§ 42. ЗОРОВА СЕНСОРНА СИСТЕМА

Людське око – один з найскладніших органів чуття, який отримує світлову інформацію, а потім передає її в головний мозок. Ця інформація і є основою для формування зорових відчуттів. А яке світло сприймає око людини?

Яке значення має зорова сенсорна система для людини?

ЗОРОВА СЕНСОРНА СИСТЕМА – це функціональна система анатомічних утворів, яка спеціалізується на сприйманні світлових подразнень і формуванні зорових відчуттів. Людське око (лат. ocolus) здатне сприймати лише видиме світло зі спектра електромагнітного випромінювання в діапазоні хвиль від 380 до 770 нм. За допомогою зорової сенсорної системи людина отримує понад 90 % інформації про навколишнє середовище. Це в 30 разів більше за інформацію, що сприймається слухом. У людини, порівняно з іншими тваринами, зорова система є досконалішою. Завдяки розвинутій зоровій зоні кори півкуль людина може навчатись краще сприймати зорову інформацію, накопичувати її та запам’ятовувати для майбутнього застосування.

Іл. 94. Відділи зорової сенсорної системи людини

Таблиця 28. ВІДДІЛИ ЗОРОВОЇ СЕНСОРНОЇ СИСТЕМИ

Характеристика

Перетворення світла в нервові імпульси здійснюють фоторецептори (палички й колбочки), розташовані в сітківці ока. Ці клітини містять зорові пігменти, що сприймають і перетворюють світло

Проведення імпульсів здійснюють правий і лівий зорові нерви, волокна яких перехрещуються перед входом у мозок

Обробка зорової інформації відбувається в таких зонах: а) у підкіркових центрах таламусу (зорові горби проміжного мозку) й середнього мозку: б) зоровій зоні потиличної частки кори півкуль

Із різноманітних ознак і властивостей предметів навколишнього світу за допомогою зорової сенсорної системи відображаються колір, форма, розміри предметів та визначаються відстань, розташування, об’ємність предметів. Велику роль відіграє система у формуванні зорових відчуттів та емоцій. Саме ці прояви викликають у людини яскраві та глибокі емоції, коли вона милується красою природи чи витвором мистецтва. Зорова система бере участь майже в усіх видах людської діяльності. За допомогою зору формується мовлення людини та забезпечується спілкування.

Отже, основною функцією зорової сенсорної системи є пізнавальна, завдяки якій людина отримує найбільшу частку інформації про навколишній світ.

Як функції ока взаємопов’язані з його будовою?

ОКО ЛЮДИНИ – орган чуття, що забезпечує зір людини. Цей чутливий утвір має кулясту форму, що сприяє його рухам в межах очної ямки черепа (орбіти). Складається орган зору людини з двох частин: очного яблука й допоміжного апарата. Око людини є периферичною частиною зорової сенсорної системи й містить всередині зорові рецептори (фоторецептори). Ці клітини називаються паличками й колбочками, їх багато, вони живі й потребують захисту та живлення. Окрім того, око здійснює проведення світлових променів до внутрішньої оболонки ока – сітківки, де розташовані ці зорові чутливі клітини. Важливе значення для ока мають його зовнішні та внутрішні м’язи, що здійснюють рухи всього очного яблука, звуження зіниці, зміну кривизни кришталика.

Іл. 95. Будова очного яблука людини: 1 – кон’юнктива; 2 – війчастий м’яз; 3 – райдужка; 4 – рогівка; 5 – кришталик; 6 – передня камера; 7 – задня камера; 8 – судинна оболонка; 9 – склера; 10 – зоровий нерв; 11 – сліпа пляма; 12 – центральна ямка; 13 – жовта пляма; 14 – склисте тіло; 15 – сітківка

Таблиця 29. БУДОВА ОКА ЛЮДИНИ

Очне яблуко

Допоміжний апарат

Внутрішнє ядро

§ 47. Зорова сенсорна система. Око

Пригадайте! Що таке сенсорні системи?

Людське око – один з найскладніших органів чуття, який отримує світлову інформацію, а потім передає її в головний мозок. Ця інформація і є основою для формування зорових відчуттів. А яке світло сприймає око людини?

Яке значення має зорова сенсорна система для людини?

ЗОРОВА СЕНСОРНА СИСТЕМА – це функціональна система анатомічних утворів, яка спеціалізується на сприйманні світлових подразнень і формуванні зорових відчуттів. Людське око здатне сприймати лише видиме світло із спектру електромагнітного випромінювання в діапазоні хвиль від 380 до 770 нанометрів. За допомогою зорової сенсорної системи людина отримує більше 90% інформації про навколишнє середовище, що в 30 разів більше за інформацію, що сприймається слухом.

Іл. 90. Відділи зорової сенсорної системи людини

За допомогою зорової сенсорної системи відображаються колір, форма, розміри та визначаються відстань, розташування, об’ємність предметів. Велику роль відіграє система у формуванні зорових відчуттів та емоцій. Саме ці прояви викликають у людини яскраві та глибокі переживання при сприйнятті краси природи, витворів мистецтва. З допомогою зору формується мовлення людини та забезпечується спілкування.

Таблиця 39. ВІДДІЛИ ЗОРОВОЇ СЕНСОРНОЇ СИСТЕМИ (іл. 90)

Характеристика

Перетворення світла у нервові імпульси здійснюють фоторецептори (палички і колбочки), розташовані в сітківці ока. Ці клітини містять зорові пігменти, що сприймають й перетворюють світло

Проведення імпульсів здійснюють правий і лівий зорові нерви, волокна яких перехрещуються перед входом у мозок

Обробка зорової інформації відбувається: а) у підкіркових центрах таламусу і середнього мозку: б) зоровій зоні потиличної частки кори півкуль

Отже, основною функцією зорової сенсорної системи є пізнавальна, завдяки якій людина отримує найбільшу частку інформації про навколишній світ.

Як функції ока взаємопов’язані з його будовою?

ОКО ЛЮДИНИ (лат. oculus) – орган чуття, що забезпечує зір людини. Цей чутливий утвір має кулясту форму, що сприяє його рухам в межах очної ямки черепа (орбіти). Складається орган зору людини з двох частин: очного яблука й допоміжного апарата. Око людини містить всередині зорові рецептори (фоторецептори), що є елементами периферичного відділу зорової сенсорної системи. Ці клітини називаються паличками й колбочками, їх багато, вони потребують захисту та живлення. Окрім того, око здійснює та організовує проведення світлових променів до внутрішньої оболонки ока – сітківки, де й розташовані ці зорові чутливі клітини. Важливе значення для ока мають його зовнішні та внутрішні м’язи, що здійснюють рухи всього очного яблука, звуження зіниці, зміну кривизни кришталика.

Таблиця 40. БУДОВА ОКА ЛЮДИНИ

Повіки (верхня й нижня) з віями

I. Зовнішня оболонка: склера, рогівка

II. Середня оболонка: власне судинна оболонка, райдужка із зіницею, війкове тіло

III. Сітківка (має жовту й сліпу плями)

Волога передньої і задньої камер ока

Функції: захист й живлення очного яблука, світлосприймання

Функції: живлення та світлопроведення

Функції: захист та рухи очей

Розглянемо будова очного яблука у взаємозв’язку з функціями (іл. 91):

• білкова оболонка (склера) – зовнішня оболонка з колагеновими волокнами, що захищає око та зберігає його форму;
• рогівка – прозора частина білкової оболонки, що пропускає і заломлює світло;
• райдужна оболонка – передня частина судинної оболонки з пігментом, що визначає колір очей;
• зіниця – отвір в райдужці, що може змінювати діаметр за допомогою гладких м’язів, тому регулює надходження світла всередину ока;
• війкове тіло – утвір судинної оболонки, що має війковий м’яз і зв’язки, тому може змінювати форму кришталика;
• власне судинна оболонка – оболонка з густою сіткою кровоносних судин, що забезпечує живлення ока;
• сітківка – внутрішня світлосприймальна оболонка очного яблука, яка містить фоторецептори та перетворює світлові подразнення в нервові імпульси;
• волога камер – прозора рідина, яка заповнює передню і задню камери ока та забезпечує живлення кришталика;
• кришталик – прозорий еластичний двояковипуклий утвір, який може змінювати свою форму, завдяки чому забезпечується фокусування променів світла на сітківці;
• склисте тіло – прозора драглиста маса, що заповнює очне яблуко й підтримує його форму та внутрішньоочний тиск;
• жовта пляма – ділянка в центрі сітківки, де містяться переважно колбочки, яка вважається місцем найкращого бачення;
• сліпа пляма – місце, де зоровий нерв виходить із сітківки, позбавлене фоторецепторів і не сприймає світло.

Іл. 91. Будова очного яблука людини: 1 – кон’юнктива; 2 – війчастий м’яз; 3 – райдужка; 4 – рогівка; 5 – кришталик; 6 – передня камера; 7 – задня камера; 8 – судинна оболонка; 9 – склера; 10 – зоровий нерв; 11 – сліпа пляма; 12 – центральна ямка; 13 – жовта пляма; 14 – склисте тіло; 15 – сітківка

Отже, будова очного яблука пристосована для світлосприймання, світлопроведення та перетворення світлових подразнень у нервові імпульси.

Яке значення має допоміжний апарат ока?

Око забезпечене допоміжним апаратом (іл. 92). Захисну функцію виконують брови і повіки з віями, а також слізний апарат. Він складається із слізної залози, розташованої в зовнішньому кутку ока, слізного мішка і носослізного каналу. Слізна рідина зволожує поверхню очного яблука, змиває сторонні частинки і знешкоджує бактерії, що потрапили в око, оскільки містить бактерицидну речовину – лізоцим. Внутрішня частина повік вкриті сполучнотканинною оболонкою – кон’юктивою, яка містить додаткові слізні залози. Завдяки окоруховим м’язам (посмуговані прямі й косі) очне яблуко постійно рухається.

Іл. 92. Допоміжний апарат ока: 1 – слізна залоза; 2 – повіка з віями; 3 – слізний мішок; 4 – носослізний канал; 5 – брови

Отже, допоміжний апарат ока забезпечує захист та рухи очного яблука.

Лабораторне дослідження

ВИЯВЛЕННЯ СЛІПОЇ ПЛЯМИ НА СІТКІВЦІ ОКА

Мета: розвивати дослідницькі вміння та вміння пояснювати результати дослідження.

Обладнання: картка для демонстрації сліпої плями на сітківці ока, щільний папір.

1. Прикрийте ліве око рукою або щільним папером і почніть розглядати картку з малюнком, повільно наближаючи її до ока. При цьому дивіться тільки на ліве зображення (плюс). На якій відстані від ока зникає праве зображення кола і чому?

2. Те саме зробіть із прикритим правим оком, але почніть розглядати праве зображення кола. На якій відстані від ока зникає ліве зображення плюса й чому?

САМОСТІЙНА РОБОТА З ІЛЮСТРАЦІЄЮ Будова ока людини

Зіставте назви елементів будови ока людини з їхніми позначеннями: А – кровоносні судини сітківки; Б – райдужна оболонка; Е – окоруховий м’яз; И – зіниця; І₁ – війковий м’яз; І₂ – окоруховий м’яз; І₃ – сітківка; З – зоровий нерв; Л – кришталик; Н – задня камера ока; С₁ – склера; С₂ – передня камера ока; Ц – склисте тіло; Я – судинна оболонка.

У разі правильного зіставлення в табличці ви отримаєте назву терміна, яким позначають підвищену чутливість організму до впливу якогось чинника середовища.

БІОЛОГІЯ + НАУКА

Філатов В. П. (1903-1956) – видатний український офтальмолог, чиє ім’я присвоєне Одеському інституту очних хвороб. Він першим у світі запропонував пересаджування рогівки (1924). Цікаво знати, що рогівка добре відновлюється – розрізи у ній можна зашивати, і це не порушує зору. Оцініть значення внеску Філатова у розвиток знань про око людини

1-6 балів. 1. Що таке зорова сенсорна система? 2. Назвіть частини зорового аналізатора. 3. Що таке око людини? 4. Які функції ока? 5. Назвіть елементи будови очного яблука. 6. Що таке допоміжний апарат ока? 7-9 балів. 7. Яке значення зорової сенсорної системи для людини? 8. Як функції ока взаємопов’язані з його будовою? 9. Яке значення має допоміжний апарат ока? 10-12 балів. 10. Доведіть значення зорового аналізатора для життєдіяльності організму людини.

§ 44. Особливості функціонування ока людини. Гігієна зору

Які особливості функціонування зорової сенсорної системи людини? Взаємодія різних складових зорової сенсорної системи дає змогу людині спостерігати цілісну й безперервну картину довколишнього світу. Ця картина виникає з окремих зображень, які послідовно змінюють одне одного на сітківці правого й лівого ока.

Рухи правого й лівого ока в той час відбуваються узгоджено. Вони контролюються з боку окорухових центрів стовбура головного мозку, розташованих у ділянці моста й середнього мозку. Людині притаманний так званий бінокулярний зір, оскільки поля зору правого й лівого ока перекриваються. Завдяки цьому ми сприймаємо об’ємне зображення предметів, а також можемо точніше визначати відстань до них.

Сонячні промені – найголовніше джерело світла на нашій планеті – мають різну довжину хвиль. Людина може сприймати промені світла з довжиною хвиль від 400 до 750 нм 1 . Довгохвильові компоненти сонячного спектра ми сприймаємо як червоний колір, а короткохвильові – як синьо-фіолетовий. Між ними в певному порядку розташовані й інші кольори: блакитний, блакитно-зелений, зелений, жовтий, оранжевий. Таке розташування різних кольорів називають світловим спектром. Так, веселка, що утворюється на небі після дощу, – це розкладене на окремі компоненти сонячне світло.

1 Нанометр (скорочено – нм) дорівнює одній мільярдній частці метра. Промені, довжина хвилі яких коротша за 400 нм, називають ультрафіолетовими, а з довжиною хвилі понад 750 нм – інфрачервоними. Такі хвилі око людини не сприймає.

Тіла, які нас оточують, здатні частину світлових променів поглинати, а частину – відбивати. Око людини сприймає лише ті кольори, які відбиваються від їхньої поверхні. Якщо тіло відбиває всі хвилі світлового спектра, ми бачимо його білим, а якщо поглинає всі хвилі – чорним.

Перед тим як потрапити на світлочутливі рецептори сітківки, промені світла проходять через оптичну систему ока: рогівку, передню та задню камери ока, заповнені рідиною, кришталик, склисте тіло. При цьому вони заломлюються таким чином, що на сітківці утворюється зменшене та перевернуте зображення предмета, який ми спостерігаємо (мал. 156). Унаслідок аналізу в корі головного мозку інформації, що надходить не тільки від зорового органа, а й від інших органів чуття (слуху, нюху та ін.), людина сприймає предмети в їхньому природному положенні.

Мал. 156. Утворення зображення на сітківці ока. Завдання. Поясніть, чому зображення на сітківці виявляється зменшеним і перевернутим

Людина не здатна однаково чітко бачити предмети, розташовані на різній відстані. Для того щоб добре бачити певний предмет, промені, які від нього відбиваються, мають зібратися на сітківці. Війковий м’яз, який сполучається з капсулою, що містить кришталик, змінює ступінь її натягу. Коли капсула натягується, кришталик стає плоскішим. Коли капсула розслаблюється, кришталик унаслідок своєї еластичності набуває опуклої форми (мал. 157).

Властивість оптичної системи ока створювати чітке зображення предметів, розташованих на різній відстані, має назву акомодація.

Мал. 157. Акомодація ока: розглядання віддалених (І) і близько розташованих (II) предметів; 1 – кришталик; 2 – схема сходження променів. Завдання. Поясніть, яким стає кришталик під час розглядання віддалених і близько розташованих предметів

Найменша відстань від ока, з якої зображення ще сприймається чітко, дістала назву найближча точка ясного бачення. Для дітей і підлітків у нормі вона становить 7-10 см, але з віком, коли кришталик втрачає еластичність і гнучкість, вона зменшується.

Лабораторне дослідження

Визначення акомодації ока (роботу виконують парами)

Обладнання: аркуш паперу з отвором і літерами різних розмірів навколо нього.

1. Один учень (експериментатор) чітко пише на дошці текст.

2. Потім він тримає на відстані 10-15 см від очей другого учня (піддослідного) аркуш білого паперу з отвором у ньому та літерами по його радіусу так, щоб їх було чітко видно, а через отвір у папері можна було читати написаний на дошці текст.

3. Піддослідний читає напис на дошці через отвір у папері одним оком, прикривши друге. Потім він переводить свій погляд на літери, написані навколо отвору на аркуші паперу.

4. Зробіть висновки, відповівши на запитання: Якими здаються літери навколо отвору на папері та на дошці?

Промені, які пройшли крізь оптичну систему ока, потрапляють на сітківку, до складу якої входять фоторецептори. Ми вже згадували, що колбочки забезпечують денний і колірний зір, а палички – сутінковий та нічний.

Цікаво знати

Здатність ока бачити предмети за освітлення різної інтенсивності називають світловою акомодацією. Наприклад, коли ви з яскраво освітленого приміщення потрапляєте в темне, то спершу майже нічого не бачите. Але згодом око поступово починає звикати і вже може сприймати спочатку контури предметів, а потім – їхні деталі. Аналогічні процеси спостерігають і тоді, коли людина з темряви потрапляє в яскраво освітлене приміщення. Спочатку вона нічого не бачить, засліплена й вимушена заплющувати очі. Але поступово нормальний зір відновлюється.

Мал. 158. Шлях проходження нервового імпульсу від сітківки в зорову зону кори великих півкуль

Зорова інформація від рецепторних клітин сітківки зоровими нервами через середній і проміжний мозок передається до зорових зон – потиличних ділянок кори великих півкуль (мал. 158). Там формується остаточне відчуття форми, розмірів, забарвлення предметів, які спостерігає людина.

Які трапляються порушення зору? Яка профілактика їх? Важлива властивість зору – це його гострота. Найбільшу гостроту зору забезпечує жовта пляма. Що далі розташовані рецептори від жовтої плями, то меншу гостроту зору вони здатні забезпечувати.

Гострота зору — здатність розрізняти дрібні деталі предмета, який роздивляється людина.

Гостроту зору людини перевіряють лікарі-окулісти за допомогою спеціальних таблиць, на яких зображено літери чи інші позначення різного розміру. Нормальну гостроту зору позначають 1.0.

Ще одна важлива особливість зору людини – визначення відстані до об’єкта, на який спрямовано зір, – окомір. Правильний окомір не є вродженою властивістю людини, а виробляється протягом усього життя в результаті постійних тренувань. Він відіграє особливо важливу роль у житті людей певних професій: військових, снайперів, мисливців, пілотів, моряків, художників тощо.

Порушення нормального нічного зору спричиняє захворювання куряча сліпота. Воно полягає в тому, що людина нормально бачить удень, а з настанням сутінок майже перестає бачити навколишні предмети.

Дальтонізм – вроджена вада, пов’язана з порушенням функцій колбочок, унаслідок чого людина не розрізняє певні кольори (люди із дальтонізмом не сприймають червоний, зелений або синій кольори). Такі люди не можуть працювати водіями, пілотами тощо

Порушення акомодаційної здатності кришталика призводить до виникнення короткозорості або далекозорості. Якщо світлові промені, які пройшли через оптичну систему ока, фокусуються перед сітківкою, людина чітко бачить тільки предмети, розташовані неподалік від неї. Таким людям притаманна короткозорість (мал. 159). Вроджена короткозорість зумовлена збільшеними розмірами очного яблука чи кривизни кришталика, набута – ослабленням війкового м’яза. Це спричиняється перенапруженням очей (тривала робота за комп’ютером, безперервне перебування перед увімкнутим телевізором), читанням лежачи або в транспорті, недостатньою освітленістю робочого місця, нестачею в їжі вітаміну А тощо.

Коли промені фокусуються позаду сітківки, чітке зображення виникає тільки від предметів, розташованих далеко від людини (мал. 159).

Мал. 159. Схема заломлення променів в оці та корекція зору

Так виникає далекозорість. Як і короткозорість, далекозорість може бути вродженою або набутою. Вроджена далекозорість виникає внаслідок недостатньої здатності рогівки чи кришталика заломлювати світло, невеликими розмірами очного яблука. Набута далекозорість може бути зумовлена втратою еластичності кришталика, порушеннями функцій війкового м’яза та ін.

Для виправлення короткозорості використовують окуляри з двоввігнутими лінзами, а далекозорості – з двоопуклими.

У людини може спостерігатись косоокість, за якої порушуються одночасні й співдружні рухи очних яблук. Тоді на сітківці виникає чітке зображення від одного ока і розпливчасте від іншого. Косоокість здебільшого вроджена, але може виникати як наслідок очних захворювань, зокрема короткозорості, далекозорості, за порушення функції очних нервів.

У певних випадках людина може повністю або частково втрачати зір, тобто настає повна або часткова сліпота. Вона може виникнути, коли яскраве світло, потрапивши на сітківку, руйнує світлочутливі рецептори. Сліпоту можуть спричинити травми очей або голови, деякі захворювання (наприклад, діабет).

На гостроту зору шкідливо впливають вживання алкоголю, тютюнокуріння, наркоманія та ін. Ці шкідливі звички можуть спричинити відмирання зорового нерва, рецепторних клітин сітківки, помутніння рогівки чи кришталика. Щоб якнайдовше зберегти гостроту зору, дотримуйтеся таких правил:

• робоче місце має бути добре і рівномірно освітлене; джерело світла на робочому столі (наприклад, настільну лампу) розташовуйте ліворуч, на відстані 50-60 см від робочої поверхні;
• не слід читати в транспорті, який рухається, тому що відстань від книжки до очей постійно змінюється; це призводить до зменшення еластичності кришталика; до таких самих наслідків може призводити й читання в ліжку;
• не варто дивитися телевізор або працювати з комп’ютером більше ніж 2 години на добу;
• під час роботи з комп’ютером слід користуватись особливими окулярами, які зменшують шкідливий вплив електромагнітного випромінювання на очі; кожні 30 хв слід робити перерви;
• до складу харчового раціону має обов’язково входити їжа з достатнім умістом вітаміну А.

Важливо запобігати травмуванню очей. Травми очей бувають побутові й виробничі. Побутові травми очей часто пов’язані з необережним користуванням приладами домашнього вжитку, невмілим забиванням цвяхів, рубанням дров тощо. Виробничі травми найчастіше пов’язані

3 нехтуванням правил техніки безпеки. Це стосується й практичних занять з хімії, фізики та інших навчальних предметів.

Якщо трапиться ушкодження очей, треба вміти вчасно і кваліфіковано надати першу допомогу. Наприклад, коли в око потраплять луг, кислота або отруйна речовина, відразу промийте його чистою проточною водою протягом 15-20 хв, потім негайно зверніться до лікаря. У разі удару прикладіть до ока вату або хустинку, змочену холодною водою. Коли в око потрапить порошинка, промийте його за допомогою чистої ватки або носовичка, зніміть порошинку з повіки. Перед тим добре помийте руки, щоб не занести інфекцію.

У разі тяжкого поранення ока (наприклад, розриву склери) не можна його промивати і намагатися дістати сторонній предмет. На око слід накласти чисту пов’язку і відправити потерпілого до лікарні. Правильно надана допомога відверне тяжкі наслідки травми і допоможе зберегти зір.

Ключові терміни і поняття: акомодація ока, гострота зору, бінокулярний зір, короткозорість і далекозорість, косоокість, куряча сліпота, дальтонізм.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

Дайте відповідь на запитання

1. Яке значення має зір для людини? 2. Які функції виконують колбочки та палички? 3. Що таке акомодація? Як вона відбувається? 4. Які можливі порушення зору людини? Яка їх профілактика?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Укажіть, яким стає кришталик під час розглядання близько розташованих предметів: а) не міняється; б) опуклішим; в) сплощеним.

2. Укажіть, яким стає кришталик під час розглядання віддалених предметів: а) не міняється; б) опуклішим; в) сплощеним.

3. Виберіть окуляри, які призначає лікар-окуліст за набутої далекозорості: а) з двоввігнутими лінзами; б) двоопуклими лінзами.

4. Позначте захворювання, ознакою якого є виникнення зображення предметів позаду сітківки: а) катаракта; б) косоокість; в) далекозорість; г) короткозорість.

Поміркуйте. 1. Завдяки чому змінюється фокусна відстань під час налагоджування світлового мікроскопа? 2. Як людині, що носить окуляри, користуватися біноклем – з окулярами чи без них?

Творче завдання. З’ясуйте такі питання: Чому саме червоний колір світлофора вибрали для застереження? Якою є дія жовтого і зеленого кольорів на людину? Де ще застосовують кольори як сигнал?