Что такое зрачковый рефлекс
Зрачок
Механизм работы зрачка, напоминает диафрагму фотоаппарата, диаметр которой при ярком свете либо сильном освещении уменьшается, что дает более четкое изображение, после отсечения слепящих световых лучей. Недостаточная освещенность, напротив, требует расширения диафрагмы. Собственно, данная функция зрачка действительно называется диафрагмирующей и обеспечивается зрачковым рефлексом. Зрачковый рефлекс – реакция органа зрения на изменение освещенности сетчатки, а вернее, палочек и колбочек (фоторецепторов) передающих визуальную информацию к нервным центрам: к центру парасимпатического отдела вегетативной нервной системы, отвечающего за работу сфинктера зрачка и к центру симпатического отдела, отвечающего за работу дилататора. Регулирование величины зрачков, таким образом происходит абсолютно бессознательно и зависит от уровня освещенности.
Зрачковый рефлекс
Любой рефлекс имеет 2 пути развития: первый – чувствительный, когда информация о каком-либо воздействии передается к нервным центрам, и второй – двигательный, когда импульсы посылаются от нервных центров в ткани, что и вызывает определенную реакцию, как ответ на воздействие.
Освещение зрачка вызывает сужение зрачка, что обеспечивает ограничение поступления в глаз яркого света, зрение становится более качественным.
Зрачковая реакция на свет бывает прямой, когда освещается непосредственно один глаз, или содружественной, наблюдаемая в парном не освещенном глазу. Содружественная зрачковая реакция на свет может объясняться частичным перекрестом нервных волокон зрачкового рефлекса в области хиазмы.
Эмоциональное волнение, боль и испуг, также способны вызывать изменение величины зрачков, а именно их расширение. Раздражение тройничного нерва, наоборот, вызывает сужение зрачка. Сужение или расширение зрачков вызывает и применение лекарственных препаратов, оказывающих влияние на рецепторы зрачковых мышц.
Что такое зрачковый рефлекс
Пупилломоторные феномены были предметом многочисленных и тщательных исследований. Вызвано это тем, что они имеют чрезвычайно большое значение для физиологии, патологической физиологии и клиники, а также для фармакологии вегетативной нервной системы (в отношении симпатической и парасимпатической, адреиергической и холинергической). В нашем изложении, посвященном взаимоотношениям между мозгом и глазом, мы на этих вопросах останавливаться не будем. То же самое относится и к целому ряду миотических и мидриатических реакций, как, например, сужение зрачка во сне, при агонии, при выдохе, при воздействии электрического тока, раздражении вестибулярного нерва или верхнего тройничного нерва и т. д.
Из реакций расширения: расширение зрачка при напряжении, истощении, глубоком вдохе или резком взгляде в сторону, при пребывании высоко в горах, при психическом возбуждении, при воздействии громких шумов, болевых раздражениях, при «представлении» о светлом (кортикальный рефлекс Габа-Haab) и т. д. Отдельные относящиеся сюда замечания приведены в другом месте. Тем более важное значение в пределах поставленной перед нами задачи представляет рассмотрение тех зрачковых изменений, которые имеют большое семиотическое значение в диагностике заболеваний головного мозга. Среди них наибольшее значение имеет реакция зрачка на свет и его патологические изменения.
Поэтому представим себе еще раз анатомический субстрат этого явления, как это нами изображено на схематическом рисунке.
Зрительный путь и путь зрачкового рефлекса; упрощенная схема. Синапсы в крыше четверохолмия не изображены (по Бингу)
На рисунке изображены оба глазных яблока, зрительные нервы, частично перекрещивающиеся в хиазме, оба зрительных тракта и их окончание в «первичных зрительных центрах». Эти последние локализуются в наружном коленчатом теле и переднем четверохолмии (regio pratectalis), но в целях упрощения нарисованы в виде одного образования.
Из этих первичных зрительных центров раздражения, доходящие до них через зрительные нервы и зрительные тракты, распространяются дальше в двух направлениях, а именно: 1) через пучок Грациоле к зрительной коре затылочной доли; 2) через пупилломоторные невроны к участку ядра глазодвигательного нерва, известного как «ядро Вестфаль-Эдингера» или мелкоклеточное латеральное ядро», которое иннервирует m. sphincter pupillae. Это парное ядро расположено в непосредственной близости от сильвиева водопровода, по соседству от первичных зрительных центров.
