ГЛАЗ ЧЕЛОВЕКА

Функционально глаз можно сравнить с фотокамерой, а сетчатку с фотопленкой. Задача камеры заключается в том, чтобы сфокусировать на пленке четкое, не слишком темное и не слишком светлое изображение. С целью сфокусировать изображение фотограф использует кольцо фокусировки камеры и его диафрагму, тем самым контролируя количество света, попадающего в камеру, чтобы оно строго соответствовало чувствительности используемой пленки. Глаз человека делает то же, даже не осознавая этого! Ваши роговица и хрусталик обеспечивают «фокусировку», а радужная оболочка регулирует количество света, которое достигает сетчатку. Однако сетчатка с ее многочисленными слоями нейронов гораздо сложнее и чувствительнее, чем любая фотопленка, не смотря на это они похожи в том, что изображение, сфокусированное на них инвертировано. Основные оптические составляющие глаза заключаются в следующем. Сначала роговица, прозрачная, слегка выпуклая, внешняя поверхность располагается в центре глаза. Роговица не имеет кровеносных сосудов, поэтому она питается кислородом из жидкости за ней, известной как водянистая влага, а также из жидкости перед ней, слезной пленки, которая распространяется по вашей роговице. Когда глаз открыт слезная пленка испаряется и для того, чтобы она восстановилась, мы моргаем. Затем следует зрачок, отверстие, которое позволяет свету проникать в глаз и, в конечном итоге, достигать сетчатки. Зрачок выглядит черным из-за слоя черных пигментированных клеток, которые находятся на глазном дне и поглощают свет. Однако, на фотографиях зрачки могут выглядеть красным из-за того, что свет вспышки отражается от сетчатки, которая содержит много кровеносных сосудов. Диаметр зрачка контролируется радужной оболочкой, круговой мышцей сфинктером и радиальной, дилататором. Темной ночью ваши зрачки расширены, чтобы впустить как можно больше света, а при дневном освещении сужаются, чтобы ограничить сетчатку от лишнего света. Эта реакция называется зрачковым рефлексом. Вы можете легко заметить ее, наблюдая за своими глазами в зеркале, когда вы включаете и выключаете свет вблизи. После того, как свет прошел через зрачок, он проходит через хрусталик, который «подвешен» между водянистой влагой и стекловидным телом, гелеобразной жидкостью, которая заполняет внутреннюю часть глаза. Хрусталик в свою очередь фокусирует световые лучи на сетчатку. Сетчатка преобразует сформированное на ней изображение, образованное лучами света, в нервные импульсы. Далее зрительная информация передается через зрительный нерв, состоящий из аксонов ганглиозных клеток сетчатки. Затем большинство этих импульсов идет по зрительному пути от глаза к первичному визуальному центру в затылочную кору головного мозга. Существует вторичный зрительный путь, который пока не до конца изучен. Роговица переходит в «белок глаза» или склеру, которая образует твердую наружную стенку глазного яблока, к которой крепятся три пары мышц. Именно эти экстраокулярные мышцы позволяют глазному яблоку двигаться в его гнезде в черепе. Слезная пленка и стекловидное тело играют важную роль в фокусировке изображения на сетчатке. Поскольку свет распространяется с разными скоростями в этих двух потоках по сравнению с его скоростью в воздухе, он изгибает любые световые лучи, которые попадают в глаз под не перпендикулярным углом, так что эти лучи попадают в правильное место на сетчатке. Этот процесс называется рефракцией. Кривизна роговицы также усиливает преломление практически параллельных световых лучей, которые достигают глаза от удаленных объектов. Некоторые из этих лучей попадают в центр роговицы. Следовательно, они перпендикулярны роговице, и их угол не меняется. Они продолжают свой путь прямо к центру сетчатки. Но другие лучи от тех же самых отдаленных объектов попадают на изогнутые части роговицы. Эти лучи преломляются во внутрь так, (при условии, что у человека нет дефектов зрения) что они попадают в точно такую же центральную точку на сетчатке и образуют сфокусированное изображение. Что касается отдаленных объектов, роговица берет на себя большую часть преломления световых лучей, чтобы они сходились в одной точке на сетчатке, а хрусталик — меньшую часть. Однако для близкорасположенных объектов (начиная примерно с 6-ти метров от глаза) хрусталик играет гораздо более активную роль при фокусировке изображения на сетчатке. Лучи света, достигающие глаза от более близких объектов, расходятся (дивергируют), поэтому они должны сильнее преломляться, чтобы сходиться на сетчатке. Хрусталик меняет свою форму, чтобы обеспечить это дополнительное преломление. Линза прикрепляется посредством цинновых связок к цилиарной мышце, которая в свою очередь прикрепляются к склере. Эта мышца образует кольцо вокруг внутренней части глаза, поэтому, когда она расслаблена, напряжение на цинновых связках больше. Следовательно, хрусталик становится более плоским и меньше преломляет свет. Но когда цилиарная мышца сокращается, она снимает напряжение на хрусталике, вследствие чего он возвращается к своей естественной, более выпуклой форме, которая больше преломляет световые лучи, так что они сходятся (конвергируют). Увеличенная преломляющая сила глаза, которую нагнетает хрусталик, позволяет формировать четкое изображение объектов на сетчатке глаза. Это явление называется аккомодацией. Между склерой и сетчаткой находится сосудистая оболочка (богато васкуляризированный слой), которая обеспечивает питательными веществами радужную оболочку и сетчатку. Сосудистая оболочка содержит много темных пигментов, из-за которых внутренняя часть глаза, видимая через зрачок, выглядит черной.

Зрительный нерв

Аксоны ганглиозных клеток сетчатки собираются в пучок на диске зрительного нерва и выходят из задней части глаза, образуя зрительный нерв. Зрительный нерв — это путь, по которому нервные импульсы передаются от правого левого глаза к различным структурам мозга, которые анализируют передаваемые визуальные сигналы. Зрительные нервы обоих глаз выходят из своих зрительных дисков и пересекаются в хиазме, который располагается прямо над гипофизом. В хиазме аксоны, идущие от назальных сетчаток, подвергаются перекосу: они переходят на другую сторону головного мозга, чтобы обеспечить перекрестную обработку зрительных сигналов. После хиазм по правой половине головного мозга идет информация о левой половине поля зрения, а по левой половине головного мозга идет информация о правой половине поля зрения. Однако, поскольку визуальная информация, которая достигает височной стороны каждой сетчатки, начинается с противоположной стороны поля зрения, аксоны с этой стороны сетчатки не должны пересекать стороны. Поэтому они идут прямо через оптический тракт. Подавляющее большинство нервных волокон в зрительном тракте проецируется на латеральное коленчатое тело (ЛКТ) в дорсальной части таламуса. ЛКТ является основным «реле» на пути к первичной зрительной коре. ЛКТ организованно в шесть отдельных клеточных слоев. При рассмотрении в трех измерениях эти шесть слоев выглядят, как стопка блинов, сложенных вокруг зрительного тракта, напоминающего коленный сустав. От этого и происходит название «geniculate», в переводе с латинского языка — «колено». Распределение нейронов ЛКТ по различным уровням предполагает, что некоторые отдельные аспекты зрительной информации, идущей от сетчатки могут обрабатываться отдельно в этом синаптическом ретрансляторе. И это именно то, что было продемонстрировано экспериментально. Поскольку правое ЛКТ обрабатывает все визуальные сигналы из левого поля зрения (и тоже самое касается и левого ЛКТ), он получает аксоны от левой назальной сетчатки и правой темпоральной сетчатки. Исследования показали, что аксоны из ипсилатерального глаза (в данном случае правого глаза) синапсируют на 2, 3 и 5 слоях в ЛКТ, тогда как аксоны из противоположного, контерлатерального глаза (здесь левого) проецируются на слои 1 4 и 6. Исследование показывает, что вентральные слои ЛКТ (1 и 2) содержат нейроны большего размера, чем его более дорсальные слои (3, 4, 5 и 6). Поэтому два вентральных слоя называются магноцеллюлярными (М) слоями, а четыре других называются парвоцеллюлярными (Р) слоями, как ганглиозные клетки типа М и Р. Фактически, было показано, что именно эти ганглиозные клетки типа M отсылают информацию в магноцеллюлярные слои ЛКТ, а ганглиозные клетки типа P - в его парвоцеллюлярные слои. Таким образом, параллельная обработка в отдельных информационных каналах, которая начинается в сетчатке, по-видимому, поддерживается посредством ЛКТ. Даже маленькие нейроны, которые образуют кониоцеллюлярные слои (koniocellular layers) на вентральной стороне каждого из шести пронумерованных слоев ЛКТ, получают сигналы от non-M non-P ganglion cells ганглиозных клеток сетчатки. Это наблюдение подтверждает сегрегацию (разделение) информации от различных типов ганглиозных клеток. Несмотря на большое влияние, которое иннервация сетчатки оказывает на структуру ЛКТ, около 80% возбуждающих входов в ЛКТ поступают не от сетчатки, а от первичной зрительной коры и нижних центров мозга! Таким образом, первичная зрительная кора, по-видимому, оказывает существенное влияние обратной связи на ЛКТ. Другое наблюдение подтверждает идею о том, что ЛКТ, как и другие подкорковые структуры, участвующие в процессе зрения, не только пассивно передает информацию от сетчатки в кору, а также может активироваться нейронами ствола мозга, чья активность связана со зрительным вниманием и с процессами, связанными с бдительностью. Эти нейроны, по-видимому, модулируют реакцию нейронов ЛКТ, что подтверждает, что ЛКТ на самом деле является местом на зрительном пути, где определенные психические состояния могут влиять на наше зрительное восприятие.

Наталья Ринская