Зрительный анализатор является сложной функциональной системой, включающей воспринимающий прибор зрения (глаз), зрительный нерв, по которому из окружающей среды сигналы поступают в кору больших полушарий мозга, и, наконец, воспринимающие клетки в затылочной области коры и рассеянные зрительные элементы в других областях коры.
Высокая организация нервных элементов зрительной системы обеспечивает сложный зрительно-пространственный анализ и синтез воспринимаемых предметов, процессов и явлений действительности.
Наружная оболочка глазного яблока — склера. Передняя часть склеры переходит в прозрачную ткань — роговицу. Наружные волокна склеры образуют твердую оболочку зрительного нерва. Изнутри склера выстлана богатой кровеносными сосудами оболочкой, носящей название сосудистого тракта, в котором различаются три части: сосудистая оболочка, ресничное тело и радужная оболочка (радужка). Впереди сосудистая оболочка постепенно уплощается, образуя ресничное тело, в состав которого входят ресничная и аккомодационная мышцы. С помощью последней глаз устанавливается для зрительного восприятия предметов, находящихся на различных расстояниях от наблюдателя. Ресничная мышца иннервируется волокнами глазодвигательного нерва. Радужная оболочка составляет часть сосудистого тракта с отверстием посредине — зрачком. Радужка у разных людей имеет разный цвет, что зависит от содержания в ней пигмента. В радужке имеются мышцы, с помощью которых суживается и расширяется зрачок. За радужкой расположен хрусталик. Позади хрусталика все пространство глазного яблока заполнено стекловидным телом. Внутренняя оболочка глазного яблока — сетчатка — расположена с внутренней стороны сосудистого тракта. По своему строению она является наиболее сложной и выполняет важные функции зрения, обеспечивающие процесс зрительного восприятия.
Сетчатка глаза состоит из нескольких слоев нервных клеток, заканчивающихся концевыми аппаратами — палочками и колбочками, которые являются рецепторами света. Палочки характеризуются высокой чувствительностью к свету слабой интенсивности и являются аппаратами сумеречного и ночного зрения. Колбочки являются аппаратами дневного зрения. В сетчатке глаза насчитывается 130 млн палочек, которые размещены главным образом по периферии сетчатки глаза, от них зависит состояние поля зрения. В сетчатке же имеется 7 млн колбочек, размещенных в центральной части сетчатой оболочки, преимущественно в области желтого пятна. От них зависит состояние центрального зрения и цветоразличение. Наиболее важное значение имеет центральная часть сетчатки — желтое пятно, имеющее углубление — центральную ямку. Желтое пятно лежит кнаружи от диска зрительного нерва. Центральная ямка состоит из одних колбочек. В желтом пятне за пределами центральной ямки размещаются палочки, количество которых увеличивается к периферии сетчатки. Место вхождения зрительного нерва (слепое пятно) лишено фоторецепторов.
Нервное возбуждение, возникающее в сетчатке глаза под влиянием световой энергии, передается в проводящие нейроны, длинные отростки которых выходят из глазного яблока и образуют зрительный нерв. Волокна зрительных нервов обоих глаз после частичного перекреста (хиазмы) выходят в виде отдельных нервных стволов, так называемого зрительного тракта. Зрительный тракт кончается в первичных зрительных центрах подкорки (наружном коленчатом теле, зрительном бугре и переднем четверохолмии). Из наружного коленчатого тела зрительные нервные пути идут к корковым зрительным центрам, расположенным в затылочной области. При световом воздействии подкорка оказывает влияние на общий тонус центральной нервной системы и эмоционально-волевую сферу человека. В подкорковых образованиях происходит частичное переключение импульсов со зрительных нервных путей на слуховые, двигательные и другие, что частично обеспечивает связь зрения с другими видами чувствительности. В своей функциональной деятельности глаз тесно связан с корой больших полушарий мозга и находится под постоянным ее воздействием. Благодаря этому обеспечиваются сложные процессы зрительно-пространственного анализа и синтеза. В коре через многочисленные разветвления нервных путей происходит переброска импульсов из слуховой, двигательной и других областей в затылочную (зрительную) область. Это позволяет осуществлять зрительно- пространственную ориентацию с участием других сенсорных функций.
В процессе восприятия предметов и явлений окружающего мира с помощью зрения мы узнаем о форме, величине, цвете предметов, их пространственном расположении и степени их удаленности. Такую богатую информацию мы получаем с помощью различных функций зрения. К основным (базовым) функциям зрения относятся: острота зрения, цветоразличение, поле зрения, характер зрения и глазодвигательные функции. Снижение любой из перечисленных функций неизбежно влечет за собой нарушения как в ходе самого процесса, так и в результате зрительного восприятия. Так, нарушение функции остроты зрения снижает разрешающую способность глаза, точность, полноту и скорость восприятия, что затрудняет и замедляет узнавание предметов и изображений.
Нарушение функции остроты зрения может быть вызвано нарушением преломляющей силы оптической системы глаза (рефракции) и проявляться в виде миопии (близорукости), гиперметропии (дальнозоркости), астигматизма (преломляющая система глаза отличается в различных меридианах).
Различают две формы близорукости: кажущуюся близорукость и простую близорукость. Наблюдения за силой или объемом аккомодации показывают, что после рождения ребенка происходит постепенное развитие преломляющей силы, обусловленное возрастом ребенка, особенностями развития глаза и, прежде всего, ресничного тела, размером глаз и ресничной мышцы. При близорукости, или миопии, в связи с отклонениями в рефракции глаза изображение находится впереди сетчатки.
