Construirea unei imagini pe retină. Sistemul vizual Pe retina ochiului se obține imaginea

Ochiul este un corp sub forma unei sfere sferice. Atinge un diametru de 25 mm și o greutate de 8 g, este un analizor vizual. Captează ceea ce vede și îi transmite imaginea, apoi prin impulsuri nervoase către creier.

Dispozitivul sistemului vizual optic - ochiul uman se poate regla singur, în funcție de lumina care vine. El este capabil să vadă obiectele îndepărtate și pe cele apropiate.

Retina are o structură foarte complexă

Globul ocular este trei scoici. Exterior - țesut conjunctiv opac care susține forma ochiului. A doua coajă - vasculară, conține o rețea mare de vase de sânge care hrănește globul ocular.

Este de culoare neagră, absoarbe lumina, împiedicând-o să se împrăștie. A treia coajă este colorată, culoarea ochilor depinde de culoarea sa. În centru se află o pupila care reglează fluxul razelor și se modifică în diametru, în funcție de intensitatea iluminării.

Sistemul optic al ochiului este format din corpul vitros. Lentila poate lua dimensiunea unei mingi mici și se poate întinde la o dimensiune mare, schimbând focalizarea distanței. El este capabil să-și schimbe curbura.

Fundusul ochiului este acoperit de retină, care are o grosime de până la 0,2 mm. Este format din stratificat sistem nervos. Retina are o parte vizuală mare - celule fotoreceptoare și o parte anterioară oarbă.

Receptorii vizuali ai retinei sunt bastonașe și conuri. Această parte este formată din zece straturi și poate fi vizualizată doar la microscop.

Cum se formează o imagine pe retină

Proiecția imaginii pe retină

Când razele de lumină trec prin lentilă, ele traversează corpul vitros, ele cad pe retină, care este situată în planul fundului de ochi. Opus pupilei de pe retină există o pată galbenă - aceasta este partea centrală, imaginea de pe ea este cea mai clară.

Restul este periferic. Partea centrală vă permite să examinați clar obiectele până la cel mai mic detaliu. Cu ajutorul vederii periferice, o persoană este capabilă să vadă o imagine nu foarte clară, dar să navigheze în spațiu.

Percepția imaginii are loc cu proiecția imaginii pe retina ochiului. Fotoreceptorii sunt excitați. Aceste informații sunt trimise la creier și procesate în centrii vizuali. Retina fiecărui ochi transmite jumătatea sa din imagine prin impulsuri nervoase.

Datorită acestui fapt și memoriei vizuale, apare o imagine vizuală comună. Imaginea este afișată pe retină într-o formă redusă, inversată. Și în fața ochilor, se vede drept și în dimensiuni naturale.

Scăderea vederii cu leziuni retiniene

Afectarea retinei duce la scăderea vederii. Dacă partea sa centrală este deteriorată, poate duce la pierderea completă a vederii. Despre tulburările de vedere periferică perioadă lungă de timp poate să nu ghicească.

Daunele sunt detectate la verificarea vederii periferice. Când o zonă mare a acestei părți a retinei este afectată, apar următoarele:

1. defect de vedere sub formă de pierdere a fragmentelor individuale;
2. scăderea orientării în lumină scăzută;
3. modificarea percepției culorilor.

Imaginea obiectelor de pe retină, controlul imaginii de către creier

Corectarea vederii cu laser

Dacă fluxul de lumină este focalizat în fața retinei, și nu în centru, atunci acest defect vizual se numește miopie. O persoană miop vede prost la distanță și vede bine la distanță apropiată. Când razele de lumină sunt focalizate în spatele retinei, acest lucru se numește hipermetropie.

O persoană, dimpotrivă, vede prost de aproape și distinge bine obiectele aflate la distanță. După ceva timp, dacă ochiul nu vede imaginea obiectului, acesta dispare din retină. Imaginea amintită vizual este stocată în mintea umană timp de 0,1 secunde. Această proprietate se numește inerția vederii.

Cum imaginea este controlată de creier

Un alt om de știință Johannes Kepler și-a dat seama că imaginea proiectată este inversată. Și un alt om de știință, francezul Rene Descartes, a efectuat un experiment și a confirmat această concluzie. A îndepărtat stratul opac din spate din ochiul taurului.

Și-a băgat ochiul într-o gaură din sticlă și a văzut pe peretele fundului de ochi o poză cu susul în jos în afara ferestrei. Astfel, a fost dovedită afirmația că toate imaginile care se hrănesc pe retina ochiului au un aspect inversat.

Iar faptul că vedem imagini nu cu capul în jos este meritul creierului. Creierul este cel care corectează continuu procesul vizual. Acest lucru a fost, de asemenea, dovedit științific și experimental. Psihologul J. Stretton în 1896 a decis să facă un experiment.

A folosit ochelari, datorită cărora, pe retina ochiului, toate obiectele aveau un aspect direct, și nu invers. Apoi, așa cum Stretton însuși a văzut în fața lui imagini inversate. A început să experimenteze inconsecvența fenomenelor: a vedea cu ochii și a simți alte simțuri. Au fost semne de rău de mare, i s-a făcut rău, a simțit disconfort și dezechilibru în organism. Asta a durat trei zile.

În a patra zi s-a făcut bine. În a cincea - s-a simțit grozav, ca înainte de începerea experimentului. Adică creierul s-a adaptat la schimbări și a readus totul la normal după un timp.

De îndată ce și-a scos ochelarii, totul s-a întors din nou cu susul în jos. Dar în acest caz, creierul a făcut față sarcinii mai repede, după o oră și jumătate totul a fost restabilit, iar imaginea a devenit normală. Același experiment a fost efectuat cu o maimuță, dar ea nu a suportat experimentul, a căzut într-un fel de comă.

Caracteristicile vederii

Tije și conuri

O altă caracteristică a vederii este acomodarea, aceasta este capacitatea ochilor de a se adapta pentru a vedea atât de aproape, cât și de la distanță. Lentila are mușchi care pot modifica curbura suprafeței.

Când priviți obiectele aflate la distanță, curbura suprafeței este mică, iar mușchii sunt relaxați. Când se iau în considerare obiecte aflate la distanță apropiată, mușchii aduc lentila într-o stare comprimată, curbura crește și, prin urmare, și puterea optică.

Dar la o distanta foarte apropiata, tensiunea musculara devine cea mai mare, se poate deforma, ochii obosesc repede. Prin urmare, distanța maximă pentru citire și scriere este de 25 cm față de subiect.

Pe retinele ochilor stângi și dreptului, imaginile rezultate diferă unele de altele, deoarece fiecare ochi vede separat obiectul din propria sa parte. Cu cât obiectul luat în considerare este mai aproape, cu atât diferențele sunt mai strălucitoare.

Ochii văd obiectele în volum, și nu într-un plan. Această caracteristică se numește vedere stereoscopică. Dacă te uiți la un desen sau un obiect pentru o lungă perioadă de timp, apoi mișcând ochii într-un spațiu liber, poți vedea conturul acestui obiect sau desen pentru o clipă.

Fapte despre viziune

Există o mulțime de fapte interesante despre structura ochiului.

Fapte interesante despre viziunea umană și animală:

• Doar 2% din populația lumii are ochi verzi.
• Ochii de culoare diferită sunt la 1% din populația totală.
• Albinii au ochii roșii.
• Unghiul de vizualizare la om este de la 160 la 210 °.
• La pisici, ochii se rotesc până la 185°.
• Calul are un ochi de 350°.
• Vulturul vede mici rozătoare de la o înălțime de 5 km.
• Libelula are un organ vizual unic, care constă din 30 de mii de ochi individuali. Fiecare ochi vede un fragment separat, iar creierul conectează totul într-o imagine de ansamblu. O astfel de viziune se numește fațetă. Libelula vede 300 de imagini pe secundă.
• Ochiul unui struț este mai mare decât creierul său.
• Ochiul unei balene mari cântărește 1 kg.
• Crocodilii plâng când mănâncă carne, scăpând de excesul de sare.
• Printre scorpioni, există specii cu până la 12 ochi, unii păianjeni au 8 ochi.
• Câinii și pisicile nu disting roșu.
• De asemenea, albina nu vede roșu, dar îi distinge pe alții, simte bine radiațiile ultraviolete.
• Convingerea comună că vacile și taurii reacţionează la roșu este greșită. În lupte, taurii nu acordă atenție culorii roșii, ci mișcării cârpei, deoarece sunt încă miop.

Organul ocular este complex ca structură și funcționalitate. Fiecare componentă a acestuia este individuală și unică, inclusiv retina. Percepția corectă și clară a imaginii, acuitatea vizuală și viziunea lumii în culori și culori depind de munca fiecărui departament separat și luate împreună.

Despre miopie și metodele de tratament - în videoclip:

Ochi- organul vederii animalelor și oamenilor. Ochiul uman este format dintr-un glob ocular conectat de nervul optic la creier și un aparat auxiliar (pleoape, organe lacrimale și mușchi care mișcă globul ocular).

Globul ocular (Fig. 94) este protejat de o membrană densă numită sclera. Partea frontală (transparentă) a sclerei 1 se numește cornee. Corneea este cea mai sensibilă parte externă a corpului uman (chiar și cea mai mică atingere a acesteia determină o închidere reflexă instantanee a pleoapelor).

În spatele corneei se află irisul 2, care la om poate avea o culoare diferită. Între cornee și iris este un lichid apos. Există o mică gaură în iris - pupila 3. Diametrul pupilei poate varia de la 2 la 8 mm, scăzând la lumină și crescând la întuneric.

În spatele pupilei se află un corp transparent care seamănă cu o lentilă biconvexă - cristalinul 4. În exterior este moale și aproape gelatinos, în interior este mai dur și mai elastic. Cristalinul este inconjurat de muschii 5, care il ataseaza de sclera.

În spatele cristalinului se află corpul vitros 6, care este o masă gelatinoasă incoloră. Spatele sclerei - fundul de ochi - este acoperit cu o retină (retină) 7. Este format din cele mai fine fibre care căptușesc fundul de ochi și reprezentând terminații ramificate. nervul optic.

Cum apar și sunt percepute de ochi imaginile diferitelor obiecte?

Lumina, refractată în sistemul optic al ochiului, care este format de cornee, cristalin și corpul vitros, dă imagini reale, reduse și inverse ale obiectelor în cauză pe retină (Fig. 95). Odată ajunsă la terminațiile nervului optic care alcătuiesc retina, lumina irită aceste terminații. Acești stimuli sunt transmisi de-a lungul fibrelor nervoase către creier, iar o persoană are o senzație vizuală: vede obiecte.

Imaginea unui obiect care apare pe retină este inversată. I. Kepler a fost primul care a demonstrat acest lucru construind calea razelor în sistemul optic al ochiului. Pentru a testa această concluzie, omul de știință francez R. Descartes (1596-1650) a luat un ochi de taur și, după ce a răzuit un strat opac de pe peretele din spate, l-a așezat într-o gaură făcută într-un oblon. Și chiar acolo, pe peretele translucid al fundului de ochi, a văzut o imagine inversată a imaginii observate de la fereastră.

De ce, atunci, vedem toate obiectele așa cum sunt, adică nu cu susul în jos? Faptul este că procesul vederii este corectat continuu de creier, care primește informații nu numai prin ochi, ci și prin alte organe de simț. La un moment dat, poetul englez William Blake (1757-1827) a remarcat pe bună dreptate:

Mintea poate vedea lumea.

În 1896, psihologul american J. Stretton a pus la cale un experiment asupra sa. Și-a pus ochelari speciali, datorită cărora imaginile obiectelor din jur de pe retina ochiului nu au fost inversate, ci directe. Si ce? Lumea din mintea lui Stretton s-a întors cu susul în jos. A început să vadă totul pe dos. Din această cauză, a existat o nepotrivire în activitatea ochilor cu alte simțuri. Omul de știință a dezvoltat simptome de rău de mare. Timp de trei zile a simțit greață. Cu toate acestea, în a patra zi corpul a început să revină la normal, iar în a cincea zi Stretton a început să se simtă la fel ca înainte de experiment. Creierul omului de știință s-a obișnuit cu noile condiții de muncă și a început să vadă din nou toate obiectele drepte. Dar când și-a scos ochelarii, totul s-a întors din nou cu susul în jos. În decurs de o oră și jumătate, vederea i-a fost restabilită și a început din nou să vadă normal.

Este curios că o astfel de adaptabilitate este caracteristică doar creierului uman. Când, într-unul dintre experimente, unei maimuțe i s-au pus ochelari răsturnați, aceasta a primit o astfel de lovitură psihologică încât, după ce a făcut mai multe mișcări greșite și a căzut, a intrat într-o stare asemănătoare comei. Reflexele ei au început să se estompeze, tensiunea arterială a scăzut, iar respirația ei a devenit frecventă și superficială. Nu există așa ceva la oameni.

In orice caz, creier uman nu este întotdeauna capabil să facă față analizei imaginii obținute pe retină. În astfel de cazuri, apar iluzii vizuale - obiectul observat ni se pare că nu este așa cum este cu adevărat (Fig. 96).

Există o altă trăsătură a vederii care nu poate fi ignorată. Se știe că atunci când se modifică distanța de la lentilă la obiect, se schimbă și distanța până la imaginea acestuia. Cum, atunci, rămâne o imagine clară pe retină atunci când ne mutăm privirea de la un obiect îndepărtat la unul mai apropiat?

Se dovedește că acei mușchi care sunt atașați lentilei sunt capabili să schimbe curbura suprafețelor sale și, prin urmare, puterea optică a ochiului. Când ne uităm la obiecte îndepărtate, acești mușchi sunt într-o stare relaxată, iar curbura lentilei este relativ mică. Când se uită la obiecte din apropiere, mușchii ochiului comprimă cristalinul, iar curbura acestuia și, prin urmare, puterea optică, crește.

Se numește capacitatea ochiului de a se adapta la vederea atât la distanțe apropiate, cât și la distanțe îndepărtate cazare(din lat. accomodatio - adaptare). Datorită acomodarii, o persoană reușește să focalizeze imagini ale diferitelor obiecte la aceeași distanță de lentilă - pe retină.

Cu toate acestea, cu o locație foarte apropiată a obiectului luat în considerare, tensiunea mușchilor care deformează cristalinul crește, iar munca ochiului devine obositoare. Distanța optimă pentru citire și scriere pentru un ochi normal este de aproximativ 25 cm. Această distanță se numește distanța vederii clare (sau cea mai bună).

Care sunt avantajele de a vedea cu doi ochi?

În primul rând, datorită prezenței a doi ochi putem distinge care dintre obiecte este mai aproape, care este mai departe de noi. Faptul este că pe retinele ochilor drept și stâng, imaginile diferă unele de altele (corespunzând privirii obiectului, așa cum ar fi, din dreapta și din stânga). Cu cât obiectul este mai aproape, cu atât această diferență este mai vizibilă. Se creează impresia unei diferențe de distanțe. Aceeași capacitate de vedere vă permite să vedeți obiectul în volum, și nu plat.

În al doilea rând, datorită prezenței a doi ochi, câmpul vizual crește. Câmpul vizual al unei persoane este prezentat în Figura 97, a. Pentru comparație, lângă el sunt prezentate câmpurile vizuale ale unui cal (Fig. 97, c) și ale unui iepure de câmp (Fig. 97, b). Privind aceste desene, este ușor de înțeles de ce este atât de dificil pentru prădători să se strecoare asupra acestor animale fără să se dea.

Viziunea permite oamenilor să se vadă. Este posibil să te vezi pe tine însuți, dar să fii invizibil pentru ceilalți? Pentru prima dată, scriitorul englez Herbert Wells (1866-1946) a încercat să răspundă la această întrebare în romanul său Omul invizibil. O persoană va deveni invizibilă după ce substanța sa devine transparentă și are aceeași densitate optică ca și aerul din jur. Atunci nu va exista nicio reflectare și refracție a luminii la granița corpului uman cu aerul și se va transforma în invizibilitate. Așadar, de exemplu, sticla zdrobită, care are aspectul unei pulberi albe în aer, dispare imediat din vedere când este pusă în apă - un mediu care are aproximativ aceeași densitate optică ca și sticla.

În 1911, omul de știință german Shpaltegolts a impregnat un preparat din țesutul mort al unui animal cu un lichid special preparat, după care l-a așezat într-un vas cu același lichid.Preparatul a devenit invizibil.

Totuși, omul invizibil trebuie să fie invizibil în aer, și nu într-o soluție special pregătită. Și acest lucru nu poate fi realizat.

Dar să presupunem că o persoană reușește totuși să devină transparentă. Oamenii nu vor mai vedea. Îi poate vedea el însuși? Nu, deoarece toate părțile sale, inclusiv ochii, vor înceta să refracte razele de lumină și, în consecință, nicio imagine nu va apărea pe retina ochiului. În plus, pentru a se forma în mintea unei persoane imagine vizibilă razele de lumină trebuie să fie absorbite de retină, transferându-și energia acesteia. Această energie este necesară pentru apariția semnalelor care vin prin nervul optic către creierul uman. Dacă ochii persoanei invizibile devin complet transparenți, atunci acest lucru nu se va întâmpla. Și dacă da, atunci va înceta deloc să vadă. Omul invizibil va fi orb.

Herbert Wells nu a ținut cont de această împrejurare și, prin urmare, și-a înzestrat eroul cu viziune normală, permițându-i să terorizeze întreg orașul fără a fi observat.

1. Cum este aranjat ochiul uman? Ce părți alcătuiesc sistemul optic? 2. Descrie imaginea care apare pe retină. 3. Cum se transmite imaginea unui obiect către creier? De ce vedem lucrurile drept și nu pe dos? 4. De ce, când privim un obiect apropiat de unul îndepărtat, continuăm să-i vedem imaginea clară? 5. Care este distanța cea mai buna viziune? 6. Care este avantajul de a vedea cu doi ochi? 7. De ce omul invizibil trebuie să fie orb?

Aparatul auxiliar al sistemului vizual și funcțiile acestuia

Sistemul senzorial vizual este echipat cu un aparat auxiliar complex, care include globul ocular și trei perechi de mușchi care asigură mișcarea acestuia. Elementele globului ocular realizează transformarea primară a semnalului luminos care intră în retină:
sistemul optic al ochiului focalizează imaginile pe retină;
pupila reglează cantitatea de lumină care intră pe retină;
Mușchii globului ocular asigură mișcarea continuă a acestuia.

Formarea imaginii pe retină

Lumina naturală reflectată de suprafața obiectelor este difuză, adică. razele de lumină din fiecare punct al obiectului emană în direcții diferite. Prin urmare, în absența unui sistem optic al ochiului, razele dintr-un punct al obiectului ( A) ar lovi diferite părți ale retinei ( a1, a2, a3). Un astfel de ochi ar putea distinge nivel general iluminarea, dar nu contururile obiectelor (Fig. 1 A).

Pentru a vedea obiectele lumii înconjurătoare, este necesar ca razele de lumină din fiecare punct al obiectului să lovească doar un punct al retinei, adică. imaginea trebuie focalizată. Acest lucru poate fi realizat prin plasarea unei suprafețe de refracție sferică în fața retinei. Raze de lumină care emană dintr-un singur punct ( A), după refracția pe o astfel de suprafață va fi colectată la un moment dat a1(concentrare). Astfel, pe retină va apărea o imagine clară inversată (Fig. 1B).

Refracția luminii se realizează la interfața dintre două medii având indici de refracție diferiți. Globul ocular conține 2 lentile sferice: corneea și cristalinul. În consecință, există 4 suprafețe de refracție: aer/cornee, cornee/umoare apoasă a camerei anterioare a ochiului, umoare apoasă/lentila, cristalin/corp vitros.

Cazare

Acomodare - reglarea puterii de refracție a aparatului optic al ochiului la o anumită distanță față de obiectul în cauză. Conform legilor refracției, dacă o rază de lumină cade pe o suprafață de refracție, atunci ea deviază cu un unghi care depinde de unghiul de incidență a acesteia. Când un obiect se apropie, unghiul de incidență al razelor emanate din acesta se va modifica, astfel încât razele refractate se vor aduna într-un alt punct, care va fi în spatele retinei, ceea ce va duce la o „neclară” a imaginii (Fig. 2B). ). Pentru a-l focaliza din nou, este necesară creșterea puterii de refracție a aparatului optic al ochiului (Fig. 2B). Acest lucru se realizează printr-o creștere a curburii cristalinului, care apare odată cu creșterea tonusului mușchiului ciliar.

Reglarea iluminării retinei

Cantitatea de lumină care cade pe retină este proporțională cu aria pupilei. Diametrul pupilei la un adult variază de la 1,5 la 8 mm, ceea ce asigură o modificare a intensității luminii incidente pe retină de aproximativ 30 de ori. Reacțiile pupile sunt asigurate de două sisteme de mușchi netezi ai irisului: atunci când mușchii inelari se contractă, pupila se îngustează, iar când mușchii radiali se contractă, se extinde.

Odată cu scăderea lumenului pupilei, claritatea imaginii crește. Acest lucru se datorează faptului că constrângerea pupilei împiedică lumina să ajungă în regiunile periferice ale lentilei și, prin urmare, elimină distorsiunea imaginii datorată aberației sferice.

mișcările ochilor

Ochiul uman este condus de șase mușchi oculari, care sunt inervați de trei nervi cranieni - oculomotor, trohlear și abducens. Acești mușchi asigură două tipuri de mișcări ale globului ocular - mișcări spasmodice rapide (sacade) și mișcări netede.

Mișcări spasmodice ale ochilor (sacade) apar atunci când se consideră obiecte staționare (Fig. 3). Rotirile rapide ale globului ocular (10 - 80 ms) alternează cu perioade de fixare a privirii fixe la un moment dat (200 - 600 ms). Unghiul de rotație al globului ocular în timpul unei sacade variază de la câteva minute de arc până la 10°, iar atunci când priviți de la un obiect la altul, poate ajunge la 90°. La unghiuri mari de deplasare, sacadele sunt însoțite de o întoarcere a capului; deplasarea globului ocular precede de obicei mişcarea capului.

Mișcări ușoare ale ochilor însoţesc obiectele care se deplasează în câmpul vizual. Viteza unghiulară a unor astfel de mișcări corespunde vitezei unghiulare a obiectului. Dacă acesta din urmă depășește 80°/s, atunci urmărirea devine combinată: mișcările netede sunt completate de sacade și întoarceri ale capului.

nistagmus - alternarea periodică a mișcărilor netede și spasmodice. Când o persoană care călărește un tren se uită pe fereastră, ochii lui însoțesc lin peisajul care se mișcă în afara ferestrei, iar apoi privirea îi sare către un nou punct de fixare.

Conversia semnalului luminos în fotoreceptori

Tipuri de fotoreceptori retinieni și proprietățile acestora

Există două tipuri de fotoreceptori în retină (tije și conuri), care diferă ca structură și proprietăți fiziologice.

Tabelul 1. Proprietățile fiziologice ale tijelor și conurilor

	bastoane	conuri
pigment fotosensibil	rodopsina	Iodopsină
Absorbție maximă de pigment	Are două maxime - unul în partea vizibilă a spectrului (500 nm), celălalt în ultraviolete (350 nm)	Există 3 tipuri de iodopsine care au maxime de absorbție diferite: 440 nm (albastru), 520 nm (verde) și 580 nm (roșu)
Clasele de celule		Fiecare con conține doar un pigment. În consecință, există 3 clase de conuri care sunt sensibile la lumină cu lungimi de undă diferite.
Distribuția retiniană	În partea centrală a retinei, densitatea tijei este de aproximativ 150.000 pe mm2, spre periferie scade la 50.000 pe mm2. Nu există tije în fosa centrală și punct orb.	Densitatea conurilor în fovee ajunge la 150.000 pe mm2, acestea sunt absente în unghiul oarbă, iar pe restul suprafeței retinei, densitatea conurilor nu depășește 10.000 pe mm2.
Sensibilitate la lumină	Tijele sunt de aproximativ 500 de ori mai mari decât conurile
Funcţie	Furnizați alb-negru (viziune scototopică)	Oferă culoare (viziune fototopică)

Teoria vederii duale

Prezența a două sisteme fotoreceptoare (conuri și tije), care diferă în sensibilitatea la lumină, asigură ajustarea la nivelul variabil al luminii ambientale. În condiții de iluminare insuficientă, percepția luminii este asigurată de tije, în timp ce culorile nu se pot distinge ( vedere scototopică e). În lumină puternică, vederea este asigurată în principal de conuri, ceea ce face posibilă distingerea bine a culorilor ( viziune fototopică ).

Mecanismul de conversie a semnalului luminos în fotoreceptor

Fotoreceptorii din retină realizează conversia energiei radiatie electromagnetica(lumină) în energia fluctuațiilor potențialului de membrană al celulei. Procesul de transformare decurge în mai multe etape (Fig. 4).

În prima etapă, un foton de lumină vizibilă, care se încadrează într-o moleculă de pigment fotosensibil, este absorbit de electronii p ai legăturilor duble conjugate 11- cis-retinal, în timp ce retina trece în transă-formă. Stereomerizare 11- cis-retinina provoaca modificari conformationale in partea proteica a moleculei de rodopsina.

În a 2-a etapă, este activată proteina transducină, care în starea sa inactivă conține GDP strâns legat. După interacțiunea cu rodopsina fotoactivată, transducina schimbă molecula GDP cu GTP.

La a treia etapă, transducina care conține GTP formează un complex cu cGMP-fosfodiesteraza inactivă, ceea ce duce la activarea acesteia din urmă.

La a 4-a etapă, cGMP-fosfodiesteraza activată hidrolizează intracelular de la GMP la GMP.

În a 5-a etapă, o scădere a concentrației de cGMP duce la închiderea canalelor cationice și la hiperpolarizarea membranei fotoreceptoare.

În timpul transducției semnalului mecanismul fosfodiesterazei este în curs de consolidare. În timpul răspunsului fotoreceptor, o singură moleculă de rodopsina excitată reușește să activeze câteva sute de molecule de transducină. Acea. în prima etapă a transducției semnalului are loc o amplificare de 100-1000 de ori. Fiecare moleculă de transducină activată activează doar o moleculă de fosfodiesterază, dar aceasta din urmă catalizează hidroliza a câteva mii de molecule cu GMP. Acea. în această etapă, semnalul este amplificat de încă 1.000 -10.000 de ori. Prin urmare, atunci când se transmite un semnal de la un foton la cGMP, poate apărea amplificarea lui de peste 100.000 de ori.

Procesarea informațiilor în retină

Elemente ale rețelei neuronale a retinei și funcțiile acestora

Rețeaua neuronală a retinei include 4 tipuri de celule nervoase (Fig. 5):

celule ganglionare,
celule bipolare,
celule amacrine,
celule orizontale.

celule ganglionare - neuroni, ai căror axoni, ca parte a nervului optic, ies din ochi și merg spre sistemul nervos central. Funcția celulelor ganglionare este de a conduce excitația de la retină la sistemul nervos central.

celule bipolare conectează receptorii și celulele ganglionare. Două procese ramificate pleacă din corpul unei celule bipolare: un proces formează contacte sinaptice cu mai multe celule fotoreceptoare, celălalt cu mai multe celule ganglionare. Funcția celulelor bipolare este de a conduce excitația de la fotoreceptori la celulele ganglionare.

Celulele orizontale conectați fotoreceptorii adiacenți. Mai multe procese se extind din corpul celulei orizontale, care formează contacte sinaptice cu fotoreceptorii. Funcția principală a celulelor orizontale este implementarea interacțiunilor laterale ale fotoreceptorilor.

celule amacrine sunt situate asemănător cu cele orizontale, dar sunt formate din contacte nu cu fotoreceptori, ci cu celule ganglionare.

Răspândirea excitației în retină

Când un fotoreceptor este iluminat, în el se dezvoltă un potențial de receptor, care este o hiperpolarizare. Potențialul de receptor care a apărut în celula fotoreceptoare este transmis celulelor bipolare și orizontale prin contacte sinaptice cu ajutorul unui mediator.

Atât depolarizarea, cât și hiperpolarizarea se pot dezvolta într-o celulă bipolară (a se vedea mai jos pentru mai multe detalii), care se răspândește la celulele ganglionare prin contact sinaptic. Aceștia din urmă sunt activi spontan, adică. generează continuu potențiale de acțiune la o anumită frecvență. Hiperpolarizarea celulelor ganglionare duce la scăderea frecvenței impulsurilor nervoase, depolarizarea - la creșterea acesteia.

Răspunsurile electrice ale neuronilor retinieni

Câmpul receptiv al unei celule bipolare este o colecție de celule fotoreceptoare cu care formează contacte sinaptice. Câmpul receptiv al unei celule ganglionare este înțeles ca totalitatea celulelor fotoreceptoare cu care această celulă ganglionară este conectată prin celule bipolare.

Câmpurile receptive ale celulelor bipolare și ganglionare sunt rotunde. În câmpul receptiv se pot distinge părțile centrale și periferice (fig. 6). Granița dintre părțile centrale și periferice ale câmpului receptiv este dinamică și se poate schimba pe măsură ce nivelul de lumină se modifică.

Reacțiile celulelor nervoase ale retinei la iluminarea fotoreceptorilor părților centrale și periferice ale câmpului lor receptiv, de regulă, sunt opuse. În același timp, există mai multe clase de celule ganglionare și bipolare (celule ON -, OFF -), demonstrând diferite răspunsuri electrice la acțiunea luminii (Fig. 6).

Masa 2. Clase de celule ganglionare și bipolare și răspunsurile lor electrice

Clasele de celule	Reacția celulelor nervoase atunci când sunt iluminate de fotoreceptori localizați
	în partea centrală a RP	în partea periferică a RP
celule bipolare PE tip	Depolarizare	Hiperpolarizare
celule bipolare OFF tip	Hiperpolarizare	Depolarizare
celule ganglionare PE tip
celule ganglionare OFF tip	Hiperpolarizare și scădere a frecvenței AP	Depolarizarea și creșterea frecvenței AP
celule ganglionare PE- OFF tip	Ele oferă un răspuns scurt ON la un stimul de lumină staționară și un răspuns scurt OFF la slăbirea luminii.

Prelucrarea informațiilor vizuale în SNC

Căile senzoriale ale sistemului vizual

Axonii mielinizați ai celulelor ganglionare retiniene sunt trimiși la creier ca parte a doi nervi optici (Fig. 7). Nervii optici drept și stângi se contopesc la baza craniului pentru a forma chiasma optică. Aici, fibrele nervoase din jumătatea medială a retinei fiecărui ochi trec pe partea contralaterală, iar fibrele din jumătățile laterale ale retinei continuă ipsilateral.

După încrucișare, axonii celulelor ganglionare din tractul optic urmează către corpurile geniculate laterale (LCB), unde formează contacte sinaptice cu neuronii SNC. Axonii celulelor nervoase ale LKT ca parte a așa-numitului. radiația vizuală ajunge la neuronii cortexului vizual primar (câmpul 17 conform lui Brodmann). Mai mult, de-a lungul conexiunilor intracorticale, excitația se extinde către cortexul vizual secundar (câmpurile 18b-19) și zonele asociative ale cortexului.

Căile senzoriale ale sistemului vizual sunt organizate conform principiul retinotopic - excitația de la celulele ganglionare vecine ajunge la punctele vecine ale LCT și cortexului. Suprafața retinei este, parcă, proiectată pe suprafața LKT și a cortexului.

Majoritatea axonilor celulelor ganglionare se termină în LCT, în timp ce unele dintre fibre merg la coliculii superiori, hipotalamus, regiunea pretectală a trunchiului cerebral și nucleul tractului optic.

Legătura dintre retină și coliculii superiori servește la reglarea mișcărilor oculare.

Proiecția retinei în hipotalamus servește la conectarea endogene ritmurile circadiene cu fluctuații zilnice ale nivelului de lumină.

Legătura dintre retină și regiunea pretectală a trunchiului este extrem de importantă pentru reglarea lumenului pupilei și acomodare.

Neuronii nucleilor tractului optic, care primesc și inputuri sinaptice de la celulele ganglionare, sunt asociați cu nucleii vestibulari ai trunchiului cerebral. Această proiecție vă permite să evaluați poziția corpului în spațiu pe baza semnalelor vizuale și, de asemenea, servește la implementarea reacțiilor oculomotorii complexe (nistagmus).

Prelucrarea informațiilor vizuale în LCT

Neuronii LCT au câmpuri receptive rotunjite. Răspunsurile electrice ale acestor celule sunt similare cu cele ale celulelor ganglionare.

În LCT, există neuroni care sunt excitați atunci când există o limită lumină/întuneric în câmpul lor receptiv (neuroni de contrast) sau când această limită se mișcă în câmpul receptiv (detectori de mișcare).

Prelucrarea informațiilor vizuale în cortexul vizual primar

În funcție de răspunsul la stimuli lumini, neuronii corticali sunt împărțiți în mai multe clase.

Neuroni cu un câmp receptiv simplu. Cea mai puternică excitație a unui astfel de neuron are loc atunci când câmpul său receptiv este iluminat cu o bandă luminoasă de o anumită orientare. Frecvența impulsurilor nervoase generate de un astfel de neuron scade odată cu schimbarea orientării benzii de lumină (Fig. 8A).

Neuroni cu un câmp receptiv complex. Gradul maxim de excitare a neuronului este atins atunci când stimulul luminos se deplasează în zona ON a câmpului receptiv într-o anumită direcție. Mișcarea stimulului luminos în altă direcție sau ieșirea stimulului luminos în afara zonei ON provoacă o excitație mai slabă (Fig. 8B).

Neuroni cu un câmp receptiv supercomplex. Excitația maximă a unui astfel de neuron se realizează sub acțiunea unui stimul luminos de configurație complexă. De exemplu, neuronii sunt cunoscuți, a căror excitare cea mai puternică se dezvoltă la trecerea a două granițe dintre lumină și întuneric în zona ON a câmpului receptiv (Fig. 23.8 C).

În ciuda cantității uriașe de date experimentale privind modelele de răspuns celular la diverși stimuli vizuali, în prezent nu există o teorie completă care să explice mecanismele de procesare a informațiilor vizuale în creier. Nu putem explica modul în care răspunsurile electrice diverse ale neuronilor din retină, LC și cortex asigură recunoașterea modelelor și alte fenomene de percepție vizuală.

Reglarea funcțiilor dispozitivelor auxiliare

regulamentul de cazare. Modificarea curburii cristalinului se realizează cu ajutorul mușchiului ciliar. Odată cu contracția mușchiului ciliar, curbura suprafeței anterioare a cristalinului crește și puterea de refracție crește. Fibrele musculare netede ale mușchiului ciliar sunt inervate de neuroni postganglionari ai căror corpuri se află în ganglionul ciliar.

Un stimul adecvat pentru modificarea gradului de curbură a cristalinului este neclaritatea imaginii pe retină, care este înregistrată de neuronii cortexului primar. Datorită conexiunilor în jos ale cortexului, are loc o modificare a gradului de excitare a neuronilor din regiunea pretectală, care, la rândul său, determină activarea sau inhibarea neuronilor preganglionari ai nucleului oculomotor (nucleul Edinger-Westphal) și a neuronilor postganglionari ai ciliarului. ganglion.

Reglarea lumenului pupilei. Constricția pupilei apare atunci când fibrele musculare netede inelare ale corneei, care sunt inervate de neuronii postganglionari parasimpatici ai ganglionului ciliar, se contractă. Excitația acestuia din urmă are loc la o intensitate mare a luminii incidente pe retină, care este percepută de neuronii cortexului vizual primar.

Dilatarea pupilei se realizează prin contracția mușchilor radiali ai corneei, care sunt inervați de neuronii simpatici ai HSP. Activitatea acestuia din urmă este sub controlul centrului ciliospinal și al regiunii pretectale. Stimulul pentru dilatarea pupilei este o scădere a nivelului de iluminare a retinei.

Reglarea mișcărilor oculare. O parte din fibrele celulelor ganglionare urmează neuronii coliculului superior al cvadrigeminei ( mezencefal), care sunt asociate cu nucleii nervilor oculomotor, trohlear și eferent, ai căror neuroni inervează fibrele musculare striate ale mușchilor ochiului. Celulele nervoase ale tuberculilor superiori vor primi intrări sinaptice de la receptorii vestibulari, proprioreceptori ai mușchilor gâtului, ceea ce permite corpului să coordoneze mișcările ochilor cu mișcările corpului în spațiu.

Fenomene de percepție vizuală

Recunoasterea formelor

Sistemul vizual are o capacitate remarcabilă de a recunoaște un obiect într-o varietate de moduri ale imaginii sale. Putem recunoaște o imagine (o față familiară, o literă etc.) când lipsesc unele părți ale acesteia, când conține elemente inutile, când este orientată diferit în spațiu, are dimensiuni unghiulare diferite, este întoarsă spre noi partide diferite etc. (Fig. 9). Mecanismele neurofiziologice ale acestui fenomen sunt în prezent studiate intens.

Constanța formei și mărimii

De regulă, percepem obiectele din jur ca neschimbate în formă și dimensiune. Deși de fapt forma și dimensiunea lor pe retină nu sunt constante. De exemplu, un biciclist în câmpul vizual apare întotdeauna de aceeași dimensiune, indiferent de distanța până la el. Roțile unei biciclete sunt percepute ca rotunde, deși, de fapt, imaginile lor de pe retină pot fi elipse înguste. Acest fenomen demonstrează rolul experienței în viziunea asupra lumii înconjurătoare. Mecanismele neurofiziologice ale acestui fenomen sunt momentan necunoscute.

Percepție adâncă

Imaginea lumii înconjurătoare pe retină este plată. Cu toate acestea, vedem lumea ca fiind voluminoasă. Există mai multe mecanisme care asigură construirea unui spațiu tridimensional bazat pe imagini plate format pe retină.

Deoarece ochii sunt localizați la o oarecare distanță unul de celălalt, imaginile formate pe retina ochilor stângi și dreptului diferă oarecum unele de altele. Cu cât obiectul este mai aproape de observator, cu atât aceste imagini vor diferi mai mult.

Imaginile suprapuse ajută, de asemenea, la evaluarea poziției lor relative în spațiu. Imaginea unui obiect apropiat se poate suprapune cu imaginea unuia îndepărtat, dar nu invers.

Când capul observatorului se mișcă, imaginile obiectelor observate de pe retină se vor deplasa și ele (fenomen de paralaxă). Pentru aceeași deplasare a capului, imaginile cu obiecte apropiate se vor deplasa mai mult decât imaginile cu obiecte îndepărtate.

Percepția liniștii spațiului

Dacă, după ce a închis un ochi, apăsăm un deget pe al doilea glob ocular, atunci vom vedea că lumea din jurul nostru se deplasează într-o parte. În condiții normale, lumea înconjurătoare este staționară, deși imaginea de pe retină „sare” în mod constant din cauza mișcării globilor oculari, a întoarcerii capului și a modificărilor poziției corpului în spațiu. Percepția imobilității spațiului înconjurător este asigurată de faptul că procesarea imaginilor vizuale ține cont de informații despre mișcarea ochilor, mișcările capului și poziția corpului în spațiu. Sistemul senzorial vizual poate „scădea” propriile mișcări ochii și corpul din imaginile în mișcare de pe retină.

Teorii ale vederii culorilor

Teoria cu trei componente

Bazat pe principiul amestecării aditivilor tricromatici. Conform acestei teorii, trei tipuri de conuri (sensibile la roșu, verde și culoarea albastra) funcționează ca sisteme receptor independente. Comparând intensitatea semnalelor de la cele trei tipuri de conuri, sistemul senzorial vizual produce o „biasire aditivă virtuală” și calculează culoarea adevărată. Autorii teoriei sunt Jung, Maxwell, Helmholtz.

Teoria oponentului culorii

Se presupune că orice culoare poate fi descrisă fără ambiguitate, indicând poziția sa pe două scale - „albastru-galben”, „roșu-verde”. Culorile situate la polii acestor scale sunt numite culori adverse. Această teorie este susținută de faptul că există neuroni în retină, LC și cortex care sunt activați atunci când câmpul lor receptiv este iluminat cu lumină roșie și inhibați când lumina este verde. Alți neuroni sunt declanșați la acțiune Culoarea galbenași încetinește sub acțiunea albastrului. Se presupune că, comparând gradul de excitare a neuronilor sistemelor „roș-verde” și „galben-albastru”, sistemul senzorial vizual poate calcula caracteristicile de culoare ale luminii. Autorii teoriei sunt Mach, Goering.

Astfel, există dovezi experimentale pentru ambele teorii. viziunea culorilor. luate în considerare în prezent. Că teoria cu trei componente descrie în mod adecvat mecanismele percepției culorilor la nivelul fotoreceptorilor retinieni, iar teoria culorilor opuse descrie mecanismele percepției culorilor la nivelul rețelelor neuronale.

Prin ochi, nu prin ochi
Mintea poate vedea lumea.
William Blake

Obiectivele lecției:

Educational:

• să dezvăluie structura și semnificația analizatorului vizual, senzațiile vizuale și percepția;
• aprofundarea cunoștințelor despre structura și funcția ochiului ca sistem optic;
• explicați cum se formează o imagine pe retină,
• pentru a da o idee despre miopie și hipermetropie, despre tipurile de corectare a vederii.

În curs de dezvoltare:

• să formeze capacitatea de a observa, compara și trage concluzii;
• continua sa se dezvolte gandire logica;
• continuă să-și formeze o idee despre unitatea conceptelor lumii înconjurătoare.

Educational:

• să cultive o atitudine atentă față de sănătatea cuiva, să dezvăluie problemele de igiena vizuală;
• continua să dezvolte o atitudine responsabilă față de învățare.

Echipament:

• masa " analizator vizual",
• model de ochi pliabil,
• preparat umed "Ochiul mamiferelor",
• fișă cu ilustrații.

În timpul orelor

1. Moment organizatoric.

2. Actualizarea cunoștințelor. Repetarea temei „Structura ochiului”.

3. Explicația noului material:

Sistemul optic al ochiului.

Retină. Formarea imaginilor pe retină.

Iluzii optice.

Acomodarea ochilor.

Avantajul de a vedea cu doi ochi.

Mișcarea ochilor.

Defecte vizuale, corectarea lor.

Igiena vederii.

4. Fixare.

5. Rezultatele lecției. punerea în scenă teme pentru acasă.

Repetarea temei „Structura ochiului”.

Profesor de biologie:

În ultima lecție, am studiat tema „Structura ochiului”. Să revizuim conținutul acestei lecții. Continuați propoziția:

1) Zona vizuală a emisferelor cerebrale este situată în ...

2) Dă culoare ochiului...

3) Analizorul este format din...

4) Organele auxiliare ale ochiului sunt...

5) Globul ocular are ... scoici

6) Convex - lentila concavă a globului ocular este...

Folosind imaginea, spuneți-ne despre structura și scopul părților constitutive ale ochiului.

Explicarea noului material.

Profesor de biologie:

Ochiul este organul vederii la animale și la oameni. Este un dispozitiv cu auto-reglare. Vă permite să vedeți obiecte apropiate și îndepărtate. Apoi, obiectivul se micșorează aproape într-o minge, apoi se întinde, modificând astfel distanța focală.

Sistemul optic al ochiului este format din cornee, cristalin și corpul vitros.

Retina (membrana retiniană care acoperă fundul ochiului) are o grosime de 0,15-0,20 mm și este formată din mai multe straturi de celule nervoase. Primul strat este adiacent celulelor pigmentare negre. El este educat receptorii vizuali- bastoane si conuri. Există de sute de ori mai multe tije în retina umană decât conuri. Tijele sunt excitate foarte repede de lumina slabă a amurgului, dar nu pot percepe culoarea. Conurile sunt excitate lent și numai de lumină puternică - sunt capabile să perceapă culoarea. Tijele sunt distribuite uniform pe retină. Direct opus pupilei în retină este o pată galbenă, care constă exclusiv din conuri. Când luăm în considerare un obiect, privirea se mișcă astfel încât imaginea să cadă pe pata galbenă.

Ramurile se extind din celulele nervoase. Într-un loc al retinei, se adună într-un mănunchi și formează nervul optic. Peste un milion de fibre transportă informații vizuale către creier sub formă de impulsuri nervoase. Acest loc, lipsit de receptori, se numește punct orb. Analiza culorii, formei, iluminării unui obiect, detaliile sale, care au început în retină, se termină în zona cortexului. Toate informațiile sunt colectate aici, sunt decodificate și rezumate. Ca urmare, se formează o idee despre subiect. „Vezi” creierul, nu ochiul.

Deci vederea este un proces subcortical. Depinde de calitatea informațiilor care vin de la ochi către cortexul cerebral (regiunea occipitală).

Profesor de fizica:

Am aflat că sistemul optic al ochiului este alcătuit din cornee, cristalin și corpul vitros. Lumina, refractată în sistemul optic, oferă imagini reale, reduse, inverse ale obiectelor luate în considerare pe retină.

Johannes Kepler (1571 - 1630) a fost primul care a demonstrat că imaginea de pe retină este inversată prin construirea traseului razelor în sistemul optic al ochiului. Pentru a testa această concluzie, omul de știință francez René Descartes (1596 - 1650) a luat un ochi de taur și, după ce a răzuit un strat opac de pe peretele din spate, l-a așezat într-o gaură făcută într-un oblon. Și chiar acolo, pe peretele translucid al fundului de ochi, a văzut o imagine inversată a imaginii observate de la fereastră.

De ce, atunci, vedem toate obiectele așa cum sunt, adică. cu susul în jos?

Faptul este că procesul vederii este corectat continuu de creier, care primește informații nu numai prin ochi, ci și prin alte organe de simț.

În 1896, psihologul american J. Stretton a pus la cale un experiment asupra sa. Și-a pus ochelari speciali, datorită cărora imaginile obiectelor din jur de pe retina ochiului nu au fost inversate, ci directe. Si ce? Lumea din mintea lui Stretton s-a întors cu susul în jos. A început să vadă totul pe dos. Din această cauză, a existat o nepotrivire în activitatea ochilor cu alte simțuri. Omul de știință a dezvoltat simptome de rău de mare. Pe parcursul trei zile i se simțea greață. Cu toate acestea, în a patra zi corpul a început să revină la normal, iar în a cincea zi Stretton a început să se simtă la fel ca înainte de experiment. Creierul omului de știință s-a obișnuit cu noile condiții de muncă și a început din nou să vadă toate obiectele drepte. Dar când și-a scos ochelarii, totul s-a întors din nou cu susul în jos. În decurs de o oră și jumătate, vederea i-a fost restabilită și a început din nou să vadă normal.

Este curios că o astfel de adaptare este caracteristică doar creierului uman. Când, într-unul dintre experimente, unei maimuțe i s-au pus ochelari răsturnați, aceasta a primit o astfel de lovitură psihologică încât, după ce a făcut mai multe mișcări greșite și a căzut, a intrat într-o stare asemănătoare comei. Reflexele ei au început să se estompeze, tensiunea arterială a scăzut, iar respirația ei a devenit frecventă și superficială. Nu există așa ceva la oameni. Cu toate acestea, creierul uman nu este întotdeauna capabil să facă față analizei imaginii obținute pe retină. În astfel de cazuri, apar iluzii de vedere - obiectul observat ni se pare că nu este așa cum este cu adevărat.

Ochii noștri nu pot percepe natura obiectelor. Prin urmare, nu le impuneți iluzii ale rațiunii. (Lucretius)

Auto-amăgirea vizuală

Deseori vorbim despre „înșelăciune a văzului”, „înșelăciune a auzului”, dar aceste expresii sunt incorecte. Nu există înșelăciuni ale sentimentelor. Filosoful Kant a spus pe bună dreptate despre aceasta: „Simțurile nu ne înșală – nu pentru că judecă întotdeauna corect, ci pentru că nu judecă deloc”.

Ce ne înșală, deci, în așa-zisele „înșelăciuni” ale simțurilor? Desigur, ceea ce în acest caz „judecă”, adică. propriul nostru creier. Într-adevăr, majoritateaînșelăciunea depinde numai de faptul că nu vedem doar, ci și raționăm inconștient și ne inducem în eroare involuntar. Acestea sunt înșelăciuni ale judecății, nu ale sentimentelor.

Galerie de imagini, sau ce vezi

Fiica, mama si tata mustacios?

Un indian care se uită mândru la soare și un eschimos cu glugă cu spatele întors...

Bărbați tineri și bătrâni

Femeile tinere și bătrâne

Sunt liniile paralele?

Este un patrulater un pătrat?

Care elipsă este mai mare - cea inferioară sau cea interioară superioară?

Ce este mai mult în această figură - înălțime sau lățime?

Care linie este continuarea primei?

Observați „tremurul” cercului?

Există o altă trăsătură a vederii care nu poate fi ignorată. Se știe că atunci când se modifică distanța de la lentilă la obiect, se schimbă și distanța până la imaginea acestuia. Cum rămâne o imagine clară pe retină atunci când ne mutăm privirea de la un obiect îndepărtat la unul mai apropiat?

După cum știți, mușchii care sunt atașați lentilei sunt capabili să modifice curbura suprafețelor sale și, prin urmare, puterea optică a ochiului. Când ne uităm la obiecte îndepărtate, acești mușchi sunt într-o stare relaxată, iar curbura lentilei este relativ mică. Când se uită la obiectele din apropiere, mușchii ochiului comprimă cristalinul și curbura acestuia și, în consecință, puterea optică crește.

Se numește capacitatea ochiului de a se adapta la vederea atât de aproape, cât și de departe cazare(din lat. accomodatio - adaptare).

Datorită acomodarii, o persoană reușește să focalizeze imagini ale diferitelor obiecte la aceeași distanță de lentilă - pe retină.

Cu toate acestea, cu o locație foarte apropiată a obiectului luat în considerare, tensiunea mușchilor care deformează cristalinul crește, iar munca ochiului devine obositoare. Distanța optimă de citit și scris pentru un ochi normal este de aproximativ 25 cm.Această distanță se numește cea mai bună distanță de vedere.

Profesor de biologie:

Care sunt beneficiile vederii cu ambii ochi?

1. Câmpul vizual al unei persoane crește.

2. Datorită prezenței a doi ochi putem distinge care obiect este mai aproape, care este mai departe de noi.

Faptul este că pe retina ochilor drept și stâng, imaginile diferă unele de altele (corespunzător vederii obiectelor, parcă, din dreapta și din stânga). Cu cât obiectul este mai aproape, cu atât această diferență este mai vizibilă. Se creează impresia unei diferențe de distanțe. Aceeași capacitate a ochiului vă permite să vedeți obiectul în volum, și nu plat. Această abilitate se numește viziune stereoscopică. Lucrarea comună a ambelor emisfere cerebrale oferă o distincție între obiecte, forma, dimensiunea, locația, mișcarea acestora. Efectul spațiului tridimensional poate apărea atunci când luăm în considerare o imagine plată.

Pentru câteva minute, priviți imaginea la o distanță de 20 - 25 cm de ochi.

Timp de 30 de secunde, uită-te la vrăjitoarea de pe mătură fără a privi în altă parte.

Mutați-vă rapid privirea către desenul castelului și priviți, numărând până la 10, la deschiderea porții. În deschidere vei vedea o vrăjitoare albă pe un fundal gri.

Când vă priviți ochii în oglindă, probabil că observați că ambii ochi efectuează mișcări mari și abia vizibile strict simultan, în aceeași direcție.

Ochii arată mereu așa? Cum ne comportăm într-o cameră familiară? De ce avem nevoie de mișcări ale ochilor? Sunt necesare pentru inspecția inițială. Privind în jur, ne formăm o imagine holistică, iar toate acestea sunt transferate în stocarea în memorie. Prin urmare, pentru a recunoaște obiecte binecunoscute, mișcarea ochilor nu este necesară.

Profesor de fizica:

Una dintre principalele caracteristici ale vederii este acuitatea vizuală. Vederea oamenilor se schimbă odată cu vârsta, pentru că. lentila își pierde elasticitatea, capacitatea de a-și schimba curbura. Există hipermetropie sau miopie.

Miopia este o lipsă de vedere în care razele paralele, după refracția în ochi, nu sunt colectate pe retină, ci mai aproape de cristalin. Prin urmare, imaginile cu obiecte îndepărtate se dovedesc a fi neclare, neclare pe retină. Pentru a obține o imagine clară pe retină, obiectul în cauză trebuie adus mai aproape de ochi.

Distanța celei mai bune vederi pentru o persoană miopă este mai mică de 25 cm, astfel încât persoanele cu o lipsă similară de reniu sunt forțate să citească textul, plasându-l aproape de ochi. Miopia poate fi cauzată de următoarele motive:

• puterea optică excesivă a ochiului;
• alungirea ochiului de-a lungul axei sale optice.

Se dezvoltă de obicei în anii școlari și se asociază, de regulă, cu citirea sau scrierea prelungită, mai ales în condiții de lumină slabă și amplasarea necorespunzătoare a surselor de lumină.

Hipermetropia este o lipsă de vedere în care razele paralele, după refracția în ochi, converg într-un astfel de unghi încât focalizarea nu este situată pe retină, ci în spatele acesteia. Imaginile cu obiecte îndepărtate de pe retină se dovedesc din nou a fi neclare, neclare.

Profesor de biologie:

Pentru a preveni oboseala vizuală, există o serie de seturi de exerciții. Vă oferim câteva dintre ele:

Opțiunea 1 (durata 3-5 minute).

1. Poziția de pornire - așezat într-o poziție confortabilă: coloana vertebrală este dreaptă, ochii deschiși, privirea este îndreptată drept. Este foarte ușor de făcut, fără stres.

Privește spre stânga - drept, dreapta - drept, sus - drept, jos - drept, fără întârziere în poziția alocată. Repetați de 1-10 ori.

2. Privește în diagonală: stânga - jos - drept, dreapta - sus - drept, dreapta - jos - drept, stânga - sus - drept. Și crește treptat întârzierile în poziția alocată, respirația este arbitrară, dar asigură-te că nu există întârziere. Repetați de 1-10 ori.

3. Mișcări circulare ale ochilor: 1 până la 10 cercuri la stânga și la dreapta. Mai repede la început, apoi încetinește treptat.

4. Privește vârful degetului sau creionului ținut la 30 cm de ochi și apoi în depărtare. Repetați de mai multe ori.

5. Privește drept înainte cu atenție și nemișcat, încercând să vezi mai clar, apoi clipește de mai multe ori. Închideți pleoapele, apoi clipiți de câteva ori.

6. Schimbarea distanței focale: priviți vârful nasului, apoi în depărtare. Repetați de mai multe ori.

7. Masează pleoapele ochilor, mângâindu-le ușor cu degetele arătător și mijlociu în direcția de la nas la tâmple. Sau: închideți ochii și cu percuțele palmei, atingând foarte ușor, trageți de-a lungul pleoapelor superioare de la tâmple până la puntea nasului și spate, doar de 10 ori într-un ritm mediu.

8. Frecați-vă palmele împreună și ușor, acoperiți-vă fără efort ochii închiși anterior cu ele pentru a le bloca complet de la lumină timp de 1 minut. Imaginează-ți că ești cufundat în întuneric total. Deschide ochii.

Opțiunea 2 (durata 1-2 min).

1. Cu scorul 1-2, fixarea ochilor pe un obiect apropiat (distanța 15-20 cm), cu scorul 3-7, privirea este transferată către un obiect îndepărtat. La un număr de 8, privirea este din nou transferată către obiectul apropiat.

2. Cu capul nemișcat, în detrimentul lui 1, întoarceți ochii vertical în sus, în detrimentul lui 2 - în jos, apoi din nou în sus. Repetați de 10-15 ori.

3. Închideți ochii timp de 10-15 secunde, deschideți și mișcați ochii la dreapta și la stânga, apoi în sus și în jos (de 5 ori). Liber, fără tensiune, priviți în depărtare.

Varianta 3 (durata 2-3 minute).

Exercițiile se efectuează în poziția „șezând”, rezemat pe spate în scaun.

1. Privește drept înainte timp de 2-3 secunde, apoi coboară ochii timp de 3-4 secunde. Repetați exercițiul timp de 30 de secunde.

2. Ridică-ți ochii în sus, coboară-i în jos, ia-ți ochii spre dreapta, apoi spre stânga. Repetați de 3-4 ori. Durata 6 secunde.

3. Ridică ochii în sus, fă-i mișcări circulare în sens invers acelor de ceasornic, apoi în sensul acelor de ceasornic. Repetați de 3-4 ori.

4. Închideți bine ochii timp de 3-5 secunde, deschideți timp de 3-5 secunde. Repetați de 4-5 ori. Durata 30-50 secunde.

Consolidare.

Sunt oferite situații non-standard.

1. Un elev miop percepe literele scrise pe tablă ca fiind vagi, neclare. Trebuie să-și încordeze vederea pentru a-și acomoda ochiul fie la tablă, fie la caiet, ceea ce este dăunător atât pentru sistemul vizual, cât și pentru sistemul nervos. Sugerați designul unor astfel de ochelari pentru școlari pentru a evita stresul atunci când citesc textul de pe tablă.

2. Când cristalinul unei persoane devine tulbure (de exemplu, cu cataractă), acesta este de obicei îndepărtat și înlocuit cu un cristalin de plastic. O astfel de înlocuire privează ochiul de capacitatea de a se adapta și pacientul trebuie să folosească ochelari. Mai recent, în Germania, au început să producă o lentilă artificială care se poate autofocala. Ghiciți ce caracteristică de design a fost inventată pentru acomodarea ochiului?

3. H. G. Wells a scris romanul Omul invizibil. O personalitate invizibilă agresivă a vrut să subjugă întreaga lume. Te gândești la eșecul acestei idei? Când un obiect din mediu este invizibil? Cum poate vedea ochiul omului invizibil?

Rezultatele lecției. Stabilirea temelor.

• § 57, 58 (biologie),
• § 37.38 (fizică), oferă sarcini non-standard pe tema studiată (opțional).

Este important să cunoaștem structura retinei și modul în care primim informațiile vizuale, cel puțin în cea mai generală formă.

1. Uită-te la structura ochilor. După ce razele de lumină trec prin lentilă, ele pătrund în corpul vitros și cad pe interiorul, foarte coajă subțire ochii – retina. Ea este cea care joacă rolul principal în fixarea imaginii. Retina este veriga centrală a analizorului nostru vizual.

Retina este adiacentă coroidei, dar vag în multe zone. Aici tinde să se desprindă când diverse boli. În bolile retinei, este foarte des implicată în proces patologic si coroida. Nu există terminații nervoase în coroidă, prin urmare, atunci când este bolnavă, durerea nu apare, semnalând de obicei un fel de defecțiune.

Retina care percepe lumina poate fi împărțită funcțional în centrală (zona petei galbene) și periferică (restul suprafeței retinei). În consecință, ei disting viziune centrală, ceea ce face posibil să se vadă clar detaliile fine ale obiectelor și Vedere periferică, în care forma obiectului este percepută mai puțin clar, însă, cu ajutorul lui, are loc orientarea în spațiu.

2. Reticulul are o structură complexă multistrat. Este format din fotoreceptori (neuroepiteliu specializat) și celule nervoase. Fotoreceptorii localizați în retina ochiului sunt împărțiți în două tipuri, denumiți după forma lor: conuri și bastonașe. Tijele (în retină sunt aproximativ 130 de milioane) au o sensibilitate mare la lumină și vă permit să vedeți în lumină slabă, ele fiind și responsabile de vederea periferică. Conurile (în retină sunt aproximativ 7 milioane), dimpotrivă, necesită mai multă lumină pentru excitația lor, dar acestea sunt cele care vă permit să vedeți detaliile fine (sunt responsabili de vederea centrală) și fac posibilă distingerea culorile. Cea mai mare concentrație de conuri se găsește în zona retinei cunoscută sub numele de macula sau macula, care ocupă aproximativ 1% din suprafața retinei.

Tijele conțin mov vizual, datorită căruia sunt excitate foarte repede și cu lumină slabă. Vitamina A este implicată în formarea violetului vizual, a cărui lipsă dezvoltă așa-numita orbire nocturnă. Conurile nu conțin mov vizual, așa că sunt excitate lent și numai de lumină puternică, dar sunt capabile să perceapă culoarea: segmentele exterioare ale celor trei tipuri de conuri (sensibile la albastru, verde și roșu) conțin pigmenți vizuali de trei tipuri, ale căror maxime ale spectrelor de absorbție sunt în regiunile albastre, verzi și roșii ale spectrului.

3 . În tijele și conurile situate în straturile exterioare ale retinei, energia luminii este transformată în energie electrică a țesutului nervos. Impulsurile care apar în straturile exterioare ale retinei ajung la neuronii intermediari situati în straturile sale interioare și apoi la celulele nervoase. Procesele acestor celule nervoase converg radial către o zonă a retinei și formează discul optic, care este vizibil la examinarea fundului de ochi.

Nervul optic este format din procese de celule nervoase din retină și iese din globul ocular în apropierea polului său posterior. Transportă semnale de la terminațiile nervoase către creier.

Pe măsură ce iese din ochi, nervul optic se împarte în două jumătăți. Jumătatea interioară se intersectează cu aceeași jumătate a celuilalt ochi. Partea dreaptă a retinei fiecărui ochi transmite prin nervul optic partea dreaptă a imaginii către partea dreaptă a creierului, iar partea stângă a retinei, respectiv, partea stângă a imaginii - la partea stanga creier. Imaginea de ansamblu a ceea ce vedem este recreată direct de creier.

Astfel, percepția vizuală începe cu proiecția unei imagini pe retină și excitarea fotoreceptorilor, iar apoi informațiile primite sunt procesate secvențial în centrii vizuali subcortical și corticali. Ca urmare, apare o imagine vizuală care, datorită interacțiunii analizorului vizual cu alți analizatori și experienței acumulate (memoria vizuală), reflectă corect realitatea obiectivă. Pe retina ochiului se obține o imagine redusă și inversată a obiectului, dar vedem imaginea dreaptă și în dimensiune reală. Acest lucru se întâmplă și pentru că, împreună cu imaginile vizuale, impulsurile nervoase de la mușchii oculomotori intră și în creier, de exemplu, când privim în sus, mușchii rotesc ochii în sus. Mușchii ochiului lucrează continuu, descriind contururile obiectului, iar aceste mișcări sunt înregistrate și de creier.

Structura ochiului.

Ochiul uman este un analizator vizual, primim 95% din informațiile despre lumea din jurul nostru prin ochi. O persoană modernă trebuie să lucreze cu obiecte din apropiere toată ziua: se uită la ecranul unui computer, citește etc. Ochii noștri sunt supuși unei sarcini uriașe, din cauza căreia mulți oameni suferă boli ale ochilor, defecte vizuale. Toată lumea ar trebui să știe cum funcționează ochiul, care sunt funcțiile acestuia.

Ochiul este un sistem optic, are o formă aproape sferică. Ochiul este un corp sferic cu un diametru de aproximativ 25 mm și o masă de 8 g. Pereții globului ocular sunt formați din trei cochilii. Exterior - învelișul proteic este format dintr-un țesut conjunctiv dens opac. Permite ochiului să-și mențină forma. Următoarea înveliș a ochiului este vasculară, conține tot vase de sânge hrănind țesuturile oculare. Coroida este neagră, deoarece celulele sale conțin un pigment negru care absoarbe razele de lumină, împiedicându-le să se împrăștie în jurul ochiului. Coroida trece în iris 2, in oameni diferiti are o culoare diferită, ceea ce determină culoarea ochilor. Irisul este o diafragmă musculară inelară cu un mic orificiu în centru - pupila 3. Este negru deoarece locul de unde nu provin razele de lumină este perceput de noi ca fiind negru. Prin pupilă, razele de lumină intră în ochi, dar nu ies înapoi, fiind prinse, parcă. Pupila reglează fluxul de lumină în ochi, îngustându-se sau extinzându-se reflex, pupila poate avea o dimensiune de la 2 la 8 mm in functie de iluminare.

Între cornee și iris este un lichid apos, în spatele căruia - obiectiv 4. Lentila este o lentilă biconvexă, este elastică, și își poate modifica curbura cu ajutorul mușchiului ciliar 5, prin urmare, se asigură focalizarea precisă a razelor de lumină. . Indicele de refracție al lentilei este de 1,45. În spatele lentilei se află corpul vitros 6, care umple partea principală a ochiului. Corpul vitros și umoarea apoasă au un indice de refracție aproape același cu cel al apei - 1,33. Peretele din spate al sclerei este acoperit cu fibre foarte subțiri care acoperă fundul ochiului și se numesc retină 7. Aceste fibre sunt ramificarea nervului optic. Pe retină apare imaginea. Se numește locația celei mai bune imagini, care este situată deasupra ieșirii nervului optic pată galbenă 8, iar zona retinei în care nervul optic părăsește ochiul, care nu produce o imagine, se numește punct orb 9.

Imagine în ochi.

Acum consideră ochiul ca un sistem optic. Include corneea, cristalinul, corpul vitros. Rolul principal în crearea imaginii îi revine obiectivului. Acesta concentrează razele pe retină, rezultând o imagine inversată reală redusă a obiectelor, pe care creierul o corectează într-o imagine dreaptă. Razele sunt focalizate pe retină, pe peretele din spate al ochiului.

În secțiunea „Experimente”, este dat un exemplu despre cum puteți obține o imagine a unei surse de lumină pe pupilă, creată de razele reflectate de ochi.

Conform legilor fizicii, o lentilă convergentă răstoarnă imaginea unui obiect. Atât corneea, cât și cristalinul sunt lentile convergente, așa că imaginea lovește și retina cu capul în jos. După aceea, imaginea este transmisă de-a lungul nervilor către creier, unde obținem imaginea ulterioară așa cum este cu adevărat.

Un nou-născut vede obiecte cu susul în jos. Particularitatea ochiului de a vedea o imagine inversată apare treptat, cu ajutorul antrenamentului și antrenamentului, la care participă nu numai vizuali, ci și alți analizatori. Printre acestea, rolul principal îl au organele de echilibru, senzațiile musculare și ale pielii. Ca rezultat al interacțiunii acestor analizoare, apar imagini integrale ale obiectelor și fenomenelor externe.

Un mod interesant de a verifica acest fapt: apăsați ușor cu degetul pe marginea exterioară a pleoapei inferioare a ochiului drept. Veți vedea un punct negru în colțul din stânga sus al vederii - imaginea reală a degetului.

Cum să înveți ceva personal despre interlocutor după aspectul său

Secretele „bufnițelor” despre care „lacăuțele” nu știu

Cum funcționează brainmail - transmiterea mesajelor de la creier la creier prin Internet

De ce este nevoie de plictiseala?

„Magnet Man”: Cum să devii mai carismatic și să atragi oamenii către tine

25 de citate pentru a-ți trezi luptătorul interior

Cum să dezvolți încrederea în sine

Este posibil să „curățați corpul de toxine”?

5 motive pentru care oamenii vor da întotdeauna vina pe victimă pentru o crimă, nu pe făptuitor

Experiment: un bărbat bea 10 cutii de cola pe zi pentru a dovedi răul

Ochiul este organul responsabil de percepția vizuală a lumii înconjurătoare. Este format din globul ocular, care este conectat la anumite zone ale creierului cu ajutorul nervului optic, și dispozitive auxiliare. Aceste dispozitive includ glandele lacrimale, tesuturile musculare si pleoapele.

Globul ocular este acoperit cu o înveliș specială de protecție care îl protejează de diverse daune, sclera. Partea exterioară a acestui înveliș are o formă transparentă și se numește cornee. Zona în formă de corn este una dintre cele mai sensibile părți ale corpului uman. Chiar și un mic impact asupra acestei zone duce la faptul că pleoapele se închid.

Sub cornee se află irisul, care poate varia în culoare. Între aceste două straturi este un lichid special. În structura irisului există o gaură specială pentru pupilă. Diametrul său tinde să se extindă și să se contracte în funcție de cantitatea de lumină primită. Sub pupilă este o lentilă optică, o lentilă care seamănă cu un fel de jeleu. Atașarea sa la sclera se realizează cu ajutorul unor mușchi speciali. În spatele lentilei optice a globului ocular se află o zonă numită corpul vitros. În interiorul globului ocular se află un strat numit fundus. Această zonă este acoperită cu o retină. Acest strat este compus din fibre subțiri, care este capătul nervului optic.

După ce razele de lumină trec prin cristalin, ele pătrund în corpul vitros și cad pe coaja interioară foarte subțire a ochiului - retina.

Cum este construită imaginea

Imaginea unui obiect format pe retină este un proces de lucru comun al tuturor componentelor globului ocular. Razele de lumină care intră sunt refractate în mediul optic al globului ocular, reproducând imagini ale obiectelor din jur pe retină. După ce a trecut prin toate straturile interioare, lumina, căzând pe fibrele vizuale, le irită și semnalele sunt transmise anumitor centri cerebrali. Prin acest proces, o persoană este capabilă de percepția vizuală a obiectelor.

Multă vreme, cercetătorii au fost preocupați de întrebarea ce fel de imagine se obține pe retină. Unul dintre primii cercetători ai acestui subiect a fost I. Kepler. Cercetarea sa s-a bazat pe teoria conform căreia imaginea construită pe retina ochiului este într-o stare inversă. Pentru a demonstra această teorie, el a construit un mecanism special, reproducând procesul razelor de lumină care lovesc retina.

Puțin mai târziu, acest experiment a fost repetat de cercetătorul francez R. Descartes. Pentru experiment, a folosit un ochi de taur, cu stratul îndepărtat de pe peretele din spate. El a pus acest ochi pe un piedestal special. Drept urmare, pe peretele din spate al globului ocular, el a putut observa o imagine inversată.

Pe baza acestui lucru, urmează o întrebare complet logică, de ce o persoană vede obiectele din jur corect și nu cu susul în jos? Acest lucru se întâmplă ca urmare a faptului că toate informațiile vizuale intră în centrii creierului. În plus, anumite părți ale creierului primesc informații de la alte simțuri. În urma analizei, creierul corectează imaginea și persoana primește informațiile corecte despre obiectele din jurul său.

Retina este veriga centrală a analizorului nostru vizual

Acest moment a fost observat foarte precis de poetul W. Blake:

Prin ochi, nu prin ochi
Mintea poate vedea lumea.

La începutul secolului al XIX-lea, în America, s-a pus la cale un experiment interesant. Esența sa a fost următoarea. Subiectul a pus lentile optice speciale, imaginea pe care avea o construcție directă. Ca urmare:

• viziunea experimentatorului a fost complet răsturnată;
• toate obiectele care o înconjoară au devenit cu susul în jos.

Durata experimentului a condus la faptul că, ca urmare a unei încălcări a mecanismelor vizuale cu alte organe de simț, a început să se dezvolte răul de mare. Crize de greață l-au învins pe om de știință timp de trei zile, din momentul în care a început experimentul. În a patra zi a experimentelor, ca urmare a stăpânirii creierului cu aceste condiții, vederea a revenit la normal. După ce a documentat aceste nuanțe interesante, experimentatorul a scos dispozitivul optic. Întrucât munca centrilor creierului a avut ca scop obținerea unei imagini obținute cu ajutorul dispozitivului, ca urmare a înlăturării acestuia, vederea subiectului s-a întors din nou cu susul în jos. De data aceasta, recuperarea lui a durat aproximativ două ore.

Percepția vizuală începe cu proiecția unei imagini pe retină și excitarea fotoreceptorilor.

În cercetări ulterioare, s-a dovedit că numai creierul uman este capabil să prezinte o astfel de capacitate de adaptare. Utilizarea unor astfel de dispozitive pe maimuțe a dus la faptul că acestea au căzut în comă. Această afecțiune a fost însoțită de dispariția funcțiilor reflexe și a tensiunii arteriale scăzute. În exact aceeași situație, astfel de eșecuri în activitatea corpului uman nu sunt observate.

Destul de interesant este faptul că creierul uman nu poate face față întotdeauna tuturor informațiilor vizuale primite. Când există un eșec în activitatea anumitor centre, apar iluzii vizuale. Drept urmare, obiectul în cauză își poate schimba forma și structura.

Există o altă trăsătură distinctivă interesantă a organelor vizuale. Ca urmare a modificării distanței de la lentila optică la anumită cifră, se modifică și distanța până la imaginea sa. Apare întrebarea, în urma căreia imaginea își păstrează claritatea atunci când ochiul uman își schimbă focalizarea, de la obiecte aflate la o distanță considerabilă la cele situate mai aproape.

Rezultatul acestui proces se obține cu ajutorul țesuturilor musculare situate în apropierea cristalinului globului ocular. Ca urmare a contracțiilor, acestea îi schimbă contururile, schimbând focalizarea vederii. În acest proces, atunci când privirea este concentrată asupra obiectelor îndepărtate, acești mușchi sunt în repaus, ceea ce aproape că nu schimbă conturul lentilei. Când privirea este concentrată asupra obiectelor aflate în apropiere, mușchii încep să se contracte, lentila este îndoită și puterea de percepție optică crește.

Această caracteristică a percepției vizuale a fost numită acomodare. Acest termen se referă la faptul că organele vizuale sunt capabile să se adapteze focalizării asupra obiectelor situate la orice distanță.

Privirea obiectelor care sunt foarte aproape pentru o perioadă lungă de timp poate provoca tensiune severă în mușchii vizuali. Ca urmare a muncii lor sporite, poate apărea înecarea vizuală. Pentru a evita acest moment neplacut, cand citesti sau lucrezi la calculator, distanta trebuie sa fie de cel putin un sfert de metru. Această distanță se numește distanță de vedere clară.

Sistemul optic al ochiului este alcătuit din cornee, cristalin și corpul vitros.

Avantajul a două organe vizuale

Prezența a două organe vizuale crește semnificativ dimensiunea câmpului de percepție. În plus, devine posibil să se distingă distanța care separă obiectele de o persoană. Acest lucru se datorează faptului că pe retina ambilor ochi există o construcție diferită a imaginii. Deci imaginea percepută de ochiul stâng corespunde vederii obiectului din partea stângă. Pe al doilea ochi, imaginea este construită în direcția opusă. În funcție de apropierea subiectului, puteți aprecia diferența de percepție. Această construcție a imaginii pe retina ochiului vă permite să distingeți volumele obiectelor din jur.

In contact cu

Prin ochi, nu prin ochi
Mintea poate vedea lumea.
William Blake

Obiectivele lecției:

Educational:

• să dezvăluie structura și semnificația analizatorului vizual, senzațiile vizuale și percepția;
• aprofundarea cunoștințelor despre structura și funcția ochiului ca sistem optic;
• explicați cum se formează o imagine pe retină,
• pentru a da o idee despre miopie și hipermetropie, despre tipurile de corectare a vederii.

În curs de dezvoltare:

• să formeze capacitatea de a observa, compara și trage concluzii;
• continuă să dezvolte gândirea logică;
• continuă să-și formeze o idee despre unitatea conceptelor lumii înconjurătoare.

Educational:

• să cultive o atitudine atentă față de sănătatea cuiva, să dezvăluie problemele de igiena vizuală;
• continua să dezvolte o atitudine responsabilă față de învățare.

Echipament:

• tabelul „Analizor vizual”,
• model de ochi pliabil,
• preparat umed "Ochiul mamiferelor",
• fișă cu ilustrații.

În timpul orelor

1. Moment organizatoric.

2. Actualizarea cunoștințelor. Repetarea temei „Structura ochiului”.

3. Explicația noului material:

Sistemul optic al ochiului.

Retină. Formarea imaginilor pe retină.

Iluzii optice.

Acomodarea ochilor.

Avantajul de a vedea cu doi ochi.

Mișcarea ochilor.

Defecte vizuale, corectarea lor.

Igiena vederii.

4. Fixare.

5. Rezultatele lecției. Stabilirea temelor.

Repetarea temei „Structura ochiului”.

Profesor de biologie:

În ultima lecție, am studiat tema „Structura ochiului”. Să revizuim conținutul acestei lecții. Continuați propoziția:

1) Zona vizuală a emisferelor cerebrale este situată în ...

2) Dă culoare ochiului...

3) Analizorul este format din...

4) Organele auxiliare ale ochiului sunt...

5) Globul ocular are ... scoici

6) Convex - lentila concavă a globului ocular este...

Folosind imaginea, spuneți-ne despre structura și scopul părților constitutive ale ochiului.

Explicarea noului material.

Profesor de biologie:

Ochiul este organul vederii la animale și la oameni. Este un dispozitiv cu auto-reglare. Vă permite să vedeți obiecte apropiate și îndepărtate. Apoi, obiectivul se micșorează aproape într-o minge, apoi se întinde, modificând astfel distanța focală.

Sistemul optic al ochiului este format din cornee, cristalin și corpul vitros.

Retina (membrana retiniană care acoperă fundul ochiului) are o grosime de 0,15-0,20 mm și este formată din mai multe straturi de celule nervoase. Primul strat este adiacent celulelor pigmentare negre. Este format din receptori vizuali - tije și conuri. Există de sute de ori mai multe tije în retina umană decât conuri. Tijele sunt excitate foarte repede de lumina slabă a amurgului, dar nu pot percepe culoarea. Conurile sunt excitate lent și numai de lumină puternică - sunt capabile să perceapă culoarea. Tijele sunt distribuite uniform pe retină. Direct opus pupilei în retină este o pată galbenă, care constă exclusiv din conuri. Când luăm în considerare un obiect, privirea se mișcă astfel încât imaginea să cadă pe pata galbenă.

Ramurile se extind din celulele nervoase. Într-un loc al retinei, se adună într-un mănunchi și formează nervul optic. Peste un milion de fibre transportă informații vizuale către creier sub formă de impulsuri nervoase. Acest loc, lipsit de receptori, se numește punct orb. Analiza culorii, formei, iluminării unui obiect, detaliile sale, care au început în retină, se termină în zona cortexului. Toate informațiile sunt colectate aici, sunt decodificate și rezumate. Ca urmare, se formează o idee despre subiect. „Vezi” creierul, nu ochiul.

Deci vederea este un proces subcortical. Depinde de calitatea informațiilor care vin de la ochi către cortexul cerebral (regiunea occipitală).

Profesor de fizica:

Am aflat că sistemul optic al ochiului este alcătuit din cornee, cristalin și corpul vitros. Lumina, refractată în sistemul optic, oferă imagini reale, reduse, inverse ale obiectelor luate în considerare pe retină.

Johannes Kepler (1571 - 1630) a fost primul care a demonstrat că imaginea de pe retină este inversată prin construirea traseului razelor în sistemul optic al ochiului. Pentru a testa această concluzie, omul de știință francez René Descartes (1596 - 1650) a luat un ochi de taur și, după ce a răzuit un strat opac de pe peretele din spate, l-a așezat într-o gaură făcută într-un oblon. Și chiar acolo, pe peretele translucid al fundului de ochi, a văzut o imagine inversată a imaginii observate de la fereastră.

De ce, atunci, vedem toate obiectele așa cum sunt, adică. cu susul în jos?

Faptul este că procesul vederii este corectat continuu de creier, care primește informații nu numai prin ochi, ci și prin alte organe de simț.

În 1896, psihologul american J. Stretton a pus la cale un experiment asupra sa. Și-a pus ochelari speciali, datorită cărora imaginile obiectelor din jur de pe retina ochiului nu au fost inversate, ci directe. Si ce? Lumea din mintea lui Stretton s-a întors cu susul în jos. A început să vadă totul pe dos. Din această cauză, a existat o nepotrivire în activitatea ochilor cu alte simțuri. Omul de știință a dezvoltat simptome de rău de mare. Timp de trei zile a simțit greață. Cu toate acestea, în a patra zi corpul a început să revină la normal, iar în a cincea zi Stretton a început să se simtă la fel ca înainte de experiment. Creierul omului de știință s-a obișnuit cu noile condiții de muncă și a început din nou să vadă toate obiectele drepte. Dar când și-a scos ochelarii, totul s-a întors din nou cu susul în jos. În decurs de o oră și jumătate, vederea i-a fost restabilită și a început din nou să vadă normal.

Este curios că o astfel de adaptare este caracteristică doar creierului uman. Când, într-unul dintre experimente, unei maimuțe i s-au pus ochelari răsturnați, aceasta a primit o astfel de lovitură psihologică încât, după ce a făcut mai multe mișcări greșite și a căzut, a intrat într-o stare asemănătoare comei. Reflexele ei au început să se estompeze, tensiunea arterială a scăzut, iar respirația ei a devenit frecventă și superficială. Nu există așa ceva la oameni. Cu toate acestea, creierul uman nu este întotdeauna capabil să facă față analizei imaginii obținute pe retină. În astfel de cazuri, apar iluzii de vedere - obiectul observat ni se pare că nu este așa cum este cu adevărat.

Ochii noștri nu pot percepe natura obiectelor. Prin urmare, nu le impuneți iluzii ale rațiunii. (Lucretius)

Auto-amăgirea vizuală

Deseori vorbim despre „înșelăciune a văzului”, „înșelăciune a auzului”, dar aceste expresii sunt incorecte. Nu există înșelăciuni ale sentimentelor. Filosoful Kant a spus pe bună dreptate despre aceasta: „Simțurile nu ne înșală – nu pentru că judecă întotdeauna corect, ci pentru că nu judecă deloc”.

Ce ne înșală, deci, în așa-zisele „înșelăciuni” ale simțurilor? Desigur, ceea ce în acest caz „judecă”, adică. propriul nostru creier. Într-adevăr, majoritatea iluziilor optice depind doar de faptul că nu numai vedem, ci și raționăm inconștient și ne inducem în eroare involuntar. Acestea sunt înșelăciuni ale judecății, nu ale sentimentelor.

Galerie de imagini, sau ce vezi

Fiica, mama si tata mustacios?

Un indian care se uită mândru la soare și un eschimos cu glugă cu spatele întors...

Bărbați tineri și bătrâni

Femeile tinere și bătrâne

Sunt liniile paralele?

Este un patrulater un pătrat?

Care elipsă este mai mare - cea inferioară sau cea interioară superioară?

Ce este mai mult în această figură - înălțime sau lățime?

Care linie este continuarea primei?

Observați „tremurul” cercului?

Există o altă trăsătură a vederii care nu poate fi ignorată. Se știe că atunci când se modifică distanța de la lentilă la obiect, se schimbă și distanța până la imaginea acestuia. Cum rămâne o imagine clară pe retină atunci când ne mutăm privirea de la un obiect îndepărtat la unul mai apropiat?

După cum știți, mușchii care sunt atașați lentilei sunt capabili să modifice curbura suprafețelor sale și, prin urmare, puterea optică a ochiului. Când ne uităm la obiecte îndepărtate, acești mușchi sunt într-o stare relaxată, iar curbura lentilei este relativ mică. Când se uită la obiectele din apropiere, mușchii ochiului comprimă cristalinul și curbura acestuia și, în consecință, puterea optică crește.

Se numește capacitatea ochiului de a se adapta la vederea atât de aproape, cât și de departe cazare(din lat. accomodatio - adaptare).

Datorită acomodarii, o persoană reușește să focalizeze imagini ale diferitelor obiecte la aceeași distanță de lentilă - pe retină.

Cu toate acestea, cu o locație foarte apropiată a obiectului luat în considerare, tensiunea mușchilor care deformează cristalinul crește, iar munca ochiului devine obositoare. Distanța optimă de citit și scris pentru un ochi normal este de aproximativ 25 cm.Această distanță se numește cea mai bună distanță de vedere.

Profesor de biologie:

Care sunt beneficiile vederii cu ambii ochi?

1. Câmpul vizual al unei persoane crește.

2. Datorită prezenței a doi ochi putem distinge care obiect este mai aproape, care este mai departe de noi.

Faptul este că pe retina ochilor drept și stâng, imaginile diferă unele de altele (corespunzător vederii obiectelor, parcă, din dreapta și din stânga). Cu cât obiectul este mai aproape, cu atât această diferență este mai vizibilă. Se creează impresia unei diferențe de distanțe. Aceeași capacitate a ochiului vă permite să vedeți obiectul în volum, și nu plat. Această abilitate se numește viziune stereoscopică. Lucrarea comună a ambelor emisfere cerebrale oferă o distincție între obiecte, forma, dimensiunea, locația, mișcarea acestora. Efectul spațiului tridimensional poate apărea atunci când luăm în considerare o imagine plată.

Pentru câteva minute, priviți imaginea la o distanță de 20 - 25 cm de ochi.

Timp de 30 de secunde, uită-te la vrăjitoarea de pe mătură fără a privi în altă parte.

Mutați-vă rapid privirea către desenul castelului și priviți, numărând până la 10, la deschiderea porții. În deschidere vei vedea o vrăjitoare albă pe un fundal gri.

Când vă priviți ochii în oglindă, probabil că observați că ambii ochi efectuează mișcări mari și abia vizibile strict simultan, în aceeași direcție.

Ochii arată mereu așa? Cum ne comportăm într-o cameră familiară? De ce avem nevoie de mișcări ale ochilor? Sunt necesare pentru inspecția inițială. Privind în jur, ne formăm o imagine holistică, iar toate acestea sunt transferate în stocarea în memorie. Prin urmare, pentru a recunoaște obiecte binecunoscute, mișcarea ochilor nu este necesară.

Profesor de fizica:

Una dintre principalele caracteristici ale vederii este acuitatea vizuală. Vederea oamenilor se schimbă odată cu vârsta, pentru că. lentila își pierde elasticitatea, capacitatea de a-și schimba curbura. Există hipermetropie sau miopie.

Miopia este o lipsă de vedere în care razele paralele, după refracția în ochi, nu sunt colectate pe retină, ci mai aproape de cristalin. Prin urmare, imaginile cu obiecte îndepărtate se dovedesc a fi neclare, neclare pe retină. Pentru a obține o imagine clară pe retină, obiectul în cauză trebuie adus mai aproape de ochi.

Distanța celei mai bune vederi pentru o persoană miopă este mai mică de 25 cm, astfel încât persoanele cu o lipsă similară de reniu sunt forțate să citească textul, plasându-l aproape de ochi. Miopia poate fi cauzată de următoarele motive:

• puterea optică excesivă a ochiului;
• alungirea ochiului de-a lungul axei sale optice.

Se dezvoltă de obicei în anii școlari și se asociază, de regulă, cu citirea sau scrierea prelungită, mai ales în condiții de lumină slabă și amplasarea necorespunzătoare a surselor de lumină.

Hipermetropia este o lipsă de vedere în care razele paralele, după refracția în ochi, converg într-un astfel de unghi încât focalizarea nu este situată pe retină, ci în spatele acesteia. Imaginile cu obiecte îndepărtate de pe retină se dovedesc din nou a fi neclare, neclare.

Profesor de biologie:

Pentru a preveni oboseala vizuală, există o serie de seturi de exerciții. Vă oferim câteva dintre ele:

Opțiunea 1 (durata 3-5 minute).

1. Poziția de pornire - așezat într-o poziție confortabilă: coloana vertebrală este dreaptă, ochii deschiși, privirea este îndreptată drept. Este foarte ușor de făcut, fără stres.

Privește spre stânga - drept, dreapta - drept, sus - drept, jos - drept, fără întârziere în poziția alocată. Repetați de 1-10 ori.

2. Privește în diagonală: stânga - jos - drept, dreapta - sus - drept, dreapta - jos - drept, stânga - sus - drept. Și crește treptat întârzierile în poziția alocată, respirația este arbitrară, dar asigură-te că nu există întârziere. Repetați de 1-10 ori.

3. Mișcări circulare ale ochilor: 1 până la 10 cercuri la stânga și la dreapta. Mai repede la început, apoi încetinește treptat.

4. Privește vârful degetului sau creionului ținut la 30 cm de ochi și apoi în depărtare. Repetați de mai multe ori.

5. Privește drept înainte cu atenție și nemișcat, încercând să vezi mai clar, apoi clipește de mai multe ori. Închideți pleoapele, apoi clipiți de câteva ori.

6. Schimbarea distanței focale: priviți vârful nasului, apoi în depărtare. Repetați de mai multe ori.

7. Masează pleoapele ochilor, mângâindu-le ușor cu degetele arătător și mijlociu în direcția de la nas la tâmple. Sau: închideți ochii și cu percuțele palmei, atingând foarte ușor, trageți de-a lungul pleoapelor superioare de la tâmple până la puntea nasului și spate, doar de 10 ori într-un ritm mediu.

8. Frecați-vă palmele împreună și ușor, acoperiți-vă fără efort ochii închiși anterior cu ele pentru a le bloca complet de la lumină timp de 1 minut. Imaginează-ți că ești cufundat în întuneric total. Deschide ochii.

Opțiunea 2 (durata 1-2 min).

1. Cu scorul 1-2, fixarea ochilor pe un obiect apropiat (distanța 15-20 cm), cu scorul 3-7, privirea este transferată către un obiect îndepărtat. La un număr de 8, privirea este din nou transferată către obiectul apropiat.

2. Cu capul nemișcat, în detrimentul lui 1, întoarceți ochii vertical în sus, în detrimentul lui 2 - în jos, apoi din nou în sus. Repetați de 10-15 ori.

3. Închideți ochii timp de 10-15 secunde, deschideți și mișcați ochii la dreapta și la stânga, apoi în sus și în jos (de 5 ori). Liber, fără tensiune, priviți în depărtare.

Varianta 3 (durata 2-3 minute).

Exercițiile se efectuează în poziția „șezând”, rezemat pe spate în scaun.

1. Privește drept înainte timp de 2-3 secunde, apoi coboară ochii timp de 3-4 secunde. Repetați exercițiul timp de 30 de secunde.

2. Ridică-ți ochii în sus, coboară-i în jos, ia-ți ochii spre dreapta, apoi spre stânga. Repetați de 3-4 ori. Durata 6 secunde.

3. Ridică ochii în sus, fă-i mișcări circulare în sens invers acelor de ceasornic, apoi în sensul acelor de ceasornic. Repetați de 3-4 ori.

4. Închideți bine ochii timp de 3-5 secunde, deschideți timp de 3-5 secunde. Repetați de 4-5 ori. Durata 30-50 secunde.

Consolidare.

Sunt oferite situații non-standard.

1. Un elev miop percepe literele scrise pe tablă ca fiind vagi, neclare. Trebuie să-și încordeze vederea pentru a-și acomoda ochiul fie la tablă, fie la caiet, ceea ce este dăunător atât pentru sistemul vizual, cât și pentru sistemul nervos. Sugerați designul unor astfel de ochelari pentru școlari pentru a evita stresul atunci când citesc textul de pe tablă.

2. Când cristalinul unei persoane devine tulbure (de exemplu, cu cataractă), acesta este de obicei îndepărtat și înlocuit cu un cristalin de plastic. O astfel de înlocuire privează ochiul de capacitatea de a se adapta și pacientul trebuie să folosească ochelari. Mai recent, în Germania, au început să producă o lentilă artificială care se poate autofocala. Ghiciți ce caracteristică de design a fost inventată pentru acomodarea ochiului?

3. H. G. Wells a scris romanul Omul invizibil. O personalitate invizibilă agresivă a vrut să subjugă întreaga lume. Te gândești la eșecul acestei idei? Când un obiect din mediu este invizibil? Cum poate vedea ochiul omului invizibil?

Rezultatele lecției. Stabilirea temelor.

• § 57, 58 (biologie),
• § 37.38 (fizică), oferă sarcini non-standard pe tema studiată (opțional).