Hovorí sa o schopnosti ľudského vizuálneho systému vidieť trojrozmerne. Vizuálny senzorický systém: štruktúra, funkcie

Zrakový senzorický systém (vizuálny analyzátor) je súbor ochranných optických, receptorových a nervových štruktúr, ktoré vnímajú a analyzujú svetelné podnety. Vizuálny systém pozostáva z periférnej časti - oka, medziľahlých väzieb - subkortikálnych vizuálnych centier (laterálne genikulárne telo talamu a predný colliculus) a konečného spojenia - zrakovej kôry. Všetky úrovne vizuálneho systému sú navzájom prepojené vodivými dráhami.

Štruktúra očí

Ľudský orgán videnia - oko (obr. 1) má sférický (alebo podobný) tvar. Obsahuje jadro pokryté tromi škrupinami.

Horizontálny rez pravého oka: 1 - skléra; 2 - rohovka (rohovka); 3 - choroid; 4 - ciliárne telo; 5 - dúhovka; 6 - žiak; 7 - pigmentový epitel; 8 - sietnica; 9 - zrakový nerv; 10 - predná komora oka; 11 - šošovka; 12 - sklovité telo.

Vonkajšia hustá nepriehľadná škrupina - skléra - plní hlavne ochrannú, mechanickú funkciu. V prednej časti očnej gule skléra prechádza do priehľadnej rohovky, príp rohovka... Zakrivenie povrchu rohovky určuje vlastnosti lomu svetla. Rohovka má najvyššiu refrakčnú silu. Pod sklérou leží choroid, ktorý je tvorený sieťou krvných ciev. Jeho hlavným účelom je vyživovať očnú guľu. Pred, vpredu choroid zhustne a ide najskôr do ciliárne telo(sval, ktorý mení zakrivenie šošovky) a ďalej - v dúhovka ktoré sú zložené z vlákien hladkého svalstva, ciev a pigmentových buniek. Farba dúhovky závisí od pigmentácie buniek, ktoré sú jej súčasťou, a od ich distribúcie. Medzi rohovkou a dúhovkou je predná komora oka naplnená tekutinou - “ vodný humor“. V strede dúhovky je diera - zrenica, hrá úlohu membrány a reguluje množstvo svetelného toku prenikajúceho do oka. Veľkosť zrenice závisí od úrovne svetla. Kontrola nad zmenami veľkosti zrenice sa vykonáva automaticky nervovými vláknami končiacimi vo svaloch dúhovky. Kruhový sval zužujúci zrenicu - zvierač- inervovaný parasympatickými vláknami, svalmi, ktoré rozširujú zrenicu - dilatátor- inervované sympatickými vláknami. Reakcia rozšírenia zrenice na maximálny priemer 7,5 mm je veľmi pomalá: trvá asi 5 minút. Maximálna kontrakcia priemeru zrenice až o 1,8 mm sa dosiahne rýchlejšie - iba za 5 sekúnd.

Za dúhovkou sa nachádza objektív... Ide o bikonvexnú šošovku umiestnenú vo vaku, ktorého vlákna sú spojené s ciliárnymi svalmi. Pomocou týchto svalov je šošovka schopná zmeniť svoje zakrivenie. Táto schopnosť šošovky sa nazýva ubytovanie. Ubytovanie poskytuje jasný pohľad na rôzne vzdialené objekty. Pri skúmaní predmetov blízko seba sa zakrivenie šošovky zvyšuje, ale ak je predmet ďaleko, zakrivenie klesá. Prispôsobenie objektívu niekedy nepostačuje na premietanie obrazu priamo na sietnicu. Ak je vzdialenosť medzi šošovkou a sietnicou väčšia ako ohnisková vzdialenosťšošovka, potom sa objaví krátkozrakosť (krátkozrakosť). Ak je sietnica príliš blízko objektívu a zaostrovanie je dobré iba pri pohľade na vzdialené objekty, dochádza k ďalekozrakosti (hypermetropii).

Vnútri oka, za šošovkou, sa nachádza sklovec... Je to koloidný roztok kyseliny hyalurónovej v extracelulárnej tekutine. Pretože šošovka aj sklovec sú proteínové štruktúry, metabolické procesy v nich môžu byť narušené. Napríklad s vekom sa elasticita šošovky znižuje, preto sa schopnosť vidieť tesne umiestnené objekty (senilná ďalekozrakosť) zhoršuje, postupne stráca svoju transparentnosť, dochádza k ochoreniu zvanému katarakta. V. sklovec Môžu sa objaviť husté škvrny, ktoré sú subjektívne pociťované ako tmavé bodky, častice prachu v zornom poli. Tieto zmeny v konečnom dôsledku znižujú jasnosť obrazu a môžu viesť k strate zraku. Sklovitý humor a šošovka sa nazývajú optický systém oka, ktorý zameriava obraz na receptorový povrch sietnice. Sietnicový obraz sa zdá ostrý, ale zmenšený a prevrátený. Mozog túto „chybu“ opravuje, pričom sa riadi nielen prichádzajúcimi vizuálnymi informáciami, ale aj informáciami z iných zmyslových systémov (vestibulárny, proprioceptívny, kožný).

Sietnicová štruktúra

Sietnice- z neuroanatomického hľadiska vysoko organizovaná vrstvená štruktúra, ktorá spája receptory a neuróny. Skladá sa z niekoľkých vrstiev buniek, ktoré vykonávajú rôzne funkcie. Trochu zjednodušenú štruktúru fotosenzitívneho a vodivého aparátu sietnice je možné znázorniť vo forme nasledujúceho diagramu (obr. 2).

Vonkajšia vrstva sietnice, tesne priliehajúca priamo k cievovke, je tvorená pigmentovými bunkami obsahujúcimi fuscínový pigment. Tento pigment absorbuje svetlo, čím zabraňuje jeho odrážaniu a rozptylu, čo prispieva k jasnému zrakovému vnímaniu. Pigmentová vrstva je zvnútra priľahlá vrstvou fotoreceptory- kužele a tyčinky, ktoré sú odvrátené od dopadajúceho svetelného lúča takým spôsobom, že ich svetlocitlivé segmenty sú skryté v priestoroch medzi bunkami pigmentovej vrstvy. Každý fotoreceptor sa skladá zo svetlo citlivého vonkajšieho segmentu obsahujúceho vizuálny pigment a vnútorného segmentu obsahujúceho jadro a mitochondrie, ktoré poskytujú energetické procesy vo fotoreceptorovej bunke.

Tyče a kužele sa funkčne líšia: tyče reagujú na svetlo a poskytujú vizuálne vnímanie pri slabom osvetlení, zatiaľ čo kužele fungujú pri jasnom svetle a poskytujú vnímanie farieb. Fotoreceptory obsahujú vizuálne pigmenty, ktoré sú svojou povahou proteínmi. Tyčinky obsahujú pigment rodopsín, kužele obsahujú pigmenty jodopsín, chlorolab a erythlab, ktoré sú nevyhnutné pre farebné videnie. Svetlo dopadajúce na sietnicu spôsobuje rozklad pigmentu. Tieto chemické transformácie sú sprevádzané zmenou potenciálu na receptorovej membráne, t.j. vznik receptorového potenciálu. Funkcia receptorov sa teda redukuje na premenu energie svetelných kvant na elektrická energia bunková odpoveď.

Na sietnici každého oka je asi 6 miliónov čapíkov a 120 miliónov tyčiniek - spolu asi 130 miliónov fotoreceptorov. Sú nerovnomerne rozložené na sietnici: čím bližšie k periférii, tým viac tyčiniek, tým bližšie k stredu, tým viac čapíkov a nakoniec v úplnom strede sietnice sú oproti zrenici umiestnené iba čapíky. Táto oblasť sa nazýva žltá škvrna alebo fovea... Hustota kužeľov je tu 150 tisíc na 1 milimeter štvorcový, preto je v oblasti makuly zraková ostrosť maximálna.

Strednú časť sietnice predstavuje bipolárne bunky s dvoma relatívne dlhými procesmi, z ktorých jeden prichádza do kontaktu s fotoreceptormi, druhý s gangliovými bunkami sietnice, ktoré naopak tvoria jeho vnútornú časť. Gangliové bunky majú okrúhle vnímavé polia s dobre definovaným stredom a perifériou. Rozmery centrálnej časti a obvodového okraja sa môžu líšiť v závislosti od osvetlenia. Ak je stred excitovaný pri dopade svetla na sietnicu, periféria je inhibovaná. Opak môže byť pravdou. Gangliové bunky majú pole vnímavé na tyčinky aj kužele. V druhom prípade je stred a periféria receptívneho poľa excitovaná (alebo inhibovaná) určitou farbou. Ak napríklad v reakcii na prezentáciu červenej farby dôjde k vzrušeniu centra, bude periféria zablokovaná. Takéto kombinácie môžu byť veľmi rozmanité. Gangliové bunky, na rozdiel od iných prvkov sietnice, sú schopné vytvárať akčné potenciály nasmerované pozdĺž nervových vlákien do centrálnych štruktúr mozgu.

Gangliové bunky sú výstupnými prvkami sietnice. Ich axóny tvoria zrakový nerv, ktorý v opačnom smere preniká do sietnice a vstupuje do lebečnej dutiny. V mieste vstupu do sietnice vlákien optický nerv neexistujú žiadne fotoreceptory; táto oblasť bola pomenovaná slepá škvrna.

Fotoreceptory, bipolárne bunky a gangliové bunky teda predstavujú tri po sebe idúce väzby pri spracovaní vizuálnej informácie.

Na úrovni medzi receptormi a bipolárnymi bunkami existujú špecializované bunky s horizontálnym usporiadaním procesov, ktoré regulujú prenos excitácie z receptorov na bipolárne bunky a nazývajú sa horizontálne... Medzi bipolárnymi bunkami a gangliovými bunkami, umiestnenými akoby symetricky horizontálne, sú amakrinné bunky ktoré „riadia“ prenos elektrických signálov z bipolárnych buniek do gangliových buniek. Na tele amakrinných buniek končia odstredivé vlákna nesúce excitáciu z centrálneho nervového systému. Horizontálne a amakrinné bunky poskytujú laterálnu inhibíciu medzi susednými bunkovými prvkami sietnice, čo obmedzuje šírenie vizuálneho vzrušenia v nej.

Na záver je potrebné poznamenať, že sietnica ako systém umožňuje rozlíšiť také charakteristiky svetelného signálu, ako sú jeho intenzita (jas), priestorové parametre (veľkosť, konfigurácia). Vnímavé polia, postavené na princípe antagonistických vzťahov medzi centrom a perifériou, umožňujú vyhodnotiť kontrast a obrysy obrazu, ako aj optimálne izolovať užitočný signál od šumu.

Centrálne štruktúry vizuálny systém

Vonkajšie telo genikulov(NKT) - hlavné subkortikálne centrum vizuálneho analyzátora. V tejto štruktúre končí väčšina optických vlákien (axóny gangliových buniek) v optickom trakte. Hlavné cesty z NKT smerujú do 17., v menšej miere - do 18. a 19. zorného poľa (podľa Brodmana). Ostatné vlákna sú smerované do horného colliculus, vankúša optického návršia a ďalších štruktúr.

Vnímavé polia trubicových neurónov majú rôzne tvary - od okrúhlych po predĺžené; existujú polia so vzrušujúcim centrom a inhibičnou perifériou a naopak. V hadičke sú zakódované informácie o priestorových charakteristikách (veľkosti) vizuálneho obrazu, o úrovni osvetlenia, o farbe. Vzhľadom na početné spojenia hadičiek s rôznymi talamickými jadrami (predovšetkým asociatívnymi) je možné predpokladať, že na tejto úrovni je tok informácií prerozdelený rôznymi kanálmi a začína sa proces analýzy najkomplexnejších parametrov stimulu v r. najmä analýzu informácií o biologickom význame tohto stimulu.

Predný colliculus. Aj keď nie viac ako 10% optických vlákien smeruje do predných kopcov stredného mozgu, táto štruktúra hrá dôležitú úlohu pri organizovaní orientačného správania.

Predný colliculus má vrstvenú štruktúru. V horných vrstvách dochádza k zakončeniu vlákien pochádzajúcich zo sietnice, mozgovej kôry (okcipitálna, frontálna a temporálna oblasť), z miechy, zo zadných kopcov štvornásobku, hadičiek, mozočku a substantia nigra. Dolné vrstvy sa nazývajú eferentné centrum, ktoré vedú k najdlhším zostupným cestám. Sú odoslané do miechy, do jadier lebečných nervov, do retikulárnej formácie a ďalších štruktúr, ktoré poskytujú reflexy vizuálnej orientácie.

Väčšina neurónov nereaguje alebo reaguje slabo na pôsobenie difúzneho svetla alebo na stacionárne objekty, ale dáva silnú reakciu na pohyb, a preto sa nazývajú detektory pohybu. Okrem toho viac ako 75% neurónov reaguje iba na určitý smer pohybu (hlavne na pohyb v horizontálnej rovine) a sila reakcie závisí od rýchlosti pohybu. Odstránenie alebo zničenie predného colliculus u zvierat je sprevádzané stratou schopnosti sledovať pohybujúci sa predmet. V tejto súvislosti sa verí, že predný colliculus koordinuje pohyby očných bulbov s príjmom vizuálnych informácií.

Vizuálna kôra. Vizuálna kôra má vrstvenú štruktúru. Podľa závažnosti určitých vrstiev ho podľa Brodmanna rozlišuje primárna oblasť - 17. pole, sekundárne - 18. pole a terciárne - 19. pole. Pole 17 je centrálne pole kortikálneho jadra analyzátora, 18. a 19. pole je periférne.

Funkčný význam zrakovej kôry je extrémne vysoký. Dokazuje to prítomnosť početných spojení nielen so špecifickými vizuálnymi subkortikálnymi formáciami, ale aj s asociatívnymi a nešpecifickými jadrami talamu, s retikulárnou formáciou, parietálnou asociatívnou oblasťou atď.

Reakcie jednotlivých neurónov vo zrakovej kôre prvýkrát zaznamenal R. Jung na začiatku päťdesiatych rokov minulého storočia. Ukázalo sa, že iba asi polovica neurónov reaguje na difúzne svetlo sietnice. Väčšina neurónov reaguje iba na podnety orientované určitým spôsobom (najlepšie zo všetkých - na svetlé pruhy na tmavom pozadí alebo priestorové mriežky pozostávajúce zo striedania svetlých a tmavých pruhov).

V 60. rokoch XX storočie Americkí neurofyziológovia D. Hubel a T. Wiesel, skúmajúci vlastnosti neurónov vo zrakovej kôre, identifikovali tri typy receptívnych polí - jednoduché, komplexné a superkomplexné. Vnímavé polia jednoduchého typu majú obdĺžnikový tvar, pozostávajú zo stredu a periférie, ktorých hranice sú navzájom približne rovnobežné. Najlepšie reagujú na pohyb svetlého pásma na tmavom pozadí alebo naopak. Neuróny s jednoduchým typom receptívneho poľa majú spravidla preferovaný smer pohybu, na ktorý je reakcia najvýraznejšia.

Neuróny s receptívnym poľom komplexného typu lepšie reagujú na pásik alebo mriežku, ktoré sú optimálne orientované vzhľadom na sietnicu (zvislá, vodorovná alebo šikmá poloha).

Neuróny superkomplexného typu môžu reagovať na niekoľko polôh prúžku (čiary), jeho rotácie o určitý uhol, uhol tvorený dvoma čiarami, na zakrivenie obrysu alebo komplexnejšie priestorové charakteristiky vizuálneho obrazu. Predpokladá sa, že dochádza k konvergencii neurónov s jednoduchými receptívnymi poliami k neurónom vyššieho rádu. V 17. poli kôry je viac neurónov s jednoduchými a v 18. a 19. - so zložitými a veľmi komplexnými receptívnymi poľami.

Na základe toho D. Hubel a T. Wiesel sformulovali detektorovú teóriu spracovania vizuálnych informácií. Jeho podstata spočíva v tom, že neuróny s jednoduchými receptívnymi poliami, ktoré sú detektormi základných znakov vizuálneho obrazu (napríklad orientácie v línii), konvergujú k neurónom vyššej úrovne, ktoré sa v dôsledku tejto konvergencie stávajú komplexnejšími. vlastnosti. Existuje teda hierarchia detektorových neurónov, na ktorých vyšších úrovniach sú detektory najkomplexnejších znakov vizuálneho obrazu. Ako sa však ukázalo neskôr, neuróny tohto druhu, zodpovedné za rozpoznávanie integrálnych vizuálnych obrazov, sa nachádzajú mimo samotnej zrakovej kôry, predovšetkým v dolnej časovej oblasti. Proces vizuálneho vnímania teda nekončí v projekčných oblastiach, ale pokračuje na zložitejších úrovniach asociatívnych kortikálnych zón.

Alternatívou k teórii detektorov je hypotéza priestorových frekvencií spracovania vizuálnych informácií, ktorú navrhli anglický výskumník F. Campbell a ruský fyziológ V.D. Glezer. Podľa tejto hypotézy neuróny vo zrakovej kôre určujú dve hlavné charakteristiky vizuálneho obrazu - orientáciu podnetu (pruhy, mriežky) a jeho priestorovú frekvenciu. V tomto prípade sú neuróny z rôznych častí kôry „naladené“ na podnety rôznej priestorovej orientácie a priestorovej frekvencie. V 17. poli zrakovej kôry je teda vytvorená „mozaika“ excitovaných a nevzrušených neurónov, ktorá izomorfne zobrazuje priestorové rozloženie excitovaných a inhibovaných receptorov sietnice. Neuróny v sekundárnych a terciárnych vizuálnych oblastiach (18. a 19. pole) používajú informácie získané z primárnej kôry (17. pole) na vytvorenie väčších podobizní vizuálneho obrazu.

Na úrovni zrakovej kôry sa teda vykonáva jemná, diferencovaná analýza najkomplexnejších znakov vizuálneho signálu (výber obrysov, obrysov, tvaru objektu, lokalizácie, pohybov v priestore atď.). Na úrovni sekundárnych a terciárnych oblastí sa zrejme vykonáva najkomplexnejší integračný proces, ktorý pripravuje telo na rozpoznávanie vizuálnych obrazov a vytváranie integrálneho senzoricko-percepčného obrazu sveta. Tvorba integrálnych vizuálnych obrazov, ich identifikácia a hodnotenie ich biologického významu sa vykonáva v asociatívnych oblastiach, v prvom rade v zadných parietálnych a dolných časových oblastiach.

Asociatívne zóny kôry. Neurofyziologické štúdie ukázali, že neuróny v dolnej temporálnej kôre (NVC) najlepšie reagujú na holistické obrázky (napríklad geometrické tvary). V takom prípade môžete vybrať bunky, ktoré reagujú iba na jeden obrázok (napríklad kruh), alebo môžete odpovedať na niekoľko rôznych obrázkov (kruh, trojuholník, kríž a štvorec). Neurónové reakcie sú zvyčajne nemenné voči tvarovým transformáciám, t.j. sú nezávislé od veľkosti, rotácie, farby obrazu, osvetlenia atď.

Všeobecne sa verí, že NVC neuróny reagujú na senzorickú hodnotu vizuálneho stimulu bez ohľadu na jeho význam pre motorické správanie. Pre NVC zároveň nie sú dôležité jednotlivé charakteristiky podnetu, ale ich určité kombinácie. NVK očividne vykonáva klasifikáciu obrázkov v súlade s konkrétnou úlohou, ktorej čelia zvieratá a ľudia. Keď je táto oblasť poškodená, u človeka sú narušené procesy rozpoznávania predmetov a pamäte.

Zadná parietálna kôra (ZTC) vytvára nervovú štruktúru (model) okolitého priestoru, opisujúcu umiestnenie a pohyb predmetov v tomto priestore vo vzťahu k telu, ako aj polohu a pohyb tela vo vzťahu k okoliu priestor. Inými slovami, v ZTK sú spracované informácie, ktoré opisujú vzťah medzi vnútornými a vonkajšími súradnicovými systémami. Existujú aj údaje o spojení medzi neurónmi ZTK s dobrovoľnou pozornosťou k jednému alebo druhému vizuálne vnímanému objektu.

Pri obojstrannom poškodení temennej oblasti dochádza u človeka k poruchám zraku vo vnímaní priestoru. Takíto pacienti nedokážu posúdiť priestorové transformácie postáv, je narušená ich topografická orientácia atď. To naznačuje dôležitú úlohu ZTK pri vnímaní priestoru a priestorových vzťahov medzi objektmi v zornom poli.

Identifikácia snímok sa vykonáva priateľskou prácou NVK a ZTK. Ak prvý vykoná identifikáciu jednotlivých prvkov (fragmentov) integrálnej vizuálnej situácie, invariantných voči ich priestorovým transformáciám, potom druhý vytvorí ucelený obraz okolitého sveta.

Frontálna kôra vzhľadom na početné spojenia so štruktúrami pamäte a štruktúrami limbického systému hodnotí význam stimulu pre telo a plánuje zodpovedajúci behaviorálny akt.

Citlivosť na svetlo a prispôsobenie

Citlivosť na svetlo charakterizuje schopnosť vizuálneho systému vnímať emisiu svetla. Oči majú najväčšiu citlivosť na svetlo v tme. Minimálne množstvo svetelnej energie potrebné za týchto podmienok na vznik pocitu svetla sa nazýva absolútny prah. Fotoreceptor je možné excitovať pôsobením jedného alebo dvoch kvantov svetla, avšak na dosiahnutie svetelného pocitu je potrebné zhrnutie excitácie z niekoľkých receptorov. V prírodných podmienkach vizuálny systém len zriedka funguje na hranici svojich možností, t.j. v oblasti blízko prahu a citlivosť na kontrast má primárny význam pre zrak, t.j. citlivosť v podmienkach adaptácie na svetlo. Ak je testovacie miesto na osvetlenom pozadí, potom minimálny rozdiel v bodovom jase V. c a pozadia V. f, ktorý je pozorovateľom vnímaný ako jemný rozdiel, sa nazýva rozdiel, alebo diferenciál, prah (∆ B):∆B= │V. c - V f│. Nazýva sa pomer prahu rozdielu k osvetleniu pozadia prahový kontrast alebo relatívny diferenciálny prah... Hodnota relatívneho diferenciálneho prahu je bezrozmerná a ukazuje, ako veľmi je potrebné zmeniť hodnotu testovacieho podnetu vo vzťahu k pozadiu, aby sa zachytil sotva znateľný rozdiel medzi nimi. Ak je napríklad relatívny diferenciálny prah 0,03, potom to znamená, že testovací stimul by sa mal líšiť od pozadia o 3%. Podľa zákona Bouguer-Webera ∆V / V f = konšt, alebo =В = k ∙ В f(prah rozdielu sa zvyšuje úmerne k osvetleniu). Tento zákon však platí iba pre stredný rozsah intenzít a je porušovaný pri nízkych a vysokých hodnotách podnetu.

Jeho schopnosť vnímať svetlo voči svetlu je veľmi dôležitá úpravy, t.j. na funkčnú reštrukturalizáciu, ktorá vám umožní pracovať v optimálnom režime pri danej úrovni osvetlenia. Rozlišujte medzi adaptáciou na svetlo a tmu. Tmavá adaptácia je charakterizovaná maximálnym zvýšením citlivosti na svetlo (zníženie v absolútnych prahových hodnotách) vizuálneho systému na vnímanie svetelného podnetu v absolútnej tme. Adaptácia svetla charakterizuje citlivosť systému na rôznych úrovniach svetla.

Tmavá adaptácia zahŕňa zmeny citlivosti tyčí a kužeľov. Adaptácia tyče je dokončená za 7–8 minút, zmeny citlivosti tyčinky nastanú približne do 30 minút. Mechanizmus adaptácie na tmu na jednej strane spočíva v postupnom obnovení vizuálneho pigmentu v tme, na druhej strane v reštrukturalizácii receptívnych polí v prenosovom systéme receptor-bipolárny-gangliový bunkový systém. Preto sa zistilo, že v tomto procese temná adaptácia inhibičný „okraj“ na periférii receptívneho poľa gangliovej bunky klesá až do úplného vymiznutia, a v dôsledku toho sa zvyšuje jeho citlivosť na svetlo.

Citlivosť na svetlo počas adaptácie na svetlo klesá pri prechode z nižšieho osvetlenia na vyššie. Pokračuje rýchlejšie ako adaptácia na tmu a trvá približne 1-3 minúty.

Zraková ostrosť

Zraková ostrosť charakterizuje obmedzujúce priestorové rozlíšenie zrakového systému, t.j. schopnosť oka rozlíšiť dva tesne rozmiestnené body ako oddelené. Zraková ostrosť je daná optikou oka a jeho nervovými mechanizmami.

Pri meraní zrakovej ostrosti sa najčastejšie používa metóda detekcie, keď sa svetelný testovací predmet prezentuje na tmavom pozadí alebo tmavý na svetlom pozadí. Pozorovateľ teda musí identifikovať písmená rôznych uhlových veľkostí, určiť sklon mriežky pozostávajúci z rovnobežných pruhov atď. Najrozšírenejšie sú prstence Landolt, v ktorých je potrebné určiť polohu zlomu na prstenci. Na kvantitatívne meranie zrakovej ostrosti sa používa recipročná hodnota uhla videnia, minimálna veľkosť, ale stále vnímaná.

Zraková ostrosť závisí od mnohých faktorov: osvetlenie, kontrast pozadia a textu, stav a prispôsobenie receptorového aparátu, optické zariadenie oka. Je to tiež spôsobené reštrukturalizáciou receptívnych polí gangliových buniek sietnice. So zvýšením úrovne osvetlenia sa zmenšuje veľkosť stredu receptívneho poľa a zvyšuje sa vplyv inhibičnej periférie. Dá sa predpokladať, že keď obraz dvoch bodov spadá do dvoch susedných receptívnych polí oddelených inhibičnou perifériou, pravdepodobnosť ich diskriminácie je vyššia ako v prípade, keď takáto periféria chýba.

Zraková ostrosť je tiež funkciou polohy testovaného objektu na sietnici (alebo jeho vzdialenosti od fovey). Čím ďalej od stredu sa meranie vykonáva, tým menšia je zraková ostrosť.

Pohyby očí a ich úloha vo videní

Pohyby očí zohrávajú veľmi dôležitú úlohu vo vizuálnom vnímaní. Aj v prípade, keď pozorovateľ pohľadom fixuje pevný bod, oko nie je v pokoji, ale neustále robí malé pohyby, ktoré sú nedobrovoľné. Pohyby očí vykonávajú funkciu nesprávneho nastavenia pri pohľade na stojace predmety. Ďalšou funkciou drobných pohybov očí je udržať obraz v oblasti jasného videnia.

V skutočných podmienkach vizuálneho systému sa oči neustále pohybujú a skúmajú najinformatívnejšie oblasti zorného poľa. V tomto prípade niektoré pohyby očí umožňujú človeku zvážiť objekty nachádzajúce sa v rovnakej vzdialenosti od pozorovateľa, napríklad pri čítaní alebo prezeraní obrázku, iné - pri skúmaní predmetov v rôznych vzdialenostiach od neho. Prvý typ pohybov sú jednosmerné pohyby oboch očí, zatiaľ čo druhý vykonáva konvergenciu alebo riedenie zrakových osí, t.j. pohyby sú nasmerované v opačných smeroch.

Ukazuje sa, že prenos očí z jedného objektu na druhý je určený ich informačným obsahom. Pohľad nezostáva na tých oblastiach, ktoré obsahujú málo informácií, a zároveň zachytáva dlhodobo tie najinformatívnejšie oblasti (napríklad kontúry predmetu). Táto funkcia je narušená, ak sú ovplyvnené čelné laloky. Pohyb očí poskytuje vnímanie jednotlivých znakov predmetov, ich vzťahu, na základe ktorého sa vytvára holistický obraz, uložený v dlhodobej pamäti.

Farebné videnie

Vnímanie farby je dôsledkom práce dvoch mechanizmov. Primárnym mechanizmom je mechanizmus fotoreceptora založený na existencii receptorov, ktoré selektívne reagujú na rôzne časti spektra. V sietnici boli nájdené tri typy čapíkov s absorpčnými maximami v rôznych oblastiach spektra (modrá, zelená a červená).

Súčasne je v psychológii a fyziológii popísaných množstvo faktov, ktoré nemožno vysvetliť mechanizmom fotoreceptorov. Takými príkladmi sú javy simultánneho a sekvenčného kontrastu. Súčasný kontrast spočíva v zmene farebného tónu v závislosti od pozadia, na ktorom je konkrétny testovací podnet prezentovaný. Šedá škvrna na červenom pozadí napríklad nadobúda nazelenalý odtieň, na žltej - modrastú atď. Fenomén konzistentného kontrastu je ten, že ak sa pozeráte na povrch natretý určitou farbou (napríklad červenou) dostatočne dlho a potom obrátite svoj pohľad na bielu, potom získa odtieň súperovej farby (v tomto prípade puzdro, nazelenalé). Tu vstupuje do hry centrálny mechanizmus. Jeho podstata spočíva v tom, že neuróny gangliových buniek, tubingu a zrakovej kôry majú receptívne polia protikladné voči farbe, t.j. stred receptívneho poľa je aktivovaný jednou farbou a jeho periféria inou, opačnou (súperovou). Je to spôsobené zvláštnosťami ich receptívnych polí, vrátane excitačných a inhibičných spojení s rôznymi druhmi kužeľov. Sú popísané dva systémy protikladné voči farbám: červeno-zelená, žlto-modrá.

Vnímanie farby je teda dôsledkom práce dvoch rôznych mechanizmov pôsobiacich na rôznych úrovniach vizuálneho systému.

Stereoskopické videnie

Stereoskopické videnie umožňuje posúdiť hĺbku priestoru, t.j. relatívna vzdialenosť predmetov v zornom poli. Je to spôsobené nerovnomerným obrazom toho istého predmetu na sietniciach oboch očí. Keďže sú oči umiestnené v určitej vzdialenosti od seba, vnímajú predmet v inom uhle (takzvaná binokulárna paralaxa), takže obrázky na pravej a ľavej sietnici sa budú od seba mierne líšiť. Je ľahké to overiť a zase zavrieť jedno oko, potom druhé. Očné osi by boli navzájom úplne rovnobežné, iba ak by fixovaný predmet bol v nekonečnej vzdialenosti od pozorovateľa. Keď sa objekt priblíži, bude vnímaný ako trojrozmerný a osi očí sa budú zbiehať. Nakoniec, na veľmi blízky dosah dochádza k vzniku duchov. Inými slovami, existuje určitá oblasť videnia, v rámci ktorej sa zdá, že objekt je trojrozmerný. Vyjadruje sa v minútach oblúka. Jeho dolná hranica je asi 2 ang. min. Toto je uhol pohľadu, v ktorom sa dva body pre pozorovateľa spájajú do jedného, ​​t.j. fenomén hĺbky (alebo stereopsis) zmizne. V praxi je táto hranica celkom ľahko určiť: je to vzdialenosť, v ktorej sú oči iného človeka vnímané ako jeden obraz, čo je v priemere asi 6 km. Horná hranica stereopsy je uhol pohľadu, ktorý je asi 10 uhlov. °. Za touto hranicou sa obraz začne zdvojnásobovať.

Neurofyziologické mechanizmy stereoskopického videnia neboli doteraz úplne pochopené. Ukázalo sa však, že hlavnú úlohu pri vzniku stereopsy zohráva povaha prenosu obrazu zo sietnice do vyšších centier vizuálneho systému (obr. 3).

Ako viete, u osoby v oblasti chiasmu dochádza k neúplnému priesečníku vlákien zrakového nervu - vlákna z vnútorných polovíc sietnice sa pretínajú a smerujú k hadičkám a zrakovej kôre opačnej hemisféry. Vlákna z vonkajších polovíc sietníc prechádzajú bez kríženia. Na každú hemisféru teda prichádzajú informácie z opačnej polovice zorného poľa. Toto je fyziologický základ stereoskopického videnia.

Otázky a úlohy pre sebaovládanie

1. Aké štruktúry oka patria do jeho optického systému, aká je ich úloha vo vizuálnom vnímaní?

2, Zvážte štruktúru sietnice. Ktoré prvky sietnice sú schopné vytvárať akčný potenciál?

3. Vymenujte funkčné rozdiely medzi fotoreceptormi.

4. Akú úlohu majú horizontálne a amakrinné bunky?

5. Čo je príčinou objavenia sa receptorového potenciálu vo fotoreceptoroch?

6. Aké informácie sú kódované neurónmi laterálneho genikulárneho tela?

7. Akú funkciu majú predné kopce pri spracovaní vizuálnych informácií?

8. Ako sa detektorová teória zrakového vnímania líši od teórie priestorových frekvencií?

9. Akú funkciu má dolná temporálna a zadná parietálna kôra?

10. Ako sa mení pomer centra a periférie receptívneho poľa gangliovej bunky počas adaptácie na tmu a svetlo?

11. Aké faktory určujú zrakovú ostrosť?

12. Akú úlohu zohrávajú pohyby očí vo vizuálnom vnímaní?

13. Popíšte základné mechanizmy farebného videnia.

14. Čo je základom stereopsy?

Vízia pre človeka je jedným zo spôsobov orientácie v priestore. S jeho pomocou dostávame informácie o zmene dňa a noci, rozlišujeme predmety okolo nás, pohyb živých a neživých tiel, rôzne grafické a svetelné signály. Zrak je veľmi dôležitý pre pracovnú aktivitu človeka a zaistenie jeho bezpečnosti.

Periférnou časťou zrakového senzorického systému je oko, ktoré sa nachádza v depresii lebky - očná jamka, a je chránený svojimi stenami pred vonkajšími vplyvmi.

Oko sa skladá z očnej buľvy a pomocných štruktúr: slzné žľazy, vonkajšie svaly oka, viečka, obočie, spojivka. Slzná žľaza vylučuje tekutinu, ktorá zabraňuje vysychaniu oka. K rovnomernému rozloženiu slznej tekutiny po povrchu oka dochádza v dôsledku žmurkania očných viečok.

Očná guľa obmedzené tromi škrupinami - vonkajšou, strednou a vnútornou (obr. 5.5). Vonkajšia škrupina oka - skléra, alebo tunica albuginea. Je to hustá, nepriehľadná tkanina biely, s hrúbkou asi 1 mm, sa v prednej časti zmení na priehľadnú rohovka.

Ryža. 5.5.

• 1 - tunica albuginea; 2 - rohovka; 3 - šošovka; 4 - ciliárne telo;
• 5 - dúhovka; 6 - cievovka; 7 - sietnica;
• 8 - slepá škvrna; 9 - sklovité telo; 10- zadná komora oka;
• 11- predná komora oka; 12 - zrakový nerv (podľa A. G. Khripkovej, 1978)

Pod sklérou sa nachádza choroid oko, ktorého hrúbka nepresahuje 0,2-0,4 mm. Obsahuje veľké množstvo cievy. V prednej časti očnej buľvy prechádza choroid do ciliárne telo a dúhovka (iris). Tieto štruktúry spoločne tvoria strednú škrupinu.

V strede dúhovky je diera - zrenica, jeho priemer sa môže meniť, a preto v očná guľa vstupuje viac alebo menej svetla. Lumen zrenice je regulovaný svalom umiestneným v dúhovke.

Dúhovka obsahuje špeciálne farbivo - melanín. V závislosti od množstva tohto pigmentu sa farba dúhovky môže pohybovať od sivej a modrej po hnedú a takmer čiernu. Farba dúhovky určuje farbu očí. Ak nie je žiadny pigment (títo ľudia sa nazývajú albíni), potom svetelné lúče môžu vstúpiť do oka nielen cez žiak, ale aj cez tkanivo dúhovky. Albínske oči majú červenkastý odtieň, videnie je znížené.

V ciliárnom tele je sval spojený s šošovkou a reguluje jej zakrivenie.

Objektív- priehľadný, elastický útvar vo forme bikonvexnej šošovky. Je pokrytý priehľadným vreckom, po celom jeho okraji sa k ciliárnemu telu tiahnu tenké, elastické vlákna, ktoré udržujú šošovku v natiahnutom stave.

V prednej a zadnej komore oka je číra tekutina, ktorá dodáva rohovke a šošovke živiny. Očná dutina za šošovkou je vyplnená priehľadnou rôsolovitou hmotou - sklovitým telom.

Optický systém oka predstavuje rohovka, očné komory, šošovka a sklovité telo. Každá z týchto štruktúr má svoj vlastný index optickej sily.

Oko je mimoriadne zložitý optický systém, ktorý možno porovnať s kamerou, v ktorej sú všetky časti oka šošovkou a sietnica je film. Lúče svetla sú zaostrené na sietnicu a poskytujú zmenšený a obrátený obraz. K zaostrovaniu dochádza v dôsledku zmeny zakrivenia šošovky (akomodácia): pri pohľade na blízko umiestnený objekt sa stane vypuklým a pri pohľade na vzdialený sa stane plochejším.

Vnútorný povrch oka je lemovaný tenkou (0,2-0,3 mm), veľmi zložitou štruktúrou škrupiny - sietnica, ktorý obsahuje bunky citlivé na svetlo alebo receptory - tyčinky a čapíky. Kužele sú koncentrované hlavne v centrálnej oblasti sietnice - v macula... S rastúcou vzdialenosťou od stredu počet kužeľov klesá a počet tyčiniek sa zvyšuje. Na periférii sietnice sú iba tyčinky. Kužele sú receptory pre farebné videnie, zatiaľ čo tyčinky sú receptory pre čiernobiele.

Miesto najlepšieho videnia je žltá škvrna, najmä jeho centrálna fossa. Táto vízia sa nazýva centrálna. Zvyšok sietnice je zapojený do bočného alebo periférneho videnia. Centrálne videnie vám umožňuje zvážiť malé detaily predmetov a periférne videnie - navigovať vo vesmíre.

Vzrušenie tyčiniek a kužeľov spôsobuje vzhľad nervové impulzy vo vláknach zrakového nervu. Kužele sú menej excitabilné, takže ak slabé svetlo zasiahne foveu, kde sa nachádzajú iba kužele, vidíme ho veľmi zle alebo vôbec. Slabé svetlo je jasne viditeľné pri dopade na bočné povrchy sietnice. V dôsledku toho v jasnom svetle fungujú hlavne kužele, v slabom svetle tyče.

Zrakový vnem nevzniká bezprostredne s nástupom podráždenia, ale po určitom latentnom období (0,1 s). Nezmizne so zastavením pôsobenia svetla, ale zostáva určitý čas potrebný na odstránenie dráždivých produktov rozpadu svetlo reagujúcich látok zo sietnice a na ich obnovu.

Sietnicové receptory prenášajú signály pozdĺž vlákien zrakového nervu iba raz, v čase objavenia sa nového objektu. Ďalej sú pridané signály o nadchádzajúcich zmenách v obraze objektu a o jeho zmiznutí. Nepretržité malé oscilačné pohyby očí trvajúce iba 25 ms umožňujú osobe vidieť nehybné objekty. Žaby napríklad nemajú oscilačné pohyby očí, takže vidia iba tie objekty, ktoré sa pohybujú. Preto je zrejmé, aká dôležitá je úloha očných pohybov pri poskytovaní videnia.

Vodivú časť zrakového senzorického systému predstavuje zrakový nerv, jadrá horných tuberkulóz štvornožky stredného mozgu a jadrá diencephalonu.

Stredná časť vizuálneho analyzátora je umiestnená v týlnom laloku a primárna kôra leží v blízkosti drážky, v kôre lingválnej a klinovej gyri (obr. 5.6). Druhý

Bohatá kôra sa nachádza okolo primárnej.

(po E.I. Nikolaevovi, 2001)

Normálne videnie vykonávajú dve oči - binokulárne videnie.Človek vidí inak ľavým a pravým okom - na sietnici každého oka sa získavajú rôzne obrazy. Ale pretože sa obraz zobrazuje na rovnakých bodoch sietnice, človek vníma predmet ako celok. Ak lúče z predmetného predmetu dopadnú na neidentické (nevhodné) body sietnice, potom bude obraz predmetu rozdvojený. Vízia dvoma očami je potrebná pre vysokokvalitné vnímanie a znázornenie predmetného objektu. Vnímanie pohybu predmetu závisí od pohybu jeho obrazu na sietnici. Vnímanie pohybujúcich sa predmetov so súčasným pohybom očí a hlavy a určovanie rýchlosti pohybu predmetov nie sú spôsobené iba vizuálnymi, ale aj dostredivými impulzmi z proprioceptorov oka a krčných svalov.

Vekové vlastnosti vizuálneho senzorického systému. Vývoj vizuálneho analyzátora začína v 3. týždni embryonálneho obdobia.

Rozvoj periférneho oddelenia. Diferenciácia bunkových prvkov sietnice nastáva po 6 až 10 týždňoch vnútromaternicového vývoja. Do 3 mesiacov embryonálneho života sú všetky typy nervových prvkov súčasťou sietnice. U novorodenca fungujú v sietnici iba tyčinky, ktoré poskytujú čiernobiele videnie. Kužele zodpovedné za farebné videnie ešte nie sú zrelé a ich počet je malý. A hoci funkcia vnímania farieb u novorodencov je, ale úplné zahrnutie kužeľov do práce nastáva až do konca 3. roku života. Konečné morfologické dozrievanie sietnice končí o 10-12 rokov.

Rozvoj ďalšie prvky orgán zraku (pre-recentné štruktúry). Novorodenec má priemer očná guľa je 16 mm a jeho hmotnosť je 3,0 g. Rast očnej gule pokračuje aj po narodení. Najintenzívnejšie rastie v prvých 5 rokoch života, menej intenzívne - až 9-12 rokov. U dospelých je priemer očnej gule asi 24 mm a hmotnosť je 8,0 g. U novorodencov je tvar očnej gule sférickejší než u dospelých, predozadná os oka je skrátená. Výsledkom je, že v 80-94% prípadov majú prezieravý lom... Zvýšená roztiahnuteľnosť a elasticita skléry u detí prispieva k miernej deformácii očnej gule, ktorá je dôležitá pri tvorbe lomu oka. Ak teda dieťa hrá, kreslí alebo číta a má sklonenú hlavu, v dôsledku tlaku tekutiny na prednú stenu sa očná guľa predlžuje a vyvíja sa krátkozrakosť. Rohovka je vypuklejšia ako u dospelých. V prvých rokoch života dúhovka obsahuje málo pigmentov a má modrasto sivastý odtieň a konečná tvorba jeho farby je dokončená iba o 10-12 rokov. U novorodencov kvôli nedostatočne vyvinutým svalom dúhovky žiakovúzky. Priemer zrenice sa zvyšuje s vekom. Vo veku 6 až 8 rokov sú zrenice široké kvôli prevahe tónu sympatických nervov, ktoré inervujú svaly dúhovky, čo zvyšuje riziko. spálenie od slnka sietnica. Vo veku 8-10 rokov sa zrenica opäť zúži a vo veku 12-13 rokov je rýchlosť a intenzita pupilárnej reakcie na svetlo rovnaká ako u dospelého. U novorodencov a detí predškolský vek objektív vypuklejšie a pružnejšie ako dospelý a jeho refrakčná sila je vyššia. To umožňuje jasne vidieť predmet, keď sa priblíži k oku, ako dospelý. Na druhej strane zvyk pozerať sa na predmety na krátku vzdialenosť môže viesť k rozvoju strabizmu. Slzné žľazy a regulačné centrá sa vyvíjajú v období od 2 do 4 mesiacov života, a preto sa slzy počas plaču objavia na začiatku 2. a niekedy dokonca 3-4 mesiace po narodení.

Zrenie oddelenia vedenia vizuálneho analyzátora sa prejavuje: myelinizácia dráh, začínajúc v 8-9. mesiaci vnútromaternicového života a končí o 3-4 roky, a diferenciácia subkortikálnych centier.

Kortikálne oddelenie Vizuálny analyzátor má hlavné črty dospelých už vo veku 6 až 7 mesiacov, nervové bunky tejto časti analyzátora sú však, podobne ako ostatné časti vizuálneho analyzátora, nezrelé. Konečné dozrievanie zrakovej kôry nastáva vo veku 7 rokov. Z funkčného hľadiska to vedie k vzniku schopnosti vytvárať asociačné a dočasné spojenia, keď konečná analýza vizuálne vnemy. Funkčné dozrievanie vizuálnych zón mozgovej kôry podľa niektorých údajov nastáva už pred narodením dieťaťa, podľa iných - o niečo neskôr. V prvých mesiacoch po narodení si teda dieťa zamieňa vrch a spodok predmetu. Ak mu ukážete horiacu sviečku, pri pokuse chytiť plameň natiahne ruku nie na horný, ale na dolný koniec.

Rozvoj funkčných schopností vizuálneho senzorického systému. O príjem svetla funkcie u detí možno posúdiť podľa zreničného reflexu, zatvárania očných viečok pohybom očných bulbov nahor a ďalších kvantitatívnych indikátorov vnímania svetla, ktoré sa určujú pomocou adaptometrických prístrojov až od 4-5 rokov veku. Fotosenzitívna funkcia sa vyvíja veľmi skoro. Vizuálny reflex na svetlo (zúženie zreníc) - od 6 mesiacov vnútromaternicového vývoja. Ochranný žmurkavý reflex pred náhlou svetelnou stimuláciou je prítomný od prvých dní života. Zatváranie očných viečok, keď sa predmet priblíži k očiam, sa objaví vo veku 2 až 4 mesiacov. S vekom sa stupeň zúženia zreníc na svetlo a ich rozšírenie v tme zvyšuje (tabuľka 5.1). Zovretie zreníc pri fixovaní pohľadu na predmet nastáva od 4. týždňa života. Vizuálna koncentrácia vo forme upnutia pohľadu na predmet so súčasnou inhibíciou pohybov sa prejavuje v 2. týždni života a je 1-2 minúty. Trvanie tejto reakcie sa zvyšuje s vekom. Po vývoji fixácie sa vyvíja metóda

schopnosť sledovať pohybujúci sa predmet a konvergencia zrakových osí. Až 10 týždňov život, pohyby očí sú nekoordinované. Koordinácia očí sa vyvíja s rozvojom fixácie, sledovania a konvergencie. Konvergencia nastáva po 2 až 3 týždňoch a stabilizuje sa vo veku 2 až 2,5 mesiaca. Dieťa má teda pocit svetla v podstate od momentu narodenia, ale jasné vizuálne vnímanie vo forme vizuálnych vzoriek pre neho nie je k dispozícii, pretože hoci sa sietnica vyvinula v čase narodenia, centrálna fossa sa nedokončila jeho vývoj, konečná diferenciácia čapíkov končí do konca roka. a subkortikálne a kortikálne centrá u novorodencov sú morfologicky a funkčne nezrelé. Tieto vlastnosti určujú absenciu objektového videnia a vnímania priestoru až na 3 mesiace života. Až od tejto doby začína byť správanie dieťaťa determinované vizuálnou aferentáciou: pred kŕmením vizuálne nájde prsník matky, skúma jeho ruky a uchopí hračky umiestnené na diaľku. Vývoj objektového videnia je tiež spojený s dokonalosťou zrakovej ostrosti, pohyblivosti očí, s vytváraním komplexných medzianalytických spojení, keď sú zrakové vnemy kombinované s hmatovými a proprioceptívnymi. Rozdiel v tvare predmetov sa objavuje v 5. mesiaci.

Tabuľka 5.1

Vekové zmeny priemeru a reakcia zúženia zrenice na svetlo

Zmeny v kvantitatívnych ukazovateľoch vnímania svetla vo forme prahu citlivosti na svetlo oka adaptovaného na tmu u detí v porovnaní s dospelými sú uvedené v tabuľke. 5.2. Merania ukázali, že citlivosť oka na prispôsobené tme na svetlo sa prudko zvyšuje až na 20 rokov a potom postupne klesá. Vzhľadom na vysokú elasticitu šošovky sú oči u detí schopné ubytovať sa lepšie ako u dospelých. S vekom šošovka postupne stráca svoju pružnosť a jej refrakčné vlastnosti sa zhoršujú, zmenšuje sa objem akomodácie (t. J. Zvýšenie refrakčnej sily šošovky s jej vypuklosťou), bod najbližšieho videnia sa odstráni (tabuľka 5.3).

Tabuľka 5.2

Svetelná citlivosť ľudského oka prispôsobeného tme

rôzneho veku

Tabuľka 5.3

Zmena objemu ubytovania s vekom

Vnímanie farieb u detí sa to prejavuje od okamihu narodenia, však ďalej rôzne farby, zdá sa, že je to nerovnaké. Podľa výsledkov elektroretinogramu (ERG) bolo fungovanie kužeľov na oranžové svetlo stanovené u detí od 6. hodiny života po narodení. Existujú dôkazy, že v posledných týždňoch embryonálneho vývoja je kužeľový aparát schopný reagovať na červené a zelené farby. Predpokladá sa, že od okamihu narodenia do 6 mesiacov veku je poradie pocitov rozlišujúcich farieb nasledovné: žltá, biela, ružová, červená, hnedá, čierna, modrá, zelená, fialová. Od 6 mesiacov deti začínajú rozlišovať všetky farby. Správne sa však volajú až od troch rokov. Rozpoznávanie farieb vo viac nízky vek závisí od jasu, a nie od spektrálnych charakteristík farby. V. školský vek zvyšuje sa výrazná farebná citlivosť oka. Pocit farby dosiahne svoj maximálny rozvoj do 30 rokov a potom postupne klesá. Školenie je nevyhnutné pre rozvoj tejto schopnosti.

Zraková ostrosť zvyšuje sa s vekom a u 80-94% detí a mladistvých je to viac ako u dospelých (tabuľka 5.4).

Tabuľka 5.4

Zraková ostrosť u detí rôzneho veku

Zlepšuje sa s vekom a stereoskopické videnie. Začína sa formovať od 5. mesiaca života. Toto je uľahčené zlepšením koordinácie pohybov očí, fixáciou pohľadu na predmet, zlepšením zrakovej ostrosti, interakciou vizuálneho analyzátora s ostatnými (najmä s dotykovým). Do 6.-9. mesiaca vzniká predstava o hĺbke a odľahlosti umiestnenia predmetov. Vo veku 17-22 rokov dosahuje stereoskopické videnie optimálnu úroveň a od 6 rokov je stereoskopická zraková ostrosť u dievčat vyššia ako u chlapcov.

priama viditeľnosť tvorená 5 mesiacmi. Do tejto doby nie je možné u detí navodiť predmet z periférie navodiť obranný blikajúci reflex. S vekom zorné pole rastie, obzvlášť intenzívne od 6 do 7,5 roka. Podľa veku je jeho veľkosť približne 80% veľkosti zorného poľa dospelého. Sexuálne charakteristiky sa pozorujú pri vývoji zorného poľa. Rozširovanie zorného poľa pokračuje až 20-30 rokov. Zorné pole určuje hlasitosť vzdelávacie informácie vnímané dieťaťom, t.j. priepustnosť vizuálneho analyzátora, a tým aj školiaca kapacita. V procese ontogenézy sa mení aj priepustnosť vizuálneho analyzátora, ktorá v rôznych vekových obdobiach dosahuje nasledujúce hodnoty (tabuľka 5.5).

Tabuľka 5.5

Priepustnosť vizuálneho analyzátora, bit / s

Senzorické a motorické funkcie vízia sa vyvíja súčasne. V prvých dňoch po narodení sú pohyby očí asynchrónne; pri nehybnosti jedného oka je možné pozorovať pohyb druhého. Schopnosť fixovať predmet pohľadom alebo, obrazne povedané, „mechanizmus jemného doladenia“, sa formuje vo veku 5 dní až 3-5 mesiacov. Reakcia na tvar predmetu je zaznamenaná už u 5-mesačného dieťaťa. U predškolákov je prvá reakcia spôsobená tvarom predmetu, potom jeho veľkosťou a nakoniec - farbou.

Vo veku 7-8 rokov oko u detí je to oveľa lepšie ako u predškolákov, ale horšie ako u dospelých; nemá žiadne pohlavné rozdiely. V budúcnosti bude lineárne oko chlapcov lepšie ako dievčatá.

Čím je dieťa mladšie, tým je funkčná pohyblivosť (labilita) receptora a kortikálnych častí vizuálneho analyzátora nižšia.

Zrakové postihnutie. Vysoká plasticita má veľký význam v procese výučby a výchovy detí s poruchami zmyslových orgánov. nervový systém, čo umožňuje kompenzovať chýbajúce funkcie na úkor zostávajúcich. Je známe, že hluchoslepé deti majú zvýšenú citlivosť hmatových, chuťových a čuchové analyzátory... Pomocou čuchu sa dokážu dobre orientovať v teréne a spoznávať príbuzných a známych. Čím výraznejší je stupeň poškodenia zmyslových orgánov dieťaťa, tým ťažšia je výchovná práca s ním. Drvivá väčšina všetkých informácií z vonkajšieho sveta (približne 90%) vstupuje do nášho mozgu vizuálnymi a sluchovými kanálmi, a preto pre normálny fyzický a mentálny vývoj pre deti a mladistvých sú mimoriadne dôležité orgány zraku a sluchu.

Medzi zrakové vady patrí najčastejšie rôzne formy refrakčné chyby optický systém oči alebo abnormality normálnej dĺžky očnej buľvy (obr. 5.7). V dôsledku toho sa lúče prichádzajúce z predmetu na sietnici nelámu. So slabým lomom oka v dôsledku dysfunkcie šošovky - jej sploštením alebo skrátením očnej gule,

obraz predmetu je za sietnicou. Ľudia s takýmto zrakovým postihnutím zle vidia blízke predmety; takáto chyba sa nazýva ďalekozrakosť.

Ryža. 5.7. Refrakčná schéma je ďalekozraká a), normálne b) a krátkozraký v) oko (podľa A.G. Khripkovej, 1978)

Keď sa zvýši fyzický lom oka, napríklad v dôsledku zvýšenia zakrivenia šošovky alebo predĺženia očnej gule, obraz predmetu sa zaostrí pred sietnicou, čo naruší vnímanie vzdialených predmetov. Táto zraková chyba sa nazýva krátkozrakosť.

S rozvojom krátkozrakosti študent zle vidí, čo je napísané na tabuli, požiada ho o transplantáciu k prvým laviciam. Pri čítaní približuje knihu očiam, silne skloňuje hlavu pri písaní, v kine alebo v divadle, snaží sa posadiť bližšie k plátnu alebo javisku. Pri skúmaní predmetu dieťa prižmúri oči. Aby bol obraz na sietnici jasnejší, približuje uvažovaný predmet príliš blízko očí, čo spôsobuje značné zaťaženie svalového aparátu oka. Svaly sa s takouto prácou často nevyrovnajú a jedno oko sa odchyľuje smerom k chrámu - dochádza k škúleniu. Krátkozrakosť sa môže vyvinúť pri chorobách, ako je rachitída, tuberkulóza, reumatizmus.

Čiastočné porušenie farebného videnia sa nazýva farebná slepota (podľa mena anglického chemika Daltona, u ktorého bola táto vada prvýkrát objavená). Farboslepí ľudia spravidla nerozlišujú medzi červenou a zelenou (pripadajú im siví v rôznych odtieňoch). Asi 4-5% všetkých mužov je farboslepých. U žien je to menej časté (až 0,5%). Na zistenie farebnej slepoty použite špeciálne tabuľky farieb.

Prevencia zrakového postihnutia je založená na vytvorení optimálnych podmienok pre fungovanie zrakového orgánu. Vizuálna únava vedie k prudkému zníženiu výkonnosti detí, čo ovplyvňuje ich celkový stav. Včasná zmena aktivít, zmeny prostredia, v ktorom sa školenia konajú, prispievajú k zvýšeniu efektivity.

Má veľký význam správny režim práca a voľný čas, školský nábytok, ktorý spĺňa fyziologické vlastnostištudenti, dostatočné osvetlenie pracoviska atď. Pri čítaní je potrebné každých 40-50 minút urobiť prestávku v trvaní 10-15 minút, aby mali oči pokoj; na zmiernenie stresu z ubytovacieho zariadenia sa odporúča deťom pozerať sa do diaľky.

Okrem toho, dôležitá úloha pri ochrane zraku a jeho funkcii patrí do ochranného aparátu oka (viečka, mihalnice), ktoré vyžadujú starostlivú starostlivosť, dodržiavanie hygienických požiadaviek a včasná liečba. Nesprávne použitie kozmetika môže viesť k zápalu spojiviek, blefaritíde a iným ochoreniam orgánov zraku.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať organizácii práce s počítačom a sledovaniu televízie. Ak máte podozrenie na zhoršenie zraku, musíte sa obrátiť na očného lekára.

Do 5 rokov u detí prevažuje hyperopia (ďalekozrakosť). Pri tejto chybe pomáhajú okuliare s kolektívnymi bikonvexnými okuliarmi (ktoré lúčom, ktoré nimi prechádzajú, konvergujú), ktoré zlepšujú zrakovú ostrosť a znižujú nadmerný stres z ubytovania.

Následne v dôsledku tréningovej záťaže frekvencia hypermetropie klesá a frekvencia emmetropie (normálna refrakcia) a krátkozrakosti (krátkozrakosť) sa zvyšuje. Absolvovaním versus primárne ročníky prevalencia krátkozrakosti sa zvyšuje 5 -krát.

Tvorbu a progresiu krátkozrakosti uľahčuje nedostatok svetla. Zraková ostrosť a stabilita jasného videnia u študentov na konci vyučovacích hodín výrazne klesá a tento pokles je tým ostrejší, čím nižšia je úroveň osvetlenia. So zvyšujúcou sa úrovňou osvetlenia u detí a dospievajúcich sa zvyšuje rýchlosť rozlišovania vizuálnych podnetov, zvyšuje sa rýchlosť čítania a zlepšuje sa kvalita práce. Keď je osvetlenie pracovísk 400 lx, 74% práce sa vykoná bez chýb, pričom osvetlenie 100 lx a 50 lx - respektíve 47 a 37%.

Pri dobrom osvetlení sa u detí a dospievajúcich zhoršuje ostrosť sluchu, čo tiež prospieva výkonu a má pozitívny vplyv na kvalitu práce. Ak boli teda diktáty vedené na úrovni osvetlenia 150 luxov, počet vynechaných alebo nesprávne napísaných slov bol o 47% nižší ako v podobných diktátoch uskutočňovaných pri osvetlení 35 luxov.

Rozvoj krátkozrakosti je ovplyvnený tréningovým zaťažením, ktoré priamo súvisí s potrebou zvažovať objekty z bezprostrednej blízkosti, s jeho trvaním počas dňa.

Mali by ste tiež vedieť, že študenti, ktorí sú v poludňajších hodinách, alebo keď je intenzita ultrafialového žiarenia maximálna, vystavení vzduchu len málo alebo vôbec, je narušený metabolizmus fosforu a vápnika. To vedie k zníženiu tónu očné svalyže s vysokou zrakovou záťažou a nedostatočným osvetlením prispieva k rozvoju krátkozrakosti a jej progresii.

Deti sa považujú za myopické, ak majú krátkozraký lom 3,25 dioptrie a viac a ich zraková ostrosť s korekciou je -0,5-0,9. Takýmto študentom sú odporúčané iba hodiny telesnej výchovy špeciálny program... Tiež sú kontraindikované na vykonávanie ťažkých fyzická práca, predĺžený pobyt v pokrčenej polohe so sklonenou hlavou.

Pre krátkozrakosť sú predpísané okuliare s rozptylovými bikonkávovými okuliarmi, ktoré menia rovnobežné lúče na divergentné. Krátkozrakosť je vo väčšine prípadov vrodená, ale v školskom veku sa môže zvýšiť z nižších ročníkov na staršie ročníky. V. závažné prípady krátkozrakosť je sprevádzaná zmenami sietnice, čo vedie k poklesu videnia a dokonca k odlúčeniu sietnice. Preto deti trpiace krátkozrakosťou musia striktne dodržiavať pokyny oftalmológa. Včasné nosenie okuliarov školákom je povinné.

Význam zrakového senzorického systému

Vizuálny senzorický systém vám umožňuje navigáciu vo vesmíre, skúmanie sveta okolo vás, učenie sa a účasť na kreatívnych aktivitách. Je to možné, pretože zrakový senzorický systém poskytuje až 90% všetkých informácií o okolitom svete.

Charakteristika svetelných parametrov

Svetlo dráždi zrakový systém. Svetlo vstupujúce do sietnice je zmesou lúčov s rôznymi vlnovými dĺžkami. Toto svetlo sa nazýva biele svetlo. Skladá sa z fotónov (kvant). Fotón - balík elektromagnetických oscilácií, ktorých energia je 4-7 × 10 -10 erg / s.

Ľudské oko vníma svetelné lúče s frekvenciou 4 × 1014 až 7 × 1014 Hz; vlnová dĺžka sa pohybuje od 400 do 700 nm (1 nm = 10-9 m).

Prah vnímania zrakového senzorického systému veľmi malé a rovnajúce sa 1 až 6 kvantám svetla na tyčinky alebo 1 cd (sviečka), to znamená svetlo jednej sviečky na vzdialenosť 100 m. Časové parametre videnia závisia od dvoch ukazovateľov: súčtu času a kritická frekvencia blikania. Ak stimul trvá menej ako 20 ms, musíte zvýšiť jeho intenzitu. Sledovacie procesy vo vizuálnom systéme sú uložené na 150-200 ms. Preto je prerušované svetlo vnímané ako nepretržité (svetlo z elektrickej žiarovky). Kritickou frekvenciou svetelných zábleskov je frekvencia, pri ktorej nie sú svetelné impulzy vnímané oddelene, ale spoločne. Pre tyčové videnie je to 22-25 / s a ​​pre kužeľové videnie - 80 / s. Toto je základ pre snímkovú frekvenciu potrebnú na vnímanie filmu.

Svetelné vlny majú dĺžku menšiu ako 400 nm, ultrafialové vlny, z veľkej časti atmosférou neprechádzajú. Niektoré lúče, ktoré prešli atmosférou, sú oneskorené niektorými štruktúrami oka - šošovkou, sklovitým telom. Výsledkom je, že šošovka postupne žltne. Svetelné vlny majú vlnovú dĺžku viac ako 700 nm, infračervené, nie sú sietnicou vnímané, je na ne necitlivá a to je veľmi dobré, pretože inak by oko vnímalo iba vlastné žiarenie.

Funkcie vizuálneho senzorického systému:

Rozdiely medzi svetlom a tmou;

Stanovenie farby predmetov a javov okolitého sveta;

Posúdenie intenzity a farby svetla

Posúdenie vzdialenosti viditeľných predmetov;

Posúdenie objemu a hĺbky usporiadania predmetov;

Posúdenie umiestnenia zdroja svetla;

Formovanie vnemov, myšlienok, obrazov.

Zrakový senzorický systém sa skladá z troch funkčných častí:

1) svetlo vodivé a refrakčné časti oka;

2) pohybový systém oči;

3) vlastnú senzorickú časť vrátane receptorovej, drôtovej a korkovej časti, ktoré poskytujú vnímanie a analýzu svetelných signálov.

Refrakcia oka

Refrakčný (refrakčný) prístroj oka predstavované priehľadným médiom oka, cez ktoré prechádzajú lámavé svetelné lúče. Refrakčný aparát oka zahŕňa rohovku, vlhkosť v prednej a zadnej komore oka, šošovku, sklovité telo (obr. 12.4).

Refrakčná sila média je odlišná a každé z nich má svoj vlastný index lomu. Index lomu - pomer rýchlosti svetla vo vzduchu (300 000 km / s) k rýchlosti svetla v zodpovedajúcom prostredí. V týchto obdobiach klesá na 200 000 km / s. Index lomu rohovky je 1,38, komorová voda je 1,33, šošovka je 1,4 a sklovec je 1,34. K silnejšiemu lomu svetelných lúčov dochádza na rozhraní optických médií s najväčším rozdielom medzi indexmi lomu, to znamená na rozhraní vzduch-rohovka. Refrakčná sila oka sa meria v dioptriách Dioptria je optický výkon objektívu s ohniskovou vzdialenosťou 1 meter. Je to recipročná hodnota ohniskovej vzdialenosti. Vzhľadom na to, že zadná ohnisková vzdialenosť oka je asi 17 mm, optická mohutnosť oka je 58,6 dioptrií.

Na zjednodušenie analýzy lomu svetelných lúčov sa používa model "redukovaného oka", v ktorom všetky médiá majú rovnaký index lomu a jeden sférický povrch. Po lome svetelných lúčov dopadnú na sietnicu, kde sa vytvorí bodový obraz, obrátený (zhora nadol, sprava doľava), zmenšený a skutočný (obr. 12.5).

Oko má normálnu dĺžku (24,4 mm) a je normálne optická sila, sa nazýva metropolitná. V takom oku sa obraz vytvorí na sietnici.

Vizuálny systém u ľudí je jedným z nevyhnutné orgány pocity. Je to ona, ktorá dáva mozgu viac ako 90% všetkých zmyslových informácií.

Vizuálny systém vníma viditeľné svetlo - úzku časť rozsahu elektromagnetického žiarenia s rôznymi vlnovými dĺžkami, od relatívne krátkych (červených) po dlhšie (modré). Človek vidí rôzne predmety, pretože odrážajú svetlo. A farby sa líšia tým, že sú určené tým, ktorá časť spektra viditeľného svetla predmet odráža alebo absorbuje.

Všeobecný sled vizuálneho vnímania je nasledujúci: začína premietaním obrazu na sietnicu; potom dôjde k excitácii fotoreceptorov; ešte ďalej - prenos a transformácia vizuálnych informácií v neurónových sieťach vizuálneho systému; a vizuálne vnímanie sa končí prijatím rozhodnutia o vizuálnom obraze vyššími kortikálnymi časťami vizuálneho systému.

Hlavné štrukturálne komponenty systému videnia sú:

1) periférna časť je oko s hlavným prístrojom (optické, pohyby očí a sietnice)

2) zrakové nervy, prenášajúce informácie zo sietnice do jadier talamu a hypotalamu;

3) subkortikálna sekcia - tri páry jadrovo -laterálnych genikulárnych teliesok, horné tuberkulózy telesa chotirhochium (v talame) a suprachiasis jadra hypotalamu;

4) zraková kôra.

Zakrivenie, index lomu rohovky a šošovky (v menšej miere) samozrejme určujú lom svetelných lúčov v oku. Na sietnici sa vytvorí obraz, prudko zmenšený a obrátený hore dnom a vľavo a vpravo.

Ľudská očná guľa má blízko k sférickému tvaru, vďaka ktorému sa otáča, aby mierila na sledovaný objekt, a poskytuje dobré zaostrenie obrazu na sietnicu. Cestou k sietnici svetelné lúče prechádzajú priehľadnou rohovkou, šošovkou a sklovcom (pozri obr. 3.1.) Dúhovka, ktorá určuje farbu očí, je kruhový sval, ktorý mení množstvo svetla, ktoré vstupuje do oka, rozšírením alebo zúžením otvoru v jeho strede je zrenica.

Ryža. 3.1. Štruktúra očnej buľvy

1 - sval; 2 - sklovité telo; 3 - bielkovinová škrupina; 4 - choroid; 5 - pigmentová vrstva; 6 - sietnica; 7 - žltá škvrna; 8 - mŕtvy uhol; 9 - zrakový nerv; 10 - dúhovka; 11 - šošovka; 12 - predná kamera; 13 - rohovka; 14 - pripojenia šošoviek

Objektív je umiestnený priamo za zreničkou. Vďaka špeciálnym svalom môže zmeniť svoje zakrivenie v závislosti od vzdialenosti medzi osobou a pozorovaným predmetom. Táto adaptácia oka na jasne viditeľné objekty nachádzajúce sa v rôznych vzdialenostiach sa nazýva ubytovanie.

Svetelné lúče z predmetov prechádzajú zreničkou, šošovkou a sklovitým humorom. U ľudí s normálnym zrakom lúče dopadajú presne na sietnicu a vytvárajú na nej jasné obrazy predmetov. Dve hlavné anomálie lomu oka sú krátkozrakosť a hyperopia spôsobená zmenou dĺžky očnej gule. Krátkozrakosť je spôsobená príliš dlhou pozdĺžnou osou oka - lúče zo vzdialeného predmetu nie sú zaostrené v sietnici, ale pred ňou, v sklovci. Ďalekozrakosť - skrátenou pozdĺžnou osou sú lúče zaostrené za sietnicou (obr. 3.2.).

Ryža. 32. Hlavné refrakčné chyby oka.

Sietnica je vnútorná na svetlo citlivá membrána oka. Má hrúbku 0,15-0,20 mm a pozostáva z niekoľkých vrstiev nervové bunky... Prvú vrstvu sietnice tvoria zrakové receptory - tyčinky a čapíky. Práve v nich dochádza k transformácii svetelnej energie na nervové vzrušenie. To sa deje pomocou vizuálnych pigmentov obsiahnutých v tyčinkách (rodopsín) a kužeľoch (jódopsín).

Sietnica obsahuje približne 6-7 miliónov čapíkov a 110-125 miliónov tyčiniek. Tyče sú citlivé na jas svetla, ale nedokážu vnímať farbu. Kužele reagujú na rôzne farby, ale sú menej citlivé na jas svetla. V sietnici sú rozložené nerovnomerne. V centrálnej fovei sietnice (macula), mieste najjasnejšieho zaostrenia obrazu, sú obsiahnuté iba čapíky. Smerom k periférii sietnice počet čapíkov klesá, až kým úplne nezmizne, a počet tyčiniek sa zvyšuje.

Vizuálne informácie zo sietnice do mozgu sa prenášajú cez vlákna zrakového nervu. Nervy z očí sa stretávajú v spodnej časti mozgu, kde niektoré vlákna prechádzajú na opačnú stranu (optický chiasm chiasm). Tento mechanizmus poskytuje každej hemisfére mozgu informácie z oboch očí: signály z pravých polovíc sietnice prichádzajú do týlneho laloku pravej hemisféry a v ľavá hemisféra- z ľavej polovice každej sietnice. Po crossoveri hlavné množstvo nervové vlákna sa blíži k subkortikálnemu zrakovému centru a potom vizuálne signály vstupujú do primárnej projekčnej oblasti zrakovej kôry. Vizuálna kôra je vrstvená a rozdelená do šiestich vrstiev. Značná časť jej neurónov reaguje iba na určité podnety.

Jednou z najdôležitejších vlastností videnia je jeho ostrosť - maximálna schopnosť rozlíšiť jednotlivé detaily predmetov. Je určená najmenšou vzdialenosťou medzi dvoma bodmi, líšia sa. Oko zvyčajne rozlišuje dva body, medzi ktorými je vzdialenosť jedna oblúková minúta. Centrálna fossa má maximálnu zrakovú ostrosť. Na jeho okraji je zraková ostrosť oveľa menšia.

Dôležitou adaptáciou vizuálneho systému na osvetlenie je jeho prispôsobenie. K adaptácii svetla dochádza pri prechode z tmy na svetlo (po dočasnej slepote sa citlivosť videnia na svetlo postupne znižuje). Tempo - pri prechode zo svetla do tmy sa zvyšuje citlivosť na svetlo.

Keď je malý predmet fixovaný pohľadom, jeho obraz sa premieta do centrálnej fovey sietnice. V tomto prípade sa videnie objektu vykonáva pomocou centrálneho videnia. Vnímanie predmetov inými časťami sietnice sa nazýva periférne videnie... Zorné pole sa nazýva priestor viditeľný okom pri fixácii pohľadu v jednom bode. Jeho uhlová veľkosť je u ľudí 1,5-2 uhlových stupňov.

Vidieť dvoma očami súčasne sa nazýva binokulárne videnie... Napriek prítomnosti dvoch obrazov na dvoch sietniciach človek nemá pocit, že vidí dva objekty. Je to spôsobené tým, že obraz každého bodu objektu padá na zodpovedajúce - zodpovedajúce body dvoch sietníc. Ale ak sa pozriete na blízky predmet, obraz nejakého vzdialenejšieho bodu padne na identické - disparitné body dvoch sietníc. Tento mechanizmus hrá významnú úlohu pri posudzovaní vzdialenosti, videní hĺbky priestoru a posudzovaní veľkosti predmetov.

Pri skúmaní akýchkoľvek predmetov robia oči neustále pohyby, zabezpečované šiestimi svalmi pripevnenými k očnej buľve. Obe oči sa pohybujú v zhode. Pri pohľade na blízke objekty sa oči spoja - konvergencia a pri pohľade na vzdialené sa rozvedú (divergencia).

1 FYZIOLOGICKÉ CHARAKTERISTIKY SYSTÉMU VIZUÁLNEHO SENZORA

1.1 Základné ukazovatele zraku

1.2 Psychofyzické charakteristiky svetla

1.3 Periférna časť vizuálneho systému

2 SOMATOVISKERÁLNE INTERAKCIE

2.1 Psychofyzika kožnej mechanorecepcie

2.2 Kožné mechanoreceptory

2.3 Psychofyzika termorecepcie

2.4 Termoreceptory

2.5 Viscerálna citlivosť

2.6 Propriocepcia

2.7 Funkčný a anatomický prehľad centrálneho somatosenzorického systému

2.8 Prenos somatoviscerálnych informácií v mieche

2.9 Somatosenzorické funkcie mozgového kmeňa

2,10 Thalamus

2.11 Somatosenzorické projekčné oblasti v kôre

2.12 Riadenie aferentného vstupu v somatosenzorickom systéme

ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY

Vizuálny systém (vizuálny analyzátor) je súbor ochranných, optických, receptorových a nervových štruktúr, ktoré vnímajú a analyzujú svetelné podnety. V. fyzický zmysel svetlo je elektromagnetické žiarenie s rôznymi vlnovými dĺžkami, od krátkeho (červené) po dlhé (modré).

Schopnosť vidieť objekty súvisí s odrazom svetla od ich povrchu. Farba závisí od toho, akú časť spektra objekt absorbuje alebo odráža. Hlavnými charakteristikami svetelného stimulu sú jeho frekvencia a intenzita. Frekvencia (prevrátená vlnová dĺžka) určuje farbu svetla, intenzitu - jas. Rozsah intenzít vnímaných ľudským okom je obrovský - asi 10 16. Prostredníctvom vizuálneho systému človek dostáva viac ako 80% informácií o vonkajšom svete.

1.1 Základné ukazovatele zraku

Vízia sa vyznačuje nasledujúcimi ukazovateľmi:

1) rozsah vnímaných frekvencií alebo vlnových dĺžok svetla;

2) rozsah intenzít svetelných vĺn od prahu vnímania po prah bolesti;

3) priestorové rozlíšenie - zraková ostrosť;

4) časové rozlíšenie - čas súčtu a kritická frekvencia blikania;

5) prah citlivosti a prispôsobenia;

6) schopnosť vnímať farby;

7) stereoskopia - vnímanie hĺbky.

Psychofyzické ekvivalenty frekvencie a intenzity svetla sú uvedené v tabuľkách 1.1 a 1.2.

Tabuľka 1.1. Psychofyzické ekvivalenty frekvencie svetla

Tabuľka 1.2. Psychofyzické ekvivalenty intenzity svetla

Na charakterizáciu vnímania svetla sú dôležité tri vlastnosti: odtieň, sýtosť a jas. Tón zodpovedá farbe a mení sa so zmenou vlnovej dĺžky svetla. Nasýtenie sa týka množstva monochromatického svetla, ktoré po pridaní k bielemu svetlu vytvára pocit zodpovedajúci vlnovej dĺžke pridaného monochromatického svetla obsahujúceho iba jednu frekvenciu (alebo vlnovú dĺžku). Jas svetla súvisí s jeho intenzitou. Rozsah intenzít svetla od prahu vnímania po hodnoty, ktoré spôsobujú bolesť, obrovské - 160 dB. Jas objektu vnímaného osobou závisí nielen od intenzity, ale aj od pozadia, ktoré ho obklopuje. Ak sú postava (vizuálny podnet) a pozadie rovnako osvetlené, to znamená, že medzi nimi nie je žiadny kontrast, jasnosť figúr sa zvyšuje s fyzickou intenzitou osvetlenia. Ak je kontrast medzi postavou a pozadím zvýšený, jas vnímanej postavy sa znižuje so zvyšujúcim sa osvetlením.

Priestorové rozlíšenie - zraková ostrosť - minimálna viditeľná uhlová vzdialenosť medzi dvoma objektmi (bodmi). Ostrosť sa určuje pomocou špeciálnych tabuliek písmen a krúžkov a meria sa hodnotou I / a, kde a je uhol zodpovedajúci minimálna vzdialenosť medzi dvoma susednými bodmi zlomu v kruhu. Zraková ostrosť závisí od celkového osvetlenia okolitých predmetov. Za denného svetla je to maximum, za súmraku a v tme zraková ostrosť klesá.

Časové charakteristiky videnia sú popísané dvoma hlavnými ukazovateľmi - časom súčtu a kritickou frekvenciou blikania.

Vizuálny systém má určitú zotrvačnosť: po zapnutí stimulu trvá určitý čas, kým sa objaví vizuálna reakcia (zahŕňa to aj čas potrebný na vývoj chemických procesov v receptoroch). Vizuálny dojem nezmizne okamžite, ale až po určitom čase po ukončení pôsobenia svetla alebo obrazu na oko, pretože sa obnovia. vizuálny pigment sietnica tiez potrebuje cas. Existuje intenzita a trvanie expozície svetla oku. Čím je zrakový podnet kratší, tým musí mať väčšiu intenzitu, aby vyvolal zrakový vnem. Celkové množstvo svetelnej energie je teda dôležité pre vzhľad zrakového vnemu. Tento vzťah medzi trvaním a intenzitou pretrváva iba krátke trvanie podnetov - až 20 ms. Pri dlhších signáloch (od 20 ms do 250 ms) sa prestane pozorovať úplná kompenzácia prahovej intenzity (jasu) v dôsledku trvania. Akýkoľvek vzťah medzi schopnosťou detekovať svetlo a jeho trvaním zmizne, keď trvanie stimulu dosiahne 250 ms, a pri dlhšom trvaní sa intenzita stáva rozhodujúcou. Závislosť prahovej intenzity svetla na trvaní jeho expozície sa nazýva dočasné sčítanie. Tento indikátor sa používa na posúdenie funkcie vizuálneho systému.

Vizuálny systém uchováva stopy svetelnej stimulácie 150-250 ms po zapnutí. To naznačuje, že oko vníma prerušované svetlo ako spojité v určitých intervaloch medzi zábleskami. Rýchlosť záblesku, pri ktorej je rad po sebe nasledujúcich zábleskov vnímaný ako nepretržité svetlo, sa nazýva kritická rýchlosť záblesku. Táto metrika je neoddeliteľne spojená s dočasným súčtom: proces súčtu zaisťuje plynulé spájanie po sebe nasledujúcich obrazov do súvislého prúdu vizuálnych dojmov. Čím vyššia je intenzita svetelných zábleskov, tým vyššia je kritická frekvencia zábleskov. Kritická frekvencia blikania pi priemernej intenzity svetla je 16-20 za 1 s.

Prah citlivosti na svetlo je najnižšia intenzita svetla, ktorú je človek schopný vidieť. Je to 10 -10 -10 -11 erg / s. V skutočných podmienkach je prahová hodnota výrazne ovplyvnená adaptačným procesom - zmenami citlivosti zrakového systému v závislosti od počiatočného osvetlenia. Pri nízkej intenzite svetla v prostredí sa vyvíja adaptácia zraku na tempo. Ako sa vyvíja adaptácia na tmu, citlivosť videnia sa zvyšuje. Trvanie úplnej adaptácie na tmu je 30 minút. S rastúcim osvetlením prostredie prebieha adaptácia svetla, ktorá je dokončená za 15-60 s. Rozdiely medzi adaptáciou na svetlo a tmu sú spojené s rýchlosťou chemických procesov rozkladu a syntézy sietnicových pigmentov.

Vnímanie svetla závisí od vlnovej dĺžky svetla vstupujúceho do oka. Toto tvrdenie však platí iba pre monochromatické lúče, teda lúče s jednou vlnovou dĺžkou. Biele svetlo obsahuje všetky vlnové dĺžky svetla. Existujú tri základné farby: červená - 700 nm, zelená - 546 nm a modrá - 435 nm. V dôsledku zmiešania základných farieb môžete získať akúkoľvek farbu. Vysvetlite farebné videnie na základe predpokladu, že v sietnici sú tri fotoreceptory odlišné typy citlivé na rôzne vlnové dĺžky svetla zodpovedajúce základným frekvenciám spektra (modrá, zelená, červená).

Poškodenie vnímania farieb sa nazýva farbosleposť alebo farbosleposť podľa Daltona, ktorý túto zrakovú chybu prvýkrát opísal na základe vlastná skúsenosť... Farbosleposť postihuje hlavne mužov (asi 10%) v dôsledku absencie určitého génu v chromozóme X. Existujú tri druhy porušení svetelné videnie: protanopia- nedostatočná citlivosť na červenú farbu, deuteranopia- nedostatočná citlivosť na zelenú farbu a tritanopia- nedostatočná citlivosť na Modrá... Úplná farebná slepota - monochromatickosť- je extrémne vzácny.

Binokulárne videnie- účasť oboch očí na tvorbe vizuálneho obrazu - je vytvorená kombináciou dvoch monokulárnych obrazov predmetov, ktoré zvyšujú dojem priestorovej hĺbky. Pretože sú oči umiestnené v rôznych „bodoch“ hlavy vpravo a vľavo, potom na obrázkoch zaznamenaných rôznymi očami existujú malé geometrické rozdiely (disparita), ktoré sú tým väčšie, čím bližšie je uvažovaný objekt. Rozdiel medzi týmito dvoma obrázkami je základom stereoskopie, tj. Vnímania hĺbky. Keď je hlava osoby v normálnej polohe, dochádza k odchýlkam od presne zodpovedajúcich projekcií obrazov v pravom a ľavom oku, takzvanej disparite receptívnych polí. S rastúcou vzdialenosťou medzi očami a predmetom klesá. Preto vo veľkých vzdialenostiach medzi podnetom a okom nie je hĺbka obrazu vnímaná.

Vonku je oko vnímané ako sférický útvar, pokrytý hornými a dolnými viečkami a pozostávajúci zo skléry, spojovky, rohovky a dúhovky. Skléra predstavuje spojivové tkanivo biela obklopujúca očnú guľu. Spojivka- priehľadná tkanina vybavená cievy, ktorá sa spája s rohovkou na prednom póle oka. Rohovka je priehľadný ochranný vonkajší útvar, ktorého zakrivenie povrchu určuje vlastnosti lomu svetla. Pri nesprávnom zakrivení rohovky teda dochádza k skresleniu vizuálnych obrazov, ktoré sa nazýva astigmatizmus. Za rohovkou je Iris, ktorých farba závisí od pigmentácie buniek, ktoré sú jej súčasťou, a od ich distribúcie. Medzi rohovkou a dúhovkou je predná komora oka naplnená tekutinou - "vodný humor"... V strede dúhovky je zrenica okrúhle, umožňujúce svetlu preniknúť do oka po prechode rohovkou.