Строение и возрастные особенности зрительного анализатора

Орган зрения является сложной системой и приспособлен для восприятия света и извлечения из него информации о внешнем мире. Именуемый зрительным анализатором, он состоит из трех отделов: периферического, проводникового и центрального.

Периферический отдел образуют два глазных яблока, представляющие собой совокупность оптической и световоспринимающей систем. Оптическая система каждого глаза состоит из оптических сред, создающих изображение предметов внешнего мира на сетчатке; а также мышечных систем, одна из которых управляет движением глаз, другая, расположенная внутри глазного яблока, обеспечивает фокусировку изображения на сетчатке и регулирует освещенность на ней, изменяя размер зрачка. Световоспринимающей системой глаза является его сетчатая оболочка, содержащая светочувствительные клетки - зрительные рецепторы. Проводниковым отделом служат зрительные нервы, которые соединяют отдельными волокнами зрительные рецепторы с клетками затылочной части коры головного мозга, где расположена центральное звено зрительного анализатора, воспринимающее и анализирующее то, что видит глаз.

Глазное яблоко человека имеет форму, близкую к шаровидной, состоит из нескольких оболочек и размещается в особом полом пространстве черепа - глазнице. Наружная, довольно прочная, соединительнотканная оболочка глазного яблока, обеспечивающая его форму, называется склерой или белковой оболочкой. Толщина ее около 1 мм. В передней части глазного яблока склера переходит в более выпуклую прозрачную роговую оболочку, или роговицу, толщина которой в центральной зоне уменьшается до 0,5 мм.

Под склерой находится более тонкая (около 0,3 мм) сосудистая оболочка (хориодея), состоящая из сети мелких кровеносных сосудов, питающих глазное яблоко. Спереди сосудистая оболочка утолщается и переходит в так называемое ресничное тело и радужную оболочку. Радужная оболочка состоит из нежных соединительнотканных фибрилл, кровеносных сосудов, мышечных волокон и пигментных клеток (от числа последних и зависит цвет глаз). В центре радужной оболочки имеется отверстие - зрачок. Он играет роль, подобную диафрагме в фотоаппарате.

Находящиеся в радужной оболочке кольцевые и радиальные мышечные элементы ведают сужением и расширением зрачка. Благодаря им диаметр зрачка глаза при изменении освещенности может изменяться в пределах от 2 до 8 мм. К ресничному телу прикреплена тончайшими цинновыми связками прозрачная двояковыпуклая линза - хрусталик.

Щелевидное пространство между роговицей и радужной оболочкой называется передней камерой, а пространство между радужной оболочкой и хрусталиком - задней камерой. Обе камеры заполнены жидкостью, которая называется водянистой влагой. Остальная полость глазного яблока заполнена студенистым веществом, называемым стекловидным телом.

К сосудистой оболочке по всей ее внутренней поверхности прилегает пигментный слой эпителиальных клеток. Перед пигментным слоем, примыкая к нему, лежит самая внутренняя из оболочек глаза - сетчатая оболочка, или ретина. Она выполняет основную функцию глаза - воспринимает формируемое оптикой глаза изображение внешнего мира, преобразует его в нервное возбуждение и направляет в мозг. Строение сетчатки чрезвычайно сложно. Обычно в ней насчитывают десять слоев.

Распределение палочек и колбочек по сетчатке не равномерно. В месте сетчатки, через которое проходит зрительная линия глаза, расположены одни колбочки. Этот участок сетчатки, несколько углубленный, диаметром примерно 0,4 мм, что соответствует углу 1,2°, называется центральной ямкой - fovea centralis (лат.) - сокращенно, фовеола или фовеа. В центральной ямке находятся только колбочки, их число здесь достигает 4 - 5 тыс. Фовеола располагается в середине горизонтально расположенного овального участка сетчатки размером от 1,4 до 2 мм (что соответствует угловым размерам, равным 5 - 7°), известного под названием желтого пятна или macula (macula - по лат. «пятно»), В этом пятне содержится придающий ему соответствующую окраску пигмент, а помимо колбочек встречаются уже и палочки, однако число колбочек здесь значительно превышает число палочек.

Желтое пятно (по новой классификации - «пятно сетчатки») и особенно его углубление - фовеа, являются областью наиболее ясного видения. Эта область обеспечивает высокую остроту зрения: здесь от каждой колбочки к зрительному нерву отходит отдельное волокно; в периферической же части сетчатки одно зрительное волокно соединяется с рядом элементов (колбочек и палочек). В сетчатке есть участок, совсем лишенный палочек и колбочек и поэтому нечувствительный к свету. Это место сетчатки, где ствол зрительного нерва, идущий к мозгу, выходит из глаза. Этот круглый участок сетчатки на дне глаза, диаметром около 1,5 мм, называют диском зрительного нерва. Соответственно ему в поле зрения можно обнаружить слепое пятно. Колбочки и палочки различаются по своим функциям: палочки более светочувствительны, но не различают цветов, колбочки различают цвета, но менее чувствительны к свету. Цветные объекты при слабом освещении, когда весь зрительный процесс осуществляется палочками, отличаются только яркостью, цвет же объектов в этих условиях не ощущается. В палочках имеется особое вещество, разлагающееся под действием света, - зрительный пурпур, или родопсин. В колбочках существует зрительный пигмент, называемый иодопсином. Разложение зрительного пурпура и зрительного пигмента под действием света представляет собой фотохимическую реакцию, в результате которой в нервных волокнах появляется электрическая разность потенциалов. Световое раздражение в виде нервных импульсов передается от глаза в мозг, где и воспринимается нами в виде света. В последнем слое сетчатки, прилегающем к сосудистой оболочке, в виде отдельных зерен находится черный пигмент. Существование пигмента имеет большое значение для приспособления глаза к работе при различных уровнях освещенности, а также для уменьшения рассеяния света внутри глаза.

