Зрительный нерв – пучок нервных волокон, обеспечивающий передачу нервных импульсов, которые вызваны световым раздражением, к зрительному центру коры затылочной доли мозга от сетчатой оболочки глаза.
Строение и функции
От чувствительных клеток сетчатой оболочки нервные волокна собираются в зрительный нерв у заднего полюса глаза. Общее число нервных волокон, которые образуют зрительный нерв, составляет немногим более 1 млн, и их количество с возрастом постепенно уменьшается. Расположение и ход волокон от разных областей сетчатки строго структурирован. Приближаясь к диску зрительного нерва (ДЗН) количество нервных волокон увеличивается, а потому это место немного возвышается над сетчаткой. После, собравшись в диск, волокна изгибаются, образуя угол в 90˚ и отграничивают внутриглазной отдел зрительного нерва.
Величина диска зрительного нерва в диаметре равна примерно 1,75-2,0 мм и занимает площадь около 2-3 мм. Зона его проекции в поле зрения совпадает с областью слепого пятна. Интересно, сто впервые слепое пятно обнаружил физик Э. Марриотом еще в 1668 году.
Зрительный нерв берет свое начало в диске зрительного нерва, а заканчивается в хиазме. У взрослого человека, его длина составляет 35 — 55 мм. Зрительный нерв изогнут подобно литере S, что создает препятствие его натяжению во время движения глазом. Практически на всем своем протяжении, зрительный нерв, как и головной мозг, имеет три оболочки. Одна из них твердая, другая паутинная и третья — мягкая. Пространства между ними заполнено сложного состава жидкостью.
Топографически зрительный нерв принято делить на четыре участка: внутриглазной, внутриорбитальный, внутриканальцевый, внутричерепной.
Нервы обоих глаз имеют выход в полость черепа, где и соединяются в зоне турецкого седла, формируя хиазму. В зоне хиазмы происходит частичный перекрест их волокон. Перекрещиваются волокна, которые идут от внутренних (носовых) половин сетчатой оболочки, а волокна, идущие от наружных (височных) половин сетчатки не перекрещиваются.
После перекреста зрительными волокнами образуются зрительные тракты. В составе каждого тракта находятся волокна наружной половины сетчатой оболочки соответствующей стороны, а также внутренней половины противоположной.
Видео о строении зрительного нерва
Диагностика патологий зрительного нерва и ДЗН
- Офтальмоскопия ДЗН, оценка его формы, цвета, границ, инспекция сосудов.
- Кампиметрия – определение центральных скотом и размеров слепого пятна в поле зрения.
- Оптическая когерентная томография (ОКТ).
- HRT томография.
Симптомы поражения зрительного нерва
- Нарушение цветовосприятия.
- Изменение поля зрения больного глаза, в случае локализации поражений в обоих глазах выше хиазмы.
- Снижение остроты зрения.
- Повышение порога электрической чувствительности зрительного нерва.
Болезни с поражением зрительного нерва
Перечисленные исследованиях могут выявить врожденные аномалии:
- Аплазия или гипоплазия ДЗН
- Увеличение размеров ДЗН
- Друзы диска
- Ложный неврит
- Колобома диска
- Атрофия ДЗН
Весьма разнообразны и приобретенные патологии:
- Атрофия ДЗН различного генеза.
- Истинный неврит, застойный ДЗН.
- Нарушения сосудистого характера – сужение артерий, расширение вен.
Лекция о физиологии зрения предоставлена доктором биологических наук, ведущим научным сотрудником кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова Вячеславом Альбертовичем Дубыниным.
Зрение – это процесс получения информации о внешнем мире за счет улавливания электромагнитных волн определенной длины. У человека диапазон видимого света составляет 400-750 нм. Самые короткие волны, которые мы видим, субъективно воспринимаются как фиолетовые; самые длинные – как красные. Зрение – наиболее значимая из наших сенсорных систем.
Глаз – орган зрения
Глазное яблоко расположено в глазнице черепа и имеет три оболочки. Это:
-
склера: наружная (белочная) оболочка; образована плотной соединительной тканью, выполняет защитную функцию; ее прозрачная передняя часть называется роговицей;
-
сосудистая оболочка: занимает среднее положение; содержит питающие глаз кровеносные сосуды и пигментные клетки; ее видимой частью является радужная оболочка;
-
сетчатка: внутренняя оболочка; здесь находятся фоторецепторы, а также нейроны, чьи аксоны образуют зрительный нерв.
Несколько подробнее о радужной оболочке. Входящие в ее состав пигментные клетки обусловливают цвет глаз (в зависимости от количества и распределения меланина). В центре радужной оболочки находится отверстие – зрачок, окруженный гладкими мышечными клетками. Благодаря сужению зрачка регулируется количество света, попадающего на сетчатку. В темноте зрачок максимально расширен, что обусловлено сигналами симпатической нервной системы.
Внутреннее ядро глаза состоит из стекловидного тела и хрусталика. Хрусталик – состоящая из живых клеток упругая прозрачная линза, расположенная сразу позади зрачка. Он окружен особой ресничной мышцей, способной при сокращении изменять форму хрусталика от более плоской к более выпуклой.
В результате происходит аккомодация – реакция, позволяющая нам четко видеть объекты, находящиеся на разных расстояниях («наводка на резкость»). Рассматривание близких предметов требует выпуклого хрусталика (напряжение ресничной мышцы). Если же нужно четко увидеть горизонт – ресничная мышца расслабляется и хрусталик становится плоским. Регулирует тонус ресничной мышцы парасимпатический центр среднего мозга.
Известны три основных нарушения работы системы аккомодации: близорукость, дальнозоркость и старческая дальнозоркость. Во всех этих случаях преломление света в хрусталике и размер глазного яблока не совпадают. При близорукости фокус изображения оказывается перед сетчаткой; при дальнозоркости – за ней; при старческой дальнозоркости падает эластичность хрусталика, и он не может принимать достаточно выпуклую форму. Коррекция близорукости требует вогнутых линз, дальнозоркости – выпуклых.
Стекловидное тело – прозрачное содержимое глазного яблока, расположенное между хрусталиком и сетчаткой. Оно образовано прозрачным желеобразным межклеточным вещество и лишено кровеносных сосудов (как и хрусталик).
Нормальную работу глаза и всей зрительной системы обеспечивают слезные железы и веки (увлажнение поверхности роговицы), а также глазодвигательные мышцы (по 6 на каждый глаз).
Сетчатка
Наиболее наружное положение в сетчатке занимают фоторецепторы; глубже находятся несколько слоев нейронов, принимающих участие в оперативной обработке зрительной информации.
У человека два типа фоторецепторов – палочки и колбочки. На периферии сетчатки относительно больше палочек, ближе к ее середине (напротив зрачка) – колбочек. В самом центре сетчатки находится участок, состоящий из максимально плотно расположенных колбочек – желтое пятно. Это зона наибольшей остроты зрения. Детально рассматривая объект, мы глядим прямо на него, и изображение, преломившись в хрусталике, проецируется на желтое пятно.
Фоторецептор состоит из наружного части, ядерной области и зоны, контактирующей с нейронами сетчатки. Реакция фоторецептора на свет возможна благодаря присутствию внутри его наружной части светочувствительных пигментов – веществ, разрушающихся под действием электромагнитных волн определенной длины. Продукты распада пигментов вызывают реакцию рецептора и влияют на генерацию импульсов нейронами сетчатки.
В колбочках присутствуют пигменты, называемые йодопсинами (иначе, конопсинами). Их три типа: красно-, зелено- и сине-чувствительный. Каждая конкретная колбочка содержит один из йодопсинов, а все вместе они обеспечивают цветовое зрение.
Пигмент палочек родопсин чувствителен ко всему видимому диапазону. В связи с этим реакция палочек на оранжевый свет не отличается от реакции, скажем, на зеленый (черно-белое зрение). Достоинством палочек является высокая светочувствительность. В сумерках, когда колбочки не могут функционировать, палочки остаются единственным источником зрительной информации. При яркой освещенности палочки обеспечивают, прежде всего, четкое выделение границ объектов и реакцию на движение.
Генетическое заболевание, при котором наблюдается нарушение цветового зрения, называется дальтонизм. В большинстве случаев он регистрируется у мужчин (7% против 0,5% у женщин) и связан с отсутствием одного из йодопсинов. В результате дальтоник видит два из трех основных цветов, а оставшийся воспринимает как серый (за счет только палочек). Нарушение работы родопсина (и сумеречного зрения) возникает при дефиците витамина А.
В целом фоторецепторы «описывают» видимое нами изображение как совокупность красных, зеленых, синих и серых точек. После дополнительной обработки нейронами сетчатки эта информация по зрительному нерву поступает в головной мозг. Функционирование сетчатки можно уподобить работе сканера или матрицы фотоаппарата, которые также описывают изображение в виде совокупности точек-пикселей. Различие в том, что у технических устройств все пиксели имеют одинаковый размер; в случае сетчатки «пиксели» минимальны в области желтого пятна и гораздо больше на периферии. Это позволяет уменьшить общий объем информации и экономнее использовать «вычислительный ресурс» нашего мозга.
Зрительные центры головного мозга
Зрительный нерв, в составе которого около 1 млн. аксонов, выходит из глазницы и направляется в ЦНС. Перед входом в промежуточный мозг его волокна образуют перекрест – зрительную хиазму.
Перекрещивается только половина всех волокон, остальные идут к зрительным центрам на своей стороне мозга. После хиазмы аксоны зрительного тракта идут к одной из следующих областей:
-
Супрахиазменным ядрам гипоталамуса, которые используют информацию об интенсивности света для регуляции внутренних ритмов организма – прежде всего, суточных.
-
Верхним холмикам четверохолмия (средний мозг), которые управляют движениями глаз, дают команду об изменении диаметра зрачка и формы хрусталика, а также организуют ориентировочный рефлекс при появлении новых сигналов.
-
Нервным центрам в задней части таламуса (таламус – верхняя половина промежуточного мозга, где осуществляется подготовка зрительной информации для передачи в кору больших полушарий. Суть этой подготовки заключается в контрастировании изображения – подчеркивании границ между светлыми и темными областями.
-
Зрительной коре.
Зрительная кора занимает наиболее затылочную область поверхности больших полушарий. Здесь реализуется последовательное узнавание все более сложных визуальных образов и объединение разных потоков зрительной информации.
В самой задней затылочной зоне (первичная зрительная кора; рис. 35-5, внизу) происходит узнавание отрезков прямых линий. Разные нейроны реагируют на линии разной (по отношению к горизонту) ориентации – горизонтальные, вертикальные, под углом 30º и т.п.
Если сместиться немного вперед, то мы окажемся в области вторичной зрительной коры. Здесь происходит:
-
узнавание геометрических фигур (как суммы нескольких линий);
-
объединение черно-белого и цветового потоков сигналов (информация от палочек используется для определения границ объектов, информация от колбочек – для «заливки» их цветом);
-
сравнение информации от правого и левого глаза (попадает в одно полушарие благодаря хиазме) и за счет этого – вычисление расстояния до объектов и их объема.
Распознавание наиболее сложных и обобщенных признаков изображений связано с зоной, находящейся на границе затылочной, теменной и височной коры. Ее иногда называют третичной зрительной корой. У обезьян здесь обнаружены нейроны, избирательно реагирующие на «лицо» другой конкретной обезьяны. У человека эта область также связана с узнаванием знакомых лиц и, кроме того, со зрительной составляющей речи – различением и чтением текстов.
Инсульты и травмы первичной зрительной коры приводят к выпадению участков в поле зрения человека; инсульты вторичной и третичной коры – к нарушению восприятия и узнавания зрительных образов. Повреждения первичной коры почти не компенсируются (здесь нейроны обладают врожденно заданной функцией); повреждения вторичной и третичной зон компенсируются хорошо, поскольку свойства соответствующих нейронов являются результатом обучение.
Зрительный нерв — это пучок нервных волокон, который обеспечивает передачу нервных импульсов, вызванных световым раздражением, от сетчатой оболочки глаза к зрительному центру коры затылочной доли мозга.
Строение и функции зрительного нерва
Сам по себе зрительный нерв — это сплетение множества тончайших нервных волокон, между которыми находится центральный артериальный канал сетчатки. Нервные волокна собираются в зрительный нерв у заднего полюса глаза. В месте, где они приближаются к диску зрительного нерва (ДЗН), количество волокон увеличивается, поэтому здесь образуется небольшое возвышение над сетчаткой. Далее волокна собираются в диск, изгибаются под углом 90˚ и ограничивают внутриглазной отдел зрительного нерва.
У зрительного нерва три оболочки:
- Твердая (мозговая) — соединительнотканная пластинка, толщиной не более 0,35-0,50 мм, которая значительно утолщается в месте ее перехода в склеру
- Паутинная — тонкий слой (толщина всего 10 мкм) коллагеновой ткани, покрытой плоскими клетками.
- Мягкая — рыхлая соединительная ткань, в состав которой входят эластичные, коллагеновые, ретикулярные волокна, а также фибробласты.
Пространство между ними заполняется жидкостью со сложным составом.
Зрительный нерв делят на четыре участка: внутриглазной, внутриорбитальный, внутриканальцевый и внутричерепной.
Начинается зрительный нерв в диске зрительного нерва, а заканчивается в хиазме — своеобразном перекресте нервов. После этого часть нервных волокон проходит в соответствующие центры мозга.
Так зрительный нерв выполняет свою основную функцию — доставку первичных импульсов к отсекам головного мозга. Отсюда импульсы возвращают в зрительный центр уже готовое изображение.
Симптоматика заболеваний зрительного нерва
Даже небольшие травмы нервного ствола могут привести к значительным нарушениям зрения и к слепоте. Наиболее распространенные болезни данной части органов зрения — это атрофия
зрительного нерва и различные сосудистые нарушения.
В большинстве случаев возникают следующие симптомы:
- Нарушение цветовосприятия
- Снижение остроты зрения
- Изменение поля зрения больного глаза или обоих
Диагностика и лечение заболеваний зрительного нерва
Для обследования нервного зрительного тракта необходимо оценить остроту зрения в целом, поля зрения и восприятие цвета и обязательно обследовать глазное дно. Для этого врачи используют методы офтальмоскопии
и периметрии.
В большинстве случаев болезни зрительного нерва довольно трудно поддаются лечению. Восстановить функции уже атрофированных областей, к сожалению, уже невозможно. Но волокна, которые только начали разрушаться, поддаются восстановлению.
В первую очередь лечение должно быть направлено на устранение причин заболевания. Терапия, как правило, направлена на купирование воспаления в нервной ткани, стимулировании кровообращения и снятие отечности.
В Глазной клинике доктора Беликовой работают врачи-офтальмологи с большим опытом лечения заболеваний зрительного нерва.
Сетчатка является внутренней чувствительной оболочкой глаза (tunica interna sensoria bulbi, или retina), которая выстилает полость глазного яблока изнутри и выполняет функции восприятия световых и цветовых сигналов, их первичной обработки и трансформации в нервное возбуждение.
В сетчатке выделяют две функционально различные части – зрительную (оптическую) и слепую (ресничную). Зрительная часть сетчатой оболочки глаза – это большая часть сетчатки, которая свободно прилегает к сосудистой оболочке и прикрепляется к подлежащим тканям только в области диска зрительного нерва и у зубчатой линии. Свободнолежащая часть сетчатки, непосредственно соприкасающаяся с сосудистой оболочкой, удерживается за счет давления, создаваемого стекловидным телом, а также за счет тонких связей пигментного эпителия. Ресничная часть сетчатки покрывает заднюю поверхность ресничного тела и радужки, доходя до зрачкового края.
Наружная часть сетчатки называется пигментной, внутренняя – светочувствительной (нервной) частью. Сетчатка состоит из 10 слоев, в состав которых входят разные типы клеток. Сетчатка на срезе представлена в виде трех радиально расположенных нейронов (нервных клеток): наружного – фоторецепторного, среднего – ассоциативного, и внутреннего – ганглионарного. Между этими нейронами располагаются т.н. плексиформные (от лат. plexus — сплетение) слои сетчатой оболочки, представленные отростками нервных клеток (фоторецепторов, биполярных и ганглиозных нейронов), аксонами и дендритами. Аксоны проводят нервный импульс от тела данной нервной клетки к другим нейронам или иннервируемым органам и тканям, дендриты же проводят нервные импульсы в обратном направлении — к телу нервной клетки. Помимо этого в сетчатке расположены интернейроны, представленные амакриновыми и горизонтальными клетками.
Слои сетчатки
Сетчатка имеет 10 слоев:
- Первый слой сетчатки – это пигментный эпителий, который прилежит непосредственно к мембране Бруха сосудистой оболочки глаза. Его клетки окружают фоторецепторы (колбочкии палочки), частично заходя между ними в виде пальцевидных выпячиваний, благодаря чему площадь контакта между слоями увеличивается. Под действием света включения пигмента перемещаются из тела пигментных клеток к их отросткам, что предотвращает рассеивание света между соседними фоторецепторными клетками (колбочками или палочками). Клетки этого слоя фагоцитируют отторгающиеся сегменты фоторецепторов, а также обеспечивают доставку кислорода, солей, метаболитов от хориоидеик фоторецепторам и в обратном направлении, тем самым регулируя баланс электролитов в сетчатке и определяя ее биоэлектрическую активность и степень антиоксидантной защиты. Клетки пигментного эпителия удаляют жидкость из субретинального пространства, способствуют максимально плотному прилеганию зрительной сетчатки к сосудистой оболочке глаза, принимают участия в процессах рубцевания при заживлении очага воспаления.
- Второй слой сетчатки представлен наружными сегментами светочувствительных клеток, колбочек и палочек – специализированных высокодифференцированных нервных клеток. Колбочки и палочки имеют цилиндрическую форму, в которой различают наружный сегмент, внутренний сегмент, а также пресинаптическое окончание, к которому подходят нервные отростки (дендриты) горизонтальных и биполярных клеток. Строение палочек и колбочек различно: наружный сегмент палочек представлен в виде тонкого палочкоподобного цилиндра, содержащего зрительный пигмент родопсин, в то время как наружный сегмент колбочек конически расширен, он короче и толще, чем у палочек, и содержит зрительный пигмент иодопсин.
Наружный сегмент фоторецепторов имеет важное значение: именно здесь происходят сложные фотохимические процессы, в ходе которых происходит первичная трансформация энергии света в физиологическое возбуждение. Функциональное назначение колбочек и палочек также различно: колбочки отвечают за цветоощущение и центральное зрение, обеспечивают периферическое зрение в условиях высокой освещенности; палочки обеспечивают зрение в условиях низкой освещенности (сумеречное зрение). В темноте периферическое зрение обеспечивается совместными усилиями колбочек и палочек.
- Третий слой сетчатки представлен наружной пограничной мембраной, или окончатой мембраной Верхофа, это так называемая полоса межклеточных сцеплений. Сквозь эту мембрану в субретинальное пространство проходят наружные сегменты колбочек и палочек.
