Особенности восприятия человека. Зрение

Необычные и интересные факты о глазах и зрении человека являются самыми интересными медицинскими фактами – с помощью глаз человек воспринимает до 80% информации, получаемой извне.

Самый необычный и интересный факт про глаза и зрение состоит в том, что человек видит окружающий мир не глазом, а мозгом, функцией глаза является исключительно сбор необходимой информацию об окружающем мире со скоростью 10 единиц информации в секунду. Собираемая глазами информация передается в перевернутом виде (данный факт был впервые установлен и исследован в 1897 году американским психологом Джорджем Стреттоном (George Malcolm Stratton) и называется инвертирование) через оптический нерв в головной мозг, где в зрительной коре анализируется мозгом и визуализируется в завершенной форме.

Размытое или нечеткое зрение нередко вызвано не проблемами глаз, а затрудненностью восприятия зрительной корой головного мозга.

Человек – единственное существо на планете, имеющее белки.

Человеческий глаз содержит два рода клеток – и . Колбочки видят при ярком освещении и различают цвета, чувствительность палочек чрезвычайно мала. В темноте палочки способны приспособиться к новой обстановке, благодаря им у человека появляется ночное зрение. Индивидуальная чувствительность палочек каждого человека позволяет видеть в темноте в разной степени.

Один глаз содержит 107 миллионов клеток, все они чувствительны к свету.

В глазной впадине видно лишь 16% яблока.

Глазное яблоко взрослого человека составляет в диаметре ~24 миллиметра, вес – 8 грамм. Интересный факт: данные параметры одинаковы практически у всех людей. В зависимости от индивидуальных особенностей строения организма они могут различаться на доли процента. У новорожденного ребенка диаметр яблока ~18 миллиметров при весе ~3 грамма.

Извивающиеся частички в глазах именуются плавающими помутнениями. Плавающие помутнения – тени, отбрасываемые на сетчатку микроскопическими нитями белка.

Радужная оболочка глаз человека содержит 256 уникальных характеристик (отпечатки пальцев – 40) и повторяется у двух людей с вероятностью 0,002%. Используя данный интересный факт, таможенные службы Великобритании и США приступили к внедрению в службах паспортного контроля идентификацию по радужной оболочке.

Когда на зрение ложатся существенные нагрузки, наступает общее переутомление организма, равносильное стрессу . Вследствие переутомления развиваются необычно сильные (острые) головные боли, возникает ощущение усталости.

Витамин A (бета-каротин), содержащийся в моркови, важен для здоровья в целом, при этом прямая связь между употреблением овоща и улучшением зрения отсутствует . Начало веры в полезности моркови для зрения было положено англичанами во Вторую мировую войну, когда был изобретен новейший авиационный радар, позволявший британским летчикам эффективно обнаруживать немецкие самолеты в темное и ночное время суток. Для того чтобы скрыть существование данной технологии, командование британских военно-воздушных сил (Royal Air Force, RAF) распространило интересную для противника дезинформацию о том, что английские летчики обнаруживают ночью самолеты, благодаря употреблению моркови: применение морковное диеты улучшало зрение пилотов.

Узкая одежда оказывает отрицательное влияние на зрение человека. Узкая одежда затрудняет кровообращение, что сказывается на всех органах, включая глаза.

Самый простой способ проверить свое зрение – в ночное время найти на небе созвездие Большой Медведицы. Если в ручке ковша созвездия рядом со средней звездой удастся увидеть небольшую звездочку – зрение следует считать нормальной остроты.

Интересные факты о зрении известных людей

Популярные люди, актеры и политики, несмотря на достаток и успех, не всегда имеют хорошее зрение. В отдельных случаях, имея идеальное зрение, подчеркивают, что оно недостаточно хорошее. Мы собрали для Вас наиболее необычные, курьезные и интересные факты о зрении известных людей.

Например, третий президент компании Эли Лилли (ведущий мировой производитель лекарств для больных и больных), при котором фирма добилась колоссальных успехов и вошла в десятку крупнейших фармацевтических компаний планеты, был единственными представителем семьи Лилли, отличавшимся слабым зрением, носившим очки.

Повязка на глазу Нельсона

Интересный факт из истории о глазах великого британского адмирала Горацио Нельсона (Horatio Nelson). Нельсон действительно был ранен в правый глаз (при осаде крепости Кальви в 1794 году), и практически перестал им видеть, однако внешне глаз не был поврежден, необходимость носить повязку полностью отсутствовала. Интересно, что на всех прижизненных портретах Нельсон изображен без повязки на глазу, которая появилась на его изображениях и в киновоплощениях после его смерти . По замыслу авторов – повязка на глаз должна была подтвердить зрителю факт, что Нельсон был сильным, волевым и мужественным человеком.

Впервые адмирал Нельсон был представлен с повязкой на правом глазе в фильме режиссера Александра Корда «Леди Гамильтон» (1941 год), с Лоуренсом Оливье в заглавной роли.

Факт о взгляде Распутина

Известный исторический факт: Григорий Ефимович Распутин, фаворит семьи царя Николая II, тренировал глаза, добиваясь выразительности взгляда. По признанию окружающих, олицетворением жесткости и силы Распутина был именно «тяжелый», гипнотизирующий взгляд, благодаря которому Распутин утверждал свою власть при общении с людьми.

Интересных фактов об британско-американской актрисе Элизабет Роузмонд Тейлор достаточно много. Элизабет Тейлор была первой в истории Голливуда женщиной, трижды удостоенной престижной кинопремии «Оскар», а также первой в истории кинематографа актрисой, получившей гонорар за участие в фильме в размере одного миллиона долларов. Но нам наиболее интересен факт о глазах Тейлор: актриса обладала двойным рядом ресниц. Данная интересная аномалия называется дистихиаз (distichiasis ). Аномалия, при которой фиксируется факт появления дополнительного ряда ресниц позади ресниц нормально растущих, обычно является следствием генетической мутации. В некоторых случаях ресницы врастают прямо в роговицу.

Жизненный цикл ресницы составляет не более пяти месяцев, после чего она, погибая, выпадает. На верхнем и нижнем веке глаза человека – 150 ресниц.

Американский актер, режиссер, продюсер, сценарист, трехкратный номинант на премию «Оскар» Джонни Депп практически слеп на левый глаз и близорук на правый. Данный интересный факт о собственном зрении актер сообщил в интервью журналу «Rolling Stone» в июле 2013 года. Со слов Джонни Деппа, проблемы со зрением его преследуют с позднего детского возраста, примерно с пятнадцати лет.

Именно данным интересным фактом объясняется причина, по которой большинство героев Деппа имеют проблемы со зрением и носят очки.

Факт о глазах Джулии Робертс

В 2001 году в интервью журналу «Playboy» американская киноактриса Джулия Робертс сообщила читателям интересный факт о своих глазах: когда она нервничает, из ее левого глаза текут слезы.

Факт об очках Тимошенко

Известный украинский политик, государственный деятель, бывший премьер-министр, а по факту, руководитель Украины Юлия Владимировна Тимошенко носит очки. При этом у Юлии Тимошенко отличное зрение, ни дальнозоркостью, ни близорукостью она не страдает. Факт ношения очков в данном случае объясняется соблюдением имиджа.

Интересный факт о зрении Президента республики Беларусь Александра Григорьевича Лукашенко. У Президента республики Беларусь дальнозоркость составляет 2,5 диоптрии, при этом не существует ни одной официальной фотографии, на которой белорусский лидер был бы запечатлен в очках (за исключение солнцезащитных), данный интересный факт о зрении Александра Лукашенко официально никак не афишируется. Главнокомандующий Вооруженных сил союзного государства прекрасно обходится без очков, является превосходным стрелком. О существовании дальнозоркости зрения Александра Лукашенко можно косвенно предположить по интересным видео фактам: Президент без труда читает тексты, находящиеся достаточно далеко от глаз, с полной уверенностью обращается с оружием. Совершенно очевидно, что оптический прицел, при стрельбе, ему абсолютно не нужен.

Факты о нарушении зрения и заболеваниях глаз

Существует ряд необычных интересных фактов, прямо или косвенно связанных как с болезнями глаз, так и иными состояниями, вызывающими нарушение зрения.

В папирусе Эберса (Ebers Papyrus), обнаруженном немецким египтологом и писателем Георгом Эберсом (Georg Moritz Ebers) в Фивах (Верхний Египет) зимой 1872/1873 упоминается интересный медицинский факт об «открытии зрения в зрачках сзади глаз» , из чего можно предположить: древнеегипетская медицина знала о возможностях удаления катаракты (помутнения хрусталика глаз).

Катаракта (офтальмологическое заболевание, связанное с помутнением хрусталика) является следствием физиологического старения организма. Все люди подвержены катаракте, развивающейся в возрасте с 70 до 80 лет. С момента появления первых признаков катаракты до наступления момента, когда необходимо приступать к ее лечению, проходит 10 лет.

Афакия – состояние, характеризующееся отсутствием хрусталика, при котором люди видят ультрафиолетовый спектр света в виде беловато-синего или беловато-фиолетового цвета.

Герпес глаз фиксируется у 98% людей в возрасте от 60 лет.

В исключительных случаях из-за порока внутреннего уха его чувствительность настолько повышена, что человек способен слышать звук вращения глазных яблок .

Если на фотографии со вспышкой только один глаз красный – данный факт свидетельствует о вероятности наличия . Данная патология излечима.

Лейкокория (кошачий глаз) – необычное состояние, характеризующееся аномально белым бликом глаз. Лейкокория обычно проявляется у детей и указывает на ряд заболеваний: ретинобластому, токсокароз, катаракту. Ранняя диагностика лейкокории заключается в фотографировании глаза. Если одни глаз на фотографии красный (эффект красных глаз), а другой отсвечивает белым – данная комбинация является признаком лейкокории.

Факт шизофрении у человека диагностируется с точностью до 98 % при стандартном тесте на движение глаз.

Глаукома (синее помутнение глаза, группа глазных заболеваний, характеризующаяся повышением внутриглазного давления), инсульт, иные общие заболевания приводят к появлению слепых пятен в глазах.

Глаукома не приводит к серьезным нарушениям зрения, так как мозг и глаза способны адаптироваться в данной обстановке и способствовать исчезновению слепых пятен. Слепое пятно в пораженном глазу подавляется, здоровый компенсирует нарушение зрения.

Закрытоугольная глаукома (повышение внутриглазного давления в результате нарушения оттока водянистой влаги через дренажную систему глаза) может сопровождаться появлением рвоты, головной боли, тошноты, при этом пациент не жалуется на боль в глазу. Интересно, что острый приступ закрытоугольной глаукомы зачастую может быть классифицирован как острое желудочное заболевание, мигрень, зубная боль , грипп и менингит, так как приступ сопровождается симптомами, свойственными данным заболеваниям и состояниям.

Сахарный диабет 2 типа, бессимптомно развивающийся на протяжении жизни, первично диагностируется при осмотре зрения. При сахарном диабете 2 типа на задней стороне глаза выявляются кровоизлияния из кровеносных сосудов.

Люди, страдающие депрессией, действительно воспринимают окружающий мир в тусклых оттенках (мрачных тонах). При симптомах депрессии сетчатка слабее реагирует на стимуляцию показом контрастных картинок.

Врожденная цветовая слепота неизлечима и может передаваться по наследству. Людям, имеющих в роду цветослепых родственников, следует получить консультацию генетика в центре планирования семьи перед зачатием ребенка.

