Mga light-sensitive na receptor na matatagpuan sa mata: mga rod at cones. Rods at cones ng retina: istraktura

Cones ng retina bola ng mata- isa sa mga uri ng photoreceptors, na matatagpuan sa layer na responsable para sa photosensitivity. Ang mga cone ay isa sa pinakamasalimuot at mahalagang istrukturang istruktura mata ng tao, responsable para sa kakayahang makilala scheme ng kulay. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng natanggap na liwanag na enerhiya sa mga electrical impulses, nagpapadala sila ng impormasyon tungkol sa mundo na pumapalibot sa isang tao sa ilang bahagi ng utak. Pinoproseso ng mga neuron ang papasok na signal at kinikilala malaking bilang ng mga kulay at kanilang mga kulay, ngunit hindi lahat ng mga prosesong ito ay pinag-aralan ngayon.

Nakuha ng mga cones ang kanilang pangalan dahil sa katotohanan na sila hitsura halos kapareho sa isang ordinaryong laboratoryo na prasko.

Ang mga rod at cone ay mga sensitibong receptor sa retina ng mata na nagbabago ng liwanag na pagpapasigla sa pagpapasigla ng nerbiyos.

Ang haba ng kono ay 0.05 millimeters at ang lapad ay 0.004. Ang diameter ng pinakamaliit na punto ng kono ay 0.001 milimetro. Sa kabila ng katotohanan na ang kanilang sukat ay napakaliit, ang akumulasyon ng mga cones sa mga numero ng retina ay milyon-milyon. Ang photoreceptor na ito, sa kabila ng mikroskopikong laki nito, ay may isa sa pinaka kumplikadong anatomya at binubuo ng ilang mga seksyon:

Sa panlabas na seksyon mayroong isang kumpol ng mga plasmalema kung saan nabuo ang mga kalahating disc. Ang bilang ng mga naturang akumulasyon sa mga organo ng paningin ay tinatantya sa daan-daan. Ang panlabas na bahagi ay naglalaman din ng pigment iodopsin, na kasangkot sa mga mekanismo ng pangitain ng kulay.
Pag-uugnay ng departamento- ang pinakamalapit na bahagi ng kono. Ang cytoplasm na matatagpuan sa departamento ay may istraktura ng isang napaka manipis na lubid. Sa parehong seksyon mayroong dalawang pilikmata na may hindi pangkaraniwang istraktura.
Sa panloob na departamento ang mga cell na responsable para sa paggana ng receptor ay matatagpuan. Matatagpuan din dito ang nucleus, mitochondria at ribosome. Ang kalapitan na ito ay maaaring magpahiwatig na sa panloob na seksyon, ang mga masinsinang proseso ay nangyayari sa paggawa ng enerhiya na kinakailangan para sa wastong paggana ng mga photoreceptor.
Kagawaran ng synaptic, nagsisilbing link sa pagitan ng mga receptor na sensitibo sa liwanag at mga selula ng nerbiyos. Nasa seksyong ito ang sangkap na gumaganap pangunahing tungkulin kapag nagpapadala ng mga impulses na nagmumula sa layer ng retina na responsable para sa light perception, sa optic nerve.

Paano gumagana ang mga photoreceptor

Ang proseso ng aktibidad ng kono ay nananatiling hindi malinaw. Sa ngayon, mayroong dalawang nangungunang bersyon na maaaring pinakatumpak na naglalarawan sa prosesong ito.

Ang mga cone ay responsable para sa visual acuity at color perception (daytime vision)

Tatlong bahaging hypothesis ng paningin

Ang mga tagasunod ng bersyon na ito ay nagsasabi na sa retina ng mata ng tao mayroong ilang mga uri ng cones na naglalaman ng iba't ibang mga pigment. Ang Iodopsin ay ang pangunahing pigment na matatagpuan sa panlabas na bahagi ng cones, ay may 3 uri:

erythrolab;
chlorolab;
cyanolab;

At kung ang unang dalawang uri ng pigment ay napag-aralan nang detalyado, kung gayon ang pagkakaroon ng pangatlo ay nangyayari lamang sa teorya, at ang pagkakaroon nito ay nakumpirma na eksklusibo sa pamamagitan ng hindi direktang mga katotohanan. Kaya anong kulay ang sensitibo sa mga retinal cones? Kung gagamitin natin ang teoryang ito bilang pangunahing, masasabi natin ang mga sumusunod. Ang mga cone na naglalaman ng erythrolab ay may kakayahang makita lamang ang radiation na may mahabang alon, at ito ang dilaw-pulang bahagi ng spectrum. Ang radiation na may average na haba o dilaw-berdeng bahagi ng spectrum ay nakikita ng mga cone na naglalaman ng chlorolab.

Ang pahayag na may mga cone na nagpoproseso ng short-wave radiation (shades ng kulay asul), at nasa pahayag na ito na binuo ang tatlong-sangkap na teorya ng istraktura ng retina.

Nonlinear two-component theory

Ang mga tagasuporta ng teoryang ito ay ganap na tinatanggihan ang pagkakaroon ng isang ikatlong uri ng pigment. Ang mga ito ay nabigyang-katwiran sa pamamagitan ng katotohanan na para sa normal na pang-unawa ng liwanag ng mga natitirang bahagi ng spectrum, ang pagkakaroon ng isang mekanismo tulad ng mga rod ay sapat. Batay dito, maaaring mapagtatalunan na ang retina ng eyeball ay may kakayahang makita ang buong kulay gamut lamang kapag ang mga cones at rod ay nagtutulungan. Ang teoryang ito ay nagpapahiwatig din na ang pakikipag-ugnayan ng mga istrukturang ito ay nagbibigay ng kakayahang matukoy ang pagkakaroon ng mga dilaw na lilim sa hanay ng mga nakikitang kulay. Ngayon ay walang sagot sa kung anong kulay ang mga cone ng retina ay pumipili na sensitibo, dahil ang tanong na ito ay hindi nalutas.

Mayroong humigit-kumulang 7 milyong cones sa retina ng isang malusog na may sapat na gulang.

Napatunayang siyentipiko na ang mga taong may bihirang anomalya- isang karagdagang kono ng retina. Nangangahulugan ito na sa mga taong may ganitong kababalaghan, mayroong isa pang photoreceptor na matatagpuan sa eyeball. Ang mga taong may ganitong anomalya ay nakakakilala ng 10 beses na mas maraming kulay kaysa sa isang tao normal na halaga mga receptor. Ang mga magkasalungat na pag-aaral ay nagbibigay ng sumusunod na data.

Ang natukoy na patolohiya ay nangyayari sa 2% lamang ng populasyon, at sa mga babae lamang. Gayunpaman, inaangkin ng pangalawang pangkat ng pananaliksik na ngayon ang gayong tampok ay natukoy sa isang-kapat ng populasyon ng Earth.

Ang retina ay ang retina ng eyeball, na may kakayahang ganap na madama ang impormasyon kapag tamang operasyon lahat ng panloob na mekanismo. Kung ang isa sa mga bahagi ay hindi gumagawa mga kinakailangang sangkap, kung gayon ang pang-unawa ng spectrum ng kulay ay makabuluhang pinaliit. Ang phenomenon na ito ay karaniwang kilala bilang color blindness. Ang mga pasyente na may diagnosis na ito ay hindi makilala ilang mga kulay, dahil ang sakit ay genetic heredity at walang tiyak na paraan ng paggamot.

Visual acuity at sensitivity sa liwanag.

Ang retina ng tao ay naglalaman ng isang uri ng mga rod (naglalaman sila ng maliwanag na pulang pigment rhodopsin), medyo pantay na nakikita ang halos buong saklaw ng nakikitang spectrum (mula 390 hanggang 760 nm) at tatlong uri ng cones (pigment - mga iodopsin), bawat isa ay nakakakita ng liwanag ng isang tiyak na haba ng daluyong. Bilang isang resulta ng isang mas malawak na spectrum ng pagsipsip ng rhodopsin, ang mga rod ay nakakakita ng mahinang ilaw, ibig sabihin, kailangan sila sa dilim, cones - sa maliwanag na liwanag. Kaya, ang mga cone ay ang aparato ng pangitain sa araw, at ang mga tungkod ay ang aparato ng pangitain sa takip-silim.

Mayroong higit pang mga rod sa retina kaysa cones (120 10 6 at 6-7 10 6, ayon sa pagkakabanggit). Ang pamamahagi ng mga rod at cones ay hindi rin pantay. Ang manipis, pinahabang baras (mga dimensyon na 50 x 3 µm) ay pantay na ipinamahagi sa buong retina, maliban sa gitnang fovea (macula macula), kung saan halos eksklusibo ang mga pinahabang cone (60 x 1.5 µm). Dahil ang mga cone sa fovea ay napakasiksik (15 10 4 bawat 1 mm 2), ang lugar na ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na visual acuity (isa pang dahilan). Ang paningin ng pamalo ay hindi gaanong matalas dahil ang mga tungkod ay hindi gaanong siksik ( isa pang dahilan) at ang mga signal mula sa kanila ay sumasailalim sa convergence (ang pinakamahalagang dahilan), ngunit ito mismo ang nagbibigay ng mataas na sensitivity na kinakailangan para sa night vision. Ang mga rod ay idinisenyo upang makita ang impormasyon tungkol sa pag-iilaw at hugis ng mga bagay.

Karagdagang device para sa night vision. Ang ilang mga species ng hayop (baka, kabayo, lalo na ang pusa at aso) ay may mga mata na kumikinang sa dilim. Ito ay dahil sa pagkakaroon ng isang espesyal na reflective membrane (tapetum), nakahiga sa ilalim ng mata, sa harap ng choroid. Ang lamad ay binubuo ng mga hibla na pinapagbinhi ng mga malapilak na kristal na sumasalamin sa liwanag na pumapasok sa mata. Ang liwanag ay dumadaan sa retina sa pangalawang pagkakataon at ang mga photoreceptor ay tumatanggap ng karagdagang bahagi ng mga photon. Totoo, ang kalinawan ng imahe na may ganitong pagmuni-muni ay bumababa, ngunit ang sensitivity ay tumataas.

Pagdama ng kulay

Ang bawat visual na pigment ay sumisipsip ng bahagi ng liwanag na bumabagsak dito at sumasalamin sa iba. Sa pamamagitan ng pagsipsip ng isang photon ng liwanag, binabago ng visual na pigment ang pagsasaayos nito, at ang enerhiya ay inilabas, na ginagamit upang isagawa ang circuit. mga reaksiyong kemikal, na humahantong sa paglitaw ng isang nerve impulse.

Natagpuan sa isang tao tatlong uri ng kono, ang bawat isa ay naglalaman ng sarili nitong visual na pigment - isa sa tatlo mga iodopsin, pinakasensitibo sa asul, berde o dilaw na liwanag. Ang de-koryenteng signal sa output ng mga cone ng isang uri o iba pa ay depende sa bilang ng quanta na kapana-panabik sa photopigment. Ang sensasyon ng kulay ay maliwanag na tinutukoy ng ugnayan sa pagitan ng mga neural signal mula sa bawat isa sa tatlong uri ng cone na ito.

Maaaring nakakagulat na makita ang maliwanag na pagkakaiba sa pagitan ng tatlong uri ng cone pigment—asul, berde, at dilaw—at ang tatlong "pangunahing" kulay—asul, dilaw, at pula. Ngunit bagaman maxima ng pagsipsip visual na pigment at hindi nag-tutugma sa tatlong pangunahing kulay, walang makabuluhang kontradiksyon dito, dahil ang liwanag ng anumang wavelength (pati na rin ang liwanag na binubuo ng kumbinasyon ng mga alon iba't ibang haba) ay lumilikha ng isang natatanging relasyon sa pagitan ng mga antas ng paggulo ng tatlong uri ng mga receptor ng kulay. Nagbibigay ang ratio na ito sistema ng nerbiyos, na nagpoproseso ng mga signal mula sa "three-pigment" na receptor system na may sapat na impormasyon upang matukoy ang anumang light wave sa nakikitang bahagi ng spectrum.

Sa mga tao at iba pang primates, ang mga cone ay kasangkot sa color vision. Ano ang masasabi tungkol sa mga chopstick sa bagay na ito?

Sa retina ng tao mga stick ay naroroon lamang sa labas ng fovea at naglalaro mahalagang papel higit sa lahat sa mahinang ilaw. Ito ay ipinaliwanag ng dalawang pangyayari. Una, ang mga rod ay mas sensitibo sa liwanag kaysa sa cones ( Ang rhodopsin ay may napaka malawak na saklaw mga pagkuha). Pangalawa, ang convergence ay mas malinaw sa kanilang mga neural na koneksyon kaysa sa mga koneksyon ng mga cones, at ito ay nagbibigay ng mas malaking posibilidad ng pagbubuo ng mahinang stimuli. Dahil ang isang tao ay may pangitain ng kulay Ang mga cone ay may pananagutan; sa napakababang liwanag ay maaari lamang nating makilala ang mga kulay ng itim at kulay abo. At dahil ang fovea ay naglalaman ng karamihan sa mga cone, mas nakikita natin ang mahinang liwanag na bumabagsak sa mga lugar sa labas ng fovea - kung saan mas malaki ang populasyon ng mga rod. Halimbawa, ang isang maliit na bituin sa kalangitan ay tila mas maliwanag sa atin kung ang imahe nito ay wala sa mismong butas, ngunit malapit dito.

Isinasagawa ang pananaliksik tungkol sa pang-unawa ng kulay sa mga hayop paraan ng pagbuo ng pagkakaiba-iba nakakondisyon na mga reflexes – mga reaksyon sa mga bagay na pininturahan iba't ibang Kulay, na may mandatoryong equalization ng intensity ng liwanag. Kaya, ito ay natagpuan na sa mga aso at pusa pangitain ng kulay mahina ang pag-unlad, wala sa mga daga at kuneho, kabayo at malaki baka magagawang makilala sa pagitan ng pula, berde, asul at dilaw na mga kulay; Tila ito ay naaangkop din sa mga baboy.

Ang karagdagang materyal ay naka-highlight sa italics at espesyal na pag-format.

Noong 1666 Ipinakita ni Isaac Newton na ang puting liwanag ay maaaring hatiin sa maraming kulay na bahagi sa pamamagitan ng pagdaan nito sa isang prisma. Ang bawat tulad ng parang multo na kulay ay monochromatic, i.e. hindi na nabubulok sa ibang kulay. Gayunpaman, noon pa man, alam na na ang isang artist ay maaaring magparami ng anumang spectral na kulay (tulad ng orange) sa pamamagitan ng paghahalo ng dalawang purong kulay (gaya ng pula at dilaw), na ang bawat isa ay sumasalamin sa liwanag ng ibang wavelength mula sa spectral na kulay. Kaya, ang pagtuklas ni Newton sa pagkakaroon ng hindi mabilang na mga kulay at ang paniniwala ng mga artista ng Renaissance na ang anumang kulay ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng tatlong pangunahing kulay - pula, dilaw at asul - ay tila sumasalungat sa isa't isa.

Ito ay isang kontradiksyon noong 1802. niresolba ni Thomas Young, na nagmungkahi na ang mga receptor ng mata ay pumipili ng tatlong pangunahing kulay: pula, dilaw at asul. Ayon sa kanyang teorya, ang bawat uri ng color receptor ay nasasabik sa mas malaki o mas maliit na lawak sa pamamagitan ng liwanag ng anumang wavelength. Sa madaling salita, iminungkahi ni Jung na ang sensasyon ng "orange" ay lumitaw bilang isang resulta ng sabay-sabay na pagpapasigla ng "pula" at "dilaw" na mga receptor. Kaya, nagawa niyang ipagkasundo ang katotohanan ng walang katapusang pagkakaiba-iba ng mga parang multo na kulay sa konklusyon na maaari silang kopyahin gamit ang isang limitadong bilang ng mga kulay.

Ang trichromatic theory ni Jung na ito ay nakumpirma noong ika-19 na siglo ng mga resulta ng maraming psychophysical na pag-aaral nina James Maxwell at Hermann Helmholtz, pati na rin ang mas huling data ni William Rushton.

Gayunpaman, ang direktang katibayan ng pagkakaroon ng tatlong uri ng mga receptor ng kulay ay nakuha lamang noong 1964, nang pag-aralan ni William B. Marks (kasama si Edward F. MacNichol) ang spectra ng pagsipsip ng mga single cone mula sa retina ng isang goldpis. Tatlong uri ng cones ang natuklasan na naiiba sa kanilang spectral absorption peak ng light waves at tumutugma sa tatlong visual na pigment. Ang mga katulad na pag-aaral sa mga retina ng tao at unggoy ay nagbunga ng magkatulad na mga resulta.

Ayon sa isa sa mga prinsipyo ng photochemistry, ang liwanag, na binubuo ng mga wavelength ng iba't ibang mga wavelength, ay nagpapasigla ng mga reaksyon ng photochemical sa proporsyon sa pagsipsip ng mga light wave ng bawat wavelength. Kung ang photon ay hindi nasisipsip, kung gayon wala itong epekto sa molekula ng pigment. Ang hinihigop na photon ay naglilipat ng bahagi ng enerhiya nito sa molekula ng pigment. Ang prosesong ito ng paglipat ng enerhiya ay nangangahulugan na ang iba't ibang mga wavelength ay magpapasigla sa isang photoreceptor cell (tulad ng makikita sa spectrum ng pagkilos nito) sa proporsyon sa kung gaano kahusay ang pagsipsip ng pigment ng cell na iyon sa mga wave na iyon (ibig sabihin, alinsunod sa light absorption spectrum nito).

Ang microspectrophotometric na pag-aaral ng goldpis cones ay nagsiwalat ng tatlong spectra ng pagsipsip, na ang bawat isa ay tumutugma sa isang partikular na visual na pigment na may pinakamataas na katangian. Sa mga tao, ang curve para sa kaukulang "long-wavelength" na pigment ay may maximum na humigit-kumulang 560 nm, ibig sabihin, sa dilaw na rehiyon ng spectrum.

Ang pagkakaroon ng tatlong uri ng cone pigment ay nakumpirma ng data sa pagkakaroon ng tatlong electrophysiological na uri ng pigment na may action spectra na tumutugma sa absorption spectra. Kaya, sa kasalukuyan, maaaring mabuo ang trichromatic theory ni Young na isinasaalang-alang ang data sa mga cone pigment.

Ang paningin ng kulay ay nakilala sa mga kinatawan ng lahat ng klase ng mga vertebrates. Mahirap gumawa ng anumang generalizations tungkol sa kontribusyon ng mga rod at cones sa color vision. Bilang isang patakaran, ito ay nauugnay sa pagkakaroon ng mga cones sa retina, ngunit sa isang bilang ng mga kaso "kulay" na mga uri ng mga rod ay natagpuan. Halimbawa, bilang karagdagan sa mga cones, ang palaka ay may dalawang uri ng mga rod - "pula" (naglalaman ng rhodopsin at sumisipsip ng asul-berdeng ilaw) at "berde" (naglalaman ng pigment na sumisipsip ng liwanag mula sa asul na bahagi ng spectrum). Sa mga invertebrates, ang kakayahang makilala ang mga kulay, kabilang ang ultra-violet ray, mahusay na binuo sa mga insekto.

Mga gawain:

1. Ipaliwanag kung bakit dapat pataasin ng convergence ang pagiging sensitibo ng mata sa mahinang liwanag.

2. Ipaliwanag kung bakit mas nakikita ang mga bagay sa gabi kung hindi mo direktang titingnan ang mga ito.

3. Ipaliwanag ang biyolohikal na batayan ng kasabihang: "Sa gabi lahat ng pusa ay kulay abo."

Istraktura ng mga rod at cones

Ang mga rod at cone ay halos magkapareho sa istraktura at binubuo ng apat na seksyon:

Panlabas na segment.

Ito ang photosensitive na lugar kung saan ang liwanag na enerhiya ay na-convert sa potensyal na receptor. Ang buong panlabas na bahagi ng mga tungkod ay puno ng mga may lamad na disc na nabuo at pinaghihiwalay mula sa lamad ng plasma. Sa mga stick, ang bilang ng mga disk na ito ay 600-1000; ang mga ito ay mga flatten na membrane sac at nakaayos tulad ng isang stack ng mga barya. Mayroong mas kaunting mga disk ng lamad sa mga cone, at hindi sila hiwalay na mga fold ng lamad ng plasma. Sa ibabaw ng mga disk at fold ng lamad na nakaharap sa cytoplasm mayroong mga light-sensitive na pigment.

Padding.

Dito ang panlabas na bahagi ay halos ganap na nahiwalay mula sa panloob na bahagi ng isang invagination panlabas na lamad. Ang koneksyon sa pagitan ng dalawang mga segment ay isinasagawa sa pamamagitan ng cytoplasm at isang pares ng cilia na dumadaan mula sa isang segment patungo sa isa pa. Ang Cilia ay naglalaman lamang ng 9 peripheral doublets ng microtubule: ang pares ng central microtubules na katangian ng cilia ay wala.

Panloob na segment.

Ito ay isang lugar ng aktibong metabolismo; ito ay puno ng mitochondria, na nagbibigay ng enerhiya para sa mga proseso ng paningin, at polyribosomes, kung saan ang mga protina na kasangkot sa pagbuo ng mga disc ng lamad at ang synthesis ng visual na pigment ay synthesized. Ang core ay matatagpuan sa parehong lugar.

Synaptic na rehiyon.

Sa lugar na ito, ang cell ay bumubuo ng mga synapses na may mga bipolar cell. Ang diffuse bipolar cells ay maaaring bumuo ng mga synapses na may ilang mga rod. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na tinatawag na synaptic convergence, ay nagpapababa ng visual acuity ngunit pinatataas ang pagiging sensitibo sa liwanag ng mata. Ang mga monosynaptic bipolar cells ay nagkokonekta ng isang kono sa isang ganglion cell, na nagbibigay ng higit na visual acuity kumpara sa mga rod. Ang mga horizontal at amacrine na mga cell ay nag-uugnay sa isang bilang ng mga rod o cone. Salamat sa mga cell na ito, ang visual na impormasyon ay sumasailalim sa ilang partikular na pagproseso kahit na bago umalis sa retina; ang mga cell na ito, sa partikular, ay kasangkot sa lateral inhibition.

Lateral inhibition – ang isang paraan ng pag-filter sa visual system ay nagsisilbi upang mapahusay ang contrast.

Dahil ang mga pagbabago sa lakas o kalidad ng isang pampasigla sa oras o espasyo, bilang panuntunan, ay may epekto sa hayop pinakamahalaga, sa proseso ng ebolusyon na nabuo mga mekanismo ng nerbiyos upang “idiin” ang mga naturang pagbabago. Maaari kang makakuha ng ideya ng tumaas na visual contrast sa pamamagitan ng mabilis na pagtingin sa figure:

Ang bawat patayong guhit ay lumilitaw na bahagyang mas magaan sa hangganan nito na may katabing mas madidilim na guhit. Sa kabaligtaran, kung saan ito ay may hangganan sa isang mas magaan na guhit, lumilitaw itong mas madilim. Ito optical illusion; sa katunayan, ang mga guhit sa buong lapad nito ay pininturahan nang pantay-pantay (na may Magandang kalidad pag-imprenta). Upang matiyak ito, sapat na upang takpan ang lahat ng mga guhitan maliban sa isa gamit ang papel.

Paano umusbong ang ilusyong ito? Ang signal na ipinadala ng photoreceptor (rod o cone) ay nagpapasigla sa amacrine cell, na pumipigil sa paghahatid ng mga signal mula sa mga kalapit na receptor, at sa gayon ay nagdaragdag ng kalinawan ng imahe ("quenches glare").

Ang unang physiological na paliwanag para sa lateral inhibition ay nagmula sa mga pag-aaral tambalang mata talampakan ng kabayo. Kahit na ang organisasyon ng naturang mata ay mas simple kaysa sa vertebrate retina, ang mga pakikipag-ugnayan ay umiiral din sa pagitan ng indibidwal na ommatidia sa horseshoe crab. Ito ay unang natuklasan noong kalagitnaan ng 1950s sa laboratoryo ng H. C. Hartline sa Rockefeller University. Una, ang elektrikal na aktibidad ng isang indibidwal na ommatidium ay naitala sa isang madilim na silid kapag pinasigla ng isang maliwanag na sinag ng liwanag na nakadirekta lamang sa ommatidium na iyon. Kapag ang pangkalahatang ilaw sa silid ay naka-on din, ang karagdagang pagpapasigla na ito ay hindi lamang nagpapataas ng dalas ng mga paglabas na ipinadala ng ommatidia, ngunit, sa kabaligtaran, ay humantong sa pagbaba nito. Kasunod nito, natagpuan na ang dahilan para sa pagsugpo (pagbaba ng dalas ng mga impulses) ng ommatidia na ito ay ang paggulo ng nakapalibot na ommatidia sa pamamagitan ng nakakalat na liwanag ng silid. Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, na tinatawag na lateral inhibition, ay naobserbahan sa ibang pagkakataon sa visual system ng iba pang mga hayop, gayundin sa ilang iba pang uri ng sensory system.

Mekanismo ng photoreception sa mga rod

Tanungin natin ang ating sarili: saan nagmumula ang mga neuron sa retina: bipolar, ganglion cells, pati na rin ang horizontal at amacrine cells?

Tandaan natin na ang retina ay nabubuo bilang isang paglaki forebrain. Samakatuwid, ito ay nervous tissue. Kabalintunaan, ang mga rod at cone ay mga neuron din, kahit na binago. Bukod dito, hindi lamang mga neuron, ngunit kusang aktibo: nang walang ilaw, ang kanilang lamad ay depolarized, at sila ay nagtatago ng mga transmiter, at ang liwanag ay nagiging sanhi ng pagsugpo at hyperpolarization ng lamad! Subukan nating alamin kung paano ito nangyayari gamit ang mga stick bilang isang halimbawa.

Ang mga rod ay naglalaman ng photosensitive pigment rhodopsin, na matatagpuan sa panlabas na ibabaw mga disk ng lamad. Ang Rhodopsin, o visual purple, ay isang kumplikadong molekula na nabuo sa pamamagitan ng reversible binding ng opsin protein sa isang maliit na molekula ng carotenoid retinal na sumisipsip ng liwanag (ang aldehyde form ng bitamina A, retinol). Maaaring umiral ang Opsin sa dalawang isomer. Habang ang opsin ay nauugnay sa retinal, ito ay umiiral sa anyo ng isang chemically inactive na isomer, dahil ang retinal, na sumasakop sa isang tiyak na lugar sa ibabaw ng molekula nito, ay hinaharangan ang mga reaktibong grupo ng mga atomo.

Kapag nakalantad sa liwanag, ang rhodopsin ay "nalalanta" - ito ay nawasak sa opsin at retinal. Ang prosesong ito ay nababaligtad. Baliktad na proseso pinagbabatayan madilim na pagbagay. SA ganap na kadiliman Tumatagal ng humigit-kumulang 30 minuto para muling ma-resynthesize ang lahat ng rhodopsin at ang mga mata (mas tiyak, ang mga rod) upang makakuha ng maximum na sensitivity.

Ito ay itinatag na kahit isang photon ay maaaring maging sanhi ng pagkupas ng rhodopsin. Binabago ng inilabas na opsin ang conform nito, nagiging reaktibo, at nagti-trigger ng kaskad ng mga proseso. Isaalang-alang natin ang chain na ito ng magkakaugnay na mga proseso nang sunud-sunod.

Sa dilim:

1) rhodopsin ligtas at maayos, hindi aktibo;

2) sa cytoplasm ng mga photoreceptor gumagana enzyme ( guanylate cyclase), pag-convert ng isa sa mga nucleotides - guanylate (guanosine monophosphoric acid - GMP) mula sa linear hanggang sa cyclic form - cGMP (GMP → cGMP) ;

3) Ang cGMP ay responsable para sa pagpapanatili bukas na estado ng Na + channels photoreceptor plasma membranes (cGMP-dependent Na + channels);

4) Ang mga Na + ions ay malayang pumapasok sa cell - ang lamad ay depolarized, ang cell ay nasa isang estado ng paggulo;

5) Sa isang estado ng paggulo, photoreceptors maglihim ng transmitter sa synaptic cleft.

