tongkat menyediakan. Fungsi sel batang dan kerucut pada retina

Kerucut dan batang adalah fotoreseptor sensitif yang terletak di retina. Mereka mengubah rangsangan cahaya menjadi iritasi saraf, yaitu, di reseptor ini, foton cahaya diubah menjadi impuls listrik. Selanjutnya, impuls ini memasuki struktur pusat otak di sepanjang serat saraf optik. Batang terutama merasakan cahaya dalam kondisi visibilitas rendah, kita dapat mengatakan bahwa mereka bertanggung jawab atas persepsi malam. Karena pekerjaan kerucut, seseorang memiliki persepsi warna dan ketajaman visual. Sekarang mari kita lihat lebih dekat setiap kelompok fotoreseptor.

Peralatan batang

Fotoreseptor jenis ini berbentuk silinder, yang diameternya tidak rata, tetapi kelilingnya kira-kira sama. Panjang fotoreseptor batang, yaitu 0,06 mm, tiga puluh kali diameternya (0,002 mm). Dalam hal ini, silinder ini, lebih tepatnya, terlihat persis seperti tongkat. Dalam bola mata manusia, biasanya ada sekitar 115-120 juta batang.

Empat segmen dapat dibedakan dalam jenis fotoreseptor ini:

Di segmen luar ada cakram membran;
Segmen penghubung adalah bulu mata;
Segmen bagian dalam mengandung mitokondria;
Segmen basal adalah pleksus saraf.

Sensitivitas tongkat sangat tinggi, sehingga energi satu foton saja sudah cukup untuk menghasilkan impuls listrik. Properti inilah yang memungkinkan Anda untuk melihat objek di sekitarnya dalam kondisi cahaya rendah. Pada saat yang sama, batang tidak dapat membedakan warna karena fakta bahwa dalam strukturnya hanya ada satu jenis pigmen (rhodopsin). Pigmen ini juga disebut ungu visual. Ini mengandung dua kelompok molekul protein (opsin dan kromofor), jadi ada juga dua puncak dalam kurva penyerapan gelombang cahaya. Salah satu puncak ini terletak di zona (278 nm) di mana seseorang tidak dapat melihat cahaya (ultraviolet). Maksimum kedua terletak di wilayah 498 nm, yaitu di perbatasan spektrum biru dan hijau.

Diketahui bahwa pigmen rhodopsin, yang terletak di batang, bereaksi terhadap gelombang cahaya secara nyata lebih lambat daripada iodopsin, yang terletak di kerucut. Dalam hal ini, reaksi batang terhadap dinamika fluks cahaya juga lebih lambat dan lebih lemah, yaitu, dalam gelap lebih sulit bagi seseorang untuk membedakan benda bergerak.

peralatan kerucut

Bentuk fotoreseptor kerucut, seperti yang Anda duga, menyerupai labu laboratorium. Panjangnya 0,05 mm, diameter pada titik sempit 0,001 mm, dan pada titik lebar empat kali lebih besar. Retina bola mata biasanya mengandung sekitar tujuh juta sel kerucut. Dengan sendirinya, kerucut kurang rentan terhadap sinar cahaya daripada batang, yaitu, eksitasinya membutuhkan foton puluhan kali lebih banyak. Namun, fotoreseptor kerucut memproses informasi yang diterima jauh lebih intensif, dan oleh karena itu lebih mudah bagi mereka untuk membedakan dinamika fluks cahaya. Ini memungkinkan Anda untuk lebih memahami objek bergerak, dan juga menentukan ketajaman visual yang tinggi dari seseorang.

Ada juga empat elemen dalam struktur kerucut:

Segmen luar, yang terdiri dari cakram membran dengan iodopsin;
Elemen penghubung yang diwakili oleh penyempitan;
Segmen dalam, yang meliputi mitokondria;
Segmen basal bertanggung jawab atas koneksi sinaptik.

Fotoreseptor kerucut dapat menjalankan fungsinya, karena mengandung iodopsin. Pigmen ini bisa dari berbagai jenis, berkat itu seseorang dapat membedakan warna. Dua jenis pigmen telah diisolasi dari retina: erythrolab, yang sangat sensitif terhadap panjang gelombang merah, dan chlorolab, yang sangat sensitif terhadap panjang gelombang cahaya hijau. Jenis pigmen ketiga, yang seharusnya peka terhadap cahaya biru, belum diisolasi, tetapi direncanakan akan diberi nama cyanolab.

Teori persepsi warna (tiga komponen) ini didasarkan pada asumsi bahwa ada tiga jenis reseptor kerucut. Bergantung pada panjang gelombang gelombang cahaya apa yang jatuh pada mereka, pembentukan lebih lanjut dari gambar berwarna terjadi. Namun, selain teori tiga komponen, ada juga teori nonlinier dua komponen. Menurutnya, masing-masing fotoreseptor kerucut mengandung kedua jenis pigmen (chlorolab dan erythrolab), yaitu reseptor ini dapat merasakan warna hijau dan merah. Peran cyanolalab dimainkan oleh rhodopsin memudar dari tongkat. Untuk mendukung hipotesis ini, seseorang dapat menyebutkan fakta bahwa orang dengan buta warna (tritanopsia), yang kehilangan persepsi warna dalam spektrum biru, mengalami kesulitan dengan penglihatan senja. Ini menunjukkan pelanggaran kerja aparatus batang.

38. Fotoreseptor (batang dan kerucut), perbedaan di antara mereka. Proses biofisik yang terjadi ketika kuantum cahaya diserap di fotoreseptor. Pigmen visual batang dan kerucut. Fotoisomerisasi rhodopsin. Mekanisme penglihatan warna.

.3. BIOFISIKA PERSEPSI CAHAYA DI RETINA Struktur retina

Struktur mata tempat mendapatkan bayangan disebut retina(jaring). Di dalamnya, di lapisan terluar, ada sel fotoreseptor - batang dan kerucut. Lapisan berikutnya dibentuk oleh neuron bipolar, dan lapisan ketiga dibentuk oleh sel ganglion (Gbr. 4) Antara batang (kerucut) dan dendrit bipolar, serta antara akson bipolar dan sel ganglion, terdapat sinapsis. Akson sel ganglion terbentuk saraf optik. Di luar retina (dihitung dari pusat mata) terdapat lapisan hitam epitel pigmen, yang menyerap radiasi yang tidak terpakai (tidak diserap oleh fotoreseptor) yang telah melewati retina. Di sisi lain retina (lebih dekat ke pusat) adalah koroid mensuplai oksigen dan nutrisi ke retina.

Batang dan kerucut terdiri dari dua bagian (segmen) . Segmen dalam- ini adalah sel biasa dengan nukleus, mitokondria (ada banyak di fotoreseptor) dan struktur lainnya. Segmen luar. hampir seluruhnya diisi dengan cakram, yang dibentuk oleh membran fosfolipid (dalam batang hingga 1000 cakram, dalam kerucut sekitar 300). Selaput cakram mengandung sekitar 50% fosfolipid dan 50% pigmen visual khusus, yang dalam batang disebut rodopsin(untuk warna merah mudanya; rhodes adalah bahasa Yunani untuk merah muda), dan dalam bentuk kerucut iodopsin. Untuk singkatnya, kita hanya akan berbicara tentang tongkat di bawah ini; proses dalam kerucut serupa.Perbedaan antara kerucut dan batang akan dibahas di bagian lain. Rhodopsin terdiri dari protein opsin, yang dilampirkan grup yang disebut retinal. . Retina dalam struktur kimianya sangat dekat dengan vitamin A, dari mana ia disintesis di dalam tubuh. Oleh karena itu, kekurangan vitamin A dapat menyebabkan gangguan penglihatan.

Perbedaan batang dan kerucut

1. perbedaan sensitivitas. . Ambang batas untuk merasakan cahaya di batang jauh lebih rendah daripada kerucut. Ini, pertama, dijelaskan oleh fakta bahwa ada lebih banyak piringan di batang daripada di kerucut dan, oleh karena itu, ada kemungkinan penyerapan kuanta cahaya yang lebih besar. Namun, alasan utamanya berbeda. Batang tetangga menggunakan sinapsis listrik. digabungkan menjadi kompleks yang disebut bidang reseptif .. Sinapsis listrik ( koneksi) dapat membuka dan menutup; oleh karena itu, jumlah batang di bidang reseptif dapat sangat bervariasi tergantung pada jumlah iluminasi: semakin lemah cahaya, semakin besar bidang reseptif. Dalam cahaya yang sangat redup, lebih dari seribu batang dapat bergabung dalam satu bidang. Arti dari kombinasi semacam itu adalah meningkatkan rasio sinyal yang berguna terhadap noise. Sebagai akibat dari fluktuasi termal pada membran batang, perbedaan potensial yang berubah secara acak muncul, yang disebut kebisingan.Dalam cahaya rendah, amplitudo kebisingan dapat melebihi sinyal yang berguna, yaitu jumlah hiperpolarisasi yang disebabkan oleh tindakan cahaya. Tampaknya dalam kondisi seperti itu penerimaan cahaya menjadi tidak mungkin.Namun, dalam kasus persepsi cahaya bukan oleh tongkat yang terpisah, tetapi oleh medan penerimaan yang besar, ada perbedaan mendasar antara kebisingan dan sinyal yang berguna. Sinyal yang berguna dalam hal ini muncul sebagai jumlah sinyal yang dihasilkan oleh tongkat yang digabungkan menjadi satu sistem - bidang reseptif . Sinyal-sinyal ini koheren, mereka datang dari semua batang dalam fase yang sama. Sinyal kebisingan karena sifat kacau gerakan termal tidak koheren, mereka datang dalam fase acak. Diketahui dari teori penambahan osilasi bahwa untuk sinyal koheren, amplitudo totalnya sama dengan : Asum = A 1 n, di mana SEBUAH 1 - amplitudo sinyal tunggal, n- jumlah sinyal Jika tidak koheren. sinyal (noise) Asumm=A 1 5.7n. Biarkan, misalnya, amplitudo sinyal yang berguna menjadi 10 V, dan amplitudo kebisingan menjadi 50 V. Jelas bahwa sinyal akan hilang dengan latar belakang kebisingan. Jika 1000 batang digabungkan menjadi medan reseptif, total sinyal yang berguna akan menjadi 10 V

10 mV, dan total noise adalah 50 V 5. 7 \u003d 1650 V \u003d 1,65 mV, yaitu, sinyal akan menjadi 6 kali lebih banyak noise. Dengan sikap ini, sinyal akan diterima dengan percaya diri dan akan menciptakan perasaan ringan. Kerucut bekerja dalam cahaya yang baik, ketika bahkan dalam satu kerucut sinyal (PRP) jauh lebih dari kebisingan. Oleh karena itu, setiap kerucut biasanya mengirimkan sinyalnya sendiri ke sel bipolar dan sel ganglion secara independen dari yang lain. Namun, jika cahaya dikurangi, kerucut juga dapat bergabung menjadi bidang reseptif. Benar, jumlah kerucut di lapangan biasanya kecil (beberapa puluh). Secara umum, kerucut memberikan penglihatan siang hari, batang memberikan penglihatan senja.

2.Perbedaan resolusi.. Daya pisah mata dicirikan oleh sudut minimum di mana dua titik objek yang berdekatan masih terlihat secara terpisah. Resolusi terutama ditentukan oleh jarak antara sel fotoreseptor yang berdekatan. Agar dua titik tidak bergabung menjadi satu, gambarnya harus jatuh pada dua kerucut, di antaranya akan ada kerucut lainnya (lihat Gambar 5). Rata-rata, ini sesuai dengan sudut visual minimum sekitar satu menit, yaitu resolusi penglihatan kerucut tinggi. Batang biasanya digabungkan menjadi bidang reseptif. Semua titik yang gambarnya jatuh pada satu bidang reseptif akan dirasakan

bersumpah sebagai satu titik, karena seluruh bidang reseptif mengirimkan sinyal total tunggal ke sistem saraf pusat. Jadi daya pisah (ketajaman visual) dengan rod (twilight) vision rendah. Dengan penerangan yang tidak mencukupi, batang juga mulai bergabung menjadi bidang reseptif, dan ketajaman visual menurun. Karena itu, ketika menentukan ketajaman visual, meja harus menyala dengan baik, jika tidak, kesalahan yang signifikan dapat terjadi.

3. Perbedaan penempatan. Ketika kita ingin mendapatkan tampilan objek yang lebih baik, kita putar agar objek ini berada di tengah bidang pandang. Karena kerucut memberikan resolusi tinggi, kerucutlah yang mendominasi di tengah retina - ini berkontribusi pada ketajaman visual yang baik. Karena warna kerucutnya kuning, area retina ini disebut makula lutea. Di pinggiran, sebaliknya, ada lebih banyak batang (walaupun ada juga kerucut). Di sana ketajaman visual terasa lebih buruk daripada di tengah bidang pandang. Secara umum, jumlah batang 25 kali lebih banyak daripada kerucut.

4. Perbedaan penglihatan warna.Penglihatan warna unik untuk kerucut; gambar yang diberikan oleh sumpit adalah satu warna.

Mekanisme penglihatan warna

Agar sensasi visual muncul, kuanta cahaya perlu diserap di sel fotoreseptor, atau lebih tepatnya, di rhodopsin dan iodopsin. Penyerapan cahaya tergantung pada panjang gelombang cahaya; setiap zat memiliki spektrum serapan tertentu. Penelitian telah menunjukkan bahwa ada tiga jenis iodopsin dengan spektrum serapan yang berbeda. Pada

dari satu jenis, penyerapan maksimum terletak pada bagian biru dari spektrum, yang lain - berwarna hijau dan yang ketiga - berwarna merah (Gbr. 5). Ada satu pigmen di setiap kerucut, dan sinyal yang dikirim oleh kerucut ini sesuai dengan penyerapan cahaya oleh pigmen ini. Kerucut yang mengandung pigmen berbeda akan mengirimkan sinyal yang berbeda. Bergantung pada spektrum insiden cahaya pada area retina tertentu, rasio sinyal yang datang dari berbagai jenis kerucut ternyata berbeda, dan secara umum, totalitas sinyal yang diterima oleh pusat visual SSP akan mencirikan komposisi spektral dari cahaya yang dirasakan, yang memberikan warna subjektif.

Mata manusia adalah salah satu organ paling kompleks yang bertanggung jawab atas persepsi semua informasi di sekitarnya. Batang dan kerucut memainkan peran penting dalam pembentukan gambar, dengan bantuan sinyal cahaya dan warna yang diubah menjadi impuls saraf. Batang dan kerucut terletak di retina mata, membentuk lapisan fotosensori yang membentuk dan mentransmisikan gambar ke otak. Berkat mereka, seseorang membedakan warna, dapat melihat dalam gelap.

