О разделе

Этот раздел содержит статьи, посвященные феноменам или версиям, которые так или иначе могут быть интересны или полезны исследователям необъясненного.
Статьи разделены по категориям:
Информационные. Содержат полезную для исследователей информацию из различных областей знаний.
Аналитические. Включают аналитику накопленной информации о версиях или феноменах, а также описания результатов проведенных экспериментов.
Технические. Аккумулируют информацию о технических решениях, которые могут найти применение в сфере изучения необъясненных фактов.
Методики. Содержат описания методик, применяемых участниками группы при расследовании фактов и исследовании феноменов.
Медиа. Содержат информацию об отражении феноменов в индустрии развлечений: фильмах, мультфильмах, играх и т.п.
Известные заблуждения. Разоблачения известных необъясненных фактов, собранные в том числе из сторонних источников.

Тип статьи:

Информационные

Особенности восприятия человека. Зрение

Человек не может видеть в полной темноте. Для того, чтобы человек увидел предмет, необходимо, чтобы свет отразился от предмета и попал на сетчатку глаза. Источники света могут быть естественные (огонь, Солнце) и искусственные (различные лампы). Но что представляет собой свет?

Согласно современным научным представлениям, свет представляет собой электромагнитные волны определенного (достаточно высокого) диапазона частот. Эта теория берет свое начало от Гюйгенса и подтверждается многими опытами (в частности, опытом Т. Юнга). При этом в природе света в полной мере проявляется карпускулярно-волновой дуализм , что во многом определяет его свойства: при распространении свет ведет себя как волна, при излучении или поглощении – как частица (фотон). Таким образом, световые эффекты, происходящие при распространении света (интерференция , дифракция и т.п.), описываются уравнениями Максвелла , а эффекты, проявляющиеся при его поглощении и излучении (фотоэффект , эффект Комптона) – уравнениями квантовой теории поля .

Упрощенно, глаз человека представляет собой радиоприемник, способный принимать электромагнитные волны определенного (оптического) диапазона частот. Первичными источниками этих волн являются тела, их излучающие (солнце, лампы и т.п.), вторичными – тела, отражающие волны первичных источников. Свет от источников попадает в глаз и делает их видимыми человеку. Таким образом, если тело является прозрачным для волн видимого диапазона частот (воздух, вода, стекло и т.п.), то оно не может быть зарегистрировано глазом. При этом глаз, как и любой другой радиоприемник, «настроен» на определенный диапазон радиочастот (в случае глаза это диапазон от 400 до 790 терагерц), и не воспринимает волны, имеющие более высокие (ультрафиолетовые) или низкие (инфракрасные) частоты. Эта «настройка» проявляется во всем строении глаза – начиная от хрусталика и стекловидного тела, прозрачных именно в этом диапазоне частот, и заканчивая величиной фоторецепторов, которые в данной аналогии подобны антеннам радиоприемников и имеют размеры, обеспечивающие максимально эффективный прием радиоволн именно этого диапазона.

Все это в совокупности определяет диапазон частот, в котором видит человек. Он называется диапазоном видимого излучения.

Видимое излучение - электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок спектра с длиной волны приблизительно от 380 (фиолетовый) до 740 нм (красный). Такие волны занимают частотный диапазон от 400 до 790 терагерц. Электромагнитное излучение с такими частотами также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова). Наибольшую чувствительность к свету человеческий глаз имеет в области 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра.

Белый свет, разделённый призмой на цвета спектра

При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разным углом. Цвета, входящие в спектр, то есть такие цвета, которые могут быть получены световыми волнами одной длины (или очень узким диапазоном), называются спектральными цветами. Основные спектральные цвета (имеющие собственное название), а также характеристики излучения этих цветов, представлены в таблице:

Чем человек видит

Благодаря зрению мы получаем 90% информации об окружающем мире, поэтому глаз - один из важнейших органов чувств.
Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача - "передать" правильное изображение зрительному нерву.

Строение глаза человека

Роговица - прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза - склерой.

Передняя камера глаза - это пространство между роговицей и радужкой. Она заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка - по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой - значит, в ней мало пигментных клеток, если карий - много). Выполняет ту же функцию, что диафрагма в фотоаппарате, регулируя светопоток.

Зрачок - отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик - "естественная линза" глаза. Он прозрачен, эластичен - может менять свою форму, почти мгновенно "наводя фокус", за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза. Прозрачность хрусталика глаза человека превосходна - пропускается большая часть света с длинами волн между 450 и 1400 нм. Свет с длиной волны выше720 нм не воспринимается. Хрусталик глаза человека почти бесцветен при рождении, но приобретает желтоватый цвет с возрастом. Это предохраняет сетчатку глаза от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Стекловидное тело - гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока, участвует во внутриглазном обмене веществ. Входит в оптическую систему глаза.

Сетчатка - состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной ткани, т.е. фотохимическая реакция.

Склера - непрозрачная внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое количество нервных окончаний и сосудов.

Сосудистая оболочка - выстилает задний отдел склеры, к ней прилегает сетчатка, с которой она тесно связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.

Зрительный нерв - при помощи зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.

Человек не рождается с уже развитым органом зрения: в первые месяцы жизни происходит формирование мозга и зрения, и примерно к 9 месяцам они способны почти моментально обрабатывать поступающую зрительную информацию. Для того чтобы видеть, необходим свет.

Световая чувствительность человеческого глаза

Способность глаза воспринимать свет и распознавать различной 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. Максимальная световая чувствительность достигается после достаточно длительной темновой адаптации. Её определяют под действием светового потока в телесном угле 50° при длине волны 500 нм (максимум чувствительности глаза). В этих условиях пороговая энергия света около 10−9 эрг/с, что эквивалентно потоку нескольких квантов оптического диапазона в секунду через зрачок.
Вклад зрачка в регулировку чувствительности глаза крайне незначителен. Весь диапазон яркостей, которые наш зрительный механизм способен воспринять, огромен: от 10−6 кд м² для глаза, полностью адаптированного к темноте, до 106 кд м² для глаза, полностью адаптированного к свету Механизм такого широкого диапазона чувствительности кроется в разложении и восстановлении фоточувствительных пигментов в фоторецепторах сетчатки - колбочках и палочках.
В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (рецепторов): высоко чувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение.

Нормализованные графики светочувствительности колбочек человеческого глаза S, M, L. Пунктиром показана сумеречная, «чёрно-белая» восприимчивость палочек.

В сетчатке глаза человека есть три вида колбочек, максимумы чувствительности которых приходятся на красный, зелёный и синий участки спектра. Распределение типов колбочек в сетчатке неравномерно: «синие» колбочки находятся ближе к периферии, в то время как «красные» и «зеленые» распределены случайным образом. Соответствие типов колбочек трём «основным» цветам обеспечивает распознавание тысяч цветов и оттенков. Кривые спектральной чувствительности трёх видов колбочек частично перекрываются, что способствует явлению метамерии. Очень сильный свет возбуждает все 3 типа рецепторов, и потому воспринимается, как излучение слепяще-белого цвета.

Равномерное раздражение всех трёх элементов, соответствующее средневзвешенному дневному свету, также вызывает ощущение белого цвета.

За цветовое зрение человека отвечают гены, кодирующие светочувствительные белки опсины. По мнению сторонников трёхкомпонентной теории, наличие трёх разных белков, реагирующих на разные длины волн, является достаточным для цветового восприятия.

У большинства млекопитающих таких генов только два, поэтому они имеют черно-белое зрение.

Чувствительный к красному свету опсин кодируется у человека геном OPN1LW.
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.

Поле зрения

Поле зрения - пространство, одновременно воспринимаемое глазом при неподвижном взоре и фиксированном положении головы. Оно имеет определенные границы, соответствующие переходу оптически деятельной части сетчатки в оптически слепую.
Поле зрения искусственно ограничивается выступающими частями лица - спинкой носа, верхним краем глазницы. Кроме того, его границы зависят от положения глазного яблока в глазнице. Кроме этого, в каждом глазу здорового человека существует область сетчатки, не чувствительная к свету, которая называется слепым пятном. Нервные волокна от рецепторов к слепому пятну идут поверх сетчатки и собираются в зрительный нерв, который проходит сквозь сетчатку на другую её сторону. Таким образом, в этом месте отсутствуют световые рецепторы.

На этом конфокальном микроснимке диск зрительного нерва показан черным, клетки, выстилающие кровеносные сосуды - красным, а содержимое сосудов - зеленым. Клетки сетчатки отобразились синими пятнами.

Слепые пятна в двух глазах находятся в разных местах (симметрично). Этот факт, а так же то, что мозг корректирует воспринимаемое изображение, объясняет почему при нормальном использовании обоих глаз они незаметны.

Чтобы наблюдать у себя слепое пятно, закройте правый глаз и левым глазом посмотрите на правый крестик, который обведён кружочком. Держите лицо и монитор вертикально. Не сводя взгляда с правого крестика, приближайте (или отдаляйте) лицо от монитора и одновременно следите за левым крестиком (не переводя на него взгляд). В определённый момент он исчезнет.

Этим способом можно также оценить приблизительный угловой размер слепого пятна.

Прием для обнаружения слепого пятна

Выделяют также парацентральные отделы поля зрения. В зависимости от участия в зрении одного или обоих глаз, различают монокулярное и бинокулярное поле зрения. В клинической практике обычно исследуют монокулярное поле зрения.

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 создает ощущение рельефности, или стереоскопичности, зрения.

При зрении одним глазом восприятие глубины (рельефной удалённости) осуществляется гл. обр. благодаря вторичным вспомогательным признакам удаленности (видимая величина предмета, линейная и воздушная перспективы, загораживание одних предметов другими, аккомодация глаза и т. д..).

Проводящие пути зрительного анализатора
1 - Левая половина зрительного поля, 2 - Правая половина зрительного поля, 3 - Глаз, 4 - Сетчатка, 5 - Зрительные нервы, 6 - Глазодвигательный нерв, 7 - Хиазма, 8 - Зрительный тракт, 9 - Латеральное коленчатое тело, 10 - Верхние бугры четверохолмия, 11 - Неспецифический зрительный путь, 12 - Зрительная кора головного мозга.

Человек видит не глазами, а посредством глаз, откуда информация передается через зрительный нерв, хиазму, зрительные тракты в определенные области затылочных долей коры головного мозга, где формируется та картина внешнего мира, которую мы видим. Все эти органы и составляют наш зрительный анализатор или зрительную систему.

Изменение зрения с возрастом

Элементы сетчатки начинают формироваться на 6–10 неделе внутриутробного развития, окончательное морфологическое созревание происходит к 10–12 годам. В процессе развития организма существенно меняются цветоощущения ребенка. У новорожденного в сетчатке функционируют только палочки, обеспечивающие черно-белое зрение. Количество колбочек невелико и они еще не зрелы. Распознавание цветов в раннем возрасте зависит от яркости, а не от спектральной характеристики цвета. По мере созревания колбочек дети сначала различают желтый, потом зеленый, а затем красный цвета (уже с 3 месяцев удавалось выработать условные рефлексы на эти цвета). Полноценно колбочки начинают функционировать к концу 3 года жизни. В школьном возрасте различительная цветовая чувствительность глаза повышается. Максимального развития ощущение цвета достигает к 30 годам и затем постепенно снижается.

У новорожденного диаметр глазного яблока составляет 16 мм, а его масса – 3,0 г. Рост глазного яблока продолжается после рождения. Интенсивнее всего оно растет первые 5 лет жизни, менее интенсивно – до 9-12 лет. У новорожденных форма глазного яблока более шаровидная, чем у взрослых, в результате в 90 % случаев у них отмечается дальнозоркая рефракция.

Зрачок у новорожденных узкий. Из-за преобладания тонуса симпатических нервов, иннервирующих мышцы радужной оболочки, в 6–8 лет зрачки становятся широкими, что увеличивает риск солнечных ожогов сетчатки. В 8–10 лет зрачок сужается. В 12–13 лет быстрота и интенсивность зрачковой реакции на свет становятся такими же, как у взрослого человека.

У новорожденных и детей дошкольного возраста хрусталик более выпуклый и более эластичный, чем у взрослого, его преломляющая способность выше. Это позволяет ребенку четко видеть предмет на меньшем расстоянии от глаза, чем взрослому. И если у младенца он прозрачный и бесцветный, то у взрослого человека хрусталик имеет легкий желтоватый оттенок, интенсивность которого с возрастом может усиливаться. Это не отражается на остроте зрения, но может повлиять на восприятие синего и фиолетового цветов.

Сенсорные и моторные функции зрения развиваются одновременно. В первые дни после рождения движения глаз несинхронны, при неподвижности одного глаза можно наблюдать движение другого. Способность фиксировать взглядом предмет формируется в возрасте от 5 дней до 3–5 месяцев.

Реакция на форму предмета отмечается уже у 5-месячного ребенка. У дошкольников первую реакцию вызывает форма предмета, затем его размеры и уже в последнюю очередь – цвет.
Острота зрения с возрастом повышается, улучшается и стереоскопическое зрение. Стереоскопическое зрение к 17–22 годам достигает своего оптимального уровня, причем с 6 лет у девочек острота стереоскопического зрения выше, чем у мальчиков. Поле зрения интенсивно увеличивается. К 7 годам его размер составляет приблизительно 80 % от размера поля зрения взрослого.

После 40 лет наблюдается падение уровня периферического зрения, то есть происходит сужение поля зрения и ухудшение бокового обзора.
Примерно после 50 лет сокращается выработка слезной жидкости, поэтому глаза увлажняются хуже, чем в более молодом возрасте. Чрезмерная сухость может выражаться в покраснении глаз, рези, слезотечении под действием ветра или яркого света. Это может не зависеть от обычных факторов (частые напряжения глаз или загрязненность воздуха).

С возрастом человеческий глаз начинает воспринимать окружающее более тускло, с понижением контрастности и яркости. Также может ухудшиться способность распознавать цветовые оттенки, особенно близкие в цветовой гамме. Это напрямую связано с сокращением количества клеток сетчатой оболочки, воспринимающих оттенки цвета, контрастность, яркость.

Некоторые возрастные нарушения зрения обусловлены пресбиопией, которая проявляется нечеткостью, размытостью картинки при попытке рассмотреть предметы, расположенные близко от глаз. Возможность фокусировки зрения на небольших предметах требует аккомодацию около 20 диоптрий (фокусировка на объекте в 50 мм от наблюдателя) у детей, до 10 диоптрий в возрасте 25 лет (100 мм) и уровни от 0,5 до 1 диоптрии в возрасте 60 лет (возможность фокусировки на предмете в 1-2 метрах). Считается, что это связано с ослаблением мышц, которые регулируют зрачок, при этом так же ухудшается реакция зрачков на попадающий в глаз световой поток. Поэтому возникают трудности с чтением при тусклом свете и увеличивается время адаптации при перепадах освещенности.

Так же с возрастом начинает быстрее возникать зрительное утомление и даже головные боли.

Восприятие цвета

Психология восприятия цвета - способность человека воспринимать, идентифицировать и называть цвета.

Ощущение цвета зависит от комплекса физиологических, психологических и культурно-социальных факторов. Первоначально исследования восприятия цвета проводились в рамках цветоведения; позже к проблеме подключились этнографы, социологи и психологи.

Зрительные рецепторы по праву считаются «частью мозга, вынесенной на поверхность тела». Неосознаваемая обработка и коррекция зрительного восприятия обеспечивает «правильность» зрения, и она же является причиной «ошибок» при оценке цвета в определенных условиях. Так, устранение «фоновой» засветки глаза (например, при разглядывании удаленных предметов через узкую трубку) существенно меняет восприятие цвета этих предметов.

Одновременное рассматривание одних и тех же несамосветящихся предметов или источников света несколькими наблюдателями с нормальным цветовым зрением, в одинаковых условиях рассматривания, позволяет установить однозначное соответствие между спектральным составом сравниваемых излучений и вызываемыми ими цветовыми ощущениями. На этом основаны цветовые измерения (колориметрия). Такое соответствие однозначно, но не взаимно-однозначно: одинаковые цветовые ощущения могут вызывать потоки излучений различного спектрального состава (метамерия).

Определений цвета, как физической величины, существует много. Но даже в лучших из них с колориметрической точки зрения часто опускается упоминание о том, что указанная (не взаимная) однозначность достигается лишь в стандартизованных условиях наблюдения, освещения и т. д., не учитывается изменение восприятия цвета при изменении интенсивности излучения того же спектрального состава (явление Бецольда - Брюкке), не принимается во внимание т. н. цветовая адаптация глаза и др. Поэтому многообразие цветовых ощущений, возникающих при реальных условиях освещения, вариациях угловых размеров сравниваемых по цвету элементов, их фиксации на разных участках сетчатки, разных психофизиологических состояниях наблюдателя и т. д., всегда богаче колориметрического цветового многообразия.

Например, в колориметрии одинаково определяются некоторые цвета (такие, как оранжевый или жёлтый), которые в повседневной жизни воспринимаются (в зависимости от светлоты) как бурый, «каштановый», коричневый, «шоколадный», «оливковый» и т. д. В одной из лучших попыток определения понятия Цвет, принадлежащей Эрвину Шрёдингеру, трудности снимаются простым отсутствием указаний на зависимость цветовых ощущений от многочисленных конкретных условий наблюдения. По Шредингеру, Цвет есть свойство спектрального состава излучений, общее всем излучениям, визуально не различимым для человека.

В силу природы глаза, свет, вызывающий ощущение одного и того же цвета (например белого), то есть одну и ту же степень возбуждения трёх зрительных рецепторов, может иметь разный спектральный состав. Человек в большинстве случаев не замечает данного эффекта, как бы «домысливая» цвет. Это происходит потому, что хотя цветовая температура разного освещения может совпадать, спектры отражённого одним и тем же пигментом естественного и искусственного света могут существенно отличаться и вызывать разное цветовое ощущение.

Человеческий глаз воспринимает множество различных оттенков, однако есть «запрещенные» цвета, недоступные для него. В качестве примера можно привести цвет, играющий и желтыми, и синими тонами одновременно. Так происходит потому, что восприятие цвета в глазе человека, как и многое другое в нашем организме, построено на принципе оппонентности. Сетчатка глаза имеет особые нейроны-оппоненты: некоторые из них активизируются, когда мы видим красный цвет, и они же подавляются зеленым цветом. То же самое происходит и с парой желтый-синий. Таким образом, цвета в парах красный-зеленый и синий-желтый оказывают противоположное воздействие на одни и те же нейроны. Когда источник излучает оба цвета из пары, их воздействие на нейрон компенсируется, и человек не может увидеть ни один из этих цветов. Мало того, человек не только не способен увидеть эти цвета в нормальных обстоятельствах, но и представить их.

Увидеть такие цвета можно только в рамках научного эксперимента. Например, ученые Хьюитт Крэйн и Томас Пьянтанида из Стенфордского института в Калифорнии создали специальные зрительные модели, в которых чередовались полосы «спорящих» оттенков, быстро сменяющих друг друга. Эти изображения, зафиксированные специальным прибором на уровне глаз человека, показывались десяткам добровольцев. После эксперимента люди утверждали, что в определенный момент границы между оттенками исчезали, сливаясь в один цвет, с которым раньше им никогда не приходилось сталкиваться.

Различия зрения человека и животных. Метамерия в фотографии

Человеческое зрение является трёхстимульным анализатором, то есть спектральные характеристики цвета выражаются всего в трех значениях. Если сравниваемые потоки излучения с разным спектральным составом производят на колбочки одинаковое действие, цвета воспринимаются как одинаковые.

В животном мире существуют четырёх- и даже пятистимульные цветовые анализаторы, поэтому цвета, воспринимаемые человеком одинаковыми, животным могут казаться разными. В частности, хищные птицы видят следы грызунов на тропинках к норам исключительно благодаря ультрафиолетовой люминесценции компонентов их мочи.
Похожая ситуация складывается и с системами регистрации изображений, как цифровыми, так и аналоговыми. Хотя в большинстве своём они являются трёхстимульными (три слоя эмульсии фотоплёнки, три типа ячеек матрицы цифрового фотоаппарата или сканера), их метамерия отлична от метамерии человеческого зрения. Поэтому цвета, воспринимаемые глазом как одинаковые, на фотографии могут получаться разными, и наоборот.

Источники

О. А. Антонова, Возрастная анатомия и физиология, Изд.: Высшее образование, 2006 г.

Лысова Н. Ф. Возрастная анатомия, физиология и школьная гигиена. Учеб. пособие / Н. Ф. Лысова, Р. И. Айзман, Я. Л. Завьялова, В.

Погодина А.Б., Газимов А.Х., Основы геронтологии и гериатрии. Учеб. Пособие, Ростов-на-Дону, Изд. Феникс, 2007 – 253 с.

В глазном яблоке, на сетчатке происходит настоящая магия – с помощью различных элементов, которые там содержаться, их взаимодействия друг с другом и с остальными частями глаза, с глазом в целом, а также благодаря световым лучам, которые входят в наш глаз и попадают на ту самую сетчатку, происходит прекрасный процесс – зрение.

Если что-либо нарушается в глазном яблоке, если сетчатке глаза чего-то не хватает, если какие-то рецепторы нарушены, мы видим различные отклонения от нормы, вернее, мы видим мир немного по-другому, нежели человек с нормальным функционированием сетчатки и ее составляющих. Ниже вы узнаете о том, какие рецепторы отвечают за что, а именно, какие из них предоставляют нам возможность видеть жизнь в цвете.

На сетчатке глаза есть специальные рецепторы, которые называются очень просто и интересно: палочки и колбочки. Каждая из этих групп несет свои собственные функции и отвечает за свой спектр. Именуются еще по-другому эти рецепторы, как фоторецепторы, понятно, что связано это с их возможностью воспринимать поступаемые световые лучи.

Как уже было сказано выше, каждый из видов рецептора отвечает за свой сегмент. Например, палочки помогают нам иметь зрение только в ночное время, а также базово могут давать нам восприятие бело-черной окружающей среды. Другой подвид — колбочки – как раз могут воспринимать и различать весь спектр световой волны, а значит именно эти рецепторысетчатки и отвечают за различение цвета глазом человека. В идеале, палочки и колбочки размещены или рассеяны по всей поверхности сетчатки, но также есть те зоны, где преобладает то или иное количество рецептором. Например, имеющееся у нас углубление на сетчатке, которое именуют, как желтое пятно, полностью выстелено колбочками и палочек там вообще нет. Колбочки именно в отделении этого пятна связываются со зрительным нервом, которой идет прямиком в мозг, в котором в итоге и формируется картинка. Количество колбочек ближе к периферии сетчатки значительное редеет. Есть одна отличная характеристика колбочек, за что нам собственно надо благодарить природу, та, что у колбочек выше порог чувствительности, а значит им доступно восприятие всего буйства цветовой гаммы при дневном освещении, однако и палочки не пасут задних – они могут воспринимать малейшие появления света при ночном освещении, благодаря выработке гормонов родопсина и йодопсина, которые формируется на время ночного зрения и разрушаются при восстановлении светового дня.

То, что мы именуем цветным зрением, возникает благодаря взаимодействию трех групп колбочек, которые отвечают каждая за свою территорию, а в сумме образуют нам отличный цветовой фильм окружающей среды. Группы эти просты к запоминанию – красный, зеленый и синий участки цветового спектра для глаза человека. Все они помогают улавливать малейшие оттеночные проявления в окружающей среде. если световая волна соответствует определенной длине, то она проходит на сетчатку глаза в определенную точку, где она и воспринимается выше упомянутыми колбочками, которые передают восприятие «наверх», где формируется цветная картинка.

13-11-2013, 19:40

Описание

Для успешного лечения амблиопии необходимо определить ее вид и устранить основную причину развития заболевания Основная задача лечения амблиопии заключается в достижении остроты зрения не менее 0,4, при которой возможна нормальная совместная работа обоих глаз. В настоящее время широко применяют методику комплексного лечения амблиопии, которая включает оптическую коррекцию аметропии и различные воздействия на функцию амблиопичного глаза. Эта методика позволяет осуществлять их рациональную комбинацию и смену в процессе лечения.

Существование специфических независимых цветовых и световых каналов определяет необходимость проведения при амблиопии как их изолированной стимуляции, так и воздействия на зрительную систему в целом.

Входящие в комплексную методику способы лечения условно делятся на основные и вспомогательные. Первые направлены на исправление зрительной фиксации и повышение остроты зрения, вторые создают условия для применения основных способов лечения или улучшают и закрепляют его результаты. К основным способам лечения амблиопии относятся: прямая окклюзия, пенализация, лечение с использованием отрицательного последовательного образа, локальное «слепящее» раздражение сетчатки светом; к вспомогательным - обратная окклюзия, общее раздражение сетчатки светом, упражнения с использованием феномена Гандингера, тренировка зрения амблиопичного глаза по принципу подобия, упражнения по определению локализации и преодолению трудностей раздельного видения. В последние годы на основе новых данных о структурной и функциональной организации зрительной системы разработана серия способов лечения, оказывающих избирательное или комплексное воздействие на пространственную, контрастную и цветовую чувствительность.

Наиболее старым, но до сих пор не утратившим своего значения методом является прямая окклюзия. Еще в 1743 г. Вuffon предложил при косоглазии выключать лучше видящий глаз для улучшения зрения косящего глаза. Этот метод не получил тогда широкого распространения и прочно вошел в практику только с конца XIX в.

В литературе имеются сообщения об улучшении зрения амблиопичного глаза при потере зрения нормального глаза по разным причинам. Основной принцип прямой окклюзии - снижение форменного зрения лучше видящего глаза настолько, чтобы ведущим стал амблиопичный глаз, поэтому при прямой окклюзии нет необходимости в полном выключении лучше видящего глаза. Достаточно использовать фильтры различной плотности, в том числе поляроидные.

Результаты многочисленных исследований подтвердили высокую эффективность окклюзии. Прямую окклюзию проводят в индивидуальном режиме под контролем врача. Ведущий глаз выключают не менее чем на 4 мес. При проведении такого лечения предлагается комплекс игр-упражнений. После ТОГО как достигнута одинаковая острота зрения обоих глаз и монолатеральное косоглазие перешло в альтернирующее, для стабилизации достигнутого результата окклюзию проводят в течение 2-3 мес.

По мнению A.Bangerter и C.Ciippers, выключение ведущего глаза при амблиопии с неправильной фиксацией строго противопоказано, поскольку лишь способствует ее упрочению. Однако результаты исследований, проведенных Э.С.Авегисовым, опровергли это утверждение: прямая окклюзия у детей с неправильной фиксацией (до 7-летнего возраста) привела к повышению остроты зрения почти у половины из них. Аналогичные результаты были получены рядом других авторов.

Рассматривая прямую окклюзию как оптимальный метод лечения односторонний амблиопии нельзя не отметить возможность ухудшения зрительных функций лучше видящего глаза. В экспериментальных исследованиях доказано, что депривация вызывает выраженные морфофункциональные изменения зрительного анализатора у молодых животных. Чрезмерная односторонняя в раннем возрасте также приводит к депривационной амблиопии ведущего глаза. Наряду со снижением остроты зрения этого глаза обнаружены значительные изменения ЗВП, сходные с теми, которые наблюдались при исследовании парного амблиопичного глаза. Эти данные свидетельствуют о необходимости дозированной окклюзии здорового глаза в этот период и контроля за состоянием зрительных функций обоих глаз, а также активации лечения амблиопии на фоне прямой окклюзии с целью уменьшения продолжительности лечения методами плеоптики.

В 1958 г. E. Pfandl была предложена новая методика лечения амблиопии - пенализация, принцип которой заключается в создании искусственной анизометропии путем сочетания различных видов гипо- или гиперкоррекции обоих глаз, а также атропинизации ведущего глаза. При этом один глаз становится как бы пресбиопическим, а другой миопическим. Так, полная коррекция амблиопичного глаза и гиперкоррекция фиксирующего глаза, особенно на фоне его атропинизации, способствует повышению остроты зрения при амблиопии. В результате амблиопичный глаз подключается к активной деятельности и вместе с тем устраняется возможность снижения остроты зрения ведущего глаза, так как он также периодически принимает участие в акте зрения. Ведущий глаз, обладающий способностью правильно осуществлять пространственную локализацию, как бы обучает этому амблиопичный глаз.

Существуют различные виды пенализации: для близи, для дали, легкая, полная, альтернирующая и др. По наблюдениям Р.Роuliguen (1972), пенализация для близи повышает остроту зрения амблиопичного глаза, изменяет фиксацию на центральную, уменьшает или полностью устраняет девиацию.

В раннем детском возрасте пенализация может оказать существенное влияние не только на монокулярные, но и на бинокулярные функции, так как при ее проведении исключается или ослабляется конкурентное влияние одной монокулярной системы на другую, что в свою очередь препятствует постоянному торможению зрительных впечатлений косящего глаза. Таким образом, пенализацию (в частности, альтернирующую) можно рассматривать как важный компонент диплоптики.

Важным этапом в лечении амблиопии явилось создание плеоптики - системы аппаратного лечения амблиопии, которое связано с работами А.Ваngerter, С.Сuрреrs, Э.С.Авегисова, которые предложили использовать адекватные световые раздражения сетчатки амблиопичного глаза и сочетание зрительных воздействий с акустическими, тактильными и проприоцептивными раздражителями.

Для устранения неправильной фиксации А. Ваngerter рекомендовал осуществлять парацентральное «слепящее» раздражение сетчатки светом с последующим использованием света заниженной яркости, что, по мнению автора, «скотомизирует» функцию участка с неправильной фиксацией и стимулирует функцию центральной ямки. А. Ваngerter предложил ряд аппаратов, которые не утратили своего значения и в настоящее время: корректорлокализатор, сепаратор, предназначенный для преодоления трудностей раздельного видения.

С.Сuрреrs разработал метод лечения амблиопии с использованием отрицательного последовательного образа: освещая сетчатку заднего полюса глаза, одновременно прикрывают фовеолярную зону с помощью круглой маски. По мнению Э.САветисова, в этом случае проявляется реципрокная взаимно антагонистическая зависимость между центром и периферией, так как светлая зона последовательного образа соответствует процессу возбуждения, темная - процессу торможения. При наблюдении пациентом отрицательного последовательного образа (центральной светлой зоны на темном фоне) происходят повышение чувствительности центральной ямки (как следствие индуктивных взаимоотношений) и одновременное угнетение нефовеальных ретин окортикальных элементов (в том числе участка нецентральной фиксации).

Предложены различные модификации этого метода, недостатками которого являются высокие требования к интеллекту больных и трудности осуществления методики в тех случаях, когда фиксирующий участок сетчатки расположен рядом с центральной ямкой или имеется амблиопия с резко неустойчивой фиксацией.

Э.С. Аветисовым разработан принципиально новый метод лечения амблиопии на основе локального «слепящего» раздражения центральной ямки сетчатки светом. Он рассматривает дисбинокулярную амблиопию как следствие стойкого коркового торможения функции центрального зрения отклоненного глаза, поэтому считает целесообразным воздействовать на центральную ямку сетчатки, а через нее - на соответствующее корковое представительство адекватными раздражителями. В результате их действия на фовеальные кортикальные элементы, находящиеся в состоянии торможения, возникает растормаживающий эффект («торможение торможения» по И.П. Павлову), проявляющийся в повышении остроты зрения и исправлении зрительной фиксации амблиопичного глаза. В качестве такого адекватного раздражителя Э.С. Аветисов применил источник света большой яркости. Описанный метод получил широкое распространение в офтальмологической практике.

Сравнительный анализ эффективности лечения по Кюпперсу и Э.С. Аветисову показал преимущества метода, разработанного Э.С. Аветисовым, в частности при лечении больных с неправильной фиксацией. Техника проведения локального «слепящего» раздражения сетчатки проще, чем лечения с использованием отрицательного последовательного образа, поэтому такое лечение можно применять у детей с 3-4 –летнего возраста.

Е.И.Духанина и СВ. Варнаков (1964) доказали целесообразность сочетания метода локального «слепящего» раздражения центральной ямки сетчатки и прямой окклюзии. Комбинированное использование этих методов у детей в возрасте до 6 лет позволило повысить остроту зрения до 0,4 и выше у 57,7 % больных и исправить зрительную фиксацию у 59 % .

С целью совершенствования метода локального «слепящего» раздражения предложены его различные варианты. Так, для проведения такого раздражения при амблиопии с резко неустойчивой фиксацией предложено применять импульсный засвет. Разработан метол прерывистого раздражения центральной ямки сетчатки с изменением частоты и яркости световых импульсов, при этом возможен индивидуальный подбор этих параметров.

Установлено, что применение метода отрицательного последовательного образа в сочетании с методом локального «слепящего» раздражения светом центральной ямки сетчатки даст лучшие результаты, чем каждый из этих методов в отдельности. Суммарный эффект объясняется неодинаковым механизмом их лечебного действия при комбинированном применении этих методов.

Новым направлением в лечении амблиопии стало использование гелий-неонового лазера малой мощности для локального раздражения сетчатки, предложенное Э.С. Аветисовым и соавт. Это позволило более избирательно воздействовать на колбочковый аппарат глаза монохроматическим светом с длиной волны 620-650 нм, к которому колбочки наиболее чувствительны, а также обеспечить строго локальное раздражение фовеолы. Поскольку когерентный пучок света практически не дивергирует, устраняется необходимость в его фокусировке на сетчатке, что упрощает технику за- света. Кроме того, установлено, что низкоэнергетическое излучение лазера способствует повышению функциональных возможностей клеток, увеличивая жизнеспособность биологических тканей в целом.

Основываясь на современных данных о расширении колбочковых рецепивных полей и уменьшении их количества при амблиопии, полученых в психофизических и электрофизиологических исследованиях, С.Н.Федоров и соавт. (1995) рекомендовали воздействовать светом в пределах одного рецептивного поля центральной области сетчатки. Лазерная монохроматическая стимуляция с узким фокусом в импульсном режиме способствует, по их мнению, увеличению количества колбочковых рецептивных полей и упорядочению их работы. Авторами получены положительные результаты такого лечения у 73,9 % больных.

Не умоляя значения световых методов лечения амблиопии, следует, однако, отметить, что в последние годы получены данные, свидетельствующие о возможном побочном действии слепящего яркого света. Так, по сведениям Л.А. Дубовской, С.А. Татаринова, Е.И. Ковалевского, Л.Ф. Линник и соавт., у 8 % детей интенсивные засветы сетчатки могут провоцировать невротические реакции, головную боль, нарушения сна, непроизвольное мочеиспускание и в единичных случаях даже судороги. У некоторых пациентов с амблиопией наблюдается светобоязнь, которая проявляется во время попыток их светового лечения.

Имеются сообщения и о повреждающем действии видимого света на сетчатку животных и человека. В его основе, очевидно, лежит фотохимический процесс, связанный с абсорбцией света зрительным пигментом. И хотя в литературе мы не обнаружили данных о повреждающем воздействии на сетчатку различных видов засветов при амблиопии, такое влияние, учитывая указанные выше факты, нельзя полностью исключить при проведении слишком длительных и частых курсов интенсивной световой стимуляции. В связи с этим оправдана разработка дополнительных безопасных методов плеоптического лечения.

Известно, что торможение колбочкового аппарата сетчатки амблиопичного глаза вызывает не только снижение остроты зрения, но и нарушение его других функций, в частности спектральной чувствительности, поэтому объясним интерес, который в последние годы проявляют к применению в плеоптическом лечении хроматических, пространственно-частотных раздражителей, позволяющих стимулироватъ именно фовеолярную зону.

Установлено также, что разные участки сетчатки нормального глаза имеют неодинаковую чувствительность к свету с различной длиной волн. При умеренной яркости объектов наиболее узкие границы поля зрения обнаружены для зеленого и красного цветов, а самые широкие для желтого и синего. В фотопических и мезопических условиях для красного цвета пик чувствительности наблюдался в фовеа. К 10° и 20-40° к периферии чувствительность снижалась. Для зеленого и желтого цветов чувствительность в фовеа была низкой, повышалась к 10" , затем снова снижалась. Имеются данные о пониженной чувствительности центральной ямки к синему цвету. Спектральная чувствительность в области коротких волн существенно выше на периферии (45° ), чем в фовеа. В центральной области сетчатки высокая чувствительность к красному цвету и низкая - к зеленому и особенно синему коррелирует с распределением фоторецепторов: установлено, что красно-, зелено- и сине- чувствительные колбочки содержатся в пропорции 32: 16: 1.

Современные психофизические исследования позволили выдвинуть гипотезу о наличии в зрительной системе параллельных подсистем, или каналов, в каждом из которых перерабатывается информация о яркости, цвете, форме объекта, его пространственных характеристиках. Эти каналы, или подсистемы, рассматриваются как функциональные структуры нейронов разных уровней зрительного анализатора, с разной степенью чувствительности к действию того или иного свойства стимула.

Наличие каких-либо факторов, препятствующих получению четкого изображения зрительного стимула на сетчатке при амблиопии в раннем детском возрасте, приводит к стойким нарушениям развития рассматриваемых подсистем зрительного анализатора, в частности цветоощущения и контрастной чувствительности. Так, у больных с дисбинокулярной и обскурационной амблиопией установлено четкое повышение порогов цветоощущения, особенно к коротковолновой части видимого спектра, в частности к синему цвету. Получены данные, свидетельствующие о том. что при дисбинокулярной амблиопии порог чувствительности к синему цвету коррелирует со степенью амблиопии.

Каждый вид амблиопии характеризуется специфическими нарушениями цветоощущения. У детей с дисбинокулярной и анизометропической амблиопией восприятие зеленого цвета происходит при яркости стимула ниже, чем яркость фона с рефракционной амблиопией - при более высокой, чем яркость фона, по сравнению со здоровыми детьми. В отличие от контрольной группы у детей с дисбинокулярной амблиопией восприятие синего цвета происходит при более высокой яркости стимула, чем яркость фона, а с рефракционной и анизометропической амблиопией, наоборот, при меньшей яркости. Эти наблюдения подтверждают мнение тех авторов, которые говорят об особенностях нейрофизиологических механизмов возникновения различных видов амблиопии.

Рассматривая нарушения цветоощущения как симптом амблиопии, можно утверждать, что активное воздействие на него необходимо в комплексном лечении этого заболевания. Так, W.R.Brinker и S.L.Katz (1963) предложили при лечении амблиопии с эксцентричной фиксацией в качестве окклюдора применять красный фильтр, пропускающий лучи света с длиной волны 640 нм. Авторы исходили из того, что при этом раздражается только фовеолярная область, где рас- положены в основном колбочки, чувствительные к свету с данной длиной волны. Применение желтых фильтров при лечении «двусторонней амблиопии» рекомендуют M.S. Fowler, A.J,S.Mason и соавт. Они полагают, что очки с такими фильтрами способствуют улучшению зрительных функций детей, поскольку задерживают короткие и ультафиолетовые волны и уменьшают хроматическую аберрацию, однако сведения об эффективности таких очков разноречивы.

Внедрение компьютеров в медицинскую практику позволило использовать их для проведения плеоптических упражнений с использованием различных движущихся цветных и контрастно-частотных стимулов. Тест-объекты, предъявляемые на гомогенном фоне или на фоне синусоидальных решеток, оказывают воздействие на центральные и периферические зоны сетчатки - парво- и магносистемы.

Комплексное и избирательное воздействие на функцию макулярной зоны оказывают динамические цветовые и контрастно-частотные стимулы на основе интерференции поляризованного света. В отличие от слепящих засветов, влияющих на процессы фототрансдукции и каналы световой чувствительности, хроматические контрастно-частотные стимулы оказывают комплексное воздействие на разные каналы зрительной системы, способствуя восстановлению зрительной фиксации и повышая остроту зрения даже в случаях безуспешности лечения традиционными методами слепящих засветов.

В исследовании по методу, предложенному А.Е.Вакуриной и соавт. (1996), белый пучок света при прохождении через поляризатор, прозрачную бесцветную пленку, обладающую свойством оптической анизотропии, и через второй поляроидный фильтр превращается в цветной с различной длиной волны, изменяющийся в зависимости от направления плоскости поляроида и скорости его вращения. При прохождении же цветного пучка света через контуры различных тестов (фигурок, решеток, шахматный паттерн) цветной поляризованный свет превращается в контурированный. Авторы предполагают, что ритмическая смена цветов, возможность предъявления объектов с разными яркостными, пространственно-частотными и контрастными характеристиками позволяют воздействовать на различные каналы зрительной системы. Они использовали также разнообразие форм (контуров) предметов и активацию внимания при наблюдении за перемещающимися красочными тест-объектами. С помощью этого метода удается повысить остроту зрения, улучшить частотно- контрастные характеристики, исправить зрительную фиксацию благодаря избирательной цветовой стимуляции соответствующих фоторецепторов сетчатки. При лечении не требуется офтальмоскопический контроль, как при использовании методов Кюпперса и Э.С. Аветисова, его можно проводить изолированно или в сочетании с традиционной плеоптикой. Метод прост и может быть использован при лечении маленьких детей и групповой терапии.

В последние годы в клиническую практику внедрено большое количество новых методов с использованием биологической обратной связи, которые применяют для лечения ряда заболеваний внутренних органов и нервной системы. Один из методов «когнетивной модуляции остроты зрения» реализован в приборе «Амблиокор». Метод основан на условно-рефлекторной системе обратной связи и саморегуляции, осуществляемой в процессе зрительной стимуляции при просмотре мультипликационного фильма. При этом осуществляется контроль нейрофизиологических процессов путем регистрации и математического анализа ЭЭГ при включении и выключении мультипликационного фильма на определенных фазах пониженной или повышенной возбудимости центральной нервной системы. При проведении лечения данным методом используют стимулы для всех специфических и неспецифических нейронов. Движение образов на сетчатке играет большую роль при тренировке фиксационных рефлексов. Метод может быть применен самостоятельно, в сочетании с другими методами лечения, а также в тех случаях, когда исключена возможность использования световых методов лечения.

Таким образом, амблиопия представляет собой сложное нарушение нейрональных взаимодействий как на уровне сенсорной сетчатки, так и в центральных отделах зрительной системы - в наружных коленчатых телах и зрительной коре. Функциональные расстройства определяются нарушением функций парвоцеллюлярной системы и проявляются в нарушении цветоощущения, в основном на зеленый и красный цвет, контрастной и пространственной контрастной чувствительности. Нельзя исключить нарушения межрецепторных колбочково-палочковых взаимодействий на уровне сетчатки. Лечебные мероприятия, направленные на восстановление зрительных функций, должны включать, помимо применения корригирующих стекол, выполнения окклюзии и пенализации, воздействие на различные каналы зрительной системы, определяющие дисфункцию, а также на сохранившие свою функцию нейроны магноцеллюлярной системы на уровне как сетчатки, так и зрительных центров. Возможно, при этом главную роль могут играть стимулы различной пространственной частоты (синусоидальные решетки) и стимулы, действующие на детекторы движения, внимание и фиксацию.

Опыт изолированного воздействия на каналы зрительной системы или группу нейронов свидетельствует о возможности восстановления зрительных Г функций при правильном установление диагноза амблиопии и начале лечения в ранних стадиях заболевания. При этом нельзя исключить, что более быстрого и хорошего результата можно добиться при комбинированном воздействии на различные каналы зрительной системы разных стимулов: вращающихся, движущихся, реверсивных, цветных и контрастных, временных и пространственных. Это позволит восстановить нарушенные межрезепторные и межнейрональные связи. Воздействия на зрительный анализатор при амблиопии могут быть осуществлены с использованием различных физических, методических и технических приемов с учетом необходимости пространственной фиксации и внимания. Успех лечения может быть обеспечен лишь при правильном установлении диагноза амблиопии, которая все еще остается загадкой.

Зрительное ощущение – индивидуальное зрительного раздражителя, возникающее при попадании прямых и отраженных от предметов лучей света, достигающих определенной пороговой интенсивности. Реальный зрительный объект, находящийся в , вызывает комплекс ощущений, интеграция которых формирует восприятие объекта.

Восприятие зрительных раздражителей . Восприятие света осуществляется с участием фоторецепторов, или нейросенсорных клеток, которые относятся ко вторичночувствующим . Это означает, что они представляют собой специализиро­ванные клетки, передающие информацию о квантах света на сетчатки, в том числе вначале на биполярные , затем на ганглиозные клетки, которых составляют волокна зрительного нерва; информация затем поступает на нейроны подкоровых ( и передние бугры четверохолмия) и корковых центров (первичное проекционное поле 17, вторичнные проекционные поля 18 и 19) . Кроме того, в процессах передачи и пе­реработки информации в сетчатке участвуют также гори­зонтальные и амакриновые клетки. Все нейроны сетчатки образуют нервный аппарат глаза, который не только пе­редает информацию в зрительные центры , но и участвует в ее анализе и переработке. Поэтому сетчатку называют частью мозга, вынесенной на периферию.

Более 100 лет назад на основании морфологических признаков Макс Шультце разделил фоторецепторы на два типа - палочки (длинные тонкие клетки, имеющие ци­линдрический наружный сегмент и равный ему по диа­метру внутренний) и колбочки (обладающие более корот­ким и толстым внутренним сегментом). Он обратил внима­ние на то, что у ночных животных (летучая мышь, сова, крот, кошка, еж) в сетчатке преобладали палочки, а у дневных (голуби, куры, ящерицы) - колбочки. На осно­вании этих данных Шультце предложил теорию двойствен­ности зрения, согласно которой палочки обеспечивают скотопическое зрение, или зрение при низком уровне осве­щенности, а колбочки реализуют фотопическое зрение и работают при более ярком освещении. Следует, однако, отметить, что кошки прекрасно видят днем, а содержащие­ся в неволе ежи легко приспосабливаются к дневному об­разу жизни; змеи, в сетчатке которых находятся главным образом колбочки, хорошо ориентируются в сумерках.

Морфологические особенности палочек и колбочек. В сетчатке человека в каждом глазу содержится около 110-123 млн. палочек и примерно 6-7 млн. колбочек, т.е. 130 млн. фоторецепторов. В области желтого пятна имеются главным образом колбочки, а на периферии - палочки.

Построение изображения. Глаз имеет несколько преломляющих сред: роговицу, жидкость передней и задней камер глаза, хруст лик и стекловидное тело. Построение изображения в такой системе очень сложно, ибо каждая преломляющая среда имеет свой радиус кривизны и показатель преломления. Специальные расчеты показали, что можно пользоваться упрощенной моделью - редуцированным глазом и считать, что имеется только одна преломляющая поверхность - роговица и одна узловая точка (через нее луч пролетит без преломления), находящаяся на расстоянии 17 мм спереди от сетчатки (рис. 1).

Рис. 1. Расположение узловой точки

Рис. 2. Построение изображения и заднего фокуса глаза

Для построения изображения предмета АБ из каждой ограничивающей его точки берется два луча: один луч после преломлен проходит через фокус, а второй идет без преломления через узловую точку (рис. 2). Место схождения этих лучей дает изображение точек А и Б - точки А 1 и Б 2 и соответственно предмет А 1 Б 1 . Изображение получается действительным, обратным и уменьшенным. Зная расстояние от предмета до глаза ОД, величин предмета АБ и расстояние от узловой точки до сетчатки (17 мм), можно вычислить величину изображения. Для этого из подобия треугольников АОБ и Л1Б1О1 выводится равенство отношений:

Отсюда легко найти А 1 , Б 2 , которое будет равно

Преломляющую силу глаза выражают в диоптриях. Прелом­ляющей силой в одну диоптрию обладает линза с фокусным рас­стоянием в 1 м. Для определения преломляющей силы линзы в диоптриях следует единицу разделить на фокусное расстояние в центрах. Фокус - это точка схождения после преломления параллельно падающих на линзу лучей. Фокусным расстоянием называют расстояние от центра линзы (для глаза от узловой точки) ho фокуса.

Глаз человека установлен на рассматривание дальних предметов: параллельные лучи, идущие от сильно удаленной светящейся точки, сходятся на сетчатке, и, следовательно, на ней находится фокус. Поэтому расстояние OF от сетчатки до узловой точки О является для глаза фокусным расстоянием. Если принять его равным17 мм, то преломляющая сила глаза будет равна:

Цветовое зрение. Большинство людей способно раз­личать основные цвёта и их многочисленные оттенки. Это объясняется воздействием на фоторецепторы раз­личных по длине волны электромагнитных колебаний, в том числе дающих ощущение фиолетового цвета (397-424 нм), синего (435 нм), зеленого (546 нм), желтого (589 нм) и красного (671-700 нм). Сегодня ни у кого не вызывает сомнения, что для нормального цветового зре­ния человека любой заданный цветовой тон может быть получен путем аддитивного смешения 3 основных цвето­вых тонов - красного (700 нм), зеленого (546 нм) и синего (435 нм). Белый цвет дает смешение лучей всех цветов, либо смешение трех основных цветов (красного, зеленого и синего), либо при смешении двух так называемых парных дополнительных цветов: красного и си­него, желтого и синего.

Световые лучи с длиной волны от 0,4 до 0,8 мкм, вызывая в колбочках сетчатки, обусловли­вают возникновение ощущения цветности предмета. Ощущение красного цвета возникает при действии лучей с наибольшей длиной волны, фиолетового - с наименьшей.

В сетчатке имеются три типа колбочек, реагирующих по-раз­ному на красный, зеленый и фиолетовый цвет. Одни колбочки реагируют главным образом на красный цвет, другие - на зеленый, третьи - на фиолетовый. Эти три цвета были названы основными. Запись потенциалов действия от одиночных ганглиозных клеток сетчатки показала, что при освещении глаза лучами различной длины волны возбуждение в одних клетках - доминаторах - возникает при действии любого цвета, в других - модуляторах - только на определенную длину волны. При этом было выделено 7 различных модуляторов, реагирующих на длину волны от 0,4 до 0,6 мкм.

Оптическим смешением основных цветов можно получить все остальные цвета спектра и все оттенки. Иногда наблюдаются нарушения цветовосприятия, в связи, с чем человек не различает тех или иных цветов. Такое отклонение отме­чается у 8% мужчин и у 0,5% женщин. Человек может не разли­чать один, два, а в более редких случаях все три основных цвета, так что вся окружающая среда воспринимается в серых тонах.

Адаптация. Чувствительность фоторецепторов сетчатки к дей­ствию световых раздражителей чрезвычайно высока. Одна палоч­ка сетчатки может быть возбуждена при действии 1-2 квантов света. Чувствительность может меняться при изменении освещенности. В темноте она повышается, а на свету - уменьшается.

Темновая адаптация, т.е. значительное повышение чувствительности глаза наблюдается при переходе из светлого помещения в темное. В первые десять минут пребывания в темноте чувствительность глаза к свету увеличивается в десятки раз, а затем в течение часа - в десятки тысяч раз. В основе темновой адаптации лежат два основных процесса - вос­становление зрительных пигментов и увеличение площади рецептивного поля. В первое время происходит восста­новление зрительных пигментов колбочек, что, однако, не приводит к большим изменениям чувствительности глаза, так как абсолютная чувствительность колбочкового аппа­рата невелика. К концу первого часа пребывания в тем­ноте восстанавливается родопсин палочек, что в 100000-200000 раз повышает чувствительность палочек к свету (и, следовательно, повышает периферическое зрение). Кроме того, в темноте вследствие ослабления или снятия латерального торможения (в этом процессе принимают участие нейроны подкоровых и корковых центров зре­ния), существенно увеличивается площадь возбудительно­го центра рецептивного поля ганглиозной клетки (при этом возрастает конвергенция фоторецепторов на бипо­лярные нейроны, а биполярных нейронов - на ганглиозную клетку). В результате этих событий за счет про­странственной суммации на периферии сетчатки световая чувствительность в темноте возрастает, но при этом сни­жается острота зрения. Активация симпатической и рост продукции катехоламинов повышают ско­рость темновой адаптации.

Опыты показали, что адаптация зависит от влияний, приходящих из центральной нервной системы. Так, освещение одного глаза вызывает падение чувствительности к свету второго глаза, не подвергавшегося освещению. Предполагают, что импульсы, приходящие из центральной нервной системы, вызывают изменение числа функционирующих горизонтальных клеток. При увеличении их количества возрастает число фоторецепторов, соединенных с одно ганглиозной клеткой, т. е. возрастает рецептивное поле. Это и обеспечивает при меньшей интенсивности светового раздражения. При увеличении освещенности число возбужденных горизонтальных клеток уменьшается, что сопровождается падением чувствительности.

При переходе от темноты к свету наступает времен­ное ослепление, затем чувствительность глаза постепенно снижается, т.е. происходит световая адаптация. Она свя­зана, главным образом, с уменьшением площади рецеп­тивных полей сетчатки.

Цветовое зрение (синонимы: цветоощущение, цветоразличение, хроматопсия) - способность человека различать цвет видимых объектов.

В основе цветового восприятия лежит свойство света вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения. Видимая часть спектра светового излучения образована волнами различной длины, которые воспринимаются глазом в виде семи основных цветов, выделяемых в зависимости от длины волны света в три группы. Длинноволновое световое излучение вызывает ощущение красного и оранжевого цвета, средневолновое - желтого и зеленого, коротковолновое - голубого, синего и фиолетового. Цвета разделяют на хроматические и ахроматические. Хроматические цвета обладают тремя основными качествами: цветовым тоном, который зависит от длины волны светового излучения; насыщенностью, зависящей от доли основного цветового тона и примесей других цветовых тонов; яркостью цвета, т.е. степенью близости его к белому цвету. Различное сочетание этих качеств дает большое разнообразие оттенков хроматического цвета. Ахроматические цвета (белый, серый, черный) различаются лишь яркостью. При смешении двух спектральных цветов с разной длиной волны образуется результирующий цвет. Каждый из спектральных цветов имеет дополнительный цвет, при смешении с которым образуется ахроматический цвет - белый или серый. Многообразие цветовых тонов и оттенков может быть получено оптическим смешением всего трех основных цветов - красного, зеленого и синего. Количество цветов и их оттенков, воспринимаемых глазом человека, необычайно велико и составляет несколько тысяч.

Цвет оказывает воздействие на общее психофизиологическое состояние человека и в известной мере влияет на его трудоспособность. Наиболее благоприятное влияние на зрение оказывают малонасыщенные цвета средней части видимого спектра (желто-зелено-голубые), так называемые оптимальные цвета. Для цветовой сигнализации используют, наоборот, насыщенные (предохранительные) цвета.

Физиология Ц. з. недостаточно изучена. Из предложенных гипотез и теорий наибольшее распространение получила трехкомпонентная теория, основные положения которой впервые были высказаны М.В. Ломоносовым в 1756 г., а в дальнейшем развиты Юнгом (Т. Young, 1802) и Гельмгольцем (Н. L.F. Helmholtz, 1866) и подтверждены данными современных морфофизиологических и электрофизиологических исследований. Согласно этой теории в сетчатке глаза имеется три вида воспринимающих рецепторов, расположенных в колбочковом аппарате сетчатки, каждый из которых возбуждается преимущественно одним из основных цветов - красным, зеленым или синим, однако в определенной степени реагирует и на другие цвета. Изолированное возбуждение одного вида рецепторов вызывает ощущение основного цвета. При равном раздражении всех трех видов рецепторов возникает ощущение белого цвета. В глазу происходит первичный анализ спектра излучения рассматриваемых предметов с раздельной оценкой участия в них красной, зеленой и синей областей спектра. В коре головного мозга происходит окончательный анализ и синтез светового воздействия. В соответствии с трехкомпонентной теорией Ц. з. нормальное цветоощущение называется нормальной трихромазией, и лица с нормальным Ц. з. - нормальными трихроматами.

Одной из характеристик цветового зрения является порог цветоощущения - способность глаза воспринимать цветовой раздражитель определенной яркости. На восприятие цвета оказывает влияние сила цветового раздражителя и цветовой контраст. Для цветоразличения имеет значение яркость окружающего фона. Черный фон усиливает яркость цветных полей, но в то же время несколько ослабляет цвет. На цветовосприятие объектов существенно влияет также цветность окружающего фона. Фигуры одного и того же цвета на желтом и синем фоне выглядят по-разному (явление одновременного цветового контраста). Последовательный цветовой контраст проявляется в видении дополнительного цвета после воздействия на глаз основного. Например, после рассматривания зеленого абажура лампы белая бумага вначале кажется красноватой. При длительном воздействии цвета на глаз отмечается снижение цветовой чувствительности сетчатки (цветовое утомление) вплоть до такого состояния, когда два разных цвета воспринимаются как одинаковые. Это явление наблюдается у лиц с нормальным Ц. з. и является физиологическим,

однако при поражении желтого пятна сетчатки, невритах и атрофии зрительного нерва явления цветового утомления наступают быстрее.

Нарушения Ц. з. могут быть врожденными и приобретенными. Врожденные расстройства цветового зрения наблюдаются чаще у мужчин. Они, как правило, стабильны и проявляются понижением чувствительности преимущественно к красному или зеленому цвету. В группу лиц с начальными нарушениями цветового зрения относят и тех, кто различает все главные цвета спектра, но имеет пониженную цветовую чувствительность, т.е. повышенные пороги цветоощущения. Согласно классификации Криса - Нагеля, все врожденные расстройства Ц. з. включают три вида нарушений; аномальную трихромазию, дихромазию и монохромазию. При аномальной трихромазии, которая встречается наиболее часто, наблюдается ослабление восприятия основных цветов: красного - протаномалия, зеленого - дейтераномалия, синего - тританомалия. Дихромазия характеризуется более глубоким нарушением Ц. з., при котором полностью отсутствует восприятие одного из трех цветив: красного (протанопия), зеленого (дейтеранопия) или синего (тританопия). Монохромазия (ахромазия, ахроматопсия) означает отсутствие цветового зрения или цветовую слепоту, при которой сохраняется лишь черно-белое восприятие. Все врожденные расстройства Ц. з. принято называть дальтонизмом, по имени английского ученого Дальтона (J. Dalton), страдавшего нарушением восприятия красного цвета и описавшего это явление. Врожденные нарушения Ц. з. не сопровождаются расстройством других зрительных функций и выявляются лишь при специальном исследовании.

Приобретенные расстройства Ц. з. встречаются при заболеваниях сетчатки, зрительного нерва или ц.н.с.; они могут наблюдаться в одном или обоих глазах, обычно сопровождаются нарушением восприятия трех основных цветов сочетаются с другими расстройствами зрительных функций. Приобретенные расстройства Ц. з. могут проявляться также в виде ксантопсии , эритропсии и цианопсии (восприятие предметов в синем цвете, наблюдающееся после удаления хрусталика при катаракте).

В отличие от врожденных нарушений, имеющих постоянный характер, приобретенные расстройства Ц. з. исчезают с устранением их причины.

Исследование Ц. з. проводят преимущественно лицам, профессия которых требует нормального цветоощущения, например занятых на транспорте, в некоторых отраслях промышленности, военнослужащих отдельных родов войск. С этой целью применяют две группы методов - пигментные с использованием цветных (пигментных) таблиц и различных тест-объектов, например кусочков картона разного цвета, и спектральные (с помощью аномалоскопов). Принцип исследования по таблицам основан на различении среди фоновых кружочков одного цвета цифр или фигур, составленных из кружков той же яркости, но другого цвета. Лица с расстройством Ц. з., различающие в отличие от трихроматов, объекты только по яркости, не могут определить предъявляемые им фигурные или цифровые изображения (рис. ). Из цветных таблиц наибольшее распространение получили полихроматические таблицы Рабкина, основная группа которых предназначена для дифференциальной диагностики форм и степени врожденных расстройств Ц. з. и отличия их от приобретенных. Существует также контрольная группа таблиц - для уточнения диагноза в сложных случаях.

При выявлении нарушений Ц. з. используют также стооттеночный тест Фарнсуорта - Мензелла, основанный на плохом различении цвета протанопами, дейтеранопами и тританопами в определенных участках цветового круга. От испытуемого требуется расположить в порядке оттенков ряд кусочков картона разного цвета в виде цветового круга; при нарушении Ц. з. кусочки картона располагаются неправильно, т.е. не в том порядке, в каком они должны следовать друг за другом. Тест обладает высокой чувствительностью и дает информацию о типе нарушения цветового зрения. Используется также упрощенный тест, в котором используют всего 15 цветных тест-объектов.

Более тонким методом диагностики расстройств Ц. з. является аномалоскопия - исследование с помощью специального прибора аномалоскопа. Принцип работы прибора основан на трехкомпонентности Ц. з. Сущность метода заключается в уравнении цвета двухцветных тестовых полей,