Зрительная система

Рис. 18-56. Рщептивные поля клеток на последовательных уровнях зрительной системы млекопитающего и ответы зтих клеток иа различные световые стимулы. Квадратом представлен небольшой участок зрительного поля. Слева показаны рецептивные поля трех клеток, получающих информацию от данной области зрительного поля фоторецептора, ганглиозной клетки сетчатки и простой клетки из зрительной коры головного мозга. Приводятся ответы клеток каждого типа на шесть различных стимулов. Следует отметить, что сильный ответ фоторецешора сигнализирует лишь о том, что в определенном участке зрительного поля имеется светлое пятно, освещен-иость же соседних точек поля не имеет никакого значения. С другой стороны, сильный ответ кортикальной клегки дает более полную информацию о пространственной структуре стимула (хотя информация о положении стимула в поле зрения передается несколько менее точно). На рнсуике представлен только один тип ганглиозных оеток сетчатки и только одии из многих типов кортикальных нейронов.

Человеческий глаз соединяет эти различные составляющие и складывает их в единый сигнал, который посылается в мозг, поэтому александрит кажется окрашенным в один цвет. Если этот минерал вращать или менять условия его освещения, то при этом будут меняться длины волн света, достигающего глаза, и даже небольшие изменения могут быть достаточными, чтобы повлиять на наблюдаемый цвет камня. Иногда эти изменения длин волн составляющих света настолько малы, что часто не улавливаются спектрометром, который измеряет интенсивность света определенной длины волны, а не усредненный полный свет. Таким образом воспринимаемое наблюдателем изменение цвета александрита связано с природой зрительной системы человека больше, чем с резкими изменениями самого объекта. Однако относительная интенсивность красной или зеленой составляющей достигающего глаза света зависит от характера освещения. Искусственный свет более богат длинными волнами, так что красный свет становится преобладающим. В дневном свете преобладают длины волн, соответствующие зеленому и желтому свету, к которым глаз более чувствителен, поэтому в этих условиях александрит имеет зеленый цвет. [c.125]

Удобный способ характеризации любого типа зрительной системы заключается в описании того, каким представляется равноэнергетический спектр наблюдателю с данным типом зрительной системы. Равноэнергетический спектр характеризуется одинаковым спектральным распределением энергии цветового стимула в пределах всего видимого диапазона. Каждый стимул, воздействующий на глаз, есть либо часть этого спектра, либо может рассматриваться как сочетание некоторого числа таких частей. Поэтому описание восприятия равноэнергетического спектра представляет собой в то же время достаточно полное описание свойств зрительной системы, обусловливающей это восприятие. [c.94]

Точные характеристики процесса, проходящего через стадию приобретенного снижения способности отличать красный цвет от зеленого, стадию дейтеранопии и заканчивающегося полной цветовой слепотой, недостаточно хорошо изучены, поскольку состояние зрительной системы пациента ежедневно меняется. Поэтому для обозначения симптомов воспаления зрительного нерва часто используют наименование прогрессирующая цветовая слепота с неразличением красного и зеленого цветов . [c.103]

Константы Вд. 0) Во, Уц и / , Сх, Вх, Ух представляют собой уровни перегрузки зрительной системы. Они связаны с плотностью распределения рецепторов. Если принять Вд равным 1, то значения остальных констант равны В = 40, Сц = Уо = 20, Вх = 80,0, 6х = х = 40, Вх = 2. [c.381]

Системы визуализации. Цифровые изображения выводятся на монитор телевизионной системы. Поскольку их возможности по разрешению и диапазону градаций ниже характеристик зрительной системы человека, оператор может получить только ограниченный объем данных о качестве объекта контроля. Области дефектоскопического интереса в удобной для визуальной системы форме оператор может получить с помощью изменения масштаба, выделения фрагментов, используя манипуляторы типа мышь джойстик или клавиатуру. Однако бесполезно увеличивать масштаб при ограниченном объеме данных в цифровом изображении. [c.101]

В целом молекулярные механизмы преобразования сенсорных сигналов и последующей переработки их мозгом еще плохо изучены. Наибольшее понимание происходящего на обоих уровнях достигнуто при изучении зрительной системы позвоночных. Одиако прежде чем перейти к зрению, мы рассмотрим два других вида сенсорных устройств-рецепторы растяжения в мышцах и звуковые рецепторы уха, на примере которых будет проиллюстрирован ряд важных общих принципов преобразования сенсорной информации. [c.119]

