Зоровий аналізатор: будова ока і порушення зору

Іван Павлов увів термін «аналізатор» для позначення сенсорної системи, яка складається з трьох відділів: периферичного (рецептори), провідникового (нерви й шляхи) і центрального (структури обробки в мозку, зокрема кора великих півкуль). Усвідомлене сприйняття подразника відбувається саме в корі, а не в рецепторі.

Більшість чутливих шляхів перемикаються в таламусі проміжного мозку, але є один виняток — первинний нюховий шлях минає таламус і надходить безпосередньо до нюхової цибулини й далі в кору.

Типи рецепторів

Рецептори класифікують за двома основними ознаками: за природою подразника (на який вид енергії вони реагують) і за розташуванням в організмі.

За розташуванням рецептори поділяють на:

• екстерорецептори — сприймають подразники із зовнішнього середовища (шкіра, сітківка, нюхові рецептори);

• інтерорецептори — реагують на зміни у внутрішніх органах;

• пропріорецептори — розташовані в м'язах, сухожилках і суглобах, сигналізують про положення тіла.

Сенсорна адаптація

Сенсорна адаптація — це зміна чутливості сенсорної системи за тривалої дії подразника. Ти щодня відчуваєш її на собі: перестаєш помічати запах у кімнаті, дотик одягу чи годинника на руці. У темряві чутливість ока зростає поступово (темнова адаптація) — потрібно кілька десятків хвилин, щоб очі звикли до слабкого світла. Натомість на яскравому світлі чутливість знижується швидше — за кілька хвилин. Важливо: больові рецептори майже не адаптуються, тому сигнал про пошкодження триває.

Зоровий аналізатор

Шлях зорового аналізатора: фоторецептори сітківки (палички й колбочки) сприймають світло → сигнал через біполярні й гангліозні клітини сітківки надходить у зоровий нерв → частина волокон перехрещується в хіазмі (перехресті) → далі через таламус → зорова зона потиличної частки кори великих півкуль.

Ушкодження будь-якої ланки аналізатора — від сітківки до кори — може спричинити порушення зору аж до сліпоти. Характер дефекту залежить від місця й обсягу ураження.

Органи чуття — це периферичні частини сенсорних систем. Програма НМТ розглядає сенсорні системи зору, слуху, рівноваги (вестибулярну), нюху, смаку, дотику, температури й болю; крім них, є м'язове чуття (пропріоцепція) і чутливість внутрішніх органів.

Очне яблуко розташоване в очній ямці черепа, яка захищає його від травм. Навколо нього є допоміжний апарат: брови (відводять піт убік), повіки з віями (захищають від пилу й яскравого світла), слізні залози та шість окорухових м'язів (забезпечують рух очного яблука).

Сльози, які виробляють слізні залози, зволожують і очищують рогівку, містять бактерицидний фермент лізоцим, а потім стікають слізними каналами в носову порожнину. Саме тому, коли плачеш, у носі відчувається вологість.

Оболонки очного яблука

Стінка очного яблука утворена трьома оболонками: зовнішньою (фіброзною), середньою (судинною) і внутрішньою (сітківкою). Розгляньмо їхні будову й функції.

Зіниця й зіничний рефлекс

У центрі райдужки розташований отвір — зіниця. Діаметр зіниці регулюють гладенькі м'язи райдужки: колові м'язи звужують зіницю на яскравому світлі (парасимпатичний вплив), а радіальні — розширюють її в темряві та під час страху (симпатичний вплив). Це й називають зіничним рефлексом, який регулює кількість світла, що потрапляє в око.

Уміст очного яблука

Усередині око заповнене прозорими середовищами:

• кришталик — прозоре еластичне тіло, підвішене на війкових зв'язках, змінює кривизну під час акомодації;

• склисте тіло — драглиста маса, що заповнює більшу частину ока й підтримує його форму;

• водяниста волога — рідина в передній і задній камерах ока (між рогівкою, райдужкою й кришталиком).

Колір очей визначає кількість і розподіл пігменту меланіну в райдужці, а не в сітківці. Від меланіну залежить, чи будуть очі блакитними, карими, зеленими чи сірими.

Сітківка (ретина) — внутрішня оболонка ока, яка містить фоторецептори — палички й колбочки — і кілька шарів нейронів. Саме в ній світлова енергія перетворюється на нервові імпульси.

Палички

Паличок в оці близько 120–130 мільйонів. Вони дуже чутливі до слабкого світла й забезпечують сутінковий чорно-білий зір. Палички містять зоровий пігмент родопсин, для відновлення якого потрібен вітамін A. Якщо вітаміну A не вистачає, розвивається «куряча сліпота» (гемералопія) — людина погано бачить у сутінках.

Колбочки

Колбочок значно менше — близько 6–7 мільйонів. Вони працюють за яскравого світла, забезпечують кольоровий зір і гостроту зору. Існує три типи колбочок: одні найчутливіші до червоного світла, інші — до зеленого, треті — до синього. Решту кольорів мозок «складає» з комбінацій сигналів від цих трьох типів. Саме тому монітори будують кольорове зображення з червоних, зелених і синіх субпікселів (модель RGB).

Жовта й сліпа плями

Жовта пляма (макула) — ділянка сітківки навпроти зіниці з високою щільністю колбочок. У центрі жовтої плями є центральна ямка, де паличок взагалі немає — тут найвища гострота зору. Коли ти читаєш текст, ти неусвідомлено повертаєш очі так, щоб зображення літер падало саме на жовту пляму.

Не перенось ознаку «лише колбочки» на всю жовту пляму — колбочки переважають лише в центрі (центральній ямці); на периферії жовтої плями є й палички.

Сліпа пляма — місце, де зоровий нерв виходить з очного яблука. Там немає фоторецепторів, тому зображення, яке потрапляє на цю ділянку, ми не бачимо. Ти можеш виявити сліпу пляму за допомогою досліду Маріотта: намалюй дві крапки на відстані 10 см одна від одної, закрий ліве око й дивись правим на ліву крапку — права крапка зникне, коли її зображення впаде на сліпу пляму.

Порушення кольорового зору

Порушення кольорового зору можуть мати різні причини. Найтиповіші спадкові червоно-зелені порушення (дальтонізм) пов'язані з роботою колбочок і X-зчепленим успадкуванням, тому частіше трапляються в чоловіків. Однак не всі форми кольоросліпоти є X-зчепленими — деякі виникають через ушкодження сітківки або зорового нерва.

Світло, перш ніж досягти сітківки, проходить кілька прозорих середовищ, які заломлюють його. Цю послідовність називають світлозаломлювальною системою ока.

Шлях світла: рогівка → водяниста волога передньої камери → кришталик → склисте тіло → сітківка.

Найсильніше заломлює світло рогівка. Кришталик змінює свою кривизну й додатково регулює фокусну відстань. На сітківці утворюється зменшене й обернене зображення. Але мозок не буквально «перевертає картинку» — він обробляє сигнали сітківки й поєднує їх з іншою просторовою інформацією, щоб ти сприймав світ правильно зорієнтованим.

Акомодація

Акомодація — це здатність ока чітко бачити предмети на різній відстані завдяки зміні кривизни кришталика. Процес відбувається так:

Іншими словами, для бачення зблизька око має «напружитися» (скоротити війковий м'яз). Для далеких предметів м'яз розслаблений.

Вікові зміни: пресбіопія

З віком кришталик втрачає еластичність. Після 40–45 років людині стає важче бачити близькі предмети — це пресбіопія, яку в побуті називають «віковою далекозорістю». Важливо відрізняти пресбіопію від справжньої далекозорості: пресбіопія спричинена втратою еластичності кришталика, а далекозорість — укороченим очним яблуком.

Найпоширеніші порушення зору — короткозорість, далекозорість і астигматизм. Кожне з них пов'язане з тим, що зображення не фокусується точно на сітківці.

Короткозорість (міопія)

При короткозорості очне яблуко видовжене або кришталик надто опуклий. Через це зображення фокусується перед сітківкою, а не на ній. Людина добре бачить предмети зблизька, але далекі предмети здаються розмитими.

Корекція: розсіювальні (двоввігнуті, «мінусові») лінзи. Вони розсіюють світлові промені так, щоб зображення змістилося назад — на сітківку.

Далекозорість (гіперметропія)

При далекозорості очне яблуко вкорочене або кришталик сплощений. Зображення фокусується за сітківкою. Людина погано бачить близькі предмети, а далекі — краще (хоча при значній далекозорості страждає і дальній зір).

Корекція: збиральні (двоопуклі, «плюсові») лінзи. Вони додатково збирають світло, зміщуючи фокус уперед — на сітківку.

Астигматизм

Астигматизм — нерівномірна кривизна рогівки або кришталика. Через це промені світла заломлюються з різною силою в різних площинах: частина ліній зображення чітка, а частина — розмита. Людина бачить предмети спотвореними.

Корекція: циліндричні лінзи, які мають різну оптичну силу в різних меридіанах і вирівнюють фокус.

Гігієна зору

• тримай текст на зручній відстані близько 30–35 см від очей;

• забезпеч достатнє освітлення без відблисків на екрані чи сторінці;

• роби перерви під час тривалої роботи зблизька (правило 20–20–20: кожні 20 хвилин дивись 20 секунд на предмет за 6 метрів);

• проводь час надворі — природне світло й далечінь знижують ризик короткозорості;

• захищай очі від травм і надмірного ультрафіолету (сонячні окуляри з УФ-фільтром);

• харчуйся повноцінно — вітаміни A, C, E й лютеїн корисні для сітківки.

Вправи для очей, морква чи біологічно активні добавки не виправляють короткозорість, далекозорість чи астигматизм і не замінюють регулярної перевірки зору в лікаря-офтальмолога.

У цьому розділі розглянемо типові завдання НМТ на тему зорового аналізатора. Розв'яжи їх разом зі мною, щоб зрозуміти логіку міркувань.

Приклад 1. Логічні пари: позначка на рисунку → функція

Завдання: На рисунку розрізу ока цифрами 1–4 позначено: 1 — рогівка, 2 — райдужка, 3 — кришталик, 4 — сітківка. До кожної позначки добери правильну функцію з переліку А–Д. Одна функція зайва.

Перелік функцій:

• А — найсильніше заломлює світло

• Б — регулює кількість світла, що потрапляє в око

• В — змінює кривизну під час акомодації

• Г — сприймає світло фоторецепторами

• Д — утворює внутрішньоочну рідину (функція війкового тіла)

Розв'язання:

• 1 — рогівка: саме вона заломлює світло найсильніше, оскільки має найбільшу різницю показників заломлення між повітрям і прозорою тканиною. Отже, 1 → А.

• 2 — райдужка: її м'язи регулюють діаметр зіниці, а отже, і кількість світла, що потрапляє в око. Отже, 2 → Б.

• 3 — кришталик: змінює кривизну під дією війкового м'яза — це й є акомодація. Отже, 3 → В.

• 4 — сітківка: містить фоторецептори, що сприймають світло. Отже, 4 → Г.

• Д — зайва, оскільки внутрішньоочну рідину утворює війкове тіло, а воно на рисунку не позначене окремим номером.

Відповідь: 1А, 2Б, 3В, 4Г.

Приклад 2. Порушення зору: видовжене очне яблуко

Завдання: У людини видовжене очне яблуко. Де фокусується зображення і які лінзи їй потрібні для корекції?

• А — перед сітківкою, збиральні лінзи

• Б — перед сітківкою, розсіювальні лінзи

• В — за сітківкою, збиральні лінзи

• Г — за сітківкою, циліндричні лінзи

Розв'язання: Видовжене очне яблуко — ознака короткозорості. При ній зображення фокусується перед сітківкою. Для корекції використовують розсіювальні (двоввігнуті, «мінусові») лінзи.

Відповідь: Б.

Чому інші варіанти неправильні:

• А — збиральні лінзи потрібні при далекозорості, а не короткозорості.

• В — «за сітківкою» характерне для далекозорості, а не для видовженого ока.

• Г — циліндричні лінзи коригують астигматизм, а не короткозорість.

Приклад 3. Два судження учнів

Завдання: Софія: «У сутінках ми погано розрізняємо кольори, бо чутливість колбочок до слабкого світла нижча, ніж у паличок». Денис: «У сліпій плямі найбільше паличок». Хто має рацію?

• А — лише Софія

• Б — лише Денис

• В — обидва

• Г — жоден

Розв'язання: Софія має рацію: колбочки справді мають високий поріг чутливості, тому в сутінках працюють переважно палички — кольори не розрізняються. Денис помиляється: у сліпій плямі немає взагалі жодних фоторецепторів — ні паличок, ні колбочок, бо там виходить зоровий нерв.

Відповідь: А (лише Софія).

Приклад 4. Сенсорна адаптація

Завдання: Людина зайшла з освітленої вулиці в темний кінозал і спершу нічого не бачить, а згодом починає розрізняти ряди крісел. Яке явище це пояснює?

• А — акомодація

• Б — сенсорна (темнова) адаптація

• В — астигматизм

• Г — дальтонізм

Розв'язання: Описано поступове підвищення чутливості ока в темряві — це темнова адаптація, різновид сенсорної адаптації. Акомодація (А) — це зміна кривизни кришталика для бачення на різній відстані. Астигматизм (В) — порушення через нерівномірну кривизну рогівки. Дальтонізм (Г) — нездатність розрізняти певні кольори.

Відповідь: Б.

• Плутають функції паличок і колбочок. Палички забезпечують сутінковий чорно-білий зір, а колбочки — денний кольоровий. Запам'ятай: «палички — присмерк, колбочки — кольори».

• Плутають корекцію короткозорості й далекозорості. Короткозорим потрібні розсіювальні («мінусові») лінзи, а далекозорим — збиральні («плюсові»). Типова помилка — робити навпаки.

• Вважають сліпу пляму місцем найкращого бачення. Насправді там немає фоторецепторів — це місце виходу зорового нерва. Найкраще бачить жовта пляма (макула), особливо її центральна ямка.

• Вважають, що колір очей визначає сітківка. Колір очей залежить від кількості й розподілу пігменту меланіну в райдужці, а не в сітківці.

• Вважають, що зорове відчуття виникає в оці. Око лише сприймає світло й перетворює його на нервові імпульси. Усвідомлене зорове відчуття формується в зоровій зоні потиличної частки кори великих півкуль.

• Пояснюють акомодацію зміною розміру зіниці. Акомодація — це зміна кривизни кришталика, а не діаметра зіниці. Зіниця регулює кількість світла (зіничний рефлекс), а кришталик — фокусну відстань.

Тема зорового аналізатора відповідає темі 4.13 програми ЗНО/НМТ: «Сенсорні системи, рецептори та їх типи, органи чуття як периферичні частини сенсорних систем, будова й функції органа зору».

Від тебе вимагають:

• знати сенсорну адаптацію й акомодацію;

• пояснювати короткозорість, далекозорість, астигматизм і дальтонізм;

• візуально розпізнавати елементи органа зору на рисунках і пов'язувати будову з функціями.

Формат завдань

НМТ-2026 з біології містив 30 завдань (характеристики НМТ-2027 ще не оприлюднено):

• Завдання 1–24 (основна частина): вибір однієї відповіді з чотирьох (А–Г), 0 або 1 бал. У демоваріанті 2026 року рисунок, схема чи фото були в 15 завданнях із 30.

• Завдання 25–28 (логічні пари): співвіднесення 1–4 → А–Д, одна літера зайва, до 4 балів (по 1 балу за кожну правильну пару). Формат «позначка на рисунку → назва структури» використано в демоваріанті 2026 (№ 28 на тему 4.5) і чудово підходить для розрізу ока.

У демоваріанті НМТ-2026 тему 4.13 не використано ні як основну, ні як додаткову. Це не означає, що вона не з'явиться в 2027 році — навпаки, програма її передбачає.

Стратегія для завдань про порушення зору

Коли бачиш завдання про порушення зору, дій у два кроки:

1. Визнач, де фокусується зображення: перед сітківкою (короткозорість) чи за сітківкою (далекозорість).

2. Добери лінзу: перед сітківкою → розсіювальні («мінус»); за сітківкою → збиральні («плюс»). Якщо в умові йдеться про нерівномірну кривизну рогівки — це астигматизм, потрібні циліндричні лінзи.

• Аналізатор (сенсорна система) має три відділи: периферичний (рецептори), провідниковий (нерви й шляхи) і центральний (зона кори). Для зору: сітківка → зоровий нерв → потилична частка кори.

• Сенсорна адаптація — зміна чутливості сенсорної системи за тривалої дії подразника (наприклад, звикання до запаху чи темнова адаптація ока).

• Оболонки ока: фіброзна (склера + рогівка), судинна (власне судинна, війкове тіло, райдужка зі зіницею), сітківка (фоторецептори).

• Палички — сутінковий чорно-білий зір (≈ 120–130 млн); колбочки — денний кольоровий зір (≈ 6–7 млн, три типи).

• Жовта пляма — найкраще бачення (найбільше колбочок); сліпа пляма — вихід зорового нерва (без фоторецепторів).

• Акомодація — зміна кривизни кришталика для чіткого бачення на різній відстані.

• Короткозорість: фокус перед сітківкою → розсіювальні лінзи. Далекозорість: фокус за сітківкою → збиральні лінзи. Астигматизм: нерівномірна кривизна рогівки/кришталика → циліндричні лінзи.