I. Психофизиология зрения

 

Для человека зрение – ведущая сенсорная система. На биологическом уровне это подтверждается тем, что в обработке визуальной информации участвует примерно половина коры головного мозга. Большая часть всей информации из внешнего мира (70-90%) воспринимается человеком при посредстве зрительной анализаторной системы. Ведущая роль зрительной системы определяется не только, тем, что она является дистантным анализатором, дающим информацию об окружающем мире без непосредственного контакта с его объектами, но и тем, что в образах зрительных ощущений и восприятия находят отражение ведущие признаки объективной реальности – форма, размер. Ни одна анализаторная система не дает такой полной информации об окружающем мире, как зрительная. Нарушение отдельных зрительных функций, например, цветоощущения, невосполнимо с помощью других анализаторных систем. Зрительные представления до известной степени могут заменить представления, получаемые от других анализаторных систем. Но представления, получаемые с помощью одного из них и даже всех вместе взятых, не могут возместить полностью зрительных представлений. Благодаря зрению человек свободно ориентируется в окружающем мире, зрение помогает быстро реагировать на возникающие для его жизни опасности, оно дает возможность видеть такие предметы, которые удалены от глаз на миллиарды километров.

Вместе с тем тесная взаимосвязь деятельности зрительной системы с деятельностью других анализаторных систем позволяет человеку активизировать представление о свойствах предмета, которые воспринимались контактным способом. Например, визуально воспринимая объект на расстоянии, можно стимулировать представление о свойствах предмета, которые были восприняты вкусовым, обонятельным, тактильным и другими анализаторами (так вид лимона и сахара создают представление о кислом и сладком, вид цветка – о его запахе, снега и огня – о их температуре и т.д.). Сочетанная и взаимная связь различных анализаторных систем при ведущей роли зрительной объединяет их в единую совокупность, формирующуюся в процессе индивидуального развития и обеспечивающую чувственное отражение мира.

Видение окружающего мира осуществляется в процессе зрительных ощущений и зрительного восприятия. В отличие от зрительного восприятия зрительные ощущения отражают лишь отдельные свойства предметов и явлений. Зрительное восприятие – это целостное отражение предметов и явлений, т.е. в совокупности их свойств, возникающее при непосредственном воздействии физических раздражителей на рецепторные поверхности глаза. Оно представляет собой сложную деятельность зрительной анализаторной системы, включающую обработку визуальной информации (обнаружение объекта, различение и выделение его информативных признаков и воссоединение их в целостный зрительный образ), ее оценку (соотнесение воспринятого образа с перцептивными и вербальными эталонами), интерпретацию и категоризацию (принятие решения о классе, к которому относится объект).

Развитие зрительного восприятия зависит от того, насколько слаженно и правильно функционируют его различные компоненты – зрительные ощущения или зрительные функции. Зрительные функции, будучи тесно связанными друг с другом, в психической деятельности образуют единое целое, именуемое актом зрения. Его физиологическая основа состоит в следующем: лучи света проходят через роговую оболочку глаза, хрусталик, стекловидное тело и достигают сетчатки. Роговая оболочка и хрусталик не только пропускают свет, но и преломляют его лучи, действуя как двояковыпуклая линза. Это позволяет собирать их в сходящийся пучок и направлять на сетчатку так, что на ней получается действительное, но инвертированное (перевернутое) изображение предметов. В колбочках и палочках, располагающихся в сетчатке, световая энергия преобразуется в нервные импульсы, которые проводятся по зрительным нервам в зрительные центры головного мозга. Здесь происходит превращение энергии нервного импульса в зрительное ощущение. В результате возникают ощущения формы, величины, цвета предметов, степени их удаленности от глаза и т.п. Функциональная способность сетчатки неравноценна на всем ее протяжении. Наиболее высока она в ее центральной части (центральная ямка желтого пятна), где сетчатка состоит из высоко дифференцированных рецепторов – колбочек. При рассматривании любого предмета глаз устанавливается таким образом, что изображение предмета всегда проецируется на область центральной ямки. На остальной части сетчатки преобладают менее дифференцированные рецепторы – палочки: и чем дальше от центра проецируется изображение предмета, тем менее отчетливо оно воспринимается.

Зрение имеет двойственную природу: дневное зрение осуществляется колбочками, а ночное – палочками. Палочковый аппарат обладает высокой светочувствительностью, но не способен передавать ощущение цветности; колбочки обеспечивают форменное и цветовое зрение, но по сравнению с палочками заметно менее чувствительны к слабому свету и полностью функционируют только при хорошем освещении. В зависимости от степени освещенности можно выделить три разновидности функциональной способности глаза.

1. Дневное (фотопическое) зрение осуществляется колбочковым аппаратом глаза при большой интенсивности освещения. Оно характеризуется высокой остротой зрения и четким, адекватным восприятием цвета.

2. Сумеречное (мезопическое) зрение осуществляется палочковым аппаратом глаза при слабой степени освещенности (0,1-0,3 лк). Оно характеризуется низкой остротой зрения и ахроматическим (нецветным) восприятием предметов. Отсутствие цветоощущения при слабом освещении хорошо отражено в пословице «ночью все кошки серы».

3. Ночное (скотопическое) зрение также осуществляется палочками при очень низкой освещенности и сводится только к ощущению света.

Таким образом, двойственная природа зрения требует дифференцированного подхода к оценке зрительных функций. Следует различать центральное и периферическое зрение.

Центральное зрение характеризуется способностью человека различать форму, мелкие детали и цвет рассматриваемых предметов. Для распознавания предметов внешнего мира необходимо различать в них отдельные детали. Чем мельче детали различаемые глазом, тем выше его острота зрения. Под остротой зрения принято понимать способность человеческого глаза воспринимать раздельно точки, расположенные на минимальном расстоянии друг от друга. В связи с неравноценным распределением колбочек в сетчатке различные ее участки неравномерны по остроте зрения: по мере удаления от центра сетчатки острота зрения падает. Уже на расстоянии 10º от центра она равна 0,2 и еще более снижается к периферии. Нормальная острота зрения у большинства взрослых людей соответствует 1.

Цветоощущение – это способность различать цвета. Все многообразие в природе цветов разделяют на две группы – ахроматические и хроматические. К ахроматическим относятся белый, серый и черный цвета. Все ахроматические цвета характеризует одно качество – яркость или светлота, т.е. степень близости к белому цвету.

К хроматическим цветам относятся все тона и оттенки цветного спектра. Они характеризуются тремя качествами: 1) цветовым тоном (особенность цвета отличаться от других цветов спектра: синий, красный, желтый и др.); 2) насыщенностью, определяемой долей основного тона и примесей к нему серого, что определяет интенсивность цвета; 3) яркостью или светлотой цвета, степенью близости его к белому (светлые и более темные цвета). Различные комбинации этих характеристик дают множество оттенков хроматического цвета. Человек в состоянии воспринимать около 180 цветовых тонов, а с учетом различий в яркости и насыщенности – более 13 тысяч.

Периферическое зрение играет большую роль в жизни человека: оно служит для ориентировки в пространстве, обладает высокой чувствительностью по отношению к движущимся объектам, обслуживает человека в условиях пониженного освещения. Обеспечиваемое периферическими отделами сетчатки периферическое зрение определяется величиной и конфигурацией поля зрения – пространства, которое воспринимается глазом (или глазами) при неподвижном взоре. Для ахроматических (не цветных) объектов нормальное поле зрения (при одновременном смотрении обоими глазами) охватывает по горизонтали пространство в 180°, по вертикали – в 110°. Поле зрения каждого глаза имеет определенные границы: кнаружи – 90º, книзу кнаружи – 90º, книзу – 60º, книзу кнутри – 50º, кнутри – 60º, кверху кнутри – 55º, кверху – 55º и кверху кнаружи – 70º. На обоих глазах границы поля зрения симметричны.

Светоощущение – способность глаза ощущать минимальную яркость действующего света. Светоощущение – это свойство зрительного анализатора, лежащее в основе всех других зрительных функций. Светоощущение проявляется в виде абсолютной световой чувствительности, характеризующейся порогом ощущения света, и в виде различительной световой чувствительности, позволяющей ощущать неодинаковую яркость света. Абсолютная световая чувствительность – величина непостоянная. Она зависит от степени освещенности, изменение которой вызывает приспособительные изменения световой чувствительности. Этот процесс называется адаптацией, которая защищает глаз от перенапряжения, вместе с тем сохраняя его высокую светочувствительность. Выделяют световую и темновую адаптацию. Световая адаптация, особенно при резком увеличении освещенности, сопровождается защитной реакцией – зажмуриванием глаз. Приспособление к различной яркости освещения наступает довольно быстро, в период от 50-60 секунд до 3 минут. Полное привыкание к темноте, темновая адаптация, наоборот достигается медленно, лишь через 45-50 минут. Длительность процесса световой и темновой адаптации зависит от уровня предшествующей освещенности: чем более резок перепад уровней освещенности, тем длительнее адаптация.

Бинокулярное зрение - способность к восприятию пространственных взаимоотношений. Это особая наиболее важная комплексная функция зрительного анализатора, лежащая в основе совершенного приспособления организма к условиям внешней среды. Обеспечивается бинокулярное зрение за счет слияния зрительной информации от обоих глаз в единый образ в клетках коры головного мозга, которые связаны со зрительными путями, идущими от каждого глаза. В основе механизма бинокулярного зрения лежат аккомодация и конвергенция. Аккомодация – это изменение преломляющей силы хрусталика глаза, приспосабливающее его к четкому видению различно удаленных объектов. Конвергенция – это сведение зрительных осей при переходе фиксации с дальнего объекта на ближний. Они действуют согласованно: изменение аккомодации приводит к изменению конвергенции и наоборот. Так обеспечивается бинокулярная фиксация предметов, находящихся на близких расстояниях от глаз. Противоположна конвергенции дивергенция, которая состоит в том, что происходит разведение зрительных осей при переходе фиксации взора с ближних объектов на дальние.