При кажущейся близорукости ребенок может ясно видеть на расстоянии 4-6 см, т.е. на расстоянии более близком, чем то, которое требуется дальнозоркому и взрослому нормально видящему человеку. Такое видение ребенка объясняется большей силой аккомодации (процесс приспособления глаза к ясному видению предмета на различном расстоянии путем изменения преломляющей силы хрусталика и постепенной фокусировки изображения на сетчатке), которая может превышать 20 диоптрий. Это обусловлено тем, что хрусталик может принимать при сокращении ресничной мышцы почти шарообразную форму. С возрастом ребенка (к 1,5 года жизни) переднезадний диаметр глаза увеличивается до 92%, а к 3 годам он достигает 94% диаметра глаза взрослого человека. К этому сроку уменьшается детская дальнозоркость. Одновременно увеличивается размер глаз и происходит дальнейшее развитие ресничной мышцы и других мышц, а также формируется структура центрального звена зрительного анализатора.
Кажущаяся близорукость сохраняется в течение всего дошкольного периода и подвергается изменению. Поэтому необходимо учитывать данный факт педагогу, воспитателю и родителям. В дошкольном периоде развитие глаз может происходить нормально, но ребенок при рассматривании рисунков или их выполнении может склоняться так близко к рисунку, что у него можно признать близорукость болезнью. Однако это кажущаяся близорукость, и она не требует коррекции очками. Даже у ряда детей 7-летнего возраста расстояние до точки ясного видения может не превышать 6-7 см.
Не кажущаяся — простая — близорукость чаще развивается у ослабленных детей после 3-летнего возраста. Она чаще всего связана с увеличением переднезаднего диаметра глаза. Близорукость резко изменяет поведение и даже характер детей. В этих случаях они становятся рассеянными, горбятся при рассмотрении рисунков, часто жалуются на головные боли и боли в глазах, усталость, расплывчатость предметов. На все это необходимо обращать внимание воспитателям и родителям.
При настоящей близорукости параллельные лучи сходятся не на сетчатке, а впереди нее. На сетчатку могут попасть лишь те лучи, которые отражаются от близко расположенных предметов. Благодаря этим лучам «канал связи» будет нарушен, а рассматриваемый предмет будет восприниматься разлитым и неясным. При резко выраженной близорукости точка ясного видения может находиться на расстоянии не ближе 25 см от глаз. Для исправления близорукости применяют очки с двояковогнутыми линзами и другие коррекционные средства. При оптической коррекции уменьшается преломление аккомодационных сил, лучи, идущие от удаленных предметов, будут сходиться на сетчатке, и предмет будет четко виден. В развитии близорукости задействованы почти все механизмы зрения: анатомический, оптический, физиологический и глазодвигательный.
Среди детей в настоящее время резко возросло число близоруких. По мнению В. С. Беляева, начало близорукости связано с двумя моментами: общей гиподинамией и перегрузкой цилиарной мышцы вследствие увеличения продолжительности работы ее вблизи. В процессе перенапряжения мышцы у детей постепенно развивается оптическое состояние мышцы, которое становится привычным. При отсутствии систематического расслабления цилиарной мышцы при взгляде вдаль наступает так называемый спазм аккомодации, который является начальным, пусковым моментом «рабочей» близорукости.
Общая гиподинамия, т.е. малоподвижный образ жизни детей (отсутствие подвижных игр), может не только усиливать спазм аккомодации, но и приводить к изменениям обмена, тканевым отклонениям от нормы. Излишняя работа вблизи ведет не только к перегрузке цилиарной мышцы, ее гипотрофии (чрезмерному уменьшению), но и к изменению локального обмена, как в самой мышце, так и в нервах, склере и хрусталике. При тяжелой форме близорукости наблюдается тенденция к усиленному растяжению склеры с резким осевым удлинением глаза спереди назад, может наряду с глубоким нарушением зрения наступить тяжелое повреждение оболочки глаза и ее рецепторного слоя — сетчатки, вплоть до отслоения.
Различные по степени нарушения остроты зрения могут обусловливать возникновение близорукости разной степени: слабой (до 3,0 дптр), средней (3,0- 6,0 дптр), сильной (6 и более дптр). Скорость снижения остроты зрения обусловливает наличие различных видов близорукости: стабильной (до 0,5 дптр в год), медленно прогрессирующей (0,5-1,0 дптр в год), быстро прогрессирующей (более 1,0 дптр в год).
Различают два вида дальнозоркости: естественную детскую и обычную. При дальнозоркости у новорожденных роговица и хрусталик более выпуклые, чем у взрослого человека. В естественных условиях у новорожденного радиус кривизны передней поверхности хрусталика почти вдвое меньше по сравнению со взрослыми людьми. У новорожденных расстояние между границами основных преломляющих сред также меньше, чем у взрослых. Передне-задний диаметр глаза меньше примерно на 25 % у новорожденного по сравнению с диаметром глаза взрослых. Строение глаза у ребенка обусловливает более сильное преломление лучей, в результате которого параллельные лучи будут сходиться позади сетчатки и не обеспечат ясного видения предмета. Для того чтобы лучи сошлись на сетчатке, необходимо дополнительное усилие со стороны ресничного тела и мышцы и регуляция аккомодации. Следовательно, глаз ребенка может быть назван дальнозорким.
При дальнозоркости ближняя точка ясного видения всегда отстоит от сетчатки глаза на большем расстоянии, чем у лиц с нормальным зрением. Поскольку силы аккомодации частично используются при установке на даль, то ее остающихся сил недостаточно для ясного видения предметов вблизи. Для исправления дальнозоркости требуется усилить преломление при помощи очков с двояковыпуклыми линзами.
Нарушение глазодвигательной функции, характеризующееся отклонением одного из глаз от общей точки фиксации, приводит к возникновению косоглазия. Условно его разделяют на содружественное и паралитическое. Паралитическое косоглазие характеризуется ограничением (парез) или отсутствием (паралич) подвижности глаза, который косит в стороны парализованной мышцы. Этот вид косоглазия возникает вследствие травм, опухолей, инфекций, интоксикаций, кровоизлияний. Содружественное косоглазие характеризуется постоянным или периодическим отклонением одного из глаз от совместной точки фиксации и нарушением функции бинокулярного зрения. Подвижность глаз во всех направлениях при этом свободна, угол отклонения правого и левого глаза равен как по величине, так и по направлению, косят чаще всего один глаз или оба поочередно. В зависимости от того, куда отклонен глаз, наблюдается внутреннее, или сходящееся, и наружное, или расходящееся косоглазие, а также косоглазие кверху и книзу. ( При сходящемся косоглазии — глаз отклоняется к внутри, к носу, при расходящемся — кнаружи, к виску).
К появлению содружественного косоглазия могут привести различные этиологические факторы:
♦ заболевания центральной нервной системы;
♦ нарушения рефракции;
♦ аномалии глазодвигательного аппарата.
Часто косоглазие может являться причиной снижения работоспособности косящего глаза, вследствие чего глаз перестает участвовать в акте зрительного восприятия и характер зрения из бинокулярного (одновременного зрения двумя глазами, при котором рассматриваемый предмет воспринимается как единое целое) становиться монокулярным (восприятие осуществляется одним глазом) или альтернирующим (восприятие осуществляется попеременно то одним, то другим глазом).
Наличие косоглазия, в свою очередь, обусловливает ограничения в восприятии внешнего мира, снижение скорости, правильности оценки пространственных отношений. У детей косоглазие чаще всего появляется на 2-3 году жизни, иногда становится заметным после какой-либо тяжелой болезни или испуга.
При наличии нарушений глазодвигательных функций в виде нистагма, характеризующегося самопроизвольными колебательными движениями глазных яблок (дрожанием глаз), даже при достаточно высокой остроте зрения имеет место нечеткость восприятия. Различают физиологический и патологический нистагмы.
Одной из форм физиологического нистагма является так называемый оптокинетический нистагм, возникающий при рассматривании быстро движущихся перед глазами объектов.
Оптокинетический нистагм обычно наблюдается у детей 4-5 месяцев, что соответствует началу развития функций лобных долей головного мозга. У детей с нарушением зрения часто отмечается патологический нистагм. Причину можно видеть в патологии, часто встречающейся в период внутриутробного развития, во время родов и в послеродовый период, это предполагает организацию лечебно-восстановительной и коррекционной работы с детьми.
У некоторых детей нередко встречается так называемая амблиопия, развивающаяся вследствие бездействия зрения при отсутствии видимых анатомических изменений органа зрения, в частности, при содружественном косоглазии. Но амблиопия бывает и у детей, которые смотрят прямо. При амблиопии затрудняется процесс рассматривания мелких предметов, нарушается фиксация взора, восприятие формы и величины предметов. Формы амблиопии и степень снижения зрения могут быть различными. Поэтому при наличии амблиопии на один или оба глаза следует принимать во внимание понижение центрального и периферического зрения, состояние зрительной фиксации, поле взора и др.
Различают следующие виды амблиопии: дисбинокулярная, обскурационная, рефракционная, истерическая.
Дисбинокулярная амблиопия возникает вследствие расстройства бинокулярного зрения. Понижение зрения развивается вследствие косоглазия. Дисбинокулярная амблиопия может быть двух видов:
♦ амблиопия с правильной (центральной) фиксацией (фиксирующий участок — центральная ямка сетчатки);
♦ амблиопия с неправильной (нецентральной) фиксацией (фиксирующим становится любой другой участок сетчатки). Последняя встречается в 70-75 % случаев.
Рефракционная амблиопия возникает вследствие аномалий рефракций, которые в данный момент не поддаются коррекции. При ношении правильно подобранных очков постепенно острота зрения может повыситься, вплоть до нормальной. Причиной возникновения этого вида амблиопии является постоянное и длительное проецирование на сетчатку глаза неясного изображения предметов внешнего мира при высокой дальнозоркости и астигматизме. Обскурационная амблиопия развивается в результате помутнения оптических сред глаза (катаракты, помутнений роговицы), преимущественно врожденных или рано приобретенных. Диагноз ставится, если низкое зрение сохраняется, несмотря на устранение помутнений и отсутствие анатомических изменений в заднем отделе глаза (после экстракции катаракты).
Истерическая амблиопия возникает внезапно, чаще всего после какого-либо аффекта. Функциональные расстройства на почве истерии могут принимать характер ослабления или потери зрения. Эта форма амблиопии встречается довольно редко.
Нарушение функции цветоразличения
При нарушении различительной способности к цвету учащиеся испытывают затруднения при узнавании разных цветов. Существуют разные типы нарушений цветового зрения:
♦ полная цветовая слепота: все цвета кажутся серыми (так называемая ахромазия);
♦ частичное нарушение цветоразличения: неразличение оттенков красных и зеленых цветов. В этом случае все цвета нередко воспринимаются в двух основных тонах — желтом и голубом. В некоторых случаях отмечается преимущественное снижение различительной способности к красным, в других — зеленым лучам;
♦ частичное нарушение цветоразличения сине-фиолетовой части спектра. В этом случае спектр воспринимается в красном и голубовато-зеленом тонах.
У учащихся школ слепых, имеющих остаточное зрение в пределах 0,01-0,04, понижение цветоощущения встречаются весьма часто. Нарушение цветоразличения может быть обусловлено поражением колбочкового аппарата глаза зрительного нерва или центральной нервной системы. Оно может быть врожденным и приобретенным. Врожденные дефекты цветоразличения обусловлены внутриутробными аномалиями развития органа зрения или патологией генетического характера. Приобретенные формы нарушения цветового восприятия возникают в результате органических заболеваний органа зрения, центральной нервной системы или травматических повреждений.
Врожденные и приобретенные формы нарушения цветоразличения характеризуются разными признаками (Е. Б. Рабкин). При врожденных и приобретенных формах цветоаномалий чувствительность зрительного анализатора к разным участкам спектра различна. Так, при врожденных нарушениях отмечается снижение чувствительности главным образом к красному и зеленому цветам, а при приобретенных нарушениях — к трем основным цветам: красному, зеленому, синему. Врожденные формы нарушений цветоразличения имеют устойчивый, стабильный характер, а приобретенные весьма изменчивы, могут переходить одна в другую.
Цветоразличительная функция при приобретенных формах нарушений может давать значительные сдвиги в развитии и даже полностью нормализоваться. Нарушение функции поля зрения затрудняет целостность, одновременность, динамичность восприятия, что приводит к возникновению трудностей в пространственной ориентировке, в то время как нормальное поле зрения позволяет бегло читать, охватывая целое слово, иногда строку, бегло просматривать целую страницу, охватывать взором настенные таблицы, картины и другие дистантно расположенные объекты.
Вся информация взята из открытых источников.
Если вы считаете, что ваши авторские права нарушены, пожалуйста,
напишите в чате на этом сайте, приложив скан документа подтверждающего ваше право.
Мы убедимся в этом и сразу снимем публикацию.
Оптическая иллюзия: соломинка кажется сломанной
Психологическая иллюзия «уткозаяц»
«Иллюзия решётки». В местах пересечения линий видны появляющиеся и исчезающие чёрные точки
Зрение человека (зрительное восприятие) — способность человека воспринимать информацию путём преобразования электромагнитного излучения светового диапазона, осуществляемая зрительной системой.
Обработка светового сигнала начинается на сетчатке глаза, затем происходит возбуждение фоторецепторов, передача и преобразование зрительной информации в нейронных слоях с формированием в затылочной доле коры больших полушарий зрительного образа.
Нистагм — важный элемент зрения
Из-за большого числа этапов процесса зрительного восприятия его отдельные характеристики рассматриваются с точки зрения разных наук — оптики (в том числе биофизики), психологии, физиологии, химии (биохимии). На каждом этапе восприятия возникают искажения, ошибки, сбои, но мозг человека обрабатывает полученную информацию и вносит необходимые коррективы. Эти процессы носят неосознаваемый характер и реализуются в многоуровневой автономной корректировке искажений. Так устраняются сферическая и хроматическая аберрации, эффекты слепого пятна, проводится цветокоррекция, формируется стереоскопическое изображение и т. д. В тех случаях, когда подсознательная обработка информации недостаточна, или же избыточна, возникают оптические иллюзии.
Оптическая система глаза
Многокомпонентная оптическая система каждого глаза создаёт на сетчатке каждого глаза перевёрнутую на 180° проекцию видимого предмета. При этом проекции периферического зрения в правом и левом глазе не будут полностью дублироваться из-за различия полей зрения в левой и правой частях каждого глаза
Из-за разной оптической силы светопреломляющих сред глаза (слёзная жидкость, роговица, водянистая влага, хрусталик, стекловидное тело) луч света (красная линия на рисунке) проходит не прямолинейно, преломляясь и частично отражаясь на границе сред. P1-P4 — отражённые
Регулирование интенсивности света попадающего на сетчатку через зрачок происходит изменением его размера радужной оболочкой, являющейся оптической диафрагмой глаза. Дополнительная защита от сверхъяркого света происходит прищуриванием или закрытием век.
Преобразования проекций изображения
Спектр поглощения воды
В процессе эволюции светочувствительные рецепторы адаптировались к солнечному излучению, достигающему поверхности Земли и хорошо распространяющемуся в воде морей и океанов. Земная атмосфера имеет значительное окно прозрачности только в диапазоне длин волн 300—1500 нм. В ультрафиолетовой области прозрачность ограничена поглощением ультрафиолета озоновым слоем и водой, в инфракрасной области — поглощением воды. Поэтому на сравнительно узкую видимую область спектра приходится более 40 % энергии излучения Солнца у поверхности.
Физиология зрения человека
В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (фоторецепторов): высокочувствительные палочки и менее чувствительные колбочки. Палочки функционируют в условиях относительно низкой освещённости и отвечают за действие механизма ночного зрения, однако при этом они обеспечивают только нейтральное в цветовом отношении восприятие действительности, ограниченное участием белого, серого и чёрного цветов. Колбочки работают при более высоких уровнях освещённости, чем палочки. Они ответственны за механизм дневного зрения, отличительной особенностью которого является способность обеспечения цветового зрения.
У приматов (в том числе и человека) мутация вызвала появление дополнительного, третьего типа колбочек — цветовых рецепторов. Это было вызвано расширением экологической ниши млекопитающих, переходом части видов к дневному образу жизни, в том числе на деревьях. Мутация была вызвана появлением изменённой копии гена, отвечающего за восприятие средней, зелёночувствительной области спектра. Она обеспечила лучшее распознавание объектов «дневного мира» — плодов, цветов, листьев и скрывающихся среди них хищников.
Видимый солнечный спектр
Нормализованные графики светочувствительности колбочек человеческого глаза S, M, L. Пунктиром показана сумеречная, «чёрно-белая» восприимчивость палочек
Равномерное раздражение всех трёх элементов, соответствующее средневзвешенному дневному свету, также вызывает ощущение белого цвета (см. Психология восприятия цвета).
Свет с разной длиной волны по-разному стимулирует разные типы колбочек. Например, жёлто-зелёный свет в равной степени стимулирует колбочки L- и M-типов, но слабее стимулирует колбочки S-типа. Красный свет стимулирует колбочки L-типа намного сильнее, чем колбочки M-типа, а S-типа не стимулирует почти совсем; зелёно-голубой свет стимулирует рецепторы M-типа сильнее, чем L-типа, а рецепторы S-типа — ещё немного сильнее; свет с этой длиной волны наиболее сильно стимулирует также палочки. Фиолетовый свет стимулирует почти исключительно колбочки S-типа. Мозг воспринимает комбинированную информацию от разных рецепторов, что обеспечивает различное восприятие света с разной длиной волны.
Другие опсины человека кодируют гены OPN1MW, OPN1MW2 и OPN1SW, первые два из них кодируют белки, чувствительные к свету со средними длинами волны, а третий отвечает за опсин, чувствительный к коротковолновой части спектра.
Трёхсоставную теорию цветового зрения впервые высказал в 1756 году М. В. Ломоносов, когда он писал «о трёх материях дна ока». Сто лет спустя её развил немецкий учёный Г. Гельмгольц, который не упоминает известной работы Ломоносова «О происхождении света», хотя она была опубликована и кратко изложена на немецком языке.
Параллельно существовала оппонентная теория цвета Эвальда Геринга. Её развили Дэвид Хьюбел и Торстен Визел. Они получили Нобелевскую премию 1981 года за своё открытие.
Они предположили, что в мозг поступает информация вовсе не о красном (R), зелёном (G) и синем (B) цветах (теория цвета Юнга—Гельмгольца). Мозг получает информацию о разнице яркости — о разнице яркости белого (Yмах) и чёрного (Yмин), о разнице зелёного и красного цветов (G — R), о разнице синего и жёлтого цветов (B — yellow), а жёлтый цвет (yellow = R + G) есть сумма красного и зелёного цветов, где R, G и B — яркости цветовых составляющих — красного, R, зелёного, G, и синего, B.
Имеем систему уравнений:
где , Kgr, Kbrg — функции коэффициентов баланса белого для любого освещения. Практически это выражается в том, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при разных источниках освещения (цветовая адаптация). Оппонентная теория в целом лучше объясняет тот факт, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при чрезвычайно разных источниках освещения, в том числе при различном цвете источников света в одной сцене.
Эти две теории не вполне согласованы друг с другом. Но несмотря на это, до сих пор предполагают, что на уровне сетчатки действует трёхстимульная теория, однако информация обрабатывается и в мозг поступают данные, уже согласующиеся с оппонентной теорией.
Бинокулярное и стереоскопическое зрение
Зрительный анализатор человека в нормальных условиях обеспечивает бинокулярное зрение, то есть зрение двумя глазами с единым зрительным восприятием. Основным рефлекторным механизмом бинокулярного зрения является рефлекс слияния изображения — фузионный рефлекс (фузия), возникающий при одновременном раздражении функционально неодинаковых нервных элементов сетчатки обоих глаз. Вследствие этого возникает физиологическое двоение предметов, находящихся ближе или дальше фиксируемой точки (бинокулярная фокусировка). Физиологичное двоение (фокус) помогает оценивать удалённость предмета от глаз и создаёт ощущение рельефности, или стереоскопичности, зрения.
При зрении одним глазом (монокулярное зрение) — посредством монокля, телескопа, микроскопа и т. п. — стереоскопичность зрения невозможна и восприятие глубины (рельефной удалённости) осуществляется главным образом благодаря вторичным вспомогательным признакам удалённости (видимая величина предмета, линейная и воздушная перспективы, загораживание одних предметов другими, аккомодация глаза и т. д. и т. п.).
Глаза человека функционально несколько различаются, поэтому выделяют ведущий и ведомый глаз. Определение ведущего глаза важно для охотников, видеооператоров и лиц других профессий. Если посмотреть через отверстие в непрозрачном экране (дырочка в листе бумаги на расстоянии 20—30 см) на отдалённый предмет, а затем, не смещая голову, поочередно закрывать правый и левый глаз, то для ведущего глаза изображение не сместится.
Основные свойства зрения
Слои сетчатки RPE — пигментный эпителий сетчатки OS — наружный сегмент фоторецепторов IS — внутренний сегмент фоторецепторов ONL — внешний ядерный слой OPL — внешний сплетениевидный слой INL — внутренний ядерный слой IPL — внутренний сплетениевидный слой GC — ганглионарный слой BM — мембрана Бруха P — пигментные эпителиоциты R — палочки C — колбочки Стрелка и пунткирна линия — внешняя пограничная мембрана H — горизонтальные клетки B — биполярные клетки M — Клетки Мюллера A — амакриновые клетки G — ганглионарные клетки AX — аксоны
Способность глаза воспринимать свет и распознавать различные степени его яркости называется светоощущением, а способность приспосабливаться к разной яркости освещения — адаптацией глаза; световая чувствительность оценивается величиной порога светового раздражителя.
Человек с хорошим зрением способен разглядеть ночью свет от свечи на расстоянии нескольких километров. Однако световая чувствительность зрения многих ночных животных (совы, грызуны) гораздо выше.
Чувствительность глаза зависит от полноты адаптации, от интенсивности источника света, длины волны и угловых размеров источника, а также от времени действия раздражителя. Чувствительность глаза понижается с возрастом из-за ухудшения оптических свойств склеры и зрачка, а также рецепторного звена восприятия.
Максимум чувствительности при дневном освещении (дневное зрение) лежит при 555—556 нм, а при слабом вечернем/ночном (сумеречное зрение/ночное зрение) смещается в сторону фиолетового края видимого спектра и располагается на 510 нм (в течение суток колеблется в пределах 500—560 нм). Объясняется это (зависимость зрения человека от условий освещённости при восприятии им разноцветных объектов, соотношение их кажущейся яркости — эффект Пуркинье) двумя типами светочувствительных элементов глаза — при ярком свете зрение осуществляется преимущественно колбочками, а при слабом задействуются предпочтительно только палочки.
Способность различных людей видеть большие или меньшие детали предмета с одного и того же расстояния при одинаковой форме глазного яблока и одинаковой преломляющей силе диоптрической глазной системы обусловливается различием в расстоянии между чувствительными элементами сетчатки и называется остротой зрения.
Острота зрения — способность глаза воспринимать раздельно две точки, расположенные друг от друга на некотором расстоянии (детализация, мелкозернистость, разрешётка). Мерилом остроты зрения является угол зрения, то есть угол, образованный лучами, исходящими от краёв рассматриваемого предмета (или от двух точек A и B) к узловой точке (K) глаза. Острота зрения обратно-пропорциональна углу зрения, то есть, чем он меньше, тем острота зрения выше. Распространено мнение, что в норме глаз человека способен раздельно воспринимать объекты, угловое расстояние между которыми не меньше 1′ (1 минута). В действительности, это предел возможного при максимальном контрасте объектов и фона и при идеальном состоянии органа зрения, и соответствует так называемой остроте зрения 200% (т.е. способности видеть 12-ю строку таблицы Сивцева). Люди с такой остротой зрения существуют, но их сравнительно немного. Норме, принятой за 100% (10-я строка таблицы), соответствует разрешающая способность около 2′.
Острота зрения — одна из важнейших функций зрения. Острота зрения человека ограничена его строением. Глаз человека в отличие от глаз головоногих, например, это обращённый орган, то есть, светочувствительные клетки находятся под слоем нервов и кровеносных сосудов.
Острота зрения зависит от размеров колбочек, находящихся в области жёлтого пятна, сетчатки, а также от ряда факторов: рефракции глаза, ширины зрачка, прозрачности роговицы, хрусталика (и его эластичности), стекловидного тела (кои составляют светопреломляющий аппарат), состояния сетчатой оболочки и зрительного нерва, возраста.
Обратно пропорциональную величину остроте зрения и/или световой чувствительности называют разрешающей способностью простого (невооружённого) глаза (resolving power).
См. также Определение остроты зрения
Периферическое зрение (поле зрения); определяют границы поля зрения при проекции их на сферическую поверхность (при помощи периметра). Поле зрения — пространство, воспринимаемое глазом при неподвижном взгляде. Зрительное поле является функцией периферических отделов сетчатки; его состоянием в значительной мере определяется возможность человека свободно ориентироваться в пространстве.
Изменения поля зрения обуславливаются органическими и/или функциональными заболеваниями зрительного анализатора: сетчатки, зрительного нерва, зрительного пути, ЦНС. Нарушения поля зрения проявляются либо сужением его границ (выражают в градусах или линейных величинах), либо выпадением отдельных его участков (Гемианопсия), появлением скотомы.
Рассматривая предмет обоими глазами, мы видим его только тогда одиночным, когда оси зрения глаз образуют такой угол сходимости (конвергенцию), при котором симметричные отчётливые изображения на сетчатках получаются в определённых соответственных местах чувствительного жёлтого пятна (fovea centralis). Благодаря такому бинокулярному зрению, мы не только судим об относительном положении и расстоянии предметов, но и воспринимаем рельеф и объём.
Основными характеристиками бинокулярного зрения являются наличие элементарного бинокулярного, глубинного и стереоскопического зрения, острота стереозрения и фузионные резервы.
Наличие элементарного бинокулярного зрения проверяется посредством разбиения некоторого изображения на фрагменты, часть которых предъявляется левому, а часть — правому глазу. Наблюдатель обладает элементарным бинокулярным зрением, если он способен составить из фрагментов единое исходное изображение.
Наличие глубинного зрения проверяется путём предъявления случайно-точечных стереограмм, которые должны вызывать у наблюдателя специфическое переживание глубины, отличающееся от впечатления пространственности, основанного на монокулярных признаках.
Острота стереозрения — это величина, обратная порогу стереоскопического восприятия. Порог стереоскопического восприятия — это минимальная обнаруживаемая диспаратность (угловое смещение) между частями стереограммы. Для его измерения используется принцип, который заключается в следующем. Три пары фигур предъявляются раздельно левому и правому глазу наблюдателя. В одной из пар положение фигур совпадает, в двух других одна из фигур смещена по горизонтали на определённое расстояние. Испытуемого просят указать фигуры, расположенные в порядке возрастания относительного расстояния. Если фигуры указаны в правильной последовательности, то уровень теста увеличивается (диспаратность уменьшается), если нет — диспаратность увеличивается.
Фузионные резервы — условия, при которых существует возможность моторной фузии стереограммы. Фузионные резервы определяются максимальной диспаратностью между частями стереограммы, при которых она ещё воспринимается в качестве объёмного изображения. Для измерения фузионных резервов используется принцип, обратный применяемому при исследовании остроты стереозрения. Например, испытуемого просят соединить в одно изображение две вертикальные полосы, одна из которых видна левому, а другая — правому глазу. Экспериментатор при этом начинает медленно разводить полосы сначала при конвергентной, а затем при дивергентной диспаратности. Изображение начинает раздваиваться при значении диспаратности, характеризующей фузионный резерв наблюдателя.
Бинокулярость может нарушаться при косоглазии и некоторых других заболеваниях глаз. При сильной усталости может наблюдаться временное косоглазие, вызванное отключением ведомого глаза.
Контрастная чувствительность — способность человека видеть объекты, слабо отличающиеся по яркости от фона. Оценка контрастной чувствительности производится по синусоидальным решёткам. Повышение порога контрастной чувствительности может быть признаком ряда глазных заболеваний, в связи с чем его исследование может применяться в диагностике.
Приведённые выше свойства зрения тесно связаны со способностью глаза к адаптации. Адаптация глаза — приспособление зрения к различным условиям освещения. Адаптация происходит к изменениям освещённости (различают адаптацию к свету и темноте), цветовой характеристики освещения (способность воспринимать белые предметы белыми даже при значительном изменении спектра падающего света).
Адаптация к свету наступает быстро и заканчивается в течение 5 мин., адаптация глаза к темноте — процесс более медленный. Минимальная яркость, вызывающая ощущение света, определяет световую чувствительность глаза. Последняя быстро нарастает в первые 30 мин. пребывания в темноте, её повышение практически заканчивается через 50—60 мин. Адаптацию глаза к темноте исследуют при помощи специальных приборов — адаптометров.
Понижение адаптации глаза к темноте наблюдают при некоторых глазных (пигментная дистрофия сетчатки, глаукома) и общих (A-авитаминоз) заболеваниях.
Адаптация проявляется также в способности зрения частично компенсировать дефекты самого зрительного аппарата (оптические дефекты хрусталика, дефекты сетчатки, скотомы и пр.)
Обработка зрительной информации
Феномен зрительных ощущений, не сопровождающихся обработкой зрительной информации, называется феноменом псевдослепоты.
Зрительный аппарат — глаза и проводящие пути — настолько тесно интегрирован с мозгом, что трудно сказать, где начинается та или иная часть процесса переработки зрительной информации.
В зависимости от ситуации, человек способен воспринимать предметы, частично скрытые от глаза, например, частой решёткой.
Нарушения зрительного восприятия
Самый массовый недостаток — несоответствие оптической силы глаза и его длины, приводящее к ухудшению видимости близких или удалённых предметов.
Дальнозоркостью называется такая аномалия рефракции, при которой лучи света, попадающие в глаз, фокусируются не на сетчатке, а позади неё. В лёгких формах глаз с хорошим запасом аккомодации компенсирует зрительный недостаток с помощью увеличения кривизны хрусталика цилиарной мышцой.
При более сильной дальнозоркости (3 дптр и выше) зрение плохое не только вблизи, но и вдаль, причём глаз не способен скомпенсировать дефект самостоятельно. Дальнозоркость обычно бывает врождённой и не прогрессирует (обычно уменьшается к школьному возрасту).
При дальнозоркости назначают очки для чтения или постоянного ношения. Для очков подбираются собирающие линзы (перемещают фокус вперёд на сетчатку), при использовании которых зрение пациента становится наилучшим.
Несколько отличается от дальнозоркости пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Пресбиопия развивается вследствие утраты хрусталиком эластичности (что является нормальным результатом его развития). Этот процесс начинается ещё в школьном возрасте, но человек обычно замечает ослабление зрения вблизи после 40 лет. ( Хотя в 10 лет дети-эмметропы могут читать на расстоянии 7 см, в 20 лет — уже минимум 10 см, а в 30 — 14 см и так далее.) Старческая дальнозоркость развивается постепенно, и к 65—70 годам человек уже полностью теряет способность аккомодировать, развитие пресбиопии завершено.
В подростковом возрасте близорукость часто прогрессирует (глаза постоянно напрягаются для работы вблизи, из-за чего глаз компенсаторно растёт в длину). Прогрессия близорукости иногда принимает злокачественную форму, при которой зрение падает на 2—3 диоптрии в год, наблюдается растяжение склеры, происходят дистрофические изменения сетчатки. В тяжёлых случаях возникает опасность отслойки перерастянутой сетчатки при физической нагрузке или внезапном ударе. Остановка прогрессии близорукости обычно наступает к 25—30 годам, когда перестаёт расти организм. При стремительной прогрессии зрение к тому времени падает до −25 диоптрий и ниже, очень сильно калеча глаза и резко нарушая качество зрения вдаль и вблизи (все, что человек видит, — это мутные очертания без какого-либо детализированного зрения), причём такие отклонения очень тяжело поддаются полноценному исправлению оптикой: толстые очковые стёкла создают сильные искажения и уменьшают предметы визуально, отчего человек не видит достаточно хорошо даже в очках. В таких случаях лучшего эффекта можно добиться с помощью контактной коррекции.
Несмотря на то, что вопросу остановки прогрессирования близорукости посвящены сотни научно-медицинских работ, до сих пор нет доказательств эффективности ни одного метода лечения прогрессирующей близорукости, включая операции (склеропластика).
При близорукости часто прибегают к лазерной коррекции зрения (воздействие на роговицу с помощью лазерного луча с целью уменьшения её кривизны). Этот метод коррекции не до конца безопасный, но в большинстве случаев удаётся добиться значительного улучшения зрения после операции.
Дефекты близорукости и дальнозоркости могут быть преодолены с помощью очков, контактных линз или восстановительных курсов гимнастики.
Астигматизм — дефект оптики глаза, вызванный неправильной формой роговицы и (или) хрусталика. У всех людей формы роговицы и хрусталика отличаются от идеального тела вращения (то есть все люди имеют астигматизм той или иной степени). В тяжёлых случаях вытягивание по одной из осей может быть очень сильным, кроме того, роговица может иметь дефекты кривизны, вызванные другими причинами (ранениями, перенесёнными инфекционными заболеваниями и т. д.). При астигматизме лучи света преломляются с разной силой в разных меридианах, в результате чего изображение получается искривлённым и местами нечётким. В тяжёлых случаях искажения настолько сильны, что значительно снижают качество зрения.
Астигматизм легко диагностировать, рассматривая одним глазом лист бумаги с тёмными параллельными линиями — вращая такой лист, астигматик заметит, что тёмные линии то размываются, то становятся чётче. У большинства людей встречается врождённый астигматизм до 0,5 диоптрий, не приносящий дискомфорта.
Данный дефект компенсируется очками с цилиндрическими линзами, имеющими различную кривизну по горизонтали и вертикали и контактными линзами, (жёсткими или мягкими торическими), также, как и очковыми линзами, имеющими разную оптическую силу в разных меридианах.
Если в сетчатке глаза выпадает или ослаблено восприятие одного из трёх основных цветов, то человек не воспринимает какой-то цвет. Есть «цветнослепые» на красный, зелёный и сине-фиолетовый цвет. Редко встречается парная, или даже полная цветовая слепота. Чаще встречаются люди, которые не могут отличить красный цвет от зелёного. Такой недостаток зрения был назван дальтонизмом — по имени английского учёного Д. Дальтона, который сам страдал таким расстройством цветного зрения и впервые описал его.
Дальтонизм неизлечим, передаётся по наследству (сцеплен с Х-хромосомой). Иногда он возникает после некоторых глазных и нервных болезней.
Дальтоников не допускают к работам, связанным с вождением транспорта на дорогах общего пользования. Очень важно хорошее цветоощущение для моряков, лётчиков, химиков, геологов-минералогов, художников, поэтому для некоторых профессий цветовое зрение проверяют с помощью специальных таблиц.
Скотома (греч. — темнота) — пятнообразный дефект в поле зрения глаза, вызванный заболеванием в сетчатке, болезнями зрительного нерва, глаукомой. Это участки (в пределах поля зрения), в которых зрение существенно ослаблено, или отсутствует. Иногда скотомой называют слепое пятно — область на сетчатке, соответствующая диску зрительного нерва (т. н. физиологическая скотома).
Абсолютная скотома (англ. ) — участок, в котором зрение отсутствует. Относительная скотома (англ. ) — участок, в котором зрение значительно снижено.
Предположить наличие скотомы можно самостоятельно, проведя исследование с помощью теста Амслера.
Способы коррекции недостатков зрения
Стремление улучшить зрение связано с попыткой преодолеть как дефекты зрения, так и его естественные ограничения.
В зависимости от характера и причин нарушения зрения для коррекции дефектов зрительного восприятия используют различные технические приспособления, специальные упражнения, а также несколько видов оперативного вмешательства (микрохирургия, имплантация хрусталика, лазерная коррекция зрения и др.).
Основная статья: Очки
Коррекция недостатков зрения обычно осуществляется с помощью очков.
Для расширения возможностей зрительного восприятия используют также специальные приборы и методы, например, микроскопы и телескопы.
Привести оптические свойства глаза в норму возможно изменением кривизны роговицы. Для этого в определённых местах роговица испаряется лазерным лучом, что приводит к изменению её формы. Основные способы лазерной коррекции зрения — ФРК и LASIK.
- Грегори Р. Разумный глаз. — М., 2003.
- Грегори Р. Л. Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия. — М., 1970.
- Грегг Дж. Опыты со зрением. — М., 1970.
Таша Соколова. Правда ли, что у мужчин периферическое зрение развито хуже, чем у женщин? Проверено. Медиа (7 июля 2022). Дата обращения: 4 января 2023.