Косоглазие – врожденное или приобретенное нарушение параллельности зрительных осей глаз народом Майя считалось признаком красоты. Майя сознательно развивали косоглазие у детей, привязывая им каучуковый шарик в области переносицы на уровне глаз.

Относительно небольшое по площади государство – Израиль, занимает третье место в мире (после США и Германии) по количеству выполняемых операций на глазах. Данный факт совершенно не означает, что у израильтян плохое зрение: израильская медицина настолько сильна и авторитетна, что за медицинской помощью обращаются пациенты со всей планеты. ~30% операций по коррекции зрения приходится на две клиники « » и .

Говоря о глазных каплях, нельзя не упомянуть любопытную историю разработки офтальмологического средства «Окомистин» (действующее вещество Мирамистин). Разработка Мирамистина началась в СССР в 1973 году по программе «Космические биотехнологии» . Ученым ставилась задача разработать универсальное антисептическое средство, которое можно применять в условиях орбитальных станций (замкнутое пространство обитаемых космических станций, постоянная температура и влажность являются идеальной средой для размножения патогенных микроорганизмов). На тот момент не существовало универсального антимикробного средства, медицина располагала целым набором препаратов, каждый из которых действовал на отдельный вид микроорганизмов.

Интересно, что разработка нового препарата продолжались целых 15 лет и завершились победой советских ученых, создавших препарат БХ-14, позднее получивший название Мирамистин. Мирамистин получил широкое распространение, как в России, так и за ее пределами. Специально в интересах офтальмологии создан препарат-аналог на основе мирамистина – Окомистин , применяющийся сегодня при целом ряде заболеваний глаз, включая . Любопытно, что Окомистин настолько универсален, что его можно использовать и в качестве ушных капель.

Другой универсальный препарат, ранее производившийся в форме глазного геля, а сегодня широко применяющийся при варикозном расширении, в том числе, препарат Актовегин , интересен скорее не историей создания (хотя и его разрабатывали более пяти лет), а действующим веществом. Основой Актовегина является депротеинизированный (освобожденный от белка) гемодиализат, полученный из крови телят.

Факты о слезах и плаче

Самый интересный факт о глазах человека заключается в том, что когда глаза начинают сохнуть – они начинают выделять влагу . Слеза, выделяемая гардеровой или слезной железами, состоит из трех компонентов: жира, слизи и воды, в определенных пропорциях. При нарушении соответствующих пропорций, глаза становятся сухими, головной мозг отдает команду железе на выделение слезы, человек начинает плакать.

Удивительный факт: глаза новорожденного ребенка не вырабатывают слезы до достижения возраста от 6 до 8 недель.

При сильном плаче слезы поступают в нос по прямому каналу. Данным фактом объясняется выражение «не разводи сопли» .

Среднестатистическая женщина плачет 47 раз в год, мужчина – 7.

Космонавты не имеют возможности плакать в космосе. Слезы из-за гравитации собираются в маленькие шарики и пощипывают глаза.

Факты о глазах и оружии

Интересный факт о глазах, связанный с оружием и оптикой: слепящее действие света достигает максимальной силы в синей части спектра. По этой причине при стрельбе из огнестрельного оружия используются очки с желтыми линзами, позволяющие на 30% снизить слепящий эффект от вспышки огня при выстреле.

Лазерное оружие (пистолет) несмертельного действия, предназначенное для поражения элементов оптических систем и глаз человека, было разработано СССР в 1984 году группой конструкторов под руководством Виктора Самсоновича Сулаквелидзе. Оружие предназначалось для использования в космосе для самообороны космонавтов в условиях Холодной войны. Достоверно известный факт: дальность действия ослепляющего эффекта на глаза составляет 20 метров.

Заблуждения о глазах и зрении

Заблуждением является факт, что процесс курения (а точнее — табачный дым) никак не влияет на зрение. Дело в том, что глазам требуются значительное кровоснабжение, а вещества, присутствующие в табачном дыме, способствуют сокращению кровенаполнения сосудистой оболочки и сетчатки глаза, что приводит к развитию заболеваний зрительного нерва вследствие образования закупорки сосудов. В результате развивается помутнение хрусталика, дегенерация желтого пятна сетчатки, что приводит к ухудшению зрения и даже к слепоте. Пассивные курильщики страдают не меньше самих курильщиков: составляющие табачного дыма являются мощными аллергенами, могут вызвать хроническое раздражение конъюнктивы глаза.

Каротиноидный пигмент ликопин, содержащийся в значительных объемах в томатах, оказывает благотворное влияние на здоровье человека замедляя развитие катаракты, возрастных изменений сетчатки глаз, защищая сетчатку глаз от ультрафиолетового облучения, укрепляя витамином А. Однако для зрения курильщиков ликопин в капсулах вреден: под воздействием сигаретного дыма пигмент-антиоксидант сам окисляется и ведет себя как свободный радикал.

Другим заблуждением о глазах и зрении является вера, что излучение монитора или телевизора ухудшает зрение. На самом деле, зрение ухудшается из-за избыточных нагрузок на хрусталик, когда он фокусируется на мелких деталях происходящего на экране.

Существует заблуждение, что дальнозоркость – это преимущество, не отражающееся на состоянии организма. Данный факт актуален лишь в отношении молодых людей со слабой дальнозоркостью (менее 1,5 диоптрии). Средняя (2-4 диоптрии) и высокая (4 диоптрии и выше) степени дальнозоркости нередко сопровождаются головными болями, болью в глазах, надбровных дугах, повышенной утомляемостью глаз при работе вблизи.

Отчасти является заблуждением факт, что беременным женщинам с плохим зрением противопоказаны естественные роды. Сетчатка глаз у беременных женщин со средней и высокой степенью близорукости растягивается и истончается, риск ее отслоения и разрывов при родах увеличивается. Данный риск обуславливает замену естественных родов на кесарево сечение. Однако риск отслоения и разрыва сетчатки предупреждается проведением офтальмологической лазерной коагуляции, выполняемой амбулаторно в течение 10 минут. Профилактическая лазерная коагуляция показана до 30-й недели беременности.

В состоянии покоя человек моргает 15000 раз в сутки – один раз в шесть секунд. Моргание – наполовину рефлекторная функция. При моргании с поверхности глаза удаляются инородные предметы, глаз покрывается слезой. Слеза способствует насыщению глаза кислородом, выполняет антибактериальные функции. Интересный факт: процесс моргания занимает 100-150 миллисекунд, человек способен моргнуть пять раз в секунду.

За 12 часов человек моргает на протяжении 25 минут.

Женщины моргают в два раза чаще мужчин.

Японские ученые установили интересный факт: человек зачастую моргает при завершении какого-либо события, при паузе во время разговора с собеседником, в конце предложения при чтении, при смене сцены во время просмотра кинофильма или телепередачи. Используя компьютерную томографию исследователи нашли объяснение данному факту: при моргании в мозге резко падает активность нейросети внимания, что означает – мозг переходит в режим ожидания. Процесс моргания служит для обновления внимания сигналом для перезагрузки соответствующих нервных клеток.

Факты о чтении

Интересный факт: при быстром чтении глаза утомляются меньше , чем при медленном.

Текст с экрана монитора люди читают обычно на 25% медленнее, чем с бумажного носителя.

Текст, набранный мелким шрифтом, мужчины читают легче женщин.

Большинству людей в возрасте от 43 до 50 лет следует признать факт: рано или поздно им понадобятся очки для чтения. С возрастом хрусталик глаза теряет возможность фокусироваться. Для фокусировки на предметах, расположенных на расстоянии 0,5 –2 метра, хрусталик глаза должен менять форму с плоской на сферическую. Возможность менять форму с возрастом угасает, развивается дальнозоркость.

Примечания

Примечания и пояснения к статье «Интересные факты о глазах и зрении». Для возврата к термину в тексте – нажмите соответствующую цифру.

• Колбочки – тип фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза. Колбочки – высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение. Чувствительность колбочек к свету объясняется наличием в них специфического пигмента – йодопсина.
• Палочки – тип фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза. В сетчатке глаза человека содержится ~120 миллионов палочек, длина которых составляет 0,06 мм, диаметр 0,002 мм. Палочки чувствительны к свету благодаря наличию в них специфического пигмента родопсина. Наличие палочек и разных видов колбочек дает человеку цветное зрение.
• Роговица , роговая оболочка – передняя наиболее выпуклая прозрачная часть глазного яблока, одна из светопреломляющих сред глаза. Радиус кривизны роговицы составляет ~7,8 мм. Диаметр роговицы с момента рождения и до 4 лет увеличивается крайне незначительно, вследствие чего глаза маленьких детей глаза кажутся больше, чем глаза взрослого человека.
Пигментация пептидные связи в определенных участках спирализованных областей коллагена (с выделением свободной аминокислоты оксипролин, в частности) является коллагеназа . Образующиеся в результате разрушения коллагеновых волокон (под воздействием коллагеназы) аминокислоты участвуют в построении клеток и восстановлении коллагена.

Коллагеназа широко используется в медицинской практике для лечения ожогов в хирургии и для лечения гнойных заболеваний глаз в офтальмологии. В частности, коллагеназа входит в состав полимерных дренирующих сорбентов «Асептисорб» (Асептисорб-ДК) производства компании «Асептика», применяющихся при лечении гнойно-некротических ран.

• Ленивый глаз (Амблиопия) – функциональное, обратимое понижение зрения, при котором один из двух глаз практически (или полностью) не задействован в зрительном процессе. При амблиопии глаза видят слишком разные изображения, при этом мозг не в состоянии совместить их в одно объемное. Результатом является подавление работы одного глаза.
• Опухоль – вздутие в тканях организма, болезненное новообразование, патологический процесс, представленный новообразованной тканью, в которой изменения генетического аппарата клеток приводят к нарушению регуляции их дифференцировки и роста. Все опухоли подразделяются на две основные группы: доброкачественные и злокачественные (раковые).
• Клиника (медицинский центр) Хадасса (Hadassah Medical Center,R07,R06,R06,R06,) – одна из крупнейших клиник Израиля, которую основала американская женская сионистская организация Хадасса. В двух кампусах клиники, расположенных в Иерусалиме находится 22 здания со 130 подразделениями и отделениями на 1100 больничных коек. Ежегодно клиника Хадасса оказывает медицинскую помощь более чем миллиону пациентов. У Хадасса 28 лечебных подразделений, специализирующихся на лечении, в частности, эндокринных, урологических, онкологических, офтальмологических, кардиологических и нефрологических заболеваний. Клинику Хадасса, в качестве клинической базы, использует Еврейский университет (No Ratings Yet)
  

August 17th, 2015 , 09:25 am

Предлагаем вам узнать об удивительных свойствах нашего зрения - от способности видеть далекие галактики до возможности улавливать невидимые, казалось бы, световые волны.

Окиньте взглядом комнату, в которой находитесь – что вы видите? Стены, окна, разноцветные предметы – все это кажется таким привычным и само собой разумеющимся. Легко забыть о том, что мы видим окружающий нас мир лишь благодаря фотонам - световым частицам, отражающимся от объектов и попадающим на сетчатку глаза.

В сетчатке каждого из наших глаз расположено примерно 126 млн светочувствительных клеток. Мозг расшифровывает получаемую от этих клеток информацию о направлении и энергии попадающих на них фотонов и превращает ее в разнообразие форм, цветов и интенсивности освещения окружающих предметов.

У человеческого зрения есть свои пределы. Так, мы не способны ни увидеть радиоволны, излучаемые электронными устройствами, ни разглядеть невооруженным глазом мельчайшие бактерии.

Благодаря прогрессу в области физики и биологии можно определить границы естественного зрения. "У любых видимых нами объектов есть определенный "порог", ниже которого мы перестаем их различать", - говорит Майкл Лэнди, профессор психологии и нейробиологии в Нью-Йоркском университете.

Сперва рассмотрим этот порог с точки зрения нашей способности различать цвета - пожалуй, самой первой способности, которая приходит на ум применительно к зрению.

Наша способность отличать, например, фиолетовый цвет от пурпурного связана с длиной волны фотонов, попадающих на сетчатку глаза. В сетчатке имеются два типа светочувствительных клеток - палочки и колбочки. Колбочки отвечают за цветовосприятие (так называемое дневное зрение), а палочки позволяют нам видеть оттенки серого цвета при низком освещении - например, ночью (ночное зрение).

В человеческом глазе есть три вида колбочек и соответствующее им число типов опсинов, каждый из которых отличается особой чувствительностью к фотонам с определенным диапазоном длин световых волн.

Колбочки S-типа чувствительны к фиолетово-синей, коротковолновой части видимого спектра; колбочки M-типа отвечают за зелено-желтую (средневолновую), а колбочки L-типа - за желто-красную (длинноволновую).

Все эти волны, а также их комбинации, позволяют нам видеть полный диапазон цветов радуги. "Все источники видимого человеком света, за исключением ряда искусственных (таких, как преломляющая призма или лазер), излучают смесь волн различной длины", - говорит Лэнди.

Из всех существующих в природе фотонов наши колбочки способны фиксировать лишь те, которые характеризуются длиной волн в весьма узком диапазоне (как правило, от 380 до 720 нанометров) – это и называется спектром видимого излучения. Ниже этого диапазона находятся инфракрасный и радиоспектры – длина волн низкоэнергетических фотонов последнего варьируется от миллиметров до нескольких километров.

По другую сторону видимого диапазона волн расположен ультрафиолетовый спектр, за которым следует рентгеновский, а затем - спектр гамма-излучения с фотонами, длина волн которых не превышает триллионные доли метра.

Хотя зрение большинства из нас ограничено видимым спектром, люди с афакией - отсутствием в глазу хрусталика (в результате хирургической операции при катаракте или, реже, вследствие врожденного дефекта) - способны видеть ультрафиолетовые волны.

В здоровом глазе хрусталик блокирует волны ультрафиолетового диапазона, но при его отсутствии человек способен воспринимать волны длиной примерно до 300 нанометров как бело-голубой цвет.

В исследовании 2014 г. отмечается, что в каком-то смысле мы все можем видеть и инфракрасные фотоны. Если два таких фотона практически одновременно попадут на одну и ту же клетку сетчатки, их энергия может суммироваться, превратив невидимые волны длиной, скажем, в 1000 нанометров в видимую волну длиной в 500 нанометров (большинство из нас воспринимает волны этой длины как холодный зеленый цвет).

Сколько цветов мы видим?

В глазе здорового человека три типа колбочек, каждый из которых способен различать около 100 различных цветовых оттенков. По этой причине большинство исследователей оценивает количество различаемых нами цветов примерно в миллион. Однако восприятие цвета очень субъективно и индивидуально.

Джемесон знает, о чем говорит. Она изучает зрение тетрахроматов – людей, обладающих поистине сверхчеловеческими способностями к различению цветов. Тетрахроматия встречается редко, в большинстве случаев у женщин. В результате генетической мутации у них имеется дополнительный, четвертый вид колбочек, что позволяет им, по грубым подсчетам, видеть до 100 млн цветов. (У людей, страдающих цветовой слепотой, или дихроматов, всего два типа колбочек - они различают не более 10 000 цветов.)

Сколько нам нужно фотонов, чтобы увидеть источник света?

Как правило, колбочкам для оптимального функционирования требуется гораздо больше света, чем палочкам. По этой причине при низком освещении наша способность различать цвета падает, а за работу принимаются палочки, обеспечивающие черно-белое зрение.

В идеальных лабораторных условиях на тех участках сетчатки, где палочки по большей части отсутствуют, колбочки могут активироваться при попадании на них всего нескольких фотонов. Однако палочки справляются с задачей регистрации даже самого тусклого света еще лучше.

Как показывают эксперименты, впервые проведенные в 1940-х гг., одного кванта света достаточно для того, чтобы наш глаз его увидел. "Человек способен увидеть один-единственный фотон, - говорит Брайан Уонделл, профессор психологии и электротехники в Стэнфордском университете. – В большей чувствительности сетчатки просто нет смысла".

В 1941 г. исследователи из Колумбийского университета провели эксперимент – испытуемых заводили в темную комнату и давали их глазам определенное время на адаптацию. Для достижения полной чувствительности палочкам требуется несколько минут; именно поэтому, когда мы выключаем в помещении свет, то на какое-то время теряем способность что-либо видеть.

Затем в лицо испытуемым направляли мигающий сине-зеленый свет. С вероятностью выше обычной случайности участники эксперимента регистрировали вспышку света при попадании на сетчатку всего 54 фотонов.

Не все фотоны, достигающие сетчатки, регистрируются светочувствительными клетками. Учитывая это обстоятельство, ученые пришли к выводу, что всего пяти фотонов, активирующих пять разных палочек в сетчатке, достаточно, чтобы человек увидел вспышку.

Самый маленький и самый удаленный видимые объекты

Следующий факт может вас удивить: наша способность увидеть объект зависит вовсе не от его физических размеров или удаления, а от того, попадут ли хотя бы несколько излучаемых им фотонов на нашу сетчатку.

"Единственное, что нужно глазу, чтобы что-то увидеть, - это определенное количество света, излученного или отраженного на него объектом, - говорит Лэнди. – Все сводится к числу достигших сетчатки фотонов. Каким бы миниатюрным ни был источник света, пусть даже он просуществует доли секунды, мы все равно способны его увидеть, если он излучает достаточное количество фотонов".

В учебниках по психологии часто встречается утверждение о том, что в безоблачную темную ночь пламя свечи можно заметить с расстояния до 48 км. В реальности же наша сетчатка постоянно бомбардируется фотонами, так что один-единственный квант света, излученный с большого расстояния, просто затеряется на их фоне.

Чтобы представить себе, насколько далеко мы способны видеть, взглянем на ночное небо, усеянное звездами. Размеры звезд огромны; многие из тех, что мы наблюдаем невооруженным взглядом, достигают миллионов км в диаметре.

Однако даже самые близкие к нам звезды расположены на расстоянии свыше 38 триллионов километров от Земли, поэтому их видимые размеры настолько малы, что наш глаз не способен их различить.

С другой стороны, мы все равно наблюдаем звезды в виде ярких точечных источников света, поскольку испускаемые ими фотоны преодолевают разделяющие нас гигантские расстояния и попадают на нашу сетчатку.

Все отдельные видимые звезды на ночном небосклоне находятся в нашей галактике – Млечном Пути. Самый удаленный от нас объект, который человек в состоянии разглядеть невооруженным глазом, расположен за пределами Млечного Пути и сам представляет собой звездное скопление – это Туманность Андромеды, находящаяся на расстоянии в 2,5 млн световых лет, или 37 квинтильонов км, от Солнца. (Некоторые люди утверждают, что особо темными ночами острое зрение позволяет им увидеть Галактику Треугольника, расположенную на удалении около 3 млн световых лет, но пусть это утверждение останется на их совести.)

Туманность Андромеды насчитывает один триллион звезд. Из-за большой удаленности все эти светила сливаются для нас в едва различимое пятнышко света. При этом размеры Туманности Андромеды колоссальны. Даже на таком гигантском расстоянии ее угловой размер в шесть раз превышает диаметр полной Луны. Однако до нас долетает настолько мало фотонов из этой галактики, что она едва различима на ночном небе.

Предел остроты зрения

Почему же мы не способны разглядеть отдельные звезды в Туманности Андромеды? Дело в том, что у разрешающей способности, или остроты, зрения есть свои ограничения. (Под остротой зрения подразумевается способность различать такие элементы, как точка или линия, как отдельные объекты, не сливающиеся с соседними объектами или с фоном.)

Фактически остроту зрения можно описывать так же, как и разрешение компьютерного монитора - в минимальном размере пикселей, которые мы еще способны различать как отдельные точки.

Ограничения остроты зрения зависят от нескольких факторов - таких как расстояние между отдельными колбочками и палочками сетчатки глаза. Не менее важную роль играют и оптические характеристики самого глазного яблока, из-за которых далеко не каждый фотон попадает на светочувствительную клетку.

В теории, как показывают исследования, острота нашего зрения ограничивается способностью различать около 120 пикселей на угловой градус (единицу углового измерения).

Практической иллюстрацией пределов остроты человеческого зрения может являться расположенный на расстоянии вытянутой руки объект площадью с ноготь, с нанесенными на нем 60 горизонтальными и 60 вертикальными линиями попеременно белого и черного цветов, образующими подобие шахматной доски. "По всей видимости, это самый мелкий рисунок, который еще в состоянии различить человеческий глаз", - говорит Лэнди.

На этом принципе основаны таблицы , используемые окулистами для проверки остроты зрения. Наиболее известная в России таблица Сивцева представляет собой ряды черных заглавных букв на белом фоне, размер шрифта которых с каждым рядом становится все меньше.

Острота зрения человека определяется по тому, на каком размере шрифта он перестает четко видеть контуры букв и начинает их путать.

Именно пределом остроты зрения объясняется тот факт, что мы не способны разглядеть невооруженным глазом биологическую клетку, размеры которой составляют всего несколько микрометров.

Но не стоит горевать по этому поводу. Способность различать миллион цветов, улавливать одиночные фотоны и видеть галактики на удалении в несколько квинтильонов километров – весьма неплохой результат, если учесть, что наше зрение обеспечивается парой желеобразных шариков в глазницах, соединенных с полуторакилограммовой пористой массой в черепной коробке.

Человека обрабатывает полученную информацию и вносит необходимые коррективы. Эти процессы носят неосознаваемый характер и реализуются в многоуровневой автономной корректировке искажений. Так устраняются сферическая и хроматическая аберрации, эффекты слепого пятна , проводится цветокоррекция , формируется стереоскопическое изображение и т. д. В тех случаях, когда подсознательная обработка информации недостаточна, или же избыточна, возникают оптические иллюзии .

Спектральная чувствительность глаза

В процессе эволюции светочувствительные рецепторы адаптировались к солнечному излучению, достигающему поверхности Земли и хорошо распространяющемуся в воде морей и океанов. Земная атмосфера имеет значительное окно прозрачности только в диапазоне длин волн 300-1500 нм . В ультрафиолетовой области прозрачность ограничена поглощением ультрафиолета озоновым слоем и водой, в инфракрасной области - поглощением водой. Поэтому на сравнительно узкую видимую область спектра приходится более 40 % энергии излучения Солнца у поверхности.

Глаз человека чувствителен к электромагнитному излучению в диапазоне длин волн 400-750 нм (видимое излучение ) . Сетчатка глаза чувствительна и к более коротковолновому излучению, но чувствительность глаза в этой области спектра ограничивается низкой прозрачностью хрусталика, защищающего сетчатку от разрушительного действия ультрафиолета.

Физиология зрения человека

Цветовое зрение

В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (фоторецепторов): высокочувствительные палочки и менее чувствительные колбочки . Палочки функционируют в условиях относительно низкой освещённости и отвечают за действие механизма ночного зрения , однако при этом они обеспечивают только нейтральное в цветовом отношении восприятие действительности, ограниченное участием белого, серого и чёрного цветов. Колбочки работают при более высоких уровнях освещённости, чем палочки. Они ответственны за механизм дневного зрения , отличительной особенностью которого является способность обеспечения цветового зрения.

Свет с разной длиной волны по-разному стимулирует разные типы колбочек. Например, жёлто-зелёный свет в равной степени стимулирует колбочки L- и M-типов, но слабее стимулирует колбочки S-типа. Красный свет стимулирует колбочки L-типа намного сильнее, чем колбочки M-типа, а S-типа не стимулирует почти совсем; зелёно-голубой свет стимулирует рецепторы M-типа сильнее, чем L-типа, а рецепторы S-типа - ещё немного сильнее; свет с этой длиной волны наиболее сильно стимулирует также палочки. Фиолетовый свет стимулирует почти исключительно колбочки S-типа. Мозг воспринимает комбинированную информацию от разных рецепторов, что обеспечивает различное восприятие света с разной длиной волны.

За цветовое зрение человека и обезьян 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 двухцветное зрение. В том случае, если у человека два белка, кодируемые разными генами, оказываются слишком схожи или один из белков не синтезируется, развивается дальтонизм . Н. Н. Миклухо-Маклай установил, что у папуасов Новой Гвинеи , живущих в гуще зелёных джунглей, отсутствует способность различать зелёный цвет .

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.

Необходимость трёх типов опсинов для цветового зрения недавно была доказана в опытах на беличьей обезьяне (саймири), самцов которых удалось излечить от врожденного дальтонизма путём введения в их сетчатку гена человеческого опсина OPN1LW . Эта работа (вместе с аналогичными опытами на мышах) показала, что зрелый мозг способен приспособиться к новым сенсорным возможностям глаза.

Ген OPN1LW, который кодирует пигмент, отвечающий за восприятие красного цвета, высоко полиморфен (в недавней работе Виррелли и Тишкова было найдено 85 аллелей в выборке из 256 человек ), и около 10 % женщин , имеющих два разных аллеля этого гена, фактически имеют дополнительный тип цветовых рецепторов и некоторую степень четырёхкомпонентного цветового зрения . Вариации гена OPN1MW, который кодирует «жёлто-зеленый» пигмент, встречаются редко и не влияют на спектральную чувствительность рецепторов.

Ген OPN1LW и гены, отвечающие за восприятие света со средней длиной волны, расположены в Х-хромосоме тандемно, и между ними часто происходит негомологичная рекомбинация или генная конверсия . При этом может происходить слияние генов или увеличение числа их копий в хромосоме. Дефекты гена OPN1LW - причина частичной цветовой слепоты, протанопии .

Трёхсоставную теорию цветового зрения впервые высказал в 1756 году М. В. Ломоносов , когда он писал «о трёх материях дна ока». Сто лет спустя её развил немецкий учёный Г. Гельмгольц , который не упоминает известной работы Ломоносова «О происхождении света», хотя она была опубликована и кратко изложена на немецком языке.

Параллельно существовала оппонентная теория цвета Эвальда Геринга . Её развили Дэвид Хьюбел и Торстен Визел . Они получили Нобелевскую премию 1981 года за своё открытие.

Они предположили, что в мозг поступает информация вовсе не о красном (R), зелёном (G) и синем (B) цветах (теория цвета Юнга -Гельмгольца). Мозг получает информацию о разнице яркости - о разнице яркости белого (Y мах) и чёрного (Y мин), о разнице зелёного и красного цветов (G - R), о разнице синего и жёлтого цветов (B - yellow), а жёлтый цвет (yellow = R + G) есть сумма красного и зелёного цветов, где R, G и B - яркости цветовых составляющих - красного, R, зелёного, G, и синего, B.

Имеем систему уравнений:

R b − w = { Y m a x − Y m i n , K g r = G − R , K b r g = B − R − G , {\displaystyle R_{b-w}={\begin{cases}Y_{max}-Y_{min},\\K_{gr}=G-R,\\K_{brg}=B-R-G,\end{cases}}}

где R b − w {\displaystyle R_{b-w}} , K gr , K brg - функции коэффициентов баланса белого для любого освещения. Практически это выражается в том, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при разных источниках освещения (цветовая адаптация). Оппонентная теория в целом лучше объясняет тот факт, что люди воспринимают цвет предметов одинаково при чрезвычайно разных источниках освещения, в том числе при различном цвете источников света в одной сцене.

Эти две теории не вполне согласованы друг с другом. Но несмотря на это, до сих пор предполагают, что на уровне сетчатки действует трёхстимульная теория, однако информация обрабатывается и в мозг поступают данные, уже согласующиеся с оппонентной теорией.

Бинокулярное и стереоскопическое зрение

Максимальные изменения зрачка для здорового человека - от 1,8 мм до 7,5 мм, что соответствует изменению площади зрачка в 17 раз . Однако, реальный диапазон изменения освещённости сетчатки ограничивается соотношением 10:1, а не 17:1, как следовало бы ожидать исходя из изменений площади зрачка. На самом деле освещённость сетчатки пропорциональна произведению площади зрачка, яркости объекта и коэффициенту пропускания глазных сред .

Вклад зрачка в регулировку чувствительности глаза крайне незначителен. Весь диапазон яркостей, которые наш зрительный механизм способен воспринять, огромен: от 10 −6 кд·м −2 для глаза, полностью адаптированного к темноте, до 10 6 кд·м −2 для глаза, полностью адаптированного к свету . Механизм такого широкого диапазона чувствительности кроется в разложении и восстановлении фоточувствительных пигментов в фоторецепторах сетчатки - колбочках и палочках .

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

Максимум чувствительности при дневном освещении (дневное зрение ) лежит при 555-556 нм, а при слабом вечернем/ночном (сумеречное зрение /ночное зрение ) смещается в сторону фиолетового края видимого спектра и располагается на 510 нм (в течение суток колеблется в пределах 500-560 нм). Объясняется это (зависимость зрения человека от условий освещённости при восприятии им разноцветных объектов, соотношение их кажущейся яркости - эффект Пуркинье) двумя типами светочувствительных элементов глаза - при ярком свете зрение осуществляется преимущественно колбочками, а при слабом задействуются предпочтительно только палочки.

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 .

Острота зрения - способность глаза воспринимать раздельно две точки, расположенные друг от друга на некотором расстоянии (детализация, мелкозернистость, разрешётка ). Мерилом остроты зрения является угол зрения, то есть угол, образованный лучами, исходящими от краёв рассматриваемого предмета (или от двух точек A и B ) к узловой точке (K ) глаза. Острота зрения обратно-пропорциональна углу зрения, то есть, чем он меньше, тем острота зрения выше. В норме глаз человека способен раздельно воспринимать объекты, угловое расстояние между которыми не меньше 1′ (1 минута).

Острота зрения - одна из важнейших функций зрения. Острота зрения человека ограничена его строением. Глаз человека в отличие от глаз головоногих, например, это обращённый орган, то есть, светочувствительные клетки находятся под слоем нервов и кровеносных сосудов.

Острота зрения зависит от размеров колбочек, находящихся в области жёлтого пятна, сетчатки, а также от ряда факторов: рефракции глаза, ширины зрачка, прозрачности роговицы, хрусталика (и его эластичности), стекловидного тела (кои составляют светопреломляющий аппарат), состояния сетчатой оболочки и зрительного нерва, возраста.

Обратно пропорциональную величину остроте зрения и/или световой чувствительности называют разрешающей способностью простого (невооружённого) глаза (resolving power ).

Поле зрения

Периферическое зрение (поле зрения); определяют границы поля зрения при проекции их на сферическую поверхность (при помощи периметра). Поле зрения - пространство, воспринимаемое глазом при неподвижном взгляде. Зрительное поле является функцией периферических отделов сетчатки; его состоянием в значительной мере определяется возможность человека свободно ориентироваться в пространстве.

Изменения поля зрения обуславливаются органическими и/или функциональными заболеваниями зрительного анализатора: сетчатки, зрительного нерва, зрительного пути, ЦНС . Нарушения поля зрения проявляются либо сужением его границ (выражают в градусах или линейных величинах), либо выпадением отдельных его участков (Гемианопсия), появлением скотомы.

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 рельеф и объём.

Основными характеристиками бинокулярного зрения являются наличие элементарного бинокулярного, глубинного и стереоскопического зрения, острота стереозрения и фузионные резервы.

Наличие элементарного бинокулярного зрения проверяется посредством разбиения некоторого изображения на фрагменты, часть которых предъявляется левому, а часть - правому глазу . Наблюдатель обладает элементарным бинокулярным зрением, если он способен составить из фрагментов единое исходное изображение.

Наличие глубинного зрения проверяется путём предъявления случайно-точечных стереограмм , которые должны вызывать у наблюдателя специфическое переживание глубины, отличающееся от впечатления пространственности, основанного на монокулярных признаках.

Острота стереозрения - это величина, обратная порогу стереоскопического восприятия. Порог стереоскопического восприятия - это минимальная обнаруживаемая диспаратность (угловое смещение) между частями стереограммы. Для его измерения используется принцип, который заключается в следующем. Три пары фигур предъявляются раздельно левому и правому глазу наблюдателя. В одной из пар положение фигур совпадает, в двух других одна из фигур смещена по горизонтали на определённое расстояние. Испытуемого просят указать фигуры, расположенные в порядке возрастания относительного расстояния. Если фигуры указаны в правильной последовательности, то уровень теста увеличивается (диспаратность уменьшается), если нет - диспаратность увеличивается.

Фузионные резервы - условия, при которых существует возможность моторной фузии стереограммы. Фузионные резервы определяются максимальной диспаратностью между частями стереограммы, при которых она ещё воспринимается в качестве объёмного изображения. Для измерения фузионных резервов используется принцип, обратный применяемому при исследовании остроты стереозрения. Например, испытуемого просят соединить в одно изображение две вертикальные полосы, одна из которых видна левому, а другая - правому глазу . Экспериментатор при этом начинает медленно разводить полосы сначала при конвергентной, а затем при дивергентной диспаратности . Изображение начинает раздваиваться при значении диспаратности , характеризующей фузионный резерв наблюдателя.

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

Контрастная чувствительность

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 глаза - приспособление зрения к различным условиям освещения. Адаптация происходит к изменениям освещённости (различают адаптацию к свету и темноте), цветовой характеристики освещения (способность воспринимать белые предметы белыми даже при значительном изменении спектра падающего света).

Адаптация к свету наступает быстро и заканчивается в течение 5 мин., адаптация глаза к темноте - процесс более медленный. Минимальная яркость, вызывающая ощущение света, определяет световую чувствительность глаза. Последняя быстро нарастает в первые 30 мин. пребывания в темноте, её повышение практически заканчивается через 50-60 мин. Адаптацию глаза к темноте исследуют при помощи специальных приборов - адаптометров .

Понижение адаптации глаза к темноте наблюдают при некоторых глазных (пигментная дистрофия сетчатки, глаукома) и общих (A-авитаминоз) заболеваниях.

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

Обработка зрительной информации

Феномен зрительных ощущений, не сопровождающихся обработкой зрительной информации, называется феноменом псевдослепоты .

Нарушения зрительного восприятия

Дефекты хрусталика

Самый массовый недостаток - несоответствие оптической силы глаза и его длины, приводящее к ухудшению видимости близких или удалённых предметов.

Дальнозоркость

Дальнозоркостью называется такая аномалия рефракции, при которой лучи света, попадающие в глаз, фокусируются не на сетчатке, а позади неё. В лёгких формах глаз с хорошим запасом аккомодации компенсирует зрительный недостаток с помощью увеличения кривизны хрусталика цилиарной мышцой.

При более сильной дальнозоркости (3 дптр и выше) зрение плохое не только вблизи, но и вдаль, причём глаз не способен скомпенсировать дефект самостоятельно. Дальнозоркость обычно бывает врождённой и не прогрессирует (обычно уменьшается к школьному возрасту).

При дальнозоркости назначают очки для чтения или постоянного ношения. Для очков подбираются собирающие линзы (перемещают фокус вперёд на сетчатку), при использовании которых зрение пациента становится наилучшим.

Несколько отличается от дальнозоркости пресбиопия , или возрастная дальнозоркость. Пресбиопия развивается вследствие утраты хрусталиком эластичности (что является нормальным результатом его развития). Этот процесс начинается ещё в школьном возрасте, но человек обычно замечает ослабление зрения вблизи после 40 лет. (Хотя в 10 лет дети-эмметропы могут читать на расстоянии 7 см, в 20 лет - уже минимум 10 см, а в 30 - 14 см и так далее.) Старческая дальнозоркость развивается постепенно, и к 65-70 годам человек уже полностью теряет способность аккомодировать, развитие пресбиопии завершено.

Близорукость

Близорукость - аномалия рефракции глаза, при которой фокус перемещается вперёд, а на сетчатку попадает уже расфокусированное изображение. При близорукости дальнейшая точка ясного зрения лежит в пределах 5 метров (в норме она лежит в бесконечности). Близорукость бывает ложной (когда из-за перенапряжения цилиарной мышцы происходит её спазм, в результате чего кривизна хрусталика остаётся слишком большой при зрении вдаль) и истинной (когда глазное яблоко увеличивается в передне-задней оси). В лёгких случаях далёкие объекты размыты, в то время как близкие остаются чёткими (дальнейшая точка ясного зрения лежит достаточно далеко от глаз). В случаях высокой близорукости происходит значительное снижение зрения. Начиная приблизительно с −4 дптр, человеку необходимы очки и для дали, и для близкого расстояния, в противном случае рассматриваемый предмет нужно подносить очень близко к глазам. Однако именно ввиду того, что для хорошей резкости изображения близорукий человек подносит предмет близко к глазам, он способен различать более мелкие детали этого предмета, чем человек с нормальным зрением .

В подростковом возрасте близорукость часто прогрессирует (глаза постоянно напрягаются для работы вблизи, из-за чего глаз компенсаторно растёт в длину). Прогрессия близорукости иногда принимает злокачественную форму, при которой зрение падает на 2-3 диоптрии в год, наблюдается растяжение склеры, происходят дистрофические изменения сетчатки. В тяжёлых случаях возникает опасность отслойки перерастянутой сетчатки при физической нагрузке или внезапном ударе. Остановка прогрессии близорукости обычно наступает к 25-30 годам, когда перестаёт расти организм. При стремительной прогрессии зрение к тому времени падает до −25 диоптрий и ниже, очень сильно калеча глаза и резко нарушая качество зрения вдаль и вблизи (все, что человек видит, - это мутные очертания без какого-либо детализированного зрения), причём такие отклонения очень тяжело поддаются полноценному исправлению оптикой: толстые очковые стёкла создают сильные искажения и уменьшают предметы визуально, отчего человек не видит достаточно хорошо даже в очках. В таких случаях лучшего эффекта можно добиться с помощью контактной коррекции.

Несмотря на то, что вопросу остановки прогрессирования близорукости посвящены сотни научно-медицинских работ, до сих пор нет доказательств эффективности ни одного метода лечения прогрессирующей близорукости, включая операции (склеропластика). Есть доказательства небольшого, но статистически значимого уменьшения темпов роста близорукости у детей при применении глазных капель атропина и глазного геля пирензипина [ ] .

При близорукости часто прибегают к лазерной коррекции зрения (воздействие на роговицу с помощью лазерного луча с целью уменьшения её кривизны). Этот метод коррекции не до конца безопасный, но в большинстве случаев удаётся добиться значительного улучшения зрения после операции.

Дефекты близорукости и дальнозоркости могут быть преодолены с помощью очков , контактных линз или восстановительных курсов гимнастики.

Астигматизм

Астигматизм - дефект оптики глаза, вызванный неправильной формой роговицы и (или) хрусталика. У всех людей формы роговицы и хрусталика отличаются от идеального тела вращения (то есть все люди имеют астигматизм той или иной степени). В тяжёлых случаях вытягивание по одной из осей может быть очень сильным, кроме того, роговица может иметь дефекты кривизны, вызванные другими причинами (ранениями, перенесёнными инфекционными заболеваниями и т. д.). При астигматизме лучи света преломляются с разной силой в разных меридианах, в результате чего изображение получается искривлённым и местами нечётким. В тяжёлых случаях искажения настолько сильны, что значительно снижают качество зрения.

Астигматизм легко диагностировать, рассматривая одним глазом лист бумаги с тёмными параллельными линиями - вращая такой лист, астигматик заметит, что тёмные линии то размываются, то становятся чётче. У большинства людей встречается врождённый астигматизм до 0,5 диоптрий, не приносящий дискомфорта.

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

Дефекты сетчатки

Дальтонизм

Если в сетчатке глаза выпадает или ослаблено восприятие одного из трёх основных цветов , то человек не воспринимает какой-то цвет. Есть «цветнослепые» на красный, зелёный и сине-фиолетовый цвет. Редко встречается парная, или даже полная цветовая слепота. Чаще встречаются люди, которые не могут отличить красный цвет от зелёного. Такой недостаток зрения был назван дальтонизмом - по имени английского учёного Д. Дальтона , который сам страдал таким расстройством цветного зрения и впервые описал его.

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

Дальтоников не допускают к работам, связанным с вождением транспорта на дорогах общего пользования. Очень важно хорошее цветоощущение для моряков, лётчиков, химиков, геологов-минералогов , художников, поэтому для некоторых профессий цветовое зрение проверяют с помощью специальных таблиц.

Скотома

Инструментальные методы

Коррекция недостатков зрения обычно осуществляется с помощью очков.

Для расширения возможностей зрительного восприятия используют также специальные приборы и методы, например, микроскопы и телескопы .

Хирургическая коррекция

Привести оптические свойства глаза в норму возможно изменением кривизны роговицы. Для этого в определённых местах роговица испаряется лазерным лучом, что приводит к изменению её формы. Основные способы

■ Общая характеристика зрения

■ Центральное зрение

Острота зрения

Цветоощущение

■ Периферийное зрение

Поле зрения

Светоощущение и адаптация

■ Бинокулярное зрение

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗРЕНИЯ

Зрение - сложный акт, направленный на получение информации о величине, форме и цвете окружающих предметов, а также их взаиморасположении и расстояниях между ними. До 90% сенсорной информации мозг получает благодаря зрению.

Зрение состоит из нескольких последовательных процессов.

Отраженные от окружающих предметов лучи света фокусируются оптической системой глаза на сетчатку.

Фоторецепторы сетчатки трансформируют световую энергию в нервный импульс благодаря вовлечению зрительных пигментов в фотохимические реакции. Зрительный пигмент, содержащийся в палочках, называют родопсином, в колбочках - йодопсином. Под воздействием света на родопсин входящие в его состав молекулы ретиналя (альдегида витамина A) подвергаются фотоизомеризации, вследствие чего и возникает нервный импульс. По мере расходования зрительные пигменты ресинтезируются.

Нервный импульс от сетчатки поступает по проводящим путям в корковые отделы зрительного анализатора. Головной мозг в результате синтеза изображений от обеих сетчаток создает идеальный образ увиденного.

Физиологический раздражитель для глаза - световое излучение (электромагнитные волны длиной 380-760 нм). Морфологическим субстратом зрительных функций служат фоторецепторы сетчатки: количество палочек в сетчатке составляет около 120 миллионов, а

колбочек - около 7 миллионов. Наиболее плотно колбочки расположены в центральной ямке макулярной области, в то время как палочек здесь нет. Дальше от центра плотность колбочек постепенно умень- шается. Плотность палочек максимальна в кольце вокруг фовеолы, по мере приближения к периферии их количество также уменьшается. Функциональные отличия палочек и колбочек следующие:

Палочки высокочувствительны к очень слабому свету, но не способны передавать ощущение цветности. Они отвечают за периферическое зрение (название обусловлено локализацией палочек), которое характеризуется полем зрения и светоощущением.

Колбочки функционируют при хорошем освещении и способны дифференцировать цвета. Они обеспечивают центральное зрение (название связано с их преимущественным расположением в центральной области сетчатки), которое характеризуется остротой зрения и цветоощущением.

Виды функциональной способности глаза

Дневное, или фотопическое, зрение (греч. photos - свет и opsis - зрение) обеспечивают колбочки при большой интенсивности освещения; характеризуется высокой остротой зрения и способностью глаза различать цвета (проявление центрального зрения).

Сумеречное, или мезопическое зрение (греч. mesos - средний, промежуточный) возникает при слабой степени освещенности и преимущественном раздражении палочек. Оно характеризуется низкой остротой зрения и ахроматичным восприятием предметов.

Ночное, или скотопическое зрение (греч. skotos - темнота) возникает при раздражении палочек пороговым и надпороговым уровнем света. При этом человек способен лишь различать свет и темноту.

Сумеречное и ночное зрение преимущественно обеспечивают палочки (проявление периферического зрения); оно служит для ори- ентации в пространстве.

ЦЕНТРАЛЬНОЕ ЗРЕНИЕ

Колбочки, расположенные в центральной части сетчатки, обеспечивают центральное форменное зрение и цветоощущение. Центральное форменное зрение - способность различать форму и детали рассматриваемого предмета благодаря остроте зрения.

Острота зрения

Острота зрения (visus) - способность глаза воспринимать две точки, расположенные на минимальном расстоянии друг от друга, как отдельные.

Минимальное расстояние, при котором две точки будут видны раздельно, зависит от анатомо-физиологических свойств сетчатки. Если изображения двух точек попадают на две соседние колбочки, то они сольются в короткую линию. Две точки будут восприниматься раздельно, если их изображения на сетчатке (две возбужденные колбочки) будут разделены одной невозбужденной колбочкой. Таким образом, диаметр колбочки определяет величину максимальной остроты зрения. Чем меньше диаметр колбочек, тем больше острота зрения (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схематическое изображение угла зрения

Угол, образованный крайними точками рассматриваемого предмета и узловой точкой глаза (находится у заднего полюса хрусталика), называют углом зрения. Угол зрения -универсальная основа для выражения остроты зрения. Предел чувствительности глаза большинства людей в норме равен 1 (1 угловой минуте).

В том случае, если глаз видит раздельно две точки, угол между которыми составляет не менее 1 , остроту зрения считают нормальной и определяют ее равной одной единице. Некоторые люди имеют остроту зрения 2 единицы и более.

С возрастом острота зрения меняется. Предметное зрение появляется в возрасте 2-3 мес. Острота зрения у детей в возрасте 4 мес составляет около 0,01. К году острота зрения достигает 0,1-0,3. Острота зрения, равная 1,0 формируется к 5-15 годам.

Определение остроты зрения

Для определения остроты зрения используют специальные таблицы, содержащие буквы, цифры или знаки (для детей используют рисунки - машинка, елочка и др.) различной величины. Эти знаки называют

оптотипами. В основу создания оптотипов положено международное соглашение о величине их деталей, составляющих угол в 1" , тогда как весь оптотип соответствует углу в 5 "с расстояния 5 м. (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Принцип построения оптотипа Снеллена

У маленьких детей остроту зрения определяют ориентировочно, оценивая фиксацию ярких предметов различной величины. Начиная с трех лет остроту зрения у детей оценивают с помощью специальных таблиц.

В нашей стране наибольшее распространение получила таблица Головина-Сивцева (рис. 3.3), которую помещают в аппарат Рота - ящик с зеркальными стенками, обеспечивающий равномерное освещение таблицы. Таблица состоит из 12 строк.

Рис. 3.3. Таблица Головина-Сивцева: а) взрослая; б) детская

Пациент садится на расстоянии 5 м от таблицы. Исследование каждого глаза проводят отдельно. Второй глаз закрывают щитком. Сначала обследуют правый (ОD - oculusdexter), затем левый (OS - oculussinister) глаз. При одинаковой остроте зрения обоих глаз используют обозначение OU (oculiutriusque).

Знаки таблицы предъявляют в течение 2-3 с. Сначала показывают знаки из десятой строки. Если пациент их не видит, дальнейшее обследование проводят с первой строки, постепенно предъявляя знаки следующих строк (2-й, 3-й и т.д.). Остроту зрения характеризуют оптотипы наименьшего размера, которые исследуемый различает.

Для расчета остроты зрения используют формулу Снеллена: visus = d/D, где d - расстояние, с которого пациент читает данную строку таблицы, а D - расстояние, с которого читает данную строку человек с остротой зрения 1,0 (это расстояние указано слева от каждой строки).

Например, если обследуемый правым глазом с расстояния 5 м различает знаки второго ряда (D = 25 м), а левым глазом различает знаки пятого ряда (D = 10 м), то

visus OD = 5/25 = 0,2

visus OS = 5/10 = 0,5

Для удобства справа от каждой строки указана острота зрения, соответствующая чтению данных оптотипов с расстояния 5 м. Верхняя строка соответствует остроте зрения 0,1, каждая последующая - увеличению остроты зрения на 0,1, и десятая строка соответствует остроте зрения 1,0. В последних двух строках этот принцип нарушается: одиннадцатая строка соответствует остроте зрения 1,5, а двенадцатая - 2,0.

При остроте зрения менее 0,1 следует подвести пациента на расстояние (d), с которого он сможет назвать знаки верхней строки (D = 50 м). Затем остроту зрения также рассчитывают по формуле Снеллена.

Если пациент не различает знаки первой строки с расстояния 50 см (т.е. острота зрения ниже 0,01), то остроту зрения определяют по расстоянию, с которого он может сосчитать раздвинутые пальцы руки врача.

Пример: visus = счет пальцев с расстояния 15 см.

Самая низкая острота зрения - способность глаза отличать свет от темноты. В этом случае исследование проводят в затемненном помещении при освещении глаза ярким световым пучком. Если исследуемый видит свет, то острота зрения равна светоощущению (perceptiolucis). В данном случае остроту зрения обозначают следующим образом: visus = 1/??:

Направляя на глаз пучок света с разных сторон (сверху, снизу, справа, слева), проверяют способность отдельных участков сетчатки воспринимать свет. Если обследуемый правильно определяет направление света, то острота зрения равна светоощущению с правильной проекцией света (visus = 1/?? proectio lucis certa, или visus = 1/?? p.l.c.);

Если обследуемый неправильно определяет направление света хотя бы с одной стороны, то острота зрения равна светоощущению с неправильной проекцией света (visus = 1/?? proectio lucis incerta, или visus = 1/??p.l.incerta).

В том случае когда больной не способен отличить свет от темноты, то его острота зрения равна нулю (visus = 0).

Острота зрения - важная зрительная функция для определения профессиональной пригодности и групп инвалидности. У маленьких детей или при проведении экспертизы для объективного определения остроты зрения используют фиксацию нистагмоидных движений глазного яблока, которые возникают при рассматривании движущихся объектов.

Цветоощущение

Острота зрения основывается на способности воспринимать ощущение белого цвета. Поэтому употребляемые для определения остроты зрения таблицы представляют изображение черных знаков на белом фоне. Однако не менее важная функция - способность видеть окружающий мир в цвете.

Вся световая часть электромагнитных волн создает цветовую гамму с постепенным переходом от красного до фиолетового (цве- товой спектр). В цветовом спектре принято выделять семь главных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый, из них приято выделять три основных цвета (красный, зеленый и фиолетовый), при смешении которых в разных пропорциях можно получить все остальные цвета.

Способность глаза воспринимать всю цветовую гамму только на основе трех основных цветов была открыта И. Ньютоном и М.М. Ломоносо-

вым. Т. Юнг предложил трехкомпонентную теорию цветового зрения, согласно которой сетчатка воспринимает цвета благодаря наличию в ней трех анатомических компонентов: одного - для восприятия красного цвета, другого - для зеленого и третьего - для фиолетового. Однако эта теория не могла объяснить, почему при выпадении одного из компонентов (красного, зеленого или фиолетового) страдает восприятие остальных цветов. Г. Гельмгольц развил теорию трехкомпонентного цветового

зрения. Он указал, что каждый компонент, будучи специфичен для одного цвета, вместе с тем раздражается и остальными цветами, но в меньшей степени, т.е. каждый цвет образуется всеми тремя ком- понентами. Цвет воспринимают колбочки. Нейрофизиологи подтвердили наличие в сетчатке трех типов колбочек (рис. 3.4). Каждый цвет характеризуется тремя качествами: тоном, насыщенностью и яркостью.

Тон - основной признак цвета, зависящий от длины волны светового излучения. Тон эквивалентен цвету.

Насыщенность цвета определяется долей основного тона среди примесей другого цвета.

Яркость или светлота определяется степенью близости к белому цвету (степень разведения белым цветом).

В соответствии с трехкомпонентной теорией цветового зрения восприятие всех трех цветов называется нормальной трихромазией, а люди, их воспринимающие, - нормальными трихроматами.

Рис. 3.4. Схема трехкомпонентного цветового зрения

Исследование цветового зрения

Для оценки цветоощущения применяют специальные таблицы (наиболее часто - полихроматические таблицы Е.Б. Рабкина) и спектральные приборы - аномалоскопы.

Исследование цветоощущения с помощью таблиц. При создании цветных таблиц используют принцип уравнивания яркости и насыщенности цвета. В предъявляемых тестах нанесены кружки основного и дополнительного цветов. Используя различную яркость и насыщенность основного цвета, составляют различные фигуры или цифры, которые легко различают нормальные трихроматы. Люди,

имеющие различные расстройства цветоощущения, не способны их различить. В то же время в тестах имеются таблицы, которые содержат скрытые фигуры, различаемые только лицами с нарушениями цветоощущения (рис. 3.5).

Методика исследования цветового зрения по полихроматическим таблицам Е.Б. Рабкина следующая. Обследуемый сидит спиной к источнику освещения (окну или лампам дневного света). Уровень освещенности должен быть в пределах 500-1000 лк. Таблицы предъявляют с расстояния 1 м, на уровне глаз исследуемого, располагая их вертикально. Длительность экспозиции каждого теста таблицы 3-5 с, но не более 10 с. Если исследуемый пользуется очками, то он должен рассматривать таблицы в очках.

Оценка результатов.

Все таблицы (27) основной серии названы правильно - у обследуемого нормальная трихромазия.

Неправильно названы таблицы в количестве от 1 до 12 - аномальная трихромазия.

Неправильно названы более 12 таблиц - дихромазия.

Для точного определения вида и степени цветоаномалии результаты исследования по каждому тесту регистрируют и согласуют с указаниями, имеющимися в приложении к таблицам Е.Б. Рабкина.

Исследование цветоощущения с помощью аномалоскопов. Методика исследования цветового зрения с помощью спектральных приборов заключается в следующем: обследуемый сравнивает два поля, одно из которых постоянно освещают желтым цветом, другое - красным и зеленым. Смешивая красный и зеленый цвета, пациент должен получить желтый цвет, который по тону и яркости соответствует контролю.

Нарушение цветового зрения

Расстройства цветоощущения могут быть врожденными и приобретенными. Врожденные нарушения цветового зрения обычно двухсторонние, а приобретенные - односторонние. В отличие от

Рис. 3.5. Таблицы из набора полихроматических таблиц Рабкина

приобретенных, при врожденных расстройствах отсутствуют изменения других зрительных функций, и заболевание не прогрессирует. Приобретенные расстройства возникают при заболеваниях сетчат- ки, зрительного нерва и центральной нервной системы, в то время как врожденные обусловлены мутациями генов, кодирующих белки рецепторного аппарата колбочек. Виды нарушений цветового зрения.

Цветоаномалия, или аномальная трихромазия - аномальное восприятие цветов, составляет около 70% среди врожденных расстройств цветоощущения. Основные цвета в зависимости от порядка расположения в спектре принято обозначать порядковыми греческими цифрами: красный - первый (protos), зеленый - второй (deuteros), синий - третий (tritos). Аномальное восприятие красного цвета называется протаномалией, зеленого - дейтераномалией, синего - тританомалией.

Дихромазия - восприятие только двух цветов. Различают три основных типа дихромазии:

Протанопия - выпадение восприятия красной части спектра;

Дейтеранопия - выпадение восприятия зеленой части спектра;

Тританопия - выпадение восприятия фиолетовой части спектра.

Монохромазия - восприятие только одного цвета, встречается исключительно редко и сочетается с низкой остротой зрения.

К приобретенным расстройствам цветоощущения относят также видение предметов, окрашенных в какой-либо один цвет. В зависимости от тона окраски различают эритропсию (красный), ксантопсию (желтый), хлоропсию (зеленый) и цианопсию (синий). Цианопсия и эритропсия нередко развиваются после удаления хрусталика, ксантопсия и хлоропсия - при отравлениях и интоксикациях, в том числе лекарственными средствами.

ПЕРИФЕРИЧЕСКОЕ ЗРЕНИЕ

Палочки и расположенные на периферии колбочки отвечают за периферическое зрение, которое характеризуется полем зрения и светоощущением.

Острота периферического зрения во много раз меньше, чем центрального, что связано с уменьшением плотности расположения колбочек по направлению к периферическим отделам сетчатки. Хотя

очертание предметов, воспринимаемое периферией сетчатки весьма неотчетливо, но и этого вполне достаточно для ориентации в пространстве. Периферическое зрение особенно восприимчиво к дви- жению, что позволяет быстро замечать и адекватно реагировать на возможную опасность.

Поле зрения

Поле зрения - пространство, видимое глазом при фиксированном взоре. Размеры поля зрения определяются границей оптически деятельной части сетчатки и выступающими частями лица: спинкой носа, верхним краем глазницы, щеками.

Исследование поля зрения

Существует три метода исследования поля зрения: ориентировочный способ, кампиметрия и периметрия.

Ориентировочный метод исследования поля зрения. Врач садится напротив пациента на расстоянии 50-60 см. Исследуемый закрывает ладонью левый глаз, а врач - свой правый глаз. Правым глазом пациент фиксирует находящийся против него левый глаз врача. Врач перемещает объект (пальцы свободной руки) от периферии к центру на середину расстояния между врачом и пациентом до точки фиксации сверху, снизу, с височной и носовой сторон, а также в промежуточных радиусах. Затем аналогичным образом обследуют левый глаз.

При оценке результатов исследования необходимо учитывать, что эталоном служит поле зрения врача (оно не должно иметь патологических изменений). Поле зрения пациента считают нормальным, если врач и пациент одновременно замечают появление объекта и видят его во всех участках поля зрения. Если пациент заметил появление объекта в каком-то радиусе позже врача, то поле зрения оценивают как суженное с соответствующей стороны. Исчезновение объекта в поле зрения больного на каком-то участке указывает на наличие скотомы.

Кампиметрия. Кампиметрия - метод исследования поля зрения на плоской поверхности с помощью специальных приборов (кампиметров). Кампиметрию применяют только для исследования участ- ков поля зрения в пределах до 30-40? от центра в целях определения величины слепого пятна, центральных и парацентральных скотом.

Для кампиметрии используют черную матовую доску или экран из черной материи размером 1x1 или 2x2 м. Расстояние от исследуе-

мого до экрана - 1 м, освещенность экрана - 75-300 лк. Используют белые объекты диаметром 1-5 мм, наклеенные на конец плоской черной палочки длиной 50-70 см.

При кампиметрии необходимы правильное положение головы (без наклона) на подставке для подбородка и точная фиксация пациентом метки в центре кампиметра; второй глаз больного закрывают. Врач постепенно передвигает объект по радиусам (начиная с горизонтального со стороны расположения слепого пятна) от наружной части кампиметра к центру. Пациент сообщает об исчезновении объекта. Более детальным исследованием соответствующего участка поля зрения определяют границы скотомы и отмечают результаты на специальной схеме. Размеры скотом, а также их расстояние от точки фиксации выражают в угловых градусах.

Периметрия. Периметрия - метод исследования поля зрения на вогнутой сферической поверхности с помощью специальных приборов (периметров), имеющих вид дуги или полусферы. Различают кинетическую периметрию (с движущимся объектом) и статическую периметрию (с неподвижным объектом переменной яркости). В настоящее

Рис. 3.6. Измерение поля зрения на периметре

время для проведения статической периметрии используют автоматические периметры (рис. 3.6).

Кинетическая периметрия. Широко распространен недорогой периметр Ферстера. Это дуга 180?, покрытая с внутренней стороны черной матовой краской и имеющая на наружной поверхности деления - от 0? в центре до 90? на периферии. Для определения наружных границ поля зрения используют белые объекты диаметром 5 мм, для выявления скотом - белые объекты диаметром 1 мм.

Исследуемый сидит спиной к окну (освещенность дуги периметра дневным светом должна быть не менее 160 лк), подбородок и лоб размещает на специальной подставке и фиксирует одним глазом белую метку в центре дуги. Второй глаз пациента закрывают. Объект ведут по дуге от периферии к центру со скоростью 2 см/с. Исследуемый сообщает о появлении объекта, а исследователь замечает, какому делению дуги соответствует в это время положение объекта. Это и будет наружная

граница поля зрения для данного радиуса. Определение наружных границ поля зрения проводят по 8 (через 45?) или по 12 (через 30?) радиусам. Необходимо в каждом меридиане проводить тест-объект до центра, чтобы убедиться в сохранности зрительных функций на всем протяжении поля зрения.

В норме средние границы поля зрения для белого цвета по 8 радиусам следующие: кнутри - 60?, сверху кнутри - 55?, сверху - 55?, сверху кнаружи - 70?, снаружи - 90?, снизу кнаружи - 90?, снизу - 65?, снизу кнутри - 50? (рис. 3.7).

Более информативна периметрия с использованием цветных объектов, так как изменения в цветном поле зрения развиваются раньше. Границей поля зрения для данного цвета считают то положение объекта, где испытуемый правильно распознал его цвет. Обычно используют синий, красный и зеленый цвета. Ближе всего к границам поля зрения на белый цвет оказывается синий, далее следует красный, а ближе к установочной точке - зеленый (рис. 3.7).

270

Рис. 3.7. Нормальные периферические границы поля зрения на белый и хроматические цвета

Статическая периметрия, в отличие от кинетической, позволяет выяснить также форму и степень дефекта поля зрения.

Изменения поля зрения

Изменения полей зрения происходят при патологических процессах в различных отделах зрительного анализатора. Выявление харак- терных особенностей дефектов поля зрения позволяет проводить топическую диагностику.

Односторонние изменения поля зрения (только в одном глазу на стороне поражения) обусловлены повреждением сетчатки или зрительного нерва.

Двусторонние изменения поля зрения выявляют при локализации патологического процесса в хиазме и выше.

Выделяют три вида изменений поля зрения:

Очаговые дефекты в поле зрения (скотомы);

Сужения периферических границ поля зрения;

Выпадение половин поля зрения (гемианопсии).

Скотома - очаговый дефект в поле зрения, не связанный с его периферическими границами. Скотомы классифицируют по характеру, интенсивности поражения, форме и локализации.

По интенсивности поражения выделяют абсолютные и относительные скотомы.

Абсолютная скотома - дефект, в пределах которого полностью выпадает зрительная функция.

Относительная скотома характеризуется понижением восприятия в области дефекта.

По характеру выделяют положительные, отрицательные, а также мерцательные скотомы.

Положительные скотомы больной замечает сам в виде серого или темного пятна. Такие скотомы указывают на поражение сетчатки и зрительного нерва.

Отрицательные скотомы больной не ощущает, они обнаруживаются только при объективном исследовании и указывают на повреждение вышележащих структур (хиазмы и далее).

По форме и локализации различают: центральные, парацентральные, кольцевидные и периферические скотомы (рис. 3.8).

Центральные и парацентральные скотомы возникают при заболеваниях макулярной области сетчатки, а также при ретробульбарных поражениях зрительного нерва.

Рис. 3.8. Различные виды абсолютных скотом: а - центральная абсолютная скотома; б - парацентральные и периферические абсолютные скотомы; в - кольцевидная скотома;

Кольцевидные скотомы представляют собой дефект в виде более или менее широкого кольца, окружающего центральный участок поля зрения. Они наиболее характерны для пигментной дистрофии сетчатки.

Периферические скотомы располагаются в различных местах поля зрения, кроме вышеперечисленных. Они возникают при очаговых изменениях в сетчатой и сосудистой оболочках.

По морфологическому субстрату выделяют физиологические и патологические скотомы.

Патологические скотомы появляются вследствие повреждения структур зрительного анализатора (сетчатки, зрительного нерва и т.д.).

Физиологические скотомы обусловлены особенностями строения внутренней оболочки глаза. К таким скотомам относят слепое пятно и ангиоскотомы.

Слепое пятно соответствует месту расположения диска зрительного нерва, область которого лишена фоторецепторов. В норме слепое пятно имеет вид овала, расположенного в височной половине поля зрения между 12? и 18?. Вертикальный размер слепого пятна равен 8-9?, горизонтальный - 5-6?. Обычно 1/3 слепого пятна расположена выше горизонтальной линии, проходящей через центр кампиметра, и 2 / 3 - ниже этой линии.

Субъективные расстройства зрения при скотомах различны и зависят, главным образом, от локализации дефектов. Очень малень-

кие абсолютные центральные скотомы могут сделать невозможным восприятие мелких объектов (например, букв при чтении), в то время как даже сравнительно большие периферические скотомы мало стесняют деятельность.

Сужение периферическихг раниц поля зрения обусловлено дефектами поля зрения, связанными с его границами (рис. 3.9). Выделяют равномерное и неравномерное сужения полей зрения.

Рис. 3.9. Виды концентрического сужения поля зрения: а) равномерное концентрическое сужение поля зрения; б) неравномерное концентрическое сужение поля зрения

Равномерное (концентрическое) сужение характеризуется более или менее одинаковой приближенностью границ поля зрения во всех меридианах к точке фиксации (рис. 3.9 а). В тяжелых случаях от всего поля зрения остается только центральный участок (трубочное, или тубулярное зрение). При этом становится затруднительной ориентировка в пространстве, несмотря на сохранность центрального зрения. Причины: пигментная дистрофия сетчатки, оптический неврит, атрофия и другие поражения зрительного нерва.

Неравномерное сужение поля зрения возникает при неодинаковом приближении границ поля зрения к точке фиксации (рис. 3.9 б). Например, при глаукоме сужение происходит преимущественно с внутренней стороны. Секторальные сужения поля зрения наблюдаются при непроходимостиветвей центральной артерии сетчатки, юкстапапиллярном хориоретините, некоторых атрофиях зрительного нерва, отслойке сетчатки и др.

Гемианопсия - двустороннее выпадение половины поля зрения. Гемианопсии делят на одноименные (гомонимные) и разноименные (гетеронимные). Иногда гемианопсии обнаруживает сам больной, но чаще их выявляют при объективном обследовании. Изменения полей зрения обоих глаз - важнейший симптом в топической диагностике заболеваний головного мозга (рис. 3.10).

Гомонимная гемианопсия - выпадение височной половины поля зрения в одном глазу и носовой - в другом. Она обусловлена ретрохиазмальным поражением зрительного пути на стороне, противоположной дефекту полей зрения. Характер гемианопсии изменяется в зависимости от уровня поражения: она может быть полной (при выпадении всей половины поля зрения) или частичной (квадрантной).

Полная гомонимная гемианопсия наблюдается при поражении одного из зрительных трактов: левосторонняя гемианопсия (выпадение левых половин полей зрения) - при повреждении правого зрительного тракта, правосторонняя - левого зрительного тракта.

Квадрантная гомонимная гемианопсия обусловлена повреждением головного мозга и проявляется выпадением одноименных квадрантов полей зрения. В случае поражения корковых отделов зрительного анализатора дефекты не захватывают центральный участок поля зрения, т.е. зону проекции желтого пятна. Это объясняется тем, что волокна от макулярной области сетчатки уходят в оба полушария головного мозга.

Гетеронимная гемианопсия характеризуется выпадением наружных или внутренних половин полей зрения и обусловлена поражением зрительного пути в области зрительного перекреста.

Рис. 3.10. Изменение поля зрения в зависимости от уровня поражения зрительного пути: а)локализация уровня поражения зрительного пути (обозначены цифрами); б) изменение поля зрения соответственно уровню поражения зрительного пути

Битемпоральная гемианопсия - выпадение наружных половин полей зрения. Развивается при локализации патологического очага в области средней части хиазмы (часто сопровождает опухоли гипофиза).

Биназальная гемианопсия - выпадение носовых половин полей зрения. Обусловлена двусторонним поражением неперекрещенных волокон зрительного пути в области хиазмы (например, при склерозе или аневризмах обеих внутренних сонных артерий).

Светоощущение и адаптация

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

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

Адаптация - изменение световой чувствительности глаза при колебаниях освещенности. Способность к адаптации позволяет глазу защищать фоторецепторы от перенапряжения и вместе с тем сохранять высокую светочувствительность. Различают световую (при повышении уровня освещенности) и темновую адаптацию (при понижении уровня освещенности).

Световая адаптация, особенно при резком увеличении уровня освещенности, может сопровождаться защитной реакцией зажмуривания глаз. Наиболее интенсивно световая адаптация протекает в течение первых секунд, окончательных значений порог светоощущения достигает к концу первой минуты.

Темновая адаптация происходит медленнее. Зрительные пигменты в условиях пониженного освещения расходуются мало, происходит их постепенное накопление, что повышает чувствительность сетчатки к стимулам пониженной яркости. Световая чувствительность фоторецепторов нарастает быстро в течение 20-30 мин, и только к 50-60 мин достигает максимума.

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

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

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

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

Врожденная гемералопия - генетическое заболевание. Офтальмоскопических изменений при этом не выявляют.

БИНОКУЛЯРНОЕ ЗРЕНИЕ

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

Бинокулярное зрение - способность рассматривать предмет двумя глазами без возникновения диплопии. Бинокулярное зрение формируется к 7-15 годам. При бинокулярном зрении острота зрения примерно на 40% выше, чем при монокулярном зрении. Одним глазом без поворота головы человек способен охватить около 140? пространства,

двумя глазами - около 180?. Но самым важное - то, что бинокулярное зрение позволяет определять относительную удаленность окружающих предметов, то есть осуществлять стереоскопическое зрение.

Если предмет равноудален от оптических центров обоих глаз, то его изображение проецируется на идентичные (корреспондирующие)

участки сетчаток. Полученное изображение передается в один участок коры головного мозга, и изображения воспринимаются как единый образ (рис. 3.11).

В случае если объект удален от одного глаза больше, чем от другого, его изображения проецируются на неидентичные (диспаратные) участки сетчаток и передаются в разные участки коры головного мозга, в результате не происходит фузии и должна возникать диплопия. Однако в процессе функционального развития зрительного анализатора такое двоение воспринимается как нормальное, потому что кроме информации от диспарантных участков к мозгу поступает и информация от корреспондирующих отделов сетчатки. При этом субъективного ощущения диплопии не возникает (в отличие от одновременного зрения, при котором нет корреспондирующих участков сетчатки), а на основании различий между полученными от двух сетчаток изображений происходит стереоскопический анализ пространства.

Условия формирования бинокулярного зрения следующие:

Острота зрения обоих глаз должна быть не ниже 0,3;

Соответствие конвергенции и аккомодации;

Скоординированные движения обоих глазных яблок;

Рис. 3.11. Механизм бинокулярного зрения

Изейкония - одинаковая величина изображений, формирующихся на сетчатках обоих глаз (для этого рефракция обоих глаз не должна отличаться более чем на 2 дптр);

Наличие фузии (фузионного рефлекса) - способность мозга к слиянию изображений от корреспондирующих участков обоих сетчаток.

Способы определения бинокулярного зрения

Проба с промахиванием. Врач и пациент располагаются друг напротив друга на расстоянии 70-80 см, каждый удерживает спицу (карандаш) за кончик. Пациента просят дотронуться кончиком своей спицы до кончика спицы врача в вертикальном положении. Вначале он проделывает это при открытых обоих глазах, затем прикрывая поочередно один глаз. При наличии бинокулярного зрения пациент легко выполняет задачу при открытых обоих глазах и промахивается, если один глаз закрыт.

Опыт Соколова (с «дырой» в ладони). Правой рукой пациент держит перед правым глазом свернутый в трубку лист бумаги, ребро ладони левой руки располагает на боковой поверхности конца трубки. Обоими глазами обследуемый смотрит прямо на какой-либо предмет, расположенный на расстоянии 4-5 м. При бинокулярном зрении пациент видит «дыру» в ладони, сквозь которую видна та же картина, что и через трубку. При монокулярном зрении «дыра» в ладони отсутствует.

Четырехточечный тест используют для более точного определения характера зрения с помощью четырехточечного цветового прибора или проектора знаков.

Стереоскопическое зрение – бесценный дар, которым природа наградила человека. Благодаря этому механизму, мы воспринимаем окружающий мир во всей его глубине и многогранности. Объёмное изображение формирует мозг, когда человек рассматривает видимые объекты обоими глазами.

Стереоскопическое зрение дало возможность современному человеку создавать имитации стереоэффекта: 3D-фильмы, стереокартинки и стереофотографии. Всё это делает мир вокруг нас ещё более восхитительным и загадочным.

Что такое стереоскопическое зрение и как оно работает?

Определение стереоскопического зрения

Стереоскопическое зрение – это уникальное свойство органов зрения, которое позволяет увидеть не только размеры объекта в одной плоскости, но и его форму, а также размеры объекта в разных плоскостях. Такое объёмное зрение присуще каждому здоровому человеку: к примеру, если мы видим дом вдалеке, мы можем приблизительно определить, какого он размера и на каком расстоянии от нас находится.

Стереоскопическое зрение – важная функция, которую выполняет человеческий глаз.

Механизм

На сетчатке наших глаз формируется двумерное изображение, тем не менее, человек воспринимает глубину пространства, то есть обладает трёхмерным стереоскопическим зрением.

Мы способны оценивать глубину благодаря разным механизмам. Владея данными о величине предмета, человек способен рассчитать расстояние к нему или понять, какой из объектов находится более близко, путём сравнения угловой величины объекта. Если один предмет находится перед другим и частично его заслоняет, то передний объект воспринимается на более близком расстоянии.

Удалённость предмета можно также определить по такому признаку, как «параллакс» движения. Это кажущееся смещение более далёких и близких предметов при движении головой в разных направлениях. Примером может служить «железнодорожный эффект»: когда мы смотрим из окна движущегося поезда, нам кажется, что скорость близко расположенных предметов больше скорости удалённых объектов.

Одной из важных функций стереоскопического зрения является ориентация в пространстве. Благодаря возможности видеть предметы объёмно, мы лучше ориентируемся в пространстве.

Если человек утратит восприятие глубины пространства, жизнь его станет опасной.

Стереоскопическое зрение помогает нам во многом, например, в спортивной деятельности. Без оценки себя и окружающих объектов в пространстве станут невозможными выступления гимнастов на брусьях и бревне, прыгуны с шестом не смогут правильно оценивать расстояние до планки, а биатлонисты не способны будут поразить мишень.

Без стереоскопического зрения человек не сможет работать в профессиях, требующих моментальной оценки расстояния, или связанных с быстро движущимися объектами (лётчик, машинист поездов, охотник, стоматолог).

Отклонения

Человек обладает несколькими механизмами оценки глубины . Если какой-либо из механизмов не работает, то это – отклонение от нормы, ведущее к различным ограничениям оценки удалённости предметов и ориентации в пространстве. Наиболее важный механизм восприятия глубины – стереопсис.

Стереопсис

Стереопсис зависит от совместного использования обоих глаз. При рассматривании любой трёхмерной сцены оба глаза формируют различные изображения на сетчатке. В этом можно убедиться, если смотреть прямо вперёд и быстро перемещать голову из стороны в сторону или быстро закрывать поочередно то один, то другой глаз. Если перед вами плоский объект, то особой разницы вы не заметите. Однако если предметы находятся на разном расстоянии от вас, то вы заметите значительные изменения в картине. В процессе стереопсиса мозг сравнивает изображения одной и той же сцены на двух сетчатках и с относительной точностью оценивает их глубину.

Проявление стереопсиса

Диспарантность

Так называют отклонение от положения корреспондирующих точек на сетчатках правого и левого глаза, в которых фиксируется одно и то же изображение. Если отклонение не превышает в горизонтальном направлении 2°, а по вертикали – не более нескольких угловых минут, то человек будет визуально воспринимать одиночную точку в пространстве как расположенную ближе, чем сама точка фиксации. Если же расстояние между проекциями точки меньше, чем между корреспондирующими точками, то человеку будет казаться, что она расположена дальше точки фиксации.

Третий вариант предполагает отклонение более 2 °. Если вертикальное направление превышает несколько угловых минут, то мы сможем увидеть 2 отдельные точки, которые будут казаться расположенными ближе или дальше от точки фиксации. Данный эксперимент лежит в основе созданий серии стереоскопических приборов (стереоскоп Уитстона, стереотелевидение, стереодальномеры и пр.).

Проявление диспарантности

Выделяют конвергентную диспаратность (у точек, расположенных ближе точки фиксации) и дивергентную (у точек, расположенных дальше точки фиксации). Распределение диспаратностей по изображению называют картой диспаратностей.

Проверка стереопсиса

Некоторые люди не могут воспринимать глубину объектов с помощью стереоскопа. Свой стереопсис можно проверить с помощью такого рисунка.

Если есть стереоскоп, можно сделать копии стереопар, которые на нём изображены, и вставить их в прибор . Второй вариант – перпендикулярно расположить между двумя изображениями одной стереопары тонкий лист картона. Установив их параллельно, можно попытаться смотреть на своё изображение каждым глазом.

Применение стереоскопа

В 1960 году учёный из США Бела Юлеш предложил использовать уникальный способ демонстрации стереоэффекта, исключающий . Этот принцип можно использовать для тренировки стереопсиса. Посмотрите на рисунки-автостереограммы.

Если вы посмотрите вдаль, сквозь рисунок, то увидите стереоскопическую картину.

На базе этого метода создано устройство, позволяющее исследовать порог стереоскопического зрения, – автостереограмма. Существует и модифицированное устройство, которое позволяет очень точно определить порог стереоскопического зрения.

Каждому глазу предлагаются тест-объекты, которые имеют одинаковые области точек и представляют собой фигуру произвольной формы. В том случае, когда значения параллактических углов нулевые, то наблюдатель может увидеть в обобщённом изображении точки, расположенные в произвольном порядке. Он будет не способен выделить на рандомизированном фоне определённую фигуру. Таким образом, монокулярное видение фигуры исключается.

Проведение теста

Переместив один из тест-объектов перпендикулярно оптической оси системы, мы увидим, как изменяется параллактический угол между фигурами. Когда он достигнет определённого значения, наблюдатель сможет увидеть фигуру, как бы отрывающуюся от фона; фигура может также удаляться или приближаться к нему.

Параллактический угол измеряется посредством оптического компенсатора, который введён в одну из ветвей прибора. Когда фигура появляется в поле зрения, её фиксирует наблюдатель, а на индикаторе появляется соответствующий показатель порога стереоскопического зрения.

Нейрофизиология стереоскопического зрения

Исследования в области нейрофизиологии стереоскопического зрения позволили выявить в первичной зрительной коре головного мозга специфические клетки, настроенные на диспаратность. Они могут быть 2 типов:

Кроме того, существуют клетки, реагирующие в том случае, когда стимул находится ближе точки фиксации.

Все типы клеток обладают свойством ориентационной избирательности. Они обладают хорошей реакцией на движущиеся стимулы и концы линий.

Также существует борьба полей зрения. В том случае, когда на сетчатках обоих глаз создаются изображения, сильно различающиеся между собой, то зачастую одно из них вообще перестаёт восприниматься. Это явление означает следующее: если зрительная система не может объединить изображения на обеих сетчатках, то она частично или полностью отвергает один из образов.

Условия для стереоскопического зрения

Для нормального стереоскопического зрения необходимы следующие условия:

• Нормальная работа ;
• Хорошая ;
• Взаимосвязь между аккомодацией, фузией и конвергенцией;
• Незначительное различие в масштабах изображений обоих глаз.

Если на сетчатке обоих глаз при рассматривании одного и того же предмета изображение имеет разные размеры или неодинаковый масштаб, то это называется анизейконией.

Это отклонение является самой частой причиной того, что стереоскопическое зрение становится неустойчивым или теряется.