Sa liwanag:

1) Banayad na pagsipsip rhodopsin tawag sa kanya pagkawalan ng kulay, binabago ng opsin ang conform nito at nakakakuha ng aktibidad.

2) Hitsura aktibong anyo pumupukaw ng opsin pag-activate regulasyon G protina(ang membrane-bound protein na ito ay nagsisilbing regulatory agent sa iba't ibang uri ng cell).

3) Nag-activate ng G protein sa turn nagpapagana sa cytoplasm ng panlabas na segment ang enzyme ay phosphodiesterase. Ang lahat ng mga prosesong ito ay nangyayari sa eroplano ng lamad ng disc.

4) Bina-convert ng activated phosphodiesterase ang cyclic guanosine monophosphate sa cytoplasm sa karaniwang linear form (cGMP → GMP).

5) Ang pagbaba sa konsentrasyon ng cGMP sa cytoplasm ay humahantong sa pagsasara ng mga channel ng Na +, pagdaan ng madilim na agos, at hyperpolarize ang lamad.

6) Sa isang hyperpolarized na estado, ang cell hindi nagtatago ng mga tagapamagitan.

Pagdating muli ng dilim, sa impluwensya ng nabanggit na guanylate cyclase– Nagaganap ang pagbabagong-buhay ng cGMP. Ang pagtaas sa mga antas ng cGMP ay humahantong sa pagbubukas ng mga channel, at ang kasalukuyang receptor ay naibalik sa buong "madilim" na antas nito.

Modelo ng phototransformation sa isang vertebrate rod.

Ang photoisomerization ng rhodopsin (Po) ay humahantong sa pag-activate ng G protein, na kung saan ay nagpapagana ng phosphodiesterase (PDE). Ang huli ay nag-hydrolyze ng cGMP sa linear GMP. Dahil pinapanatili ng cGMP na bukas ang mga channel ng Na + sa dilim, ang conversion ng cGMP sa GMP sa liwanag ay nagiging sanhi ng pagsasara ng mga channel na ito at ang pagbaba ng dark current. Ang signal tungkol sa kaganapang ito ay ipinadala sa presynaptic terminal sa base ng panloob na segment bilang resulta ng pagpapalaganap ng nagreresultang potensyal na hyperpolarization.

Kaya, ang nangyayari sa mga photoreceptor ay eksaktong kabaligtaran ng kung ano ang karaniwang sinusunod sa iba pang mga selula ng receptor, kung saan ang pagpapasigla ay nagdudulot ng depolarization sa halip na hyperpolarization. Ang hyperpolarization ay nagpapabagal sa pagpapalabas ng excitatory transmitter mula sa mga rod, na pinakawalan sa pinakamaraming dami sa dilim.

Ang ganitong kumplikadong kaskad ng mga proseso ay kinakailangan upang palakasin ang signal. Tulad ng nabanggit na, ang pagsipsip ng kahit isang photon ay maaaring makita sa output ng baras. Ang photoisomerization ng isang molekula ng photopigment ay nagdudulot ng mala-avalanche na kaskad ng mga reaksyon, na ang bawat isa ay lubos na nagpapahusay sa epekto ng nauna. Kaya, kung ang isang molekula ng photopigment ay nag-activate ng 10 molekula ng G-protein, ang isang molekula ng G-protein ay nagpapagana ng 10 mga molekula ng phosphodiesterase, at ang bawat molekula ng phosphodiesterase naman ay nag-hydrolyze ng 10 mga molekula ng cGMP, ang photoisomerization ng isang molekula ng pigment ay maaaring hindi paganahin ang 1000 molekula. ng cGMP. Mula sa mga di-makatwirang, ngunit sa halip underestimated, figure, ito ay hindi mahirap na maunawaan kung paano ang isang sensory signal ay maaaring amplified sa pamamagitan ng isang kaskad ng enzymatic reaksyon.

Ang lahat ng ito ay nagpapahintulot sa amin na ipaliwanag ang isang bilang ng mga phenomena na dati ay misteryoso.

Una, matagal nang alam na ang isang tao na umangkop sa kumpletong kadiliman ay nakakakita ng mahinang flash ng liwanag na walang receptor na makakatanggap ng higit sa isang photon. Ipinapakita ng mga kalkulasyon na upang makaranas ng isang flash, humigit-kumulang anim na malapit na pagitan ng mga rod ang kailangang pasiglahin ng mga photon sa maikling panahon. Ngayon ay naging malinaw kung paano ang isang solong photon ay maaaring pukawin ang isang baras at maging sanhi ito upang makabuo ng isang signal ng sapat na lakas.

Pangalawa, maaari na nating ipaliwanag ang kawalan ng kakayahan ng mga rod na tumugon sa mga pagbabago sa pag-iilaw kung ang liwanag ay sapat na ang liwanag. Tila, ang sensitivity ng mga rod ay napakataas na sa malakas na pag-iilaw, halimbawa, sikat ng araw, lahat ng sodium pores ay sarado, at ang karagdagang pagpapalakas ng liwanag ay maaaring walang anumang karagdagang epekto. Pagkatapos ay sinasabi nila na ang mga stick ay puspos.

Pagsasanay:

Isa sa mga batas ng theoretical biology - ang batas ng organic purposiveness o batas ni Aristotle - ay nakahanap na ngayon ng paliwanag sa doktrina ni Darwin ng malikhaing papel. natural na pagpili, na ipinakita sa adaptive na kalikasan ng biological evolution. Subukang ipaliwanag kung bakit madaling ibagay ang kusang aktibidad ng mga photoreceptor sa dilim, dahil maraming enerhiya (ATP) ang ginugugol sa synthesis at pagtatago ng mga tagapamagitan.

Ang mga retinal cone ay isa sa mga uri ng photoreceptor na bahagi ng light-sensitive na layer sa mata ng tao. Ang mga ito ay napaka-kumplikado at lubhang mahahalagang istruktura, kung wala ito ay hindi makikilala ng mga tao ang mga kulay. Sa pamamagitan ng pag-convert ng liwanag na enerhiya sa isang electrical impulse, nagpapadala sila ng impormasyon tungkol sa nakapaligid na mundo sa utak. Ang mga neuron sa visual center ay nakikita ang mga signal na ito at nakikilala malaking halaga shades, ngunit ang mga mekanismo ng kamangha-manghang prosesong ito ay hindi pa napag-aaralan.

Mga tampok na istruktura

Ang mga istrukturang ito ay napakaliit, sa hugis ay parang laboratoryo na prasko. Ang kanilang haba ay 0.05 mm lamang, lapad - 0.004 mm (sa pinakamaliit na punto ang diameter ay 0.001 mm). Sa gayong maliliit na sukat, napakarami nila: mayroong 6–7 milyon sa bawat mata (sa malusog na tao na may 100% na paningin). Nakakagulat, ang mikroskopikong photoreceptor na ito ay may kumplikadong anatomya at nahahati sa apat na mga segment o mga seksyon. Ang bawat isa sa kanila ay may sariling tiyak na istraktura at gumaganap ng ilang mga pag-andar:

Ang panlabas na bahagi ay naglalaman ng isang espesyal na pigment, iodopsin, na sumasailalim sa mga pagbabago sa kemikal kapag nakalantad sa liwanag. Sa seksyong ito ng mga cone mayroong maraming mga fold ng plasmalem, na bumubuo ng tinatawag na half-discs. Ang kanilang bilang ay nasa daan-daan.
Ang constriction, o connecting section, ay ang pinakamakitid na bahagi ng photoreceptor. Dito ang cytoplasm ay may hitsura ng isang napaka manipis na strand. Bilang karagdagan, ang dalawang cilia na may hindi tipikal na istraktura ay dumadaan sa lugar na ito (karaniwan ay nabuo sila ng siyam na triplets ng microtubule sa periphery at dalawa sa gitna, ngunit narito ang gitnang pares ay wala).

Ang panloob na segment ay naglalaman ng mahahalagang cellular organelles na responsable para sa mahahalagang proseso ng receptor at paggana nito. Ang nucleus, isang malaking bilang ng mitochondria at ribosomes (polysomes) ay matatagpuan dito. Ipinapahiwatig nito ang masinsinang proseso ng paggawa ng enerhiya para sa pagpapatakbo ng mga cones, pati na rin ang aktibong synthesis ng mga kinakailangang sangkap ng protina.
Ang synaptic na rehiyon ay nagbibigay ng komunikasyon sa pagitan ng light-sensitive na mga receptor at nerve cells. Naglalaman ito ng mga bula na may sangkap - isang tagapamagitan, na nakikibahagi sa paghahatid ng mga impulses ng nerve mula sa light-receiving layer ng retina hanggang sa optic nerve. Ang isang cone ay maaaring makipag-ugnayan sa isang monosynaptic bipolar cell o horizontal at amacrylic cells (kasama ang iba pang photoreceptor, kabilang ang mga rod).

Paano gumagana ang mga photoreceptor?

Ang paggana ng mga cones at ang kanilang pang-unawa sa iba't ibang kulay at lilim ay hindi pa rin tinatanggap sa pangkalahatan siyentipikong paliwanag. Ngunit ngayon mayroong dalawang pangunahing hypotheses na naglalarawan sa mga prosesong ito.

Tatlong bahaging hypothesis ng paningin

Ang mga tagapagtaguyod ng hypothesis na ito ay nangangatuwiran na ang retina ng tao ay may tatlo iba't ibang uri cones, na ang bawat isa ay naglalaman ng isang tiyak na pigment. Ang katotohanan ay ang iodopsin ay isang heterogenous substance; mayroong tatlong uri nito. Sa mga ito, dalawa lamang - erythrolab at chlorolab - ang natagpuan at inilarawan ng mga siyentipiko. Ang ikatlong pigment, cyanolabe, ay umiiral lamang sa teorya, at ang presensya nito ay nakumpirma lamang sa pamamagitan ng hindi direktang ebidensya.

Ang mga retinal cone na naglalaman ng erythrolab ay tumatanggap ng long-wave radiation, iyon ay, ang dilaw-pulang bahagi ng spectrum.

Ang mga medium wavelength ay nasisipsip ng chlorolab, at ang mga receptor kung saan ito matatagpuan ay nakikita ang dilaw-berdeng bahagi ng spectrum.

Ito ay lohikal na mayroon ding mga photoreceptor na nakikita ang short-wave radiation (mga asul na lilim), kaya ang pagkakaroon ng cyanolabe sa type 3 na mga photosensitive na cell ay napaka-malamang.

Nonlinear two-component theory

Ang teoryang ito, sa kabaligtaran, ay tinatanggihan ang pagkakaroon ng ikatlong pigment, cyanolabe. Ipinapalagay nito na ang gawain ng mga tungkod ay sapat upang makita ang bahaging ito ng spectrum ng radiation. Kaya, nakikita ng retina ang lahat nakikitang mga kulay na may magkasanib na paggana ng parehong uri ng mga photoreceptor. Bukod dito, binibigyang-diin ng mga tagasuporta ng hypothesis na ito na ang mga sensitibong istrukturang ito ay may kakayahang tukuyin ang nilalaman kulay dilaw sa isang halo ng mga nakikitang lilim.

Ano ang karagdagang kono

Ang ilang mga tao ay may isang pambihirang phenomenon na tinatawag na extra cone sa retina. Nangangahulugan ito na wala silang tatlo, ngunit apat na uri ng photoreceptor na ito. Ang ganitong mga tao ay tinatawag na tetrachromats, at nakakakita sila ng 100 milyong kulay sa halip na 10 milyon. ordinaryong tao. Ang iba't ibang pag-aaral ay nagbibigay ng iba't ibang data sa saklaw ng tetrachromacy. Ang ilang mga siyentipiko ay nagsasabi na ang anomalya ay posible lamang sa mga kababaihan, at 2% lamang ng populasyon ng kababaihan ang mayroon nito. Nagtatalo ang ibang mga mananaliksik na hindi ito isang bihirang kababalaghan, at hanggang sa isang-kapat ng populasyon ng mundo (kapwa babae at lalaki) ay may ganitong katangian ng pang-unawa sa kulay.

Ang retina ng tao ay ganap na makakaunawa ng visual na impormasyon lamang kapag ang parehong uri ng light-sensitive na mga receptor ay naglalaman ng lahat ng kinakailangang pigment at enzyme na kinakailangan para sa kanilang pagbabago.

Kung ang mga photoreceptor ay hindi gumagawa ng anumang uri ng naturang mga sangkap, hindi makikita ng isang tao ang bahagi ng nakikitang spectrum ng radiation. Ang ganitong mga paglabag ay pinagsama-sama sa ilalim karaniwang pangalan pagkabulag ng kulay. Mga taong may pagkabulag ng kulay hindi makakita ng ilang mga kulay sa buong buhay dahil patolohiya na ito genetically tinutukoy.

Ang mga retinal cone ay isa sa mga uri ng photoreceptor na bahagi ng light-sensitive na layer sa mata ng tao. Ang mga ito ay napaka-kumplikado at napakahalagang mga istraktura, kung wala ito ay hindi makikilala ng mga tao ang mga kulay. Sa pamamagitan ng pag-convert ng liwanag na enerhiya sa isang electrical impulse, nagpapadala sila ng impormasyon tungkol sa nakapaligid na mundo sa utak. Nakikita ng mga neuron ng visual center ang mga signal na ito at nakikilala ang isang malaking bilang ng mga shade, ngunit ang mga mekanismo ng kamangha-manghang prosesong ito ay hindi pa pinag-aralan.

Mga tampok na istruktura

Ang mga istrukturang ito ay napakaliit, sa hugis ay parang laboratoryo na prasko. Ang kanilang haba ay 0.05 mm lamang, lapad - 0.004 mm (sa pinakamaliit na punto ang diameter ay 0.001 mm). Sa gayong maliliit na sukat, napakarami nila: mayroong 6–7 milyon sa bawat mata (sa isang malusog na tao na may isang daang porsyentong paningin). Nakakagulat, ang mikroskopikong photoreceptor na ito ay may kumplikadong anatomya at nahahati sa apat na mga segment o mga seksyon. Ang bawat isa sa kanila ay may sariling tiyak na istraktura at gumaganap ng ilang mga pag-andar:

Ang panlabas na bahagi ay naglalaman ng isang espesyal na pigment, iodopsin, na sumasailalim sa mga pagbabago sa kemikal kapag nakalantad sa liwanag. Sa seksyong ito ng mga cone mayroong maraming mga fold ng plasmalem, na bumubuo ng tinatawag na half-discs. Ang kanilang bilang ay nasa daan-daan.
Ang constriction, o connecting section, ay ang pinakamakitid na bahagi ng photoreceptor. Dito ang cytoplasm ay may hitsura ng isang napaka manipis na strand. Bilang karagdagan, ang dalawang cilia na may hindi tipikal na istraktura ay dumadaan sa lugar na ito (karaniwan ay nabuo sila ng siyam na triplets ng microtubule sa periphery at dalawa sa gitna, ngunit narito ang gitnang pares ay wala).

Ang panloob na segment ay naglalaman ng mahahalagang cellular organelles na responsable para sa mahahalagang proseso ng receptor at paggana nito. Ang nucleus, isang malaking bilang ng mitochondria at ribosomes (polysomes) ay matatagpuan dito. Ipinapahiwatig nito ang masinsinang proseso ng paggawa ng enerhiya para sa pagpapatakbo ng mga cones, pati na rin ang aktibong synthesis ng mga kinakailangang sangkap ng protina.
Ang synaptic na rehiyon ay nagbibigay ng komunikasyon sa pagitan ng light-sensitive na mga receptor at nerve cells. Naglalaman ito ng mga bula na may sangkap - isang tagapamagitan, na nakikilahok sa paghahatid ng isang nerve impulse mula sa light-receiving one patungo sa optic nerve. Ang isang cone ay maaaring makipag-ugnayan sa isang monosynaptic bipolar cell o horizontal at amacrylic cells (kasama ang iba pang photoreceptor, kabilang ang mga rod).

Paano gumagana ang mga photoreceptor?

Ang paggana ng mga cones at ang kanilang pang-unawa sa iba't ibang kulay at lilim ay wala pa ring pangkalahatang tinatanggap na siyentipikong paliwanag. Ngunit ngayon mayroong dalawang pangunahing hypotheses na naglalarawan sa mga prosesong ito.

Tatlong bahaging hypothesis ng paningin

Nagtatalo ang mga tagapagtaguyod ng hypothesis na ito na mayroong tatlong magkakaibang uri ng cones sa retina ng tao, na ang bawat isa ay naglalaman ng isang tiyak na pigment. Ang katotohanan ay ang iodopsin ay isang heterogenous substance; mayroong tatlong uri nito. Sa mga ito, dalawa lamang - erythrolab at chlorolab - ang natagpuan at inilarawan ng mga siyentipiko. Ang ikatlong pigment, cyanolabe, ay umiiral lamang sa teorya, at ang presensya nito ay nakumpirma lamang sa pamamagitan ng hindi direktang ebidensya.

Ang mga retinal cone na naglalaman ng erythrolab ay tumatanggap ng long-wave radiation, iyon ay, ang dilaw-pulang bahagi ng spectrum.

Ang mga medium wavelength ay nasisipsip ng chlorolab, at ang mga receptor kung saan ito matatagpuan ay nakikita ang dilaw-berdeng bahagi ng spectrum.

Nonlinear two-component theory

Ang teoryang ito, sa kabaligtaran, ay tinatanggihan ang pagkakaroon ng ikatlong pigment, cyanolabe. Ipinapalagay nito na ang gawain ng mga tungkod ay sapat upang makita ang bahaging ito ng spectrum ng radiation. Kaya, nakikita nito ang lahat ng nakikitang kulay na may magkasanib na paggana ng parehong uri ng mga photoreceptor. Bukod dito, binibigyang-diin ng mga tagasuporta ng hypothesis na ito na ang mga sensitibong istrukturang ito ay may kakayahang matukoy ang dilaw na nilalaman sa isang halo ng mga nakikitang lilim.

Ano ang karagdagang kono

Ang ilang mga tao ay may isang pambihirang phenomenon na tinatawag na extra cone sa retina. Nangangahulugan ito na wala silang tatlo, ngunit apat na uri ng photoreceptor na ito. Ang ganitong mga tao ay tinatawag na tetrachromats, at nakakakita sila ng 100 milyong kulay sa halip na 10 milyon para sa isang ordinaryong tao. Ang iba't ibang pag-aaral ay nagbibigay ng iba't ibang data sa saklaw ng tetrachromacy. Ang ilang mga siyentipiko ay nagsasabi na ang anomalya ay posible lamang sa mga kababaihan, at 2% lamang ng populasyon ng kababaihan ang mayroon nito. Nagtatalo ang ibang mga mananaliksik na hindi ito isang bihirang kababalaghan, at hanggang sa isang-kapat ng populasyon ng mundo (kapwa babae at lalaki) ay may ganitong katangian ng pang-unawa sa kulay.

Salamat sa pangitain, nakikita ng isang tao ang nakapaligid na katotohanan at nakatuon ang kanyang sarili sa kalawakan. Siyempre, kung wala ang iba pang mga pandama mahirap bumuo ng kumpletong larawan ng mundo, ngunit nakikita ng mga mata ang halos 90% ng Pangkalahatang Impormasyon, na pumapasok sa utak mula sa labas.

Sa tulong ng visual function, ang isang tao ay nakakakita ng mga phenomena na nagaganap malapit sa kanya, maaaring pag-aralan ang iba't ibang mga kaganapan, makahanap ng mga pagkakaiba sa pagitan ng isang bagay at isa pa, at napansin din ang isang paparating na banta.

Ang mga organo ng pangitain ay idinisenyo sa paraang nakikilala nila hindi lamang ang mga bagay sa kanilang sarili, kundi pati na rin ang pagkakaiba-iba ng kulay ng buhay at walang buhay na kalikasan. Ang responsibilidad para dito ay nakasalalay sa mga espesyal na microscopic na mga cell - baras at cones naroroon sa retina ng mata. Sila ang unang link sa chain ng pagpapadala ng impormasyon tungkol sa bagay na nakikita sa occipital na bahagi ng utak.

Sa istrukturang istruktura ng retina, ang mga cones at rod ay inilalaan ng isang napaka-tiyak na lugar. Ang mga visual receptor na ito, na tumatagos sa nervous tissue na bumubuo sa retina, ay nag-aambag sa mabilis na conversion ng natanggap na light flux sa isang kumbinasyon ng mga impulses.

Ang isang imahe ay nabuo sa retina, na dinisenyo na may direktang pakikilahok ng lugar ng mata ng kornea at lens. Sa susunod na yugto, ang imahe ay naproseso, pagkatapos kung saan ang nerve impulses, gumagalaw kasama visual na landas, maghatid ng impormasyon sa nais na bahagi ng utak. Ang kumplikado at ganap na nabuo na istraktura ng mga mata ay ginagawang posible upang agad na maproseso ang anumang impormasyon.

Ang pangunahing bahagi ng mga photographic receptor ay puro sa tinatawag na macula. Ito ang lugar ng retina na matatagpuan sa gitnang sona nito. Dahil sa kaukulang kulay, tinatawag din ang macula dilaw na batik mata.

Ang mga cone ay ang mga visual na receptor na tumutugon sa mga light wave. Ang kanilang paggana ay direktang nauugnay sa isang espesyal na pigment - iodospin. Ang multi-component na pigment na ito ay binubuo ng chlorolab (responsable para sa pang-unawa ng berde-dilaw na spectrum) at erythrolab (sensitibo sa pula-dilaw na spectrum). Ngayon ang mga ito ay dalawang lubusang pinag-aralan na mga pigment.

Ang isang taong may perpektong paningin ay may halos pitong milyong cones sa retina. Ang mga ito ay mikroskopiko sa laki at mas mababa sa mga geometric na parameter sa mga rod. Ang haba ng isang kono ay halos limampung micrometer, at ang diameter ay halos apat. Dapat tandaan na ang sensitivity ng cones sa light rays ay humigit-kumulang isang daang beses na mas mababa kaysa sa rods. Gayunpaman, salamat sa kanila, ang mata ay maaaring may husay na malasahan ang mga biglaang paggalaw ng mga bagay.

Ang mga cone ay bumubuo ng apat na natatanging mga zone. Ang panlabas na rehiyon ay kinakatawan ng mga kalahating disc. Ang banner ay gumaganap bilang isang seksyon ng pagkonekta. Ang panloob na rehiyon ay naglalaman ng isang set ng mitochondria. Sa wakas, ang ika-apat na zone ay ang lugar ng mga neural contact.

Ang panlabas na rehiyon ay ganap na nabuo ng mga kalahating disc na nabuo mula sa lamad ng plasma. Ang mga ito ay mga fold ng lamad na may mikroskopikong laki, ganap na natatakpan ng mga sensitibong pigment. Ang regular na phagocytosis ng mga pormasyon na ito, pati na rin ang kanilang patuloy na pag-renew sa katawan ng receptor, ay nagbibigay-daan para sa pag-renew panlabas na lugar mga kono. Ang produksyon ng pigment ay nangyayari sa lugar na ito. Hanggang sa isang daang half-disk disk ang maaaring i-update bawat araw mga lamad ng plasma. Aabutin ng humigit-kumulang dalawang linggo upang ganap na maibalik ang buong hanay ng mga half-disc.
Ang nag-uugnay na rehiyon, na nakausli sa lamad, ay lumilikha ng tulay sa pagitan ng panlabas at panloob na mga seksyon ng mga cones. Ang komunikasyon ay itinatag sa pakikilahok ng isang pares ng cilia at ang mga panloob na nilalaman ng mga cell. Ang cilia at cytoplasm ay maaaring lumipat mula sa isang lugar patungo sa isa pa.
Ang panloob na rehiyon ay isang zone ng aktibong metabolismo. Ang mitochondria na pumupuno sa zone na ito ay nagdadala ng substrate ng enerhiya para sa visual function. Ang bahaging ito ay naglalaman ng core.
Synaptic na rehiyon. Dito nangyayari ang energetic contact ng bipolar cells.

Ang visual acuity ay nasa ilalim ng impluwensya ng monosynaptic bipolar cells na nagkokonekta sa mga cone at ganglion cells.

May tatlong uri ng cones depende sa kanilang sensitivity sa spectral waves:

S-type. Nagpapakita sila ng pagiging sensitibo sa mga maikling wavelength ng asul-lila na liwanag.
M-type. Mga cone na nakakakita mula sa mid-wave spectrum. Ito ay isang dilaw-berdeng scheme ng kulay.
L-type. Sensitibo sa mahabang wavelength ng pula-dilaw na kulay.

Ang hugis ng mga stick ay katulad ng isang silindro, na may pare-parehong diameter sa buong haba. Ang haba ng mga receptor ng mata na ito ay halos tatlumpung beses na mas malaki kaysa sa kanilang diameter, kaya ang hugis ng mga rod ay biswal na pinahaba. Ang mga retinal rod ay binubuo ng apat na elemento: membrane discs, cilia, mitochondria at nervous tissue.

Ang mga stick ay may pinakamataas na light sensitivity, na ginagarantiyahan ang kanilang pagtugon sa pinakamaliit na flash ng liwanag. Ang rod receptor apparatus ay isaaktibo kahit na nalantad sa isang photon ng enerhiya. Ang natatanging kakayahan ng mga tungkod ay tumutulong sa isang tao na mag-navigate sa takip-silim at tinitiyak ang pinakamataas na kalinawan ng mga bagay sa madilim na oras araw.

Sa kasamaang palad, ang mga rod ay naglalaman lamang ng isang elemento ng pigment, na tinatawag na rhodopsin. Ito ay tinutukoy din bilang visual purple. Ang katotohanan na ang pigment ay nasa isang kopya lamang ay hindi nagpapahintulot sa mga visual na receptor na ito na makilala ang mga lilim at kulay. Ang Rhodopsin ay walang kakayahang agad na tumugon sa isang panlabas na liwanag na pampasigla, tulad ng magagawa ng mga cone pigment.

Bilang isang kumplikadong compound ng protina na naglalaman ng isang hanay ng mga visual na pigment, ang rhodopsin ay kabilang sa pangkat ng mga chromoproteins. Utang nito ang pangalan nito sa maliwanag na pulang kulay nito. Ang lilang kulay ng mga retinal rod ay natuklasan bilang isang resulta ng marami pananaliksik sa laboratoryo. Ang visual purple ay may dalawang bahagi - isang dilaw na pigment at isang walang kulay na protina.

Sa ilalim ng impluwensya ng mga light ray, ang rhodopsin ay nagsisimula nang mabilis na mabulok. Ang mga produkto ng pagkasira nito ay nakakaimpluwensya sa pagbuo ng visual excitability. Kapag naibalik na, sinusuportahan ng rhodopsin ang twilight vision. Mula sa maliwanag na ilaw ang protina ay nabubulok, at ang sensitivity ng liwanag nito ay lumilipat sa asul na rehiyon ng paningin. Ang kumpletong pagpapanumbalik ng rod protein sa isang malusog na tao ay maaaring tumagal ng humigit-kumulang kalahating oras. Sa panahong ito, ang pangitain sa gabi ay umabot sa pinakamataas na antas nito, at ang tao ay nagsisimulang tingnan ang mga balangkas ng mga bagay.

Mga sintomas ng pinsala sa mga tungkod at cones ng mata

Ang mga patolohiya na minarkahan ng pinsala sa mga visual na receptor na ito ay sinamahan ng mga sumusunod na sintomas:

Nawala ang visual acuity.
Biglang lumilitaw ang mga kislap at liwanag sa harap ng mga mata.
Nababawasan ang kakayahang makakita sa dilim.
Hindi masasabi ng isang tao ang pagkakaiba sa pagitan ng iba't ibang kulay.
Ang mga patlang ay makitid visual na pagdama. Sa mga bihirang kaso, nabuo ang tubular vision.

Mga sakit na nauugnay sa kapansanan sa mga function ng photoreceptor ng mga rod at cones:

Pagkabulag ng kulay m. Namamana congenital patolohiya, ipinahayag sa kawalan ng kakayahan na makilala ang mga kulay.
Hemeralopia. Ang patolohiya ng mga tungkod ay nagdudulot ng pagbawas sa visual acuity sa dilim.
Retinal detachment mata.
Macular degeneration. Ang kapansanan sa nutrisyon ng mga daluyan ng dugo ng mata ay humahantong sa pagbawas sa gitnang pangitain.