Строение рефлекторной дуги глаза и особенности зрительного пути

Рефлекс – это закрепленный стереотипный ответ организма на определенный вид раздражения. Осуществление данной реакции происходит под контролем нервной системы и не требует волевого участия человека. Схема рефлекторной дуги общая для всех реакций:

• воспринимающие рецепторы, которыми пронизаны органы, кожа, мышцы;
• проводящий путь, который передает чувствительный импульс в центральную нервную систему;
• командная область в ЦНС, которая может находиться в спинном или головном мозге;
• отцентровая двигательная часть дуги, сформированная исполнительным нейроном, несущим команду в исполняющие органы;
• собственно орган или ткань, которая выполняет ответную реакцию на раздражитель.

Отсутствие необходимости обдумывать действие значительно сокращает время от столкновения с раздражителем до наступления ответа. Многие рефлексы возникли и закрепились в ходе эволюции, поскольку способствовали выживанию нашего вида. Одной из самых важных реакций организма, которую мы к тому же можем наблюдать, является зрачковый рефлекс.

Зрачок является «окном» во внутреннее пространство глаза. Это отверстие в радужке предназначено для регулирования потока света, который в конечном итоге попадет на сетчатку. В максимально сокращенном состоянии его размер составляет 2 мм, а при расширении – 7,3 мм. Благодаря способности зрачка отсеивать лучи, падающие на периферию хрусталика, достигается компенсация сферической аберрации (устранение концентрического свечения вокруг объектов), а также защита сетчатки от светового ожога.

Зрачковый рефлекс

Реакция зрачков на свет выражается в их сужении (миозе) при ярком освещении и расширении (мидриазе) в сумерках. Значительное увеличение диаметра отверстия ухудшает цветовосприятие и качество зрения, но увеличивает восприимчивость глаз к свету. Поэтому в сумерках при наличии слабого источника освещения мы способны различать силуэты и ориентироваться в пространстве. Дилатация (расширение) частично происходит и тогда, когда нет факторов, вызывающих его сужение.

Внезапное или постепенное нарастание уровня освещенности приводит к рефлекторному сужению зрачков. Таким образом реализуется защита сетчатки и других структур глаза.

Механизм рефлекса может быть прямым и содружественным. Отверстие сужается при непосредственном его освещении, а также равноценно уменьшается в размере в содружестве со зрачком другого глаза, на который действует свет.

Как видите, большое значение имеет способность зрачка изменять свой диаметр. Уменьшение его размера происходит при сокращении кольцевых, а увеличение – радиальных мышечных волокон, которые окружают отверстие сфинктера. Зрачковый рефлекс возможен, поскольку эти мышечные волокна управляются нервными волокнами глазодвигательного нерва. Сокращение происходит под влиянием парасимпатической (медиатор ацетилхолин), а расширение – симпатической (медиатор адреналин) нервной системы.

Дуга зрачкового рефлекса представляет собой последовательность таких составляющих:

Механизм аккомодации глаза

• рецепторы – клетки центральной области сетчатки, чьи аксоны дают начало зрительному нерву;
• путь, ведущий к центрам в ЦНС, сформированный аксонами нейронов зрительного тракта;
• вставочные нейроны представлены аксонами ядер Якубовича-Вестфаля-Едингера. Первичный зрительный центр расположен в клетках наружного коленчатого тела. Центр зрачкового рефлекса находится в затылочной доле мозга;
• исполнительная часть дуги представлена аксонами глазодвигательного нерва;
• орган–мишень – радиальные и концентрические мышечные волокна.

А. двигательный путь; Б. чувствительный путь рефлекторной дуги

Существование дуги зрачкового рефлекса позволяет ему сузиться уже спустя 0,4 с после воздействия светового потока.

Нужно отметить также, что диаметр зрачков уменьшается при напряжении глаз, когда необходимо сфокусироваться на очень близких предметах и расширяется при взгляде на дальний план. Максимальная концентрация светового потока на центральной ямке сетчатки позволяет добиться наилучшего видения. Подобное явление носит название зрачковый рефлекс на аккомодацию и конвергенцию.

Особенности строения

Расположен этот периферический орган зрения в специальной впадине черепа, которая называется глазницей. С боков глаз окружен мышцами, с помощью которых он удерживается и двигается. Состоит глаз из нескольких частей:

1. Непосредственно глазного яблока, которое имеет форму шара размером около 24 мм. Состоит оно из стекловидного тела, хрусталика и водянистой влаги. Все это окружено тремя оболочками: белковой, сосудистой и сетчатой, расположенными в обратном порядке. Элементы, благодаря которым и получается картинка, расположены на сетчатой оболочке. Этими элементами являются рецепторы, которые чувствительны к свету;
2. Защитного аппарата, который состоит из верхнего и нижнего века, глазницы;
3. Придаточного аппарата. Основными составляющими являются слезная железа и ее протоки;
4. Глазодвигательного аппарата, который отвечает за движения глазного яблока и состоит из мышц;
5. Зрительного нерва.

Зрительный путь

Анатомическая структура зрительного пути представлена рядом нейронных звеньев. В сетчатке это палочки и колбочки, затем биполярные и ганглиозные клетки, а дальше аксоны (нейриты, которые служат путем для импульса, исходящего от тела клетки к органам).

Эта цепь представляет периферическую часть зрительного пути, которая включает зрительный нерв, хиазму и зрительный тракт. Последний заканчивается в первичном зрительном центре, откуда начинается центральный нейрон зрительного пути, который доходит до затылочной доли мозга. Здесь же расположен кортикальный центр зрительного анализатора.

Составляющие зрительного пути:

1. Зрительный нерв начинается с сетчатки и заканчивается в хиазме. Его протяжность составляет 35-55 мм, а толщина 4-4,5 мм. Нерв имеет три оболочки, он четко разделен на половины. Нервные волокна зрительного нерва разделяются в три пучка: аксоны нервных клеток (от центра сетчатки), два волокна ганглиозных клеток (от носовой половины сетчатки, а также от височной половины сетчатки).
2. Хиазма начинается над областью турецкого седла. Она покрыта мягкой оболочкой, по длине составляет 4-10 мм, по ширине 9-11 мм, в толщину 5 мм. Здесь соединяются волокна от обоих глаз, образуя зрительные тракты.
3. Зрительные тракты берут начало от задней поверхности хиазмы, огибают ножки мозга и входят в наружное коленчатое тело (безусловный зрительный центр), зрительный бугор и четверохолмии. Длина зрительных трактов составляет 30-40 мм. От коленчатого тела начинаются волокна центрального нейрона, а заканчиваются в борозде птичьей шпоры – в сенсорном зрительном анализаторе.

Наличие зрачкового рефлекса

При нормальном функционировании органов зрения, при определенных внешних реакциях возникают так называемые зрачковые рефлексы, при которых зрачок сужается или расширяется. Зрачковый рефлекс, рефлекторная дуга которого является анатомическим субстратом реакции зрачка на свет, свидетельствует о здоровье глаз и всего организма в целом. Вот почему при некоторых заболеваниях врач первым делом проверяет наличие данного рефлекса.

Лечение отклонений

Значение зрачкового рефлекса трудно переоценить, поскольку он сигнализирует о многих тяжелых патологиях. Если эта функция нарушена вследствие прогрессии доброкачественной или злокачественной опухоли, пациенту показана нейрохирургическая операция. Если же причиной стала аневризма сосуда, необходимо выполнить ангиографию, после которой произвести пластику пораженной артерии. В более легких случаях, когда к дисфункции приводят дефицит нейромедиаторов или патологии синапсов, предпринимается медикаментозное лечение. При миастении используют антихолинэстеразные препараты, уменьшающие количество фермента холинэстеразы, являющегося главным звеном патологической цепи. Пациентам с неврологическими нарушениями рекомендуется физио- и психотерапия.

Возможные причины

Вызывается данный рефлекс комбинацией определенных стимулов, главным из которых считается изменение уровня освещенности окружающего пространства. Помимо этого, изменение размеров зрачка может произойти по следующим причинам:

• действие ряда медикаментов. Именно поэтому они используются в качестве способа диагностики состояния передозировки препаратов или избыточной глубины наркоза;
• изменение точки фокусировки зрения человека;
• эмоциональные всплески, причем как отрицательные, так и положительные в равной степени.

Подводя итог

Корнеальный рефлекс является физиологической реакцией глаза на механические раздражители. Его отсутствие или ослабление могут указывать на неврологические патологии, травмы головы, кому или прием некоторых медицинских препаратов. С помощью роговичного рефлекса анестезиолог может определить, насколько глубоко пациент погрузился в общий наркоз. При ношении контактных линз рефлекторная реакция роговицы может мешать только на первом этапе. Специальная гимнастика поможет ускорить привыкание глаз к линзам и ослабить корнеальный рефлекс.

Схема зрачкового рефлекса

Мышцы, которые контролируют работу зрачка, могут легко влиять на его величину, если на них поступил определенный стимул извне. Это позволяет регулировать приток света, который поступает непосредственно в глаз. Если око прикрыть от поступающих солнечных лучей, а затем его открыть, то зрачок, который предварительно расширился в темноте, сразу уменьшается в размерах при появлении света. Зрачковый рефлекс, рефлекторная дуга которого начинается на сетчатке, свидетельствует о нормальном функционировании органа.

Радужная оболочка имеет два вида мышц. Одна группа представляется собой кольцевые мышечные волокна. Иннервируют их парасимпатические волокна глазного нерва. Если эти мышцы сокращаются, то данный процесс вызывает сужение зрачка. Другая группа отвечает за расширение зрачка. В нее входят радиальные мышечные волокна, которые иннервируются симпатическими нервами.

Возможные нарушения

Многие из нас знают по фильмам, что даже без сознания у человека сохраняется реакция зрачков на свет, но вот со смертью мозга она исчезает. Кроме этого, бывают и другие причины нарушения рефлекса.

• Анизокория – зрачки разного размера, поскольку поражен один из глазодвигательных нервов. Например, синдром Арджилля-Робертсона описывает сильно выраженное и неодинаковое сужение зрачков, которые не реагируют на свет при поражении нервов третичным сифилисом, сахарным диабетом, хроническим алкоголизмом, энцефалитом.
• Амавротическая неподвижность – полное отсутствие зрачкового рефлекса на прямое освещение. Развивается на фоне заболевания сетчатки (амавроза), которое характеризуется слепотой без видимых офтальмологических патологий. Он больше на стороне слепого глаза, сохраняет содружественную реакцию. У здорового органа присутствует прямая реакция, но нет содружественной. Рефлекс на конвергенцию сохранен в обоих глазах.
• Гемианопическая неподвижность зрачка – возникает при повреждении зрительного тракта в районе перекреста нервов. Зрачковые реакции сохранены только в ответ на попадание света на височные области сетчатки. При освещении носовых областей прямой и непрямой рефлекс отсутствует. Рефлекс на конвергенцию сохранен.
• Рефлекторная неподвижность – отсутствие прямой и содружественной реакции зрачков при повреждении парасимпатических иннервирующих нервов, но с сохранением рефлекса при конвергенции и аккомодации.
• Абсолютная неподвижность зрачка – полное отсутствие физиологических реакций мидриаза и миоза. Возникает на фоне воспаления в ядре, корешке или стволе глазодвигательного и ресничных нервов.
• Симпатические нарушения . Патология темнового зрачкового рефлекса (миоз из-за паралича радиальных мышц, нарушение расширения зрачков в сумерках) возникает от повреждения преганглионарных и постганглионарных волокон при родовой травме (особенно плечевого нервного сплетения), аневризме ствола сонной артерии, воспалительных заболеваниях в области глазницы.

Зрачковый рефлекс и признаки его поражения

При обследовании данного рефлекса берется во внимание несколько характеристик самой реакции:

• величина сужения зрачка;
• форма;
• равномерность реакции;
• подвижность зрачков.

Существует несколько наиболее популярных патологий, свидетельствующих о том, что зрачковый и аккомодационный рефлексы нарушены, что говорит о сбоях в организме:

• Амавротическая неподвижность зрачков. Данное явление представляет собой выпадение прямой реакции при освещении слепого глаза и содружественной реакции, если со зрение проблем не наблюдается. Причинами чаще всего являются разнообразные заболевания самой сетчатки и зрительного пути. Если неподвижность односторонняя, является следствием амавроза (поражения сетчатки) и сочетается с расширением зрачка, хотя и незначительным, то существует вероятность развития анизокории (зрачки становятся разных размеров). При таком нарушении иные зрачковые реакции никак не затронуты. Если амавроз развивается с двух сторон (то есть поражены оба глаза одновременно), то зрачки никак не реагируют и даже при воздействии солнечных лучей остаются расширенными, то есть зрачковый рефлекс полностью отсутствует.
• Еще один вид амавротической неподвижности зрачков – гемианопическая неподвижность зрачка. Возможно наблюдается поражение самого зрительного тракта, которое сопровождается гемианопсией, то есть слепотой половины зрительного поля, которая выражается отсутствием зрачкового рефлекса в обоих глазах.

• Рефлекторная неподвижность или синдром Робертсона. Он заключается в полном отсутствии как прямой, так и содружественной реакции зрачков. Однако в отличие от предыдущего вида поражения, реакция на конвергенцию (сужение зрачков в том случае, если взгляд сфокусирован на определенной точке) и аккомодацию (изменение внешних условий, в которых находится человек) не нарушена. Данный симптом обусловлен тем, что происходят изменения в парасимпатической иннерварции глаза в том случае, когда есть поражения парасимпатического ядра, его волокон. Данный синдром может свидетельствовать о наличии тяжелой стадии сифилиса нервной системы, реже синдром сообщает об энцефалите, опухоли мозга (а именно в области ножек), а также о черепно-мозговой травме.

• Абсолютная, или полная неподвижность зрачка (то есть он не сужается, и не расширяется совсем). При воздействии на зрачок пучком световых лучей диагностируется отсутствие как прямой, так и содружественной реакции на раздражитель. Развивается подобная реакция не моментально, а постепенно. Как правило, начинается с нарушения физиологичных зрачковых реакций − мидриаза (расширения зрачка), отсутствия подвижности зрачков.

Причинами могут быть воспалительные процессы в ядре, корешке или стволе нерва, отвечающего за движения глаза, очаг в ресничном теле, опухоли, абсцессы задних ресничных нервов.

Для чего нужна реакция глаза на свет?

При ярком свете отверстие сужается, чтобы отсечь слепящие лучи и сформировать более четкую картинку. Если освещенность местности недостаточно яркая, то зрачок расширяется, чтобы поглотить максимум световых волн.

В связи с тем, что за разную реакцию зрачка (расширение или сужение) отвечает та, или иная часть нервной системы, становится возможным с первого взгляда понять реакцию человека в целом. Когда живому существу грозит опасность, активируется симпатическая нервная система. Она заставляет сердце биться чаще, тормозить активность пищеварительных процессов и способствует расширению зрачков. Роль парасимпатической системы прямо противоположная. В любом случае схема рефлекса при этом будет замыкаться в среднем мозге, одной из структур головного мозга.

Любое состояние повышенной активности (страх, боль, эмоции, резкий звук) приводит к активации симпатической нервной системы, а значит и зрачок расширяется. Это связано с потребностью организма незамедлительно получить исчерпывающее количество информации о ситуации, которая потенциально может угрожать жизнедеятельности.