Ретина на окото (ретина) структура и функция

Ретината (лат. Retina) преобразува светлината в нервни импулси и сортира визуалната информация, преди да бъде предадена на мозъка чрез зрителния нерв. Ретината се състои от няколко слоя клетки, които имат различни функции. Милиони специализирани клетки работят заедно в много малко пространство. Неврофизиолозите също се отнасят до ретината като "клон на мозъка".

Къде се намира ретината?

Ретината е разположена от вътрешната страна на окото. От една страна, той е фиксиран към околната хороидея чрез фините кръвоносни съдове, които я доставят и в същото време се притиска през стъкловидното тяло към външната част на очната ябълка. В центъра (отстрани срещу зеницата) е макулата (жълто петно). В центъра на макулата е фовеята, мястото на най-остро зрение.

Структура на ретината

Ретината се състои от 6 слоя клетки, всяка от които има различни функции. Светлоактивните сензорни клетки (пръчки и конуси) не са разположени на светлината, обърната извън ретината (както би могло да се предположи), но са на отклонената от светлината страна. Там те са вградени в пигментния епител на ретината (RPE), тънък слой, който абсорбира излишната светлина и отделя ретината от хороидеята. Четири други слоя са обърнати към светлината - те квази отслабват фотоактивните области и предпазват сензорните клетки от свръхстимулация.

От гледна точка на светлината последователността на клетъчните слоеве се обръща на техните функции.

Ганглиозни клетки (провеждат нервни импулси към мозъка), приблизително 1 милион на око
Амакринни клетки (Обработвайте информация от биполярни и хоризонтални клетки)
Биполярни клетки (Подсилете и групирайте информация от хоризонталните клетки и фоторецепторите)
Хоризонтални клетки (Усилване и групиране на информация от фоторецепторите)
Фоторецептори (преобразуват светлинните фотони в нервни импулси), приблизително 126 милиона на око
Ретинален пигментен епител (RPE): Абсорбира излишната светлина, отделяйки фоторецепторите от хороидеалната мембрана, която е добре снабдена с кръв.

Функция на ретината (ретина)

Кратка форма: Die светлинна информация, отразена от нещата са направени от сензорните клетки (фоторецептори) в електрически импулс преобразуван, който може да бъде обработен от нервните клетки на мозъка. В останалите слоеве на ретината тази индивидуална информация се усилва, групира, сравнява с други и се групира в така наречените рецептивни полета. След това тази предварително обработена информация се предава на мозъка чрез ганглиозните клетки, чиито аксони се вливат в зрителния нерв.

Отделните клетъчни слоеве на ретината имат специфични функции.

The Ретинален пигментен епител (RPE), тъмен, накъсан клетъчен слой, състоящ се от меланозоми, оцветени в черно от меланин. Той абсорбира излишната светлина и по този начин действа като светлинен филтър. По този начин RPE предотвратява разрушителните отражения на светлината в окото. Той също така отделя ретината от хороидеалната мембрана, която е добре снабдена с кръв.
The Фоторецептори (Пръчки и конуси) преобразуват светлинните фотони в нервни импулси. Човешката ретина съдържа около 126 милиона фоторецептори.
The Хоризонтални клетки Първо групирайте информацията от отделни фоторецептори и ги усилете.
The Биполярни клетки усилват и групират информация от хоризонталните клетки и ги сравняват с тези на отделни фоторецептори.
The Амакринни клетки обработва информация от биполярно, като я групира и сравнява.
Взаимодействието на трите слоя може да бъде описано и под формата на така наречените „рецептивни полета“. Определена група фоторецептори се обединяват и информацията им се подсилва (или игнорира). Този метод на обработка може да доведе до "неизправности", които ние наричаме "оптични илюзии".
The Ганглиозни клетки събират тази предварително обработена информация и я предават на зрителния нерв или мозъка чрез техните много дълги нервни пътища (аксони). Човешкото око има около 1 милион ганглиозни клетки.

Функция на фоторецепторите

Фоторецепторите могат да преобразуват светлината в нервни импулси. Светлината се състои от фотони, които се движат по вълнообразна пътека с определена честота. Повърхността на отразяващ обект определя честотата (т.е. разстоянието от един връх на вълната до следващия).

Фоторецепторите на ретината съдържат така наречената ретина, химическа структура, която променя пространствената си структура, при удар от фотон. След това тази промяна се усилва чрез много сложен процес (т.нар. Възбуждаща каскада). Ако друг фотон уцели ретината на тази клетка (всяка сетивна клетка съдържа стотици от тях), това отново усилва импулса. В края на клетката има така наречения синапс, преходът към следваща клетка. Ако сигналът е достатъчно силен, той прескача и преминава към следващата клетка. По този начин светлинната информация е квази "пристигна в системата".

Има два вида фоторецептори:

пръчка (за светло-тъмно зрение)
Конуси (за цветно зрение)

Структурата им е сходна: и двете се състоят от „вътрешен сегмент“ с изходящия синапс (връзка на нервните клетки), клетъчното ядро (синьо) и органелите, необходими за метаболизма. Към този вътрешен сегмент е прикрепен външен сегмент.

Митохондриите, "електроцентралите на клетката", са показани в зелено. Те преобразуват кислорода, който достига кръвта до клетките, във високоенергийни молекули. Оранжево-червените "зърна" представляват рибозомите.В тях се формират важни протеини с помощта на РНК (вид план на генетичната информация (ДНК) от клетъчното ядро). Преходът, свързващият реснички, е оцветен в лилаво. Дисковете са показани в сиво в пръчката - защото те са активни само в полумрак и не предават никаква цветна информация. Дисковете са показани в жълто на щифта. Тези дискове съдържат специални опсини, които са особено възбудени при определени дължини на вълните (следователно се прави разлика между конуси за синьо, зелено и червено, виж по-долу). [Забележка: Цветовете в графиката нямат нищо общо с „реалистично“ микроскопично изображение, те се използват само за разграничаване.]

Пръчици (светло-тъмно зрение)

В случая с клечките, това прилича на относително дълъг цилиндър. В него са подредени така наречените „дискове“, подобни на монети. В мембраната (обвивката) на тези дискове има определена протеинова молекула, така нареченият родопсин („визуално лилаво“). Особеното при родопсина: той съдържа структура (така наречената ретина), която променя пространствената си структура чрез лек фотон. Когато това се случи, започва така наречената възбуждаща каскада, при която сигналът се усилва, докато накрая преминава по нервната мембрана като нервен импулс.

Пръчките са много чувствителни (много много молекули на опсин), така че те са особено активни, когато има малко светлина. Тъй като по здрач или през нощта - в сравнение с дневната светлина - само малка част от фотоните са в движение. На дневна светлина клечките са „затрупани“ и следователно спират да работят.

Понякога функцията на пръчките е посочена и като „светло-тъмно виждане“, но това не е правилно, защото „тъмно“ изобщо не се вижда. Само в мозъка впечатлението "тъмно"добавя. На дневна светлина пръчките са претоварени и следователно изобщо не работят - твърде неефективни: те биха били постоянно активирани и биха консумирали много енергия здрач или когато има малко светлина, те стават активни.

Конуси (цветно зрение)

Както подсказва името, конусите имат малко по-различна форма. Външният му сегмент е значително по-къс и заострен, като фуния. Конусите са много по-малко чувствителни, защото през деня има милион пъти повече светлина, отколкото през нощта.

Има три различни вида конуси, чиято молекула опсин скача на светлина с различна дължина на вълната.

Сини конуси, които реагират най-силно на светлината с 420 нанометра
Зелени шишарки, които реагират най-силно на светлина при 534 нанометра
Червени конуси, които реагират най-силно на светлината при 564 нанометра

Броят на шиповете е различен:

Червени конуси приблизително 46%
Зелени шишарки приблизително 46%
Сини шишарки около 8%

Това се дължи главно на факта, че сините конуси в жълтото петно (макулата) почти не присъстват. Това е областта в центъра на светлинната ос (срещу очната леща), където конусите са особено плътно натъпкани, за да се постигне висока разделителна способност.

Ако хората нямат конуси за червена светлина или съответната ретина не работи правилно, те не могат да видят червеното като цвят. Същото е и със зеленото. Така възниква широко разпространената червено-зелена слабост. Вижте също: Pilestone червени и зелени очила.

Тъй като конусите не работят през нощта, не можем да видим никакви цветове в тъмното.

Зрение/зрително възприятие

Около 80 процента от това, което знаем (или вярваме, че знаем) за „света около нас“, се основава на визуалното възприятие. От физиологична гледна точка обаче зрението е изключително сложно и отнема много енергия. "Като цяло около 60% от мозъчната кора участва във възприятието, интерпретацията и реакцията на зрителните стимули." (Проф. Д-р Klagenfurter, източник). За да работи възможно най-ефективно, невероятно сложната светлинна информация, която се влива в очите ни всяка секунда, е много ефективно предварително обработена, преди да бъде предадена в мозъка чрез иглата на "зрителния нерв". Ретината е специализирана да предава само това, което е важно за мозъка - или за хората.

Нашият мозък говори на собствения си език - този на нервните импулси. Това са електрически сигнали, които се движат по нервните влакна. Сензорните клетки са в състояние да преобразуват информация "от други езици" в нервни импулси:

Светлина (виждаща)
Звукови вълни (слух)
Налягане (усещане, усещане за допир)
Химични вещества (мирис, вкус)

Възприемчиви полета

Човешкото око е изградено от кръгло 126 милиона фоторецептори. Ако всяка зрителна промяна в тези 126 милиона клетки се предаде на мозъка в нормален ден, тогава главите ни, образно казано, ще се пръснат. Следователно информацията от фоторецепторите е първа предварително обработени. Определен брой фоторецептори са снабдени с т.нар. Хоризонтална клетка свързани. Тези много сложни връзки се припокриват и групират информацията широко.

След това предварително насочените импулси се изпращат към Биполярни клетки и Амакринни клетки препратени, които от своя страна допълнително обединяват и сортират визуалната информация. Това групиране и сортиране е известно още като рецептивни полета: всяко от тях е специфична зона на ретината (няколко десетки до стотици хиляди фоторецептори), която съдържа квинтесенцията на визуалната информация.

Ганглиозни клетки и зрителния нерв

Тогава тази визуална квинтесенция става чрез ганглиозните клетки в мозъка препратени. По този начин те образуват Оптичен нерв (Оптичен нерв). Ганглиозните клетки имат много дълга ръка, която се простира в мозъка или хиазма (точката на пресичане в мозъка, където се сравнява информацията от лявото и дясното око, вижте стереоскопично зрение).

Жълто петно (макула)

Ако си представите лъч светлина като права линия, която прониква в центъра на окото, тогава така нареченото жълто петно, известно още като макула, седи в задната част на окото върху ретината. Фоторецепторите са особено плътно опаковани в този регион, така че там няма фини кръвоносни съдове. Ако погледнете ретината отвън, в този момент тя не е червена, а жълта - оттук и името жълто петно.

Фовея - място с най-остро зрение

В центъра на макулата има малка вдлъбнатина, т.нар. Фовея. В този регион има само шишарки (около 60 000 парчета). Високата плътност на фоторецепторите предизвиква особена добра резолюция. Следователно фовеята в макулата е областта на най-остро зрение. Само светлинната информация, която се прожектира тук от диоптричния апарат (особено роговицата и лещата на окото), се разпознава като остра.

Тъй като фовеята само от шишарки съществува (предимно червени и зелени конуси), вече не можете да виждате толкова ясно при здрач или при затъмнена светлина. Това се забелязва особено при четене. Хората на възраст над 25 години, които бавно започват да забелязват своята пресбиопия, трябва да гарантират, че има достатъчно светлина при четене.

Сляпо петно

Нервните окончания на приблизително 1 милион ганглиозни клетки трябва да напуснат ретината в един момент и да влязат в мозъка като оптичен нерв. Тази точка е малко под макулата и леко изместена навътре (към носа). Нарича се Сляпо петно тъй като там няма фоторецептори - следователно всичко, което се проектира в този регион, не може да се види.

Работни листове "Retina" за обучение (безплатно)

За учители и ученици: Следните работни листове могат да се изтеглят безплатно и да се използват в клас. Лиценз на CreativeCommons: CC-BY-SA (може да се споделя и изтегля безплатно, особено за училищни цели. Ако го използвате на уебсайт, моля, посочете източника.)

1. Работен лист "Ретина: структура"

Изтеглете работен лист "Retina: Структура" (PDF, приблизително 200 kb)

2. Работен лист "Ретина, фоторецептори"

Ако искате да изтеглите графиките поотделно, моля:

Око на ретината (графика за работен лист, PNG, приблизително 60 kb)
Структура/слоеве на ретината (графика за работен лист, приблизително 90 kb)
Фоторецептори, пръчки и конуси на ретина (графика за работен лист, приблизително 60 kb)
Конуси на ретината, чувствителност към светлина (графика за работен лист, приблизително 40 kb)

Обобщение ретина/ретина

Ретината е разположена от вътрешната страна на окото и се състои от 5 слоя. Във външния слой светлинната информация се преобразува в нервни импулси. В следващите три слоя информацията от приблизително 126 милиона фоторецептора се групира и сортира, преди да се предаде на мозъка чрез ганглиозните клетки като оптични нерви.