Проводниковым отделом зрительного анализатора является зрительный нерв. От каждого глазного яблока отходит зрительный нерв, в составе которого около 1 млн. нервных волокон. В области основания головного мозга лежит перекрест зрительных нервов, где происходит разделение каждого зрительного нерва следующим образом: нервные волокна, идущие от наружной части сетчатки, идут в одноименное полушарие, а от внутренней части (которая ближе к носу) нервные волокна поступают в противоположное полушарие.

Центральной частью является зрительная зона в коре затылочной доли больших полушарий. Центральный отдел состоит из подкоркового центра (наружные коленчатые тела) и коркового зрительного центра (fissura calcarina) затылочной доли головного мозга.

Глазное яблоко у человека развивается из нескольких источников. Светочувствительная оболочка (сетчатка) происходит из боковой стенки мозгового пузыря (будущий промежуточный мозг); главная линза глаза - хрусталик - непосредственно из эктодермы; сосудистая и фиброзная оболочки - из мезенхимы. На ранней стадии развития зародыша (конец 1-го, начало 2-го месяца внутриутробной жизни) на боковых стенках первичного мозгового пузыря (prosencephalon) появляется небольшое парное выпячивание - глазные пузыри. Концевые отделы их расширяются, растут в сторону эктодермы, а соединяющие с мозгом ножки суживаются и в дальнейшем превращаются в зрительные нервы. В процессе развития стенка глазного пузыря впячивается внутрь его и пузырь превращается в двухслойный глазной бокал. Наружная стенка бокала в дальнейшем истончается и трансформируется в наружную пигментную часть (слой), а из внутренней стенки образуется сложно устроенная световоспринимающая (нервная) часть сетчатки (фотосенсорный слой). На стадии формирования глазного бокала и дифференцировки его стенок, на 2-м месяце внутриутробного развития, прилежащая к глазному бокалу спереди эктодерма вначале утолщается, а затем образуется хрусталиковая ямка, превращающаяся в хрусталиковый пузырек. Отделившись от эктодермы, пузырек погружается внутрь глазного бокала, теряет полость и из него в дальнейшем формируется хрусталик.

На 2-м месяце внутриутробной жизни в глазной бокал через образовавшуюся на нижней его стороне щель проникают мезенхимные клетки. Эти клетки образуют внутри бокала кровеносную сосудистую сеть в формирующемся здесь стекловидном теле и вокруг растущего хрусталика. Из прилежащих к глазному бокалу мезенхимных клеток образуется сосудистая оболочка, а из наружных слоев - фиброзная оболочка. Передняя часть фиброзной оболочки становится прозрачной и превращается в роговицу. У плода 6-8 мес. кровеносные сосуды, находящиеся в капсуле хрусталика и в стекловидном теле, исчезают; рассасывается мембрана, закрывающая отверстие зрачка (зрачковая мембрана).

Верхние и нижние веки начинают формироваться на 3-м месяце внутриутробной жизни, вначале в виде складок эктодермы. Эпителий конъюнктивы, в том числе и покрывающий спереди роговицу, происходит из эктодермы. Слезная железа развивается из выростов конъюнктивального эпителия, появляющихся на 3-м месяце внутриутробной жизни в латеральной части формирующегося верхнего века.

Глазное яблоко у новорожденного относительно большое, его переднезадний размер 17,5 мм, масса - 2,3 г. Зрительная ось глазного яблока проходит латеральнее, чем у взрослого человека. Растет глазное яблоко на первом году жизни ребенка быстрее, чем в последующие годы. К 5 годам масса глазного яблока увеличивается на 70%, а к 20-25 годам -- в 3 раза по сравнению с новорожденным. Роговица у новорожденного относительно толстая, кривизна ее в течение жизни почти не меняется; хрусталик почти круглый, радиусы его передней и задней кривизны примерно равны. Особенно быстро растет хрусталик в течение 1-го года жизни, в дальнейшем темпы роста его снижаются. Радужка выпуклая кпереди, пигмента в ней мало, диаметр зрачка равен 2,5 мм. По мере увеличения возраста ребенка толщина радужки увеличивается, количество пигмента в ней возрастает, диаметр зрачка становится большим. В возрасте 40-50 лет зрачок немного суживается.

Ресничное тело у новорожденного развито слабо. Рост и дифференцировка ресничной мышцы осуществляются довольно быстро. Зрительный нерв у новорожденного тонкий (0,8 мм), короткий. К 20 годам жизни диаметр его возрастает почти вдвое. Мышцы глазного яблока у новорожденного развиты достаточно хорошо, кроме их сухожильной части. Поэтому движение глаза возможно сразу после рождения, однако координация этих движений наступает со 2-го месяца жизни ребенка. Слезная железа у новорожденного имеет небольшие размеры, выводные канальцы железы тонкие. Функция слезоотделения появляется на 2-м месяце жизни ребенка. Влагалище глазного яблока у новорожденного и детей грудного возраста тонкое, жировое тело глазницы развито слабо. У людей пожилого и старческого возраста жировое тело глазницы уменьшается в размерах, частично атрофируется, глазное яблоко меньше выступает из глазницы.

Глазная щель у новорожденного узкая, медиальный угол глаза закруглен. В дальнейшем глазная щель быстро увеличивается. У детей до 14-15 лет она широкая, поэтому глаз кажется большим, чем у взрослого человека.