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. 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. Она 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.

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.)

Восприятие, его виды и свойства

Внешние явления, воздействуя на наши органы чувств, вызывают субъективный эффект в виде ощущений без какой бы то ни было встречной активности субъекта по отношению к воспринимаемому воздействию. Способность ощущать дана нам и всем живым существам, обладающим нервной системой, с рождения. Способностью же воспринимать мир в виде образов наделены только человек и высшие животные, она у них складывается и совершенствуется в жизненном опыте.

В отличие от ощущений, которые не воспринимаются как свойства предметов, конкретных явлений или процессов, происходящих вне и независимо от нас, восприятие всегда выступает как субъективно соотносимое с оформленной в виде предметов, вне нас существующей действительностью, причем даже в том случае, когда мы имеем дело с иллюзиями или когда воспринимаемое свойство сравнительно элементарно, вызывает простое ощущение (в данном случае это ощущение обязательно относится к какому-либо явлению или объекту, ассоциируется с ним).

Ощущения находятся в нас самих, воспринимаемые же свойства предметов, их образы локализованы в пространстве. Этот процесс, характерный для восприятия в его отличии от ощущений, называется объективацией.

Еще одно отличие восприятия в его развитых формах от ощущений состоит в том, что итогом возникновения ощущения является некоторое чувство (например, ощущения яркости, громкости, соленого, высоты звука, равновесия и т.п.), в то время как в результате восприятия складывается образ, включающий комплекс различных взаимосвязанных ощущений, приписываемых человеческим сознанием предмету, явлению, процессу. Для того чтобы некоторый предмет был воспринят, необходимо совершить в отношении его какую-либо встречную активность, направленную на его исследование, построение и уточнение образа. Для появления ощущения этого, как правило, не требуется.

Отдельные ощущения как бы «привязаны» к специфическим анализаторам, и достаточно бывает воздействия стимула на их периферические органы -- рецепторы, чтобы ощущение возникло. Образ, складывающийся в результате процесса восприятия, предполагает взаимодействие, скоординированную работу сразу нескольких анализаторов. В зависимости от того, какой из них работает активнее, перерабатывает больше информации, получает наиболее значимые признаки, свидетельствующие о свойствах воспринимаемого объекта, различают и виды восприятия. Соответственно выделяют зрительное, слуховое, осязательное восприятие. Четыре анализатора -- зрительный, слуховой, кожный и мышечный, -- чаще всего выступают как ведущие в процессе восприятия.

Восприятие, таким образом, выступает как осмысленный (включающий принятие решения) и означенный (связанный с речью) синтез разнообразных ощущений, получаемых от целостных предметов или сложных, воспринимаемых как целое явлений. Этот синтез выступает в виде образа данного предмета или явления, который складывается в ходе активного их отражения.

Предметность, целостность, константность и категориалъностъ (осмысленность и означенность) -- это основные свойства образа, складывающиеся в процессе и результате восприятия. Предметность -- это способность человека воспринимать мир не в виде набора не связанных друг с другом ощущений, а в форме отделенных друг от друга предметов, обладающих свойствами, вызывающими данные ощущения. Целостность восприятия выражается в том, что образ воспринимаемых предметов не дан в полностью готовом виде со всеми необходимыми элементами, а как бы мысленно достраивается до некоторой целостной формы на основе небольшого набора элементов. Это происходит и в том случае, если некоторые детали предмета человеком непосредственно в данный момент времени не воспринимаются. Константность определяется, как способность воспринимать предметы относительно постоянными по форме, цвету и величине, ряду других параметров независимо от меняющихся физических условий восприятия. Категориальность человеческого восприятия проявляется в том, что оно носит обобщенный характер, и каждый воспринимаемый предмет мы обозначаем словом-понятием, относим к определенному классу. В соответствии с этим классом нами в воспринимаемом предмете ищутся и видятся признаки, свойственные всем предметам данного класса и выраженные в объеме и содержании этого понятия.

Описанные свойства предметности, целостности, константности и категориальности восприятия с рождения человеку не присущи; они постепенно складываются в жизненном опыте, частично являясь естественным следствием работы анализаторов, синтетической деятельности мозга.

Чаще и больше всего свойства восприятия изучались на примере зрения -- ведущего органа чувств у человека. Существенный вклад в понимание того, как из отдельных зрительно воспринимаемых деталей предметов складывается их целостная картина -- образ, внесли представители гешталыппсихологии -- направления научных исследований, сложившегося в начале XX в. в Германии. Одним из первых классификацию факторов, влияющих на организацию зрительных ощущений в образы в русле гештальтпсихологии предложил М.Вертгеймер. Выделенные им факторы следующие:

Близость друг к другу элементов зрительного поля, вызвавших соответствующие ощущения. Чем ближе друг к другу пространственно в зрительном поле располагаются соответствующие элементы, тем с большей вероятностью они объединяются друг с другом и создают единый образ.

Сходство элементов друг с другом. Это свойство проявляется в том, что похожие элементы обнаруживают тенденцию к объединению.

Фактор «естественного продолжения». Он проявляется в том, что элементы, выступающие как части знакомых нам фигур, контуров и форм, с большей вероятностью в нашем сознании объединяются именно в эти фигуры, форму и контуры, чем в другие.

Замкнутость. Данное свойство зрительного восприятия выступает, как стремление элементов зрительного поля создавать целостные, замкнутые изображения.

Принципы перцептивной организации зрительного восприятия иллюстрируются рис. 36. Ближе друг к другу расположенные линии в ряду А скорее объединяются друг с другом в нашем восприятии, чем далеко расставленные. Добавление горизонтальных, разнонаправленных отрезков к отдельным, стоящим далеко друг от друга вертикальным линиям в ряду Б побуждает нас, напротив, видеть целостные фигуры в них, а не в близко расположенных линиях. В данном случае это квадраты. Соответствующее впечатление усиливается еще больше (ряд В), становится необратимым, если контуры оказываются замкнутыми.

Выяснилось, что восприятие человеком более сложных, осмысленных изображений происходит по-иному. Здесь в первую очередь срабатывает механизм влияния прошлого опыта и мышления, выделяющий в воспринимаемом изображении наиболее информативные места, на основе которых, соотнеся полученную информацию с памятью, можно о нем составить целостное представление. Анализ записей движений глаз, проведенный АЛ. Ярбусом 1 , показал, что элементы плоскостных изображений, привлекающих внимание человека, содержат участки, несущие в себе наиболее интересную и полезную для воспринимающего информацию. При внимательном изучении таких элементов, на которых более всего останавливается взор в процессе рассматривания картин, обнаруживается, что движения глаз фактически отражают процесс человеческого мышления. Установлено, что при рассматривании человеческого лица наблюдатель больше всего внимания уделяет глазам, губам и носу (рис. 37, 38). Глаза и губы человека действительно являются наиболее выразительными и подвижными элементами лица, по характеру и движениям которых мы судим о психологии человека и его состоянии. Они многое могут сказать наблюдателю о настроении человека, о его характере, отношении к окружающим людям и многом другом.

Рис. 36. Действие различных факторов на формирование образа контурной фигуры. А -- фактор близости предрасполагает наблюдателя организовать линии в группы по две в каждой. Б -- фактор продолжения побуждает видеть в трех средних скобках просто пары линий, как в первом случае. В -- замкнутость исключает возможность какой-либо иной группировки линий

Рис. 37

Рис. 39.

Нередко при восприятии контурных и штрихованных изображений, а также соответствующих элементов реальных предметов у человека могут возникать зрительные иллюзии. Таких иллюзий известно множество. Две из них для примера показаны на рис. 39. Это -- иллюзии, связанные с искажением контура окружности, представленной на фоне веерообразно расходящихся линий (А), и искажение изображения квадрата на фоне концентрических окружностей (Б).

Наличием иллюзий в сфере восприятия, которые могут быть вызваны самыми различными причинами, зависящими как от состояния воспринимающей системы, так и от особенностей организации воспринимаемого материала, объясняются многие ошибки, в том числе «видения» так называемых неопознанных летающих объектов (НЛО), о которых в последние годы немало писалось в прессе.

Остановимся кратко на механизмах восприятия пространства, времени и движения, которые совместно со способами восприятия контуров и содержания осмысленных фигур плоскостного типа образуют черно-белую перцептивную динамическую картину обстановки, окружающей повседневно человека. Восприятие пространства содержит оценки формы, величины, расстояния до предметов, расстояния между предметами.

В восприятии формы предметов принимают участие три основные группы факторов:

Врожденная способность нервных клеток коры головного мозга избирательно реагировать на элементы изображений, имеющие определенную насыщенность, ориентацию, конфигурацию и длину. Такие клетки называются клетками-детекторами. Благодаря свойствам своих рецептивных полей, они выделяют в зрительном поле вполне определенные элементы, например световые линии конкретной длины, ширины и наклона, острые углы, контрасты, изломы на контурных изображениях.

Законы образования фигур, форм и контуров, выделенные гештальтпсихологами и описанные выше.

Жизненный опыт, получаемый за счет движений руки по контуру и поверхности объектов, перемещения человека и частей его тела в пространстве.

Восприятие величины предметов зависит от того, каковы параметры их изображения на сетчатке глаза. Если человек не в состоянии правильно оценить расстояние до предметов, то те из них, которые на самом деле находятся далеко и, следовательно, образуют на сетчатке небольшие изображения, воспринимаются человеком как маленькие, хотя на самом деле могут быть достаточно большими. Те объекты, изображения которых на сетчатке глаза увеличиваются, также субъективно воспринимаются как возрастающие, хотя в действительности увеличения их размера может не происходить. Однако если человек в состоянии правильно оценить расстояние до объекта, то в действие вступает закон константности, в соответствии с которым видимая величина объекта мало меняется при не очень больших изменениях расстояния до него или не меняется совсем. То же самое происходит в том случае, если человеку известно, что сам объект мало меняется, а, варьируется только величина его изображения на сетчатке.

В восприятии величины предметов принимают участие мышцы глаз и руки (в том случае, когда с ее помощью человек ощупывает предмет), ряда других частей тела. Чем больше сокращается или расслабляется мышца, прослеживающая предмет по его контуру или поверхности, тем большим кажется человеку и сам предмет. Следовательно, восприятие величины коррелирует со степенью сокращения следящих за ним мышц. В этом, в частности, проявляется роль деятельности в восприятии.

Движения мышц также участвуют в восприятии глубины. Кроме них, зрительно правильной оценке глубины способствуют аккомодация и конвергенция глаз. Аккомодация -- это изменение кривизны хрусталика при настройке глаза на четкое восприятие близких и отдаленных объектов или их деталей (фокусировка изображения на сетчатке). Конвергенция -- это сближение или расхождение осей глаз, которое происходит при восприятии соответственно приближающихся или удаляющихся от человека объектов. Между зрительными осями обычно образуется некоторый угол. Он и несет в себе информацию о расстоянии до объектов.

Однако с помощью аккомодации и конвергенции невозможно полностью объяснить восприятие и оценку расстояния до объектов, так как эти процессы «работают» в ограниченных пределах расстояний: 5--6 м для аккомодации и до 450 м для конвергенции. В то же самое время человек способен различать удаленность объектов от себя на гораздо большие расстояния, до 2,5 км. При оценке больших расстояний им, вероятнее всего, используется информация о взаимном расположении объектов на сетчатке правого и левого глаз.

Восприятие и оценка движения также основаны на последовательном использовании информации, исходящей из нескольких различных источников. Одни из них позволяют установить сам факт движения, другие оценить его направленность и скорость. Наличие или отсутствие движения в поле зрения констатируется нейронами-детекторами движения или новизны, входящими в нейрофизиологический аппарат ориентировочной реакции (рефлекса). Эти нейроны обладают генетически заданной способностью генерировать импульсы при возникновении движения какого-либо объекта в поле зрения.

Направленность движения может оцениваться по направлению перемещения отражаемого объекта на поверхности сетчатки, а также отмечаться последовательностью сокращения-расслабления определенной группы мышц глаз, головы, туловища при выполнении прослеживающих движений за объектом.

То обстоятельство, что восприятие движения и его направления физиологически связано, в частности, с перемещением изображения на сетчатке, доказывается существованием иллюзии движения, обычно возникающей в том случае, когда в поле зрения один за другим с небольшими интервалами времени зажигаются два светящихся точечных объекта, находящихся друг от друга на сравнительно небольшом расстоянии. Если интервал времени между зажиганием первого и второго объектов становится меньше 0,1 с, то возникает иллюзия перемещения светового источника из одного положения в другое, с первого места на второе, причем зрительно-иллюзорно субъектом даже прослеживается траектория соответствующего «движения». Это явление получило название «фи-феномен».

Еще одним аргументом в пользу того же самого вывода о психофизиологическом механизме восприятия движения может служить так называемый автокинетический эффект. Это явление представляет собой кажущееся, иллюзорное движение в темноте неподвижной светящейся точки. На нем, в частности, был основан эксперимент с группой людей, который рассматривался в третьей главе учебника. Автокинетический эффект возникает у многих людей в том случае, если неподвижная точка в зрительном поле является единственным видимым объектом, т.е. если ее положение невозможно идентифицировать в пространстве, сравнить и оценить относительно какого-либо другого видимого объекта.

Скорость движения, по-видимому, оценивается по скорости перемещения изображения предмета на сетчатке, а также по быстроте сокращения мышц, участвующих в следящих движениях.

Механизм восприятия человеком времени часто связывают с так называемыми «биологическими часами» -- определенной последовательностью и ритмикой биологических обменных процессов, происходящих в организме человека. В качестве наиболее вероятных кандидатов на роль биологических часов называют ритм сердечной деятельности и метаболизм (обменные процессы) тела. Последнее частично подтверждается тем, что при воздействии медикаментов, влияющих на скорость обменных процессов, восприятие времени может меняться. Например, хинин и алкоголь чаще всего замедляют субъективно воспринимаемый ход времени, а кофеин ускоряет его.

Субъективная продолжительность времени частично зависит от того, чем оно заполнено. Более короткой по времени кажется нам интересная и осмысленная деятельность. Гораздо дольше для нашего восприятия продолжается та, которая заполнена бессмысленными и неинтересными занятиями. В одном эксперименте человек провел в изоляции четыре дня, находясь в звуконепроницаемой комнате и занимаясь в это время чем хотел. Через определенные интервалы времени ему звонил экспериментатор и интересовался, который час (у самого испытуемого часов не было). Оказалось, что в течение первого дня пребывания в этих условиях, когда испытуемый еще находил для себя интересные занятия, его субъективное время шло с ускорением и убежало вперед почти на четыре часа. Затем его «внутренние часы» начали постепенно отставать и к концу четвертого дня пребывания в изоляции уже ошибались по сравнению с реальным временем примерно на сорок минут.

Существуют большие индивидуальные, в частности возрастные, различия в восприятии хода времени. Кроме того, у одного и того же человека оценки времени могут варьировать в широких пределах в зависимости от его душевного и физического состояния. При хорошем настроении время идет чуть быстрее, чем обычно, а в состоянии фрустрации или подавленности оно течет медленнее.

зрительный восприятие образ иллюзия

Факторы, снижающие степень видимости (туман, снег, дождь, дымка и т. д.), чрезвычайно осложняют наблюдение на. море, В ночное время условия наблюдения также ухудшаются, причем они имеют свои особенности.

Обязанности вахтенного помощника на ходу судна склады­ваются из двух основных в равной степени важных функций. Во-­первых, он выполняет различные вычислительные операции, ре­шает штурманские и иные задачи, осуществляет контроль за по­ложением судна и ведет счисление его пути но навигационной карте. Во-вторых, он наряду с вахтенным матросом обеспечивает визуально-слуховое наблюдение за окружающей обстановкой, используя соответствующие технические средства. Иными сло­вами, штурману приходится чередовать эти два вида деятель­ности: то работать в рубке над пособиями и картой, то выходить и оставаться на открытой части мостика. Такой образ действий штурмана сопряжен в темное время суток с известным явлением адаптации глаза. Адаптацией зрения называется изменение чув­ствительности глаза в зависимости от пребывания его на свету или в темноте. Понижение чувствительности зрения при свето­вом раздражении называется приспособлением, или адаптацией глаза к свету, а увеличение чувствительности по мере пребыва­ния в темноте называется приспособлением глаза к темноте, или темновой адаптацией глаза.

Световая адаптация происходит значительно быстрее темно­вой и она занимает при средних яркостях света 1-3 мин (темновая адаптация не менее 5-7 мин).

Из сказанного видно, что явление адаптации зрения имеет важнейшее значение для ночных наблюдений. Для того чтобы чувствительность глаза в темноте была в течение вахты на оди­наково высоком уровне, зрение наблюдателя -не должно подвер­гаться воздействию света. Однако по условиям деятельности вахтенный штурман не может избежать периодических, хотя и непродолжительных, засветов глаза во время работы в рубке над картой или с приборами. Задача в данном случае, очевидно, будет состоять в том, чтобы устранить или по крайней мере мак­симально ослабить влияние засвета.

Известно, что нарастание чувствительности зрения в темноте происходит гораздо быстрее после пребывания его в условиях слабого освещения. По данным научных исследований, красный световой раздражитель слабо действует на сетчатку глаза - в несколько десятков раз слабее, чем белый.

Из изложенного видно, что характер освещения штурман­ской рубки, где приходится периодически работать вахтенному помощнику, а также всех приборов рулевой рубки имеет исклю­чительно важное значение. Надо стремиться, чтобы это осве­щение лежало в пределах оптимума со всех точек зрения.

Как известно, освещение подразделяется на два вида: общее

местное. Общее предназначено для одновременного освещения как рабочей поверхности, так и всего прочего помещения, " "стное-только для сравнительно небольшого пространства

мого рабочего места, как, например, для части штурманского

стола, занятого картой.

Общим освещением штурманской рубки в ночное время на ходу судна пользоваться не рекомендуется. Местное освещение над штурманским столом устраивается в виде специального бра,| отражающего пучок света вниз на стол. Лампа получает питание через реостат, позволяющий уменьшать или увеличивать силу света. На рефлектор насаживается откидной красный ил1 оранжевый светофильтр.

Вахтенному помощнику при кратковременных посещения:

штурманской рубки для расчетов и нанесения точки на карту рекомендуется постоянно держать бра под фильтром. В крайнее случае при отсутствии фильтра силу света бра необходимо уменьшать реостатом настолько, чтобы, с одной стороны, мож­но было свободно работать над картой, а с другой - чтобы сни­жение чувствительности зрения было сведено до минимума. Это нужно для того, чтобы глаз все время был адаптирован к тем­ноте.

Освещение картушек компасов, машинных телеграфов, ци­ферблатов и табло различных приборов и установок как в рулевой, так и в штурманской рубках следует уменьшать до ми­нимального предела, позволяющего лишь различать отсчеты или показания, с тем, чтобы исключить отрицательное воздействие этого освещения на темновую адаптацию глаза судоводителя. Во время пеленгования каких-либо объектов свет на компасах или репитерах также нужно ослаблять. Экран радиолокатора при обзорах ночью не должен иметь сильную засветку. Настраи­вая прибор, надо умело пользоваться ручкой «Яркость», уста­навливая ее каждый раз в оптимальное положение. Освещение шкал включается лишь на кратковременный момент, когда не­обходимо прочесть отсчет пеленга или курсового угла, и обычно только на одну ступень.

Темновая адаптация зрения играет важную роль в обеспече­нии безопасного плавания, и данному вопросу следует уделять самое серьезное внимание. Адаптация глаза к темноте-это процесс медленный, длящийся десятки минут, отсюда понятно, какую опасность представляет собой яркий свет при ночных на­блюдениях на судне. Стоит недолго пробыть в освещенном поме­щении или посмотреть на источник яркого света, например луч прожектора, как адаптация к темноте будет сразу утрачена, и на восстановление чувствительности глаза потребуется много времени.

В Уставе службы на судах морского флота сказано, что «но вызову вахтенного помощника капитан обязан немедленно вый" ти на мостик и в случае неблагоприятных условий плавания на­ходиться там до тех пор, пока это необходимо, независимо от времени суток». Обычно подобные вызовы поступают в сложных ситуациях, при расхождении с встречными либо обгоняемыми судами. Если в дневное время капитан, поднявшись на мостик, способен сразу оценить обстановку, принять соответствующие

решения и выдать команды, то ночью он оказывается в затруд­нительном положении, так как первые 5-7 мин его зрение поч­ти полностью лишено световой чувствительности. Вахтенный штурман должен учитывать это важное обстоятельство. В тем­ный период суток при обнаружении судов либо иных опасностей он обязан немедленно докладывать об этом капитану, с тем что­бы последний мог заранее выйти на мостик и дать возможность глазу в какой-то степени адаптироваться к темноте.

Капитану во время пребывания во внутренних помещениях рекомендуется всячески избегать яркого засвета своего зрения. Ночью ему не следует включать в каюте освещение, тем более яркое; коридоры, по которым капитан проходит на мостик, дол­жны быть затемнены или оборудованы светильниками с красны­ми плафонами.

Острота зрения, т. е. способность видеть далекие предметы и различать их тонкие и мелкие но угловым размерам детали, у разных людей различна Не одинакова у них и способность к адаптации зрения. Известно, например, что темновая адаптация значительно изменяется при гипертонической болезни. Это изме­нение проявляется в виде замедления процесса нарастания све­товой чувствительности и уменьшения конечных ее величин. Скорость и степень темновой адаптации снижается также и с возрастом.

Принимая во внимание все эти факторы, следует рекомен­довать, чтобы у капитана был свой отдельный многократный бинокль, заранее настроенный под его глаза. Такой бинокль сле­дует хранить в специальном и удобном месте на мостике с тем, чтобы капитан, прибыв по вызову, мог сразу, без предваритель­ной настройки, использовать его для наблюдения.

Немаловажное значение при ночном обзоре имеет затемнение судна. Нельзя допускать, чтобы на палубу пробивался какой-либо свет, даже от слабых источников или отраженный. В обя­занности вахтенной службы входит обеспечение полной темноты как на самом ходовом мостике, так и впереди него. Впередсмот­рящие на баке и другие наблюдатели, где бы они не размеща­лись, должны воздерживаться от курения и зажигания спичек. Использование ручных фонарей для каких бы то ни было целей допускается лишь в крайних случаях по разрешению вахтенного помощника.

Самые чувствительные места сетчатки лежат не в центре по­ля зрения, а несколько сбоку, на периферии глаза. Это обстоя­тельство ^определяет так называемое «боковое зрение». Суще­ство его заключается в том, что ночью слабый огонь прямым взглядом в точку его источника не обнаруживается, а стоит на­блюдателю отвести свой взор несколько в сторону, как данный свет будет четко воспринят боковой частью сетчатки глаза. Хо­рошо натренированные наблюдатели успешно пользуются этим свойством зрения, вовремя обнаруживая опасность. Они в та-

ких случаях направляют взор не в ту точку горизонта, где ожи­дается огонь, а несколько вбок от нее.

Ночному наблюдателю приходится смотреть то на яркий свет, то в темноту, как, например, штурману при работе с лока­тором, поэтому следует пользоваться попеременно то одним глазом, то другим. Так, можно смотреть на экран только левым глазом, закрывая правый, который сохранит темновую адапта­цию и позволит хорошо видеть в темноте, хотя левый глаз и бу­дет в какой-то мере ослеплен светом. Этот способ дает неплохие результаты, но без предварительной тренировки быстро утомля­ет зрение наблюдателя.

Замечали ли Вы, что при переходе из освещенной комнаты в темную в первые секунды Ваши глаза почти ничего не видят? И, наоборот, если Вы попадали на яркий свет из темного помещения, возникало ли у Вас ощущение ослепления? Спустя пару десятков секунд ситуация меняется, и мы уже способны различать предметы в темноте или не слепнуть от яркого солнца. Такая способность глаз человека приспосабливаться к освещению называется световой адаптацией .

Световая адаптация зрения - это одна из разновидностей сенсорной адаптации, которая заключается в приспособлении глаза к различной силе освещения окружающего пространства. Различают световую адаптацию к свету и к темноте.

Адаптация к свету у среднестатистического человека происходит за 50 - 60 с. При нормальном состоянии зрительного анализатора время адаптации зависит от интенсивности и яркости попадающего в глаз света. Адаптация зрения к темноте в норме происходит за 30 - 60 мин. При этом происходит повышение чувствительности глаза в 8-10 тыс. раз. Процесс адаптации продолжается и в течение последующих часов пребывания в темноте.

На рисунке 2 Вы можете увидеть кривую темновой адаптации глаза у человека, находящегося в темноте (после пребывания на ярком свете). Сразу после попадания человека в темноту чувствительность сетчатки глаза максимально низкая, но уже в течение пары минут она возрастает в десять раз.

Это означает, что сетчатка может реагировать на освещение, интенсивность которого составляет всего 10% от предварительно требуемой интенсивности. Через двадцать минут чувствительность возрастает в 5000 - 6000 раз, а через сорок минут - приблизительно в 25000-30000 раз.

Каждый астроном-любитель, да и не только любитель, знает, как важно перед наблюдениями объектов далёкого космоса предварительно провести от получаса до часа в ночной темноте. За это время глаз адаптируется к темноте и значительно повышает свою чувствительность, что в итоге помогает астроному разглядеть такие слабосветящиеся объекты, как туманности и галактики.

Галактика Андромеда (М31).

Световая адаптация зрения осуществляется за счёт регулирования величины зрачка (зрачковый рефлекс) и изменения чувствительности фоторецепторов сетчатки глаза. Эти две функциональные возможности глаза обеспечивают его требуемым количеством света . Результатом световой адаптации является оптимальное соотношение между чувствительностью фоторецепторов и силой светового потока, попадающего на сетчатку глаза.

Перегрузка механизма адаптации вызывает значительное утомление, а также снижает производительность и качество труда. Так, водитель автомобиля при сильном слепящем эффекте теряет возможность качественно оценить дорожную обстановку в течение нескольких секунд или минут, что может создавать аварийные ситуации.

Световую адаптацию измеряют с помощью специализированных приборов (адаптометров), позволяющих количественно учитывать значительные колебания интенсивности световых раздражителей.

Если человек находится на ярком свете в течение нескольких часов, и в палочках, и в колбочках происходит разрушение фоточувствительных веществ до ретиналя и опсинов. Кроме того, большое количество ретиналя в обоих типах рецепторов превращается в витамин А. В результате концентрация фоточувствительных веществ в рецепторах сетчатки значительно уменьшается, и чувствительность глаз к свету снижается. Этот процесс называют световой адаптацией .

Наоборот, если человек длительно находится в темноте, ретиналь и опсины в палочках и колбочках снова превращаются в светочувствительные пигменты. Кроме того, витамин А переходит в ретиналь, пополняя запасы светочувствительного пигмента, предельная концентрация которого определяется количеством опсинов в палочках и колбочках, способных соединяться с ретиналем. Этот процесс называют темповой адаптацией.

На рисунке показан ход темновой адаптации у человека, находящегося в полной темноте после нескольких часов пребывания на ярком свете. Видно, что сразу после попадания человека в темноту чувствительность его сетчатки очень низкая, но в течение 1 мин она увеличивается уже в 10 раз, т.е. сетчатка может реагировать на свет, интенсивность которого составляет 1/10 часть от предварительно требуемой интенсивности. Через 20 мин чувствительность возрастает в 6000 раз, а через 40 мин - примерно в 25000 раз.

Законы световой и темновой адаптации

1. Темновая адаптация определяется достижением максимума световой чувствительности в течение первых 30 - 45 мин;
2. Световая чувствительность нарастает тем скорее, чем менее до этого глаз был адаптирован к свету;
3. Во время темновой адаптации светочувствительность повышается в 8 - 10 тысяч раз и более;
4. После 45 мин пребывания в темноте световая чувствительность повышается, но незначительно, если обследуемый остается в темноте.

Темновая адаптация глаза есть приспособление органа зрения к работе в условиях пониженного освещения. Адаптация колбочек завершается в пределах 7 мин, а палочек - в течение приблизительно часа. Существует тесная связь между фотохимией зрительного пурпура (родопсина) и изменяющейся чувствительностью палочкового аппарата глаз, т. е. интенсивность ощущения в принципе связана с количеством родопсина, «обесцвечиваемого» под воздействием света. Если перед исследованием темновой адаптации сделать яркий за-свет глаза, например, предложить смотреть на ярко освещенную белую поверхность 10-20 мин, то в сетчатке произойдет значительное изменение молекул зрительного пурпура, и чувствительность глаза к свету будет ничтожной (свето(фото) стресс). После перехода к полной темноте чувствительность к свету начнет весьма быстро расти. Способность глаза восстанавливать чувствительность к свету измеряют с помощью специальных приборов - адаптометров Нагеля, Дашевского, Белостоцкого - Гофмана, Гартингера и др. Максимум чувствительности глаза к свету достигается в течение приблизительно 1-2 ч, повышаясь по сравнению с первоначальной в 5000-10 000 раз и более.

Измерение темновой адаптации Темновая адаптация может быть измерена следующим образом. Сначала испытуемый в течение короткого промежутка времени смотрит на ярко освещенную поверхность (обычно до достижения им определенной, контролируемой степени световой адаптации). При этом чувствительность испытуемого уменьшается, и тем самым создается точно регистрируемая точка отсчета времени, необходимого для его темновой адаптации. Затем выключают свет и через определенные промежутки времени определяют порог восприятия испытуемым светового стимула. Определенный участок сетчатки стимулируется раздражителем с определенной длиной волны, имеющим определенные продолжительность и интенсивность. По результатам такого эксперимента строится кривая зависимости минимального количества энергии, необходимого для достижения порога, от времени пребывания в темноте. Кривая показывает, что увеличение времени пребывания в темноте (абсцисса) приводит к снижению порога (или к возрастанию чувствительности) (ордината).

Кривая адаптации к темноте состоит из двух фрагментов: верхний относится к колбочкам, нижний - к палочкам. Эти фрагменты отражают разные стадии адаптации, скорость протекания которых различна. В начале адаптационного периода порог резко снижается и быстро достигает постоянного значения, что связано с увеличением чувствительности колбочек. Общее возрастание чувствительности зрения за счет колбочек значительно уступает возрастанию чувствительности за счет палочек, и темновая адаптация наступает за 5-10 мин пребывания в темном помещении. Нижний фрагмент кривой описывает темновую адаптацию палочкового зрения. Рост чувствительности палочек наступает после 20-30-минутного пребывания в темноте. Это значит, что в результате примерно получасовой адаптации к темноте глаз становится примерно в тысячу раз более чувствительным, чем был в начале адаптации. Однако хотя увеличение чувствительности в результате темновой адаптации, как правило, происходит постепенно и для завершения этого процесса требуется время, даже весьма непродолжительное воздействие света может прервать его.

Ход кривой темновой адаптации зависит от скорости фотохимической реакции в сетчатке, а достигнутый уровень зависит уже не от периферического, а от центрального процесса, а именно от возбудимости высших корковых зрительных центров.

Строение органа зрения. Орган зрения состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. В глазном яблоке содержится периферический отдел зрительного анализатора. Глаз человека состоит из внутренней оболочки (сетчатки), сосудистой и внешней белковой оболочки.

Внешняя оболочка состоит из двух частей - склеры и роговицы.

Непрозрачная склера занимает 5/6 поверхности внешней оболочки, прозрачная роговица - 1/6. Сосудистая оболочка состоит из трех частей радужки, реснитчатого тела и собственно сосудистой оболочки. В центре радужки находится отверстие - зрачок, через который лучи света проникают внутрь глаза. Она содержит пигменты, от которых зависит цвет глаз. Радужная оболочка переходит в тело, а то, в свою очередь, в собственно сосудистую оболочку. Сетчатка - это внутренняя оболочка глаза. Она имеет сложное слоистое строение - из нервных клеток и их волокон.

Различают десять слоев сетчатки. К внешнему пигментному слою сетчатки подходят палочки и колбочки, которые являются видоизмененными отростками светочувствительных зрительных клеток. От нервных клеток сетчатки идет зрительный нерв - начало ведущей части зрительного анализатора.

Схема анатомического строения глаза: 1 - сетчатка, 2 ~ хрусталик, 3 радужная оболочка, 4 роговица, 5 - баковая оболочка (склера), 6 - сосудистая оболочка, 7 - зрительный нерв.

Склеристое тело - вполне прозрачное вещество, которое содержится в очень нежной капсуле и наполняет большую часть глазного яблока. Оно выступает захламливающей средой и входит в часть оптической системы глаза. Передней, слегка вогнутую поверхность оно прилегает к задней поверхности хрусталика. Его потеря не пополняется.

В верхнем боковом углу глазницы содержится слезная железа, которая выделяет слезную жидкость (слезу), увлажняющий поверхность глазного яблока, предотвращает ее подсыхание и переохлаждению. Слеза, увлажнив поверхность глаза, стекает выездным каналом в носовой полости. Веки и ресницы защищают глазное яблоко от того, чтобы внутрь глаза не попадали посторонние частицы, брови отводят в сторону пот, стекающий со лба, а это также имеет защитное значение.

Адаптация глаза

Выработка способности глаза видеть при различной освещенности называют адаптацией. Если вечером в комнате погасить свет, то сначала человек совершенно не различает окружающих предметов. Однако
уже через 1-2 мин она начинает схватывать контуры предметов, а еще через несколько минут видит предметы достаточно четко. Это происходит благодаря изменению чувствительности сетчатки в темноте. Пребывание в темноте в течение одного часа повышает чувствительность глаза примерно в 200 раз. И особенно быстро возрастает чувствительность в первые минуты.

Это явление объясняется тем, что при ярком свете зрительный пурпур палочковидных зрительных клеток разрушается полностью. В темноте он быстро восстанавливается, и палочковидные клетки, очень чувствительны к свету, начинают выполнять свои функции, тогда как колбочко подобные, малочувствительны к свету, не способны воспринимать зрительные раздражения. Вот почему человек в темноте не различает цветов.
Однако когда в темном помещении включить свет, он как бы ослепляет человека. Она почти не различает окружающих предметов, и через 1-2 мин ее глаза начинают видеть хорошо. Это объясняется тем, что зрительный пурпур в палочковидных клетках разрушился, чувствительность к свету резко снизилась и зрительные раздражения теперь воспринимаются только колбочкоподибнимы зрительными клетками.

Аккомодация глаза

Способность глаза видеть предметы на разном расстоянии называют аккомодацией. Предмет хорошо видно тогда, когда лучи, отраженные от него, собираются на сетчатке. Это достигается изменением выпуклости хрусталика. Изменение же наступает рефлекторно - при рассмотрении предметов, находящихся на разном расстоянии от глаза. Когда мы смотрим на расположенные около предметы, выпуклость хрусталика увеличивается. Преломления лучей в глазу становится больше, в результате чего на сетчатке возникает изображение. Когда мы смотрим вдаль, хрусталик сплющивается.

В состоянии покоя аккомодации (взгляд вдаль) радиус кривизны передней поверхности хрусталика равна 10 мм, а при максимальной аккомодации, когда предмет всего приближен к глазу, радиус кривизны передней поверхности хрусталика - 5,3 мм.

Потеря эластичности сумки хрусталика с возрастом приводит к уменьшению его захламливающей способности при наибольшей аккомодации. Это увеличивает способность пожилых людей рассматривать предметы на далеком расстоянии. Ближайшая точка ясного видения с возрастом удаляется. Так, в 10-летнем возрасте она размещена на расстоянии менее 7 см от глаза, в 20 лет - 8,3 см, в 30 - 11 см, в 35 - 17 см, а в 60-70 лет приближается к 80-100 см.

С возрастом хрусталик становится менее эластичным. Способность к аккомодации начинает спадать уже с десяти лет, однако на зрении это сказывается только в преклонном возрасте (старческая дальнозоркость).

Острота зрения - это способность глаза отдельно воспринимать две точки, расположенные друг от друга на некотором расстоянии. Видение двух точек зависит от размеров изображения на сетчатке. Если они малы, то оба изображения сливаются и различить их невозможно. Размер изображения на сетчатке зависит от угла зрения: чем он меньше при восприятии двух изображений, тем больше острота зрения.

Для определения остроты зрения большое значение имеет освещение, окраска, размер зрачка, угол зрения, расстояние между предметами, места сетчатки, на которые падает изображение, и состояние адаптации. Острота зрения является простым показателем, характеризующим состояние зрительного анализатора у детей и подростков. Зная остроту зрения у детей, можно осуществлять индивидуальный подход к учащимся, размещение их в классе, рекомендовать соответствующий режим учебной работы, соответствует адекватному нагрузке на зрительный анализатор.

Проводящие пути зрительного анализатора (рис. 146). Свет, который попадает на сетчатку, проходит вначале через прозрачный светопреломляющий аппарат глаза: роговицу, водянистую влагу передней и задней камер, хрусталик и стекловидное тело. Пучок света на своем пути регулируется зрачком. Светопреломляющий аппарат направляет пучок света на более чувствительную часть сетчатки - место наилучшего видения - пятно с его центральной ямкой. Пройдя через все слои сетчатки, свет вызывает там сложные фотохимические преобразования зрительных пигментов. В результате этого в светочувствительных клетках (палочках и колбочках) возникает нервный импульс, который затем передается следующим нейронам сетчатки - биполярным клеткам (нейроцитам), а после них - нейроцитам ганглиозного слоя, ганглиозным нейроцитам. Отростки последних идут в сторону диска и формируют зрительный нерв. Пройдя в череп через канал зрительного нерва по нижней поверхности головного мозга, зрительный нерв образует неполный зрительный перекрест. От зрительного перекреста начинается зрительный тракт, который состоит из нервных волокон ганглиозных клеток сетчатки глазного яблока. Затем волокна по зрительному тракту идут к подкорковым зрительным центрам: латеральному коленчатому телу и верхним холмикам крыши среднего мозга. В латеральном коленчатом теле волокна третьего нейрона (ганглиозных нейроцитов) зрительного пути заканчиваются и вступают в контакт с клетками следующего нейрона. Аксоны этих нейроцитов проходят через внутреннюю капсулу и достигают клеток затылочной доли около шпорной борозды, где и заканчиваются (корковый конец зрительного анализатора). Часть аксонов ганглиозных клеток проходит через коленчатое тело и в составе ручки поступает в верхний холмик. Далее из серого слоя верхнего холмика импульсы идут в ядро глазодвигательного нерва и в дополнительное ядро, откуда происходит иннервация глазодвигательных мышц, мышц, которые суживают зрачки, и ресничной мышцы. Эти волокна несут импульс в ответ на световое раздражение и зрачки суживаются (зрачковый рефлекс), также происходит поворот в необходимом направлении глазных яблок.

Приспособление глаза к ясному видению на расстоянии удаленных предметов называют аккомодацией. Механизм аккомодации глаза связан с сокращением ресничных мышц, которые изменяют кривизну хрусталика.

При рассмотрении предметов на близком расстоянии одновременно с аккомодацией действует и конвергенция, т. е. происходит сведение осей обоих глаз. Зрительные линии сходятся тем больше, чем ближе находится рассматриваемый предмет.

Преломляющую силу оптической системы глаза выражают в диоптриях («Д» - дптр). За 1 Д принимается сила линзы, фокусное расстояние которой составляет 1 м. Преломляющая сила глаза человека составляет 59 дптр при рассмотрении далеких предметов и 70,5 дптр при рассмотрении близких.

Существуют три главные аномалии преломления лучей в глазу (рефракции): близорукость, или миопия; дальнозоркость, или гиперметропия; старческая дальнозоркость, или пресбиопия (рис. 147). Основная причина всех дефектов глаза состоит в том, что не согласуются между собой преломляющая сила и длина глазного яблока, как в нормальном глазу. При близорукости (миопии) лучи сходятся перед сетчаткой в стекловидном теле, а на сетчатке вместо точки возникает круг светорассеяния, глазное яблоко при этом имеет большую длину, чем в норме. Для коррекции зрения используют вогнутые линзы с отрицательными диоптриями.

При дальнозоркости (гиперметропии) глазное яблоко короткое, и поэтому параллельные лучи, идущие от далеких предметов, собираются сзади сетчатки, а на ней получается неясное, расплывчатое изображение предмета. Этот недостаток может быть компенсирован путем использования преломляющей силы выпуклых линз с положительными диоптриями.

Старческая дальнозоркость (пресбиопия) связана со слабой эластичностью хрусталика и ослаблением натяжения цинновых связок при нормальной длине глазного яблока.

Исправлять это нарушение рефракции можно с помощью двояковыпуклых линз. Зрение одним глазом дает нам представление о предмете лишь в одной плоскости. Только при зрении одновременно двумя глазами возможно восприятие глубины и правильное представление о взаимном расположении предметов. Способность к слиянию отдельных изображений, получаемых каждым глазом, в единое целое обеспечивает бинокулярное зрение.

Острота зрения характеризует пространственную разрешающую способность глаза и определяется тем наименьшим углом, при котором человек способен различать раздельно две точки. Чем меньше угол, тем лучше зрение. В норме этот угол равен 1 мин, или 1 единице.

Для определения остроты зрения используют специальные таблицы, на которых изображены буквы или фигурки различного размера.

32. Строение органа слуха и равновесия.

Орган слуха и равновесия, преддверно-улитковый орган (organum vestibulocochleare) у человека имеет сложное строение, воспринимает колебания звуковых волн и определяет ориентировку положения тела в пространстве.

Предверно-улитковый орган (рис. 148) делится на три части: наружное, среднее и внутреннее ухо. Эти части тесно связаны анатомически и функционально. Наружное и среднее ухо проводит звуковые колебания к внутреннему уху, и таким образом является звукопроводящим аппаратом. Внутреннее ухо, в котором различают костный и перепончатый лабиринты, образует орган слуха и равновесия.

Рис. 148. Преддверно-улитковый орган (орган слуха и равновесия):

1- верхний полукружный канал; 2- преддверие; 3 - улитка; 4- слуховой нерв; 5 - сонная артерия; 6 - слуховая труба; 7- барабанная полость; 8- барабанная перепонка; 9- наружный слуховой проход; 10- наружное слуховое отверстие; 11 - ушная раковина; 12- молоточек

Различают два вида передачи звуковых колебаний - воздушную и костную проводимость звука. При воздушной проводимости звука звуковые волны улавливаются ушной раковиной и передаются по наружному слуховому проходу на барабанную перепонку, а затем через систему слуховых косточек перилимфе и эндолимфе. Человек при воздушной проводимости способен воспринимать звуки от 16 до 20 000 Гц. Костная проводимость звука осуществляется через кости черепа, которые также обладают звукопроводимостью. Воздушная проводимость звука выражена лучше, чем костная.

Рецепторы вестибулярного аппарата раздражаются от наклона или движения головы. При этом происходят рефлекторные сокращения мышц, которые способствуют выпрямлению тела и сохранению соответствующей позы. При помощи рецепторов вестибулярного аппарата происходит восприятие положения головы в пространстве движения тела. Известно; что сенсорные клетки погружены в желеобразную массу, которая содержит отолиты, состоящие из мелких кристаллов карбоната кальция. При нормальном положении тела сила тяжести заставляет отолиты оказывать давление на определенные волосковые клетки. Если голова наклонена теменем вниз, отолит провисает на волосках; при боковом наклоне головы один отолит давит на волоски, а другой провисает. Изменение давления отолитов вызывает возбуждение волосковых сенсорных клеток, которые сигнализируют о положении головы в пространстве. Чувствительные клетки гребешков в ампулах полукружных каналов возбуждаются при движении и ускорении. Поскольку три полукружных канала расположены в трех плоскостях, то движение головы в любом направлении вызывает движение эндолимфы. Раздражения волосковых сенсорных клеток передаются чувствительным окончаниям преддверной части преддверно-улиткового нерва. Тела нейронов этого нерва находятся в преддверном узле, который лежит на дне внутреннего слухового прохода, а центральные отростки в составе преддверно-улиткового нерва идут в полость черепа, а затем в мозг к вестибулярным ядрам. Отростки клеток вестибулярных ядер (очередной нейрон) направляются к ядрам мозжечка и к спинному мозгу, образуют далее преддверно-спинномозговой путь. Они также входят в задний продольный пучок ствола головного мозга. Часть волокон преддверной части преддверно-улиткового нерва, минуя вестибулярные ядра, идут непосредственно в мозжечок.

При возбудимости вестибулярного аппарата возникают многочисленные рефлекторные реакции двигательного характера, которые изменяют деятельность внутренних органов, а также различные сенсорные реакции. Примером таких реакций может быть появление быстро повторяющихся движений глазных яблок (нистагма) после проведения вращательной пробы: человек делает глазами ритмичные движения в сторону, противоположную вращению, а затем очень быстро в сторону, которая совпадает с направлением вращения. Возможны также появление изменений в деятельности сердца, в суживании или расширении сосудов, снижение артериального давления, усиление перистальтики кишечника и желудка и др. При возбудимости вестибулярного аппарата появляется чувство головокружения, нарушается ориентировка в окружающей среде, возникает чувство тошноты. Вестибулярный аппарат участвует в регуляции и перераспределении мышечного тонуса