Головна
Реферати » Реферати з біології » Кольорове зір

Кольорове зір

ВСТУП.

Кольорове зір можна визначити як здатність живого організму розрізняти спектральний склад випромінювання або дізнаватися забарвлення предметів.
Основоположником сучасної теорії світла є Ньютон, який в 1672 році опублікував свої міркування про природу білого і пофарбованого світла.
Серед інших учених, які зробили внесок у формування наших поглядів на природу світла слід називати Гюйгенса, Юнга, Френеля, Гельмгольца, Максвелла,
Герца і багатьох інших. У роботах цих дослідників була з'ясована фізична природа світла, показано, що білий світ являє собою суміш випромінювань, що мають різну довжину хвилі. Ділянка довжин хвиль від 400 до 700нм є складовими частинами спектру, який дають призми і дифракційні решітки. Спектральним кольорам відповідає приблизно наступні довжини хвиль:


КОЛІР ДОВЖИНА
ХВИЛІ (нм)
Фіолетовий

400 - 440
Синій

440 - 500
Зелений

500 - 570
Жовтий

570 - 590
Помаранчевий

590 - 610
Червоний

610 - 700


Практично людське око здатне розрізняти кольори випромінювань з довжиною хвилі від 396 нм (глибокий фіолетовий) до 760 нм (крайній червоний).
У звичайних умовах в око потрапляють випромінювання з різними довжинами хвиль.
Відчуття кольору, що виникає в цьому випадку, залежить від здатності бачити один результуючий колір, який визначається згідно із законами оптичного зсуву кольорів. Ці закони виведені Грассманом, а експериментальне підтвердження отримали вони в роботах Максвелла та ін
За рахунок відмінності в чутливості рецепторів у різних ділянках спектру, створюється можливість оцінки розподілу енергії в спектрі, на підставі чого і виникають різні колірні відчуття. Зрозуміло, що за такої системи цветоразличения існує велика кількість випромінювань різного спектрального складу, які є візуально нерозрізненими.
Спектральна чутливість очі людини базується на роботі цветопріемніков трьох типів, що мають максимуми на кривій спектральної чутливості в червоною, зеленою і синьою областях спектру. У випадках порушень колірного зору у людини відсутній один з цветопріемніков, або ж окремі приймачі мають аномальні спектральні характеристики. Залежно від того, який цветопріемніков відсутній у людей, осіб з ненормальним цветоощущением можна розбити на три основні групи:
Протанопи, Дейтеранопи, Трітанопи. n Протанопи, або червоно-сліпі суб'єкти, не сприймають темно-червоні кольори. n дейтеранопія іноді називають «сліпотою на зелений» , проте в сутності така назва не відповідає дійсності, так як чутливість дейтеранопія до зеленого майже така ж, як у нормальних людей. n Трітанопи (синьо-сліпі) бачать лише відтінки червоного і блакитно-зеленого.
Крім цих трьох основних видів часткової колірної сліпоти, зустрічаються ще кілька нетипових випадків, аж до повної відсутності відчуття кольору.
Такі особи, у свою чергу діляться на дві групи: палочковиє і колбочковиє монохромати. У палочкових монохроматов фовеа сліпа або частково сліпа.
Вважається, що у колбочкових монохроматов одночасно мається трітанопія і в теж час протанопія або дейтеранопія.
Вивчення порушень колірного зору, крім випадків повної відсутності відчуття кольору, пов'язано з певними труднощами і виявляється в більшості випадків тільки спеціальними тестами, так як самі хворі часто не підозрюють про своє захворювання.

ОСОБЛИВОСТІ БУДОВИ І ФУНКЦМОНІРОВАНІЯ СІТКІВКИ хребетних тварин,

ПОВ'ЯЗАНІ З РОЗВИТКОМ КОЛІРНОГО ЗРЕНІЯ.ФОТОРЕЦЕПТОРИ.

Сітківка хребетних тварин містить п'ять типів клітин, що розрізняються як морфологічно, так і функціонально. Це - фоторецептори (палички і колбочки), горизонтальні, біполярні, амакріновие і гангліозних клітини.
Сигнали в сітківці передаються від фоторецепторів до біполярним, а від них до гангліозних клітинам. Функції горизонтальних клітин, по всій видимості, полягають у забезпеченні латерального взаємодії на рівні перемикання від фоторецепторів до Біполяри, а амакрінових клітин - при перемиканні від біполяров до гангліозних клітинам.

Сприйняття світла тваринам починається з того, що квант світла, що потрапив в його очей, запускає складний ланцюг біохімічний перетворень світлочутливих пігментів, що містяться в фоторецепторах. В результаті під впливом фотохімічних процесів, змінюється мембранний потенціал фоторецептора і ця зміна підтримується на протязі всього часу дії світла, причому освітлення фоторецептора завжди викликає його гиперполяризацию. При зменшенні освітленості мембранний потенціал зменшується (фоторецептор діполярізуется)
Очевидно, колірний зір тварини цілком залежить від того, наскільки різні реакції фоторецепторних клітин на подразнення світлом різної довжини хвилі, або різного спектрального складу, так як ніяка обробка на вищих рівнях зорово системи не в змозі забезпечити розрізнення спектрального складу випромінювань, якщо вони виявляться нерозрізненними для фоторецепторів. Отже, для випромінювання механізмів колірного зору, в першу чергу потрібно досліджувати спектральну чутливість самих приймачів сітківки.
Біохімічними і електрофізіологічними дослідженнями показано, що сприйняття світла в скотопіческое діапазоні відбувається паличками, які містять світлочутливий пігмент - родопсин. Хімічні перетворення родопсину при поглинанні його молекулою кванта світла не залежать від довжини світлової хвилі. Отже, тварини, сітківка яких містить виключно палички, володіють лише одним цветопріемніков. Система, робота якої базується на одному цветопріемніков, в принципі не повинна мати здатність до диференціювання подразників за кольором, якщо звичайно, не будуть застосовані якісь спеціальні методи (наприклад, використані кольорові фільтри)
Все зорові пігменти побудовані однаковим чином: 11-цис-ретиналь + опсин. Два існуючих в природі ретиналь-ретіналь1 і ретіналь2.
З'єднуючись з двома роду опсінамі-колбочковой і палочковиє, дають всього чотири види пігментів, що мають різні значення максимумів на кривих спектрі поглинання. Згідно з даними Уолда (222), ці пігменти мають наступні максимуми поглинання: родопсин - 500 нм, іодопсін-562 нм, порфіропсін - 522 нм і ціанопсін - 620 нм. Надалі було показано що у різних тварин максимуми спектра поглинання пігментів, заснованих на одному і тому ж хромофорі, розрізняються настільки значно, що розподіл їх на чотири типи досить умовно.
Для точної характеристики спектральної чутливості ока необхідно знати число його цветопріемніков, наявність в них відповідних пігментів, локалізацію цих пігментів у певних рецепторах і т.д. Отримати відповідь на багато з цих питань дозволяє розроблена порівняно недавно техніка мікроспектрометрірованія. З використанням цієї методики було встановлено, що окремі колбочки, схожі за своєю морфологічної структурі, можуть володіти різною спектральною чутливістю. Цей факт вказує на те, що або кожна колбочка містить характерний для неї специфічний пігмент, або чутливість колбочки забезпечується наявністю в ній специфічної суміші різних пігментів.
Методом прижиттєвого вимірювання поглинання світла в рецепторном шарі сітківки людини, розробленому Раштон (189), було встановлено, що кожному приймача людини відповідає властивий лише йому пігмент.
Зіставлення цих результатів з даними, отриманими при використанні інших методів, дозволяє укласти, що колірний зір людини забезпечується трьома пігментами, з максимумами спектру поглинання на 440,
540 і 570 нм.

Гангліозних клітини сітківки.

Від біполяров сигнал передається до гангліозних клітинам сітківки, які являють собою типові нейрони, що зустрічаються в центральній нервовій системі.
Залежно від того, з яким біполяром контактує гангліозна клітина, вона буде генерувати спайковий розряд або у відповідь на освітлення (включення світла) пов'язаних з нею через Біполяри рецепторів (on - клітина), або у відповідь на затемнення (вимкнення світла) - off - клітина.
У 1938 році Хартлайном було введено поняття «рецептивного поля» . Під рецептивних полем гангліозних клітини мається на увазі ту ділянку сітківки, при роздратуванні якого в кінцевому підсумку змінюється частота розрядів даної гангліозних клітини.
Як відомо, в сітківці проявляється досить чітко виражене латеральне гальмування, яке на рівні біполярних клітин здійснюється горизонтальними, а на рівні гангліозних клітин - амакрінових клітинами.
Отже при впливі світла на рецептори до ганглиозной клітці з різних точок сітківки повинні надходити не тільки збуджуючі впливу, але також і гальмуючі. Сукупність цих впливів, в свою чергу, буде визначати функціональну організацію рецептивного поля гангліозних клітини.
Концентричні рецептивних поля складаються з круглої центральної збудливою зони, яка оточена з усіх боків гальмівної периферією. У цьому випадку поділ клітин на типи ведеться з урахуванням характеру їх реакцій на подразнення різних зон рецептивного поля. Нейрони збуджуються при висвітленні центральної зони рецептивного поля відносяться до on - нейронам, а возбуждающиеся затемненням центральної зони до off - нейронам. У теж час on - нейрон збуджується при затемненні периферії, а off - нейрон при її освітленні.
Розміри рецептивних полів гангліозних клітин істотно розрізняється у різних видів тварин. При цьому вважається, що з розмірами рецептивних полів пов'язана гострота зору тварини - чим вже рецептивної полі, тим більш дрібні деталі зображення може розрізнити зорова система. Цей висновок підкріплюється даними вимірювань розмірів рецептивних полів гангліозних клітин, пов'язаних з центральними і периферійними ділянками сітківки.
Серед інших властивостей нейронів, пов'язаних з організацією їх рецептивних полів,

Сторінки: 1 2 3