Сітківка ока (сітківка ока) Будова та функції

Сітківка (лат. Retina) перетворює світло в нервові імпульси і сортує зорову інформацію, перш ніж вона передається в мозок через зоровий нерв. Сітківка складається з декількох шарів клітин, які виконують різні функції. Мільйони спеціалізованих клітин працюють разом на дуже малому просторі. Нейрофізіологи також позначають сітківку як "гілку мозку".

Де розташована сітківка ока?

Сітківка розташована на внутрішній стороні ока. З одного боку, він фіксується на оточуючій оболонці судин через дрібні кровоносні судини, що постачають її, і одночасно притискається через склоподібне тіло до зовнішньої частини очного яблука. У центрі (на стороні, протилежній зіниці) знаходиться пляма плями (жовта пляма). У центрі жовтої плями знаходиться ямка, місце найгострішого зору.

Будова сітківки

Сітківка складається з 6 шарів клітин, кожна з яких виконує різні функції. Світлоактивні сенсорні клітини (палички та колбочки) не розташовані на стороні світла зовні сітківки (як можна припустити), а знаходяться на стороні, що відхиляється від світла. Там вони вбудовані в пігментний епітелій сітківки (RPE), тонкий шар, який поглинає надлишок світла і відокремлює сітківку від судинної оболонки. Ще чотири шари звернені до світла - вони квазізменшують фотоактивні ділянки та захищають сенсорні клітини від надмірного стимулювання.

З точки зору світла послідовність клітинних шарів є зворотною їх функцією.

Гангліозні клітини (проводять нервові імпульси до мозку), приблизно 1 мільйон на око
Амакринні клітини (Обробляти інформацію з біполярних та горизонтальних комірок)
Біполярні клітини (Посилити та об’єднати інформацію з горизонтальних комірок та фоторецепторів)
Горизонтальні комірки (Підсилюйте та об’єднуйте інформацію з фоторецепторів)
Фоторецептори (перетворюють світлові фотони в нервові імпульси), приблизно 126 мільйонів на око
Пігментний епітелій сітківки (RPE): Поглинаючи надлишок світла, відокремлюючи фоторецептори від оболонки оболонки оболонки, яка добре постачається кров’ю.

Функція сітківки (сітківки)

Коротка форма: Die світла інформація, відбита від речей виробляються сенсорними клітинами (фоторецепторами) в електричний імпульс перетворений, який може оброблятися нервовими клітинами мозку. В інших шарах сітківки ця окрема інформація посилюється, згрупована, порівнюється з іншими та групується у так звані рецептивні поля. Потім ця попередньо оброблена інформація передається в мозок через гангліозні клітини, аксони яких впадають в зоровий нерв.

Кожен окремий шар клітин сітківки має певні функції.

Пігментний епітелій сітківки (RPE), темний плямистий клітинний шар, що складається з меланосом, пофарбованих меланіном у чорний колір. Він поглинає надлишок світла і таким чином діє як світлофільтр. Таким чином, RPE запобігає руйнівному відбиванню світла в оці. Він також відокремлює сітківку від оболонки судинної оболонки, яка добре забезпечена кров’ю.
Фоторецептори (Стрижні та конуси) перетворюють легкі фотони в нервові імпульси. Сітківка людини містить близько 126 мільйонів фоторецепторів.
Горизонтальні комірки Спочатку зв’яжіть інформацію з окремих фоторецепторів і посиліть їх.
Біполярні клітини посилити та згрупувати інформацію з горизонтальних комірок та порівняти їх з даними окремих фоторецепторів.
Амакринні клітини обробляти інформацію з біполярного, групуючи її та порівнюючи.
Взаємодія трьох шарів також може бути описана у формі так званих "рецептивних полів". Певна група фоторецепторів складається в комплекті, а їх інформація посилюється (або ігнорується). Цей метод обробки може призвести до "несправностей", які ми називаємо "оптичними ілюзіями".
Гангліозні клітини збирають цю попередньо оброблену інформацію і направляють її через їх дуже довгі нервові тракти (аксони) до зорового нерва або мозку. Людське око налічує близько 1 мільйона гангліозних клітин.

Функція фоторецепторів

Фоторецептори можуть перетворювати світло в нервові імпульси. Світло складається з фотонів, які рухаються по хвилеподібному шляху з певною частотою. Поверхня відбиваючого об'єкта визначає частоту (тобто відстань від однієї вершини хвилі до наступної).

Фоторецептори сітківки містять так звану сітківку, хімічну структуру, яка змінює свою просторову структуру, при попаданні фотона. Потім ця зміна посилюється за допомогою дуже складного процесу (т. Зв. Каскад збудження). Якщо інший фотон потрапляє на сітківку цієї клітини (кожна сенсорна клітина містить їх сотні), це знову посилює імпульс. В кінці клітини знаходиться так званий синапс, перехід до наступної клітини. Якщо сигнал досить сильний, він перестрибує і переходить до наступної комірки. Інформація про світло, таким чином, квазі "прибули в систему".

Існує два типи фоторецепторів:

стрижень (для зору світло-темно)
Шишки (для кольорового зору)

Їх структура схожа: обидва складаються з «внутрішнього сегмента» з вихідним синапсом (зв’язок нервових клітин), клітинним ядром (синій) та органелами, необхідними для метаболізму. Зовнішній сегмент прикріплений до цього внутрішнього сегмента.

Мітохондрії, "електростанції клітини", позначені зеленим кольором. Вони перетворюють кисень, що надходить до клітин через кров, у високоенергетичні молекули. Помаранчево-червоні "квасолі" представляють рибосоми, в них за допомогою РНК утворюються важливі білки (своєрідний план генетичної інформації (ДНК) з клітинного ядра). Перехід, сполучна війка, забарвлений у фіолетовий колір. Диски на стержні показані сірим кольором - оскільки вони активні лише в сутінковому зорі і не передають жодної кольорової інформації. На штифті диски позначені жовтим кольором. Ці диски містять спеціальні опсини, які особливо збуджуються на певних довжинах хвиль (тому розрізняють конуси для синього, зеленого та червоного, див. Нижче). [Примітка: Кольори на графіці не мають нічого спільного з „реалістичним“ мікроскопічним зображенням, вони використовуються лише для диференціації.]

Палички для їжі (світло-темне бачення)

У випадку з паличками для їжі це нагадує відносно довгий циліндр. У ній укладаються так звані «диски», схожі на монети. У мембрані (оболонці) цих дисків є певна білкова молекула, так званий родопсин («візуально-фіолетовий»). Особливість родопсину: він містить структуру (так звану сітківку ока), яка змінює свою просторову структуру завдяки світловому фотону. Коли це трапляється, починається так званий каскад збудження, в якому сигнал посилюється, поки остаточно не проходить уздовж нервової мембрани як нервовий імпульс.

Стрижні дуже чутливі (багато молекул опсину), тому вони особливо активні при слабкому освітленні. Оскільки в сутінках або вночі - порівняно з денним світлом - лише частина фотонів перебуває в русі. При денному світлі палички для їжі "завалені" і тому перестають працювати.

Іноді функцію стрижнів також називають "світло-темрявою", але це неправильно, оскільки "темну" взагалі не видно. Тільки в мозку складається враження "темний"додає. При денному світлі стрижні завалені, а тому взагалі не працюють - занадто неефективно: вони будуть постійно активовані і споживатимуть багато енергії сутінки або коли світла мало, вони активізуються.

Шишки (кольоровий зір)

Як випливає з назви, шишки мають дещо іншу форму. Зовнішній сегмент їх значно коротший і звужений, як лійка. Шишки набагато менш чутливі, оскільки вдень світла в мільйон разів більше, ніж вночі.

Існує три різні типи конусів, молекула опсину яких переходить на світло різної довжини хвилі.

Сині шишки, які найсильніше реагують на світло 420 нм
Зелені шишки, які найсильніше реагують на світло при 534 нанометрах
Червоні шишки, які найсильніше реагують на світло при 564 нм

Кількість шипів різне:

Червоні шишки приблизно 46%
Зелені шишки приблизно 46%
Сині шишки приблизно 8%

В основному це пов’язано з тим, що сині колбочки в жовтій плямі (макулі) майже відсутні. Це область в центрі світлової осі (навпроти очної лінзи), де колбочки особливо щільно упаковані для досягнення високої роздільної здатності.

Якщо у людей немає колбочок для червоного світла або відповідна сітківка не працює належним чином, вони не можуть бачити червоний колір. Те саме з зеленим. Так виникає широко поширена червоно-зелена слабкість. Дивіться також: Окуляри з червоного та зеленого окулярів.

Оскільки конуси не працюють вночі, ми не бачимо жодних кольорів у темряві.

Зір/зорове сприйняття

Близько 80 відсотків того, що ми знаємо (або вважаємо, що знаємо) про "навколишній світ", засноване на візуальному сприйнятті. Однак з фізіологічної точки зору бачення надзвичайно складне і споживає багато енергії. "Загалом близько 60% кори головного мозку бере участь у сприйнятті, інтерпретації та реакції на зорові подразники". (Проф. Д-р Клагенфуртер, джерело). Для того, щоб працювати якомога ефективніше, неймовірно складна світлова інформація, яка надходить у наші очі щосекунди, дуже ефективно обробляється до того, як вона передається в мозок за допомогою голки «зорового нерва». Сітківка спеціалізується на передачі лише того, що важливо для мозку - або для людини.

Наш мозок розмовляє власною мовою - мовою нервових імпульсів. Це електричні сигнали, які рухаються уздовж нервових волокон. Сенсорні клітини здатні перетворювати інформацію "з інших мов" у нервові імпульси:

Світло (бачить)
Звукові хвилі (слух)
Тиск (відчуття, відчуття дотику)
Хімічні речовини (запах, смак)

Сприйнятливі поля

Людське око складається з круглого 126 мільйонів фоторецепторів. Якби кожна візуальна зміна цих 126 мільйонів клітин передавалась мозку в звичайний день, тоді б наші голови образно лопалися. Отже, інформація від фоторецепторів є першою попередньо оброблений. Певна кількість фоторецепторів забезпечена кожним з так званих. Горизонтальна комірка підключений. Ці дуже складні посилання перекривають та об’єднують інформацію в цілому.

Потім відсортовані імпульси надсилаються на Біполярні клітини і Амакринні клітини пересилається, що, в свою чергу, додатково об’єднує та сортує візуальну інформацію. Це зв’язування та сортування також відоме як рецептивні поля: кожне з них є певною зоною сітківки (від декількох десятків до сотень тисяч фоторецепторів), яка містить квінтесенцію зорової інформації.

Гангліозні клітини та зоровий нерв

Потім ця візуальна квінтесенція стає через гангліозні клітини в мозок переадресовано. Таким чином вони утворюють Зоровий нерв (Зоровий нерв). Гангліозні клітини мають дуже довгу клітинну руку, яка простягається до мозку або хіазми (точка перетину мозку, де порівнюється інформація з лівого та правого ока, див. Стереоскопічний зір).

Жовта пляма (пляма)

Якщо ви уявляєте промінь світла як пряму лінію, яка проникає в центр ока, то так звана жовта пляма, також відома як макула, сидить на задній частині ока на сітківці. Фоторецептори особливо щільно упаковані в цьому регіоні, тому там немає тонких кровоносних судин. Якщо подивитися на сітківку ззовні, вона в цей момент не червона, а жовта - звідси і назва жовта пляма.

Фовея - місце найгострішого зору

У центрі жовтої плями є невелике поглиблення, т. Зв. Фовея. У цьому регіоні є лише шишки (приблизно 60 000 штук). Висока щільність фоторецепторів викликає особливу хороша роздільна здатність. Отже, ямка макули - це область найгострішого зору. Тільки світлова інформація, яка тут проектується діоптрійним апаратом (особливо рогівкою та кришталиком ока), визнається різкою.

З ямки тільки з шишок існує (переважно червоні та зелені конуси), ви вже не можете так чітко бачити в сутінках або в затемненому світлі. Це особливо помітно при читанні. Особливо людям старше 25 років, які повільно починають помічати свою пресбіопію, слід забезпечити достатнє освітлення під час читання.

Сліпа пляма

Нервові закінчення приблизно 1 мільйона клітин гангліїв повинні покинути сітківку ока в одній точці і ввести в мозок як зоровий нерв. Ця точка знаходиться трохи нижче плями і трохи зміщена всередину (до носа). Це називається Сліпа пляма оскільки там немає фоторецепторів - отже, все, що проектується в цей регіон, не видно.

Робочі аркуші "Retina" для навчання (безкоштовно)

Для вчителів та учнів: Наступні робочі аркуші можна безкоштовно завантажити та використовувати в класі. Ліцензія CreativeCommons: CC-BY-SA (може бути безкоштовно надана та завантажена, особливо для шкільних цілей. Якщо ви використовуєте її на веб-сайті, вкажіть джерело).

1. Робочий лист "Сітківка: структура"

Завантажте аркуш "Сітківка: структура" (PDF, приблизно 200 кб)

2. Робочий аркуш "Сітківка, фоторецептори"

Якщо ви хочете завантажити графіку окремо, будь ласка:

Око сітківки (графіка для робочого аркуша, PNG, приблизно 60 кб)
Структура/шари сітківки (графік для робочого аркуша, приблизно 90 кб)
Фоторецептори, стержні та конуси сітківки (малюнок для робочого аркуша, приблизно 60 кб)
Конуси сітківки, світлочутливість (графік для робочого аркуша, приблизно 40 кб)

Підсумок сітківки/сітківки

Сітківка розташована на внутрішній стороні ока і складається з 5 шарів. У зовнішньому шарі світлова інформація перетворюється на нервові імпульси. У наступних трьох шарах інформація з приблизно 126 мільйонів фоторецепторів групується і сортується, перш ніж вона передається в мозок через клітини гангліїв як зорові нерви.