Informasi dasar tentang tongkat

Bentuk batang pada mata menyerupai persegi panjang memanjang yang panjangnya kurang lebih 0,06 mm. Setiap orang dewasa memiliki lebih dari 120 juta batang, yang sebagian besar terletak di pinggiran retina. Reseptor terdiri dari lapisan berikut:

eksternal dengan membran yang mengandung rhodopsin pigmen khusus;
pengikat, diwakili oleh banyak silia, mentransmisikan sinyal dari eksternal ke internal dan sebaliknya;
internal, yang berisi mitokondria yang dirancang untuk produksi dan redistribusi energi;
basal, di dalamnya terdapat serabut saraf yang menghantarkan semua impuls.

Batang yang terletak di retina mata adalah elemen peka cahaya yang bertanggung jawab untuk penglihatan malam. Mereka tidak dapat melihat warna, tetapi mereka bereaksi bahkan terhadap satu foton. Berkat mereka, seseorang dapat melihat dalam gelap, tetapi gambarnya akan menjadi hitam putih saja.

Kemampuan untuk merasakan cahaya bahkan dalam kegelapan disediakan oleh pigmen rhodopsin. Saat terkena cahaya terang, ia "terbakar", dan hanya merespons gelombang pendek. Setelah memasuki kegelapan, pigmen diregenerasi dan menangkap bahkan sedikit sinar cahaya.

Data dasar tentang kerucut

Kerucut itu berbentuk seperti wadah penelitian kimia yang diberi nama. Reseptor ini memiliki panjang sekitar 0,05 mm dan lebar 0,004 mm. Mata manusia rata-rata memiliki lebih dari tujuh juta sel kerucut yang sebagian besar terletak di bagian tengah retina. Mereka memiliki kepekaan yang rendah terhadap sinar cahaya, tetapi mereka merasakan keseluruhan gamut warna dan dengan cepat merespons objek yang bergerak.

Struktur kerucut meliputi segmen-segmen berikut:

Eksternal, di dalamnya terdapat lipatan membran yang berisi pigmen iodopsin. Segmen ini terus diperbarui, memberikan penglihatan penuh warna.
Internal, di mana mitokondria berada dan metabolisme energi dilakukan.
Sinaptik, yang meliputi kontak (sinapsis) yang mengirimkan sinyal ke saraf optik.
Penyempitan, yang merupakan membran tipe plasma, di mana energi mengalir dari segmen dalam ke luar. Untuk melakukan ini, ia memiliki sejumlah besar silia mikroskopis.

Persepsi penuh dari keseluruhan gamut warna disediakan oleh iodopsin, yang pada gilirannya dapat terdiri dari beberapa jenis:

Erythrolab (tipe L) bertanggung jawab atas persepsi gelombang panjang yang memancarkan warna merah-kuning.
Chlorolab (tipe M) merasakan karakteristik gelombang sedang dari warna hijau-kuning.
Cyanolab (tipe S) bereaksi secara eksklusif terhadap panjang gelombang pendek yang bertanggung jawab atas warna biru.

Perlu dicatat bahwa pembagian kerucut menjadi tiga kategori (hipotesis visual tiga komponen) tidak dianggap sebagai satu-satunya yang benar. Ada teori bahwa hanya dua jenis rhodopsin yang ada dalam kerucut - eritrolab dan chlorolab, yang berarti bahwa mereka hanya dapat melihat warna merah, kuning dan hijau. Warna biru ditransmisikan dengan bantuan rhodopsin yang terbakar. Untuk mendukung teori ini, fakta bahwa orang yang menderita tritanopia (kurangnya persepsi spektrum biru) juga mengeluhkan kesulitan penglihatan di malam hari. Dan apa yang disebut "rabun senja" terjadi ketika batang tidak berfungsi.

Diagnosis keadaan reseptor

Jika ada kecurigaan malfungsi batang dan kerucut di mata, maka Anda harus membuat janji dengan dokter mata. Tanda-tanda utama kerusakan meliputi:

penurunan tajam dalam ketajaman visual;
penampilan di depan mata kilatan terang, silau, kupu-kupu dan bintang;
penurunan fungsi visual saat senja;
kurangnya gambar berwarna;
kontraksi bidang visual.

Untuk menegakkan diagnosis yang akurat, Anda tidak hanya perlu berkonsultasi dengan dokter mata, tetapi juga melalui studi khusus. Ini termasuk:

Pemeriksaan fungsi persepsi warna menggunakan 100-shade test atau grafik Ishihara.
Oftalmoskopi - pemeriksaan fundus untuk mengetahui kondisi retina.
Pemeriksaan ultrasonografi bola mata.
Perimetri - penentuan bidang visual.
Hagiografi tipe fluoresen, diperlukan untuk menyorot pembuluh darah.
Refraktometri komputer, yang menentukan kekuatan bias mata.

Setelah menerima data, salah satu penyakit dapat ditetapkan. Paling sering didiagnosis:

Buta warna, di mana ada ketidakmampuan untuk membedakan warna spektrum tertentu.
Hemeralopia atau "rabun senja" adalah patologi di mana seseorang tidak dapat melihat secara normal saat senja.
Degenerasi makula adalah anomali yang mempengaruhi bagian tengah retina dan menyebabkan hilangnya ketajaman visual dengan cepat.
Ablasi retina, yang dapat memicu sejumlah besar penyakit dan faktor eksternal.
Degenerasi retina pigmen adalah patologi herediter yang menyebabkan gangguan penglihatan yang serius.
Chorioretinitis adalah proses inflamasi yang mempengaruhi semua lapisan retina.

Pelanggaran dalam pekerjaan kerucut dan batang dapat dipicu oleh trauma, serta penyakit mata inflamasi lanjut, penyakit menular umum yang parah.

Kerucut dan batang milik aparatus reseptor bola mata. Mereka bertanggung jawab untuk transmisi energi cahaya dengan mengubahnya menjadi impuls saraf. Yang terakhir melewati serat saraf optik ke struktur pusat otak. Batang memberikan penglihatan dalam kondisi cahaya rendah, mereka hanya dapat melihat terang dan gelap, yaitu gambar hitam dan putih. Kerucut mampu melihat warna yang berbeda, mereka juga merupakan indikator ketajaman visual. Setiap fotoreseptor memiliki struktur yang memungkinkannya melakukan fungsinya.

Struktur batang dan kerucut

Tongkat itu berbentuk seperti silinder, itulah sebabnya mereka mendapatkan namanya. Mereka dibagi menjadi empat segmen:

Basal, menghubungkan sel-sel saraf;
Sebuah pengikat yang menyediakan koneksi dengan silia;
Luar;
Internal, mengandung mitokondria yang menghasilkan energi.

Energi satu foton cukup untuk mengeksitasi batang. Ini dianggap oleh seseorang sebagai cahaya, yang memungkinkannya untuk melihat bahkan dalam kondisi cahaya yang sangat rendah.

Batang memiliki pigmen khusus (rhodopsin) yang menyerap gelombang cahaya di wilayah dua rentang.
Kerucut memiliki penampilan yang mirip dengan termos, itulah sebabnya mereka memiliki namanya. Mereka berisi empat segmen. Di dalam kerucut ada pigmen lain (iodopsin), yang memberikan persepsi warna merah dan hijau. Pigmen yang bertanggung jawab untuk pengenalan warna biru belum diidentifikasi.

Peran fisiologis batang dan kerucut

Kerucut dan batang melakukan fungsi utama, yaitu merasakan gelombang cahaya dan mengubahnya menjadi gambar visual (fotoresepsi). Setiap reseptor memiliki karakteristiknya masing-masing. Misalnya, tongkat diperlukan untuk melihat saat senja. Jika karena alasan tertentu mereka berhenti melakukan fungsinya, seseorang tidak dapat melihat dalam kondisi cahaya rendah. Kerucut bertanggung jawab untuk penglihatan warna yang jelas dalam cahaya normal.

Dengan cara lain, kita dapat mengatakan bahwa batang milik sistem persepsi cahaya, dan kerucut - milik sistem persepsi warna. Ini adalah dasar untuk diagnosis banding.

Video tentang struktur batang dan kerucut

Gejala kerusakan batang dan kerucut

Pada penyakit yang disertai kerusakan batang dan kerucut, timbul gejala sebagai berikut:

Penurunan ketajaman visual;
Munculnya kilatan atau silau di depan mata;
Penurunan penglihatan senja;
Ketidakmampuan untuk membedakan warna;
Penyempitan bidang visual (dalam kasus ekstrim, pembentukan penglihatan tubular).

Beberapa penyakit memiliki gejala yang sangat spesifik yang memudahkan untuk mendiagnosis patologi. Ini berlaku untuk hemeralopia atau. Gejala lain mungkin ada dalam berbagai patologi, dan oleh karena itu perlu dilakukan pemeriksaan diagnostik tambahan.

Metode diagnostik untuk lesi batang dan kerucut

Untuk mendiagnosis penyakit di mana ada lesi batang atau kerucut, perlu dilakukan pemeriksaan berikut:

dengan definisi negara;
(studi bidang visual);
Diagnosis persepsi warna menggunakan tabel Ishihara atau tes 100 warna;
Ultrasonografi;
Hagiografi fluoresen, yang memberikan visualisasi pembuluh darah;
Refraktometri komputer.

Perlu diingat sekali lagi bahwa fotoreseptor bertanggung jawab atas persepsi warna dan persepsi cahaya. Karena bekerja, seseorang dapat melihat suatu objek, yang gambarnya terbentuk dalam penganalisa visual. Dengan patologi

Informasi tentang dunia sekitar 90% seseorang menerima melalui organ penglihatan. Peran retina adalah fungsi visual. Retina terdiri dari fotoreseptor dari struktur khusus - kerucut dan batang.

Batang dan kerucut adalah reseptor fotografi dengan tingkat sensitivitas tinggi; mereka mengubah sinyal cahaya yang datang dari luar menjadi impuls yang dirasakan oleh sistem saraf pusat - otak.

Saat diterangi - selama siang hari - kerucut mengalami peningkatan beban. Batang bertanggung jawab untuk penglihatan senja - jika tidak cukup aktif, rabun senja muncul.