Сенсорную область, на которую должен попасть стимул, чтобы повлиять на данный нейрон, называют рецептивным полем этого нейрона (рис. 18-54). Условия эффективности стимуляции каждого отдельного фоторецептора очень просты на данный участок сетчатки должен падать свет с подходящей длиной волны. Но по мере перехода к высшим уровням зрительной системы условия эффективности стимула постепенно усложняются. Примером могут служить ганглиозные клетки сетчатки. Рецептивные поля этих клеток, как правило, шире, чем у отдельных фоторецепторов, и частично перекрывают друг друга. Типичная ганглиозная клетка отвечает на равномерное освещение очень слабо. Более того, небольшое пятно света, занимающее лишь часть рецептивного поля клетки, вызывает противоположные эффекты в зависимости от того, где оно находится-в центре илн ближе к периферии рецептивного поля напрнмер, оно может возбудить ганглиозную клетку, если будет находиться в центре, но окажет тормозное действие, находясь на периферии. Для такой ганглиозной клетки наиболее эффективным стимулом будет яркое круглое пятно, окруженное темным кольцом (рис. 18-55). Другие ганглиозные [c.127]

Обсуждая влияние прошлого опыта на зрительную систему, мы сосредоточим свое внимание на развитии синаптических связей, благодаря которым информация, приходящая от двух глаз, объединяется, обеспечивая бинокулярное зрение. Для того чтобы объяснить образование таких связей, нужно сначала описать анатомию зрительной системы взрослого индивидуума. У такого млекопитающего, как обезьяна или кошка, оба глаза воспринимают почти одно и то же внешнее поле и посылают по зрительным путям сигналы в мозг таким образом, что два канала информации, относящейся к одному н тому же участку видимого мира, поступают в один и тот же участок мозга (рис. 18-77). Поэтому в левой зрительной коре имеются две упорядоченные проекции правой половины зрительного поля-одна от левого глаза, другая от правого. В мозгу эти две проекции накладываются друг на друга, хотя и не совсем точно. Входы от двух глаз несколько разделены в пространстве-они представлены узкими (0,4 мм) чередующимися полосками, так называемыми колонками глазодоминантности. Это можно показать путем введения в один глаз радиоактивных аминокислот. Меченые молекулы поглощаются нейронами сетчатки и транспортируются по аксонам нервньй клеток в кору головного мозга, каким-то образом проходя через синапсы в передаточных станциях -латеральных коленчатых телах. На радиоавтографах срезов коры ясно видно, что меченые полосы, получающие информацию от меченого глаза, перемежаются немечеными полосами, получающими входные данные 9т немеченого глаза (рис. 18-78). [c.150]

Этот раздел посвящен нервно-мышечной системе позвоночных, главным образом мотонейронам, иннервирующим мышцы конечностей, а в последнем разделе главы будет рассмотрена зрительная система позвоночных. На примере этих двух систем мы проиллюстрируем главные принципы развития нервных структур. Основные принципы поведения нервных клеток, насколько они сейчас известны, видимо, во многом одинаковы у беспозвоночных и позвоночных. [c.139]

У млекопитающих зрительные проекции создаются еще до рождения и мало доступны для экспериментального изучения, а после перерезки зрительного нерва его волокна не способны регенерировать. Однако в момент рождения зрительная система еще не созрела, и можно показать, что в первые месяцы или годы жизни в ней происходят процессы тонкой, но очень важной доводки под влиянием зрительного сенсорного опыта. Если в определенный чувствительный период эта система не получает достаточной зрительной информации, то такая доводка может быть серьезно нарушена. Типичный пример этого-так называемый ленивый глаз . Дети, страдающие косоглазием, часто привыкают пользоваться только одним глазом, так как другой постоянно косит и на его сетчатке редко получается точно сфокусированное изображение. Если косоглазие вовремя исправить и ребенок научится пользоваться обоими глазами, то в дальнейшем оба глаза будут функционировать нормально. Но если не скорректировать косоглазие в детстве, то неиспользуемый глаз почти полностью и навсегда утратит способность видеть, и уже никакие [c.149]

Детальное изучение функций отдельных нейронов в зрительной системе млекопитающих с помощью электрофизиологических методов, описанных ранее (разд. 18.5.5), дало возможность установить клеточную основу подобных расстройств. Значение полученных результатов выходит за рамки зрительной системы, так как они очень ясно показали, каким образом прошлый опыт влияет на структуру мозга, а значит, и на его деятельность. Они выдвигают на первый план значение сенсорной стимуляции для развития ребенка и указывают на клеточный механизм, благодаря которому внешние раздражители могли бы оставлять след в мозгу и в период взрослой жизни. [c.150]

Спирты (метиловый, пропиловый и бутиловый) — яды, вызывающие поражение зрительной системы разрушение сетчат-кк, воспаление роговицы и ослабление зрения. Длительное действие метилового спирта может привести к слепоте. Сложные эфиры— этилацетат и бутилацетат — вызывают раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей, а также кожные заболевания. Ацетон, скипидар и этиловый спирт действуют в основном на нервную систему. Менее токсичными растворителями являются углеводороды — уайт-спирит, бензин, керосин. Они вызывают кожные заболевания (экзему, дерматит) и раздражающе действуют на слизистые оболочки дыхательных путей. [c.210]

Участие витамина А в фотохимическом процессе зрения. Для выживания индивида животные должны обладать способностью обнаруживать свет, а также различать свет различных длин волн. С этой целью в ходе биологической эволюции у них развились фоторецепторные органы — глаза, в которых центральную роль играют поглощающие свет фоторецепторы, или зрительные пигменты. Наиболее эффективно способность реагировать на свет используется у животных. В связи с этим в данной главе нельзя не остановиться на особенностях процессов фоторецепции и зрения, которые будут рассмотрены на примере работы зрительной системы человека. [c.132]

В зрительной системе млекопитающих активные синапсы стремятся занять место неактивных [71] [c.371]

ЧАСТЬ III ЗРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА [c.224]

Прежде чем перейти к рассмотрению проблем, возникающих при моделировании зрительной системы, приведем основные сведения о ее структуре. [c.224]

Простое детектирование света еще не есть зрение, фоторецептор является измерителем света , а не фотопластинкой. Зрительная система представляет собой иерархию стадий обработки, на которых простой световой стимулятор дополняется все большим количеством информации. Реакция фоторецептора (палочки или колбочки) прямо пропорциональна количеству падающего света. Но уже в ганглионарных клетках сетчатки едва ли возможно установить пропорциональность между интенсивностью света и ответной реакцией. Эти клетки реагируют преимущественно на световой контраст, а обработка ими сигналов, исходящих от фоторецепторов, называется интегрированием и обусловлена двумя особенностями сетчатки. Во-первых, сетчатка имеет трехслойную структуру (рис. 1.8) она состоит из рецепторных, биполярных и ганглионарных клеток, меладу которыми расположены клетки других типов амакрино- [c.20]

Обозначение системы в соответствии 0 числом различаемых-компонент Цветовые различения, возможные при подобном типе системы Длина волны, при которой функция спектральной световой эффективности Mai H-мальна, г м Длины волн нейтральных точек в видимом спектре, нм Употребительное наименование зрительной системы [c.98]

Для измерения спектральной зависимости коэффициента поглощения отдельных колбочек, взятых с участков сетчатки человека и обезьяны, был разработан метод микроспектрофотометрии. Результаты, полученные при помощи этого метода Марксом и сотр. [422], а также Брауном и Уолдом [68], показывают, что зрительная система человека на рецепторной стадии в самом деле трехвариантна. Три типа колбочек содержат фотопигменты с максимумом спектрального коэффициента поглощения на длинах волн порядка 448, 528 и 567 нм. [c.116]

Рос. 18-51. Схема главных зрительных путей у млекопитающих. Свет от смежных участков пояя зрения фокусируется на смежные группы фоторедепторов, и возникающие нервные сигналы передаются по параллельным путям ка все более высокие уровни зрительной системы. На каждом уровне видимый мир (представленный на схеме вертикальной стрелкой) проецируется упорядоченным образом иа слой нейронов. Это очень упрошенная схема-она Не показывает, каким образом информация от правого н от левого глаза объединяется, обеспечивая стереоскопическое зрение. [c.125]

Результаты чисто анатомических исследований не позволяют выяснить, как последовательные нейронные системы обрабатывают зрительную информацию. Для того чтобы понять переработку информации нервной системой, необходимо знать смысл электрического сигнала, поступающего от каждой клетки. Это несколько туманное утверждение можно переформулировать в точных операциональных понятиях понять значение сигнала от данной клетки зрительной системы-это значит понять, какого рода внешнее событие или обстоятельство приводит к возбуждению дайной клеттси. Ответ можно получить, регистрируя электрическую активность клетки с помошью микроэлектрода в то время, когда в разных точках поля зрения животного будут появляться различные внды зрительных раздражителей. [c.127]

Конвергенция, дивергенция и латеральное торможение встречаются в нервной системе повсюду и играют важную роль в локальной обработке информации многими группами нейронов, лежащих рядом друг с другом н имеющих дело со связанными между собой сенсорными данными. В качестве следующего простого (хотя и гипотетического) примера на рис. 18-58 показано, каким образом корковая клетка могла бы избирательно реагировать на полоску, ориентированную определенным образом, в результате конвергенции сигналов от ряда ганглиозных клеток сетчатки. При помощи подобных механизмов типичный нейрон высшего уровня зрительной системы, возбуждаемый комбинацией сигналов от группы нейронов низщего уровня, может выявлять и более абстрактные, более сложные черты данного комплекса зрительных стимулов. Таким образом, информация, заключенная в электрическом сигнале отдельного нейрона, постепенно обогащается по мере передачи ее вверх по зрительным путям. [c.129]

Специальные преобразователи переводят сенсорные стимулы в форму нервных сигналов. Например, в рецепторе растяжения мышцы окончание сенсорного нерва деполяризуется при растяжении и величина деполяризации-рецепторный потенциал-для дальнейшей передачи перекодируется в частоту импульсного разряда. Слуховые волосковые клетки, избирательно реагирующие на звуки определенной частоты, сами не посылают импульсов, а передают сигналы о величине рецетпорного потенциала соседним нейронам через химические синапсы. Таким же образом действуют фоторецепторы глаза. В фоторецепторах свет вызывает конформационное изменение молекул родопсина, и это благодаря участию внутриклеточного второго посредника ведет к закрытию натриевых каналов в плазматической мембране, к ее гиперполяризации и в результате-к уменьшению количества высвобождаемого медиатора. Далее вставочные нейроны передают сигнал ганглиозным клеткам сетчатки, которые пересылают его в мозг в виде потенциалов действия. Проходя череъ нейронную сеть с конвергентными, дивергентными и тормозными латеральными связями, информация подвергается обработке, благодаря которой клетки высших уровней зрительной системы могут выявлять более сложные особенности пространственного распределения световых стимулов. [c.130]

Имеются данные, что нейронная специфичность свойственна также и зрительной системе. Видимо, во многих частях нервной системы при организации правильной схемы соединений между удаленными группами клеток важное значение имеет один и тот же способ, аналогичный цаетовому кодированию проводов телефонного кабеля. Хотя детали молекулярных механизмов все еще остаются загадкой, кажется вероятным, что конусы роста выбирают определенные пути в результате прямого контакта с системой химических меток, притягиваются к специфическим областям-мишеням благодаря хемотаксическим сигналам и, наконец, находят свои клетки-мишени по специфическим молекулам на поверхности этих клеток. Возможно, нейронная специфичность играет определенную роль в выборе пути, в ответах на сигналы и в узнавании мишени. [c.143]

Как уже говорилось, такая организация, несомненно, важна для переработки сенсорной информации в зрительной системе, где двумерное изображение видимого мира, создающееся на сетчатке, проецируется-через ряд промежуточных нейронных уровней-на зрительную область коры головного мозга. Подобный принцип мы находим и в других сенсорных системах в мозгу имеется карта (проекция) поверхности тела, отображающая картину осязательных стимулов, а также карта спектра слышимых звуков, располагаемых в соответствии с их высотой, и т. п. Во всех этих случаях многочисленные нейроны в каждой большой группе дейсгвуют параллельно, обрабатывая информацию одного и того же общего характера, но приходящую от разных областей воспринимаемого мира. Благодаря непрерывности отображения нейроны, имеющие дело с очень сходными сенсорными сигналами, расположены в тесном соседстве друг с другом и поэтому могут взаимодействовать при обработке информации. Кроме того, упорядоченность нейронных проекций иа каждом уровне гарантирует, что каждый элемент информации после такой обработки не выпадет из общего контекста, сохранит связь с определенным участком воспринимаемого мира. Поэтому непрерывные нейронные проекции имеют фундаментальное значение для организации мозга позвоночных. Как же образуются такие непрерывные проекции в процессе развития нервной системы Этот вопрос будет отправной точкой при рассмотрении формирования нервных связей в зрительной системе. [c.147]

Связи в зрительной системе детеньппей млекопитающих подвержены влиянию сенсорного опыта [57] [c.149]

У млекопитающих процессы развития зрительной системы весьма чувствительны к зрительной стимуляции в течение некоторого критического периода после рождения. Если один глаз будет лишен стимулов, то область зрительной коры, соответствующую этому глазу, захватят аксоны, идущие от другого глаза. Если животное не использует оба глаза одновременно, то кортикальные связи, необходимые для нормального бинокулярного зрения, не устанавливаются. Эти явления позволяют предположительно сформулировать общее правило поведения нервных клеток разные нейроны, связанные с одной и той же постсинаптической клеткой-мишенью, взаимно поддерживают и укрепляют свои синапсы на общей мишени, но только при условии, что эти нейроны возбуждаются одновременно. Это правило ассоциативного синаптогенеза служит механизмом, благодаря которому структура мозга может отражать связь между различными событиями внешнего мира. [c.154]

Давайте рассмотрим для примера дальнейшую судьбу возникшего электрического сигнала в зрительной системе уже знакомых нам усоногих раков ) (которыми так много занимался Дарвин и у которых МП их фоторецепторов без помощи импульсов передается на расстояние до 3 см). У этих животных фоторецепторы при освещении деполяризуются и выделяют больше медиатора, но это не вызывает никакой реакции животного. Зато при затенении глаз рак принимает меры убирает усики и т. д.. Как же это происходит Дело в том, что медиатор фоторецепторов усоногих раков тормозный, он гиперполяризует следующую клетку нейронной цепи (она тоже без-импульсная), и она начинает выделять меньше медиатора, поэтому, когда свет становится ярче, никакой реакции не возникает. Наоборот, при затенении фоторецептора он выделяет меньше медиатора и перестает тормозить клетку второго порядка. Тогда эта клетка деполяризуется и возбуждает свою клетку-мишень, в которой возникают импульсы. Клетка 2 в этой цепи называется И-клет-кой, от слова инвертирующая , так как ее основная роль—менять знак сигнала фоторецептора. Усоногий рак [c.235]

Возможно, что наиболее глубокий смысл зависимости конкуренции синапсов от возбуждения раскрывается в тех случаях, когда стимулы от внешнего мира контролируют настройку анатомических связей межд> нейронами. Это особенно четко выявляется при изучении развития зрительной системы у позвоночньгх. Пиже будут рассмотрены соответствующие данные о млекопитающих. [c.370]

У детенышей млекопитаюших связи в зрительной системе подвержены влиянию сенсорного опыта [70] [c.370]

В момеш рождения зрительная система млекопитающего остается еще незрелой. Первые годы (у человека) или первые месяцы (у кошек или обезьян) представляют собой особый чувствительный (критический) период, когда система нервных связей подвергается настройке, и отсутствие нормального зрительного опыта в этот период может привести к серьезным и необратимым последствиям Типичный пример этого - так называемый ленивый глаз как результат детского косоглазия. Дети, страдающие косоглазием, часто привыкают пользоваться только одним [c.370]

В зрительной системе млекопитающих активные синансы стремятся занять место неактивных 371 [c.501]

Зрительные системы различных типов многоклеточных животных тоже, насколько известно, работают на родопсинах , т. е. хромопротеидах, содержащих ретиналь. Заметим, что термин родопсин предложил Уолд для обозначения светочувствительного вещества, содержащегося в палочках сетчатки млекопитающих. Если эти системы когда-то и синтезировали АТФ, то теперь они в целом утратили эту функцию, полностью переключившись на функцию востриятия. Возникает вопрос, могли ли различные родопсины (различающиеся, естественно, своими белковыми компонентами — опсинами) произойти полифилетически, т. е. путем конвергенции. С тех пор как был открыт бактериородопсин, этот вопрос стал даже еще острее. [c.93]

В первой части рассматриваются информационные процессы в нейроне. Внимание сосредоточено на новых данных об активной роли ден-дрмтов и моде.шровании нейронов с дендритами раздичной конфигурации. Вторая часть посвящена слуховой системе. Излагаются механизмы частотного анализа, бинаурального слуха (пассивной локации), восприятия высоты и ритмики звуковых сигналов. В третьей части рассматривается зрительная система. Излагаются представления о прострапствсппо-частотном анализе изображений, о разделении текстур п бинокулярном слиянии. [c.2]

Краткие анатомо-морфологические сведения. На рис. 116 приведена упрощенная схема зрительной системы м.пекопита-ющих. Условно в пей можно выделить три отдела — периферический (рис. 116, А), промежуточный (рис. 116, В) и центральный (рис. 116, В). [c.224]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология