Строение зрительного анализатора и его особенности у детей. Основные зрительные функции

Преломляющие среды глаза  действуют наиболее эффективно лишь при средней силе света. При ярком освещении зрачок уменьшается, при слабом – увеличивается. То и другое выполняется радужной оболочкой, снабженной гладкими мышечными волокнами двух родов: круговыми и радиальными. Так как радужная оболочка находится впереди хрусталика, то, действуя в качестве диафрагмы, она регулирует количество света (толщину пучка световых лучей), падающего на хрусталик. На внутренней поверхности радужной оболочки непосредственно находится слой пигмента, принадлежащий сетчатке. Этот слой, подобно экрану, не пропускает световые лучи иначе как через зрачок. В самой ткани радужки обычно рассеяны зерна пигмента, от количества и расположения которых зависит все разнообразие окраски глаз человека. Полное отсутствие пигмента называется альбинизмом. У альбиносов нет пигмента и в сетчатке. Поэтому их глаза кажутся сплошь красными от просвечивающих сосудов. Отсутствие пигмента затрудняет ясность зрения.

Внутренней оболочкой глаза является сетчатка (ретина). Хотя толщина сетчатки не превышает 0,2 мм, гистологи делят ее на несколько слоев (включая пигментный). Рассматривая эти слои от внутреннего к наружному, можно заметить в них чередование клеток и волокон.

Важнейшим является слой палочек и колбочек, непосредственно прилегающий к пигментному, – это фоторецепторы. У человека имеется 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек. На большей части сетчатки эти элементы перемешаны между собой, отличаясь (у человека) главным образом размерами. В палочках различают наружный и внутренний сегменты. Наружный сегмент сильно преломляет свет, играя роль собирателя световых лучей. Внутренний сегмент построен из светлой плазматической массы. В ней можно различить резко преломляющие свет фибриллы, которые конденсируют собранный наружным сегментом свет и направляют его на остальную протоплазматическую массу.

Колбочки короче и толще  палочек и состоят также из наружного, собирающего свет сегмента и внутреннего, разделенного на преломляющий и сократимый участки. Расположенные на периферии сетчатки колбочки особенно коротки и толсты, тогда как собранные в центральных частях ее – очень длинные; иногда они бывают даже длиннее палочек. Оба элемента распределены в сетчатке неравномерно. На конце зрительной оси расположена ямка, состоящая преимущественно из колбочек. Туда падает изображение предмета, рассматриваемого в условиях наиболее ясного зрения. Это место выделяется своим более желтым цветом и потому получило также название желтого пятна. Предметы, изображения которых не падают на желтое пятно, кажутся нам расплывчатыми. В ямке же мы находим (помимо преобладания колбочек) другое интересное приспособление для отчетливого зрения: здесь сведены на нет те внутренние слои сетчатки, которые световой луч должен пересечь, прежде чем достигнет палочек и колбочек. Отсутствие этих слоев над желтым пятном и создало здесь углубление, называемое ямкой, увеличив тем самым до максимума прозрачность среды, через которую проходит луч света. Колбочки приспособлены к зрению при ярком свете, тогда как палочки специализированы для видения предметов в сумраке.

Снаружи от слоя палочек  и колбочек находится пигментный слой, состоящий из эпителиальных, плотно лежащих клеток с многочисленными  зернами бурого пигмента. Удлиненные отростки этих клеток проникают между палочками и колбочками, изолируют их друг от друга, что способствует отчетливости зрения, так как каждая палочка или колбочка воспринимает лучи от определенного участка рассматриваемого предмета. Пучок лучей, упавший на наружный сегмент фоторецептора, не рассеивается по соседним элементам, а по законам полного внутреннего отражения проникает в более глубокие части клетки, вызывая фотохимическую реакцию.

Основным элементом сетчатки являются нервные клетки, расположенные в три ряда и тесно взаимодействующие между собой. Самый наружный слой сетчатки состоит из эпителиальных клеток, содержащих пигмент. К этому слою примыкает слой палочек и колбочек, которые представляют собой рецепторные концы наружных нервных клеток. Светочувствительные элементы – колбочки и палочки различны как по своим функциям, так и по своим взаимосвязям с элементами нейросетчатки и центральными клетками головного мозга. В целом они образуют компактную нервную ткань.

Итак, зрительный анализатор является сложной сенсорной системой, воспринимающей и анализирующей световые раздражения. Возникающий в рецепторах сложный фотохимический процесс способствует трансформации световой энергии в нервное возбуждение, передающееся через проводящие пути от сетчатки через ядра таламуса и гипоталамуса в кору головного мозга, где происходит анализ и синтез зрительных ощущений и восприятий и осуществляются ассоциативные связи органа зрения с другими анализаторами. Целостность в строении зрительного анализатора обеспечивает выполнение зрительных функций. Благодаря нервному возбуждению импульсы, возникающие под влиянием светового воздействия, передаются от фоторецепторов к карликовым биполярам и далее – к карликовым ганглиозным клеткам сетчатки, а затем – в головной мозг. Считается, что этот проводниковый путь передачи импульсов является филогенетически более древним [4].