Kerucut dan batang di retina mata memiliki struktur yang berbeda, karena fungsinya berbeda.

Kornea adalah selaput transparan dengan pembuluh darah dan ujung saraf, berbatasan dengan sklera, terletak di bagian depan organ penglihatan. Ruang anterior, antara kornea dan iris, berisi cairan intraokular. Iris adalah area mata dengan lubang untuk pupil. Strukturnya: otot yang mengubah diameter pupil dengan perubahan pencahayaan dan mengatur aliran cahaya. Pupil adalah lubang di mana cahaya masuk ke mata. Lensa adalah lensa transparan elastis yang dapat langsung menyesuaikan dengan gambar visual - mengubah fokus untuk menilai ukuran objek dan jaraknya. Tubuh vitreous adalah zat transparan mutlak dengan konsistensi seperti gel, berkat mata yang memiliki bentuk bulat. Melakukan fungsi pertukaran dalam organ penglihatan. Retina - terdiri dari 3 lapisan, bertanggung jawab untuk penglihatan dan persepsi warna, itu termasuk pembuluh darah, serabut saraf dan fotoreseptor sensitivitas tinggi. Berkat struktur retina yang serupa, impuls masuk ke otak, yang muncul sebagai akibat dari persepsi gelombang cahaya dengan panjang yang berbeda. Berkat kemampuan retina ini, seseorang membedakan antara warna primer dan banyak coraknya. Tipe orang yang berbeda memiliki kepekaan warna yang berbeda. Sklera adalah lapisan luar mata yang memanjang ke dalam kornea.

Organ penglihatan juga termasuk bagian vaskular dan saraf optik, yang mengirimkan sinyal yang diterima dari luar ke otak. Bagian otak yang menerima dan mengubah informasi juga dianggap sebagai salah satu bagian dari sistem visual.

Di manakah letak batang dan kerucut? Mengapa mereka tidak terdaftar? Ini adalah reseptor di jaringan saraf yang membentuk retina. Berkat sel kerucut dan sel batang, retina menerima bayangan yang difiksasi oleh kornea dan lensa. Impuls mengirimkan gambar ke sistem saraf pusat, di mana informasi diproses. Proses ini dilakukan dalam hitungan sepersekian detik - hampir seketika.

Sebagian besar fotoreseptor sensitif terletak di makula - ini adalah nama daerah pusat retina. Nama kedua makula adalah bintik kuning mata. Nama ini diberikan untuk makula karena saat memeriksa area ini, warna kekuningan terlihat jelas.

Struktur bagian luar retina termasuk pigmen, bagian dalam mengandung elemen peka cahaya.

Kerucut mendapat nama mereka karena bentuknya mirip dengan termos, hanya sangat kecil. Pada orang dewasa, retina mencakup 7 juta reseptor ini.

Setiap kerucut terdiri dari 4 lapisan:

luar - cakram membran dengan pigmen warna iodopsin; pigmen inilah yang memberikan sensitivitas tinggi dalam persepsi gelombang cahaya dengan berbagai panjang; tingkat penghubung - lapisan kedua - penyempitan, yang memungkinkan untuk membentuk bentuk reseptor sensitif - terdiri dari mitokondria; bagian dalam - segmen basal, tautan; wilayah sinaptik.

Saat ini, hanya 2 pigmen peka cahaya dalam komposisi fotoreseptor jenis ini, chlorolab dan erythrolab, yang telah dipelajari sepenuhnya. Yang pertama bertanggung jawab atas persepsi wilayah spektral kuning-hijau, yang kedua - kuning-merah.

Batang retina berbentuk silinder, panjangnya melebihi diameter sebanyak 30 kali.

Komposisi tongkat mencakup elemen-elemen berikut:

cakram membran; bulu mata; mitokondria; jaringan saraf.

Sensitivitas cahaya maksimum disediakan oleh pigmen rhodopsin (ungu visual). Dia tidak dapat membedakan antara corak warna, tetapi dia bereaksi bahkan terhadap kilatan cahaya minimal yang dia terima dari luar. Reseptor batang tereksitasi bahkan dengan kilatan, yang energinya hanya satu foton. Kemampuan inilah yang memungkinkan Anda untuk melihat saat senja.

Rhodopsin adalah protein dari kelompok pigmen visual, milik kromoprotein. Ia menerima nama keduanya - ungu visual - selama penelitian. Dibandingkan dengan pigmen lain, ia menonjol tajam dengan warna merah cerah.

Rhodopsin mengandung dua komponen - protein tidak berwarna dan pigmen kuning.

Reaksi rhodopsin terhadap berkas cahaya adalah sebagai berikut: ketika terkena cahaya, pigmen terurai, menyebabkan eksitasi saraf optik. Di siang hari, sensitivitas mata bergeser ke area biru, di malam hari - ungu visual dipulihkan dalam 30 menit.

Selama waktu ini, mata manusia beradaptasi dengan senja dan mulai lebih jelas memahami informasi di sekitarnya. Inilah yang dapat menjelaskan bahwa dalam kegelapan, seiring waktu, mereka mulai melihat lebih jelas. Semakin sedikit cahaya yang masuk, semakin tajam penglihatan senja.

Tidak mungkin untuk mempertimbangkan fotoreseptor secara terpisah - dalam peralatan visual mereka membentuk satu kesatuan dan bertanggung jawab atas fungsi visual dan persepsi warna. Tanpa kerja terkoordinasi dari kedua jenis reseptor, sistem saraf pusat menerima informasi yang terdistorsi.

Penglihatan warna disediakan oleh simbiosis sel batang dan sel kerucut. Batang sensitif di bagian hijau dari spektrum - 498 nm, tidak lebih, dan kemudian kerucut dengan berbagai jenis pigmen bertanggung jawab atas persepsi.

Untuk menilai kisaran kuning-merah dan biru-hijau, kerucut gelombang panjang dan gelombang menengah dengan zona peka cahaya lebar dan tumpang tindih internal dari zona ini terlibat. Artinya, fotoreseptor bereaksi secara simultan terhadap semua warna, tetapi mereka tereksitasi lebih intensif terhadap warna mereka sendiri.

Pada malam hari, tidak mungkin membedakan warna, satu pigmen warna hanya dapat merespon kilatan cahaya.

Sel biopolar difus di retina membentuk sinapsis (titik kontak antara neuron dan sel yang menerima sinyal, atau antara dua neuron) dengan beberapa batang sekaligus - ini disebut konvergensi sinaptik.

Peningkatan persepsi radiasi cahaya disediakan oleh sel bipolar monosinaptik yang menghubungkan kerucut dengan sel ganglion. Sel ganglion adalah neuron yang terletak di retina mata dan menghasilkan impuls saraf.

Bersama-sama, sel batang dan sel kerucut mengikat sel amakrilat dan sel horizontal, sehingga pemrosesan informasi pertama terjadi bahkan di retina itu sendiri. Ini memberikan reaksi cepat seseorang terhadap apa yang terjadi di sekitarnya. Sel amakrilik dan horizontal bertanggung jawab atas penghambatan lateral - yaitu, eksitasi satu neuron menghasilkan efek "menenangkan" pada yang lain, yang meningkatkan ketajaman persepsi informasi.

Meskipun struktur fotoreseptor berbeda, mereka saling melengkapi fungsi satu sama lain. Berkat kerja terkoordinasi mereka, dimungkinkan untuk mendapatkan gambar yang tajam dan jelas.

Visi adalah salah satu cara untuk mengetahui dunia di sekitar kita dan bernavigasi di luar angkasa. Terlepas dari kenyataan bahwa indera lain juga sangat penting, dengan bantuan mata, seseorang merasakan sekitar 90% dari semua informasi yang berasal dari lingkungan. Berkat kemampuan untuk melihat apa yang ada di sekitar kita, kita dapat menilai peristiwa yang terjadi, membedakan objek satu sama lain, dan juga memperhatikan faktor-faktor yang mengancam. Mata manusia diatur sedemikian rupa sehingga selain objek itu sendiri, mereka juga membedakan warna di mana dunia kita dilukis. Sel mikroskopis khusus bertanggung jawab untuk ini - batang dan kerucut, yang ada di retina kita masing-masing. Berkat mereka, informasi yang kita rasakan tentang jenis lingkungan ditransmisikan ke otak.

Struktur mata: diagram

Terlepas dari kenyataan bahwa mata membutuhkan begitu sedikit ruang, ia mengandung banyak struktur anatomi, berkat itu kita memiliki kemampuan untuk melihat. Organ penglihatan hampir terhubung langsung dengan otak, dan dengan bantuan penelitian khusus, dokter mata melihat persimpangan saraf optik. Bola mata berbentuk bola dan terletak di ceruk khusus - orbit, yang dibentuk oleh tulang tengkorak. Untuk memahami mengapa banyak struktur organ penglihatan diperlukan, perlu diketahui struktur mata. Diagram menunjukkan bahwa mata terdiri dari formasi seperti badan vitreous, lensa, bilik anterior dan posterior, saraf optik dan membran. Di luar, organ penglihatan ditutupi oleh sklera - kerangka pelindung mata.

Cangkang mata

Sklera melakukan fungsi melindungi bola mata dari kerusakan. Ini adalah kulit terluar dan menempati sekitar 5/6 dari permukaan organ penglihatan. Bagian sklera yang berada di luar dan langsung menuju ke lingkungan disebut kornea. Ia memiliki sifat karena kita memiliki kemampuan untuk melihat dengan jelas dunia di sekitar kita. Yang utama adalah transparansi, spekularitas, kelembaban, kehalusan dan kemampuan untuk mentransmisikan dan membiaskan sinar. Sisa kulit luar mata - sklera - terdiri dari dasar jaringan ikat padat. Di bawahnya adalah lapisan berikutnya - pembuluh darah. Cangkang tengah diwakili oleh tiga formasi yang terletak secara seri: iris, badan silia (silia) dan koroid. Selain itu, lapisan vaskular termasuk pupil. Ini adalah lubang kecil yang tidak tertutup oleh iris. Masing-masing formasi ini memiliki fungsinya sendiri, yang diperlukan untuk memastikan penglihatan. Lapisan terakhir adalah retina mata. Ini berkomunikasi langsung dengan otak. Struktur retina sangat kompleks. Ini disebabkan oleh fakta bahwa itu dianggap sebagai cangkang paling penting dari organ penglihatan.

Struktur retina

Cangkang bagian dalam organ penglihatan merupakan bagian integral dari medula. Ini diwakili oleh lapisan neuron yang melapisi bagian dalam mata. Berkat retina, kita mendapatkan gambar dari segala sesuatu yang ada di sekitar kita. Semua sinar yang dibiaskan difokuskan padanya dan disusun menjadi objek yang jelas. Sel-sel saraf di retina masuk ke saraf optik, di sepanjang serat yang informasinya mencapai otak. Ada bintik kecil di kulit bagian dalam mata, yang terletak di tengah dan memiliki kemampuan terbesar untuk melihat. Bagian ini disebut makula. Di tempat ini ada sel visual - batang dan kerucut mata. Mereka memberi kita penglihatan siang dan malam tentang dunia di sekitar kita.

Fungsi batang dan kerucut

Sel-sel ini terletak di retina mata dan sangat penting untuk melihat. Batang dan kerucut adalah pengubah penglihatan hitam putih dan warna. Kedua jenis sel tersebut bertindak sebagai reseptor peka cahaya di mata. Kerucut dinamakan demikian karena bentuk kerucutnya, mereka adalah penghubung antara retina dan sistem saraf pusat. Fungsi utamanya adalah mengubah sensasi cahaya yang diterima dari lingkungan luar menjadi sinyal listrik (impuls) yang diproses oleh otak. Kekhususan untuk pengenalan siang hari milik kerucut karena pigmen yang dikandungnya - iodopsin. Zat ini memiliki beberapa jenis sel yang merasakan bagian spektrum yang berbeda. Batang lebih sensitif terhadap cahaya, sehingga fungsi utamanya lebih sulit - memberikan visibilitas saat senja. Mereka juga mengandung dasar pigmen - zat rhodopsin, yang berubah warna saat terkena sinar matahari.

Struktur batang dan kerucut

Sel-sel ini mendapatkan namanya karena bentuknya - silindris dan kerucut. Batang, tidak seperti kerucut, terletak lebih di sepanjang pinggiran retina dan praktis tidak ada di makula. Ini karena fungsinya - memberikan penglihatan malam, serta bidang penglihatan perifer. Kedua jenis sel memiliki struktur yang mirip dan terdiri dari 4 bagian:

Segmen luar - mengandung pigmen utama batang atau kerucut, ditutupi dengan cangkang. Rhodopsin dan iodopsin berada dalam wadah khusus - cakram.
Silia adalah bagian dari sel yang menyediakan hubungan antara segmen luar dan dalam Mitokondria - mereka diperlukan untuk metabolisme energi. Selain itu, mereka mengandung EPS dan enzim yang memastikan sintesis semua komponen seluler. Semua ini ada di segmen dalam Ujung saraf.

Jumlah reseptor fotosensitif pada retina sangat bervariasi. Sel batang membentuk sekitar 130 juta. Kerucut retina secara signifikan lebih rendah daripada jumlah mereka, rata-rata ada sekitar 7 juta di antaranya.

Fitur transmisi pulsa cahaya

Batang dan kerucut dapat merasakan fluks cahaya dan mengirimkannya ke sistem saraf pusat. Kedua jenis sel tersebut mampu bekerja pada siang hari. Perbedaannya adalah bahwa kerucut jauh lebih sensitif terhadap cahaya daripada batang. Transmisi sinyal yang diterima dilakukan berkat interneuron, yang masing-masing melekat pada beberapa reseptor. Menggabungkan beberapa sel batang sekaligus membuat sensitivitas organ penglihatan jauh lebih besar. Fenomena ini disebut "konvergensi". Ini memberi kita gambaran tentang beberapa bidang penglihatan sekaligus, serta kemampuan untuk menangkap berbagai gerakan yang terjadi di sekitar kita.

Kemampuan untuk melihat warna

Kedua jenis reseptor retina diperlukan tidak hanya untuk membedakan antara penglihatan siang dan senja, tetapi juga untuk menentukan gambar berwarna. Struktur mata manusia memungkinkan banyak hal: untuk melihat area lingkungan yang luas, untuk melihat kapan saja sepanjang hari. Selain itu, kami memiliki salah satu kemampuan yang menarik - penglihatan binokular, yang memungkinkan kami untuk memperluas bidang pandang secara signifikan. Batang dan kerucut terlibat dalam persepsi hampir seluruh spektrum warna, yang karenanya orang, tidak seperti hewan, membedakan semua warna dunia ini. Penglihatan warna sebagian besar disediakan oleh kerucut, yang terdiri dari 3 jenis (panjang gelombang pendek, sedang dan panjang). Namun, batang juga memiliki kemampuan untuk melihat sebagian kecil dari spektrum.