Расскажите об адаптации глаза к свету и о цветовом зрении кратко
Обновлено: 05.07.2024
Один из механизмов световой адаптации человеческого глаза - изменение диаметра зрачка (радужки).
На видеозаписи в реальном времени показана реакция зрачка (сужение ириса) в ответ на световую вспышку.
Адапта́ция гла́за — способность глаза приспособиться к меняющимся условиям зрительного восприятия.
2. Цветовая адаптация позволяет зрительной системе поддерживать достаточно точное восприятие цвета (см. константность цвета) при некотором изменении спектрального состава освещения.
3. Аккомодация глаза обеспечивает резкость изображения на сетчатке - необходимое условие для получения качественного зрительного образа.
Содержание
Светочувствительные рецепторы глаза - палочки и колбочки - очень чувствительны к "перегрузке" световыми квантами, поэтому природа предусмотрела эшелонированную систему их защиты от повреждения.
В процесс световой адаптации глаза вовлечены следующие механизмы:
- изменение диаметра отверстия зрачка (не основной механизм адаптации);
- изменение чувствительности фоточувствительных пигментов содержащихся в рецепторах сетчатки глаза родопсина, хлоролаба и эритролаба в процессе их разложения под воздействием света или восстановления при слабом освещении (основной механизм адаптации).
Зрачок изменяется в диаметре от 2 до 8 мм, при этом его площадь (и световой поток через отверстие зрачка) изменяются приблизительно в 16 раз. Сокращение зрачка происходит за 3-5 с, а его полное расширение требует 5 мин., за первые 10 с зрачок расширяется почти на 70 % своего диаметра.
При недостаточности этих защитных механизмов человек вынужден прищуривать Темновая и световая адаптация
Изменения чувствительности глаза человека при переходе от яркого света в полную темноту, так называемая темновая адаптация, изучены более полно; процессы, протекающие при переходе от темноты к свету (световая адаптация) более сложны.
При переходе от яркого света к темноте чувствительность глаза к свету возрастает, вначале быстро, а затем более медленно, причём каждый из этапов коррекции светочувствительности занимает определённое время.
Перемещение гранул с меланином в слоях сетчатки теоретически может защитить палочки от избыточного светового раздражения, но этот процесс требует значительного времени, поэтому в процесс аккомодации не может внести заметного влияния.
раз, так что зрительный анализатор оказывается способным различить изменения яркости очень слабого источника света, вызванные статистическими флуктуациями количества излучаемых фотонов.
- Световая адаптация происходит быстрее, и занимает при средней яркости до 4-7 минут. Такие большие изменения чувствительности наблюдаются только у глаза человека, а также у тех животных, сетчатка которых, как и у человека, содержит палочки. Темновая адаптация свойственна и колбочкам: она заканчивается быстрее и чувствительность колбочкового восприятия возрастает лишь в 10-100 раз.
Zeitlicher Verlauf der Anpassung des Auges an Dunkelheit. Rot: Zapfen. Blau: Stäbchen. Der Schnittpunkt der beiden Kurven beim Übergang von photopischem Zapfensehen zu skotopischem Stäbchensehen wird Kohlrausch-Knick genannt.
Светоощущением принято называть способность зрительного анализатора к восприятию света и различных степеней его яркости. Функция световосприятия является основной функцией глаза. Остальные функции так или иначе основываются на ней.
У простейших организмов, зрительная функция ограничивается ощущением света, который воспринимают светочувствительные клетки их наружных покровов. На основании теории о том, что в сетчатке у дневных животных преобладают фоторецепторы колбочки, а у ночных - палочки, еще в прошлом столетии, было высказано предположение о двойственной структуре нашего зрения. То есть колбочковая система - это аппарат дневного зрения, а палочковая, соответственно, ночного или сумеречного.
Функцию светоощущения обеспечивает работа фоторецепторов-палочек. Они чувствительны к свету во много раз больше, чем колбочки. Их наружные членики, постоянно заняты в первичных фотофизических ферментативных процессах преобразования энергии света в процессы физиологического возбуждения.
Что такое светоощущение
Глаз человека имеет способность воспринимать, как очень яркий свет, так и совсем слабый. Минимальный уровень светового потока, дающий восприятие света, принято называть порогом раздражения. В то время, как восприятие предельной наименьшей разницы яркости между двумя освещенными объектами - порогом различения. При этом, величины вышеназванных порогов обратно пропорциональны уровню светоощущения.
В основу процесса исследования светоощущения положено определение величины каждого из порогов, но особое значение имеет величина порога раздражения.
Величина порога раздражения может изменяться в зависимости от уровня предварительного освещения, которое действовало на глаз. Так, если какое-то время находиться в темноте, а потом выйти к яркому свету, наступает ослепление, которое через определенное время пройдет и человек снова станет хорошо переносить яркий свет. Либо, когда после пребывания на ярком свету, входишь в темное помещение, то различать предметы сначала совершенно невозможно. Они становятся видны лишь спустя какое-то время. Таким образом происходит адаптация зрения к различным условиям освещенности.
Световая и темновая зрительная адаптация
Световая адаптация - это процесс приспособления зрительного анализатора к условиям с более высокой освещенностью. Она протекает достаточно быстро. Из аномалий световой адаптации, известны ее расстройства, обусловленные врожденной цветослепотой. Клинически подобное нарушение проявляется, так называемой, никталопией, когда человек лучше видит в темноте или сумерках.
Изучение светоощущения (тесты)
Изучение световой чувствительности, как и всего процесса зрительной адаптации проводится с помощью приборов - адаптометров. Для медицинской экспертизы, сегодня применяется адаптометр Кравкова и Вишневского. Он же используется для предварительного определения сумеречного зрения. Продолжительность исследования не превышает 3-5 минут.
Основой механизма действия прибора, является понятие феномена Пуркинье, когда при сумеречном зрении происходит перемещение наибольшей яркости в направлении от красной области спектра к сине-фиолетовой. Феномен Пуркинье более понятен на таком примере: в сумерках, цветы васильки, вместо синих, кажутся светло-серыми, в то время, как красный мак - практически черным.
Сегодня, для исследования световой адаптации зрения, также широко применяются адаптометры модели АДТ. Они позволяют всесторонне изучить состояние сумеречного зрения, в самое короткое время обеспечивая получение результатов. Кроме того, они обеспечивают исследование процесса нарастания световой чувствительности при длительном пребывании человека в темноте.
Собственно, состояние темновой адаптации легко проверить и без специального адаптометра, если использовать таблицу Кравкова-Пуркинье. Для ее изготовления, кусок картона 20х20 см необходимо оклеить черной бумагой. Затем, по углам, отступив 3-4 см от края, наклеить четыре квадратика 3х3 см зеленой, голубой, красной и желтой бумаги. Данную таблицу предлагают оценить испытуемому в затемненной комнате с расстояния в 40 или 50 см от глаз.
В норме, квадраты вначале неразличимы. И только спустя 30-40 секунд начинает различаться контур желтого квадрата, после этого, голубого. При сниженном светоощущении, на месте квадрата желтого цвета появляется светлое пятно, а голубой квадрат остается невидимым.
Причины снижения световой чувствительности. Гемералопия
Световая чувствительность и световая адаптация человека, зависят от разных факторов. Известно, что до 20-30 лет, световая чувствительность постепенно нарастает, а к старости неуклонно снижается. Это объясняется возрастным ослаблением чувствительности нервных клеток в зрительных центрах. Световая чувствительность также способна ухудшаться при снижении барометрического давления из-за недостатка кислорода. Процесс адаптации может изменяться во время менструации или беременности, при длительном голодании, изменении окружающей температуры, психических переживаниях и пр.
Ухудшение темновой адаптации, принято называть гемералопией. Гемералопия бывает врожденной и приобретенной. Врожденная патология, не нашла объяснения до сих пор. В отдельных случаях, она имеет семейную, наследственную природу.
Приобретенная же гемералопия, как правило, является одним из симптомов некоторых заболеваний глаз: пигментной дистрофии, воспалительных поражений или отслойки сетчатки, атрофии и застойного диска зрительного нерва, высоких степеней близорукости, глаукомы и пр. Данные заболевания протекают с возникновением необратимых анатомических изменений и гемералопия лечению не подлежит. Но существует и функциональная приобретенная гемералопия, возникающая на фоне дефицита витаминов А, В2 и С. При устранении дефицита перечисленных витаминов подобная гемералопия полностью исчезает.
Обратившись в Московскую Глазную Клинику, каждый пациент может быть уверен, что за результаты хирургического вмешательства будут ответственны высококвалифицированные рефракционные хирурги – одни из лучших российских специалистов в данной области. Уверенности в правильном выборе, безусловно, прибавит высокая репутация клиники и тысячи благодарных пациентов. Самое современное оборудование для диагностики и лечения заболеваний глаз, одни из лучших специалистов и индивидуальный подход к проблемам каждого пациента – гарантия высоких результатов лечения в Московской Глазной Клинике.
Адаптация глаза — приспособление глаза к меняющимся условиям освещения. Наиболее полно изучены изменения чувствительности глаза человека при переходе от яркого света в полную темноту (так называемая темновая адаптация) и при переходе от темноты к свету (световая адаптация). Если глаз, находившийся ранее на ярком свету, поместить в темноту, то его чувствительность возрастает вначале быстро, а затем более медленно. Световая адаптация происходит значительно быстрее и занимает при средних яркостях 1-3 минуты. Столь большие изменения чувствительности наблюдаются только в глазах человека и тех животных, сетчатка которых, как и у человека, содержит палочки. Темновая адаптация свойственна и колбочкам: она заканчивается быстрее и чувствительность колбочек возрастает лишь в 10-100 раз.
Цветоразличение- фоторец-рыколбочки( умеречное зрение), палочки( цветное) виды- палочек- синий, зеленый, красный. При нарушении функции палочек- дальтонизм( цветовая слепота)
Аккомодация глаза. Острота и поля зрения.
Аккомодация- приспособление глаза к видению различно удаленных объектов( его фокусирование). Этот процесс осуществляется за счет изменений кривизны хрусталика. С возрастом эластичность хрусталика снижается- ухудшается аккомодация( старческая дальнозоркость- фоку располагается за сетчаткой). Близорукость- фокус располагается перед сетчаткой
Острота зрения- способность различать отдельные объекты. Зависит от густоты рецепторов, четкости изображения на сетчатке(т е от преломляющих св-в), от степени аккомодации, от величины зрачка
Поля зрения- часть пространства, видимая при неподвижном положении глаза
Аккомодация глаза. Их значения при некоторых видах спортивной деятельности.
Аккомодация- приспособление глаза к видению различно удаленных объектов( его фокусирование). Этот процесс осуществляется за счет изменений кривизны хрусталика. С возрастом эластичность хрусталика снижается- ухудшается аккомодация( старческая дальнозоркость- фоку располагается за сетчаткой). Близорукость- фокус располагается перед сетчаткой.
Значение аккомодации в спорте- хз
49. Вестибулярная сенсорная система. Строение и функция преддверия и полукружных каналов
ВСС служит для анализа положения и движения тела в пространстве.
1) Периф отдел- преддверие( мешочек и маточка) и полукружные каналы
2) Проводниковый отд- начинается от рец-ров первого нейрона в височной кости, затем в продолговатый могз( 2 нейрон, 3 нейрон- в таламусе- промежуточном мозге)
3) Корковый отдел- примерно в височной области коры( 4 нейрон)
Преддверие- анализ действия силы тяжести при изменениях положения тела в пространстве и укорений прямолинейного движения. Перепончатый лабиринт поделен на 2 полости – мешочек и маточку, содержащих отолитовые приборы (механорецепторы отолит приб - волосковые клетки)
Полукружные каналы- анализ действия центробежной силы при вращательных движениях. Состоит из 3 дуг( передняя, задняя и боковая). В одном из концов каждого канала еть расширение- ампула, волоски чувствительных клеток склеены в ампулярнуюкупулу
Адаптация глаза — приспособление глаза к меняющимся условиям освещения. Наиболее полно изучены изменения чувствительности глаза человека при переходе от яркого света в полную темноту (так называемая темновая адаптация) и при переходе от темноты к свету (световая адаптация). Если глаз, находившийся ранее на ярком свету, поместить в темноту, то его чувствительность возрастает вначале быстро, а затем более медленно. Световая адаптация происходит значительно быстрее и занимает при средних яркостях 1-3 минуты. Столь большие изменения чувствительности наблюдаются только в глазах человека и тех животных, сетчатка которых, как и у человека, содержит палочки. Темновая адаптация свойственна и колбочкам: она заканчивается быстрее и чувствительность колбочек возрастает лишь в 10-100 раз.
Цветоразличение- фоторец-рыколбочки( умеречное зрение), палочки( цветное) виды- палочек- синий, зеленый, красный. При нарушении функции палочек- дальтонизм( цветовая слепота)
Аккомодация глаза. Острота и поля зрения.
Аккомодация- приспособление глаза к видению различно удаленных объектов( его фокусирование). Этот процесс осуществляется за счет изменений кривизны хрусталика. С возрастом эластичность хрусталика снижается- ухудшается аккомодация( старческая дальнозоркость- фоку располагается за сетчаткой). Близорукость- фокус располагается перед сетчаткой
Острота зрения- способность различать отдельные объекты. Зависит от густоты рецепторов, четкости изображения на сетчатке(т е от преломляющих св-в), от степени аккомодации, от величины зрачка
Поля зрения- часть пространства, видимая при неподвижном положении глаза
Аккомодация глаза. Их значения при некоторых видах спортивной деятельности.
Аккомодация- приспособление глаза к видению различно удаленных объектов( его фокусирование). Этот процесс осуществляется за счет изменений кривизны хрусталика. С возрастом эластичность хрусталика снижается- ухудшается аккомодация( старческая дальнозоркость- фоку располагается за сетчаткой). Близорукость- фокус располагается перед сетчаткой.
Значение аккомодации в спорте- хз
49. Вестибулярная сенсорная система. Строение и функция преддверия и полукружных каналов
ВСС служит для анализа положения и движения тела в пространстве.
1) Периф отдел- преддверие( мешочек и маточка) и полукружные каналы
2) Проводниковый отд- начинается от рец-ров первого нейрона в височной кости, затем в продолговатый могз( 2 нейрон, 3 нейрон- в таламусе- промежуточном мозге)
3) Корковый отдел- примерно в височной области коры( 4 нейрон)
Преддверие- анализ действия силы тяжести при изменениях положения тела в пространстве и укорений прямолинейного движения. Перепончатый лабиринт поделен на 2 полости – мешочек и маточку, содержащих отолитовые приборы (механорецепторы отолит приб - волосковые клетки)
Полукружные каналы- анализ действия центробежной силы при вращательных движениях. Состоит из 3 дуг( передняя, задняя и боковая). В одном из концов каждого канала еть расширение- ампула, волоски чувствительных клеток склеены в ампулярнуюкупулу
Роль световой и темновой адаптации. Цветовое зрение
а) Значение световой и темновой адаптаций для зрения. В пределах от максимальной темновой до максимальной световой адаптации чувствительность глаза к свету может изменяться в 500000-1000000 раз, при этом чувствительность автоматически приспосабливается к изменениям освещенности.
Для регистрации изображений на сетчатке необходимо определение темных и светлых пятен в изображении. Для этого чувствительность сетчатки всегда отрегулирована таким образом, чтобы рецепторы реагировали на более светлые области, не реагируя на более темные. Недостаточность адаптации сетчатки проявляется, когда, например, человек выходит из кинотеатра на яркий солнечный свет. Тогда даже темные пятна в изображении кажутся чрезмерно яркими, и вследствие этого все изображение блекнет из-за низкого контраста между его различными частями. Острота зрения в этом случае очень низкая и остается низкой до тех пор, пока сетчатка не адаптируется настолько, чтобы темные области изображения больше не стимулировали рецепторы.
Наоборот, когда человек попадает со света в темноту, чувствительность сетчатки обычно столь низка, что даже светлые пятна изображения не могут возбудить рецепторы. После тем новой адаптации светлые пятна начинают восприниматься глазом. Примером высочайшей степени световой и темновои адаптации является способность глаза видеть и при ярком солнечном свете после световой адаптации, и при свете звезд после темновои адаптации, несмотря на то, что интенсивности солнечного света и света звезд различаются примерно в 10 млрд раз.
Темновая адаптация, демонстрирующая взаимосвязь между адаптацией колбочек и палочек
Учебное видео определения темновой адаптации по методу Кравкова-Пуркинье
Цветовое зрение
Из предыдущих статей по физиологии на сайте мы узнали, что разные колбочки чувствительны к свету разного цвета. В этом разделе обсуждается механизм, с помощью которого сетчатка различает разные градации цвета в зрительном диапазоне светового спектра.
а) Трехцветный механизм определения цвета. Все теории цветового зрения основаны на хорошо известном факте, что человеческий глаз может различать почти все цветовые оттенки при соответствующем смешивании в разных комбинациях лишь трех монохроматических светов: красного, зеленого и синего.
Поглощение света пигментом палочек и пигментами трех цветочувствительных колбочек сетчатки человека Демонстрация степени стимуляции разных цветочувствительных колбочек монохроматическим светом четырех цветов: синего, зеленого, желтого и оранжевого
б) Спектральная чувствительность трех типов колбочек. На основании тестирования цветового зрения доказано, что спектральная чувствительность трех типов колбочек у человека практически совпадает с кривыми поглощения света для обнаруженных в колбочках трех типов пигментов. Эти кривые показаны на рисунках выше (с небольшими отличиями). Они могут объяснить большинство феноменов цветового зрения.
в) Интерпретация цвета в нервной системе. На втором рисунке выше видно, что оранжевый монохроматический свет с длиной волны 580 нм стимулирует красные колбочки на 99% (от их максимальной стимуляции при оптимальной длине волны), зеленые колбочки — на 42% и совсем не стимулирует синие колбочки (0%). Таким образом, отношение показателей стимуляции трех типов колбочек составляет 99 : 42 : 0. Нервная система интерпретирует такую комбинацию отношений как ощущение оранжевого. Синий монохроматический свет с длиной волны 450 нм совсем не стимулирует красные и зеленые колбочки (показатели стимуляции равны нулю), а синие колбочки стимулируются на 97%. Эта комбинация отношений (0 : 0: 97) интерпретируется нервной системой как синий цвет. Аналогично отношения 83 : 83 : 0 интерпретируются как желтый цвет, а 31 : 67 : 36 — как зеленый.
г) Ощущение белого света. Примерно равная стимуляция всех колбочек (красных, зеленых и синих) дает ощущение белого цвета. Не существует никакой длины волны, соответствующей белому цвету; белое — комбинация всех длин волн спектра. Кроме того, ощущение белого можно получить при стимуляции сетчатки комбинацией лишь трех выбранных цветов, стимулирующих соответствующие типы колбочек примерно в равной степени.
Учебное видео проверки цветоощущения - тест на дальтонизм
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
Читайте также: