Электромагнитные волны как источник зрительных ощущений

Зрение (англ. vision) - способность получать и извлекать информацию о мире из энергии электромагнитного излучения светового диапазона; сложный комплекс процессов в зрительной системе, начинающихся с трансформации световой энергии в фоторецепторах и завершающихся зрительными ощущениями и восприятиями.

Мы видим благодаря электромагнитным волнам высокой частоты или свету, отраженным от различных объектов. Но другое дело как мы можем «переправить» информацию из глаза в мозг. Происходит это благодаря «проводнику» – зрительному нерву.

Видимым участком спектра электромагнитного излучения считается полоса с длинами волн приблизительно в пределах от 380 до 760 нм.

Как средство познания зрение достигло наибольшего развития у человека, где оно обеспечивает поступление свыше 90% всей информации об окружающем мире.

Для возникновения возбуждения в нейронах сетчатки необходимо, чтобы энергия, попадающая на сетчатку в виде квантов света (фотонов), была поглощена зрительными пигментами фоторецепторов. Фотохимические изменения в этих пигментах дают начало зрительному процессу, который на всех уровнях зрительной системы проявляется в виде электрических потенциалов.

Чувствительность этих «элементов» чрезвычайно высока. Она равняется силе света свечи, удаленной от глаз на расстояние около 100 км. При этом на каждый «элемент» попадает только один квант энергии. Это очень небольшая величина. Квант света – это не источник энергии, а всего лишь «спусковой крючок», отпирающий запас энергии, хранящийся в каждой палочке. Стенка наружного фоторецептора – мембрана – представляет собой миниатюрную электростанцию, генератор постоянного тока. При нормальном состоянии количество энергии находиться на одном уровне, при попадании же кванта энергии протекают процессы, значительно увеличивающие поступление тока в нерв. При этом происходит усиление первичного сигнала примерно в 1 миллион раз.

С появлением информации разобраться было несложно. Но после появились уже более сложные вопросы. Например, как информация передается с каждой колбочки.

Обычно при решении каких-либо вопросов, связанных с устройством чего-либо, люди привыкли обращаться к аналогам. А так как на тот период уже использовалась электронно-лучевая трубка, то невольно представлялось, что каждая точка изображения передается в мозг и обрабатывается, одновременно происходит и запоминание информации. Но после весьма строгих подсчетов было выяснено, при таком способе хранения и передачи информации, что за всю жизнь мозг должен обработать и запомнить огромное количество данных, при этом каждый из нейронов мозга должен был бы хранить 6 млн. бит информации, что даже по нашим временам является невозможным. Был проведен опыт, доказывающий неверность этого суждения. Хирургическим путем было удалено около ¾ толщины зрительного нерва. Оказалось, что даже при таком повреждении собака способна была различать предметы, что было бы невозможно, если бы «картинка» строилась точечным способом. Тогда после дальнейших исследований было установлено, что уже при съеме информации происходит частичная обработка информации.

На один передающий нейрон приходит несколько тысяч отводящих. Затем они поступают к следующей точке – модуляторе. Там показания различных точек сравниваются и значения подаются в кору головного мозга.

Сетчатка - это сложная оболочка, в которой выделяют 10 слоев; основными ее элементами являются нервные клетки. Первичная переработка зрительной информации осуществляется уже в сетчатке. Достаточно, чтобы сетчатка абсорбировала всего несколько квантов света для того, чтобы возникло зрительное ощущение; ее измерения проводят в полной темноте, когда закончится процесс темновой адаптации.