>

Mille eest pulgad vastutavad? Silmas leiduvad valgustundlikud retseptorid: vardad ja koonused

Pulgad on silindri kujuga, mille ümbermõõt on piki pikkust ebaühtlane, kuid ligikaudu võrdne. Lisaks on pikkus (võrdne 0,000006 m või 0,06 mm) 30 korda suurem nende läbimõõdust (0,000002 m või 0,002 mm), mistõttu näeb piklik silinder tõesti väga pulga moodi välja. Silmas terve inimene pulki on umbes 115-120 miljonit.

Inimese silmapulk koosneb neljast segmendist:

1 - välimine segment (sisaldab membraanikettaid),

2 - ühendussegment (tsilium),

4 – basaalsegment (närviühendus)

Vardad on äärmiselt valgustundlikud. Ühe footoni (valguse väikseima, elementaarosakese) energiast piisab varraste reageerimiseks. See asjaolu aitab nn öise nägemise korral, võimaldades teil näha hämaras.

Vardad ei suuda värve eristada, esiteks on see tingitud ainult ühe pigmendi, rodopsiini, olemasolust varrastes. Kahe valgurühma (kromofoor ja opsiin) kaasamise tõttu rodopsiinil või muul viisil visuaalselt purpurseks kutsutud valguse neeldumismaksimumil on kaks valguse neeldumismaksimumit, kuigi arvestades, et üks neist maksimumidest on väljaspool inimsilmale nähtavat valgust (278 nm on silmale nähtamatu ultraviolettpiirkond), peaksime neid nimetama laine neeldumise maksimumideks. Teine neeldumismaksimum on aga siiski silmaga nähtav – see asub umbes 498 nm juures, mis on justkui rohelise ja sinise värvispektri piiril.

On usaldusväärselt teada, et varrastes sisalduv rodopsiin reageerib valgusele aeglasemalt kui koonustes olev jodopsiin. Seetõttu reageerivad vardad valgusvoo dünaamikale nõrgemalt ja eristavad halvasti liikuvaid objekte. Samal põhjusel ei ole nägemisteravus ka varraste spetsialiseerumine.

Võrkkesta koonused

Koonused on oma nime saanud oma kuju järgi, mis sarnanevad laborikolbidega. Koonuse pikkus on 0,00005 meetrit ehk 0,05 mm. Selle läbimõõt kitsaimas kohas on umbes 0,000001 meetrit ehk 0,001 mm ja kõige laiemas kohas 0,004 mm. Terve täiskasvanu kohta on umbes 7 miljonit käbi.

Koonused on valguse suhtes vähem tundlikud, teisisõnu nende ergutamiseks on vaja kümneid kordi intensiivsemat valgusvoogu kui varraste ergutamiseks. Koonused on aga võimelised valgust töötlema intensiivsemalt kui vardad, mistõttu tajuvad nad paremini valgusvoo muutusi (nt. parem kui pulgad eristada valgust dünaamikas, kui objektid liiguvad silma suhtes) ja määrata ka selgem pilt.

Koonus inimese silm koosneb 4 segmendist:

1 - välimine segment (sisaldab jodopsiiniga membraanikettaid),

2 – ühendussegment (kitsendus),

3 - sisemine segment (sisaldab mitokondreid),

4 - sünaptilise ühenduse piirkond (basaalsegment).

Käbide ülalkirjeldatud omaduste põhjuseks on bioloogilise pigmendi jodopsiini sisaldus neis. Selle artikli kirjutamise ajal leiti kahte tüüpi jodopsiini (isoleeritud ja tõestatud): erütrolab (pigment, mis on tundlik spektri punase osa, pikkade L-lainete suhtes), klorolab (pigment, mis on tundlik spektri rohelise osa suhtes). spekter kuni keskmiste M-laineteni). Siiani pole leitud pigmenti, mis oleks tundlik spektri sinise osa, lühikeste S-lainete suhtes, kuigi sellele on juba antud nimi - tsüanolab.

Koonuste jagunemist 3 tüübiks (lähtuvalt värvipigmentide domineerimisest neis: erütrolab, klorolaba, tsüanolab) nimetatakse kolmekomponendiliseks nägemishüpoteesiks. Siiski on olemas ka mittelineaarne kahekomponendiline nägemisteooria, mille järgijad usuvad, et iga koonus sisaldab samaaegselt nii erütrolabi kui ka klorolabi ning on seetõttu võimeline tajuma punase ja rohelise spektri värve. Sel juhul võtab tsüanolabi rolli üle varrastelt pleekinud rodopsiin. Seda teooriat toetab asjaolu, et inimestel, kes kannatavad, nimelt spektri sinises osas (tritanopia), on raskusi ka hämaras nägemisega ( öine pimedus), mis on märk võrkkesta varraste ebanormaalsest funktsioneerimisest.

38. Fotoretseptorid (vardad ja koonused), nendevahelised erinevused. Biofüüsikalised protsessid, mis toimuvad valguskvantide neeldumisel fotoretseptorites. Varraste ja koonuste visuaalsed pigmendid. Rodopsiini fotoisomerisatsioon. Värvinägemise mehhanism.

.3. VALGUSE TAJUMISE BIOFÜÜSIKA võrkkestas Võrkkesta struktuur

Kujutist tekitava silma struktuuri nimetatakse võrkkesta(võrkkest). Selles, kõige välimises kihis, on fotoretseptori rakud - vardad ja koonused. Järgmise kihi moodustavad bipolaarsed neuronid ja kolmanda kihi ganglionrakud (joonis 4).Bipolaarsete varraste (koonuste) ja dendriitide vahel, samuti bipolaarsete neuronite ja ganglionrakkude aksonite vahel on sünapsid. Tekivad ganglionrakkude aksonid silmanärv. Väljaspool võrkkesta (silma keskosast lugedes) asub must pigmendiepiteeli kiht, mis neelab võrkkesta läbivat kasutamata (fotoretseptorite poolt mitte neelduvat) kiirgust 5*). Võrkkesta teisel küljel (keskmele lähemal) on soonkesta, varustades võrkkesta hapniku ja toitainetega.

Vardad ja koonused koosnevad kahest osast (segmendist) . Sisemine segment on tavaline rakk, millel on tuum, mitokondrid (neid on fotoretseptorites palju) ja muud struktuurid. Välimine segment. peaaegu täielikult täidetud fosfolipiidmembraanidest moodustatud ketastega (kuni 1000 ketast varrastes, umbes 300 koonustes). Ketaste membraanid sisaldavad ligikaudu 50% fosfolipiide ja 50% spetsiaalset visuaalset pigmenti, mida varrastes nimetatakse nn. rodopsiin(roosa värviga; rhodos on kreeka keeles roosa) ja käbides jodopsiin. Allpool räägime lühiduse huvides ainult pulkadest; koonustes toimuvad protsessid on sarnased.Koonuste ja varraste erinevusi käsitletakse teises osas. Rodopsiin koosneb valkudest opsin, millele on lisatud grupp nimega võrkkesta. . Retinal on oma keemilises struktuuris väga lähedane A-vitamiinile, millest see sünteesitakse organismis. Seetõttu võib A-vitamiini puudus põhjustada nägemise halvenemist.

Varraste ja koonuste erinevused

1. Tundlikkuse erinevus. . Varraste valguse tajumise lävi on palju madalam kui koonustes. See on esiteks seletatav asjaoluga, et varrastes on rohkem kettaid kui koonustes ja seetõttu on suurem tõenäosus valguskvantide neelamiseks. Kuid, peamine põhjus erinevas. Naabervardad elektriliste sünapside kaudu. ühendatakse kompleksideks nn vastuvõtlikud väljad .. Elektrilised sünapsid ( ühendused) saab avada ja sulgeda; seetõttu võib varraste arv vastuvõtuväljas olenevalt valgustuse tasemest olla väga erinev: mida nõrgem on valgus, seda suuremad on vastuvõtlikud väljad. Väga vähese valguse korral võib põllul ühineda üle tuhande varda. Selle kombinatsiooni mõte on see, et see suurendab kasuliku signaali ja müra suhet. Soojuskõikumiste tulemusena tekib varraste membraanidele kaootiliselt muutuv potentsiaalide erinevus, mida nimetatakse müraks, vähese valguse tingimustes võib müra amplituud ületada kasuliku signaali ehk hüperpolarisatsiooni suurust, mis on põhjustatud valguse tegevus. Võib tunduda, et sellistel tingimustel muutub valguse vastuvõtt võimatuks.Kuid valguse tajumisel mitte eraldi varda, vaid suure vastuvõtuvälja abil on müra ja kasuliku signaali vahel põhimõtteline erinevus. Kasulik signaal tekib sel juhul signaalide summana, mis on loodud ühtseks süsteemiks ühendatud varraste poolt - vastuvõtlik väli . Need signaalid on koherentsed, tulevad kõikidelt samas faasis olevatelt varrastelt. Soojusliikumise kaootilisuse tõttu on mürasignaalid ebajärjekindlad, need saabuvad juhuslikes faasides. Võnkumiste liitmise teooriast on teada, et koherentsete signaalide koguamplituud on võrdne : Asumm = A 1 n, Kus A 1 - ühe signaali amplituud, n- signaalide arv Ebakoherentsete korral. signaalid (müra) Asumm=A 1 5.7n. Olgu näiteks kasuliku signaali amplituud 10 μV ja müra amplituud 50 μV. Selge on see, et taustamüra taustal läheb signaal kaotsi. Kui 1000 varda kombineerida vastuvõtuväljaks, on kasuliku signaali koguväärtus 10 μV

10 mV ja kogumüra on 50 μV 5. 7 = 1650 μV = 1,65 mV, see tähendab, et signaal on 6 korda rohkem müra. Sellise suhtumise korral tajutakse signaali enesekindlalt ja see loob valgustunde. Koonused töötavad hea valgustuse korral, kui isegi ühes koonuses on signaal (PRP) palju suurem kui müra. Seetõttu saadab iga koonus tavaliselt oma signaali bipolaarsetele ja ganglionrakkudele teistest sõltumatult. Kui aga valgustus väheneb, võivad koonused ühineda ka vastuvõtlikeks väljadeks. Tõsi, käbide arv põllul on tavaliselt väike (mitukümmend). Üldjuhul tagavad koonused päevanägemise, vardad hämaras.

2.Erinevus eraldusvõimes.. Silma eraldusvõimet iseloomustab minimaalne nurk, mille juures on objekti kaks külgnevat punkti veel eraldi nähtavad. Eraldusvõime määrab peamiselt külgnevate fotoretseptori rakkude vaheline kaugus. Et kaks punkti ei sulanduks üheks, peab nende kujutis langema kahele koonusele, mille vahele jääb veel üks (vt joonis 5). Keskmiselt vastab see minimaalsele nägemisnurgale umbes üks minut, see tähendab, et koonuse nägemise eraldusvõime on kõrge. Vardad kombineeritakse tavaliselt vastuvõtlikeks väljadeks. Tajutakse kõiki punkte, mille kujutised langevad ühele vastuvõtlikule väljale

vanduge nagu üks punkt, kuna kogu vastuvõtlik väli saadab kesknärvisüsteemile ühe totaalse signaali. Sellepärast eraldusvõime (nägemisteravus) varraste (videviku) nägemisega on see madal. Kell nõrk valgustus ka vardad hakkavad ühinema vastuvõtlikeks väljadeks ja nägemisteravus langeb. Seetõttu peab nägemisteravuse määramisel laud olema hästi valgustatud, vastasel juhul võib teha olulise vea.

3. Erinevused paigutuses. Kui tahame objekti paremini näha, pöörame nii, et see objekt oleks vaatevälja keskel. Kuna koonused tagavad kõrge eraldusvõime, domineerivad võrkkesta keskosas koonused – see aitab kaasa heale nägemisteravusele. Kuna koonuste värvus on kollane, nimetatakse seda võrkkesta piirkonda makula maakulaks. Perifeerias, vastupidi, vardaid on palju rohkem (kuigi on ka koonuseid). Seal on nägemisteravus märgatavalt halvem kui nägemisvälja keskel. Üldiselt on vardaid 25 korda rohkem kui käbisid.

4. Värvitaju erinevus.Värvinägemine on omane ainult koonustele; pulkade tekitatud kujutis on ühevärviline.

Värvinägemise mehhanism

Visuaalse sensatsiooni tekkimiseks on vajalik, et valguskvandid neelduksid fotoretseptori rakkudes, täpsemalt rodopsiinis ja jodopsiinis. Valguse neeldumine sõltub valguse lainepikkusest; Igal ainel on spetsiifiline neeldumisspekter. Uuringud on näidanud, et on olemas kolme erineva neeldumisspektriga jodopsiini tüüpi. U

ühte tüüpi neeldumismaksimum asub spektri sinises osas, teine ​​- roheline ja kolmas - punane (joonis 5). Iga koonus sisaldab ühte pigmenti ja selle koonuse saadetud signaal vastab selle pigmendi valguse neeldumisele. Erinevat pigmenti sisaldavad koonused saadavad erinevaid signaale. Sõltuvalt võrkkesta teatud alale langeva valguse spektrist, koonustest tulevate signaalide suhe erinevad tüübid, osutub erinevaks, kuid üldiselt iseloomustab kesknärvisüsteemi nägemiskeskuse poolt vastuvõetud signaalide kogum tajutava valguse spektraalset koostist, mis annab subjektiivne värvitunnetus.

Inimese silm on tegelikult üsna keeruline organ. See koosneb paljudest elementidest, millest igaüks täidab teatud funktsiooni.

Koonused

Valgusele reageerivad retseptorid. Nad täidavad oma funktsiooni tänu spetsiaalsele pigmendile. Jodopsiin on mitmekomponentne pigment, mis koosneb:

  • klorolab (vastutab tundlikkuse eest rohekaskollase spektri suhtes);
  • erütrolab (puna-kollane spekter).

Peal Sel hetkel neid kahte tüüpi pigmente uuriti.

100% nägemisega inimestel on umbes 7 miljonit koonust. Need on väga väikese suurusega, väiksemad kui pulgad. Koonuste pikkus on umbes 50 mikronit ja läbimõõt kuni 4 mikronit. Peab ütlema, et käbid on kiirte suhtes vähem tundlikud kui vardad. Ligikaudu see tundlikkus on alla saja korra. Nende abiga tajub silm aga äkilisi liigutusi paremini.

Struktuur

Koonused sisaldavad nelja piirkonda. Välisosas on poolkettad. Kitsendus on ühendussektsioon. Sisemine, nagu ka varraste puhul, sisaldab mitokondreid. Ja neljas osa on sünaptiline piirkond.

  1. Kogu välimine osa on täidetud membraani poolketastega, mille moodustab plasmamembraan. Need on plasmamembraani omapärased mikroskoopilised voldid, mis on täielikult kaetud tundliku pigmendiga. Tänu poolketaste fagotsütoosile, aga ka uute korrapärasele moodustumisele retseptori kehas, uueneb see sageli välispiirkond veerg. Selles osas toodetakse pigmenti. Ligikaudu päevas uuendatakse kaheksakümmend poolketast. Ja kõigi täielikuks taastumiseks on vaja umbes 10 päeva.
  2. Ühendussektsioon eraldab membraani väljaulatuvuse tõttu praktiliselt välissektsiooni sisemisest osast. See ühendus luuakse ripsmete paari ja tsütoplasma kaudu. Nad liiguvad ühest piirkonnast teise.
  3. Sisemine osa on piirkond, kus toimub aktiivne ainevahetus. Seda osa täitvad mitokondrid annavad energiat visuaalsete funktsioonide jaoks. Siin asub tuum.
  4. Sünaptiline osa võtab üle sünapsi moodustumise protsessi bipolaarsete rakkudega.

Nägemisteravuse eest vastutavad monosünaptilised bipolaarsed rakud, mis ühendavad koonust ja ganglionrakke.

Liigid

Tuntud on kolme tüüpi koonuseid. Tüübid määratakse spektrilainete tundlikkuse alusel:

  1. S-tüüpi. Tundlik lühilainespektri suhtes. Sinine-violetne värv.
  2. M-tüüpi. Need võtavad vastu keskmisi laineid. Need on kollakasrohelised värvid.
  3. L-tüüpi. Need retseptorid tuvastavad punase-kollase valguse pikki lainepikkusi.

Pulgad

Üks võrkkesta fotoretseptoritest. Nad näevad välja nagu väikesed rakulised protsessid. Need elemendid said oma nime tänu nende erilisele kujule - silindriline. Kokku on võrkkest täidetud umbes saja kahekümne miljoni vardaga. Need on mõõtmetelt äärmiselt väikesed. Nende läbimõõt ei ületa 0,002 mm ja pikkus on umbes 0,06 mm. Just nemad muudavad valgusstimulatsiooni närvistimulatsiooniks. Lihtsate sõnadega, on just see silma element, mille tõttu see valgustusele reageerib.

Struktuur

Vardad koosnevad välimisest segmendist, mis sisaldab membraanseid kettaid, ühendussektsiooni, mida selle kuju tõttu nimetatakse ka tsiliumiks, ja mitokondritega sisemisest osast. Närvilõpmed asuvad pulga põhjas.

Varrastes sisalduv pigment rodopsiin vastutab valgustundlikkuse eest. Valguskiirte mõjul pigment värvub.