- Четвертый слой сетчатки называется наружным ядерным слоем, поскольку образован ядрами колбочек и палочек.
- Пятый слой – наружный плексиформный слой, его также называют сетчатым слоем, он отделяет наружный ядерный слой от внутреннего.
- Шестой слой сетчатой оболочки – это внутренний ядерный слой, он представлен ядрами нейронов второго порядка (биполярных клеток), а также ядрами горизонтальных, амакриновых и мюллеровских клеток.
- Седьмой слой сетчатки – внутренний плексиформный слой, он состоит из клубка переплетенных отростков нервных клеток и отделяет внутренний ядерный слой от слоя ганглиозных клеток. Седьмой слой разделяет внутреннюю сосудистую часть сетчатой оболочки и наружную бессосудистую, которая всецело зависит от поступления кислорода и питательных веществ из прилежащей сосудистой оболочки.
- Восьмой слой сетчатки образован нейронами второго порядка (ганглиозными клетками), по направлению от центральной ямки к периферии его толщина отчетливо уменьшается: непосредственно в области вокруг ямки данный слой представлен как минимум пятью рядами ганглиозных клеток, к периферии число рядов нейронов постепенно уменьшается.
- Девятый слой сетчатки представлен аксонами ганглиозных клеток (нейронов второго порядка), которые образуют зрительный нерв.
- Десятый слой сетчатки – последний, он покрывает поверхность сетчатой оболочки изнутри и представляет собой внутреннюю пограничную мембрану. Это основная мембрана сетчатки, образованная основаниями нервных отростков клеток Мюллера (нейроглиальных клеток).
Клетки Мюллера представляют собой гигантские высокоспециализированные, которые проходят чрез все слои сетчатой оболочки, выполняя изолирующую и опорную функции. Клетки Мюллера принимают участие в генерировании биоэлектрических электрических импульсов, активно транспортируя метаболиты. Мюллеровские клетки заполняют узкие щели между нервными клетками сетчатки и разделяют их рецептивные поверхности.
Палочковый путь проведения нервного импульса представлен палочковым фоторецептором, биполярными и ганглиозными клетками, амакриновыми клетками нескольких видов (промежуточными нейронами). Палочковые фоторецепторы контактируют только с биполярными клетками, которые под действием света деполяризуются.
Колбочковый путь проведения нервных импульсов характеризуется тем, что уже в пятом слое (наружный плексиформный слой) синапсы колбочек связывают их с биполярными нейронами различных типов, образуя как световой, так и темновой путь проведения импульса. Благодаря этому колбочки макулярной области формируют каналы контрастной чувствительности. По мере удаления от области макулы количество фоторецепторов, соединенных с множеством биполярных клеток, уменьшается, в то же время число биполярных нейронов, соединенных с одной биполярной клеткой, увеличивается.
Световой импульс активирует превращение зрительного пигмента, запуская возникновение рецепторного потенциала, который распространяется вдоль аксона к синапсу, где вызывает выделение нейромедиатора. Этот процесс приводит к возбуждению нейронов сетчатки, которые осуществляют первичную обработку зрительной информации. Далее эта информация предается по зрительному нерву в зрительные центры головного мозга.
В процессе передачи нервного возбуждения по нейронам сетчатки важное значение имеют соединения из группы эндогенных трансмиттеров, к которым относятся аспартат (специфичен для палочек), глутамат, ацетилхолин (является трансмиттером амакриновых клеток), допамин, мелатонин (синтезируется в фоторецепторах), глицин, серотонин. Ацетилхолин является трансмиттером возбуждения, а гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) – торможения, оба эти соединения содержатся в амакриновых клетках. Тонкий баланс указанных веществ обеспечивает функционирование сетчатки, а нарушение такового может приводить к развитию различных патологий сетчатки (пигментный ретинит, лекарственная ретинопатия и т.п.)
+7 (727) 230 11 11
+7 (727) 317 23 66
