Иннервация глаза: как устроена сеть управления зрением
Сегодня я расскажу про то, почему, когда вы наклоняете голову, глаз автоматически поворачивается на заданный угол с очень точной синхронизацией без потери объектов в фокусе. Ещё как мы, врачи, подключаем ток к нервам и «прозваниваем» цепь, чтобы понять, что всё работает. И про то, что будет, если участки этой цепи отрезать или повреждать.
Да простят меня коллеги-научники за упрощения и неканоническую терминологию.
Ну и ещё отвечаю на вопрос, когда удалять здоровый правый глаз, если у пациента серьёзная инфекция на левом.
Данные и управление
К глазу подключены две сети: двигательная и чувствительная. Чувствуете, как ненаучно звучит, да? Потому что называется всё это совсем иначе, но, по сути, именно так и работает. Как я уже говорила, сразу прошу прощения — меня интересует больше практика, потому что я врач, а не исследователь.
Чувствительная сеть передаёт данные (в том числе сам «видеопоток» с сетчатки и ощущения от прикосновений к глазу), а двигательная — сигналы управления. Эти сети связаны и имеют пересечения в виде рефлекторных дуг. Рефлекторные дуги (опять же упрощая) — это средства для исполнения каких-то простых программ без задействования более высоких в иерархии нервных узлов.
Когда вы трогаете горячее, то сначала отдёргиваете руку, потом думаете. Это сработала рефлекторная дуга от чувствительной системы руки (превышение порога по температуре) к двигательной (если вот этот «датчик» говорит о проблемах — сразу дёргай на себя!). Связки сделаны на ядрах нервов — узлах сети.
От чувствительной части тройничного нерва импульсы могут передаваться в лицевой нерв и спускаться по двигательным волокнам к мышцам. Без участия мозга, конечно.
Тройничный нерв иннервирует всё лицо и часть мягких тканей свода черепа, именно он на картинке сверху поста. В стволе мозга он начинается от двух ядер: чувствительного и двигательного. У него три основные чувствительные ветки (потому и тройничный). Первая ветка — спинка носа, лоб, верхнее веко и глазное яблоко. Вторая — гайморовы пазухи, зубы верхней челюсти. Третья — нижняя челюсть, кожа, дёсны.
На практике важно, что воспаления около или за глазом, в полости орбиты будут прочувствованы, данные собраны и донесены до узлов в верхней части иерархии — нервы собираются и идут в полость черепа и основание. Если ломается чувствительность — заметно будет по векам, что происходит, они как будто не свои, онемели. Если начинается невралгия — колет и болит всё лицо. Если в узле тройничного нерва поселился герпес, он может спуститься по веткам и высыпать на веки и крылья носа. Даже на роговицу, что кончается печально.
Потоки информации
Программа-рефлекс может быть, например, такая. Если в глаз попадает песчинка — по веткам этого тройничного нерва данные о боли или дискомфорте попадают в центр чувствительности (верхний узел сети). Там данные через нейронную сеть отдаются в ядро лицевого нерва в области ствола головного мозга. Создаётся команда, которая обеспечивает моргание и слезотечение. Если что-то идёт не так, то информация поднимается всё выше и выше, пока вы не примете сознательное усилие посмотреть в зеркало и вытащить попавшую ресницу из глаза руками. Если автоматика отказывает, надо думать. Эволюция к этому долго шла.
Лицевой нерв отвечает в первую очередь за движения (на основании мозга к нему присоединяется промежуточный нерв, отвечающий за вкусовые и секреторные функции). Он тоже удивительный во многом и очень хорошо продуманный. Например, сокращение мышц по одной из его веток (чтобы моргнуть из-за сухости в глазах, это происходит раз в 3–5 секунд) устроено так, что эти же мышцы заодно сдавливают железы в веках. Железы (мейбомиевые и Цейса) выбрасывают при этом сдавливании секрет, то есть небольшое количество липидной фракции слёзной плёнки. На расслаблении открывается слёзная точка (вход в слёзный мешок), по которому слеза уходит в нос (нижний его ход). Получается, что мышца постоянно качает слезу и отводит её, а нерв управляет этим насосом.
Для слёзной железы есть отдельная ветка (тот самый промежуточный нерв), входящий в состав рефлекторной дуги с чувствительными веточками тройничного нерва, идущими от слизистой носа. Поэтому если вы нюхаете перец, вместе с соплями пойдут слёзы. А лайфхак в том, что бить в нос не только больно, но ещё и обидно — даже здоровые мужики плачут. Не знаю, зачем вам это пригодится.
Теперь перейдём к интересностям. Посмотрите картинку. Пока по ней ничего не понять, но она пригодится дальше:
Двигательная иннервация — это не только открыть-закрыть глаза. Это ещё движения в стороны, повороты глаза вверх-вниз. Есть отдельный блоковый нерв, он идёт в полость орбиты глаза и там иннервирует верхнюю косую мышцу, она опускает и отводит глаз наружу. А отводящий нерв отводит глаз наружу: это самостоятельный нерв и отдельная мышца. Остальные 4 мышцы управления поворотами глаза управляются тройничным нервом.
Если бы мы проектировали человека с нуля, наверное, надо было бы делать одну систему. Но начиная с рептилий что-то уже пошло не так, поэтому есть отдельные нервы, связанные очень обширной сетью рефлекторных дуг. Все положения глаза регулируются сознательно и бессознательно, и когда вы поворачиваете глаз, бессознательно задействуются сразу три разных пути для управления мышцами.
Сложное управление
Управляющие центры движений лежат уровнями выше. В лобной доле мозга (основание второй лобной извилины) находится центр сознательной координация взора, когда вы явно хотите повернуть глаз по результатам длительных размышлений.
Второй центр в затылочной доле — непроизвольные движения глаз. Когда вы наклоняете голову, глаз поворачивается сразу на нужный угол. Для этого ядро нерва «снимает» данные с вестибулярного аппарата и через рефлекторную дугу передаёт управляющий сигнал на поворот сразу нескольким мышцам обоих глаз.
У детей мы проверяем непроизвольные движения игрушками. Показываем яркую интересную игрушку, потом прячем и ведём из слепой зоны в поле зрения. Если ребёнок поворачивает за ней голову — всё в порядке, затылочные центры отработали.
Лобный центр имеет больший приоритет в сравнении с затылочным. Если мы достаточно внимательно смотрим на конкретный предмет, а рядом едет машина, то лобный центр запрещает отвлекаться на такое большое, быстрое и красивое, хотя это рефлекс. Поэтому самые внимательные суслики получают по голове бампером.
Есть ещё корковые центры, отвечающие за сложные состояния по чтению, распознаванию образов, оценку увиденного, зрительную память. Соединение между корой и ядрами соответствующих нервов проходит через таламус. Это скопление серого вещества, структура, в которой происходит обработка и интеграция практически всех сигналов, чтобы процесс шёл плавно и непрерывно. Очень сложное место в управлении.
Если пациенту вбили гвоздь в голову и попали в лобную долю (или началось воспаление, или недостаточная трофика, опухоли, сложное отравление — в общем, много причин повреждений), он не может посмотреть на какой-то предмет сознательно, появляются неконтролируемые стереотипные движения (и не только глаз, да, там ещё много других нарушений будет). Если в затылочную — сознательно может, вот только не понимает, что видит, или галлюцинирует.
Устойчивость нервной сети к повреждениям
Теперь про то, насколько быстр и точен бессознательный контроль. Чтобы посмотреть влево, вам необходимо задействовать оба нерва — тройничный и отводящий, потому что один глаз надо привести к носу, второй отвести наружу. Соответственно, эти нервные волокна должны синхронизироваться. Когда такая связь разрывается (а оба нерва в порядке — нередкий случай при кровоизлиянии, травмах, рассеянном склерозе или инсульте), то сознательно создать движение «посмотреть на машину, едущую слева, обоими глазами» уже не выйдет, двигаться будет только один, а второй стоять на месте, появится раздражающее двоение. Потом уже пациент адаптируется, нейронная сеть начинает перераспределять функции, переоценивается информация в мозге — и может большее значение придаваться сигналу только с левого или правого глаза, а не сочетанию картинок.
По положению глаза легко определить, который из нервов пострадал, например, после ДТП или инсульта. Если глаз смотрит прямо в нос — это повреждение отводящего нерва. Если в нос по характерной диагонали — повреждение блокового. Повреждения тройничного — это глаз смотрит наружу, вниз, прикрыт веком больше, чем здоровый, и болит. Лицевой — глаз сохнет и плохо или совсем не закрывается.
В коме у пациента почти ничего не работает из-за угнетения функции коры, подкорковых и стволовых структур. Она может быть внезапной или развиваться постепенно. По сохранности рефлексов можно оценивать глубину комы. Будут остаточные реакции, например, если дёрнуть пинцетом за глаз — будет лёгкое подрагивание века, а зрачки продолжают сужаться на свет.
У пациентов в сознании нарушение проведения сигнала тоже иногда происходит. В этом случае мы сами мало что можем сделать — не совсем наш профиль. Мы отвечаем, по сути, за видеокамеру, а не проводку и хаб. Поэтому идём к нашему аналогу электрика-сетевика — к неврологу. У него есть специальный прибор для электронейромиографии — он помогает исследовать электрические потенциалы нервов и мышц с помощью различных воздействий (чаще слабый электрический разряд). Всё это точно замеряется. Если импульс проходит, значит, нерв почти в порядке. Нам обычно доводят результат, и мы продолжаем работать, думая, что такой результат могло вызвать и как это лечить.
Но есть случаи, когда так померить нельзя. В глаз таким прибором мы не залезем, поэтому применяется другой способ. Например, при потере зрительного сигнала необходимо выяснять, что это, собственно, было: поражение нерва или процессы на сетчатке, либо вообще за глазом. По электроретинографии или зрительным вызванным потенциалам можно оценить уровень поражения, нужно ли делать операцию (или смысла нет, если проблемы на нервной сети).
Волокна от сетчатки объединяются в зрительный нерв и идут через всю голову в затылок в зрительную кору. Над гипофизом (в хиазме) часть волокон перекрещиваются и меняются сторонами — это нужно для синхронизации левого глаза и правого, в «правой» картинке есть часть информации левой, а в «левой» — часть информации правой, поэтому мозг точно знает, где и что изображено, насколько близко, а также позволяет оценить объём. Дальше волокна уходят в латеральное коленчатое тело, получают первичную обработку сигнала у таламуса и верхнего ядра четверохолмия, далее волокна веером распадаются на зрительную лучистость, идущую через височную долю к зрительной коре.
Соответственно, травма виска — у пациента нет куска поля зрения. Каждое место поражения имеет свои особенности. Если до перекрёста — поле выпало только с одной поражённой стороны. Если проблема в области перекрёста — то выпадают наружные или внутренние куски с двух сторон. Чаще снаружи. Если на уровне зрительной коры — чаще всего «выпавшая» точка с одной и симметричная с другой. Есть частичные повреждения — будут сегменты, симметричные слева с носа, справа с виска, но сдвинутые в одну сторону. При инсульте в штопорной зоне часто выпадает слева мелкий кусок. Оценка полей зрения даёт много информации как нам, так и неврологам.
И напоследок — про одно из самых нерациональных поведений иммунной системы. Ситуация: глаз повреждён до разрыва оболочек (например, осколок стекла вошёл). Иммунная система вообще не знает, что в организме есть глаз, устроена она так. Но когда склера разрывается, в кровь начинает попадать пигментный эпителий сетчатки и прочие белки. С точки зрения иммунной системы — это всё вообще детали не от нашего организма. Иммунитет начинает их убирать. Но он умный, и иногда даже слишком — довольно быстро находится целый орган, который состоит из таких же белков, а значит, «вредит» организму. Это глаз. И начинается крестовый поход против него. Но, повторюсь, иммунная система умная. Она же находит второй такой же орган — и на всякий случай атакует и его. Причём изменения в здоровом глазу могут начаться через 3 и более недели после повреждения первого. Поэтому при травмах, тяжёлых увеитах и эндофтальмитах мы наблюдаем пациента регулярно, смотрим антитела, чтобы не пропустить момент.
Вот как-то так. Теперь по анекдоту «твои глаза, как призывники: один косит, а второй голубой» вы сможете примерно поставить диагноз. Только не лечите, несите пациента в больницу.
Будьте здоровы!
