Зрачковый рефлекс рефлекторная дуга. Схема, анатомия

Передача импульсов от фоторецепторов сетчатки до нервных окончаний мозга и зрачковый световой рефлекс, проходящий по рефлекторной дуге – это два основных пути, с помощью которых глаз воспринимает изменения в окружающей среде и реагирует на них. Множественные сигналы обработки информации эффективно передаются от роговицы к мозгу, и любое повреждение зрачкового рефлекторного пути может привести к зрительной патологии.

Характеристика

В теле есть определенные действия, которые являются спонтанными и не требуют обработки мозгом. Такие действия или реакции называются рефлекторными.

Рефлекторные действия — это непроизвольные действия, которые происходят без сознательных мыслительных процессов. Например, когда посторонние частицы попадают в глаз, слезы немедленно смывают их (секреция желез).

Рефлексы бывают двух типов:

• Естественные — это рефлексы, при которых не требуется предыдущего опыта или обучения.
• Условные — это рефлексы, которые развиваются в течение жизни благодаря опыту или обучению.

Разница между естественным и условным рефлексом:

Естественный (простой) рефлекс	Условный (приобретенный) рефлекс
Врожденный, не требует предыдущего опыта.	Разработан на основе опыта или обучения.
Непосредственно связан со стимулом	Вызван условием, полностью отличным от прямого начального стимула.
Простые рефлексы похожи у всех людей	Различается у разных людей в зависимости от обучения и опыта.

Путь, по которому нервные импульсы (раздражение) проходят к исполнительному органу, называется рефлекторной дугой. Зрачковый рефлекс, рефлекторная дуга которого проходит достаточно простой путь, представлен рядом нейронных звеньев.

Составляющие рефлекторной дуги:

• Рецептор — белковая молекула, обычно встроенная в поверхность плазматической мембраны клетки, которая получает химические сигналы извне.
• Сенсорный нерв — передает сообщение от сенсорного нейрона к спинному мозгу.
• Релейный центр — промежуточный нейрон спинного мозга, который передает импульс от сенсорного к двигательному нейрону.
• Двигательный нерв — передает сообщение от спинного мозга к исполнительному органу, мышце или железе.
• Эффекторный (исполнительный) орган – получает сигнал от двигательного нерва и действует в соответствии с ним.

Рефлекторную дугу можно представить следующим образом:

Стимул -> рецептор в органе чувств -> афферентное нервное волокно -> ЦНС -> эфферентное нервное волокно -> мышца -> железа.

При рефлекторных действиях дуга формируется импульсами от рецептора, достигающими спинного мозга, и соответствующим рефлекторным импульсом, который затем посылается спинным мозгом в мышцы. Импульс не отправляется в мозг, чтобы сократить время отклика.

Механизм возникновения

Зрачковый рефлекс (рефлекторная дуга позволяет сужаться зрачку спустя 0,5 с после направленного яркого света) – это реакция, которая контролирует диаметр зрачка при воздействии на него света различной интенсивности. Это позволяет глазам адаптироваться к яркому или тусклому свету.

Если зайти в комнату и включить свет, то все предметы видны четко. После выключения света, присмотревшись к темноте, человек все еще сможет идентифицировать различные предметы в пространстве. Хотя он, возможно, не сможет видеть их так же хорошо, как раньше, но этого будет достаточно, чтобы не споткнуться в темноте.

Таким образом, зрачок адаптируется к освещению в окружающей среде, что позволяет видеть как в светлом, так и в темном помещении. Зрачковая реакция является рефлексом, который регулирует диаметр зрачка, когда он подвергается воздействию света разной интенсивности.

Функции и свойства

Радужная оболочка содержит два набора гладких мышц — круговые и лучевые мышцы.

Круговые расположены концентрическими кольцами вокруг зрачка, а лучевые проходят радиально. Эти мышцы антагонистичные.

Зрачковый световой рефлекс – это рефлекторное сокращение и расслабление мышц-антагонистов радужной оболочки в ответ на изменение интенсивности света, что вызывает изменение размера зрачка.

Зрачок расширяется при низкой интенсивности света и сужается при высокой интенсивности света. Это позволяет достаточному количеству света попадать в глаз для зрения при тусклом свете, одновременно отфильтровывая излишки света при высокой интенсивности освещения, чтобы предотвратить повреждение сетчатки.

Форма зрачка нормального человеческого глаза остается круглым при сужении или расширении. Изменение формы, размеров и быстроты реакций зрачка имеют диагностическое значение при заболеваниях глаз.

Анатомия и строение

Зрение — это сложный процесс, в котором задействована скоординированная и одновременная деятельность мозга и глаза. Свет, попадающий в глаз, преобразуется в электрический ответ, называемый нервным импульсом, который проходит в мозг по зрительному нерву для создания окончательного изображения. Зрительный нерв — это вторая пара черепных нервов, передающих визуальную информацию от глаза к мозгу.

Чтобы лучше понять, как свет распространяется от сетчатки к мозгу, следует понять анатомию глаза.

Наиболее важные части глаза включают:

• радужную оболочку;
• роговицу;
• хрусталик;
• сетчатку.

  

Глаз или глазное яблоко находится в глазнице, но видима только передняя часть глаза:

• Белая часть глаза — это склера, которая представляет собой видимую часть внешнего слоя глазного яблока.
• Цветная часть — это радужная оболочка, имеющая небольшую дискообразную форму с отверстием, называемым зрачком.
• Зрачок черный, через него свет проходит к хрусталику, который впоследствии фокусирует его на сетчатку. Он либо сужается, либо расширяется, в зависимости от количества попадающего на него света.
• Прозрачный слой, называемый роговицей, покрывает радужку и зрачок. Роговица похожа на купол вокруг радужной оболочки, а за роговицей находится жидкость, называемая водянистой влагой., которая помогает очистить глаза и обеспечивает необходимыми питательными веществами. Роговица также защищает глаз от инородных частиц и травм.
• Веки и ресницы выполняют защитную функцию.

Поскольку глаз – это оптический прибор, то у него имеются сложные структуры:

• Хрусталик – естественная линза – крепится к мышцам с помощью прочных волокон. Сокращение этих мышц изменяет форму линзы. Лучи света, проходящие через зрачок, достигают расположенной за ним линзы. Роль линзы — фокусировать свет на сетчатке. Путь света, попадающего в глаз, изменяется (преломляется) в разной степени в зависимости от формы объекта. Преломление происходит, когда свет попадает в разные среды. В глазу свет проходит из воздуха в жидкую среду роговицы, что вызывает изменение его пути. Процесс изменения пути света называется аккомодацией, и он позволяет глазу сосредоточиться на объектах, расположенных либо близко, либо далеко.
• Сетчатка — это самая внутренняя светочувствительная ткань зрительной системы. Сетчатка содержит миллионы сенсорных клеток, в том числе светочувствительные клетки, называемые фоторецепторными, которые обозначаются как палочки и колбочки. Первые работают при тусклом свете и обеспечивают контраст черно-белого зрения, тогда как колбочки функционируют в хорошо освещенной среде и способны воспринимать разные цвета.

Зрачковый рефлекс, рефлекторная дуга которого начинается от фоторецепторов сетчатки, – это нормальный ответ организма на раздражение. Преломление, вызванное объективом, создает резкое изображение на сетчатке. Сенсорные клетки сетчатки принимают эти световые сигналы и передают их в мозг через зрительный нерв.

Основная роль зрительного нерва заключается в передаче визуальной информации от сетчатки к зрительным центрам мозга с помощью электрических импульсов. Зрительный нерв состоит из нервных клеток и является важной частью центральной нервной системы.

Проще говоря, нервные сигналы от палочек и колбочек отправляются в мозг через зрительный нерв. Внутри мозга эти сигналы преобразуются в изображения, которые видит человек. Таким путем свет попадает в глаз и по зрительному нерву проходит в мозг, чтобы создать окончательное изображение.

Реакция глаза на различную интенсивность света неодинакова. Когда яркий свет направлен прямо в глаз, зрачок сужается почти мгновенно., защищая тем самым сетчатку от опасно яркого света.

С другой стороны, в тускло освещенном месте зрачок расширяется, позволяя большему количеству света попасть в глаза.

Основными игроками в видении являются стержни и колбочки. Стержни чрезвычайно эффективны при тусклом свете, так как даже небольшое количество света может вызвать их срабатывание. Они способны точно определять свет, контраст и движение, но не могут определить цвет.

Глаз регулирует входящий в него свет, как диафрагму фотоаппарата.

Зрачковый рефлекс — это очень уникальный и интересный способ, с помощью которого глаз фиксирует изображения и управляет световой экспозицией. Почти как камера, он регулирует количество попадающего света, что приводит к формированию изображения мозгом.

Анатомическая структура зрительного пути представлена рядом нейронных звеньев.

Рефлекторная дуга, афферентная (восходящая) часть которой начинается от колбочек и палочек, несет информацию по восходящему пути в головной мозг.

Первые шаги зрачкового светового рефлекса на этом пути:

• Свет проходит через роговицу, переднюю камеру, зрачок, хрусталик и заднюю камеру, в итоге достигая сетчатки.
• Фоторецепторные клетки (палочки и колбочки) во внешних слоях сетчатки преобразуют световые стимулы в нейронные импульсы.
• Затем эти сигналы передаются биполярным клеткам (нейроны, имеющие 1 дендрит и 1 аксон), которые взаимодействуют с ганглиозными клетками (передающие нервные импульсы). Последние, в свою очередь, сливаются с образованием диска зрительного нерва. Диск посылает импульсы в мозг для дальнейшей обработки и распознавания изображений.

Последующие шаги:

• Зрительный нерв образует зрительный перекрест, который расходится на левый и правый зрительные пути.
• Волокна сетчатки, расположенные рядом с височной зоной, продолжают движение по своей стороне, а носовые (расположенные со стороны носа) волокна сетчатки пересекаются с противоположной стороной зрительного тракта.
• Перекрест зрительных нервов — это нервная структура, в которой пересекаются волокна зрительного нерва. Волокна расположены таким образом, что носовые волокна с обеих сторон пересекаются и переходят к противоположной стороне мозга. Волокна височной половины сетчатки остаются на той же стороне, тогда как волокна носовой половины пересекаются. В результате левый зрительный тракт содержит носовые волокна правого глаза и височные волокна левого глаза. Правый – соответственно носовые волокна левого глаза и височные правого.
• Информация от зрительных трактов соединяется воедино на оптической пластине, а затем сигналы проходят в пограничную область между средним и промежуточным мозгом, где находятся ядра, участвующие в анализе движущихся объектов.
• Каждая претектальная (пограничная) область посылает двусторонние сигналы парасимпатическим (где находятся ганглии или нервные узлы) ядрам среднего мозга.

Эфферентные (нисходящие, передающие импульсы от коры головного мозга) волокна перемещаются по глазодвигательному нерву, который посылает аксоны (нервные волокна, соединяющие различные клетки) для непосредственной иннервации мышц сфинктера радужки. Сокращение мышц сфинктера радужки приводит к сужению зрачка (миозу).

При тусклом свете мышечные волокна зрачка сокращаются и расширяют зрачок. Мускулатуру расширителя зрачка иннервируют симпатические волокна ресничного нерва.

Возможные нарушения

Зрачковый рефлекс, рефлекторная дуга которого представляет собой анатомический субстрат реакции зрачка на свет, свидетельствует, прежде всего, о здоровье глаз. Осмотр зрачков является важной частью рутинных офтальмологических, неврологических и общих медицинских осмотров.

Из-за близости зрачковых путей к различным анатомическим структурам зрачковая дисфункция может быть вызвана множеством заболеваний. Из-за различий в прохождении зрачковых и сенсорных волокон глазные тесты могут помочь в локализации поражения зрительного пути. Прежде всего, офтальмолог выявляет нарушения зрачка и определяет дальнейшие исследования.

Физиология нормального сужения зрачка – это баланс между симпатической и парасимпатической нервной системами. Зрительный путь светового рефлекса – это сложно скоординированная схема, в которой участвуют множество компонентов, с высокой точностью выполняя свои действия.

Первая иннервация приводит к расширению зрачков, которое контролируется группой мышц в периферических 2/3 радужной оболочки. Симпатическая иннервация начинается в коре головного мозга.

Парасимпатическая иннервация приводит к сужению зрачков. Круговая мышца, называемая зрачковым сфинктером, выполняет эту задачу.

Любое нарушение на этом сложном пути приводит к ухудшению зрения. Место нахождения патологии связано с типом и степенью нарушения.

Есть несколько способов изучить реакцию зрачка на свет. Некоторые методы основаны на асимметрии афферентного зрительного пути, другие — на исследовании поля зрения с помощью измерения световой реакции зрачка на фокусные световые раздражители.

Патология хиазмы (перекреста)

Хиазм образуется в результате перекреста правого и левого зрительных нервов. Аксоны зрительных нервов перенаправляются в хиазму с образованием правого и левого зрительных трактов. Внутричерепные зрительные нервы и хиазм поднимаются под углом 45 ° от основания черепа. Хиазма имеет форму греческой буквы χ, откуда и произошло его название. Хиазма составляет примерно 4 мм в толщину, 12 мм в ширину и 8 мм в длину.

Поражения хиазмы проявляется первичной атрофией зрительного нерва, что приводит к видимой бледности диска зрительного нерва и потере слоя нервных волокон с течением времени. Причиной может быть сдавливание перекреста зрительных нервов под воздействием опухоли головного мозга, рассеянного склероза, травмы черепа.

Гемианопсия

Это двусторонняя слепота в половине поля зрения одного или обоих глаз.

В нормальных условиях левая половина мозга обрабатывает визуальную информацию обоих глаз о правой стороне видимого мира. Правое полушарие мозга обрабатывает визуальную информацию обоих глаз о левой стороне увиденного человеком. Повреждения в любой части перекреста зрительных нервов может вызвать частичную или полную слепоту в поле зрения.

Гемианопсия может возникнуть при повреждении:

• зрительных нервов;
• перекреста зрительных нервов;
• области обработки изображений мозгом

Реже поражение вызвано:

• аневризмой;
• инфекционным заболеванием;
• воздействием токсинов;
• нейродегенеративными расстройствами;
• преходящими событиями, такими как судороги или мигрень.

Состояние гемианопсии вызвано проблемами в работе мозга, а не нарушением самих глаз.

Физиологическая анизокория (неравные зрачки)

Анизокория — это термин, обозначающий зрачки разного размера. У многих людей размер зрачков одинаков, и оба зрачка будут становиться меньше или больше, чтобы пропускать свет одновременно. Наличие анизокории может быть нормальным (физиологическим) или быть признаком основного заболевания. Во время полного осмотра глаз офтальмологом проверяется размер зрачков и их реакция на яркий и тусклый свет. На основании оценки врач может провести дополнительные тесты для постановки диагноза.

Обычно анизокорию не нужно лечить, поскольку она не влияет на зрение или здоровье глаз. Лечение назначается, если имеется основное заболевание.

Повреждение III черепного нерва

Патология может привести к повреждению парасимпатических волокон, идущих к мышце зрачкового сфинктера, нарушая, таким образом, эфферентную дугу зрачкового светового рефлекса, что приводит к недостаточному сужению зрачка на пораженной стороне.

Аномалии зрачкового светового рефлекса варьируются от единичных доброкачественных проявлений до предвестников серьезных, даже опасных для жизни состояний. Полное понимание пути рефлекторной дуги, нейроанатомии, лежащей в основе иннервации антагонистических зрачковых сфинктеров и мышц-расширителей, необходимо для обнаружения и определения важности конкретной аномалии зрачков.

Отклонения могут быть обнаружены при повреждении зрительного, глазодвигательного нерва, поражениях ствола головного мозга, таких как опухоли, и при приеме лекарств, таких как барбитураты.

Видео о зрачковом рефлексе

Зрачковый рефлекс. Анатомия, оценка рефлекса: