Участник:Миг/Зрение человека

Глаз человека (правый)

Физическая иллюзия. Соломинка кажется сломанной

Психологическая иллюзия — «Уткозаяц»

Физиологическая «иллюзия решётки»

Зрение человека (зрительное восприятие) — процесс психофизиологической обработки оптической информации от объектов окружающего мира, осуществляемый зрительной системой человека.

У человека, как и у других позвоночных, зрение обеспечивается двумя глазами. Глаз, как биологическое оптическое устройство проецирует изображение на сетчатке, там предварительно обрабатывает его и передаёт в мозг, который окончательно интерпретирует содержание зрительного образа, в соответствии с психологическими установками наблюдателя и его жизненным опытом.

Общие сведения

Различные аспекты зрения человека исследуют следующие науки: физики, оптики, химии, физиологии, психологии. На каждом этапе биологического восприятия изображения можно выделить:

• проектирование оптического изображения на сетчатку (фокальная поверхность глаза),
• обработка и передача информации в мозг с обратной связью,
• создание (субъективного) образа в мозгу и его запоминание.

Физиология зрения человека

Развитие зрительного аппарата

Эволюция зрительной системы

Видимый диапазон электромагнитныз волн занимает участок спектра, между ультрафиолетовым и инфракрасным диапазоном. Видимость — понятие чисто человеческое, такие лучи человек и многие представители мира животных воспринимают (видят) с помощью глаз. Кроме человека зрительной системой обладают многие обитатели Земли, которые ориентируются в пространстве прежде всего с помощью зрения; большинство из них в результате эволюции зрительной системы и всего природного мира так или иначе воспринимают цвета.

Цвет — один из множества световых и других раздражителей окружающей среды, воспринимаемых зрительной системой. с Cамым информативным участком спектра является видимый. И несмотря на то, что он очень узок — видимая область занимает участок всего лишь от 380 нм (или 0,38 миллионной доли метра) до 780 нанометров, — природа вынуждена была использовать его максимально полно. Не случайно она разукрасила его всеми цветами радуги.

Приходящие из космоса рентгеновские лучи задерживаются атмосферой. Организму они ни о чем сказать не могут.

Ультрафиолетовые (УФ) лучи частично доходят до земли. Эта часть спекра сильно рассеивается атмосферой, при этом они одинаково сильно поглощаются как живой, так и неживой материей. Для человека они принесли бы крайне мало полезной информации. В УФ части спектра все предметы выглядели бы тёмными. Видимо поэтому, человек, в отличие от некоторых насекомых, их не воспринимает.

Инфракрасные (ИК) лучи для жизнедеятельности организма так-же малоинформативны. Они позволили бы человеку различать, например, различные виды белков, но это не столь важно. Ещё одна особенность, ИК лучи приходят на землю от нашего светила — Солнца. Частично они поглощаются атмосферой, при этом спектральный состав дошедших до земли лучей зависит от её состояния и беспрерывно меняется. Изменения погоды привели бы к тому, что цвет предметов беспрерывно менялся, и вряд ли организм сумел бы разобраться в этом хаосе.

Иначе обстоит дело с видимой областью спектра. Это информация о том, спелые плоды или нет, можно ли их съесть или следует воздержаться? То есть, это большая часть необходимой живому организму информации. Света достаточно, атмосфера его почти не поглощает, а его спектральный состав в течение дня почти не меняется. Красный плод остается красным весь день и даже на следующий. Свет — это привязка к источнику жизни, к Солнцу.

Итак, самым информативным участком спектра является видимый. Но так как он очень узок — видимая область занимает участок всего лишь от 380 нанометров (или 0,38 миллионной доли метра) до 780 нанометров, — природа вынуждена была использовать его максимально полно. Для этого она разукрасила его всеми цветами радуги.

У приматов (и человека) мутация вызвала появление колбочек — фоторецепторов, чувствителных к основным спектральным лучам света RGB — цвету (см. Участник:Миг/Цветное зрение у человека). Это было вызвано расширением экологической ниши млекопитающих, переходом части видов к дневному образу жизни.

В глазу человека содержатся три типа светочувствительных клеток, участвующих в цветовом зрении глаза:

• Экстерорецепторы палочки,
• Экстерорецепторы колбочки (колбочки и палочки расположены в фокальной поверхности сетчатки), расположенные в фокальной поверхности сетчатки;
• Экстерорецепторы ipRGC, расположенные в ганглиозном слое сетчатки.

В фоторецепторах сетчатки происходит первичное восприятие не цветногооптического изображения (контурное, рецепторный уровень), его частичная обработка, и передача сигналов в зрительные отделы головного мозга (нейронный уровень, цветной), где происходит окончательное формирование оптического изображения — образов.

Высоко чувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветовое зрение. Ганглиозный слой, содержащий фоторецепторы ipRGC, связанные с колбочками, палочками и мозгом преобразуют фотоны (частицы света) в нервные импульсы, поступающие в мозг, причем импульсы из правого глаза идут в левое полушарие мозга, и наоборот, из левого глаза импульсы идут в правое полушарие головного мозга.

Цветовосприятие у людей в силу ряда факторов несколько различно; оно может меняться в зависимости от характера освещения, а также в силу других причин (возраст, интоксикация, наследственные заболевания).

Несмотря на широко распространенное убеждение, что цветовое зрение — редкость у млекопитающих, большинство которых якобы видит только оттенки серого, судя по накапливающимся фактам, многие виды, включая домашних кошек и собак, все же, хотя бы в некоторой степени, различают и цвета. Цветовое зрение, вероятно, наиболее развито у приматов, но известно также у лошади, жирафа, виргинского опоссума, нескольких видов белок и многих других зверей.

Теории цветового зрения

На сегодняшний день существует несколько теорий системы цветового восприятия.

Теорию трихроматизма цветового зрения (или трёхкомпонентную) впервые высказал ещё в 1756 году великий М. В. Ломоносов, когда он писал «о трёх материях дна ока».

В 1802 году, спустя пол столетия после Ломоносова, Томас Юнг предположил, что в глазу человека имеются три типа чувствительных к цвету рецепторов-приёмников, каждый из которых чувствителен соответственно к красной, фиолетовой и зелёной области спектра.

Ещё пол столетия спустя (1853 г.) гипотезу Т. Юнга развил немецкий учёный Г. Гельмгольц, немецкий биолог и физик, который, впрочем, не упоминает известной работы Ломоносова «О происхождении света», хотя она была опубликована и кратко изложена на немецком языке. Гельмгольц сделал вывод, что для получения цветов требуется 4 или более основных цветов. Позже он предположил достаточность всего трёх основных механизмов исходя из предположения о том, что они обладают спектральной чувствительностью в широком, частично перекрывающемся диапазоне. Согласно предположениям его гипотезы в сетчатке глаза человека должны быть три вида колбочек, максимум чувствительности которых приходится на красный, зелёный и синий участок спектра, то есть соответствуют трём «основным» цветам. Правда эта гипотеза не может объяснить ни механизм обработки сигналов, ни постоянство ощущения цвета (константность цвета) при изменении спектрального состава источника света. Мы в состоянии различить по меньшей мере четыре качественно разных цветовых ощущения, а именно красного, жёлтого, зелёного и синего цветов (а с учётом белого - пять). Ни одно из этих цветоощущений, взятое в отдельности, не похоже на другое. Поэтому возникает вопрос: как могут пять психологически разных первичных цветов сочетаться с тремя физиологическими процессами?

Жировые капельки определяют классификацию фоторецепторов колбочек цыпленка.