Осуществляется ли связь между первичными зрительными центрами и ядрами сфинктера (как мы это предполагаем) через включение синапса или дело идет только об ответвлении рефлекторных коллатералей, пока нельзя считать еще твердо установленным. Независимо от того, какое из этих предположений является правильным, во всяком случае твердо установлено, что в каждое ядро Вестфаль-Эдингера идут волокна из первичных зрительных центров как той же, так и противоположной стороны. Это объясняет нам механизм прямой и содружественной реакций зрачков на свет.
С только что упомянутым вопросом о том, происходит ли в путях зрачкового рефлекса на свет на уровне первичных зрительных центров переключение с одного неврона на другой, тесно связаны и другие расхождения во взглядах. При этом дело идет о нижеследующем.
В течение долгого времени считалось несомненным, что в зрительном нерве имеются отдельные зрачковые и зрительные волокна. Из них первые будто обеспечивают только световое раздражение, а последние — световое ощущение. Этой «дуалистической» теории противопоставлялось «унитарное» воззрение. Согласно последнему одни и те же оптические невроны являются проводниками как побуждения к сокращению сфинктера зрачка, так и оптического сенсорного восприятия. Для птиц экспериментально доказано, что у них пупилломоторные элементь расположены в зрительном тракте в виде сомкнутого пучка волокон.
Для человека, однако, наличие тонких и толстых волокон в зрительном нерве нельзя рассматривать как достаточное доказательство того, что волокна эти имеют различное функциональное значение. Другие анатомические доказательства, приводимые в пользу дуалистического или унитарного воззрения, также не привели к разрешению этих разногласий (излагать их здесь мы не будем). Наблюдения над значительным расхождением между пупилломоторными и зрительными функциями также не продвинули разрешение вопроса. Благодаря противоречивым результатам они даже затруднили предполагаемое физиологическое разрешение проблемы. Так, в ограниченных участках периферии сетчатки, с одной стороны, при отсутствии светоощущения была доказана возможность рефлекторного сужения зрачка при освещении, с другой стороны, были выявлены и обратные соотношения.
Компромиссное предположение о том, что осевые цилиндры невронов зрительного нерва состоят из пупилломоторных и сенсорных первичных фибрилл, также не способствует разрешению вопроса.
Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021
— Вернуться в содержание раздела «офтальмология» на нашем сайте
ЗРАЧКОВЫЕ РЕФЛЕКСЫ
Расстройство Зрачковых рефлексов имеет особое значение для диагностики патологических состояний.
Величина зрачков меняется в связи с взаимодействием двух гладких мышц радужки: циркулярной, обеспечивающей сужение зрачка (см. Миоз), и радиальной, обеспечивающей его расширение (см. Мидриаз). Первая мышца, сфинктер зрачка (m. sphincter pupillae), иннервируется парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва — преганглионарные волокна берут начало в добавочных ядрах (ядрах Якубовича и Эдингера — Вестфаля), а постганглионарные — в ресничном узле.
Вторая мышца, дилататор зрачка (m. dilatator pupillae), иннервируется симпатическими волокнами — преганглионарные волокна берут начало в цилиоспинальном центре, расположенном в боковых рогах C8 — Th1 сегментов спинного мозга, постганглионарные преимущественно выходят из верхнего шейного узла симпатического пограничного ствола и участвуют в образовании сплетения внутренней сонной артерии, откуда направляются к глазу.
Раздражение ресничного узла, коротких ресничных нервов и глазодвигательного нерва вызывает максимальное сокращение зрачка.
При поражении C8—Th1 сегментов спинного мозга, а также шейного отдела пограничного симпатического ствола наблюдается сужение зрачка и глазной щели и энофтальм (см. Бернара — Горнера синдром). При раздражении этих отделов отмечается расширение зрачка. Симпатический цилиоспинальный центр (centrum ciliospinale) находится в зависимости от субталамического ядра (ядра Льюиса), т. к. его раздражение вызывает расширение зрачка и глазной щели, особенно на противоположной стороне. Помимо подкоркового зрачкового симпатического центра, нек-рыми исследователями признается существование коркового центра в передних отделах лобной доли. Проводники, начавшиеся в корковом центре, идут к подкорковому, где и прерываются, а оттуда возникает новая система проводниковых волокон, идущая в спинной мозг и претерпевающая неполный перекрест, вследствие чего симпатическая зрачковая иннервация связана с центрами обеих сторон. Раздражение некоторых участков затылочной и теменной долей вызывает сужение зрачка.
Среди многочисленных Зрачковых рефлексов наиболее важной является зрачковая реакция на свет — прямая и содружественная. Сужение зрачка глаза, подвергающегося освещению, носит название прямой реакции, сужение зрачка глаза при освещении другого глаза называется содружественной реакцией.
Рефлекторная дуга зрачковой реакции на свет состоит из четырех нейронов (цветн. рис. 1): 1) фоторецепторные клетки сетчатки, аксоны которых в составе волокон зрительных нерва и тракта идут к переднему двухолмию; 2) нейроны переднего двухолмия, аксоны которых направляются к парасимпатическим добавочным ядрам (ядра Якубовича и Эдингера — Вестфаля) глазодвигательных нервов; 3) нейроны парасимпатических ядер, аксоны которых идут к ресничному узлу; 4) волокна нейронов ресничного узла, идущие в составе коротких ресничных нервов к сфинктеру зрачка.
При исследовании зрачков прежде всего обращают внимание на их размер и форму; размер колеблется в зависимости от возраста (в пожилом возрасте зрачки более узкие), от степени освещения глаз (чем слабее освещение, тем шире поперечник зрачка). Затем переходят к исследованию зрачковой реакции на свет, конвергенцию, аккомодацию глаза и реакции зрачков на боль.
Исследование прямой реакции зрачков на свет происходит следующим образом. В светлом помещении обследуемый садится напротив врача так, чтобы его лицо было обращено к источнику света. Глаза должны быть открыты и равномерно освещены. Врач прикрывает оба глаза обследуемого своими руками, затем быстро отнимает руку от одного глаза, в результате чего зрачок быстро суживается. После определения реакции на свет в одном глазу эту реакцию исследуют и на другом глазу.
При исследовании содружественной реакции зрачков на свет закрывают один глаз обследуемого. Когда врач отнимает руку от глаза, в другом глазу также происходит сужение зрачка. При повторном закрытии глаза зрачок другого глаза расширяется.
Реакция зрачков на аккомодацию заключается в сужении зрачков при рассмотрении предмета вблизи лица и расширении их при взгляде вдаль (см. Аккомодация глаза). Аккомодация на близком расстоянии сопровождается конвергенцией глазных яблок.
Реакция зрачков на конвергенцию— сужение зрачков при приведении глазных яблок кнутри. Обычно эту реакцию вызывают приближением предмета, фиксированного взглядом. Сужение является наибольшим при приближении предмета к глазам на расстояние 10—15 см (см. Конвергенция глаз).
Реакция зрачков на боль заключается в их расширении в ответ на болевое раздражение. Рефлекторным центром для передачи этих раздражений на мышцу, расширяющую зрачок, является субталамическое ядро, получающее импульсы от спиноталамического тракта.
Тригеминальный зрачковый рефлекс характеризуется небольшим расширением зрачков при раздражении роговицы, конъюнктивы век или тканей, окружающих глаз, быстро сменяющимся их сужением. Этот рефлекс осуществляется благодаря связи V пары черепных нервов с подкорковым симпатическим зрачковым центром и парасимпатическим добавочным ядром III пары нервов.
Гальванозрачковый рефлекс выражается сужением зрачков при действии гальванического тока (анод помещают над глазом или в области виска, катод — в заднем отделе шеи).
Улиткозрачковый рефлекс — двустороннее расширение зрачков при неожиданных слуховых воздействиях.
Вестибулярный 3. р., рефлекс Водака, — расширение зрачков при раздражении вестибулярного аппарата (калоризация, вращение и т. п.).
Глоточный 3. р. — расширение зрачков при раздражении задней стенки глотки. Дуга этого рефлекса проходит через языкоглоточный и отчасти блуждающий (верхний гортанный) нервы.
Дыхательный Зрачковые рефлексы проявляется расширением зрачков при глубоком вдохе и сужением при выдохе. Рефлекс обладает крайним непостоянством.
Ряд психических моментов (испуг, страх, внимание и т. д.) вызывает расширение зрачка; эта реакция рассматривается как корковый рефлекс.
Расширение зрачков происходит при мысленном представлении ночи или темноты (симптом Пильтца), а сужение — при представлении солнечного света или яркого пламени (симптом Гааба).
Ряд авторов при исследовании состояния зрачков пользовались пупиллографией (см.). Она позволяет устанавливать патологию зрачковых реакций в тех случаях, когда при обычном исследовании эта патология: не обнаруживается. Применяется: также пупиллография с обработкой: пупиллограмм на ЭВМ.
Различные расстройства 3. р. обусловливаются поражением периферических, промежуточных и центральных звеньев иннервации мышц зрачков. Это встречается при многих заболеваниях головного мозга (инфекции, в первую очередь сифилис, сосудистые, опухолевые процессы, травмы и т. п.), верхних участков спинного мозга и пограничного симпатического ствола, особенно его верхнего шейного узла, а также нервных образований глазницы, связанных с функцией сфинктера и дилататора зрачка.
При Спинной сухотке и церебральном сифилисе отмечается синдром Аргайлла Робертсона (см. Аргайлла Робертсона синдром) и иногда симптом Говерса — парадоксальное расширение зрачка при освещении. При шизофрении может выявляться симптом Бумке — отсутствие расширения зрачков на болевые и психические раздражения.
При потере реакции зрачков на свет, конвергенцию и аккомодацию говорят об их паралитической неподвижности; она связана с нарушением парасимпатической иннервации зрачка.
Библиография: Гордон М. М. Зрачковые реакции при спинной сухотке, Труды Воен.-мед. акад. им. G. М. Кирова, т. 6, с. 121, Л., 1936; Кроль М. Б. и Федорова Е. А. Основные невропатологические синдромы, М., 1966; Смирнов В. А. Зрачки в норме и патологии, М., 1953, библиогр.; Шахнович А, Р. Мозг и регуляция движений глаз, М., 1974, библиогр.; Вehr С. Die Lehre von den Pupillenbewegungen, В., 1924; Stark L. Neurological control systems, p. 73, N. Y., 1968.
Анатомия
Зрачок
Зрачок – круглое отверстие, расположенное в центре радужной оболочки глаза. Его особенностью является способность изменять свой диаметр, благодаря чему зрачок может регулировать поток световых лучей, идущих в глаз, а затем попадающих на сетчатку.
Изменение диаметра зрачка достигается работой мышц: сфинктера, чье напряжение приводит к сужению, и дилататора, расширяющего зрачок, для контроля степени освещенности сетчатки.
Работа этой системы построена по принципу диафрагмы фотоаппарата, которая при сильном освещении и ярком свете уменьшается в диаметре, отсекая слепящие световые лучи, за счет чего формируется более четкое изображение. При недостаточной освещенности, наоборот, требуется расширение диафрагмы. Собственно, эта функция зрачка и называется диафрагмирующей, обеспечиваясь зрачковым рефлексом. Данный рефлекс возникает как реакция на изменение освещенности сетчатки, палочек и колбочек, которые передают информацию в нервные центры: в парасимпатический центр вегетативной нервной системы – от сфинктера зрачка и симпатический центр – от дилататора. Таким образом, величина зрачка регулируется бессознательно, что зависит от степени освещенности.
Каждый рефлекс имеет два пути: чувствительный, передающий информацию о каком-либо воздействии к нервным центрам, и двигательный, обеспечивающий передачу импульсов от нервных центров непосредственно к тканям, что и образует определенную реакцию, как ответ на воздействие специфического раздражителя.
К примеру, освещение глаза при помощи лампы вызывает сужение зрачка в освещенном глазу, в парном глазу зрачок тоже сужается, правда, в меньшей степени. Уменьшение зрачка в диаметре обеспечивает ограничение доступа слепящего света в глаз, а значит, зрение становится более качественным.
Реакция зрачков на свет бывает прямой, когда освещается непосредственно исследуемый глаз, либо содружественной, такой, которая наблюдается в парном глазу без освещения. Содружественную реакцию зрачков на свет объясняет частичный перекрест нервных волокон при зрачковом рефлексе в области хиазмы.
Испуг, боль, сильное эмоциональное волнение, также могут вызывать изменение диаметра зрачков – их расширение. Раздражение тройничного нерва и пониженная возбудимость, напротив, вызовут сужение зрачков. Расширение и сужение зрачков способно происходить и за счет применения медикаментозных средств, оказывающих влияние на рецепторы мышц глаза.
Диагностика патологий зрачкового рефлекса
Отличительные признаки нарушения зрачкового рефлекса
Зрительный путь и путь зрачкового рефлекса
Основным свойством зрительной системы, которое определяет все стороны ее деятельности и лежит в основе таких функций, как различение яркости, цвета, формы и движения объектов, оценка их размеров и удаленности, является способность реагировать на воздействие света.
В условиях такой адаптации устанавливается определенная фоновая активность всех уровней зрительной системы. Если в поле зрения имеются участки с неодинаковой яркостью, то их различие оценивается посредством контрастной, или различительной, чувствительности, глаза. Это позволяет определить пространственную конфигурацию изображений. Следовательно, контрастная чувствительность, составляет физиологическую основу восприятия формы и величины предметов. Наиболее высокой контрастной чувствительностью обладает центральная область сетчатки.
Рецептивные поля изменяются, в зависимости от меняющихся условий и задач зрительного восприятия происходит их функциональная перестройка. В области центральной ямки рецептивные поля имеют меньший размер, чем на периферии. В отличие от рецептивных полей сетчатки и коленчатого тела, для которых характерны круглая форма, корковые поля имеют вытянутую форму и значительно более сложное строение.
Несколько клеток нижележащего слоя зрительной системы связаны с одной вышележащей клеткой, т. е. отмечается восходящая поэтажная конвергенция сенсорных нейронов. Вместе с тем по мере перехода от сетчатки к зрительной коре на каждом следующем этаже количество нервных элементов и связей между ними увеличивается, так что одна ганглиозная клетка сетчатки оказывается связанной с тысячами кортикальных нейронов. В результате этого повышается надежность (системы и уменьшается вероятность того, что будет послан ошибочный сигнал.
На уровне сетчатки вследствие пространственно-временной суммации светового стимула, а также тормозного взаимодействия между зонами внутри самих полей происходит подчеркивание контуров изображения. В вышележащие отделы зрительной системы передаются сведения главным образом о тех его частях, где наблюдается перепад, градация яркости и содержится наиболее новая информация. В наружном коленчатом теле латеральное торможение возрастает и эффект контрастирования изображения усиливается.
На следующем этапе переработки зрительной информации происходит переход к пространственному (топологическому) кодированию. Установлено, что в зрительной системе, главным образом в высших ее отделах, имеются нейроны, избирательно реагирующие только на определенные характеристики изображения: участки различной формы и яркости, границы темной и освещенной зон, прямые линии, ориентированные в том или ином направлении, острые и тупые углы, концы отрезков, изогнутые контуры, различные направления движения объектов. Описаны три типа кормовых рецептивных полей, связанные с кодированием элементов формы: простые, сложные и сверхсложные. Специфические ответы нейронов на действие светового стимула позволяют выделить элементарные признаки изображения и создают основу для сжатого и экономного описания видимого объекта.
Простые признаки изображения служат как бы готовыми блоками для построения образа. Конечный процесс его распознавания определяется функциональной организацией совокупностей нейронов, интегративной деятельностью зрительной системы в целом. По мере продвижения ко все более высоким ее отделам происходит уменьшение числа нейронных каналов, участвующих в передаче зрительной информации, и переход от описания элементов изображения к построению целых изображений, формированию зрительных образов и их опознанию. Высказано мнение, что различение простейших конфигураций является врожденным свойством зрительной системы, распознавание же сложных образов основывается на индивидуальном опыте и требует обучения.
В кортикальных ассоциативных зонах зрительная информация сочетается с информацией, поступающей от других сенсорных систем. В результате этого создаются условия для комплексного восприятия внешней среды.
Нейронные звенья зрительного пути:
Все вместе они образуют периферическую часть зрительного анализатора. Проводящие пути представлены зрительными нервами, хиазмой и зрительными трактами. Последние оканчиваются в клетках наружного коленчатого тела, играющего роль первичного зрительного центра. От них берут начало уже волокна центрального нейрона зрительного пути ( radiatio optica), которые достигают области area striata затылочной доли мозга. Здесь локализуется первичный кортикальный центр зрительного анализатора.
Зрительные тракты (traclus opticus) начинаются у задней поверхности хиазмы и, обогнув с наружной стороны ножки мозга, оканчиваются в наружном коленчатом теле (corpus geniculatum laterale), задней части зрительного бугра (thalamus opticus) и переднем четверохолмии (corpus quadrigeminum anterius) соответствующей стороны. Однако только наружные коленчатые тела являются безусловным подкорковым зрительным центром. Остальные два образования выполняют другие функции.
Дуга зрачкового рефлекса
Дуга зрачкового рефлекса на свет имеет афферентное и эфферентное звенья.
Регуляция функции дилататора зрачка происходит с помощью супрануклеарного гипоталамического центра, находящегося на уровне дна III желудочка мозга перед воронкой гипофиза. Посредством ретикулярной формации он связан с цилиоспинальным центром Будге.
Реакция зрачков на конвергенцию и аккомодацию имеет свои особенности, и рефлекторные дуги в этом случае отличаются от описанных выше.
При конвергенции стимулом к сужению зрачка служат проприоцептивные импульсы, идущие от сокращающихся внутренних прямых мышц глаза. Аккомодация же стимулируется расплывчатостью (расфокусировкой) изображений внешних объектов на сетчатке. Эфферентная часть дуги зрачкового рефлекса в обоих случаях одинакова.
Центр установки глаза на близкое расстояние находится, как полагают, в 18-м корковом поле по Бродману.