Народна Освіта » Біологія » Процеси сприйняття зображення, світла, кольору, простору. Захист зору

НАРОДНА ОСВІТА

Процеси сприйняття зображення, світла, кольору, простору. Захист зору

Ви дізнаєтесь, чому ми можемо бачити предмети на різній відстані та різного розміру; як ми розрізняємо кольори та чому в темряві не можемо розгледіти деталей предметів; що таке зорові ілюзії і чому вони виникають; ознайомитесь з вадами зору і довідаєтесь про те, як можна зберегти хороший зір на довгі роки.

Чому коли одні предмети ми бачимо чітко, інші виглядають «розмитими»? Що означає вислів «Око «дивиться», а мозок «бачить»?

Сприйняття зображення предмета

Для того щоб людина змогла сприйняти зображення предмета, необхідно щоб промені світла, відбиті будь-якою поверхнею об’єкта, досягли фоторецепторів сітківки. Для цього промінь світла проходить через оптичну систему ока — рогівку, кришталик і склисте тіло. Усі частини оптичної системи ока здатні заломлювати світловий промінь. Проте найважливішу роль у заломленні відіграють рогівка й кришталик.

У результаті сітківка сприймає зменшене й обернене зображення предмета [мал. 8.6). Коли інформація від сітківки зоровим нервом потрапляє в потиличні' зону кори великого мозку (зорова зона), вона розшифровується і ми сприймаємо об’єкт у реальному вигляді.

Акомодація

Зазвичай оптична система ока налаштована па сприймання предметів, що розташовані далеко. Пристосування ока до бачення предметів, що розташовані на різній відстані від нього, називається акомодацією (мал. 8.7). Основним елементом оптичної системи ока, що забезпечує акомодацію, є кришталик, що здатен змінювати свою форму' і таким чином фокусувати зображення від предметів па сітківці. Кришталик міститься в топкій еластичній капсулі, яка зв’язками кріпиться до війкових м’язів війкового тіла. Коли ми дивимось на предмети, що розташовані па відстані, війковий м’яз розслаблений. Це призводить до ослаблення натягу' зв'язок. Кришталик набуває більш пласкої форми. Під час розглядання предметів, що розташовані близько, війковий м’яз скорочується і послаблює натяг капсули кришталика. Кришталик, під дією природних еластичних сил набуває більш опуклої форми. У молодих людей найближча точка чіткого бачення розташовується на відстані 7 см. З віком здатність кришталика до акомодації фізіологічно знижується. Тому і найближча точка чіткого бачення поступово віддаляється (вікова далекозорість) і люди потребують окуляри для читання.

Дефекти заломлення світлових променів

Аномалії зору', пов’язані з дефектами заломлення світлових променів, називають короткозорістю, далекозорістю чи астигматизмом. Найчастіше вроджена короткозорість виникає в резу'льтаті того, що у людини форма очного яблука видовжена в поздовжньому' напрямку'. У результаті промінь світла фоку'су'ється перед сітків-

кою і людина нечітко бачить предмети, що розташовані на відстані.

За далекозорості, навпаки, очне яблуко коротше в поздовжньому напрямку, і світло фокусується за сітківкою (мал. 8.8). У результаті людина нечітко бачить предмети, що розташовані близько. За короткозорості носять окуляри з розсію-вальними (вгнутими) лінзами, а за далекозорості — зі збиральними (опуклими) лінзами.

Порушення сферичної форми рогівки призводить до формування недостатньо чіткого зображення предметів на сітківці і називається астигматизмом. Зір за астигматизму коригується спеціальними лінзами з нерівномірною товщиною для компенсації викривленої форми рогівки.

Окрім окулярів з лінзами для корекції вад зору, короткозорість, далекозорість, астигматизм нині лікують хірургічним шляхом за допомогою лазера. Ця процедура допомагає виправити форму рогівки, щоб світло фокусувалось чітко на сітківці.

Вікові зміни, дія сонячних променів можуть призводити до помутніння кришталика й порушення проведення світла. Така патологія називається катаракта. Людина з катарактою ока бачить зображення предметів нечітко. На сьогодні єдиний спосіб лікування катаракти — хірургічна заміна кришталика.

Сприйняття світла й кольору

Для сприйняття зорової інформації око людини має дві системи: оптичну та світлосприймаючу. Оптична система спрямовує промінь світла на світлоприймаючу частину ока — сітківку, де фоторецептори сприймають світло та колір. Фоторецептори поділяють на два типи: палички і колбочки. Вони містять спеціальний зоровий пігмент, який складається із світлочутливої частини ретиналю (похідний вітаміну А) та великої білкової молекули опсину. Коли світло потрапляє па фоторецептор, відбувається каскад молекулярних реакцій у клітині і формується електричний сигнал. Тому механізм сприйняття світла називають фотохімічним.

Виникає логічне запитання: яким чином ми розрізняємо кольори, якщо всі фоторецептори містять однаковий зоровий пігмент? Для відповіді па це запитання ми повинні згадати, що

світло — це також хвилі, які мають різну довжину. Людське око здатне сприймати світло довжиною хвилі від 380 до 720 па-нометрів (видимий спектр). Зорові пігменти паличок і колбочок дуже схожі, але мають різну чутливість до дії певної довжини світлових хвиль, завдяки різниці у складі білка опсину. Палички мають високу чутливість до світла, але не сприймають кольори, тому вони забезпечують нам нічне бачення. У темній кімнаті або вночі ми розпізнаємо тільки форму предмета, а не його колір. Колбочки, навпаки, потребують яскравішого світла для активації і тому не працюють у темряві, а забезпечують розпізнавання кольорів за гарного освітлення. Встановлено існування трьох типів колбочок, які реагують на: довгі хвилі (максимум 564 пм) — «червоні»; середні хвилі (максимум 534 пм) — «зелені»; короткі хвилі (максимум 420 нм) — «сині* (мал. 8.9). На малюнку 8.9 ви бачите, що криві поглинання світла для «червоних», «синіх* та «зелених* колбочок перекриваються (ніби змішуються різнокольорові фарби), завдяки цьому людина сприймає різні відтінки кольорів. Наприклад, жовтий колір ми бачимо, коли активуються переважно «зелені» колбочки, меншою мірою — «червоні», а «сині* не активні. Відсутність хоча б одного зорового пігменту колбочок спричинює розвиток спадкового колірного несприйнят-тя — дальтонізму. Дальтоніки мають труднощі в розпізнаванні зеленого й червоного відтінків.

Око «дивиться», а мозок «бачить»

Процес сприймання світла і кольорів не обмежується фоторецепторами: у них відбувається лише первинна обробка зорової інформації. На поверхні сітківки розташовано 120 мільйонів паличок і приблизно 6 мільйонів колбочок, які передають нервовий імпульс до зорового нерва. Зорові нерви, що відходять від кожного ока, перехрещуються і таким чином у зоровий центр лівої півкулі надходить інформація про зображення з правого поля зору, а в праву півкулю — з лівого (мал. 8.10).

Сприйняття зображення залежить від обробки сигналів мозком людини.

Сприйняття простору

Повертання голови і рухи очного яблука є додатковими процесами, завдяки яким мозок людини збільшує поле зору і полегшує сприйняття простору. Крім того, за допомогою зору ми сприймаємо рух предметів, можемо оцінити відстань до них і їхній розмір.

Під час обробки зорової інформації мозком велике значення має оцінка взаємного розташування нерухомого та рухомого предметів, співвіднесення розмірів. У результаті справжня форма предмета може інколи спотворюватись під час сприйняття — це називають зоровими ілюзіями (мал. 8.11).

Визначення відстані між предметами значно полегшується коли дивитись на них обома очима (бінокулярний зір).

Проведіть експеримент. Візьміть дві ручки або два олівця, закрийте одне око і спробуйте з’єднати їхні кінці на відстані витягнутої руки. Л тепер повторіть те саме з відкритими очима. Таким чипом можна переконатися, що оцінити відстань легше обома очима.

Захист зору

Максимальна розподільна здатність ока сприймати окрем об’єкти має назву гострота зору. Окрім уроджених аномалій чі вікової далекозорості (про це ми згадували вище), порушення го-

строги зору може розвиватися в результаті недотримання правил гігієни зору. Тривале користування комп’ютером, читання у разі поганого освітлення або в транспорті, постійна робота з дрібними предметами, нестача в організмі вітаміну Л та гіподинамія підвищують ризик розвитку короткозорості та призводять до подальшого погіршення зору. Уперше короткозорість виявляють у дітей і через хе, що очі продовжують рости, вона може розвиватися до 20-річного віку. Для профілактики порушення зору під час читання, писання, малювання тощо потрібно розташовувати предмет на відстані 30-35 см від очей, а світло повинно падати зверху й зліва (коли людина — правша). Воно не повинно бути занадто яскравим. Під час перебування на яскравому сопці (на пляжі, в горах тощо) рекомендовано носити сонцезахисні окуляри, краще зі скляними лінзами, або із захисним покриттям від дії ультрафіолетових променів.

Для профілактики порушення зору погрібно вживати їжу, що містить вітамін А, який входить до складу зорового пігменту. Нестача цього вітаміну може призвести до погіршення сутінкового зору, виникнення так званої курячої сліпоти.

1.    Для сприйняття зорової Інформації оптична система ока (рогівка, кришталик, склисте тіло) спрямовує промінь світла на світлоприймаючу частину ока — сітківку, де фоторецептори сприймають світло та колір.

2.    Зміна форми кришталика дозволяє сприймати предмети, що розміщені на різній відстані від нього, це явище називають акомодацією.

3.    Фоторецептори сітківки палички забезпечують сутінковий й нічний зір, а колбочки — денне, колірне. Інформація від сітківки зоровим нервом потрапляє в потиличну зону кори головного мозку, обробляється І сприймається в реальному вигляді.

4.    Для збереження зору потрібно дотримуватися правил гігієни зору, чергувати періоди роботи з відпочинком, використовувати правильне освітлення, носити сонцезахисні окуляри під час перебування на сонці, а також вживати їжу, яка містить вітамін А.

Акомодація, гострота зору, жовта пляма, сліпа пляма, колбочки, палички, зоровий пігмент, короткозорість, далекозорість, астигматизм. 1

1.    Поясніть, чому на сітківці зображення предмета зменшене І обернене?

2.    Який компонент оптичної системи ока здатен змінювати її заломлюючу силу?

3.    Завдяки чому ми розрізняємо кольори?

4.    Які пристосування має мозок для збільшення поля зору?

5.    Чому виникають зорові Ілюзії?

1.    Схематично зобразіть взаємозв'язок між формою кришталика та чітким сприйняттям предмета, який розташовано далеко чи близько. Чому зображення на яке ми дивимось прямо є найчіткішим?

2.    Використовуючи мал. 8.9 поясни, які типи колбочок активуються, коли ми бачимо блакитний колір.

Новий метод лікування кольорової сліпоти

Науковці виявили, що порушення сприйняття кольорів — дальтонізм — пов'язане з генетичним дефектом зорового пігменту.

У 2009 році колектив дослідників Університету Вашингтона (США) вирішив провести дослід на мавпах-самцях саймірі, які, на відміну від людей, у 100 % випадків є природними дальтоніками І не розрізняють зеленого й червоного кольорів. Вчені мали на меті з’ясувати, чи можливо відновити сприйняття мозком кольорів, яких ВІН не вирізняв до цього, якщо ввести в організм ген зеленого чи червоного зорових пігментів (генна терапія). Двом мавпам зробили в зону сітківки Ін’єкцію матеріалу, що містив ген зорового пігменту. До початку лікування мавп навчили торкатися кольорових точок, які були заховані серед сірих точок екрану комп'ютера. Подібно до людей-дальтоніків мавпи не могли відрізнити червоні та зелені точки до лікування. Через кілька тижнів після Ін’єкції мавпи легко пройшли цей тест. Цей експеримент відкриває значні перспективи для лікування вад зору за допомогою генної терапії (журнал «Nature», 16 вересня 2009 р.).

 

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Жолос

 

Категорія: Біологія

Автор: admin от 15-07-2016, 12:16, Переглядів: 29091