На все эти вопросы в настоящее время сторонники признанной в настоящее время во всём мире трёх- и более компонентной теории цветного зрения на базе экспериментов с применением современного флюоресцентного наноскопа сумели инденсифицировать и получить необходимую информацию о работе экстерорецепторов сетчатки.. Удалось рассмотреть механизм работы живых колбочек и палочек в сечениях сетчатки в цвете, в трёхмерном измерении на мониторе, рассмотреть и исследовать полученные данные топографии сетчатки. На примере гистологического исследования сетчатки цыплёнка были использованы цветные нефтяные капельки во внутренней доле фоторецепторов колбочек, чтобы иденфицировать и охарактеризовать пространственное распределение пяти функциональных классов колбочек цыпленка. Найдено, что каждый тип колбочки выстраивается в виде регулярной мозаики с характерным интервалом между колбочками одного типа (цвета). Все пять мозаик колбочек показывают высокую степень топологического и геометрического построения, и пространственную независимость их друг от друга. Важно, что все типы колбочек используют одинаковый зависимый от плотности расположения критерий для измерения интервала между собой. Например, в центральной части сетчатки — в жёлтом пятне мозаика в виде блоков содержит преимущественно колбочки (воспринимающие фиолетовые, синие, зелёные и красные лучи света) с высокой плотностью упаковки. В периферийной части сетчатки мозаики расположение фоторецепторов состоит из блоков преимущественно из палочек и двойных колбочек, которые обеспечивают движение, зрение в условиях низкого освещения, где клетки увеличены и содержат большее количество равномерно распределённых фоторецепторов палочек и колбочек. (См. Цветное зрение у птиц.

В 1870 году немецкий физиолог Эвальд Геринг сформулировал так называемую оппонентную гипотезу цветового зрения, известную также как теория обратного процесса. Он опирался не только на существование пяти психологических ощущений, описанных выше, но также и на тот факт, что они по-видимому, действуют в противоположных парах, одновременно дополняя и исключая друг друга. Геринг постулирует наличие трёх типов противоположных пар процессов реакции на чёрный и белый, жёлтый и синий, красный и зелёный цвета.

Теория Геринга выдвигает на первый план психологические аспекты цветового зрения. Модель Геринга хорошо объяснила например «отрицательные» последовательные образы, но оставались и вопросы. Во-первых: пять разных типов светоприёмников в глазу — многовато. К тому же, зачем жёлтый рецептор, если жёлтый цвет получается смешением сигналов «красного» и «зелёного»? Во-вторых, почему противоположные жёлтый и синий дают белый цвет, а противоположные красный и зелёный — жёлтый? Однако, в настоящее на базе гистологических исследования эта проблема решена.

Интересную модель создал голландский ученый П. Уолравен. Он предположил, что в сетчатке человека должны присутствовать три типа колбочек, причём сигналы «красной» и «зелёной» колбочек делятся на три, а «синей» — на две части. Одна часть сигналов трёх колбочек поступает на суммирующий узел, образуя яркостный сигнал. По одной части сигнала «красной» и «зелёной» колбочек подается на второй сумматор, на выходе которого получается жёлтый сигнал. Теперь имеются четыре сигнала: красный, зелёный, жёлтый и синий. Из них образуются два сигнала двух противоположных пар: красно-зелёной и жёлто-синей. Эту модель можно было бы назвать «телевизионной» — так как она в общих чертах копирует механизм формирования цветовых сигналов в телевидении. Модель П. Уолравена, в общих чертах увязала четырёх- и трёхкомпонентную гипотезы. Позже эту же модель цветовосприятия описали Давид Хьюбл (David H.Hubel) и Торстен Вайзел (Torsten N.Wiesel), (получившие Нобелевскую премию 1981 года за работы, касающиеся принципов переработки информации в нейронных структурах и механизмов деятельности головного мозга). Они предположили, что мозг получает информацию вовсе не о красном (R), зелёном (G) и синем (B) цветах (теория Юнга - Гельмгольца), а о разнице яркости белого (Yмах) и черного (Yмин), разнице зелёного и красного цветов (G-R), разнице и синего и жёлтого цветов (B-yellow), при этом, жёлтый цвет (yellow=R+G) есть сумма красного и зелёного цветов, а R, G и B — яркости цветовых составляющих — красного, зелёного, и синего. В итоге получена система уравнений — Кч-б=Yмах-Yмин; Кgr=G-R; Кbrg=B-R-G, где Кч-б, Кgr, Кbrg — функции коэффициентов баланса белого для любого освещения. Но эти предположения не могли объяснить механизм цветовосприятия, они касались только способа передачи сигналов от рецепторов в мозг. В этой теории всю обработку информации также относили исключительно к работе головного мозга.

Однако в любом случае рассматривается трёхкомпонентная теория восприятия цвета, которая близко подошла к утверждению, которое подводит нас к механизму трёхкомпоного восприятия цвета, когда соглвсно линейному виду математического обоснования, зрительная система на базе физических величин цветности, получаемых тремя фотосенсорами колбочками, например, RGB на основе оппонентности формирует в любом случае конечные сигналы на базе трёх предварительно трансдукцированных отобранных сигналов RGB в блоке колбочек. Здесь важно заметить, на основе которых «биологическая» АЦП предварительно сравнивая формирует наиболее яркие выходные конечные сигналы, поступающие в головной мозг.

Фиг.К; Фигура «синей» колбочки сетчатки примата при электронной микроскопии и её связи с ячейками ганглиозного слоя сетчатки.

Нелинейная двухкомпонентная теория цветного зрения — теория 1975 С.Ременко, концепция и модель, которая по мнению создателя должна отражать сущность процессов зрительного восприятия. Однако, теория сформулмрована, смоделиована на модели глаза (колориметре) с применением фототранзисторов, без учёта работы мозга и все полученные данные (например, в цветном зрении учствуют только блок из палочка+колбочка), что противоречат полученным результам с приенением научного моделирования процесса зрения на базе живых клеток с применением неразрушающей микроскопии, а также не может раскрыть целый ряд признанных и доказанных гипотез. (Например, см. Лаборатория Р.Е.Марка и др.)

Кстати, еше в 1966 году (см. Фиг.К) на снимках рентгеноскопии сетчатки глаза учёным Р.Е.Марком (см. Лаборатория Р.Е.Марка)просматривается независимость работы палочек и колбочек, что последующие исследования с этим согласуются. Например, мозаика блоков сетчатки с системами, например, три-, четырехроматизма (три или четыре колбочки) без участия палочек и др. .В силу этого нелинейная теория С.Ременко является не перспективной и не нашла признания в научном мире.

Принципиальная схема цвветного зрения человека, приматов трихроматизма с оппонентным отбором основных цветов предметной точки в условиях ретиномоторной реакции фоторецепторов в блоках колбочек RGB

Таким образом, спустя более 25 лет учёным удалось впервые увидеть четыре одинарные колбочки и одну сдвоенную колбочку в цвете в трёхмерном измерении на мониторе в нужном масштабе. (cм. Цветное зрение у птиц). При этом получено, что колбочки воспринимают и формируют раздельно лучи спектра: синие, зелёные, красные и дополнительно фиолетовые, которые человек не воспринимает. Что и ожидалось, палочки преимущественно работают в диапазоне серых цветов (в условиях слабого освещения и др.) При этом, учитывая, что острота зрения птиц на порядки выше, чем у человека, сразу отпадает утверждение о наличии и достаточности одной колбочки при восприятии цвета и влиянии хроматической аберрации. Даже, как полагают учёные, имеющаяся у птиц пятая сдвоенная колбочка (около 45-47%), участвует для регуляции движения. Далее, проведенное исследование живой сетчатки в разрезе, где видны колбочки и палочки, дали возможность получить топографию расположения ячеек колбочек и палочек. Получено, что колбочки и палочки образуют мозаичную структуру сетчатки с блоками, содержащими колбочки (палочки), воспринимающих самостоятельно монолучи, фиолетовые, синие, зелёные, красные, аналогично фотосенсору. (Но в отличие от него, природой создана более уникальная система отбора яркости на базе оппонентности работы системы ячеек мембраны, которые в режиме оппонентности, сравнения отбирают один из двух противоположных более яркий, энергонасыщенный сигнал). Т.е. биологическая оптическая система глаза построена так, что все её фоторецепторы (колбочки, палочки) (или пикселы) находятся на сетчатке, на фокальной поверхности в виде сферы (не плоскости) и при фокусировании падающие диспергированные лучи улавливаются мембранами ячеек фоторецепторов, которые расположены в блоках в виде мозаики по три, четыре, пять и т.д. фоторецептров, а возможно и двух блоков просто с 3-мя, 4-мя и т.д. колбочками, палочками, воспринимающие и обрабатывающие фотоны основных цветов (но оппонентно) . При этом фокусирующиеся предметные точки со своими диспергированными кружками нерезкоти, каждый из которых имеет, например, цвета синий, зелёный, красный и другие, расположенные вдоль оси фокусировки. И все кружки накрывают блок, например, из трёх колбочек размером 7-9мкм.

Вопрс, как из всех кружков нерезкости выделить три самые яркие цвета, например, синий, зелёный, красный? Как глазу удается одну предметную «точку» с тремя или более диспергированными лучами света, сфокусированными на разной высоте, воспринять тремя и более колбочками всю полноту несущей энергией фотонов этих лучей.

В данном случае взяв за основу строение колбочки, которая имеет внешнюю и внутреннюю мембраны, разделённых ресничками, и где находятся фотопигменты кон-опсины — разновидности йодопсинов, реагирующие на красные, зелёные,синие лучи. При этом диспергированные лучи предметной точки фокусируются на мембранных пластинках в мембране высотой 50мкм , где каждый сфокусированный цветовой луч (кружок нерезкости) вызывает обесцвечивание пигмента в соответствующей пластине внешней мембраны колбочки. Фотопигмент реагирует на свою длину волны. Т.е. каждый блок колбочек в результате оппонентного отбора трансдукцирует один наиболее яркий сигнал трёх колбочек блока, который через синапсы попадает в мозг. (Образование биосигнала, его трансдукция и работа любого фотопигмента фоторецепторов аналогична как на примере родопсина, с разницей вида пигмента и длины волны луча света (цвета), на который он реагирует, см. Белок и передача зрительных биосигналов, Механизмы зрительных процессов с участием опсинов).

Следует принять, что в процессе цветного зрения участвуют фоторецепторы, открытые в 2007 году — ipRGC. Они связаны нервными волокнами с кролбочками, палочкамии и мозгом и участвуют совместно в процессе создания первичного оптического изображения (не цветного) на фокальной поверхности сетчатки с последующей его передачей в зрительные отделы головного мозга (обратная связь). Естественно, что в 1975 году С.Ременко это не мог применить и использовать, так как в то время не были известны все последние достижения науки в области зрительной системы. Его нелинейная теория цветного зрения с системой «палочка+колбочка» на базе фототранзисторной модели глаза (колориметра) не нашла применения на практике, т.к. не смогла объяснить целый ряд проблем в области болезней глаза, цветного зрения и др. Она не нашла широкого признания. (См. Современная теория восприятия света и цвета, Цветное зрение у птиц, Трёхкомпонентная теория цветного зрения, Математика цветного зрения).

Бинокулярное зрение

Бинокулярное зрение у человека, как и у других млекопитающих, а также птиц и рыб, обеспечивается наличием двух глаз, информация от которых обрабатывается сначала раздельно и параллельно, а затем синтезируется в мозгу в зрительный образ.

Благодаря тому, что поля зрения обоих глаз человека и высших приматов в значительной мере пересекаются, человек способен лучше, чем многие млекопитающие, определять внешний вид и расстояние (тут помогает также механизм аккомодации) до близких предметов в основном за счёт эффекта стереоскопичности зрения. Однако поля зрения обеих глаз у многих птиц (например у кур), пересекается довольно мало, поэтому способ восприятия объёма предметов у курицы и человека сильно различается.

Стереоскопическое зрение

У многих видов, образ жизни которых требует хорошей оценки расстояния до объекта, глаза смотрят скорее вперёд, нежели в стороны. Так, у горных баранов, леопардов, обезьян обеспечивается лучшее стереоскопическое зрение, которое помогает оценивать расстояние перед прыжком. Человек также имеет хорошее стереоскопическое зрение.

Стереоскопический эффект сохраняется на дистанции приблизительно 0,1-100 метров (Разный у разных индивидуумов).

Ведущий глаз

Глаза человека несколько различаются, поэтому выделяют ведущий и ведомый глаз. Определение ведущего глаза важно для охотников, видеооператоров и лиц других профессий. Если посмотреть через отверстие в непрозрачном экране (дырочка в листе бумаги на расстоянии 20-30 см.) на отдалённый предмет, а затем, не смещая голову поочередно закрыть правый и левый глаз, то для ведущего глаза изображение не сместится.

Основные свойства зрения

Световая чувствительность человеческого глаза

Световая чувствительность оценивается величиной порога светового раздражителя.

Человек с хорошим зрением способен разглядеть ночью свет от свечи на расстоянии нескольких километров. Однако световая чувствительность зрения многих ночных животных (совы, грызуны) гораздо выше.

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 10⁹ эрг/с, что эквивалентно нескольким квантам.

Чувствительность глаза зависит от полноты адаптации, от интенсивности источника света, длины волны и угловых размеров источника, а также от времени действия раздражителя. Чувствительность глаза понижается с возрастом из-за ухудшения оптических свойств склеры и зрачка, а также рецепторного звена восприятия.

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, или на 12 порядков яркости!. Механизм такого широкого диапазона чувствительности кроется в разложении и восстановлении фоточувствительных пигментов в фоторецепторах сетчатки — колбочках и палочках.

Острота зрения

Способность различных людей видеть большие или меньшие детали предмета с одного и того же расстояния при одинаковой форме глазного яблока и одинаковой преломляющей силе диоптрической глазной системы обусловливается различием в расстоянии между чувствительными элементами сетчатки и называется остротой зрения.

Бинокулярность

Рассматривая предмет обоими глазами, мы видим его только тогда одиночным, когда оси зрения глаз образуют такой угол сходимости (конвергенцию), при котором симметричные отчётливые изображения на сетчатках получаются в определённых соответственных местах чувствительного жёлтого пятна (fovea centralis). Благодаря такому бинокулярному зрению, мы не только судим об относительном положении и расстоянии предметов, но и воспринимаем впечатления рельефа и объёма.

Бинокулярость может нарушаться при косоглазии и некоторых других заболеваниях глаз. При сильной усталости может наблюдаться временное косоглазие, вызванное отключением ведомого глаза.

• См. также Бинокуляр, Стереоскоп.

Контрастная чувствительность

Контрастная чувствительность — способность человека видеть объекты, слабо отличающиеся по яркости от фона. Оценка контрастной чувствительности производится по синусоидальным решеткам. Повышение порога контрастной чувствительности может быть признаком ряда глазных заболеваний, в связи с чем его исследование может применяться в диагностике.

Адаптация зрения

Приведенные выше свойства зрения тесно связаны со способностью глаза к адаптации. Адаптация происходит к изменениям освещённости (см. темновая адаптация), цветовой характеристики освещения (способность воспринимать белые предметы белыми даже при значительном изменении спектра падающего света, см. также Баланс белого).

Адаптация проявляется также в способности зрения частично компенсировать дефекты самого зрительного аппарата (оптические дефекты хрусталика, дефекты сетчатки, скотомы и пр.)

Психология зрительного восприятия

Зрительный аппарат — глаза и проводящие пути — настолько тесно интегрирован с мозгом, что трудно сказать, где начинается та или иная часть процесса переработки зрительной информации.

В зависимости от ситуации, человек способен «видеть» предметы, частично скрытые от глаза, например, частой решёткой. В течение одной-двух недель человек полностью адаптируется к «перевёрнутому изображению мира», создаваемому специальными призматическими очками.

Дефекты зрения

Самый распространённый дефект зрения — нечёткая, неясная видимость близких или удалённых предметов, вызванная изменениями в хрусталике (близорукость, дальнозоркость, катаракта). Слепота - полное отсутствие зрения; иногда используется термин практическая слепота - состояние, при котором человек не может пользоваться зрением, различая лишь свет и тьму.

Неполная и полная потеря зрения

Для определения степени потери зрения: неполной или полной потери зрения используются различные шкалы. В зависимомсти от причин степени потери зрения в настоящее время рамки оценок значительно расширены.

Наиболее уязвимой частью степени потери зрения являются вопросы ухудшения или потери вообще зрения, преимущественно связанные с сетчаткой глаза. Принятые понятия слепоты в настоящее время заменяются понятиями степени потери зрения.

Дефекты хрусталика

Дальнозоркость

Видимость предметов меняется с возрастом человека: десятилетний ребёнок видит хорошо предмет не ближе 7 см, в 45 лет — 33 см, а в 70 лет необходимы очки для рассматривания близких предметов. Так в течение жизни падает способность хрусталика менять свою кривизну, развивается дальнозоркость.

Близорукость

Другой дефект зрения — близорукость (миопия). Развивается близорукость от длительного напряжения зрения, связанного с недостатком освещения. Установлено, что в младших классах близоруких немного, но их становится больше в средних и старших классах. Чаще всего близорукость развивается к 16—18 годам.

Близорукость почти никогда не развивается у людей, ведущих образ жизни, требующий наблюдения отдалённых предметов (моряки и др.).

Дефекты близорукости и дальнозоркости могут быть преодолены с помощью очков.

Астигматизм

Данный дефект зрения связан главным образом имеющимися повышенными хроматическими аберрациями оптической системы глаза (роговица + хрусталик) в силу недостаточной коррекцией кривизны хрусталика и роговицы при настройке зрительной системы на разноудалённые объекты, а также с ненормальным градиентом изменения твердости к периферии хрусталика и роговицы, способствуюший созданию разной величины показателей преломления. Т.е. связан с нарушением формы и твёдости хрусталика или роговицы, что в результате человек теряет способность одинаково хорошо видеть по горизонтали и вертикали, начинает видеть предметы искажёнными, в которых одни линии чёткие, другие — размытые др. Его легко диагностировать, рассматривая одним глазом лист бумаги с тёмными параллельными линиями — вращая такой лист, астигматик заметит, что тёмные линии то размываются, то становятся чётче.

У большинства людей встречается врождённый астигматизм до 0.5 диоптрий, не приносящий дискомфорта.

Всё это компенсируется очками с цилиндрическими линзами, имеющими различную кривизну по горизонтали и вертикали и контактными линзами, (жёсткими или мягкими торическими), также, как и очковыми линзами, имеющими разную оптическую силу в разных меридианах.

Дефекты сетчатки

Дальтонизм

Если в сетчатке глаза отсутствует один из зрительных пигментов, то человек не может «правильно» (то есть «как все») воспринимать цвета предметов во всём их богатстве. Такой недостаток зрения был назван дальтонизмом — по имени английского учёного Джона Дальтона, который сам страдал таким расстройством цветного зрения и впервые описал его. Есть «цветнослепые» на красные тона, на зелёные, и на сине-фиолетовые цвета. Более редко встречается парная, или даже полная цветовая слепота.

Чаще всего встречаются люди, которые не могут отличить красный цвет от зелёного. Эти цвета они воспринимают как серые тона.

Дальтонизм неизлечим, передаётся по наследству (сцеплен с Х-хромосомой). Иногда он возникает после некоторых глазных и нервных болезней.

Дальтоников не допускают к вождению транспорта. Очень важно хорошее цветоощущение для моряков, лётчиков, химиков, художников, поэтому для некоторых профессий цветовое зрение проверяют с помощью специальных таблиц.

Скотома

Рис.2, Бионический глаз при абсолютной скотоме

Скотома — (от греч. skotos — темнота) — пятнообразный дефект в поле зрения глаза, вызванный заболеванием в сетчатке, болезнями зрительного нерва, глаукомой. Это участки (в пределах поля зрения), в которых зрение существенно ослаблено, или отсутствует.

Иногда скотомой называют слепое пятно — область на сетчатке, соответствующая диску зрительного нерва (т. н.физиологическая скотома).

• Абсолютная скотома (absolute scotomata) — участок, в котором зрение отсутствует.
• Относительная скотома (relative scotoma) — участок, в котором зрение значительно снижено.

Предположить наличие скотомы можно самостоятельно проведя исследование с помощью теста Амслера.

Способы улучшения и восстановления зрения

Стремление улучшить зрение связано с попыткой преодолеть как дефекты зрения, так и его естественные ограничения.

В зависимости от характера и причин нарушения зрения для коррекции дефектов зрительного восприятия используют различные технические приспособления, специальные упражнения, а также несколько видов оперативного вмешательства (микрохирургия, имплантация хрусталика, лазерная коррекция зрения и др.).

Восстановление зрения при определённых формах слепоты в некоторых случаях стало возможным лишь в конце ХХ века (см. Бионический глаз).

Инструментальные методы улучшения зрения

Коррекция недостатков зрения обычно осуществляется с помощью очков.

Для расширения возможностей зрительного восприятия используют также специальные приборы и методы:

• Микроскопия
• Телескоп

Хирургическая коррекция

Восстановление зрения при слепоте

Эта методика связана с последними достижениями в области хирургии глаза, когда учёным и хирургам удалось вмешаться в сетчатку глаза с частично или полностью деградировавшими рецепторами сетчатки (колбочки и палочки). Например, успешно проведены операции по внедрению электронного фотосенсора в сетчатку человеческого глаза, при этом электроды оказались способны контактировать с окончаниями зрительных нервов, для передачи зрительных сигналов в мозг.

Методы тренировки зрения и альтернативная медицина

Широко пропагандируются специальные упражнения для коррекции близорукости и дальнозоркости (методы Шичко, Бейтса, Норбекова и т. д.). Несмотря на определённые успехи, не завершено детальное обоснование методик, недостаточно данных о границах применимости методов (возрастные и диагностические ограничения эффективности и применимости методик). Чаще всего эти эффективность методов ограничивается улучшением работы цилиарной мышцы глаза, что позволяет скорректировать сферические дефекты от 0,5 D до 2 D. Астигматизм не поддаётся коррекции этими методами, а длительное отсутствие тренировок — вновь приводит к падению остроты зрения.

• Система Бейтса
• Система Норбекова

Отделение сетчатки от её апикальной поверхности

Рис.1.

Сетчатка глаза твердо присоединена к апикальной поверхности, относящейся к сетчатке глаза пигментированного эпителия, или RPE (см. ранние секции глаза, относящиеся к анатомии сетчатки глаза). Когда сетчатка отделена от ее нормального положения, соединенного к поверхности RPE, это, как говорят, «отделено». Это отслоение создает патологическое, заполненное жидкостью место между нервной сетчаткой и относящимся к сетчатке глаза пигментированным эпителием. Это также создает большее расстояние между фоторецепторами и их единственным кровоснабжением, хориоидальным обращением.

Рис. 1. Рисунок уместных относящихся к сетчатке глаза типов клеток. Кровеносные сосуды choriocapillaris лежат смежные с RPE, напротив сетчатки. Сокращения, используемые всюду по этой главе. RPE = относящийся к сетчатке глаза пигментированный эпителий, РОТ =photoreceptor внешние доли; R = палочка, C = колбочка; RPE = относящийся к сетчатке глаза пигментированный эпителий; ONL = внешний ядерный слой, OPL = внешний сетевидный слой, RB = биполярные клетки колбочки atB = терминал аксона B-типа горизонтальная ячейка (ЖЕСТКАЯ КОСТНАЯ ЧЕРНЬ),IPL = внутренний сетевидный слой, GCL = слой ячейки нервного узла, М. = ячейки Muller, = astrocytes.

См. также

• Особенности зрительного восприятия человека:
  • Поле зрения
  • Бинокулярное зрение
  • Цветное зрение
  • Психология восприятия цвета, Психология зрительного восприятия, Оптические иллюзии
  • Эйдетизм — «зрительная память»
  • Оптические иллюзии
  • Зрительные иллюзии
• Корректировка дефектов зрения:
  • Очки, там же — о выборе очков
  • Контактные линзы
  • LASIK — лазерная коррекция зрения
  • Система Норбекова
• Прочее по теме Зрение человека:
• Эффект Трокслера
• Аномалоскоп
• Свет
• Цвет

Литература

• Р. Грегори. Разумный глаз М., 2003
• Грегори Р. Л. Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия. М., 1970

Ссылки

• Советы врача: Как улучшить зрение

1. перенаправление шаблон:цвета радуги