Биофизические основы зрительной рецепции
Страница 2

Материалы по биологии » Оптическая система глаза » Биофизические основы зрительной рецепции

Примечательна высокая чувствительность сетчатки глаза: для возбуждения палочки достаточно попадания одного кванта света. Однако, чтобы обеспечить зрительное восприятие, требуется все же несколько квантов, возможно, пять. Отсюда следует, что квантовая эффективность начального процесса фотоизомеризации должна быть близка к единице.

Родопсин действует тогда, когда зрительный процесс осуществляется в условиях низкой интенсивности света, например в ночное время. Он не различает цвета, поскольку содержит только один пигмент. Цветное зрение обусловлено йодопсином, который содержит пигменты с максимумами поглощения при 450 нм (синий цвет), 525 нм (зеленый цвет) и 555 нм (желтый цвет). Чувствительность пигмента с максимумом поглощения при 555 нм простирается далеко в красную сторону спектра, что и обеспечивает восприятие также красных тонов. Колбочки гораздо менее чувствительны, чем палочки, так что при слабом освещении все объекты кажутся окрашенными в серые тона.

Помимо людей колбочки содержатся в сетчатке приматов, некоторых видов рыб и птиц, которые способны воспринимать, по крайней мере, некоторые цвета. В сетчатке кошек и коров содержатся преимущественно палочки. Поэтому эти животные не имеют цветного зрения. Отсюда приходится заключить, что матадору вовсе незачем во время корриды пользоваться именно красным плащом.

Существует еще одна интересная гипотеза цветного зрения, предложенная в 1961 году В.П. Козловым. От колбочки через нервное волокно в мозг передаются импульсы, частота которых "V" зависит от общего состояния адаптации и от освещенности "E" на данной колбочке. Зависимость от освещенности прямая, то есть чем больше "E", тем больше "J".

В мозгу по получаемым от всех колбочек сигналам воссоздается распределение освещенности на сетчатке и, следовательно, в той картине, на которую обращен глаз.

Однако более поздние исследования показали, что волокна, непрерывно передающие импульсы под действием постоянной освещенности, хотя и существуют, но их очень мало. Сами по себе они не могут обусловить процесс зрения. Преобладают волокна, реагирующие на изменение освещенности. Каждое из этих волокон реагирует группой импульсов: он-волокно-на увеличение овещенности, оff-волокно-на уменьшение, оn-оff-волокно на увеличение и на уменьшение освещенности. Величина изменения освещенности кодируется частотой возникающих импульсов и их общим числом в группе.

Можно предположить, что числом импульсов кодируется яркость (точнее, изменение яркости), а их распределением во времени - цвет.

Гипотеза Козлова позволяет отказаться не только от предположения, что существует три рода колбочек, но и от необходимости допускать существование трех светочувствительных веществ в колбочках. Достаточно допустить наличие одного вещества с определенной спектральной чувствительностью и достаточно выраженной зависимостью инерционных свойств от длины волны.

При измерении спектров поглощения отдельных колбочек оказалось, что каждая колбочка содержит только один вид йодопсина, а типов колбочек всего три. Йодопсины человека имеют максимумы поглощения при 445, 535 и 570 нм. Поглощение света йодопсинами приводит к появлению раннего рецепторного потенциала (РРП). Для измерения спектров действия РРП в колбочки сетчатки вводят микроэлектроды и регистрируют РРП, вызываемые короткими яркими вспышками монохроматического света. В сетчатке карпа таким способом обнаружено три типа колбочек с максимумом спектров действия (а, следовательно, и спектров поглощения пигментов) при 462, 529 и 611 нм (рисунок).

При некоторых генетических заболеваниях нарушается синтез белков-йодопсинов, в результате чего не образуется тот или иной пигмент цветного зрения. Человек утрачивает способность различать цвета. Эта болезнь называется дальтонизмом.

Страницы: 1 2 


Прочие статьи:

Разнообразие растений
Исследовано влияние Бузулукского бора на биоразнообразие растений и свойств почв соседних с ним пространств. Установлено, что в непосредственной близости от бора под влиянием относительно мягкого и влажного мезоклимата в естественных фито ...

Серое и белое вещество нервной системы
На свежих срезах мозга видно, что одни структуры более темные - это серое вещество нервной системы, а другие структуры более светлые - белое вещество нервной системы. Белое вещество нервной системы образовано миелинизированными нервными в ...

Конфигурации и фазы Луны
Как известно, Луна, диаметр которой почти в 4, а масса – в 81 раз меньше, чем у Земли, обращается вокруг нашей планеты на среднем расстоянии в 384 000 км. Поверхность Луны холодна и светится она отраженным солнечным светом. При обращении ...

Разделы