Открыть главное меню

Фоточувствительные экстерорецепторы сетчатки (версия DmitriyRDS)

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Цветное зрение

Фоточувствительные экстерорецепторы сетчаткиэкстерорецепторы, расположенные в сетчатке глаза, воспринимающие электромагнитное излучение в видимом диапазоне длин волн. Фоторецепторы одновременно обеспечивают восприятие оптического изображения — функцию зрения, внешнюю коррекцию биоритмов сна и бодрствования, зависящую от общей освещённости. Различные типы фоторецепторов встречаются в глазу насекомых, коже земноводных, а также у микроорганизмов.

Схема слоёв поперечного сечения сетчатки глаза.

Количество фоторецепторных клеток очень велико. Плотность фоторецепторов в сетчатке глаза определяет качество зрения. Так, на 1 мм² сетчатки человека их расположено около 400 тыс., совы — 680 тыс., кальмара — 162 тыс., карпа — 50 тыс., паука-16 тыс. Группа специализированных светочувствительных образований в сетчатке, воспринимающих свет и по-разному реагирующих на попадающий на них свет. Фоторецепторы создают т. н. потенциалы действия — нервные импульсы, дополнительно обрабатываемые в зрительной коре головного мозга[1][2].

ВведениеПравить

Сетчатка содержит два вида светочувствительных клеток (рис. 1) — палочки и колбочки[3].

Удалось найти и связать работу экстерорецепторов сетчатки (палочек, колбочек), расположенных в сетчатке глаза. В данной биологической системе (сетчатке) функционирует прямая и обратная связь между фоторецепторами и мозгом, при которой образование оптического изображения происходит на этапах анализа, получения «первичного» оптического изображения на фокальной поверхности сетчатки (палочки, колбочки) с последующей передачей его в мозг.

Современные представленияПравить

  Основная статья: Теории цветового зрения

Благодаря последним достижениям в области биофизики, точной механики, метрологии, микроскопии, нанотехнологиям учёным удаётся глубже взглянуть в тайны природы, которые впоследствии возможно применить на благо людей.

Современные технологии позволяют надеяться, что в скором времени удастся возвращать слепым людям зрение (см. Бионический глаз).

В восприятии оптического изображения участвуют:

Виды фоторецепторов глазаПравить

 
Строение палочки (сетчатка)
 
Строение колбочки (сетчатка)

Рецепторы глаза (Экстерорецепторы, фоторецепторы) являются специализированным типом нейронов (нервных клеток), обнаруженных в сетчатке глаза, которые способны к формированию электрического сигнала в ответ на внешний фотостимул (фототрансдукция)[4].

Существуют функциональные различия между палочками и колбочками. Колбочки чувствительны ко всей видимой области спектра и при достаточном освещении позволяют глазу ощущать и анализировать различные цвета и оттенки; палочки же — более чувствительны, но их спектр и максимум чувствительности меняются в зависимости от яркости освещения. При более ярком свете спектр чувствительности палочек, благодаря содержащимся в них фотопигменте родопсине, сдвинут в коротковолновую (синюю) область спектра, а при слабом, [[Сумеречное зрение |сумеречном]] освещении, их чувствительность возрастает, при этом максимум чувствительности палочек смещается в зелёную область спектра. Это свойство палочек и вызывает эффект Пуркинье (назван в честь первооткрывателя, чешского анатома Яна Эвангелиста Пуркинье‎‎), проявляющийся в искажении цветов при переходе от дневного зрения к сумеречному. В сумерках и ночью, без участия колбочек, палочки не могут анализировать цвета и поэтому при слабом освещении глаза цвета не различает.

Согласно трёхкомпонентной гипотезе цветовосприятия, на сетчатке глаза должны присутствовать три различных типа колбочек — отвечающие за восприятие соответствующих узких диапазонов света с различной длиной волны: «коротковолновой, S» («синий участок»), «средневолновой, M» («жёлто-зелёный участок») и «длинноволновой, L» («желто-красный участок») спектра. Однако исследованные спектры поглощения известных на сегодняшний день фоточувствительных пигментов глаза (родопсина, хлоролаба и эритролаба) совершенно не соответствуют так называемым «чистым», или «основным цветам», что говорит о иной внутренней организации цветовосприятия в системе глаз-мозг.

Виды фоторецепторов сетчаткиПравить

ПалочкиПравить

  Основная статья: Палочки (сетчатка)

Па́лочки (см.рис.2) англ. rod cells) — один из типов фоторецепторов, расположенных в фокальной поверхности сетчатки в слое (экстерорецепторов), периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою цилиндрическую форму. Это высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение (сигналы).

Палочки чувствительны к свету благодаря наличию в них специфического пигмента — родопсина (или зрительный пурпур).

КолбочкиПравить

  Основная статья: Колбочки (сетчатка)

Ко́лбочки (см.рис.2) — (по-английски — англ. cone) один из типов фоторецепторов (экстерорецепторы), расположенных в фокальной поверхности сетчатки в слое (экстерорецепторов), периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою коническую форму. Это высокоспециализированные клетки, воспринимающие и преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение (сигналы).

Колбочки чувствительны к свету благодаря наличию в них специфического пигмента — йодопсина.

Гипотеза трёхкомпонентного цветовосприятияПравить

 
Нормализованные спектры чувствительности тканей сетчатки глаза человека[5]

Концепция трехсоставного восприятия цвета (трёхкомпонентная теория, англ. trichromacy) состоит в том, что сетчатка (организма, глаза) предположительно должна содержать три типа цветных фоторецепторов колбочек с различными спектрами поглощения. Существует мнение, что число таких типов фоторецепторов может быть и больше чем три[6]. Однако на сегодняшний день, несмотя на огромное количество исследований и совершенные методики и оборудование, выделить колбочки чувствительные только к "своим" областям спектра так и не удалось, как не удалось и обнаружить колбочковый синечувствительный пигмент, которому заранее дали название цианолаб.

Некоторые учёные предполагают, что до 10% женщин воспринимают цвета лучше, чем мужчины потому, что они цвета воспринимают в системе четырехроматик (три колбочки + одна колбочка с восприятием зоны спектра красно-зелёных оттенков). Однако, это предположение не получило подтверждений.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. Рецептор
  2. Фоторецептор
  3. Foster RG, Provencio I, Hudson D, Fiske S, De Grip W, Menaker M. Circadian photoreception in the retinally degenerate mouse (rd/rd). J Comp Physiol [A]. 1991 Jul;169(1):39-50 Abstract
  4. http://en.wikipedia.org/wiki/visual_phototransduction
  5. «Visual pigments of rods and cones in a human retina». — J. Physiol. — С. 501-511.о книге
  6. http://en.wikipedia.org/wiki/Trichromacy