Pulgad pakuvad. Varraste ja koonuste funktsioonid võrkkestas

Koonused ja vardad on tundlikud fotoretseptorid, mis asuvad võrkkestas. Nad muudavad valgusstimulatsiooni närviärrituseks, see tähendab, et nendes retseptorites muundatakse valguse footon elektriliseks impulsiks. Lisaks sisenevad need impulsid mööda nägemisnärvi kiude aju keskstruktuuridesse. Vardad tajuvad peamiselt valgust halva nähtavuse tingimustes, võib öelda, et nad vastutavad öise tajumise eest. Tänu käbide tööle on inimesel värvitaju ja nägemisteravus. Nüüd vaatame lähemalt iga fotoretseptorite rühma.

Varraste aparaat

Seda tüüpi fotoretseptorid meenutavad kujuga silindrit, mille läbimõõt on ebaühtlane, kuid ümbermõõt on ligikaudu sama. Varda fotoretseptori pikkus, mis on 0,06 mm, ületab kolmkümmend korda selle läbimõõdu (0,002 mm). Sellega seoses näeb see silinder välja täpselt nagu pulk. Inimese silmamunas on tavaliselt umbes 115–120 miljonit varda.

Seda tüüpi fotoretseptorites saab eristada nelja segmenti:

Välissegmendis on membraanikettad;
Ühendussegment on ripsmed;
Sisemine segment sisaldab mitokondreid;
Basaalsegment on närvipõimik.

Pulkade tundlikkus on väga kõrge, mistõttu piisab nende jaoks elektriimpulsi tekitamiseks isegi ühe footoni energiast. Just see omadus võimaldab tajuda ümbritsevaid objekte vähese valguse tingimustes. Samal ajal ei suuda vardad värve eristada, kuna nende struktuuris on ainult ühte tüüpi pigmenti (rodopsiin). Seda pigmenti nimetatakse ka visuaalselt lillaks. See sisaldab kahte valgumolekulide rühma (opsiin ja kromofoor), seega on ka valguslainete neeldumiskõveral kaks tippu. Üks neist tippudest asub tsoonis (278 nm), kus inimene valgust ei taju (ultraviolett). Teine maksimum asub 498 nm piirkonnas, see tähendab sinise ja rohelise spektri piiril.

On teada, et varrastes paiknev pigment rodopsiin reageerib valguslainetele palju aeglasemalt kui koonustes olev jodopsiin. Sellega seoses on ka varraste reaktsioon valgusvoogude dünaamikale aeglasem ja nõrgem, see tähendab, et pimedas on inimesel raskem eristada liikuvaid objekte.

koonuse aparaat

Koonusfotoretseptorite kuju, nagu võite arvata, sarnaneb laborikolbidega. Selle pikkus on 0,05 mm, läbimõõt kitsas kohas on 0,001 mm ja laias kohas neli korda suurem. Silma võrkkest sisaldab tavaliselt umbes seitse miljonit koonust. Iseenesest on koonused valguskiirtele vähem vastuvõtlikud kui vardad, see tähendab, et nende ergastamine nõuab kümneid kordi rohkem footoneid. Koonusfotoretseptorid töötlevad aga saadud infot palju intensiivsemalt ja seetõttu on neil kergem eristada valgusvoo mistahes dünaamikat. See võimaldab paremini tajuda liikuvaid objekte ja määrab ka inimese kõrge nägemisteravuse.

Koonuse struktuuris on ka neli elementi:

Välissegment, mis koosneb jodopsiiniga membraanketastest;
Ühenduselement, mida kujutab kitsendus;
Sisemine segment, mis sisaldab mitokondreid;
Sünaptilise ühenduse eest vastutav põhisegment.

Koonused fotoretseptorid saavad oma funktsioone täita, kuna need sisaldavad jodopsiini. See pigment võib olla erinevat tüüpi, tänu millele suudab inimene värve eristada. Võrkkestast on juba eraldatud kahte tüüpi pigmenti: erütrolab, mis on eriti tundlik punaste lainepikkuste suhtes, ja klorolab, mis on väga tundlik rohelise valguse lainepikkuste suhtes. Kolmandat tüüpi pigmenti, mis peaks olema tundlik sinise valguse suhtes, pole veel eraldatud, kuid plaanitakse seda nimetada tsüanolabiks.

See (kolmekomponendiline) värvitaju teooria põhineb eeldusel, et on olemas kolme tüüpi koonuse retseptoreid. Olenevalt sellest, millise lainepikkusega valguslained neile langevad, toimub edasine värvipildi moodustumine. Kuid lisaks kolmekomponendilisele teooriale on olemas ka kahekomponendiline mittelineaarne teooria. Tema sõnul sisaldab iga koonuse fotoretseptor mõlemat tüüpi pigmenti (klorolabi ja erütrolabi), see tähendab, et see retseptor suudab tajuda nii rohelist kui ka punast. Tsüanolalabi rolli täidab pulkadest pleekinud rodopsiin. Selle hüpoteesi toetuseks võib tuua tõsiasja, et värvipimedusega (tritanopsia) inimestel, kes on kaotanud värvitaju sinises spektris, on raskusi hämaras nägemisega. See näitab varraste aparaadi töö rikkumist.

38. Fotoretseptorid (vardad ja koonused), nendevahelised erinevused. Biofüüsikalised protsessid, mis toimuvad valguskvanti neeldumisel fotoretseptorites. Varraste ja koonuste visuaalsed pigmendid. Rodopsiini fotoisomerisatsioon. Värvinägemise mehhanism.

.3. VALGUSE TAJUMISE BIOFÜÜSIKA võrkkestas Võrkkesta struktuur

Nimetatakse silma struktuuri, millelt kujutis saadakse võrkkesta(võrk). Selles, kõige välimises kihis, on fotoretseptori rakud - vardad ja koonused. Järgmise kihi moodustavad bipolaarsed neuronid ja kolmanda kihi ganglionrakud (joonis 4) Varraste (koonuste) ja bipolaarsete dendriitide, samuti bipolaarsete aksonite ja ganglionrakkude vahel on sünapsid. Tekivad ganglionrakkude aksonid silmanärv. Väljaspool võrkkesta (silma keskelt lugedes) asub pigmendiepiteeli must kiht, mis neelab võrkkesta läbinud kasutamata (fotoretseptorite poolt mitte neelduvat) kiirgust. Võrkkesta teisel küljel (keskmele lähemal) on soonkesta varustada võrkkesta hapniku ja toitainetega.

Vardad ja koonused koosnevad kahest osast (segmendist) . Sisemine segment- see on tavaline rakk, millel on tuum, mitokondrid (neid on fotoretseptorites palju) ja muud struktuurid. Välimine segment. peaaegu täielikult täidetud ketastega, mis on moodustatud fosfolipiidmembraanidest (varrastes kuni 1000 ketast, koonustes umbes 300). Ketta membraanid sisaldavad ligikaudu 50% fosfolipiide ja 50% spetsiaalset visuaalset pigmenti, mida varrastes nimetatakse nn. rodopsiin(roosa värvi tõttu; rhodes on kreeka keeles roosa) ja koonustes jodopsiin. Lühiduse huvides räägime edaspidi ainult pulkadest; koonustes toimuvad protsessid on sarnased, koonuste ja varraste erinevusi käsitletakse teises osas. Rodopsiin koosneb valgust opsin, millele on lisatud grupp nimega võrkkesta. . Retinal on oma keemilises struktuuris väga lähedane A-vitamiinile, millest see sünteesitakse organismis. Seetõttu võib A-vitamiini puudus põhjustada nägemiskahjustusi.

Varraste ja koonuste erinevused

1. tundlikkuse erinevus. . Varraste valguse tajumise lävi on palju madalam kui koonuste oma. See on esiteks seletatav asjaoluga, et varrastes on rohkem kettaid kui koonustes ja seetõttu on valguskvantide neeldumise tõenäosus suurem. Peamine põhjus on aga erinev. Elektrilisi sünapse kasutavad naabervardad. kombineeritud kompleksideks nn vastuvõtlikud väljad .. Elektrilised sünapsid ( ühendused) saab avada ja sulgeda; seetõttu võib varraste arv vastuvõtuväljas olenevalt valgustuse hulgast suuresti varieeruda: mida nõrgem on valgus, seda suuremad on vastuvõtlikud väljad. Väga vähese valguse korral võib põllul kombineerida üle tuhande pulga. Sellise kombinatsiooni tähendus seisneb selles, et see suurendab kasuliku signaali ja müra suhet. Varraste membraanidel toimuvate termiliste kõikumiste tulemusena tekib juhuslikult muutuv potentsiaalide erinevus, mida nimetatakse müraks.Väga valguse tingimustes võib müra amplituud ületada kasuliku signaali ehk tegevusest põhjustatud hüperpolarisatsiooni suurust. valgusest. Võib tunduda, et sellistel tingimustel muutub valguse vastuvõtt võimatuks.Kuid valguse tajumisel mitte eraldi pulga, vaid suure vastuvõtuvälja abil on müral ja kasulikul signaalil põhimõtteline erinevus. Kasulik signaal tekib sel juhul pulgade genereeritud signaalide summana, mis on ühendatud üheks süsteemiks - vastuvõtlik väli . Need signaalid on koherentsed, tulevad kõikidelt samas faasis olevatelt varrastelt. Soojusliikumise kaootilisusest tulenevad mürasignaalid on ebajärjekindlad, tulevad juhuslikes faasides. Võnkumiste liitmise teooriast on teada, et koherentsete signaalide koguamplituud on võrdne : Asum = A 1 n, kus AGA 1 - ühe signaali amplituud, n- signaalide arv Ebakoherentsuse korral. signaalid (müra) Asumm=A 1 5.7n. Olgu näiteks kasuliku signaali amplituud 10 μV ja müra amplituud 50 μV. Selge on see, et müra taustal läheb signaal kaotsi. Kui 1000 varda kombineerida vastuvõtuväljaks, on kasuliku signaali koguväärtus 10 μV

10 mV ja kogumüra on 50 μV 5. 7 \u003d 1650 μV \u003d 1,65 mV, see tähendab, et signaal on 6 korda rohkem müra. Sellise suhtumise korral võetakse signaal enesekindlalt vastu ja see loob valgustunde. Koonused töötavad heas valguses, kui isegi ühes koonuses on signaal (PRP) palju enamat kui müra. Seetõttu saadab iga koonus tavaliselt oma signaali bipolaarsetele ja ganglionrakkudele teistest sõltumatult. Kui aga valgust vähendada, võivad koonused ühineda ka vastuvõtlikeks väljadeks. Tõsi, käbide arv põllul on tavaliselt väike (mitukümmend). Üldjuhul tagavad koonused päevanägemise, vardad hämaras.

2.Eraldusvõime erinevus.. Silma lahutusvõimet iseloomustab minimaalne nurk, mille juures on objekti kaks külgnevat punkti veel eraldi nähtavad. Eraldusvõime määrab peamiselt külgnevate fotoretseptori rakkude vaheline kaugus. Selleks, et kaks punkti ei sulanduks üheks, peab nende kujutis langema kahele koonusele, mille vahele jääb veel üks (vt joonis 5). Keskmiselt vastab see minimaalsele nägemisnurgale umbes üks minut, see tähendab, et koonuse nägemise eraldusvõime on kõrge. Vardad kombineeritakse tavaliselt vastuvõtlikeks väljadeks. Tajutakse kõiki punkte, mille kujutised langevad ühele vastuvõtlikule väljale

vannun kui üks punkt, kuna kogu vastuvõtlik väli saadab kesknärvisüsteemile ühe totaalse signaali. Sellepärast lahutusvõime (nägemisteravus) varrastega (hämarus) nägemine on madal. Ebapiisava valgustuse korral hakkavad vardad ühinema ka vastuvõtlikeks väljadeks ja nägemisteravus väheneb. Seetõttu peab nägemisteravuse määramisel laud olema hästi valgustatud, vastasel juhul võib teha olulise vea.

3. Erinevus paigutuses. Kui tahame objektist paremat ülevaadet saada, pöörame nii, et see objekt oleks vaatevälja keskel. Kuna koonused tagavad kõrge eraldusvõime, on võrkkesta keskosas ülekaalus just koonused – see aitab kaasa heale nägemisteravusele. Kuna koonuste värvus on kollane, nimetatakse seda võrkkesta piirkonda kollatähniks. Perifeerias, vastupidi, vardaid on palju rohkem (kuigi on ka koonuseid). Seal on nägemisteravus märgatavalt halvem kui vaatevälja keskel. Üldiselt on vardaid 25 korda rohkem kui käbisid.

4. Värvinägemise erinevus.Värvinägemine on ainulaadne koonustele; söögipulkade poolt antud pilt on ühevärviline.

Värvinägemise mehhanism

Visuaalse sensatsiooni tekkimiseks on vajalik, et valguskvandid neelduksid fotoretseptori rakkudes või pigem rodopsiinis ja jodopsiinis. Valguse neeldumine sõltub valguse lainepikkusest; igal ainel on spetsiifiline neeldumisspekter. Uuringud on näidanud, et on olemas kolme erineva neeldumisspektriga jodopsiini tüüpi. Kell

ühte tüüpi neeldumismaksimum asub spektri sinises osas, teine - roheline ja kolmas - punane (joon. 5). Igas koonuses on üks pigment ja selle koonuse saadetav signaal vastab selle pigmendi valguse neeldumisele. Erinevat pigmenti sisaldavad koonused saadavad erinevaid signaale. Olenevalt võrkkesta teatud alale langeva valguse spektrist osutub erinevat tüüpi koonustest tulevate signaalide suhe erinevaks ja üldiselt muutub kesknärvisüsteemi visuaalsesse keskusesse vastuvõetud signaalide kogus. iseloomustavad tajutava valguse spektraalset koostist, mis annab subjektiivne värvitaju.

Inimese silm on üks keerulisemaid organeid, mis vastutab kogu ümbritseva teabe tajumise eest. Kujutise kujunemisel mängivad olulist rolli vardad ja koonused, mille abil valgus- ja värvisignaalid muudetakse närviimpulssideks. Vardad ja koonused paiknevad silma võrkkesta peal, moodustavad fotosensoorse kihi, mis moodustab ja edastab pildi ajju. Tänu neile eristab inimene värve, näeb pimedas.

Põhiteave pulkade kohta

Varraste kuju silmas meenutab piklikke ristkülikuid, mille pikkus on ligikaudu 0,06 mm. Igal täiskasvanul on üle 120 miljoni varda, mis asuvad enamasti võrkkesta perifeerias. Retseptorid koosnevad järgmistest kihtidest:

välimine spetsiaalset pigmenti rodopsiini sisaldavate membraanidega;
sideaine, mida esindavad mitmed ripsmed, mis edastavad signaale väliselt sisemisele ja vastupidi;
sisemine, mis sisaldab energia tootmiseks ja ümberjaotamiseks mõeldud mitokondreid;
basaal, milles on närvikiud, mis edastavad kõiki impulsse.

Silma võrkkestas asuvad vardad on valgustundlikud elemendid, mis vastutavad öise nägemise eest. Nad ei suuda värve tajuda, kuid reageerivad isegi ühele footonile. Tänu neile näeb inimene pimedas, kuid pilt jääb eranditult must-valgeks.

Valguse tajumise võime ka pimedas annab pigment rodopsiin. Ereda valgusega kokkupuutel see "põleb läbi" ja reageerib ainult lühikestele lainetele. Pärast pimedusse sisenemist pigment taastub ja püüab kinni isegi kerged valguskiired.

Põhiandmed käbide kohta

Koonused on kujundatud nagu keemiauuringute anumad, mille järgi need on nime saanud. Need retseptorid on ligikaudu 0,05 mm pikad ja 0,004 mm laiad. Keskmisel inimese silmal on üle seitsme miljoni koonuse, mis paiknevad peamiselt võrkkesta keskosas. Neil on madal tundlikkus valguskiirte suhtes, kuid nad tajuvad kogu värvigamma ja reageerivad kiiresti liikuvatele objektidele.

Koonuste struktuur sisaldab järgmisi segmente:

Väline, milles on jodopsiini pigmendiga täidetud membraanvoldid. Seda segmenti uuendatakse pidevalt, pakkudes täielikku värvinägemist.
Sisemine, milles paiknevad mitokondrid ja toimub energiavahetus.
Synaptic, mis sisaldab kontakte (sünapsid), mis edastavad signaale nägemisnärvile.
Kitsendus, mis on plasmatüüpi membraan, mille kaudu energia voolab sisemisest segmendist välimisse. Selleks on sellel tohutul hulgal mikroskoopilisi ripsmeid.

Kogu värvigamma täieliku tajumise tagab jodopsiin, mis omakorda võib olla mitut tüüpi:

Erythrolab (L-tüüpi) vastutab pikkade lainete tajumise eest, mis edastavad punase-kollaseid toone.
Chlorolab (M-tüüpi) tajub rohekaskollastele varjunditele iseloomulikke keskmisi laineid.
Cyanolab (S-tüüpi) reageerib eranditult lühikestele lainepikkustele, mis põhjustavad siniseid värve.

Väärib märkimist, et koonuste jagamist kolme kategooriasse (kolmekomponendiline visuaalne hüpotees) ei peeta ainsaks õigeks. On olemas teooria, et koonustes on ainult kahte tüüpi rodopsiini - erütrolab ja klorolab, millest järeldub, et nad on võimelised tajuma ainult punaseid, kollaseid ja rohelisi toone. Sinine värv kandub edasi põletatud rodopsiini abil. Selle teooria toetuseks kasutatakse asjaolu, et tritanopia all (sinise spektri tajumise puudumine) põdevad inimesed kaebavad lisaks öise nägemise raskuste üle. Ja nn "ööpimedus" tekib siis, kui vardad ei tööta.

Retseptorite seisundi diagnoosimine

Kui kahtlustatakse varraste ja koonuste talitlushäireid silmas, siis tuleks silmaarsti vastuvõtule aeg kokku leppida. Peamised kahjustuse tunnused on järgmised:

nägemisteravuse järsk langus;
eredate välkude, sära, liblikate ja tähtede ilmumine silmade ette;
visuaalse funktsiooni halvenemine hämaras;
värvilise pildi puudumine;
nägemisväljade kokkutõmbumine.

Täpse diagnoosi seadmiseks vajate mitte ainult silmaarsti konsultatsiooni, vaid ka konkreetsete uuringute läbimist. Need sisaldavad:

Värvitaju funktsiooni uurimine 100 tooni testi või Ishihara tabelite abil.
Oftalmoskoopia - silmapõhja uurimine võrkkesta seisundi kindlakstegemiseks.
Silma ultraheliuuring.
Perimeetria - nägemisväljade määramine.
Fluorestseeruvat tüüpi hagiograafia, mis on vajalik veresoonte esiletõstmiseks.
Arvuti refraktomeetria, mis määrab silma murdumisvõime.

Pärast andmete saamist saab ühe haiguse tuvastada. Kõige sagedamini diagnoositakse:

Värvipimedus, mille puhul ei suudeta eristada teatud spektri värve.
Hemeraloopia ehk "ööpimedus" on patoloogia, mille puhul inimene ei näe hämaras normaalselt.
Maakula degeneratsioon on anomaalia, mis mõjutab võrkkesta keskosa ja põhjustab nägemisteravuse kiiret kaotust.
Võrkkesta irdumine, mis võib esile kutsuda tohutul hulgal haigusi ja väliseid tegureid.
Võrkkesta pigmentide degeneratsioon on pärilik patoloogia, mis põhjustab tõsiseid nägemiskahjustusi.
Korioretiniit on põletikuline protsess, mis mõjutab võrkkesta kõiki kihte.

Koonuste ja varraste töö rikkumisi võivad provotseerida traumad, samuti kaugelearenenud põletikulised silmahaigused, üldised rasked nakkushaigused.

Koonused ja vardad kuuluvad silmamuna retseptori aparaati. Nad vastutavad valgusenergia edastamise eest, muutes selle närviimpulssiks. Viimane läheb mööda nägemisnärvi kiude aju keskstruktuuridesse. Vardad pakuvad nägemist vähese valguse tingimustes, nad suudavad tajuda ainult valgust ja pimedust, see tähendab mustvalgeid pilte. Käbid on võimelised tajuma erinevaid värve, need on ka nägemisteravuse näitajaks. Igal fotoretseptoril on struktuur, mis võimaldab tal oma funktsioone täita.

Varraste ja koonuste ehitus

Pulgad on silindri kujulised, mistõttu nad ka oma nime said. Need on jagatud neljaks osaks:

Basaal-, ühendavad närvirakud;
Sideaine, mis loob ühenduse ripsmetega;
Välimine;
Sisemine, mis sisaldab energiat tootvaid mitokondreid.

Varda ergastamiseks piisab ühe footoni energiast. Inimene tajub seda valgusena, mis võimaldab tal näha ka väga vähese valgusega tingimustes.

Varrastel on spetsiaalne pigment (rodopsiin), mis neelab valguslaineid kahe vahemiku piirkonnas.
Koonused on välimuselt sarnased kolbidega, mistõttu on neil ka oma nimi. Need sisaldavad nelja segmenti. Koonuste sees on veel üks pigment (jodopsiin), mis annab punase ja rohelise värvi tajumise. Sinise värvi tuvastamise eest vastutavat pigmenti pole veel kindlaks tehtud.

Varraste ja koonuste füsioloogiline roll

Koonused ja vardad täidavad põhifunktsiooni, milleks on valguslainete tajumine ja nende muutmine visuaalseks kujutiseks (fotoretseptsioon). Igal retseptoril on oma omadused. Näiteks pulgad on vajalikud selleks, et hämaras näha. Kui nad mingil põhjusel oma funktsiooni täitmast lakkavad, ei näe inimene vähese valguse tingimustes. Koonused vastutavad selge värvinägemise eest normaalses valguses.

Teisel viisil võime öelda, et vardad kuuluvad valguse tajumise süsteemi ja koonused - värvi tajumise süsteemi. See on diferentsiaaldiagnostika aluseks.

Video varraste ja koonuste struktuurist

Varda ja koonuse kahjustuse sümptomid

Haiguste korral, millega kaasnevad varraste ja koonuste kahjustused, ilmnevad järgmised sümptomid:

Nägemisteravuse vähenemine;
Välkude või sära ilmumine silmade ees;
Hämaras nägemise vähenemine;
Suutmatus värve eristada;
Nägemisväljade ahenemine (äärmuslikel juhtudel torukujulise nägemise moodustumine).

Mõnel haigusel on väga spetsiifilised sümptomid, mis muudavad patoloogia diagnoosimise lihtsaks. See kehtib hemeraloopia või. Erinevate patoloogiate korral võivad esineda ka muud sümptomid, mistõttu on vaja läbi viia täiendav diagnostiline uuring.

Varraste ja koonuste kahjustuste diagnostikameetodid

Varraste või koonuste kahjustusega haiguste diagnoosimiseks on vaja läbi viia järgmised uuringud:

oleku määratlusega ;
(nägemisväljade uurimine);
Värvitaju diagnoosimine Ishihara tabelite või 100-tooni testi abil;
Ultraheli protseduur;
Fluorestseeruv hagiograafia, mis annab veresoonte visualiseerimise;
Arvuti refraktomeetria.

Tasub veel kord meelde tuletada, et fotoretseptorid vastutavad värvitaju ja valguse tajumise eest. Töö tõttu saab inimene tajuda objekti, mille kujutis kujuneb visuaalses analüsaatoris. Patoloogiatega

Umbes 90% inimestest saab teavet maailma kohta nägemisorgani kaudu. Võrkkesta roll on visuaalne funktsioon. Võrkkesta koosneb erilise struktuuriga fotoretseptoritest – koonustest ja vardadest.

Vardad ja koonused on kõrge tundlikkusega fotoretseptorid, mis muudavad väljastpoolt tulevad valgussignaalid kesknärvisüsteemi - aju - tajutavateks impulssideks.

Valgustades - päevavalgustundidel - kogevad koonused suuremat koormust. Vardad vastutavad hämaras nägemise eest – kui nad ei ole piisavalt aktiivsed, tekib ööpimedus.

Silma võrkkesta koonused ja vardad on erineva struktuuriga, kuna nende funktsioonid on erinevad.

Sarvkest on läbipaistev membraan koos veresoonte ja närvilõpmetega, mis piirneb skleraga ja asub nägemisorgani esiküljel. Sarvkesta ja vikerkesta vaheline eeskamber sisaldab silmasisest vedelikku. Iiris on silma piirkond, kus on õpilase ava. Selle struktuur: lihased, mis muudavad õpilase läbimõõtu koos valgustuse muutumisega ja reguleerivad valgusvoogu. Pupill on auk, mille kaudu valgus siseneb silma. Objektiiv on elastne läbipaistev lääts, mis suudab koheselt kohaneda visuaalsete piltidega – muuta fookust, et hinnata objektide suurust ja nende kaugust. Klaaskeha on absoluutselt läbipaistev geelitaolise konsistentsiga aine, tänu millele on silm kerakujuline. Täidab nägemisorganis vahetusfunktsiooni. Võrkkesta - koosneb 3 kihist, vastutab nägemise ja värvitaju eest, sisaldab veresooni, närvikiude ja kõrge tundlikkusega fotoretseptoreid. Just tänu võrkkesta sarnasele struktuurile satuvad ajju impulsid, mis tekivad erineva pikkusega valguslainete tajumise tulemusena. Tänu sellele võrkkesta võimele eristab inimene põhivärve ja nende arvukaid toone. Erinevat tüüpi inimestel on erinev värvitundlikkus. Sklera on silma välimine kiht, mis ulatub sarvkestani.

Nägemisorgan hõlmab ka veresoonte osa ja nägemisnärvi, mis edastab väljastpoolt saadud signaale ajju. Seda ajuosa, mis võtab vastu ja teisendab informatsiooni, peetakse ka nägemissüsteemi üheks osaks.

Kus vardad ja koonused asuvad? Miks neid nimekirjas pole? Need on võrkkesta moodustava närvikoe retseptorid. Tänu koonustele ja varrastele saab võrkkest sarvkesta ja läätse poolt fikseeritud kujutise. Impulsid edastavad pildi kesknärvisüsteemi, kus toimub info töötlemine. See protsess viiakse läbi sekundi murdosa jooksul – peaaegu koheselt.

Suurem osa tundlikest fotoretseptoritest asub kollatähnis – see on võrkkesta keskpiirkonna nimi. Maakula teine nimi on silma kollane laik. See nimi anti makulale, kuna seda piirkonda uurides on selgelt näha kollakas toon.

Võrkkesta välimise osa struktuur sisaldab pigmenti, sisemine osa valgustundlikke elemente.

Koonused said oma nime, kuna need on kuju poolest kolbidega sarnased, ainult väga väikesed. Täiskasvanu puhul sisaldab võrkkest 7 miljonit neist retseptoritest.

Iga koonus koosneb 4 kihist:

välimised - membraanikettad värvipigmendi jodopsiiniga; just see pigment tagab suure tundlikkuse erineva pikkusega valguslainete tajumisel; ühendav kiht - teine kiht - ahenemine, mis võimaldab moodustada tundliku retseptori kuju - koosneb mitokondritest; sisemine osa - basaalsegment, link; sünaptiline piirkond.

Praegu on seda tüüpi fotoretseptorite koostises täielikult uuritud ainult 2 valgustundlikku pigmenti, klorolabi ja erütrolab. Esimene vastutab kollakasrohelise spektripiirkonna tajumise eest, teine - kollakaspunase.

Võrkkesta vardad on silindrilise kujuga, pikkus ületab läbimõõdu 30 korda.

Pulkade koostis sisaldab järgmisi elemente:

membraanikettad; ripsmed; mitokondrid; närvikude.

Maksimaalse valgustundlikkuse tagab pigment rodopsiin (visuaalne lilla). Ta ei suuda eristada värvivarjundeid, kuid ta reageerib isegi minimaalsetele valgussähvatustele, mida ta saab väljastpoolt. Varda retseptorit ergastab isegi välk, mille energiaks on vaid üks footon. Just see võime võimaldab videvikus näha.

Rodopsiin on visuaalsete pigmentide rühma kuuluv valk, mis kuulub kromoproteiinide hulka. Oma teise nime – visuaalne lilla – sai see uurimistöö käigus. Võrreldes teiste pigmentidega paistab see teravalt silma erkpunase varjundiga.

Rodopsiin sisaldab kahte komponenti – värvitut valku ja kollast pigmenti.

Rodopsiini reaktsioon valguskiirele on järgmine: valgusega kokkupuutel pigment laguneb, põhjustades nägemisnärvi ergastumist. Päeval nihkub silma tundlikkus sinisele alale, öösel - visuaalne lilla taastub 30 minuti jooksul.

Selle aja jooksul kohaneb inimsilm hämarusega ja hakkab ümbritsevat teavet selgemalt tajuma. Just see võib seletada, et pimedas hakkavad nad aja jooksul selgemalt nägema. Mida vähem valgust siseneb, seda teravam on hämarikunägemine.

Fotoretseptoreid on võimatu eraldi käsitleda - visuaalses aparaadis moodustavad nad ühtse terviku ja vastutavad visuaalsete funktsioonide ja värvitaju eest. Ilma mõlemat tüüpi retseptorite koordineeritud tööta saab kesknärvisüsteem moonutatud teavet.

Värvinägemise tagab varraste ja koonuste sümbioos. Vardad on tundlikud spektri rohelises osas - 498 nm, mitte rohkem, ja siis vastutavad tajumise eest erinevat tüüpi pigmendiga koonused.

Kollase-punase ja sinakasrohelise vahemiku hindamiseks on kaasatud pika- ja kesklainekoonused, millel on laiad valgustundlikud tsoonid ja nende tsoonide sisemine kattuvus. See tähendab, et fotoretseptorid reageerivad üheaegselt kõikidele värvidele, kuid erutuvad intensiivsemalt oma värvidele.

Öösel on värve võimatu eristada, üks värvipigment suudab reageerida vaid valgussähvatustele.

Difuussed biopolaarsed rakud võrkkestas moodustavad sünapsid (kontaktpunkti neuroni ja signaali vastuvõtva raku või kahe neuroni vahel) korraga mitme pulgaga – seda nimetatakse sünaptiliseks konvergentsiks.

Valguskiirguse parema tajumise tagavad monosünaptilised bipolaarsed rakud, mis ühendavad koonuseid ganglionrakuga. Ganglionrakk on neuron, mis asub silma võrkkestas ja genereerib närviimpulsse.

Üheskoos seovad vardad ja koonused amakrüül- ja horisontaalrakke, nii et esimene teabetöötlus toimub isegi võrkkestas endas. See annab inimesele kiire reaktsiooni tema ümber toimuvale. Amakrüül- ja horisontaalrakud vastutavad külgsuunalise inhibeerimise eest – see tähendab, et ühe neuroni ergastamine tekitab teisele "rahustava" efekti, mis suurendab teabe tajumise teravust.

Vaatamata fotoretseptorite erinevale struktuurile täiendavad nad üksteise funktsioone. Tänu nende koordineeritud tööle on võimalik saada terav ja selge pilt.

Nägemine on üks viis meid ümbritseva maailma tundmaõppimiseks ja ruumis navigeerimiseks. Vaatamata sellele, et ka teised meeled on väga olulised, tajub inimene silmade abil umbes 90% kogu keskkonnast tulevast informatsioonist. Tänu oskusele näha ümbritsevat, oskame hinnata toimuvaid sündmusi, eristada objekte üksteisest ning märgata ka ohustavaid tegureid. Inimese silmad on paigutatud nii, et lisaks objektidele endile eristavad nad ka värve, milles meie maailm on maalitud. Selle eest vastutavad spetsiaalsed mikroskoopilised rakud - vardad ja koonused, mis on meie kõigi võrkkestas. Tänu neile edastatakse ajju teave, mida me tajume ümbritseva tüübi kohta.

Silma ehitus: diagramm

Vaatamata sellele, et silm võtab nii vähe ruumi, sisaldab see palju anatoomilisi struktuure, tänu millele on meil nägemisvõime. Nägemisorgan on peaaegu otseselt seotud ajuga ja spetsiaalse uuringu abil näevad silmaarstid nägemisnärvi ristumiskohta. Silmamunal on palli kuju ja see asub spetsiaalses süvendis - orbiidis, mille moodustavad kolju luud. Et mõista, miks nägemisorgani arvukaid struktuure vaja on, on vaja teada silma ehitust. Diagramm näitab, et silm koosneb sellistest moodustistest nagu klaaskeha, lääts, eesmine ja tagumine kamber, nägemisnärv ja membraanid. Väljaspool on nägemisorgan kaetud kõvakestaga - silma kaitseraamiga.

Silma kestad

Sklera täidab silmamuna kaitsmise funktsiooni kahjustuste eest. See on välimine kest ja hõivab umbes 5/6 nägemisorgani pinnast. Väljas olevat kõvakesta osa, mis läheb otse keskkonda, nimetatakse sarvkestaks. Sellel on omadused, mille tõttu on meil võime ümbritsevat maailma selgelt näha. Peamised neist on läbipaistvus, peegeldus, niiskus, siledus ning võime kiiri edastada ja murda. Ülejäänud silma väliskest - kõvakesta - koosneb tihedast sidekoe alusest. Selle all on järgmine kiht - vaskulaarne. Keskmist kesta esindavad kolm järjestikku paiknevat moodustist: iiris, tsiliaarne (tsiliaarne) keha ja koroid. Lisaks sisaldab vaskulaarne kiht pupilli. See on väike auk, mida iiris ei kata. Igal neist moodustistest on oma funktsioon, mis on nägemise tagamiseks vajalik. Viimane kiht on silma võrkkest. See suhtleb otse ajuga. Võrkkesta struktuur on väga keeruline. See on tingitud asjaolust, et seda peetakse nägemisorgani kõige olulisemaks kestaks.

Võrkkesta struktuur

Nägemisorgani sisemine kest on medulla lahutamatu osa. Seda esindavad neuronite kihid, mis ääristavad silma sisemust. Tänu võrkkestale saame pildi kõigest, mis meid ümbritseb. Kõik murdunud kiired on sellele fokusseeritud ja koosnevad selgeks objektiks. Võrkkesta närvirakud lähevad nägemisnärvi, mille kiude mööda jõuab teave ajju. Silma sisekestal on väike laik, mis asub keskel ja millel on suurim nägemisvõime. Seda osa nimetatakse makulaks. Selles kohas on visuaalsed rakud - vardad ja silma koonused. Need annavad meile nii päevase kui ka öise nägemise meid ümbritsevast maailmast.

Varraste ja koonuste funktsioonid

Need rakud asuvad silma võrkkesta peal ja on nägemiseks hädavajalikud. Vardad ja koonused on must-valge ja värvinägemise muundurid. Mõlemat tüüpi rakud toimivad silma valgustundlike retseptoritena. Koonused on nii nimetatud nende koonilise kuju tõttu, need on ühenduslüli võrkkesta ja kesknärvisüsteemi vahel. Nende põhiülesanne on väliskeskkonnast saadud valgusaistingu muundamine aju poolt töödeldavateks elektrilisteks signaalideks (impulssideks). Spetsiifilisus päevavalguse äratundmisel kuulub koonustele tänu neis sisalduvale pigmendile - jodopsiinile. Sellel ainel on mitut tüüpi rakke, mis tajuvad spektri erinevaid osi. Vardad on valguse suhtes tundlikumad, seega on nende põhifunktsioon raskem – nähtavuse tagamine hämaras. Need sisaldavad ka pigmendi alust – ainet rodopsiini, mis päikesevalguse mõjul muudab värvi.

Varraste ja koonuste ehitus

Need rakud said oma nime oma kuju tõttu - silindrilised ja koonilised. Vardad, erinevalt koonustest, paiknevad rohkem võrkkesta perifeeria ääres ja makulas praktiliselt puuduvad. See on tingitud nende funktsioonist - öise nägemise, samuti perifeersete vaateväljade tagamisest. Mõlemat tüüpi rakud on sarnase struktuuriga ja koosnevad 4 osast:

Välimine segment - see sisaldab varda või koonuse peamist pigmenti, mis on kaetud kestaga. Rodopsiin ja jodopsiin on spetsiaalsetes konteinerites - ketastes.
Tsilium on raku osa, mis tagab suhte välise ja sisemise segmendi vahel Mitokondrid – need on vajalikud energia ainevahetuseks. Lisaks sisaldavad need EPS-i ja ensüüme, mis tagavad kõigi rakukomponentide sünteesi. Kõik see on sisemises segmendis.Närvilõpmed.

Võrkkesta valgustundlike retseptorite arv on väga erinev. Varrasrakke on umbes 130 miljonit. Võrkkesta koonused jäävad neile arvult oluliselt alla, keskmiselt on neid umbes 7 miljonit.

Valgusimpulsside edastamise omadused

Vardad ja koonused on võimelised valgusvoogu tajuma ja kesknärvisüsteemi edastama. Mõlemat tüüpi rakud on võimelised töötama päevasel ajal. Erinevus seisneb selles, et koonused on valguse suhtes palju tundlikumad kui vardad. Vastuvõetud signaalide edastamine toimub tänu interneuronitele, millest igaüks on kinnitatud mitme retseptori külge. Mitme varrasraku kombineerimine korraga muudab nägemisorgani tundlikkuse palju suuremaks. Seda nähtust nimetatakse "konvergentsiks". See annab meile ülevaate mitmest vaateväljast korraga, aga ka võimaluse jäädvustada erinevaid meie ümber toimuvaid liikumisi.

Võimalus värve tajuda

Mõlemat tüüpi võrkkesta retseptoreid on vaja mitte ainult päeva- ja hämaras nägemise eristamiseks, vaid ka värvipiltide määramiseks. Inimsilma struktuur võimaldab palju: tajuda suurt ala keskkonnast, näha igal kellaajal. Lisaks on meil üks huvitav võime – binokulaarne nägemine, mis võimaldab vaatevälja oluliselt laiendada. Vardad ja koonused on seotud peaaegu kogu värvispektri tajumisega, mille tõttu eristavad inimesed erinevalt loomadest kõiki selle maailma värve. Värvinägemise tagavad suures osas koonused, mida on 3 tüüpi (lühikese, keskmise ja pika lainepikkusega). Kuid vardadel on ka võime tajuda väikest osa spektrist.