Фоточувствительные экстерорецепторы сетчатки (версия DmitriyRDS)

Фоточувствительные экстерорецепторы сетчатки — экстерорецепторы, 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.

Введение

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

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 представления

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:

• Отдел зрительного анализатора — сетчатка. В сетчатке происходит восприятие оптического изображения.
• Головной зрительный отдел.

Виды фоторецепторов глаза

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).

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 сетчатки

Палочки

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).

Колбочки

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 цветовосприятия

Нормализованные спектры чувствительности тканей сетчатки глаза человека

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. 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. также

• Зрение в условиях слабого освещения
• Зрение человека
• Сетчатка
• Палочки (сетчатка)
• Колбочки (сетчатка)

Примечания

1. перенаправление шаблон:цвета радуги