Poesiens konstnärliga värld av F.I. Tyutchev och A. Fet. A.S. Pushkin

Ögat är det organ som ansvarar för visuell uppfattning av omvärlden. Den består av ögongloben, som är kopplad till vissa hjärnområden via synnerven, och hjälpanordningar. Sådana anordningar inkluderar tårkörtlarna, muskelvävnaden och ögonlocken.

Ögongloben är täckt med ett speciellt skyddande membran som skyddar det från olika skador, sclera. Den yttre delen av denna beläggning har en transparent form och kallas hornhinnan. Cornuform område, en av de känsligaste delarna människokropp. Även en liten påverkan på detta område leder till att ögonlocken stängs.

Under hornhinnan finns iris, som kan variera i färg. Mellan dessa två lager finns en speciell vätska. I irisstrukturen finns ett speciellt hål för pupillen. Dess diameter tenderar att expandera och dra ihop sig beroende på den inkommande mängden ljus. Under pupillen finns en optisk lins, en kristallin lins, som liknar en sorts gelé. Dess fastsättning till sclera utförs med hjälp av speciella muskler. Bakom ögonglobens optiska lins finns ett område som kallas glaskroppen. Inuti ögongloben finns ett lager som kallas ögonbotten. Detta område är täckt med ett nätmembran. Detta lager innehåller tunna fibrer, som är slutet av synnerven.

Efter att ljusstrålarna passerat genom linsen penetrerar de glaskroppen och går in i det mycket tunna inre lagret av ögat - näthinnan.

Hur bilden är uppbyggd

Bilden av ett föremål som bildas på ögats näthinna är en process av gemensamt arbete av alla komponenter i ögongloben. Inkommande ljusstrålar bryts i ögonglobens optiska medium och återger bilder av omgivande föremål på näthinnan. Efter att ha passerat genom alla inre skikt irriterar ljuset, träffar de visuella fibrerna, dem och signaler överförs till vissa hjärncentra. Tack vare denna process kan en person visuell uppfattning av föremål.

Mycket under en lång tid Forskare var oroliga över frågan om vilken bild som erhålls på näthinnan. En av de första forskarna i detta ämne var I. Kepler. Hans forskning byggde på teorin att bilden som byggdes på ögats näthinna är i ett omvänt tillstånd. För att bevisa denna teori byggde han en speciell mekanism som återskapade processen med ljusstrålar som träffar näthinnan.

Lite senare upprepades detta experiment av den franske forskaren R. Descartes. För att genomföra experimentet använde han ett tjuröga med ett lager borttaget från den bakre väggen. Han placerade detta öga på en speciell piedestal. Som ett resultat kunde han observera en inverterad bild på ögonglobens bakvägg.

Utifrån detta följer en helt logisk fråga: varför ser en person omgivande föremål korrekt och inte upp och ner? Detta sker som ett resultat av att all visuell information kommer in i hjärnans centra. Dessutom får vissa delar av hjärnan information från andra sinnen. Som ett resultat av analysen korrigerar hjärnan bilden och personen får korrekt information om föremålen runt honom.

Näthinnan är den centrala länken i vår visuella analysator

Denna punkt noterades mycket exakt av poeten W. Blake:

Genom ögat, inte med ögat
Sinnet vet hur man ser på världen.

I början av artonhundratalet, i Amerika, genomfördes ett intressant experiment. Dess väsen var följande. Motivet bar speciella optiska linser, vars bild hade en direkt konstruktion. Som ett resultat:

försöksledarens vision vändes helt upp och ner;
alla föremål som omgav honom blev upp och ner.

Experimentets varaktighet ledde till det faktum att sjösjuka började utvecklas som ett resultat av störningar av visuella mekanismer med andra sinnesorgan. Forskaren upplevde anfall av illamående i tre dagar från början av experimentet. På den fjärde dagen av experimenten, som ett resultat av att bemästra hjärnan med dessa tillstånd, återgick synen till det normala. Efter att ha dokumenterat dessa intressanta nyanser tog försöksledaren bort den optiska enheten. Eftersom hjärncentrernas arbete var inriktat på att erhålla bilden som erhölls med hjälp av enheten, som ett resultat av att den togs bort, vändes motivets syn återigen upp och ner. Den här gången tog hans återhämtning cirka två timmar.

Visuell perception börjar med projicering av en bild på näthinnan och stimulering av fotoreceptorer

Vid ytterligare forskning visade det sig att endast den mänskliga hjärnan är kapabel att visa en sådan förmåga att anpassa sig. Användningen av sådana anordningar på apor fick dem att hamna i komatöst tillstånd. Detta tillstånd åtföljdes av utrotning av reflexfunktioner och lågt blodtryck. I exakt samma situation observeras inte sådana störningar i människokroppens funktion.

Ganska intressant är det faktum att den mänskliga hjärnan inte alltid kan hantera all inkommande visuell information. När vissa centra inte fungerar uppstår visuella illusioner. Som ett resultat kan objektet i fråga ändra sin form och struktur.

Det finns ett annat intressant särdrag hos synorganen. Som ett resultat av att ändra avståndet från den optiska linsen till en viss figur, ändras också avståndet till dess bild. Frågan uppstår, som ett resultat av att bilden behåller sin klarhet när den mänskliga blicken ändrar fokus, från föremål som befinner sig på avsevärt avstånd till de som befinner sig närmare.

Resultatet av denna process uppnås med hjälp av muskelvävnad som ligger nära ögonglobens lins. Som ett resultat av sammandragningar ändrar de dess konturer, ändrar synens fokus. Under processen, när blicken är fokuserad på föremål som ligger på avstånd, är dessa muskler i vila, vilket nästan inte ändrar linsens kontur. När blicken är fokuserad på föremål som finns i närheten börjar musklerna dra ihop sig, linsen böjs och kraften optisk perceptionökar.

Denna egenskap hos visuell perception kallades ackommodation. Denna term hänvisar till det faktum att synorganen kan anpassa sig till att fokusera på föremål som befinner sig på vilket avstånd som helst.

Att titta på mycket nära föremål under lång tid kan orsaka stark spänning visuella muskler. Som ett resultat av deras ökade arbete kan visuell drunkning inträffa. För att undvika detta obehagliga ögonblick, när du läser eller arbetar vid en dator, bör avståndet vara minst en kvarts meter. Detta avstånd kallas avståndet för klar syn.

Ögats optiska system består av hornhinnan, linsen och glaskroppen.

Fördelen med två synorgan

Närvaron av två visuella organ ökar avsevärt storleken på perceptionsfältet. Dessutom blir det möjligt att särskilja avståndet som skiljer föremål från en person. Detta händer eftersom olika bilder är konstruerade på näthinnan i båda ögonen. Så bilden som uppfattas av vänster öga motsvarar att titta på ett föremål från vänster sida. På det andra ögat är bilden byggd precis tvärtom. Beroende på objektets närhet kan du utvärdera skillnaden i uppfattning. Denna konstruktion av bilden på näthinnan gör att man kan urskilja volymerna av omgivande föremål.

I kontakt med

Tillbehörsapparat för det visuella systemet och dess funktioner

Det visuella sensoriska systemet är utrustat med en komplex hjälpapparat, som inkluderar ögongloben och tre par muskler som ger dess rörelser. Element i ögongloben utför den primära omvandlingen av ljussignalen som kommer in i näthinnan:
ögats optiska system fokuserar bilder på näthinnan;
pupillen reglerar mängden ljus som faller på näthinnan;
- ögonglobens muskler säkerställer dess kontinuerliga rörelse.

Bildandet av en bild på näthinnan

Naturligt ljus som reflekteras från föremåls yta är diffust, dvs. Ljusstrålar från varje punkt på ett föremål kommer i olika riktningar. Därför, i frånvaro av ögats optiska system, strålar från en punkt av objektet ( A) skulle falla in i olika delar av näthinnan ( a1, a2, a3). Ett sådant öga skulle kunna särskilja den allmänna belysningsnivån, men inte objektens konturer (Fig. 1 A).

För att kunna se föremål i omvärlden är det nödvändigt att ljusstrålar från varje punkt på föremålet endast träffar en punkt på näthinnan, d.v.s. bilden måste fokuseras. Detta kan uppnås genom att placera en sfärisk brytningsyta framför näthinnan. Ljusstrålar som kommer från en punkt ( A), kommer efter brytning på en sådan yta att samlas vid en punkt a1(fokus). Således kommer en tydlig inverterad bild att visas på näthinnan (Fig. 1 B).

Ljusbrytning sker vid gränsytan mellan två medier med olika brytningsindex. Ögongloben innehåller två sfäriska linser: hornhinnan och linsen. Följaktligen finns det 4 brytningsytor: luft/hornhinna, hornhinna/kammarvatten i ögats främre kammare, kammarvatten/lins, lins/glaskropp.

boende

Accommodation är justeringen av brytningskraften hos ögats optiska apparat till ett visst avstånd till objektet i fråga. Enligt brytningslagarna, om en ljusstråle faller på en brytningsyta, avböjs den med en vinkel beroende på vinkeln för dess infallsvinkel. När ett föremål närmar sig kommer infallsvinkeln för strålarna som kommer från det att ändras, så de bryta strålarna kommer att konvergera vid en annan punkt, som kommer att vara belägen bakom näthinnan, vilket kommer att leda till en "oskärpa" av bilden (Figur 2) B). För att fokusera det igen är det nödvändigt att öka brytningskraften hos ögats optiska apparat (Figur 2 B). Detta uppnås genom att öka linsens krökning, vilket uppstår med ökande tonus i ciliärmuskeln.

Reglera retinal belysning

Mängden ljus som faller på näthinnan är proportionell mot pupillens yta. Diametern på pupillen hos en vuxen varierar från 1,5 till 8 mm, vilket säkerställer en förändring av ljusintensiteten på näthinnan med cirka 30 gånger. Pupillreaktioner tillhandahålls av två system av glatta muskler i iris: när de cirkulära musklerna drar ihop sig, smalnar pupillen ihop, och när de radiella musklerna drar ihop sig vidgas pupillen.

När pupilllumen minskar ökar bildskärpan. Detta beror på att pupillens sammandragning förhindrar ljus från att nå linsens perifera områden och därigenom eliminerar bildförvrängning orsakad av sfärisk aberration.

Ögonrörelser

Det mänskliga ögat drivs av sex okulära muskler, som innerveras av tre kranialnerver - oculomotor, trochlear och abducens. Dessa muskler ger två typer av ögonglobens rörelser - snabba sackadiska rörelser (saccades) och mjuka spårningsrörelser.

Hoppande ögonrörelser (sackader) uppstår när man tittar på stillastående föremål (fig. 3). Snabba vändningar av ögongloben (10 - 80 ms) växlar med perioder av orörlig blickfixering vid en punkt (200 - 600 ms). Ögonglobens rotationsvinkel under en sackad sträcker sig från flera bågminuter till 10°, och när man flyttar blicken från ett objekt till ett annat kan det nå 90°. Vid stora förskjutningsvinklar åtföljs saccader av huvudrotation; ögonglobens förskjutning föregår vanligtvis huvudets rörelse.

Jämna ögonrörelser åtfölja föremål som rör sig i synfältet. Vinkelhastigheten för sådana rörelser motsvarar vinkelhastighet objekt. Om den senare överstiger 80°/s, blir spårningen kombinerad: mjuka rörelser kompletteras med saccader och huvudvändningar.

Nystagmus - periodisk växling av mjuka och ryckiga rörelser. När en person som reser på ett tåg tittar ut genom fönstret följer hans ögon mjukt landskapet som rör sig utanför fönstret, och sedan rör sig hans blick abrupt till ny punkt fixering.

Omvandling av ljussignal i fotoreceptorer

Typer av retinala fotoreceptorer och deras egenskaper

Näthinnan har två typer av fotoreceptorer (stavar och kottar), som skiljer sig åt i struktur och fysiologiska egenskaper.

Bord 1. Fysiologiska egenskaper hos stavar och kottar

	Pinnar	Kottar
Ljuskänsligt pigment	Rhodopsin	Jodopsin
Maximal pigmentabsorption	Har två maxima - en i den synliga delen av spektrumet (500 nm), den andra i ultraviolett (350 nm)	Det finns 3 typer av jodopsiner som har olika absorptionsmaxima: 440 nm (blå), 520 nm (grön) och 580 nm (röd)
Cellklasser		Varje kon innehåller bara ett pigment. Följaktligen finns det 3 klasser av koner som är känsliga för ljus med olika våglängder
Näthinnefördelning	I den centrala delen av näthinnan är tätheten av stavar cirka 150 000 per mm2, mot periferin minskar den till 50 000 per mm2. Det finns inga stavar i fovea och blinda fläcken.	Tätheten av koner i den centrala fovea når 150 000 per mm2, de är frånvarande i den blinda fläcken, och på hela den återstående ytan av näthinnan överstiger densiteten av koner inte 10 000 per mm2.
Känslighet för ljus	Stavar är cirka 500 gånger högre än kottar
Fungera	Ge svart och vitt (skototopisk syn)	Ge färg (fototopisk syn)

Dualitetsteori

Närvaron av två fotoreceptorsystem (koner och stavar), som skiljer sig i ljuskänslighet, ger anpassning till ändrade nivåer av extern belysning. I svaga ljusförhållanden tillhandahålls uppfattningen av ljus av stavar, medan färgerna inte går att skilja ( skototopisk syn e). I starkt ljus tillhandahålls synen huvudsakligen av koner, vilket gör det möjligt att särskilja färger bra ( fototopisk syn ).

Mekanism för ljussignalomvandling i fotoreceptorn

I näthinnans fotoreceptorer omvandlas energin från elektromagnetisk strålning (ljus) till energin från fluktuationer i cellens membranpotential. Transformationsprocessen sker i flera steg (fig. 4).

I det första steget, fotonen synligt ljus, som kommer in i den ljuskänsliga pigmentmolekylen, absorberas av p-elektroner av konjugerade dubbelbindningar 11- cis-retinal, medan retinal övergår i Trans-form. Stereomerisation 11- cis-retinal orsakar konformationsförändringar i proteindelen av rhodopsinmolekylen.

I det 2:a steget aktiveras transducinproteinet, som i sitt inaktiva tillstånd innehåller hårt bundet BNP. Efter att ha interagerat med fotoaktiverat rhodopsin byter transducin en GDP-molekyl mot GTP.

I det 3:e steget bildar GTP-innehållande transducin ett komplex med inaktivt cGMP-fosfodiesteras, vilket leder till aktivering av det senare.

I det fjärde steget hydrolyserar aktiverat cGMP-fosfodiesteras intracellulärt från GMP till GMP.

I det 5:e steget leder en minskning av cGMP-koncentrationen till stängning av katjonkanaler och hyperpolarisering av fotoreceptormembranet.

Under signalöverföring längs fosfodiesteras mekanism den stärks. Under fotoreceptorsvaret lyckas en enda molekyl av exciterad rhodopsin aktivera flera hundra molekyler av transducin. Den där. I det första steget av signaltransduktion sker en förstärkning på 100-1000 gånger. Varje aktiverad transducinmolekyl aktiverar endast en fosfodiesterasmolekyl, men den senare katalyserar hydrolysen av flera tusen molekyler med GMP. Den där. i detta skede förstärks signalen ytterligare 1 000-10 000 gånger. När en signal överförs från en foton till cGMP kan därför en mer än 100 000-faldig förstärkning inträffa.

Informationsbehandling i näthinnan

Element i retinala neurala nätverk och deras funktioner

Neuralt nätverk näthinnan inkluderar 4 typer nervceller(Fig.5):

- ganglionceller,
bipolära celler,
- amakrina celler,
- horisontella celler.

Ganglionceller – neuroner, vars axoner, som en del av synnerven, lämnar ögat och följer med till centrala nervsystemet. Funktionen hos ganglieceller är att leda excitation från näthinnan till det centrala nervsystemet.

Bipolära celler koppla ihop receptor- och ganglionceller. Två grenade processer sträcker sig från den bipolära cellkroppen: en process bildar synaptiska kontakter med flera fotoreceptorceller, den andra med flera ganglionceller. Bipolära cellers funktion är att leda excitation från fotoreceptorer till ganglieceller.

Horisontella celler ansluta närliggande fotoreceptorer. Flera processer sträcker sig från den horisontella cellkroppen, som bildar synaptiska kontakter med fotoreceptorer. Huvudfunktionen hos horisontella celler är att utföra laterala interaktioner av fotoreceptorer.

Amakrina celler är belägna som liknar horisontella, men de bildas av kontakter inte med fotoreceptorceller, utan med ganglionceller.

Förökning av excitation i näthinnan

När en fotoreceptor belyses utvecklas en receptorpotential i den, vilket representerar hyperpolarisering. Receptorpotentialen som uppstår i fotoreceptorcellen överförs till bipolära och horisontella celler genom synaptiska kontakter med hjälp av en sändare.

I en bipolär cell kan både depolarisering och hyperpolarisering utvecklas (se nedan för mer information), som sprider sig genom synaptisk kontakt till ganglieceller. De senare är spontant aktiva, d.v.s. kontinuerligt generera aktionspotentialer vid en specifik frekvens. Hyperpolarisering av ganglionceller leder till en minskning av frekvensen av nervimpulser, depolarisering leder till dess ökning.

Elektriska svar från retinala neuroner

Det receptiva fältet hos en bipolär cell är en uppsättning fotoreceptorceller med vilka den bildar synaptiska kontakter. Det receptiva fältet för en ganglioncell förstås som en uppsättning fotoreceptorceller till vilka en given ganglioncell är ansluten genom bipolära celler.

De mottagliga fälten av bipolära celler och ganglionceller är runda till formen. Det receptiva fältet kan delas in i en central och perifer del (fig. 6). Gränsen mellan de centrala och perifera delarna av det receptiva fältet är dynamisk och kan förskjutas med förändringar i ljusnivåer.

Reaktionerna hos retinala nervceller när de belyses av fotoreceptorer i de centrala och perifera delarna av deras receptiva fält är vanligtvis motsatta. Samtidigt finns det flera klasser av ganglieceller och bipolära celler (ON -, OFF - celler), som visar olika elektriska svar på ljusets verkan (Fig. 6).

Tabell 2. Klasser av ganglion och bipolära celler och deras elektriska svar

Cellklasser	Reaktionen av nervceller när de belyses av fotoreceptorer lokaliserade
	i den centrala delen av republiken Polen	i den perifera delen av RP
Bipolära celler PÅ typ	Avpolarisering	Hyperpolarisering
Bipolära celler AV typ	Hyperpolarisering	Avpolarisering
Ganglionceller PÅ typ
Ganglionceller AV typ	Hyperpolarisering och minskning av AP-frekvens	Depolarisering och ökning av AP-frekvens
Ganglionceller PÅ- AV typ	De ger ett kort ON-svar på ett stationärt ljusstimulus och ett kort OFF-svar på ett försvagat ljus.

Bearbetning av visuell information i centrala nervsystemet

Sensoriska vägar i det visuella systemet

De myeliniserade axonerna i retinala ganglioncellerna skickas till hjärnan som en del av de två synnerverna (fig. 7). De högra och vänstra synnerverna smälter samman vid basen av skallen för att bilda den optiska chiasmen. Här passerar nervfibrer som kommer från den mediala halvan av näthinnan i varje öga till den kontralaterala sidan, och fibrer från de laterala halvorna av näthinnan fortsätter ipsilateralt.

Efter korsning följer axonerna av ganglieceller i optikkanalen till den laterala geniculate kroppen (LCC), där de bildar synaptiska kontakter med nervceller i det centrala nervsystemet. Axoner av nervceller i LCT som en del av den så kallade. visuell utstrålning når neuronerna i den primära visuella cortex (Brodmann-område 17). Vidare, längs intrakortikala anslutningar, sprids excitation till den sekundära visuella cortex (fält 18b-19) och associativa zoner i cortex.

Synsystemets sinnesvägar är organiserade enligt retinotopprincip - excitation från närliggande ganglionceller når närliggande punkter i LCT och cortex. Näthinnans yta projiceras så att säga på ytan av LCT och cortex.

De flesta av gangliecellernas axoner slutar i LCT, medan några av fibrerna följer till colliculus överlägsen, hypotalamus, det pretektala området i hjärnstammen och kärnan i optikkanalen.

Förbindelsen mellan näthinnan och colliculus överlägsen tjänar till att reglera ögonrörelser.

Projektionen av näthinnan till hypotalamus tjänar till att koppla ihop endogena dygnsrytmer med dagliga fluktuationer i ljusnivåer.

Kopplingen mellan näthinnan och den pretektala regionen av stammen är extremt viktig för regleringen av pupilllumen och ackommodation.

Neuroner i de optiska traktens kärnor, som också tar emot synaptiska input från ganglionceller, är anslutna till de vestibulära kärnorna i hjärnstammen. Denna projektion gör att man kan uppskatta kroppens position i rymden baserat på visuella signaler, och tjänar också till att utföra komplexa oculomotoriska reaktioner (nystagmus).

Bearbetning av visuell information i LCT

LCT-neuroner har runda mottagliga fält. De elektriska svaren hos dessa celler liknar dem hos ganglieceller.

I LCT finns neuroner som exciteras när det finns en ljus/mörk gräns i deras receptiva fält (kontrastneuroner) eller när denna gräns rör sig inom det receptiva fältet (rörelsedetektorer).

Bearbetning av visuell information i primära visuella cortex

Beroende på svaret på ljusstimuli delas kortikala neuroner in i flera klasser.

Neuroner med ett enkelt receptivt fält. Den starkaste excitationen av en sådan neuron uppstår när dess mottagliga fält belyses av en ljusremsa med en viss orientering. Frekvensen av nervimpulser som genereras av en sådan neuron minskar när orienteringen av ljusremsan ändras (Fig. 8 A).

Neuroner med ett komplext receptivt fält. Den maximala graden av neuronexcitation uppnås när ljusstimulansen rör sig inom ON-zonen av det receptiva fältet i en viss riktning. Att flytta ljusstimulansen i en annan riktning eller lämna ljusstimulansen utanför ON-zonen orsakar svagare excitation (Fig. 8 B).

Neuroner med ett mycket komplext receptivt fält. Maximal excitation av en sådan neuron uppnås under verkan av en lätt stimulans av komplex konfiguration. Till exempel är neuroner kända vars starkaste excitation utvecklas när man korsar två gränser mellan ljus och mörker inom ON-zonen av det receptiva fältet (Fig. 23.8 B).

Trots den enorma mängden experimentella data om mönstren för cellsvar på olika visuella stimuli, finns det hittills ingen fullständig teori som förklarar mekanismerna för visuell informationsbehandling i hjärnan. Vi kan inte förklara hur de olika elektriska svaren hos retinala, LCT- och kortikala neuroner möjliggör mönsterigenkänning och andra fenomen av visuell perception.

Reglering av hjälpmedelsfunktioner

Reglering av boende. Linsens krökning förändras med hjälp av ciliarmuskeln. När ciliärmuskeln drar ihop sig ökar krökningen av linsens främre yta och brytningskraften ökar. De glatta muskelfibrerna i ciliarmuskeln innerveras av postganglioniska neuroner, vars kroppar är belägna i ciliarganglion.

En adekvat stimulans för att ändra graden av krökning av linsen är suddigheten av bilden på näthinnan, som registreras av neuronerna i den primära cortex. På grund av de nedåtgående anslutningarna av cortex sker en förändring i graden av excitation av neuroner i den pretektala regionen, vilket i sin tur orsakar aktivering eller hämning av preganglioniska neuroner i den oculomotoriska kärnan (Edinger-Westphal nucleus) och postganglioniska neuroner i ciliären. ganglie.

Reglering av pupilllumen. Sammandragning av pupillen uppstår med sammandragning av cirkulära glatta muskelfibrer i hornhinnan, som innerveras av parasympatiska postganglioniska neuroner i ciliärganglion. De senare exciteras av högintensivt ljus som faller in på näthinnan, vilket uppfattas av neuroner i den primära visuella cortex.

Pupillvidgning åstadkoms genom sammandragning av de radiella musklerna i hornhinnan, som innerveras av sympatiska neuroner i VSH. Den senares aktivitet är under kontroll av ciliospinalcentret och det pretektala området. Stimulansen för pupillvidgning är en minskning av belysningsnivån i näthinnan.

Reglering av ögonrörelser. En del av gangliecellernas fibrer följer till neuronerna i colliculus superior (mellanhjärnan), som är kopplade till kärnorna i oculomotor, trochlear och abducens nerver, vars neuroner innerverar de tvärstrimmiga muskelfibrerna i ögonmusklerna. Nervcellerna i de överlägsna colliculi kommer att ta emot synaptiska input från de vestibulära receptorerna och proprioceptorerna i nackmusklerna, vilket gör att kroppen kan koordinera ögonrörelser med kroppsrörelser i rymden.

Fenomen av visuell perception

Mönsterigenkänning

Det visuella systemet har en anmärkningsvärd förmåga att känna igen ett föremål som mest olika alternativ hans bilder. Vi kan känna igen en bild (ett bekant ansikte, en bokstav etc.) när några av dess delar saknas, när den innehåller onödiga element, när den är olika orienterad i rymden, har olika vinkeldimensioner, är vänd mot oss med olika sidor etc. P. (Fig. 9). De neurofysiologiska mekanismerna för detta fenomen studeras för närvarande intensivt.

Konstant i form och storlek

Som regel uppfattar vi omgivande föremål som oförändrade i form och storlek. Även om deras form och storlek på näthinnan faktiskt inte är konstant. Till exempel ser en cyklist i synfältet alltid lika stor ut oavsett avståndet från honom. Cykelhjul uppfattas som runda, även om deras näthinnebilder i verkligheten kan vara smala ellipser. Detta fenomen visar erfarenhetens roll för att se världen omkring oss. De neurofysiologiska mekanismerna för detta fenomen är för närvarande okända.

Perception av rumsligt djup

Bilden av omvärlden på näthinnan är platt. Däremot ser vi världen i volym. Det finns flera mekanismer som säkerställer konstruktionen av 3-dimensionellt utrymme baserat på platta bilder som bildas på näthinnan.

Eftersom ögonen är belägna på ett visst avstånd från varandra skiljer sig bilderna som bildas på näthinnan i vänster och höger ögon något från varandra. Ju närmare objektet är betraktaren, desto mer olika kommer dessa bilder att vara.

Överlappande bilder hjälper också till att utvärdera dem ömsesidigt arrangemang i rymden. Bilden av ett nära objekt kan överlappa bilden av ett avlägset objekt, men inte vice versa.

När observatörens huvud rör sig kommer bilderna av de observerade objekten på näthinnan också att förskjutas (fenomenet parallax). För samma huvudförskjutning kommer bilder av nära föremål att förskjutas mer än bilder av avlägsna föremål

Perception av stillhet i rymden

Om vi, efter att ha stängt ena ögat, trycker fingret på det andra ögongloben, kommer vi att se att världen omkring oss förskjuts åt sidan. I normala förhållanden världen orörlig, även om bilden på näthinnan ständigt "hoppar" på grund av ögonglobernas rörelser, huvudsvängningar och förändringar i kroppens position i rymden. Uppfattningen av stillheten i det omgivande rummet säkerställs av det faktum att vid bearbetning av visuella bilder beaktas information om ögonrörelser, huvudrörelser och kroppsposition i rymden. Det visuella sensoriska systemet kan "subtrahera" egna rörelserögon och kroppar från rörelser av bilder på näthinnan.

Teorier om färgseende

Trekomponentteori

Baserat på principen om trikromatisk tillsatsblandning. Enligt denna teori fungerar de tre typerna av kottar (känsliga för rött, grönt och blått) som oberoende receptorsystem. Genom att jämföra intensiteten hos signalerna från de tre typerna av koner, producerar det visuella sensoriska systemet en "virtuell additiv bias" och beräknar den sanna färgen. Författarna till teorin är Jung, Maxwell, Helmholtz.

Motståndarens färglära

Det förutsätter att vilken färg som helst kan beskrivas entydigt genom att ange dess position på två skalor - "blå-gul", "röd-grön". Färgerna som ligger vid polerna på dessa vågar kallas motståndarfärger. Denna teori stöds av det faktum att det finns neuroner i näthinnan, LCT och cortex som aktiveras om deras receptiva fält belyses med rött ljus och hämmas om ljuset är grönt. Andra neuroner exciteras när de utsätts för gult och hämmas när de utsätts för blått. Det antas att genom att jämföra graden av excitation av neuroner i de "rödgröna" och "gulblå" systemen, kan det visuella sensoriska systemet beräkna ljusets färgegenskaper. Författarna till teorin är Mach, Göring.

Det finns alltså experimentella bevis för båda teorierna om färgseende. Övervägs för närvarande. Att trekomponentteorin på ett adekvat sätt beskriver mekanismerna för färguppfattning på nivån av retinala fotoreceptorer, och teorin om motsatta färger - mekanismerna för färguppfattning på nivån av neurala nätverk.

Genom ögat, inte med ögat
Sinnet vet hur man ser på världen.
William Blake

Lektionens mål:

Pedagogisk:

avslöja strukturen och betydelsen av den visuella analysatorn, visuella förnimmelser och perception;
fördjupa kunskapen om ögats struktur och funktion som optiskt system;
förklara hur bilder bildas på näthinnan,
ge en uppfattning om närsynthet och långsynthet och typer av synkorrigering.

Pedagogisk:

utveckla förmågan att observera, jämföra och dra slutsatser;
fortsätta att utvecklas logiskt tänkande;
fortsätt att bilda sig en uppfattning om enheten i omvärldens begrepp.

Pedagogisk:

att odla en omtänksam attityd till sin hälsa, att ta itu med frågor om visuell hygien;
fortsätta att utveckla en ansvarsfull attityd till lärande.

Utrustning:

tabell "Visuell analysator",
hopfällbar ögonmodell,
våt preparat "Däggdjursöga"
Handout med illustrationer.

Under lektionerna

1. Organisatoriskt ögonblick.

2. Uppdatering av kunskap. Upprepning av ämnet "Ögats struktur."

3. Förklaring av nytt material:

Optiskt system i ögat.

Näthinnan. Bildning av bilder på näthinnan.

Optiska illusioner.

Accommodation av ögat.

Fördelen med att se med båda ögonen.

Ögonrörelse.

Synfel och deras korrigering.

Visuell hygien.

4. Konsolidering.

5. Lektionssammanfattning. Iscensättning läxa.

Upprepning av ämnet "Ögats struktur."

Biologilärare:

I den senaste lektionen studerade vi ämnet "Ögats struktur". Låt oss komma ihåg materialet i denna lektion. Fortsätt meningen:

1) Den visuella zonen i hjärnhalvorna är belägen i ...

2) Ger färg till ögat...

3) Analysatorn består av...

4) Ögats hjälporgan är...

5) Ögongloben har... hinnor

6) Den konvexa - konkava linsen i ögongloben är ...

Berätta med hjälp av ritningen om strukturen och syftet med ögats beståndsdelar.

Förklaring av nytt material.

Biologilärare:

Ögat är synorganet hos djur och människor. Detta är en självjusterande enhet. Det låter dig se nära och avlägsna föremål. Objektivet krymper antingen nästan till en boll eller sträcker sig, vilket ändrar brännvidden.

Ögats optiska system består av hornhinnan, linsen och glaskroppen.

Näthinnan (näthinnan som täcker ögonbotten) har en tjocklek på 0,15 -0,20 mm och består av flera lager av nervceller. Det första lagret ligger intill de svarta pigmentcellerna. Det bildas av visuella receptorer - stavar och kottar. I den mänskliga näthinnan finns hundratals gånger fler stavar än kottar. Stavarna exciteras mycket snabbt av svagt skymningsljus, men kan inte uppfatta färg. Kottar exciteras långsamt och endast av starkt ljus - de kan uppfatta färg. Stavarna är jämnt fördelade över näthinnan. Mitt emot pupillen i näthinnan finns den gula fläcken, som uteslutande består av koner. När man undersöker ett föremål rör sig blicken så att bilden faller på den gula fläcken.

Processer sträcker sig från nervceller. På ett ställe av näthinnan samlas de i en bunt och bildar synnerven. Mer än en miljon fibrer överför visuell information till hjärnan i form av nervimpulser. Denna plats, som saknar receptorer, kallas en blind fläck. Analysen av ett föremåls färg, form, belysning och dess detaljer, som började i näthinnan, slutar i cortex. Här samlas, dechiffreras och sammanfattas all information. Som ett resultat bildas en idé om ämnet. Det är hjärnan som "ser", inte ögat.

Så syn är en subkortikal process. Det beror på kvaliteten på information som kommer från ögonen till cortex cerebrala hemisfärer(occipital region).

Fysikalärare:

Vi fick reda på att ögats optiska system består av hornhinnan, linsen och glaskroppen. Ljus, som bryts i det optiska systemet, ger verkliga, reducerade, omvända bilder av objekten i fråga på näthinnan.

Den förste som bevisade att bilden på näthinnan är inverterad genom att plotta strålarnas väg i ögats optiska system var Johannes Kepler (1571 - 1630). För att testa denna slutsats tog den franske vetenskapsmannen René Descartes (1596 - 1650) ett öga och, efter att ha skrapat bort det ogenomskinliga lagret från dess bakvägg, placerade han det i ett hål i en fönsterlucka. Och sedan, på ögonbottens genomskinliga vägg, såg han en inverterad bild av bilden som observerades från fönstret.

Varför ser vi då alla föremål som de är, d.v.s. inte upp och ner?

Faktum är att synprocessen kontinuerligt korrigeras av hjärnan, som tar emot information inte bara genom ögonen utan också genom andra sinnen.

1896 genomförde den amerikanske psykologen J. Stretton ett experiment på sig själv. Han tog på sig speciella glasögon, tack vare vilka bilderna av omgivande föremål på ögats näthinna inte var omvända, utan framåt. Och vad? Världen i Strettons sinne vände upp och ner. Han började se alla föremål upp och ner. På grund av detta blev det en oöverensstämmelse i ögonens arbete med andra sinnen. Forskaren utvecklade symtom på sjösjuka. I tre dagar kände han sig illamående. Men på den fjärde dagen började kroppen återgå till det normala, och på den femte dagen började Stretton känna samma sak som före experimentet. Forskarens hjärna blev van vid de nya arbetsförhållandena, och han började se alla föremål raka igen. Men när han tog av sig glasögonen vände allt upp och ner igen. Inom en och en halv timme var hans syn återställd och han började se normalt igen.

Det är konstigt att en sådan anpassning endast är karakteristisk för den mänskliga hjärnan. När man i ett av experimenten satte inverterande glasögon på en apa fick den ett sådant psykologiskt slag att den, efter att ha gjort flera felaktiga rörelser och fallit, föll i ett tillstånd som påminde om koma. Hennes reflexer började blekna, hennes blodtryck sjönk och hennes andning blev snabb och ytlig. Inget sådant observeras hos människor. Men den mänskliga hjärnan klarar inte alltid av analysen av bilden som erhålls på näthinnan. I sådana fall uppstår visuella illusioner - det observerade föremålet förefaller oss inte som det verkligen är.

Våra ögon kan inte uppfatta föremålens natur. Påtvinga dem därför inte vanföreställningar om förnuft. (Lucretius)

Visuella självbedrägerier

Vi talar ofta om "ögat bedrägeri", "bedrägeri av hörsel", men dessa uttryck är felaktiga. Det finns inga bedrägerier av känslor. Filosofen Kant sa träffande om detta: "Sinnena lurar oss inte, inte för att de alltid dömer rätt, utan för att de inte dömer alls."

Vad är det då som bedrar oss i sinnenas så kallade ”bedrägerier”? Naturligtvis vad som i detta fall ”domar”, d.v.s. vår egen hjärna. De flesta av de optiska illusionerna beror faktiskt enbart på det faktum att vi inte bara ser, utan också omedvetet resonerar och omedvetet vilseleder oss själva. Dessa är bedrägerier av omdöme, inte känslor.

Galleri med bilder, eller vad du ser

Dotter, mamma och mustaschpappa?

En indier som stolt tittar på solen och en eskimå i huva med ryggen vänd...

Unga och gamla män

Unga och gamla kvinnor

Är linjerna parallella?

Är en fyrhörning en kvadrat?

Vilken ellips är större - den nedre eller den inre övre?

Vad är större i denna figur - höjd eller bredd?

Vilken rad är en fortsättning på den första?

Märker du att cirkeln "skakar"?

Det finns ytterligare en egenskap hos synen som inte kan ignoreras. Det är känt att när avståndet från linsen till objektet ändras, ändras även avståndet till dess bild. Hur blir en tydlig bild kvar på näthinnan när vi flyttar blicken från ett avlägset föremål till ett närmare?

Som du vet kan musklerna som är fästa på linsen ändra krökningen på dess ytor och därmed ögats optiska kraft. När vi tittar på avlägsna föremål är dessa muskler i ett avslappnat tillstånd och linsens krökning är relativt liten. När man tittar på närliggande föremål komprimerar ögonmusklerna linsen, och dess krökning, och följaktligen den optiska kraften, ökar.

Ögats förmåga att anpassa sig till synen, både på nära och längre avstånd, kallas boende(från latin accomodatio - enhet).

Tack vare boende lyckas en person fokusera bilder av olika föremål på samma avstånd från linsen - på näthinnan.

Men när föremålet i fråga är väldigt nära ökar spänningen i musklerna som deformerar linsen, och ögats arbete blir tröttsamt. Det optimala avståndet för läsning och skrivning för ett normalt öga är cirka 25 cm. Detta avstånd kallas avståndet för bästa syn.

Biologilärare:

Vilken fördel ger det att se med båda ögonen?

1. Det mänskliga synfältet ökar.

2. Det är tack vare närvaron av två ögon som vi kan urskilja vilket objekt som är närmare och vilket som är längre ifrån oss.

Faktum är att näthinnan i höger och vänster ögon producerar bilder som skiljer sig från varandra (motsvarande att titta på föremål som till höger och vänster). Ju närmare föremålet är, desto mer märkbar skillnaden. Det skapar intrycket av en skillnad i avstånd. Samma förmåga hos ögat gör att du kan se ett objekt som tredimensionellt och inte platt. Denna förmåga kallas stereoskopisk syn. De båda hjärnhalvornas gemensamma arbete säkerställer särskiljandet av föremål, deras form, storlek, placering och rörelse. Effekten av volymetriskt utrymme kan uppstå i fall där vi betraktar en platt bild.

Under flera minuter, titta på bilden på ett avstånd av 20 - 25 cm från dina ögon.

I 30 sekunder, titta på häxan på kvasten utan att titta bort.

Flytta snabbt blicken till ritningen av slottet och titta, räkna till 10, in i portöppningen. I öppningen ser du en vit häxa på en grå bakgrund.

När du tittar på dina ögon i spegeln märker du förmodligen att båda ögonen gör stora och subtila rörelser strikt samtidigt, i samma riktning.

Ser ögonen alltid på allt så här? Hur beter vi oss i ett redan bekant rum? Varför behöver vi ögonrörelser? De behövs för den första inspektionen. Genom att undersöka bildar vi en helhetsbild, och allt detta överförs till lagring i minnet. Därför är ögonrörelser inte nödvändiga för att känna igen välkända föremål.

Fysikalärare:

En av synens huvudsakliga egenskaper är skärpa. Människors syn förändras med åldern, eftersom... linsen tappar elasticitet och förmågan att ändra sin krökning. Långsynthet eller närsynthet uppträder.

