Программа: Оптико-электронные приборы и системы


Анатомия бинокулярного зрения в норме и при патологиях



страница6/12
Дата29.04.2018
Размер0.78 Mb.
ТипПрограмма
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

2.2. Анатомия бинокулярного зрения в норме и при патологиях.

На основании анализа литературных данных выделены три уровня организации системы бинокулярного зрения [4]:



  1. Уровень бинокулярных нейронов. Существуют нейроны, ответы которых зависят от диспаратности.

  2. Уровень «нейронных сетей». Входом для этого уровня является информация от первичных монокулярных структур зрительного анализатора. В рамках уровня выделены два подуровня:

а) нейронных ансамблей – бинокулярные нейроны объединяются в структуры, предназначенные для выделения информативных, для распознавания трехмерных объектов, характеристик фрагментов изображения;

б) полей – информация от более близкого к сетчатке поля коры головного мозга передается для последующей обработки в поле, более удаленное от сетчатки.



  1. Уровень восприятия. На основе сигналов от двух двумерных сетчаток возникает целостное восприятие трехмерного мира (собственно бинокулярное зрение).

Первые два уровня изучаются методами морфологии и физиологии, третий – методами психофизиологии и офтальмологии. Исследование каждого уровня обычно производится изолированно и сопряжено со специфическими проблемами.

Первой подсистемой зрительного анализатора, в которой сигналы от левого и правого глаза конвергируют (объединяются) на бинокулярных нейронах, является первичная зрительная кора, V1. Рассмотрим первичные структуры зрительного анализатора, являющиеся входными для сети бинокулярных нейронов: сетчатки и наружные коленчатые тела.

Сетчатка – это структура мозга, имеющая форму диска диаметром около 42 мм, которая расположена на задней поверхности роговицы. В центре сетчатки находится сосок оптического нерва, от которого расходятся основные кровеносные сосуды. Слева, примерно в 17º (4.5-5мм) от оптического нерва, расположено овальное пятно, fovea, свободное от сосудов. Округлая зона диаметром примерно 6 мм, расположенная вокруг fovea, считается центральной сетчаткой в то время, как вне этой зоны вплоть до зубчатого края (21 мм от центра оптического диска) расположена периферическая сетчатка.

Функция сетчатки заключается в преобразовании света в нервные импульсы. Сетчатка содержит «мозаику» из четырех типов фоторецепторов – палочек и трех типов колбочек, расположенных на внутренней стороне сетчатки, прямо напротив клеток пигментного эпителия и слоев сосудистой оболочки [6]. Каждый тип рецепторов содержит свой особый светочувствительный пигмент. Палочки ответственны за способность видеть при слабом свете, то есть за сравнительно грубое зрение, не позволяющее различать цвета. Колбочки отвечают за цветовое зрение. Пигменты колбочек трех типов имеют пики поглощения в области 430, 530 и 560 нм, поэтому их называют «синими», «зелеными» и «красными» или «коротко-», «средне-» и «длинноволновыми».

Световая энергия, вызывающая ощущение цвета, обладает двумя основными свойствами: интенсивностью и длиной волны. Эффективная освещенность фоторецепторов выражается следующим образом:

где E(λ) – спектральная плотность облучённости поверхности сетчатки, λ – длина световой волны, S(λ) – спектральная чувствительность фоторецептора.



Рис. 2.4. Упрощенная схема строения сетчатки.



Упрощенная схема строения сетчатки учитывает только фоторецепторы и ганглиозные клетки вместе с небольшим количеством интернейронов, их соединяющих. На рис. 2.4 использованы следующие обозначения: 1 - пигментный эпителий, 2 - фоторецепторы, 3 – горизонтальные клетки, 4 – биполяры, 5 – амакриновые клетки, 6 – ганглиозные клетки, 7 – внутренняя мембрана.

Все сетчатки позвоночных состоят из трех слоев клеточных тел и двух слоев синапсов. Внешний ядерный слой содержит клеточные тела палочек и колбочек, внутренний ядерный слой – клеточные тела биполяров, горизонтальных и амакриновых клеток. Слой ганглиозных клеток содержит их клеточные тела и смещенные амакриновые клетки. В первом слое синапсов имеют место соединения палочек и колбочек с вертикально ориентированными биполярами и горизонтально ориентированными горизонтальными клетками. Во втором слое синапсов происходит связь между биполярами и ганглиозными клетками. Результатом всех этих нейронных процессов является набор сигналов, несущих информацию об изображении, которые передаются в мозг по оптическому нерву [4].

Центральная часть сетчатки содержит больше колбочек, чем палочек, в то время, как в периферической сетчатке преобладают палочки. В центральной сетчатке колбочки расположены близко друг к другу, а немногочисленные палочки находятся между ними. Благодаря высокой плотности упаковки фоторецепторов, в особенности колбочек, и сопровождающих их биполяров и ганглиозных клеток центральная часть сетчатки значительно тоньше, чем периферическая.

Рецептивное поле (РП) нейрона – это область сетчатки, стимуляция которой вызывает его активацию. Характеризуя РП, описывают его структуру, то есть указывают как нужно стимулировать ту или иную его зону, чтобы вызвать реакцию нейрона. Наименьшие из измеренных центров РП ганглиозных клеток имеют диаметр около 2´´. Ганглиозные клетки с такими РП расположены вблизи от fovea. По мере удаления от fovea величина РП увеличивается [4].

Наружное коленчатое тело (НКТ) - легко распознаваемая структура мозга, которая помещается на нижней латеральной стороне подушки таламуса в виде достаточно большого плоского бугорка. В НКТ приматов и человека морфологически определено шесть слоев: 1 и 2 – слои больших клеток (магноцеллюлярные), 3-6 - слои малых клеток (парвоцеллюлярные). Слои 1, 4 и 6 получают афференты от контрлатерального (расположенного в противоположном по отношению к НКТ полушарии) глаза, а слои 2, 3 и 5 - от ипсилатерального (расположенного в том же, что и НКТ полушарии).


Рис. 2.5. Наружное коленчатое тело.



Из рис. 2.5 видно, что число слоев НКТ, участвующих в обработке сигнала, приходящего от ганглиозных клеток сетчаток, различно в зависимости от эксцентриситета сетчатки (отмечен на рисунке цифрами):

  • при эксцентриситете меньше 1º в обработке участвуют два парвоцеллюлярных слоя;

  • от 1º до 12º (эксцентриситет слепого пятна) – все шесть слоев;

  • от 12º до 50º – четыре слоя;

  • от 50º – два слоя, связанных с контрлатеральным глазом.

Бинокулярных нейронов в НКТ приматов нет. Они появляются только в первичной зрительной коре.

Известно, что не только человек, но и обезьяны, и кошки обладают стереозрением. Это означает, что механизмы восприятия глубины не связаны с высшей нервной деятельностью, характерной только для человека, и являются достаточно низкоуровневыми для того, чтобы попытаться найти нейронные корреляты восприятия глубины. Таким образом, большинство особенностей бинокулярного зрения обусловлено именно характеристиками нейронов и нейронных связей.

Основными нарушениями бинокулярного зрения являются косоглазие и амблиопия [4].

Косоглазием называют различные поражения зрительной и глазодвигательной систем, вызывающие периодическое или постоянное отклонение зрительной оси одного из глаз от точки фиксации. Оно возникает обычно в 2-3 года и встречается у 2-3% детей. Косоглазие - это косметический и функциональный недостаток, влияющий на развитие ребенка, ограничивающий его в выборе профессии и существенно повышающий опасность травматизма у детей. Это связано с ограничением у ребенка с косоглазием возможности оценивать пространственные соотношения предметов, то есть их удаленность и положение в окружающем пространстве.

Амблиопия - одностороннее или двустороннее понижение остроты зрения, никакую очевидную причину которого невозможно обнаружить физическим исследованием глаза, и которое в ряде случаев корректируется терапевтическими мерами. Амблиопия, обусловленная косоглазием, - всегда односторонняя, вызванная активным подавлением отклоненного глаза. Причем это подавление скорее следствие, чем причина косоглазия. Еще одной причиной амблиопии может быть катаракта. При достаточно высокой степени помутнения хрусталика амблиопия развивается за счет ограничения попадания света на одну из сетчаток. Чем выше степень амблиопии, тем ниже чувствительность стереозрения [4].

Лечение косоглазия – это сложный многоступенчатый процесс, цель которого состоит в восстановлении совместной деятельности сенсорной и моторной (глазодвигательной) систем обоих глаз. В первую очередь необходимо восстановить элементарное бинокулярное, а затем глубинное зрение, и, наконец, «выработать» у больного стереозрение.




Каталог: Structure -> Universe -> ire -> electrical engineering -> structure -> lighttech -> Documents
Structure -> Операционная система, память, интерфейс
Structure -> География транспортного комплекса
Structure -> Учебное пособие для самостоятельного изучения и выполнения лабораторных работ (для студентов агроинженерных специальностей). Иркутск: Иргсха, 2006. 118 с ил
Structure -> Программа учебной дисциплины основы неврологии
Structure -> Ко дню освобождения Новошахтинска. Новошахтинск в годы Великой Отечественной войны
Documents -> Программа: Оптико-электронные приборы и системы


Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница