Нейроны, палочки и колбочки сетчатки

Нейроны, палочки и колбочки сетчатки глаза — система, совокупность структурно-функциональных единиц нервной системы (нейронов) сетчатки глаза, участвующих в хаотической фиксации аналоговых сигналов RGB точек объекта, создании биоэлектрических импульсов этих световых и цветовых характеристик с попоследующей их передачей в систему головного мозга для обработки и формирования на базе них изображений — образов. Это происходит в цепочке организованной природой последовательности прохождения, формирования информации на базе иерархического синтеза в системе случайности и закономерности поступления её, формирования и запоминания. [1]

Основой зрительного восприятия изображения является фотобиологический парадокс зрения, заключающийся в принципе передачи зрительной информации светом и в то же время содержащий фактор риска. Необходимым условием нормального фунционирования зрительного процесаа является наличие света и кислорода, что является достаточным фактором ненормальных (деструктивных) фотохимических рекций механизма свободно-радикального окисления . В итоге, при слишком интенсивном дневном освещении работает система защиты от опасности фотоповреждения, где главную роль выполняет хрусталик (его диафрагмирование). [2]

Содержание

Родопсин

Рис. 1. Спектры поглощения Родопсина

Механизм работы элементов зрительной системы

Порядок прохождения аналогового сигнала лучей света объекта

В отличие от традиционных способов получения оптических изображений и изображений при фотографировании в биологической системе глаза аналоговые сигналы фиксируются в фотодиодах — рецепторах палочках и колбочках, вначале пройдя систему ганглиозных и биполярных клеток (кровеносных и нервных не светочувствительных). После чего световые лучи — фотоны попадвют хаотично (случайно) на боковые светочувствителные элементы колбочки (сетчатка) (фоторецепторы RGB), палочки (сетчатка) (реагируют на чёрно-белый цвет) сетчатки глаза. При этом случайности процессов доказывается строго на базе математического анализа спектров света и функций корреляции. Т.е именно благодаря этому весь процесс формирования изображений — образов объекта в коре головного мозга находятся под контролем. На микросъёмке разреза сетчатки глаза видно направление, прохождение лучей света. Они не сразу попадают в зону контакта с поверхностями колбочек и палочек. Лучи ложаться на всю объёмную поверхность каждого сенсора, чувствительного к определённой длине волны его составляющих RGB. Неподвижные наблюдаемые объекти фиксируются в виде оптического изображения со всеми стационарными точками излучения и получаемое изображение — образ фомируется и запоминается чётко. В случае движушихся относительно друг друга наблюдателя или объекта фиксация меняющихся оптических изображений возможна при определенной скорости, обеспечивающей обработку и передачу аналоговых сигналов изображения и их фиксации в памяти. В отличие от работы фотовидеоаппаратуры, где процессы фиксаци аналоговых сигналов в пикселах фотосенсоров или в фотоплёке идут со скоростями работы электронов (практически со скоростью света), то фоторецепторы сетчатки (палочки, колбочки) производят обработку аналоговых сигналов (фотонов) для перевода в биологический сигнал за счёт химических реакций. Откуда, скорость проходения аналогового сигнала предметной точки значительно ниже. Глаз может зафиксировать и передать порядка до 30 кадров в секунду. Система видеоаппаратуры построена на эом эффекте. В кинопрокате аппаратура работает со скоростью 24 кадра в секунду, что обеспечмвает чёткое восприятие движущихся объектов. Контактирующие нервные окончания с фоторепторами посредством нервных стволов передают его в зрительные отделы коры головного мозга. Попавшие аналоговые сигналы в любом виде (отдельные, комплексные и т.д.) запоминаются, формируются в виде образов (по типу изображений), которые становятся как бы путеводителем ответных реакций в деятельности организма. Например, в экстремальных условиях деятельности человека, при преодолении препятствий, при тренировках, соревнованиях в спортивной деятельности зрительный анализатор является главнейшим рецептором.

Особенности восприятия света сетчаткой глаза

Глаз как биологическая оптическая система с фоторецептором сетчаткой обладает уникальной способностью адаптироваться к восприятию света. Он может различать мелкие детали изображения (например, риски, точки)с большим диапазоном контрастности. Это в местах, где имеется резкий переход яркости освещенных деталей предмета (при солнечном освещении). Глаз выделяет такие мелкие детали предмета с диапазоном контрастности с отношением порядка 800:1. В условиях ночного освещения или слабового освещения глаз адаптируется и к этим условиям и способен различать детали предмета с диапазоном контрастности до 1200:1 (темновое зрение). В условиях с ярким освещением «темновое зрение» не работает. [3] . Это связано со строением глаза, содержащего около 120-150 милионнов палочек и более 6-7 миллионнов колбочек. Палочки реагируют на яркость (максимум чувствительности приходится на величину просвета между рискаим в 498 нм). Три вида колбочек реагируют на цвета RGB составляющих света (красный цвет,зелёный цвет,синий цвет). Рецепторы глаза реагируют на поглощенную энергию света в 1-2 кванта. Если учесть адаптацию глаза к темноте (увеличение диаметра зрачка от 1,5 до 8 мм, происходящее в течение секунд, перестройку восприятия от цветового дневного зрения к более чувствительному ночному (от колбочек - к палочкам) и снижение уровня выцветания светочувствительных пигментов происходит в течение 5-20 минут). В настоящее время такой светочувствительностью и таким воспринимаемым диапазоном яркости не обладает ни один светочувствительнай промышленный фотоматериал. [4] .