Myopi är en synbrist där parallella strålar, efter brytning i ögat, samlas inte på näthinnan, utan närmare linsen. Bilder av avlägsna föremål blir därför suddiga och suddiga på näthinnan. För att få en skarp bild på näthinnan måste föremålet i fråga föras närmare ögat.

Avståndet för bästa syn för en närsynt person är mindre än 25 cm. Därför tvingas personer med en liknande brist på rhenium att läsa texten och placera den nära ögonen. Närsynthet kan bero på följande orsaker:

överdriven optisk kraft i ögat;
förlängning av ögat längs dess optiska axel.

Det utvecklas vanligtvis under skolåren och är vanligtvis förknippat med långvarig läsning eller skrivning, särskilt vid otillräcklig belysning och felaktig placering av ljuskällor.

Långsynthet är en synfel där parallella strålar, efter brytning i ögat, konvergerar i en sådan vinkel att fokus inte ligger på näthinnan, utan bakom den. Bilder av avlägsna föremål på näthinnan visar sig återigen vara suddiga och suddiga.

Biologilärare:

För att förhindra syntrötthet finns det ett antal övningar. Vi erbjuder dig några av dem:

Alternativ 1 (längd 3-5 minuter).

1. Startposition - sitta i en bekväm position: ryggraden är rak, ögonen är öppna, blicken är riktad rakt. Det är väldigt enkelt att göra, utan stress.

Rikta blicken åt vänster - rakt, åt höger - rakt, upp - rakt, ner - rakt, utan dröjsmål i den bortförda positionen. Upprepa 1-10 gånger.

2. Flytta blicken diagonalt: vänster - ner - rakt, höger - upp - rakt, höger - ner - rakt, vänster - upp - rakt. Och gradvis öka förseningarna i den bortförda positionen, andningen är frivillig, men se till att det inte finns någon fördröjning. Upprepa 1-10 gånger.

3. Cirkulära ögonrörelser: från 1 till 10 cirklar åt vänster och höger. Snabbare till en början, sänk sedan tempot gradvis.

4. Titta på spetsen av ett finger eller en penna som hålls på ett avstånd av 30 cm från ögonen och sedan på avståndet. Upprepa flera gånger.

5. Titta rakt fram intensivt och orörligt, försök att se tydligare och blinka sedan flera gånger. Kläm på ögonlocken och blinka sedan flera gånger.

6. Ändra brännvidden: titta på nässpetsen och sedan på avstånd. Upprepa flera gånger.

7. Massera ögonlocken, stryk dem försiktigt med pek- och långfingret i riktning från näsan till tinningarna. Eller: blunda och använd handflatsdynorna, berör mycket försiktigt, för att flytta längs de övre ögonlocken från tinningarna till näsryggen och ryggen, totalt 10 gånger i en genomsnittlig takt.

8. Gnid handflatorna mot varandra och täck enkelt, utan ansträngning, dina tidigare stängda ögon med dem för att helt blockera dem från ljuset i 1 minut. Föreställ dig att kastas in i totalt mörker. Öppna ögon.

Alternativ 2 (längd 1-2 minuter).

1. När man räknar 1-2 fixerar ögonen sig på ett nära (avstånd 15-20 cm) föremål, när man räknar 3-7 överförs blicken till ett avlägset föremål. Vid räkningen av 8 överförs blicken igen till närmaste föremål.

2. Med huvudet orörligt, vid räkningen av 1, vänd ögonen vertikalt uppåt, vid räkningen av 2, nedåt och sedan uppåt igen. Upprepa 10-15 gånger.

3. Blunda i 10-15 sekunder, öppna och flytta ögonen åt höger och vänster, sedan upp och ner (5 gånger). Rikta blicken fritt, utan spänning, i fjärran.

Alternativ 3 (längd 2-3 minuter).

Övningarna utförs i sittande läge, bakåtlutad i en stol.

1. Titta rakt fram i 2-3 sekunder, sänk sedan ner ögonen i 3-4 sekunder. Upprepa övningen i 30 sekunder.

2. Lyft upp ögonen, sänk dem, titta åt höger och sedan åt vänster. Upprepa 3-4 gånger. Varaktighet 6 sekunder.

3. Lyft upp ögonen, gör cirkulära rörelser med dem moturs och sedan medurs. Upprepa 3-4 gånger.

4. Slut ögonen hårt i 3-5 sekunder, öppna i 3-5 sekunder. Upprepa 4-5 gånger. Varaktighet 30-50 sekunder.

Konsolidering.

Icke-standardiserade situationer erbjuds.

1. En närsynt elev uppfattar bokstäverna som är skrivna på tavlan som suddiga och otydliga. Han måste anstränga sin syn för att få plats med ögonen antingen på tavlan eller på anteckningsboken, vilket är skadligt för både syn- och nervsystemet. Föreslå en design för sådana glasögon för skolbarn för att undvika stress när de läser text från tavlan.

2. När en persons ögonlins blir grumlig (till exempel med grå starr) tas den vanligtvis bort och ersätts med en plastlins. En sådan ersättning berövar ögonen förmågan att rymma och patienten måste använda glasögon. På senare tid började Tyskland tillverka en konstgjord lins som kan fokusera själv. Gissa vilken designfunktion som uppfanns för att passa ögat?

3. H.G. Wells skrev romanen "Den osynlige mannen". En aggressiv osynlig personlighet ville lägga hela världen under sig. Fundera på vad som är fel med denna idé? När är ett föremål i miljön osynligt? Hur kan en osynlig mans öga se?

Lektionssammanfattning. Göra läxor.

57, 58 § (biologi),
§ 37.38 (fysik), erbjuda icke-standardiserade problem om det studerade ämnet (valfritt).