СПОСОБНОСТЬ ГЛАЗА ПРИСПОСАБЛИВАТЬСЯ К ВИДЕНИЮ КАК НА БЛИЗКОМ ТАК И НА ДАЛЕКОМ РАССТОЯНИИ

Аккомодация – это способность глаза приспосабливаться к смене расстояния, на котором расположен предмет. Она происходит автоматически при перемене внимания с близкорасположенного объекта на удаленный. Чем эластичнее хрусталик, тем быстрее происходит процесс перефокусирования.

Аккомодация (взгляд) вдаль является типичным состоянием глаза с расслабленными глазными мышцами. При переводе зрения на предмет вблизи, происходит расфокусировка и нечеткая картинка. В этот момент запускается безусловный рефлекс аккомодации. Сокращается цилиарная (ресничная) мышца, увеличивается кривизна хрусталика, и он становится выпуклым.

Светоощущением принято называть способность зрительного анализатора к восприятию света и различных степеней его яркости. Функция световосприятия является основной функцией глаза. Остальные функции так или иначе основываются на ней.

У простейших организмов, зрительная функция ограничивается ощущением света, который воспринимают светочувствительные клетки их наружных покровов. На основании теории о том, что в сетчатке у дневных животных преобладают фоторецепторы колбочки, а у ночных — палочки, еще в прошлом столетии, было высказано предположение о двойственной структуре нашего зрения. То есть колбочковая система — это аппарат дневного зрения, а палочковая, соответственно, ночного или сумеречного.

Функцию светоощущения обеспечивает работа фоторецепторов-палочек. Они чувствительны к свету во много раз больше, чем колбочки. Их наружные членики, постоянно заняты в первичных фотофизических ферментативных процессах преобразования энергии света в процессы физиологического возбуждения.

Что такое светоощущение

Глаз человека имеет способность воспринимать, как очень яркий свет, так и совсем слабый. Минимальный уровень светового потока, дающий восприятие света, принято называть порогом раздражения. В то время, как восприятие предельной наименьшей разницы яркости между двумя освещенными объектами — порогом различения. При этом, величины вышеназванных порогов обратно пропорциональны уровню светоощущения.

В основу процесса исследования светоощущения положено определение величины каждого из порогов, но особое значение имеет величина порога раздражения.

Величина порога раздражения может изменяться в зависимости от уровня предварительного освещения, которое действовало на глаз. Так, если какое-то время находиться в темноте, а потом выйти к яркому свету, наступает ослепление, которое через определенное время пройдет и человек снова станет хорошо переносить яркий свет. Либо, когда после пребывания на ярком свету, входишь в темное помещение, то различать предметы сначала совершенно невозможно. Они становятся видны лишь спустя какое-то время. Таким образом происходит адаптация зрения к различным условиям освещенности.

Роль световой и темновой адаптации. Цветовое зрение

а) Значение световой и темновой адаптаций для зрения. В пределах от максимальной темновой до максимальной световой адаптации чувствительность глаза к свету может изменяться в 500000-1000000 раз, при этом чувствительность автоматически приспосабливается к изменениям освещенности.

Для регистрации изображений на сетчатке необходимо определение темных и светлых пятен в изображении. Для этого чувствительность сетчатки всегда отрегулирована таким образом, чтобы рецепторы реагировали на более светлые области, не реагируя на более темные. Недостаточность адаптации сетчатки проявляется, когда, например, человек выходит из кинотеатра на яркий солнечный свет. Тогда даже темные пятна в изображении кажутся чрезмерно яркими, и вследствие этого все изображение блекнет из-за низкого контраста между его различными частями. Острота зрения в этом случае очень низкая и остается низкой до тех пор, пока сетчатка не адаптируется настолько, чтобы темные области изображения больше не стимулировали рецепторы.

Наоборот, когда человек попадает со света в темноту, чувствительность сетчатки обычно столь низка, что даже светлые пятна изображения не могут возбудить рецепторы. После тем новой адаптации светлые пятна начинают восприниматься глазом. Примером высочайшей степени световой и темновои адаптации является способность глаза видеть и при ярком солнечном свете после световой адаптации, и при свете звезд после темновои адаптации, несмотря на то, что интенсивности солнечного света и света звезд различаются примерно в 10 млрд раз.

Учебное видео определения темновой адаптации по методу Кравкова-Пуркинье

Световая чувствительность и световая адаптация человека, зависят от разных факторов. Известно, что до 20-30 лет, световая чувствительность постепенно нарастает, а к старости неуклонно снижается. Это объясняется возрастным ослаблением чувствительности нервных клеток в зрительных центрах. Световая чувствительность также способна ухудшаться при снижении барометрического давления из-за недостатка кислорода. Процесс адаптации может изменяться во время менструации или беременности, при длительном голодании, изменении окружающей температуры, психических переживаниях и пр.

Ухудшение темновой адаптации, принято называть гемералопией. Гемералопия бывает врожденной и приобретенной. Врожденная патология, не нашла объяснения до сих пор. В отдельных случаях, она имеет семейную, наследственную природу.

Приобретенная же гемералопия, как правило, является одним из симптомов некоторых заболеваний глаз: пигментной дистрофии, воспалительных поражений или отслойки сетчатки, атрофии и застойного диска зрительного нерва, высоких степеней близорукости, глаукомы и пр. Данные заболевания протекают с возникновением необратимых анатомических изменений и гемералопия лечению не подлежит. Но существует и функциональная приобретенная гемералопия, возникающая на фоне дефицита витаминов А, В2 и С. При устранении дефицита перечисленных витаминов подобная гемералопия полностью исчезает.

Обратившись в Московскую Глазную Клинику, каждый пациент может быть уверен, что за результаты хирургического вмешательства будут ответственны высококвалифицированные рефракционные хирурги – одни из лучших российских специалистов в данной области. Уверенности в правильном выборе, безусловно, прибавит высокая репутация клиники и тысячи благодарных пациентов. Самое современное оборудование для диагностики и лечения заболеваний глаз, одни из лучших специалистов и индивидуальный подход к проблемам каждого пациента – гарантия высоких результатов лечения в Московской Глазной Клинике.

Чувствительность
глаза к свету и цвету. Адаптация.

Ощущение
света возникает при действии на
светочувствительные элементы сетчатой
оболочки глаза электромагнитные
излучения от 760 до 380 нм. Сетчатая оболочка
имеет толщину 
0,5 мм и состоит из нескольких слоев,
содержащих волокна зрительного нерва,
опорные образования и в глубине —
светочувствительные клетки (фоторецепторы).
Рецепторы светочувствительных клеток
обращены в глубь сетчатки и граничат
со слоем светопоглощающих эпителиальных
клеток, содержащих черный пигмент и
образующих наружную оболочку сетчатки.

Свет,
действуя на рецепторные клетки, вызывает
в них фотохимические реакции, в результате
которых в клетках возникают импульсы
возбуждения, передающиеся по нервным
путям в головной мозг, где и формируется
зрительное ощущение (ощущение света).
Ощущение, вызываемое действием света
на сетчатую оболочку глаза, имеет две
основные оцениваемые субъективно
характеристики: качественную — цвет и
количественную — яркость. Ощущение цвета
в основном обусловлено для монохроматического
света длиной волны, а для сложного —
спектральным составом.

Ощущение яркости
светового изображения на сетчатке
обусловлено мощностью излучения.

Фоторецепторы
сетчатки в соответствии с их формой
разделяются на колбочки и палочки. Общее
число колбочек порядка (6 
7) 
106,
палочек (110 
130) 
106.

Палочки
более светочувствительны, но не различают
цвета. Колбочки различают цвета, кроме
этого, при достаточной яркости предмета
они чувствительны к восприятию деталей
изображения, поэтому разрешающая
способность глаза обусловлена размещением
колбочек на сетчатке.

Палочки относят
к аппарату сумеречного и ахроматического
зрения, а колбочки — дневного и цветового.

Первичным
актом светового возбуждения являются
фотохимические процессы, которые
вызывает свет в светочувствительных
веществах, содержащихся в колбочках и
палочках.

Светочувствительностью
глаза
называют величину, обратную пороговой
яркости, то есть минимальной яркости,
вызывающей зрительное ощущение в данных
условиях наблюдения.

Светочувствительность
глаза изменяется в широких пределах
благодаря зрительной адаптации —
способности глаза приспосабливаться
к различным яркостям. Адаптация
осуществляется следующими способами:

1)
изменением диаметра зрачка в пределах
от 2 до 8 мм, что изменяет световой поток
в 16 раз;

2)
уменьшением концентрации неразложившегося
светочувствительного пигмента;

3)
экранированием колбочек и палочек
темным пигментом, помещаемым в сосудистой
оболочке и способным в процессе адаптации
перемещаться в направлении стекловидного
тела;

4)
изменением в зависимости от яркости
предмета степени участия палочек и
колбочек в возбуждении светового
ощущения.

Нижний
предел, или абсолютный порог,
светочувствительности глаза при полной
темновой адаптации соответствует потоку
энергии излучения, падающему на площадь
зрачка ~ 2 
10-10
эрг/сек, что составляет всего несколько
десятков фотонов в 1 сек. Верхний
безболезненно воспринимаемый предел
при максимальной световой адаптации
имеет порядок 1 эрг/сек, то есть в 1012
раз выше.

Спектральная
чувствительность глаза характеризуется
видностью излучения, которая определяется
выражением:

где
dф
— световой поток, dфэ
— мощность
излучения, обусловливающего этот
световой поток.

где
под S
понимают максимальную
видность
излучения данного спектра.

На
рисунке показана кривая видности
дневного зрения

и сумеречного

. Для
дневного зрения

соответствует 
= 555 нм, а для сумеречного =
510 нм.

При
сумеречном зрении глаз плохо различает
цвета, и излучение разных длин волн
воспринимается как голубовато-серое.

Максимум
кривой видности дневного зрения
соответствует максимуму солнечного
излучения, прошедшего атмосферу и
попавшего на поверхность Земли, в этом
проявляется целесообразность организации
глаза человека.

Глаз
— далеко не совершенный спектральный
анализатор: свет различного спектрального
состава может оказывать одинаковые
цветовые ощущения. Так, например, ощущение
белого цвета можно вызвать смешением
только двух цветов, каждый из которых
является дополнительным по отношению
к другому: красный и голубой, желтый и
синий, зелено-желтый и фиолетовый и
другие.

Все
цвета, ощущаемые нашими глазами, можно
получить, смешивая три цвета: красный,
зеленый и синий. На этом основана
трехкомпонентная теория цветового
зрения, согласно которой имеется три
вида колбочек, содержащие различные
светочувствительные вещества.

На
рисунке изображена зависимость показателя
поглощения D светочувствительных веществ
трех различных видов колбочек от ,
представляющая собой спектр поглощения.
Цветовое ощущение зависит от силы
возбуждения колбочек, чувствительных
к различным интервалам длин волн.

Светоощущение и адаптация

Светоощущение — способность глаза
воспринимать свет и определять различную
степень его яркости. За светоощущение
отвечают главным образом палочки, так
как они гораздо более чувствительны к
свету, чем колбочки. Светоощущение
отражает функциональное состояние
зрительного анализатора и характеризует
возможность ориентации в условиях
пониженного освещения; нарушение его
— один из ранних симптомов многих
заболеваний глаза.

При исследовании светоощущения определяют
способность сетчатки воспринимать
минимальное световое раздражение (порог
светоощущения) и способность улавливать
наименьшую разницу в яркости освещения
(порог различения). Порог светоощущения
зависит от уровня предварительной
освещенности: он меньше в темноте и
увеличивается на свету.

Адаптация — изменение световой
чувствительности глаза при колебаниях
освещенности. Способность к адаптации
позволяет глазу защищать фоторецепторы
от перенапряжения и вместе с тем сохранять
высокую светочувствительность. Различают
световую (при повышении уровня
освещенности) и темновую адаптацию (при
понижении уровня освещенности). Световая
адаптация, особенно при резком увеличении
уровня освещенности, может сопровождаться
защитной реакцией зажмуривания глаз.
Наиболее интенсивно световая адаптация
протекает в течение первых секунд,
окончательных значений порог светоощущения
достигает к концу первой минуты. Темновая
адаптация происходит медленнее.
Зрительные пигменты в условиях пониженного
освещения расходуются мало, происходит
их постепенное накопление, что повышает
чувствительность сетчатки к стимулам
пониженной яркости. Световая
чувствительность фоторецепторов
нарастает быстро в течение 20-30 мин, и
только к 50-60 мин достигает максимума.

Определение состояния темновой адаптации
проводят при помощи специального прибора
— адаптометра. Ориентировочное определение
темновой адаптации проводят с помощью
таблицы Кравкова-Пуркинье. Таблица
представляет собой кусок черного картона
размером 20 х 20 см, на котором наклеены
4 квадрата размером 3 х 3 см из голубой,
желтой, красной и зеленой бумаги. Врач
выключает освещение и предъявляет
больному таблицу на расстоянии 40-50 см.
Темновая адаптация нормальная, если
пациент начинает видеть желтый квадрат
через 30-40 с, а голубой — через 40-50 с.
Темновая адаптация у пациента снижена,
если он увидел желтый квадрат через
30-40 с, а голубой — более чем через 60 с или
не увидел его совсем.

Гемералопия — ослабление адаптации
глаза к темноте. Гемералопия проявляется
резким снижением сумеречного зрения,
в то время как дневное зрение обычно
сохранено. Выделяют симптоматическую,
эссенциальную и врожденную гемералопию.

• Симптоматическая гемералопия
сопровождает различные офтальмологические
заболевания: пигментную абиотрофию
сетчатки, сидероз, миопию высокой степени
с выраженными изменениями глазного
дна.

• Эссенциальная гемералопия обусловлена
гиповитаминозом A. Ретинол служит
субстратом для синтеза родопсина,
который нарушается при экзо- и эндогенном
дефиците витамина.

• Врожденная гемералопия — генетическое
заболевание. Офтальмоскопических
изменений при этом не выявляют.

Зрение одним глазом называют монокулярным.
Об одновременном зрении говорят тогда,
когда при рассматривании предмета двумя
глазами не происходит фузии (слияния в
коре головного мозга зрительных образов,
возникающих на сетчатке каждого глаза
в отдельности) и возникает диплопия
(двоение).

Эта способность к слиянию отдельных
изображений; получаемых в каждом глазу,
в единое целое обеспечивает так называемое
бинокулярное зрение. Эта способность
к слиянию отдельных изображений;
получаемых в каждом глазу, в единое
целое обеспечивает так называемое
бинокулярное зрение.

Бинокулярное зрение у человека
обнаруживается уже на четвертом месяце
жизни, формируется к двум годам, но его
развитие и совершенствование заканчивается
только в 8—10-летнем возрасте. Внешним
проявлением его является стереоскопическое
(объемное) зрение, без которого затруднено
выполнение водительских, летных и ряда
других работ, а также занятия многими
видами спорта. Исследование бинокулярного
зрения проводится на специальных
приборах. Бинокулярное зрение у человека
обнаруживается уже на четвертом месяце
жизни, формируется к двум годам, но его
развитие и совершенствование заканчивается
только в 8—10-летнем возрасте. Внешним
проявлением его является стереоскопическое
(объемное) зрение, без которого затруднено
выполнение водительских, летных и ряда
других работ, а также занятия многими
видами спорта. Исследование
бинокулярного зрения проводится на
специальных приборах.

Бинокулярное зрение — способность
рассматривать предмет двумя глазами
без возникновения диплопии. Бинокулярное
зрение формируется к 7-15 годам. При
бинокулярном зрении острота зрения
примерно на 40% выше, чем при монокулярном
зрении. Одним глазом без поворота головы
человек способен охватить около 140?
пространства, двумя глазами — около
180?. Но самым важное — то, что бинокулярное
зрение позволяет определять относительную
удаленность окружающих предметов, то
есть осуществлять стереоскопическое
зрение.

Механизм бинокулярного зрения. Если
предмет равноудален от оптических
центров обоих глаз, то его изображение
проецируется на идентичные
(корреспондирующие) участки сетчаток.
Полученное изображение передается в
один участок коры головного мозга, и
изображения воспринимаются как единый
образ (рис. 3.11). В случае если объект
удален от одного глаза больше, чем от
другого, его изображения проецируются
на неидентичные (диспаратные) участки
сетчаток и передаются в разные участки
коры головного мозга, в результате не
происходит фузии и должна возникать
диплопия. Однако в процессе функционального
развития зрительного анализатора такое
двоение воспринимается как нормальное,
потому что кроме информации от диспарантных
участков к мозгу поступает и информация
от корреспондирующих отделов сетчатки.
При этом субъективного ощущения диплопии
не возникает (в отличие от одновременного
зрения, при котором нет корреспондирующих
участков сетчатки), а на основании
различий между полученными от двух
сетчаток изображений происходит
стереоскопический анализ пространства.

Соседние файлы в папке ХРЕСТОМАТИЯ

Из предыдущих статей по физиологии на сайте мы узнали, что разные колбочки чувствительны к свету разного цвета. В этом разделе обсуждается механизм, с помощью которого сетчатка различает разные градации цвета в зрительном диапазоне светового спектра.

а) Трехцветный механизм определения цвета. Все теории цветового зрения основаны на хорошо известном факте, что человеческий глаз может различать почти все цветовые оттенки при соответствующем смешивании в разных комбинациях лишь трех монохроматических светов: красного, зеленого и синего.

Демонстрация степени стимуляции разных цветочувствительных колбочек монохроматическим светом четырех цветов: синего, зеленого, желтого и оранжевого

б) Спектральная чувствительность трех типов колбочек. На основании тестирования цветового зрения доказано, что спектральная чувствительность трех типов колбочек у человека практически совпадает с кривыми поглощения света для обнаруженных в колбочках трех типов пигментов. Эти кривые показаны на рисунках выше (с небольшими отличиями). Они могут объяснить большинство феноменов цветового зрения.

в) Интерпретация цвета в нервной системе. На втором рисунке выше видно, что оранжевый монохроматический свет с длиной волны 580 нм стимулирует красные колбочки на 99% (от их максимальной стимуляции при оптимальной длине волны), зеленые колбочки — на 42% и совсем не стимулирует синие колбочки (0%). Таким образом, отношение показателей стимуляции трех типов колбочек составляет 99 : 42 : 0. Нервная система интерпретирует такую комбинацию отношений как ощущение оранжевого. Синий монохроматический свет с длиной волны 450 нм совсем не стимулирует красные и зеленые колбочки (показатели стимуляции равны нулю), а синие колбочки стимулируются на 97%. Эта комбинация отношений (0 : 0: 97) интерпретируется нервной системой как синий цвет. Аналогично отношения 83 : 83 : 0 интерпретируются как желтый цвет, а 31 : 67 : 36 — как зеленый.

г) Ощущение белого света. Примерно равная стимуляция всех колбочек (красных, зеленых и синих) дает ощущение белого цвета. Не существует никакой длины волны, соответствующей белому цвету; белое — комбинация всех длин волн спектра. Кроме того, ощущение белого можно получить при стимуляции сетчатки комбинацией лишь трех выбранных цветов, стимулирующих соответствующие типы колбочек примерно в равной степени.

Учебное видео проверки цветоощущения — тест на дальтонизм

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

— Также рекомендуем «Слепота на отдельные цвета. Функция нейронов сетчатки»

1. Каскад усиления в сетчатке. Фотохимия цветового зрения2. Световая и темновая адаптация. Механизмы световой и темновой адаптации3. Острота зрения. Определение расстояния до объекта глазами4. Слепота на отдельные цвета. Функция нейронов сетчатки5. Зрительный путь от колбочек. Нейромедиаторы нейронов сетчатки6. Функция горизонтальных клеток сетчатки. Возбуждение и торможение биполярных клеток7. Амакриновые клетки. Ганглиозные клетки сетчатки8. Возбуждение ганглиозных клеток. Роль латерального торможения в сетчатке9. Зрительные пути. Дорсолатеральное коленчатое ядро таламуса10. Зрительная кора. Строение первичной зрительной коры

Преимущества ночного видения

Отражение вспышки камеры от tapetum lucidum

Световая и темновая зрительная адаптация

Световая адаптация — это процесс приспособления зрительного анализатора к условиям с более высокой освещенностью. Она протекает достаточно быстро. Из аномалий световой адаптации, известны ее расстройства, обусловленные врожденной цветослепотой. Клинически подобное нарушение проявляется, так называемой, никталопией, когда человек лучше видит в темноте или сумерках.

Темновая адаптация — это процесс приспособления зрительного анализатора к условиям пониженного освещения. Она проявляется изменением световой чувствительности после выключения света, действовавшего на глаз. Информации о темновой адаптации намного больше и она значительно полнее, чем о световой. Ведь начало исследованиям темновой адаптации положено еще в 1865 году немецким физиологом Г. Аубертом, который собственно и ввел термин «адаптация».

В настоящее время, о темновой адаптации известно, что максимума светочувствительности можно достичь в течение первого получаса и после 45-ти минут. То есть, когда исследуемый глаз продолжает оставаться в темноте, светочувствительность его глаз повышается. Причем степень светочувствительности нарастает скорее, в случае, если до этого глаз был к свету менее адаптирован. В процессе световой адаптации светочувствительность может повышаться в 8-10 тыс. раз или даже более. Исследование темновой адаптации необыкновенно важно при профессиональном отборе, а также проведении военной экспертизы.

Адаптация к темноте

Экстремальный красный свет, используемый на мостике корабля ночью, чтобы помочь экипажу адаптироваться к темноте.

На то, как быстро палочковый механизм станет доминирующим, влияют три фактора:

Внутриклеточная передача сигналов

Ингибирование нейронами также влияет на активацию в синапсах. Вместе с обесцвечиванием пигмента палочек или колбочек ингибируется слияние сигналов в ганглионарных клетках, что снижает конвергенцию.

Альфа-адаптация, т.е. быстрые колебания чувствительности, обеспечивается нервным контролем. Благодаря диффузным ганглиозным клеткам, а также горизонтальным и амакриновым клеткам слияние сигналов обеспечивает кумулятивный эффект. Таким образом, площадь стимуляции обратно пропорциональна интенсивности света. Сильный раздражитель из 100 палочек эквивалентен слабому раздражителю из 1000 палочек.

Измерение темновой адаптации

В зависимости от особенностей зрения отдельного человека, происходят разные типы аккомодации:

Благодаря аккомодации человеческий глаз способен быстро перестраиваться и четко видеть объекты на расстоянии от нескольких сантиметров до бесконечности. К сожалению, с возрастом и под воздействием некоторых факторов хрусталик становится менее эластичным, и эта способность утрачивает свои силы.

Человеческий глаз может функционировать как при очень тёмных, так и при очень ярких уровнях освещённости. Его сенсорные возможности достигают девяти порядков величины. Это означает, что самый яркий и самый тёмный световой сигнал, которые глаз способен воспринимать, различаются примерно в 1 000 000 000 раз. Однако в любой момент времени глаз может воспринимать коэффициент контрастности только в 1000 раз. Более широкий охват обеспечивается тем, что глаз адаптирует свое определение того, что является чёрным.

Колбочки и палочки

Нормализованные спектры поглощения трёх фотопсинов и родопсина человека (пунктир).

Ускорение темновой адаптации

Существует целый ряд различных методов, имеющих разный уровень доказательности, которые, как предполагалось или было продемонстрировано, увеличивают скорость адаптации зрения в темноте.

Красный свет и линзы

Концепция красных линз для темновой адаптации основана на экспериментах Антуана Беклера и на его ранних работах в области рентгенологии. В 1916 году ученый Вильгельм Тренделенбург изобрел первую пару красных адаптационных защитных очков для рентгенологов. Эти очки помогали их глазам приспособиться к просмотру экранов во время рентгеноскопических процедур.

Влияние на темновую адаптацию

Во время офтальмологического обследования выявляют абсолютную (для двух глаз сразу) и относительную аккомодацию для каждого глаза в отдельности. Также выявляется конвергенция – сведение зрительных осей. У людей с одинаковыми показателями конвергенции, но разной остротой зрения может быть различная аккомодационная способность, которая измеряется в диоптриях.

В зависимости от определенных обстоятельств, могут развиваться различные нарушения аккомодации. Детис близорукостью (гиперметропией) без своевременной коррекции зрения подвержены риску развития аккомодационного сходящегося косоглазия.

Другие виды патологий:

Своевременная диагностика, лечение и оптимальная коррекция способны во многих случаях предотвратить либо ослабить нарушения аккомодации и противостоять развитию близорукости.

Аккомодация

Аккомодация
– это способность глаза приспосабливаться
к четкому различению предметов,
расположенных на разных расстояниях
от глаза.
Аккомодация происходит путем изменения
кривизны поверхностей хрусталика при
помощи натяжения или расслабления
ресничного тела. Когда ресничное тело
натянуто, хрусталик растягивается и
его радиусы кривизны увеличиваются.
При уменьшении натяжения мышцы хрусталик
под действием упругих сил увеличивает
свою кривизну.

свободном, ненапряженном состоянии
нормального глаза на сетчатке получаются
ясные изображения бесконечно удаленных
предметов, а при наибольшей аккомодации
видны самые близкие предметы. Положение
предмета, при котором создается резкое
изображение на сетчатке для ненапряженного
глаза (в состоянии покоя), называют
дальней
точкой глаза,
а при наибольшем
напряжении
— ближней
точкой глаза.
Если
глаз аккомодирован на бесконечность,
то задний фокус совпадает с сетчаткой.
При наибольшем напряжении на сетчатке
получается изображение предмета,
находящегося на расстоянии около a
= см
(рис., табл).

Разность
обратных величин расстояний между
ближней и дальней точкой называют
диапазоном
аккомодации глаза
(измеряется
в дптр).

Расстояние
наилучшего зрения
– это расстояние, на котором нормальный
глаз испытывает наименьшее напряжение
при рассматривании деталей предмета.
В
среднем расстояние наилучшего зрения
составляет около 25-30
см,
хотя для каждого человека оно может
быть индивидуальным.

Замечание:
С возрастом способность
глаза к аккомодации постепенно
уменьшается.
Это явление называется возрастной
дальнозоркостью
(или пресбиопией).

В
20
лет
для среднего глаза ближняя точка
находится на расстоянии около 10
см
(диапазон аккомодации 10
дптр),
в 50 лет ближняя точка располагается на
расстоянии уже около 40
см
(диапазон аккомодации 2,5 дптр),
а к 60
годам
уходит на бесконечность, то есть
аккомодация прекращается.

Упрощенная оптическая схема глаза

Поток
излучения, отраженный от наблюдаемого
предмета, проходит через оптическую
систему глаза и фокусируется на внутренней
поверхности глаза – сетчатой оболочке,
образуя на ней обратное
и уменьшенное изображение
(мозг
«переворачивает» обратное изображение,
и оно воспринимается как прямое).
Оптическая система глаза чрезвычайно
сложна, поэтому при расчетах хода лучей
обычно пользуются упрощенными,
эквивалентными истинному глазу
«схематическими глазами» (рис.).

О
птическую
систему глаза
составляют:
роговица,
водянистая влага, хрусталик, стекловидное
тело.
Особенностью этой системы является то,
что последняя
среда,
проходимая светом непосредственно
перед образованием изображения на
сетчатке, обладает показателем
преломления, отличным от единицы.
Вследствие этого фокусные
расстояния оптической системы глаза
во внешнем
пространстве (переднее
фокусное расстояние) и внутри
глаза (заднее
фокусное расстояние) неодинаковы.

Оптическая
сила глаза
вычисляется как обратное фокусное
расстояние:

где
f’ –
заднее
фокусное расстояние
глаза, выраженное в метрах.

Преломление
света происходит в основном на поверхностях
роговицы и хрусталика (табл. ниже).

Реакция на окружающий свет

Зрительная реакция на темноту. Колбочки работают при высоком освещении (днём, а также ночью при свете фонарей); палочки работают в сумерках и ночью. Ось Y масштабирована логарифмически.

Второстепенным механизмом адаптации является зрачковый световой рефлекс, который очень быстро регулирует количество света, достигающего сетчатки, примерно в десять раз. Поскольку он вносит лишь незначительную долю в общую адаптацию к свету, здесь он далее не рассматривается.

Реагируя на различные уровни окружающего освещения, палочки и колбочки глаз могут функционировать как по отдельности, так и в тандеме, чтобы настроить зрительную систему. Изменения чувствительности палочек и колбочек в глазах являются основными факторами темновой адаптации.

Изучение светоощущения (тесты)

Изучение световой чувствительности, как и всего процесса зрительной адаптации проводится с помощью приборов — адаптометров. Для медицинской экспертизы, сегодня применяется адаптометр Кравкова и Вишневского. Он же используется для предварительного определения сумеречного зрения. Продолжительность исследования не превышает 3-5 минут.

Основой механизма действия прибора, является понятие феномена Пуркинье, когда при сумеречном зрении происходит перемещение наибольшей яркости в направлении от красной области спектра к сине-фиолетовой. Феномен Пуркинье более понятен на таком примере: в сумерках, цветы васильки, вместо синих, кажутся светло-серыми, в то время, как красный мак — практически черным.

Сегодня, для исследования световой адаптации зрения, также широко применяются адаптометры модели АДТ. Они позволяют всесторонне изучить состояние сумеречного зрения, в самое короткое время обеспечивая получение результатов. Кроме того, они обеспечивают исследование процесса нарастания световой чувствительности при длительном пребывании человека в темноте.

Собственно, состояние темновой адаптации легко проверить и без специального адаптометра, если использовать таблицу Кравкова-Пуркинье. Для ее изготовления, кусок картона 20х20 см необходимо оклеить черной бумагой. Затем, по углам, отступив 3-4 см от края, наклеить четыре квадратика 3х3 см зеленой, голубой, красной и желтой бумаги. Данную таблицу предлагают оценить испытуемому в затемненной комнате с расстояния в 40 или 50 см от глаз.

В норме, квадраты вначале неразличимы. И только спустя 30-40 секунд начинает различаться контур желтого квадрата, после этого, голубого. При сниженном светоощущении, на месте квадрата желтого цвета появляется светлое пятно, а голубой квадрат остается невидимым.

Эффект куриной слепоты. Слева: хорошее ночное зрение. Справа: куриная слепота.

При световой адаптации глазу необходимо быстро приспосабливаться к фоновому освещению, чтобы иметь возможность различать предметы на этом фоне. Процесс световой адаптации происходит в течение пяти минут.

Фотохимическая реакция процесса такова:

Родопсин ⇌ ретиналь + опсин

Пороговое значение приращения

Схема кривой порога приращения системы палочек

1. Тёмный свет

Порог в этой части кривой TVI определяется уровнем темноты/света. Чувствительность ограничена нейронным шумом. Фоновое поле относительно низкое и не влияет существенно на порог.

2. Закон квадратного корня

Эта часть кривой ограничена квантовой флуктуацией фона. Зрительную систему обычно сравнивают с теоретической конструкцией, называемой идеальным детектором света. Для обнаружения раздражителя он должен в достаточной степени превосходить колебания фона (шум).

3. Закон Вебера