Varraste jaotus kogu võrkkesta kehas on ebaühtlane. Ruutmillimeetri kohta võib olla kakskümmend kuni kakssada tuhat varda. Perifeersetes piirkondades on nende tihedus väiksem kui keskmistes. See määrab öise ja perifeerse nägemise võimaluse. IN makula Pulgad peaaegu puuduvad.

Koostöö

Koos varrastega eristavad koonused värve ja nägemisteravust. Fakt on see, et vardad on tundlikud ainult spektri smaragdrohelise piirkonna suhtes. Kõik muu on käbid. Varraste poolt püütud lainepikkus ei ületa 500 nm (nimelt 498). Peab ütlema, et tänu laiendatud tundlikkusvahemikule reageerivad koonused kõikidele lainetele. See on lihtsalt oma spektri suhtes tundlikum.

Kuid öösel, kui footoni voost ei piisa koonuste tajumiseks, osalevad vardad nägemises. Inimene näeb esemete piirjooni, siluette, kuid ei tunneta värvi.

Mida siis järeldada? Vardad ja koonused on kahte tüüpi fotoretseptoreid, mida leidub võrkkesta struktuuris. Käbid vastutavad värvilainete tajumise eest, vardad on kontuuridele vastuvõtlikumad. Öösel selgub visuaalne funktsioon Suurem osa sellest tehakse tänu varrastele ja päeval töötavad käbid rohkem. Kui teatud osa fotoretseptoritest on düsfunktsionaalne, võivad tekkida perifeerse nägemise ja värvitaju probleemid. Kui ühe spektri eest vastutav koonuste kogum ei tööta, ei taju silm seda spektrit.


Nägemise abil tutvub inimene teda ümbritseva maailmaga ja orienteerub ruumis. Kahtlemata on normaalseks eluks olulised ka teised elundid, kuid just silmade kaudu saab inimene 90% kogu infost. Inimsilm on oma struktuurilt ainulaadne, see on võimeline mitte ainult objekte ära tundma, vaid ka eristama toone. Võrkkesta vardad ja koonused vastutavad värvide tajumise eest. Nemad on need, kes edastavad saadud teavet keskkond, ajju.

Silmad võtavad väga vähe ruumi, kuid samas sisaldavad nad tohutul hulgal erinevaid anatoomilisi struktuure, mille abil inimene näeb.

Visuaalne aparaat on peaaegu otse ühendatud ajuga, spetsiaalsete oftalmoloogiliste uuringute käigus on näha nägemisnärvi ristumiskoht.

Silm sisaldab selliseid elemente nagu klaaskeha, lääts, eesmine ja tagumine kamber. Silmamuna meenutab visuaalselt palli ja asub süvendis, mida nimetatakse orbiidiks, moodustab see kolju luud. Väljastpoolt on visuaalne aparaat kaitstud sklera kujul.

Silmakarbid

Sklera hõivab ligikaudu 5/6 kogu silma pinnast, selle peamine eesmärk on vältida nägemisorgani vigastusi. Osa sisemisest kestast väljub ja on pidevalt kontaktis negatiivsega välised tegurid, seda nimetatakse sarvkestaks. Sellel elemendil on mitmeid omadusi, tänu millele eristab inimene objekte selgelt. Need sisaldavad:

  • valguse läbilaskvus ja murdumisvõime;
  • Läbipaistvus;
  • Sile pind;
  • Niiskus;
  • Spekulaarsus.

Sisekesta varjatud osa nimetatakse skleraks, see koosneb tihedast sidekoe. Selle all asub veresoonte süsteem. Keskmine osa hõlmab iirist, tsiliaarkeha ja koroidi. See hõlmab ka pupilli, mis on mikroskoopiline auk, millesse iiris ei ulatu. Igal elemendil on oma funktsioonid, mis on vajalikud nägemisorgani tõrgeteta töö tagamiseks.

Võrkkesta struktuur

Nägemisaparaadi sisemine kest on ajuaine oluline osa. See koosneb paljudest neuronitest, mis katavad kogu silma sisemust. Tänu võrkkestale eristab inimene enda ümber objekte. Sellele koonduvad murdunud valguskiired ja tekib selge pilt.

Võrkkesta närvilõpmed kulgevad mööda nägemiskiude, kust edastatakse infot mööda kiude ajju. Siin on ka väike koht kollast värvi nimetatakse makulaks. See asub võrkkesta keskel ja sellel on suurim visuaalse tajumise võime. Maakula on koduks vardadele ja koonustele, mis vastutavad päevase ja öise nägemise eest.

Koonused ja vardad - funktsioonid

Nende peamine eesmärk on anda inimesele võimalus näha. Elemendid toimivad unikaalsete must-valge- ja värvinägemise muundajatena. Mõlemat tüüpi rakud kuuluvad valgustundlike retseptorite kategooriasse.

Silma koonused on saanud oma nime kuju järgi, mis visuaalselt meenutab koonust. Nad ühendavad kesknärvisüsteemi ja võrkkesta. Peamine funktsioon on muundada valgussignaale väliskeskkond aju töödeldavateks elektrilisteks impulssideks. Silma vardad vastutavad öise nägemise eest; need sisaldavad ka pigmendielementi - rodopsiini; kui valguskiired seda tabavad, muutub see värvituks.

Koonused

Fotoretseptor autor välimus meenutab koonust. Võrkkestas on kuni seitse miljonit koonust. Kuid, suur hulk ei tähenda hiiglaslikke parameetreid. Element on tagasihoidliku pikkusega (ainult 50 mikronit), laius on neli millimeetrit. Sisaldab pigmenti jodopsiini. Vähem tundlik kui pulgad, kuid reageerivad liigutustele kiiremini.

Koonuse struktuur

Retseptor sisaldab:

  • Väline element (membraanikettad);
  • Vaheosa (kitsendus);
  • Sisemine sektsioon (mitokondrid);
  • Sünaptiline piirkond.

Kolmekomponendiline värvitaju hüpotees

On olemas kolme tüüpi koonuseid, millest igaüks sisaldab ainulaadset jodopsiini valikut ja tuvastab teatud värvispektri osa:

  • Chlorolab (M-tüüpi). Reageerib kollastele ja rohelistele varjunditele;
  • Erythrolab (L-tüüpi). Tajub kollakaspunaseid värve;
  • Cyanolab (S-tüüpi). Vastutab reaktsiooni eest spektri sinisele ja violetsele osale.

Kaasaegsed teadlased, kes uurivad visuaalse taju kolmekomponendilist süsteemi, märgivad selle ebatäiuslikkust, kuna kolme tüüpi koonuste olemasolu pole teaduslikult tõestatud. Lisaks ei ole siiani avastatud tsüanolabi pigmenti.

Kahekomponendiline värvitaju hüpotees

See hüpotees väidab, et koonused sisaldavad ainult eritolabi ja klorolabi, mis tajuvad vastavalt värvispektri pikka ja keskmist osa. Rodopsiin, mis on varraste põhikomponent, vastutab lühikeste lainete eest.

Seda väidet toetab asjaolu, et patsientidel, kes ei suuda eristada sinist spektrit (st lühilaineid), on probleeme öise nägemisega.

Pulgad

See retseptor hakkab tööle, kui väljas või siseruumides pole piisavalt valgust. Välimuselt meenutavad nad silindrit. Võrkkestasse on koondunud ligikaudu sada kakskümmend miljonit varrast. Sellel suurel elemendil on tagasihoidlikud parameetrid. Seda iseloomustab väike pikkus (umbes 0,06 mm) ja laius (umbes 0,002 mm).

Struktuur

Pulgad koosnevad neljast põhielemendist:

  • Välisosakond. Esitatakse membraanketaste kujul;
  • Vaheala (ripsmed);
  • Sisemine sektor (mitokondrid);
  • Närvilõpmetega kudede alus.

Retseptor reageerib kõige nõrgematele valgussähvatustele, kuna sellel on kõrge tundlikkus. Vardad sisaldavad ainulaadset ainet, mida nimetatakse visuaalselt lillaks. Heades valgustingimustes laguneb see laiali ja tajub tundlikult sinist visuaalset spektrit. Öösel või õhtul aine taastub ja silm eristab objekte ka pilkases pimeduses.

Rhodopsiin sai ebahariliku nime tänu oma veripunasele toonile, mis muutub valguse käes kollaseks ja muutub seejärel täielikult värvituks.

Valgusimpulsside edastamise omadused

Vardad ja koonused tajuvad valguse voogu ja suunavad selle kesksele närvisüsteem. Mõlemad rakud on võimelised viljakalt töötama päeval päevadel. Peamine erinevus seisneb selles, et koonused on valguse suhtes tundlikumad kui vardad.

Interneuronid vastutavad signaali edastamise eest; iga rakuga on samaaegselt seotud mitu retseptorit. Varraste seeria ühendamisel suureneb visuaalse aparatuuri tundlikkus. Oftalmoloogias nimetatakse seda nähtust "konvergentsiks". Tänu sellele saab inimene korraga uurida mitut nägemisvälja ja tabada väikseimatki valgusvoo kõikumist.

Võimalus värve tajuda

Silmad vajavad mõlemat fotoretseptorit, et eristada päevast ja öist nägemist ning tuvastada värvipilte. Silma ainulaadne struktuur annab inimesele suur summa võimalused: näha igal kellaajal, tajuda suurt ala ümbritsevast maailmast jne.

Inimese silmadel on ka ebatavaline võime – binokulaarne nägemine, mis avardab oluliselt nägemist. Vardad ja koonused osalevad kogu värvispektri tajumises, seetõttu eristavad inimesed erinevalt loomadest ümbritseva maailma kõiki toone.

Varraste ja koonuste kahjustuse sümptomid

Kui kehas areneb haigus, mis mõjutab võrkkesta peamisi retseptoreid, täheldatakse järgmisi märke:

  • Nägemisteravuse vähenemine;
  • Värvipimedus;
  • ereda sära ilmumine silmade ees;
  • Probleemid öise nägemisega;
  • Nägemisvälja ahenemine.

Mõnel patoloogial on spetsiifilised sümptomid, mistõttu nende diagnoosimine pole keeruline. Nende hulka kuuluvad värvipimedus ja ööpimedus. Teiste haiguste tuvastamiseks peate läbima täiendava arstliku läbivaatuse.

Varraste ja koonuste kahjustuste diagnostikameetodid

Kui kahtlustate arengut patoloogilised protsessid V visuaalne aparaat Patsient saadetakse järgmistele uuringutele:

  • Oftalmoskoopia. Kasutatakse silmapõhja seisundi analüüsimiseks;
  • Perimeetria. Uurib nägemisvälju;
  • Arvuti refraktomeetria. Kasutatakse selliste haiguste tuvastamiseks nagu lühinägelikkus, hüpermetroopia või astigmatism;
  • Ultraheli uuring;
  • Värvitaju diagnostika. Selleks kasutavad silmaarstid kõige sagedamini Ishihara testi;
  • Fluorestsentshagiograafia. Aitab visuaalselt hinnata veresoonte süsteemi seisundit.

Tere, kallid lugejad! Oleme kõik kuulnud, et silmade tervist tuleks kaitsta juba noorest east peale, sest kadunud nägemist pole alati võimalik taastada. Kas olete kunagi mõelnud, kuidas silm töötab? Kui me seda teame, on meil lihtsam mõista, mida protsessid pakuvad visuaalne tajuümbritsev maailm.

Inimese silmal on keeruline struktuur. Võib-olla kõige salapärasem ja keeruline element- võrkkest. See on õhuke kiht, mis koosneb närvikoest ja veresoontest. Kuid just temale on usaldatud kõige olulisem funktsioon – töödelda silma vastuvõetud teavet närviimpulssideks, võimaldades ajul luua värvilist kolmemõõtmelist pilti.

Täna räägime võrkkesta närvikoe retseptoritest - nimelt vardadest. Milline on võrkkesta varraste retseptorite valgustundlikkus ja mis võimaldab meil pimedas näha?

Vardad ja koonused

Mõlemad naljaka nimega elemendid on fotoretseptorid, mis toodavad läätse ja sarvkesta piirkondade poolt salvestatud pilte.

Neid mõlemaid on inimsilmas palju. Seal on umbes 7 miljonit koonust (need näevad välja nagu väikesed kannud) ja veelgi rohkem vardaid ("silindreid") - kuni 120 miljonit! Loomulikult on nende mõõtmed tühised ja ulatuvad millimeetrite (µm) osadeni. Ühe pulga pikkus on 60 mikronit. Koonused on veelgi väiksemad - 50 mikronit.

Vardad on oma nime saanud oma kuju tõttu: nad meenutavad mikroskoopilisi silindreid.

Need koosnevad:

  • membraanikettad;
  • närvikude;
  • mitokondrid.

Need on varustatud ka ripsmetega. Spetsiaalne pigment, proteiin rodopsiin, võimaldab rakkudel valgust "tunnetada".

Rodopsiin (see on valk pluss kollane pigment) reageerib valguskiirele järgmiselt: valgusimpulsside mõjul see laguneb, põhjustades seega ärritust. silmanärv. Pean ütlema, et "silindrite" tundlikkus on hämmastav: nad koguvad teavet isegi 2 footonist!

Erinevused silma fotoretseptorite vahel

Erinevused algavad asukohast. "Kannud" on keskele lähemal "rahvast täis". Nad on "vastutavad". keskne nägemine. Eriti palju on neid võrkkesta keskosas, nn kollases täpis.

"Silindrite" klastri tihedus on seevastu suurem silma perifeeria suunas.

Võite märkida ka järgmisi funktsioone:

  • koonused sisaldavad vähem fotopigmenti kui vardad;
  • "silindrite" koguarv on 2 tosinat korda suurem;
  • vardad on võimelised tajuma igasugust valgust - hajutatud ja otsest; ja koonused on eranditult sirged;
  • perifeerial paiknevate rakkude abil tajume musta ja valged värvid(nad on akromaatilised);
  • keskusesse kogunejate abiga - kõik värvid ja toonid (need on kromaatilised).

Igaüks meist suudab tänu “kannidele” näha kuni tuhat varjundit. Ja kunstniku silm on veelgi tundlikum: ta näeb isegi kuni miljonit värvitooni!

Huvitav fakt: impulsside edastamiseks vajavad mitmed vardad ainult ühte neuronit. Koonused on "nõudlikumad": igaüks nõuab oma neuronit.

"Silindrid" on erinevad kõrge tundlikkus, “kannud” vajavad tugevamaid valgusimpulsse, et nad saaksid neid tajuda ja edastada.

Põhimõtteliselt näeme tänu neile pimedas. Hämaras valguses (hilisõhtul, öösel) ei saa koonused "töötada". Aga sisse täisjõud pulgad hakkavad tööle. Ja kuna need asuvad perifeerias, tajume pimedas paremini liikumisi mitte otse meie ees, vaid külgedel.

Jah, ja veel üks asi: pulgad reageerivad kiiremini.

Pange tähele: kui lähete kuhugi pimedas, ärge püüdke lähedalt vaadata ala, mis on otse teie silmade ees. Te ei näe ikka veel midagi, sest võrkkesta keskel asuvad "kannud" on nüüd jõuetud. Kuid kui lülitate oma perifeerse nägemise sisse, saate palju paremini navigeerida. Just "silindrid" "töötavad".

Vaatamata olulisele erinevusele looduse poolt seatud ülesannete täitmisel ei saa fotoretseptoreid üksteisest eraldi käsitleda. Ainult koos annavad nad ühtse tervikpildi.

Valguskvante neelades muudavad rakud energia närviimpulssiks. See siseneb ajju. Tulemuseks on see, et me näeme maailma!

Miks kassid näevad pimedas paremini kui meie

Nüüd, olles õppinud aastal üldine ülevaade fotoretseptorite ehitusest ja funktsioonidest saame vastata küsimusele, miks meie vuntsidega lemmikloomad oskavad pimedas palju paremini orienteeruda kui meie.

Kirst avaneb lihtsalt: selle imetaja silma ehitus sarnaneb inimese omaga. Aga kui inimesel on 1 koonuse kohta umbes 4 varrast, siis kassil 25! Pole üllatav, et kodune kiskja eristab suurepäraselt objektide piirjooni peaaegu täielikus pimeduses.

Vardad ja käbid on meie abilised

"Silindrid" ja "kannud" on looduse hämmastav leiutis. Kui need töötavad õigesti, näeb inimene hästi valguses ja suudab navigeerida pimedas.

Kui nad lõpetavad oma funktsioonide täieliku täitmise, täheldatakse järgmist:

  • kerge sära silmade ees;
  • nähtavuse vähenemine pimedas;
  • vaateväljad muutuvad kitsamaks.

Muutused aja jooksul halvim pool nägemisteravus. Värvipimedus, hemeraloopia (öise nägemise vähenemine), võrkkesta irdumine – need on fotoretseptorite häirete tagajärjed.

Kuid ärgem lõpetagem oma vestlust selle kurva noodiga. Kaasaegne meditsiinõppis toime tulema enamiku varem pimedaks jäämist põhjustanud haigustega. Patsient on kohustatud läbima ainult iga-aastase ennetava läbivaatuse.

Kas leidsite meie artiklist kasu? Kui tunnete end veidi vähem küsimusi seoses nägemisorganite ehituse ja talitlusega võime lugeda oma ülesande täidetuks. Ja veel üks asi: palun jagage saadud teavet oma sõpradega ja saate meile oma kommentaarid ja märkused saata. Ootame vastuseid. Teie tagasiside on alati teretulnud!