Рассмотрим подробнее  вопросы развития сетчатки глаза. Сетчатка глаза формируется в процессе эмбрионального развития из нервной ткани, из которой развивается и головной мозг. В сетчатке глаза человека, в отличие от других органов чувств, воспринимающие раздражение рецепторы обращены не к источнику света, а от него. Объяснение этого обстоятельства находим в истории зародышевого развития глаза. Сетчатка, подобно чувствующему обонятельному эпителию, первоначально составляла часть поверхности мозга. Еще до замыкания мозговой бороздки в трубку возникают два симметричных выпячивания стенки промежуточного мозга (глазные пузырьки), которые быстро растут в стороны по направлению к эктодерме головы. Так как наружные части растут быстрее, то вскоре глазные пузырьки оказываются соединенными с мозговой трубкой посредством суженной части, называемой глазным стебельком.

Нервные клетки, которые потом превращаются в палочки и колбочки, сперва располагались на поверхности медуллярной пластинки и были обращены наружу к свету своими чувствующими концами. С образованием медуллярной трубки они оказались повернутыми на 180° и в таком виде вошли в стенку зрительного пузырька. Наружная половина стенки этого пузырька прогибается внутрь, в результате чего возникает глазной бокал с двойной стенкой. Эта двойная стенка и дает начало сетчатке (ретине): наружная часть образует пигментный слой, внутренняя – собственно сетчатку, в которой светочувствительные клетки обращены не внутрь глаза, а к пигментному слою. Крупные ганглиозные клетки сетчатки и отходящие от них нейриты образуют волокна зрительного нерва, которые еще до окончательного формирования задней стенки глаза растут к мозгу вдоль зрительного стебелька. После образования вторичной связи нейритов ганглиозных клеток сетчатки с мозгом формируется зрительный нерв.

Возникающая задняя стенка глаза  смыкается вокруг волокон зрительного нерва таким образом, что кажется, будто последний, врастая в глазное яблоко, прободает его стенку с заднемедиальной стороны. Тем временем участок эктодермы (наружный листок), к которому приближается растущий глазной бокал, утолщается, ее клетки размножаются и углубляются навстречу глазному бокалу. Углубившийся участок эктодермы отшнуровывается от ее слоя, принимает вид двояковыпуклого тельца, клетки его, теряя свои ядра, становятся прозрачными, и возникающий таким образом хрусталик занимает свое место внутри глазного бокала. Зачаток глаза, получивший начало от эктодермы, обрастает мезодермальной тканью, которая образует сосудистую и белочную оболочки и другие вспомогательные части глаза.

Место вхождения в сетчатку волокон зрительного нерва нечувствительно к свету и потому называется слепым пятном. В нем нет ни палочек, ни колбочек, сами же волокна нерва не раздражаются светом.

Свет, проникающий в  глаз под некоторым углом к  его оптической оси, падает на периферические части сетчатки, удаленные от желтого пятна. Лучи предварительно проходят через описанные выше светоневоспринимающие слои сетчатки, подвергаясь на этом пути изменению и ослаблению. Это неблагоприятное обстоятельство в известной мере компенсируется регулирующей деятельностью диафрагмы глаза – радужкой и мышцами, окружающими зрачок. Но и сами элементы сетчатки в известной мере регулируют доступ света к ее чувствующим клеткам. При ярком свете пигмент наружного слоя сетчатки диффузно распространяется вокруг колбочек, частично погруженных в пигментный слой. В темноте пигмент собирается в самых наружных частях слоя, оставляя колбочки открытыми.

3. ОСНОВНЫЕ ЗРИТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ГЛАЗА И ИХ НАРУШЕНИЯ

Зрительная функция  осуществляется благодаря сложной  системе различных взаимосвязанных  структур – зрительного анализатора и позволяет ориентироваться в пространстве, воспринимать форму и цвет предметов, видеть их на разном расстоянии, при ярком свете и в сумеркам.

Функции глаза включают центральное и периферическое зрение, светоощущение, цветоощущение, бинокулярное зрение.

В результате болезней или  при врожденных дефектах возможны нарушения каждой из перечисленных функций.

Центральное зрение обеспечивает различение формы мелких деталей и опознание предметов, являясь одной из ведущих функций глаза. Снижение остроты зрения отрицательно влияет на процессы узнавания предметов и изображений, а также скорость зрительного восприятия. Ограничение и фрагментарность восприятия предметов, процессов и явлений действительности затрудняет формирование предметных и пространственных представлений, развитие образного мышления, регуляцию движений, их точность, координацию, соразмерность.

Разрешающая способность  зрения, способность глаза воспринимать раздельно две точки при минимальном расстоянии между ними, называется остротой зрения. Остроту зрения, при которой глаз может различать две точки, угловое расстояние между которыми равно 1 мин, принято считать нормальной или равной единице.

Изображения на сетчатке рассматриваемых деталей предметов или черных точек на светлом фоне вызывают возбуждение фоторецепторов, отличающееся от возбуждения, вызываемого окружающим фоном. Таким образом, острота зрения зависит от состояния сетчатки и удаленности предметов (точек) от глаз.

В этом легко убедиться, отдаляя  книгу от глаз. Вначале исчезнут наиболее мелкие буквы, затем более крупные, и, наконец, происходит слияние текста с общим фоном.

Исследование остроты  зрения осуществляют с помощью различных методик: табличных, проекционных, компьютерных, телевизионных, предметных.

Наибольшее распространение в офтальмологической практике получили испытательные таблицы Д.А. Сивцева, Б.П. Поляка, Е.М. Орловой [4].

Для определения остроты зрения по вышеуказанным таблицам детям предлагается назвать предъявляемую тест-фигуру (положение разрыва кольцевого знака Ландольта, различение простых и знакомых детям рисунков или букв русского алфавита). Размер тест-фигуры, находящейся на пороге различения, служит критерием остроты зрения. Так, если с расстояния 5 м свободно различаются все фигуры, составляющие третью снизу строку таблицы, то острота зрения считается нормальной. Различение фигур только самой верхней строки таблицы характеризует остроту зрения 0,1.

Таблицы с текстами, выполненными шрифтами различного размера, предлагаются испытуемым для прочтения с расстояния 250-500 мм при подборе корригирующих средств для близи.

Существует упрощенный способ оценки остроты зрения. Так, для проверки остроты зрения ниже 0,1 пользуются счетом пальцев. Если исследуемый может сосчитать раздвинутые пальцы руки на расстоянии 5 м, его острота зрения равна 0,09. Острота зрения, равная 0,04, приблизительно соответствует счету пальцев на расстоянии 2 м, острота зрения 0,01 – счету пальцев на расстоянии 0,5 м, а острота зрения 0,005 – счету пальцев на расстоянии 30 см. Если исследуемый не различает пальцев, а определяет только свет, его острота зрения равна светоощущению. При таком зрении важно установить, способен ли исследуемый определять, с какой стороны падает на глаз свет. Если он правильно указывает направление света, его острота зрения равна светоощущению с правильной проекцией света. Когда исследуемый не отличает света от темноты, его острота зрения равна 0. Степень понижения остроты зрения – один из основных признаков, по которым дети направляются в дошкольные учреждения и школы для слабовидящих или слепых.

Острота зрения, определяемая различными способами и неодинаковыми  тест-объектами, может оказаться  неоднозначной. Острота зрения зависит от интенсивности освещенности объекта, состояния адаптации, длительности раздражения и качества раздражителя, а также от состояния палочкового и колбочкового аппарата и состояния здоровья обследуемого. При высоких уровнях освещенности кольца Ландольта различаются лучше, чем решетка.

Исследование с помощью  параллельных полос выявило влияние других факторов на остроту зрения, например качества фона. Включение светлого фона для темных полос увеличивает остроту зрения. Однако повышение интенсивности светлых полос на темном фоне вначале повышает остроту зрения до определенного максимума, затем она резко снижается. Объяснение данного эффекта возможно с позиции учения И.П. Павлова об иррадиации нервного процесса в коре головного мозга.

Следует отметить, что центральное  или форменное зрение у детей  развивается постепенно и дифференцированно. По данным отечественных детских  офтальмологов Л.А. Григорян, Е.И. Ковалевского, В.И. Сердюченко и других острота зрения, равная единице, обнаруживается у 5-10% детей в возрасте трех лет. У детей семи-восьми лет она отмечается в 45-55% случаев, девяти-десяти лет – в 60% случаев, одиннадцати-тринадцати лет – в 80% случаев, а четырнадцатилетних – в 90% случаев.

Острота зрения – величина непостоянная. Под влиянием различных неблагоприятных факторов (болезнь, утомление, плохое освещение и др.) она может понижаться. В этой связи важно учитывать, что дети, имеющие пониженную остроту зрения, плохо различают мелкие детали, недостаточно дифференцируют линейные и угловые величины, смешивают сходные по форме изображения и предметы, с трудом различают линии в тетрадях и обозначения на географических и исторических картах.