Зрительный анализатор

1. Зрительный анализатор

2. Оглавление

Строение глаза
Оптика глаза
– Преломляющая сила
– Двояковыпуклая линза
– Вогнутая линза
Аккомодация
Острота зрения
Глубина фокуса
Контроль фокусировки
Конвергенция глаз
Вегетативная иннервация глаза
– Парасимпатические
преганглионарные волокна
– Симпатическая иннервация глаза
Аномалии рефракции
– Эмметропия
– Гиперметропия
– Миопия
– Астигматизм
Зрительное поле и бинокулярное
зрение
Глубина зрения
Цветовое зрение
Адаптация

3.

4.

5.

Строение глаза
• Глаз можно назвать сложным оптическим прибором.
Его основная задача -"передать" правильное
изображение зрительному нерву.
Основные функции глаза:
• оптическая система, проецирующая изображение;
• система, воспринимающая и "кодирующая"
полученную информацию для головного мозга;
• "обслуживающая" система жизнеобеспечения.

6.

Стекловидное тело
Хрусталик
Сетчатка
Радужка
Желтое пятно
Сосудистая
оболочка
Слепое пятно
Зрительный
нерв
Зрачок
Роговица
Связки
хрусталика
Белочная оболочка (склера)

7. Оптика глаза

Глаз имеет систему линз с различной кривизной и различными
показателями преломления световых лучей, включающую четыре
преломляющих среды между:
• воздухом и передней поверхностью роговицы;
• задней поверхностью роговицы и водянистой влагой передней
камеры;
• водянистой влагой передней камеры и хрусталиком;
• задней поверхностью хрусталика и стекловидным телом.

8.

I Глаз как оптическая система.
II Механизм аккомодации.
А - удалённый объект;
Б - близкорасположенный объект.
III Рефракция.
IV Поля зрения. Прерывистой линией очерчено поле зрения левого
глаза, сплошной линией — поле зрения правого глаза. Светлая
(сердцевидная) область в центре — зона бинокулярного зрения.
Окрашенные области слева и справа — поля монокулярного
зрения).

9. Преломляющая сила

Для практических расчетов преломляющей силы
глаза используют понятие о так называемом
«редуцированном глазе», когда все преломляющие
поверхности алгебраически складываются и
рассматриваются как одна линза.
В таком редуцированном глазу с единственной
преломляющей поверхностью, центральная точка
которой располагается на 17 мм кпереди от сетчатки,
общая сила преломления составляет 59 диоптрий,
когда хрусталик приспособлен для рассматривания
далеких предметов.
Преломляющая сила любых оптических систем
выражается в диоптриях (D): 1 диоптрия равна
преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием в
1 метр.

10. Двояковыпуклая линза

Если сферическая (двояковыпуклая) линза
сводит параллельные лучи в фокусной точке на 1 м
позади линзы, то её преломляющая сила равна +1
диоптрии.
Если линза способна преломлять параллельный
пучок света в два раза сильнее линзы с силой +1
диоптрия, то говорят, что она имеет силу в +2 диоптрии
и соответственно лучи света будут фокусироваться в
точке на 0,5 м сзади линзы.
Линза, способная концентрировать
параллельные лучи в фокусной точке в 10 см, обладает
преломляющей силой в +10 диоптрий.

11. Вогнутая линза

Преломляющую силу вогнутых линз нельзя
определить в понятиях фокусного расстояния, так как
эти линзы рассеивают свет дальше фокусного
расстояния. Однако их диоптрическая сила
определяется путём сопоставления с соответствующей
сферической линзой.
Так, если вогнутая линза рассеивает световой пучок,
а двояковыпуклая линза силой в +1 диоптрию сводит
его, то говорят, что вогнутая линза имеет силу в –1
диоптрию.
Если вогнутая линза рассеивает световой пучок в
такой же степени, как +10–диоптрийная линза
конвергирует его, то эта линза имеет силу в –10
диоптрий.

12. Аккомодация

Аккомодация — приспособление глаза к
чёткому видению предметов, расположенных
на различном расстоянии. Основная роль в
процессе аккомодации принадлежит
хрусталику, способному изменять свою
кривизну.
Схематическое представление механизма аккомодации
слева - фокусировка вдаль;
справа - фокусировка на близкие предметы.

13. Аккомодация

У молодых людей
преломляющая сила
хрусталика может
увеличиваться от 20
до 34 диоптрий.
При этом хрусталик
изменяет форму от
умеренно выпуклой
до значительно
выпуклой.

14. Аккомодация

Механизм аккомодации.
При взгляде на удалённые предметы
ресничные мышцы расслабляются,
поддерживающая связка растягивает и
уплощает хрусталик, придавая ему
дискообразную форму.
При взгляде на близкие предметы для полной
фокусировки необходима более значительная
кривизна хрусталика, поэтому ГМК ресничного
тела сокращаются, связки расслабляются, а
хрусталик в силу своей эластичности
становится более выпуклым.

15.

16. Аккомодация

Аккомодация контролируется парасимпатическими
нервами, поступающими в глаз в составе
глазодвигательного нерва.
Стимуляция парасимпатического нерва вызывает
сокращение ресничной мышцы, что расслабляет
связочный аппарат хрусталика и приводит к
увеличению его преломляющей силы.
Следовательно, по мере того, как удалённый
предмет приближается к глазу, возрастает
парасимпатическая импульсация к ресничной мышце, и
уровень её сокращения постоянно поддерживает в
фокусе рассматриваемый предмет.

17.

18. Аккомодация

Симпатическая стимуляция незначительно
расслабляет ресничную мышцу, но этот
эффект практически не оказывает влияния на
нормальный аккомодационный механизм.
Для нормального глаза молодого человека
дальняя точка ясного видения лежит в
бесконечности, т.е. отдалённые предметы он
рассматривает без аккомодации.

19. Острота зрения

Острота зрения — точность, с которой виден
объект; теоретически объект должен быть
такого размера, чтобы мог простимулировать
одну палочку или колбочку.
Оба глаза действуют вместе (бинокулярное
зрение) для передачи зрительной информации
в зрительные центры коры больших
полушарий, где зрительный образ оценивается
в трёх измерениях.

20.

Знаки для исследования остроты зрения:
а — кольцо Ландольта;
б — крючок Снеллена;
в — крючок Пфлюгера.

21.

Знаки для определения
остроты зрения у детей:
а — по Россано;
б — по Аллену;
в — по Хеллбрюгге;
г — по Финку;
д — по Риба;
е — по Орловой;
ж — по Розенблюму с
соавторами.

22.

Таблица Головина
— Сивцева для
определения
остроты зрения.

23. Зрачковый рефлекс

Зрачок — круглое отверстие в радужной оболочке — очень
быстро меняется в размере в зависимости от количества света,
падающего на сетчатку.
Просвет зрачка может изменяться от 1 мм до 8 мм. Это придаёт
зрачку свойства диафрагмы. Сетчатка очень чувствительна к
свету, слишком большое количество света искажает цвета и
раздражает глаз. Изменяя просвет, зрачок регулирует количество
света, попадающего в глаз.
Яркий свет вызывает безусловнорефлекторную вегетативную
реакцию, замыкающуюся в среднем мозге: сфинктер зрачка в
радужной оболочке обоих глаз сокращается, а дилататор зрачка
расслабляется, в результате диаметр зрачка уменьшается.
Плохое освещение заставляет оба зрачка расшириться, чтобы
достаточное количество света могло достичь сетчатки и возбудить
фоторецепторы.

24. Содружественная реакция зрачков

У здоровых людей зрачки обоих глаз
одинакового размера. Освещение одного глаза
ведет к сужению зрачка и другого глаза.
Такая реакция называется содружественной
реакцией зрачков.
При некоторых заболеваниях размеры
зрачков обоих глаз различны (анизокория).

25. Движения зрачка

26. Глубина фокуса

Зрачок усиливает чёткость изображения на сетчатке
за счёт увеличения глубины резкости.
При ярком свете зрачок имеет диаметр 1,8 мм, при
средней дневной освещённости — 2,4 мм, в темноте
расширение зрачка максимально — 7,5 мм.
Расширение зрачка в темноте ухудшает качество
изображения на сетчатке. Между диаметром зрачка и
интенсивностью освещения имеется логарифмическая
зависимость.
Максимальное увеличение диаметра зрачка
увеличивает его площадь в 17 раз. Во столько же раз
возрастает световой поток, поступающий к сетчатке.

27. Контроль фокусировки

Аккомодация хрусталика регулируется механизмом
отрицательной обратной связи, автоматически
приспосабливая фокусную силу хрусталика для
наивысшей остроты зрения.
Когда глаза фиксированы на отдалённом объекте и
должны немедленно изменить фиксацию на ближний
предмет, то в течение долей секунды происходит
аккомодация хрусталика, обеспечивающая лучшую
остроту зрения.
При неожиданном изменении точки фиксации
хрусталик всегда изменяет свою преломляющую силу в
нужном направлении. Помимо вегетативной
иннервации радужки (зрачковый рефлекс), для
контроля фокусировки важны следующие моменты.

28. Хроматическая аберрация

Лучи красного цвета фокусируются позже
голубого, поскольку хрусталик преломляет
голубые лучи сильнее, чем красные.
У глаз появляется возможность определять,
какой из этих двух типов лучей находится в
лучшем фокусе и посылать информацию к
аккомодационному механизму с указанием
делать хрусталик сильнее или слабее.

29. Сферическая аберрация

Пропуская только центральные лучи, зрачок
устраняет сферическую аберрацию.

30. Конвергенция глаз

Конвергенция глаз при
фиксации на близком
предмете. Нервный механизм,
вызывающий конвергенцию,
одновременно сигнализирует
об увеличении преломляющей
силы хрусталика.

31. Степень аккомодации хрусталика

Степень аккомодации хрусталика постоянно,
но незначительно колеблется дважды в
секунду, что способствует более быстрому
реагированию хрусталика для установки
фокуса.
Зрительный образ становится более чётким,
когда осцилляции хрусталика усиливают
изменения в нужном направлении; чёткость
уменьшается, когда сила хрусталика
изменяется в ненужном направлении.

32. Области мозговой коры

Области мозговой коры, управляющие
аккомодацией, взаимодействуют с нервными
структурами, контролирующими фиксацию глаз
на движущемся предмете.
Окончательная интеграция зрительных
сигналов осуществляется в полях 18 и 19 по
Бродманну, затем двигательные сигналы
передаются к ресничной мышце через мозговой
ствол и ядра Эдингера–Вестфаля.

33. Точка ближайшего видения

Точка ближайшего видения - способность
ясно видеть в фокусе близлежащий предмет отдаляется в течение жизни.
В десятилетнем возрасте она приблизительно
равняется 9–10 см и отдаляется до 83 см в
возрасте 60 лет.
Эта регрессия точки ближайшего видения
возникает в результате уменьшения
эластичности хрусталика и потери аккомодации.

34. Вегетативная иннервация глаза

Вегетативная иннервация глаза. Глаз
иннервируется симпатическими и
парасимпатическими нервными волокнами

35.

36. Вегетативная иннервация глаза

Парасимпатические преганглионарные
волокна в составе глазодвигательного нерва
проходят к ресничному ганглию и от него
постганглионарные волокна в виде ресничных
нервов поступают в глаз.
Волокна этих нервов иннервируют сфинктер
зрачка. Соответственно ацетилхолин и эзерин
вызывают сужение зрачка, а блокада
холинорецепторов сфинктера радужки
атропином приводит к расширению зрачка.

37. Вегетативная иннервация глаза

Симпатическая иннервация глаза происходит из
клеток бокового рога первых грудных сегментов
спинного мозга.
Отсюда симпатические волокна проходят в верхний
симпатический ганглий, где они синаптически
контактируют с постганглионарными нейронами.
Постганглионарные симпатические волокна
распространяются по поверхности сонной артерии и её
ветвей и достигают глаза. Здесь симпатические
волокна иннервируют дилататор зрачка, и возбуждение
симпатических волокон расширяет зрачок. Адреналин и
его аналоги также расширяют зрачок.
Зрачки расширяются при гипоксии, болевом шоке,
при эмоциях ярости и страха. Симпатические волокна
иннервируют также некоторые наружные глазные
мышцы.

38.

Зрачковые рефлексы при многих заболеваниях ЦНС
могут нарушаться с развитием торможения зрачкового
рефлекса. Торможение возникает в результате
нарушения передачи импульсов от сетчатки к ядрам
моста. При таких заболеваниях, как сифилис ЦНС,
энцефалиты, алкоголизм, зрачок остаётся суженным и
плохо реагирует на свет.
Повреждение симпатических нервов глаза может
вызвать появление синдрома Хорнера: анизокория,
опущение верхнего века, постоянное расширение
сосудов головы и лица на стороне повреждения
симпатических нервов, сужение зрачка, экзофтальм.
Экзофтальм
Синдром Горнера
Опущение верхнего
века (птоз)
Анизокория

39. Пресбиопия

Пресбиопия. Когда человек становится старше,
хрусталик разрастается, становится толще и менее
эластичным. Способность хрусталика изменять свою
форму также уменьшается. Сила аккомодации падает с
14 диоптрий у ребенка до менее 2 диоптрий у человека
в возрасте от 45 до 50 лет и до 0–в возрасте 70 лет.
Таким образом, хрусталик утрачивает способность
аккомодации, и это состояние называется пресбиопией
(старческая дальнозоркость).
Когда человек достигает состояния пресбиопии,
каждый глаз остаётся с постоянным фокусным
расстоянием; это расстояние зависит от физических
характеристик глаз каждого отдельного человека.
Поэтому пожилые люди вынуждены пользоваться
очками с двояковыпуклыми линзами.

40.

41. Аномалии рефракции

Эмметропия - нормальное зрение, соответствует
нормальному глазу, если параллельные лучи от
отдалённых предметов фокусируются на сетчатке,
когда ресничная мышца полностью расслаблена. Это
значит, что эмметропический глаз может видеть все
отдалённые объекты очень ясно и легко переходить
(посредством аккомодации) на ясное видение
близлежащих предметов.

42. Аномалии рефракции

Гиперметропия (дальнозоркость) может
быть обусловлена слишком коротким глазным
яблоком или в более редких случаях тем, что
глаз имеет слишком малоэластичный
хрусталик.
В дальнозорком глазу продольная ось глаза
короче, и луч от отдалённых предметов
фокусируется за сетчаткой.

43. Аномалии рефракции

Этот недостаток рефракции
компенсируется дальнозорким
человеком аккомодационным
усилием. Дальнозоркий
человек напрягает
аккомодационную мышцу,
рассматривая далёкие
объекты.
Попытки рассматривать
близкие предметы вызывают
чрезмерное напряжение
аккомодации.
Для работы с
близкорасположенными
предметами и чтения
дальнозоркие люди должны
пользоваться очками с
двояковыпуклыми линзами.

44. Аномалии рефракции

Миопия (близорукость) представляет тот
случай, когда ресничная мышца полностью
расслаблена, и лучи света от далекого объекта
фокусируются впереди сетчатки.
Близорукость возникает либо вследствие
слишком длинного глазного яблока, либо в
результате большой преломляющей силы
хрусталика глаза.

45. Аномалии рефракции

Не существует механизма,
посредством которого глаз смог бы
уменьшить преломляющую силу
хрусталика в условиях полностью
расслабленной ресничной мышцы.
Однако если объект находится рядом
с глазами, то близорукий человек
может использовать механизм
аккомодации для чёткого
фокусирования объекта на сетчатке.
Следовательно, близорукий человек
имеет ограничения только в
отношении ясной точки «дальнего
видения». Для ясного видения вдаль
близорукому человеку необходимо
использовать очки с
двояковогнутыми линзами.

46. Аномалии рефракции

Астигматизм - неодинаковое преломление
лучей в разных направлениях, вызванное
различной кривизной сферической поверхности
роговицы.
Аккомодация глаза не в силах преодолеть
астигматизм, потому что кривизна хрусталика при
аккомодации изменяется одинаково. Для
компенсации недостатков рефракции роговицы
применяют специальные цилиндрические линзы.

47.

Ход лучей при различных видах клинической рефракции глаза
a - эметропия (норма);
b - миопия (близорукость);
c - гиперметропия (дальнозоркость);
d - астигматизм.

48. Зрительное поле и бинокулярное зрение

Зрительное поле каждого глаза — часть
внешнего пространства, видимого глазом.
Теоретически оно должно быть круглым, но в
действительности оно срезано в медиальном
направлении носом и верхним краем глазницы.

49.

Составление карты
зрительного поля важно для
неврологической и
офтальмологической
диагностики.
Окружность зрительного
поля определяют с помощью
периметра. Один глаз
закрывается, а другой
фиксируется на центральной
точке.
Передвигая по меридианам
в направлении к центру
небольшую мишень, отмечают
точки, когда мишень
становится видимой, описывая
таким образом зрительное
поле.

50.

Центральные
зрительные поля очерчены по
касательной линии сплошными
и пунктирными линиями.
Белые участки за
пределами линий являются
слепым пятном
(физиологическая скотома).

51. Бинокулярное зрение

Центральная часть зрительных полей
двух глаз полностью совпадает;
следовательно, любой участок в этом
зрительном поле охватывается
бинокулярным зрением.

52.

Импульсы, идущие от
двух сетчаток,
возбуждённых
световыми лучами от
объекта, на уровне
зрительной коры
сливаются в один
образ. Точки на
сетчатке обоих глаз,
куда должно попадать
изображение, чтобы
оно воспринималось
бинокулярно как
единый предмет,
называются
корреспондирующими
точками.

53.

Легкое надавливание на
один глаз вызывает
двоение в глазах
вследствие нарушения
соответствия сетчаток.

54. Глубина зрения

Бинокулярное зрение играет важную роль в
определении глубины зрения, основываясь на
относительных размерах объектов, их
отражениях, их движении относительно друг
друга.
На самом деле глубина восприятия является
также компонентом монокулярного зрения, но
бинокулярное зрение добавляет чёткость и
пропорциональность восприятия глубины.

55. Цветовое зрение

Цвет – это один из признаков или свойств
света. Можно сказать, что цвет – это
свойство видимого излучения,
определяемые по вызываемому им у
человеческого глаза ощущению.

56.

57.

Если излучение имеет сложный состав и
содержит в себе все длины волн, т.е. имеет
сплошной спектр, причем кривая распределения
энергии близка к кривой распределения энергии
в солнечном излучении, то глаз получает
впечатление белого света.

58.

Исаак Ньютон был первым, кто доказал, что
белый свет есть свет сложный, состоящий из
множества «цветных лучей».
Он даже сделал вывод, что цветные лучи не
являются сложными и не разлагаются на
составные части. Это монохроматический свет.
Впечатление света
создает излучение, в
котором часть световых
волн, содержащихся в
солнечном спектре,
отсутствует или имеет
иную интенсивность.

59.

Если поверхность отражает или пропускает
световой поток так, что спектральные
коэффициенты отражения или пропускания для
всех длин волн видимой области спектра
одинаковы, то поверхность неизбирательно
отражает или пропускает световой поток.
Такие поверхности и тела не изменяют при
пропускании или отражении света соотношения
между мощностью излучения различных длин
волн.
При избирательном отражении или
пропускании отдельные монохроматические
составляющие отражаются или пропускаются
больше, чем другие.

60.

Поверхности, не изменяющие спектрального
состава падающего на них облучения и
имеющие коэффициент отражения не менее
85%, называются белыми.
Среды, через которые световой поток
проходит, не меняя своего спектрального
состава, называются бесцветными.
Тела и среды, обладающие избирательным
отражением или пропусканием, имеют при
освещении белым светом ту или иную окраску
и называются цветными.
Следовательно, цвет окружающих нас
предметов зависит от их избирательного
отражения или пропускания, а также от
спектрального состава падающего на предметы
лучистого потока.

61.

• Сравнивая между собой цвета, мы прежде всего
разделяем их на две группы: ахроматические и
хроматические – цветные.
• К ахроматическим относятся черный, белый и все
лежащие между ними серые цвета. Ахроматические
цвета бесцветны и в спектре отсутствуют.
• Ахроматические цвета имеют тела с
неизбирательным отражением или пропусканием при
освещении их белым светом. Чем меньше
коэффициент отражения или пропускания таких тел,
тем темнее они кажутся при освещении белым
светом.
• При смешении черного и белого цветов в различной
пропорции можно получить любой серый цвет.

62.

К хроматическим цветам относятся все
наблюдаемые нами цвета, кроме
черного, белого и серых. Любой цвет
может быть определен тремя
характеристиками: цветовым тоном λ,
чистотой (насыщенностью) Р и
яркостью L (светлотой).

63.

• Под цветовым тоном понимается то качество цвета,
которым он отличается от ахроматического;
цветовой тон характеризуется доминирующей
длиной волны.
• Ахроматические цвета цветового тона не имеют.
• Под чистотой (насыщенностью) понимают степень
разбавления данного цвета белым.
• Чем меньше белого примешано к основному тону,
тем больше его чистота.
• Иначе говоря, чистотой цвета называется отношение
яркости Lλ монохроматической составляющей к
полной яркости ее смеси с белым светом, т.е. -
где Lб – яркость белой составляющей смеси.

64.

• Дополнительными называются два цвета, которые
образуют при смешении ахроматический цвет.
• В природе существует множество пар
дополнительных цветов, в том числе и спектральных.
Дополнительными к монохроматическим зеленым
(570 – 490 нм) излучениям условно приняты
пурпурные цвета.
• Ориентировочно участки дополнительных цветов
следующие: красный – голубой, оранжевый –
голубой, желтый – синий или голубой, желто-зеленый
– пурпурный, зеленый – пурпурный, голубой –
красный или пурпурный, фиолетовый – желтозеленый.

65.

Итак, цвет зависит от
спектрального состава
излучения. Но один и тот же
цвет может быть образован
излучениями разного
спектрального состава, т.е.
каждому цвету может
соответствовать
бесчисленное множество
кривых спектрального
распределения лучистой
энергии.

66.

67.

Восприятие цвета зависит в какой-то мере от
цвета других объектов в поле зрения.
Например, красный объект кажется красным,
если поле освещается зелёным или голубым
цветом, и этот же красный объект будет
казаться бледно-розовым или белым, если
поле будет освещаться красным цветом.

68. Цветовосприятие

Цветовосприятие - функция колбочек.
Существует три типа колбочек, каждый из
которых содержит только один из трёх разных
(красный, зелёный и синий) зрительных
пигментов

69.

Рассмотрим далее более подробно, как
осуществляется восприятие цвета глазом человека.
Каждая палочка или колбочка сетчатки глаза
содержит пигмент, поглощающий излучение в каком-то
участке спектра лучше, чем в других. Поэтому, если бы
можно было собрать достаточное количество такого
пигмента и посмотреть на него, он выглядел бы
окрашенным

70.

• Согласно современным представлениям, зрительный
пигмент обладает особым свойством: при поглощении им
светового фотона он изменяет свою молекулярную форму
и при этом высвобождает энергию, запуская таким
образом цепь химических реакций, которые в конце
концов приводят к появлению электрического сигнала.
• Пигментная молекула в своей
новой форме, как правило,
обладает совсем иными
светопоглощаюшими
свойствами, и если, как это
обычно бывает, она поглощает
свет хуже, чем в исходной
форме, то говорят, что она
«выцветает» под действием
света. Затем сложный
химический механизм глаза
восстанавливает
первоначальную конфигурацию
пигмента.

71.

• Колбочки – рецепторы
цветовидения (желтый,
синий, красный цвет)
• Палочки – рецепторы
сумеречного зрения

72.

• Сетчатка содержит
своего рода мозаику
из рецепторов
четырех типов:
палочек и трех типов
колбочек. Каждый
тип рецепторов
содержит свой
особый пигмент.
• Разные пигменты
отличаются друг от
друга в химическом
отношении, а в связи
с этим и
способностью
поглощать свет с
различной длиной
волны.

73.

• Палочки ответственны за способность человека
видеть при слабых освещенностях без восприятия
цвета объектов.
• Палочковый пигмент родопсин обладает наибольшей
чувствительностью в области – около 510 нм, в
зеленой части спектра (сравните с кривой
спектральной чувствительности глаза при
скотопическом зрении)
• Кстати, палочковый пигмент родопсин, имея
максимум поглощения в зеленой области, отражает
синие и красные лучи и поэтому сам выглядит
пурпурным.
• Поскольку в сетчатках он присутствует в количествах,
достаточных для того, чтобы химически смогли его
выделить и на него можно было посмотреть, он
получил название зрительного пурпура.

74.

• Восприятие цвета
осуществляется колбочковым
аппаратом сетчатки.
• Пигменты колбочек трех
типов имеют максимумы
поглощения в области 560,
530 и 430 нм;
• поэтому разные колбочки
условно называют
«красными» (R, red, rot),
«зелеными» (G, green, drun) и
«голубыми» (В, blue, blau).
Кривые спектральной
чувствительности трех типов
колбочек.

75.

Каждый тип колбочек имеет широкие зоны
чувствительности со значительным перекрыванием,
особенно для красных и зеленых колбочек.
Отметим, что свет с длиной волны, например, 600 нм
вызывает наибольшую реакцию красных колбочек, пик
чувствительности которых расположен при 560 нм, он
же вызывает также некоторую, хотя и более слабую,
реакцию колбочек двух других типов.
Таким образом, «красная» колбочка, реагирует не
только на длинноволновый свет, она лишь реагирует на
него лучше других колбочек. Сказанное относится и к
колбочкам других типов.

76.

Трихромазия — возможность различать любые
цвета — определяется присутствием в сетчатке всех
трёх зрительных пигментов (для красного, зелёного и
синего — первичные цвета). Эти основы теории
цветного зрения предложил Томас Янг (1802) и
развил Герман Гельмгольц.
Цветовые аномалии. Существует категория людей,
у которых один или два из трех типов колбочек
обладают патологически малой чувствительностью,
поэтому и воспринимаемые этими людьми цвета
ощущаются ими иначе, чем в норме. Таких людей
называют цветоаномалами.

77.

В пределе один из приемников может совсем не
работать. Человек, воспринимающий цвета только
двумя приемниками, называется дихроматом.
В зависимости от того, какой приемник не работает,
дихроматы делятся на три группы: те кто не
воспринимает красного цвета, протанопы, те, кто не
воспринимает зеленого, – дейтеранопы и те, кто не
воспринимает синего, – тританопы (тританопия
встречается очень редко).
Наконец, есть люди у которых восприятие цвета
полностью отсутствует. Их называют монохроматами.
Монохроматы воспринимают мир как черно-белую
фотографию. По-видимому, у монохромата колбочки
совсем не работают. Сохраняется только работа
палочек.

78.

Многие люди
с нарушением
цветовосприятия
не увидят на этом
изображении число 83
Люди с протанопией
не увидят числа 37
Люди с дейтанопией
не увидят числа 44
Люди с тританопией
не увидят числа 56

79. Пороги цветоощущения

При решении ряда задач возникает
необходимость не только заметить источник
света, но и опознать его цвет.
Это возможно лишь в том случае, если блеск
источника выше порога цветовосприятия, т.е.
хроматического порогового блеска Ес.

80. Зависимость Ес = f(λ) при наблюдении на темном фоне

• Из рисунка видно, что кривая имеет два максимума в
синей и желто-зеленой областях.
• Зависимость хроматического порога от длины волны
при наблюдении на темном фоне

81.

Хроматический порог, так же как и
ахроматический, зависит от яркости фона.
При любых яркостях фона величина
хроматических порогов выше, чем
ахроматических.

82. Зависимость Ес = f(L)

Зависимость хроматических порогов от яркости фона:
1 – желтый №2 ( λ = 565 нм);
2 – зеленый (λ = 520 нм);
3 – желтый №1 (λ = 590 нм);
4 – синий (λ = 410 нм);
5 – красный (λ = 610нм);
6 – ахроматический

83. Пороги цветоразличения

Поскольку цвет – величина трехмерная, то и
различия в цвете могут быть трех родов: по
яркости L, по цветовому тону λ и по чистоте
(насыщенности) цвета Р.
Различие по яркости нами уже рассмотрено:
оно определяется контрастом К, а пороговое
различие по яркости – пороговым контрастом
Кп.
Пороговые различия по цветовому тону
назовем Δпλ, а по чистоте – ΔпР.

84. Передача цветовых сигналов

Каждая ганглиозная клетка может
стимулироваться как отдельными, так и
многими колбочками.
Когда все три типа колбочек — красные,
голубые и зеленые — стимулируют одну и ту
же ганглиозную клетку, сигналы, передаваемые
через ганглиозную клетку, будут одинаковыми
для любого цвета спектра.
Эти сигналы не играют роли в определении
различных цветов. Все они будут сигналами
белого цвета.

85.

Передача цветовых сигналов

86. Передача цветовых сигналов

Если ганглиозная клетка возбуждается колбочками
только одного цвета, то она будет тормозиться
возбуждением колбочки другого типа.
Это наблюдается для красных и зелёных колбочек.
Красные вызывают возбуждение, а зеленые —
торможение ганглиозных клеток и наоборот: когда
зеленые — возбуждают, то красные — тормозят.
Такой же реципрокный тип отношений наблюдается
между колбочками голубого, с одной стороны, и
комбинацией красных и зелёных колбочек, с другой
стороны, вызывая реципрокные (возбуждение–
торможение) отношения между голубым и жёлтым
цветом.

87. Передача цветовых сигналов

Механизм антагонистических эффектов
следующий: колбочка одного цвета возбуждает
ганглиозную клетку через деполяризованную
биполярную клетку, а колбочка другого цвета
тормозит ту же ганглиозную клетку через
гиперполяризованную биполярную клетку.

88.

89. Адаптация

Глаз обладает чрезвычайно важной биологической
способностью приспосабливаться – адаптироваться к
различным режимам работы.
Благодаря этому свойству зрительная система
работает в широком диапазоне яркостей: 10-6–105
кд/м2.
При изменении уровня яркости поля зрения
автоматически включается целый ряд механизмов,
которые и обеспечивают перестройку зрения.
Адаптацию следует рассматривать как развитие во
времени процесса перехода от одного уровня яркости к
другому.

90. Адаптация

Если уровень яркости длительное время не
изменяется, то состояние адаптации приходит
в соответствие с этим уровнем.
В таких случаях говорят уже не о процессе
адаптации, а о состоянии адаптации к данному
уровню яркости.
При резком изменении яркости происходит
разрыв между яркостью и состоянием
зрительной системы.
Он и служит сигналом для включения
адаптационных механизмов.

91. Адаптация

Перепад яркостей объектов, с которыми работает глаз,
очень велик – 1011 раз. Что является наиболее заметной
реакцией глаза на изменение яркости объекта? В первую
очередь, величина диаметра зрачка глаза. Но диаметр
зрачка меняется от 8 мм до 2 мм, т.е. в 4 раза, а площадь
зрачка – в 16 раз.
Этого, очевидно, совершенно недостаточно для
компенсации изменения яркости. Природа создала наиболее
радикальный механизм адаптации – это изменение
чувствительности сетчатки. Когда глаз начинает
приспосабливаться к темноте, то постепенно возрастает
чувствительность сетчатки.
При этом светочувствительные элементы сетчатки –
колбочки и палочки – ведут себя различно.
В колбочках чувствительность возрастает в несколько
десятков раз, по сравнению с чувствительностью к дневному
свету.
В палочках чувствительность медленно (в течение часа и
более) увеличивается в полной темноте в сотни тысяч раз.

92. Адаптация

Различают две разновидности адаптации:
1) темновую адаптацию, возникающую при
уменьшении яркости фона от некоторого
значения Lпp, называемой яркостью
предадаптации, до значительно более низкого
уровня яркости (в пределе до 10-6 кд/м2, т.е.
практической темноты);
2) световую адаптацию, возникающую при
увеличении яркости от малого ее значения (106 кд/м2) до некоторого высокого уровня La.

93. Адаптация

Уменьшение пороговой яркости при темновой адаптации
объясняется несколькими причинами:
1) переходом от колбочкового зрения к палочковому;
2) расширением зрачка;
3) увеличением площадки, по которой происходит
суммирование воздействия света на сетчатку;
4) увеличением времени суммирования световых
воздействий;
5) увеличением концентрации светочувствительных
веществ в зрительных рецепторах;
6) увеличением чувствительности мозговых центров
зрения.

94. Адаптация

Максимальной световой
чувствительностью
обладает зрительный
анализатор после
длительного пребывания в
темноте.
Во время пребывания на
свету чувствительность
уменьшается в результате
процессов, обратных тем,
которые происходят при
темновой адаптации.

95.

Ход темновой адаптации зависит от целого
ряда факторов. На рисунке показана типичная
кривая темновой адаптации (t – время темновой
адаптации).
Кривая темновой адаптации при высоком уровне засветки

96. Адаптация

Предварительно глаз адаптирован к высокому
уровню яркости, при этом палочковый аппарат
практически полностью выключен. Кривая имеет
излом, соответствующий моменту полной
адаптации для колбочек и началу
восстановления чувствительности палочек.
Развитие процесса темновой адаптации
зависит от уровня яркости предварительной
засветки глаз (уровня предадаптации). Чем
выше уровень засветки, тем позже (до 15 мин)
наступает переход от колбочковой ветви к
палочковой.

97. Адаптация

С уменьшением уровня предадаптационной
яркости засветки перелом на кривой адаптации
исчезает и она переходит в монотонно
убывающую кривую.
Аналогичным образом влияет на ход
темновой адаптации длительность засветки
глаз. По ходу темновой адаптации можно
судить о состоянии зрительного анализатора.
Световые пороги даже для здоровых людей
различаются в широких пределах. Световые
пороги измеряют на адаптометрах или
адаптопериметрах.

98.

Кривые темновой адаптации при уровнях
предадаптации: 1 – 40000 кд/м2; 2 – 4000 кд/м2;
3 – 2000 кд/м2; 4 – 400 кд/м2; 5 – 30 кд/м2;

99. Адаптация

• На световую чувствительность оказывают
существенное влияние и условия питания
(особенно недостаток витамина А).
• Наиболее часто встречающимся
расстройствам светоощущения является
гемеролопия понижение различительной
чувствительности в сумерках и ночью. При
гемеролопии темновая адаптация заметно
ослаблена или вовсе отсутствует. Это
заболевание обусловлено расстройством
палочкового аппарата зрения.
• Для предупреждения и лечения гемеролопии
необходимо полноценное питание, защита от
воздействия больших яркостей, соблюдение
режима труда и отдыха.

100. Адаптация

Диапазон изменения световых порогов

101. Адаптация

Световая адаптация характеризуется
изменением световой чувствительности зрения
в процессе приспособления к заданной яркости
после длительного пребывания в темноте.
На рисунке далее приведены кривые,
характеризующие ход световой адаптации. Для
полной световой адаптации необходимо 20 –
30 мин (практически же полная световая
адаптация происходит за 5 – 8 мин) .

102. Адаптация

Зависимость световой
чувствительности от
времени и яркости
адаптации:
1 – 1,5 кд/м2;
2 – 7,5 кд/м2;
3 – 17,5 кд/м2;
4 – 500 кд/м2

103. Дополнительные иллюстрации

104.

105.

106.

107.

108.

109. Строение зрительного анализатора

Зрительная зона КБП
Сетчатка
Сетчатка
Зрительные нервы
и зрительные пути

110. Образование изображения на сетчатке

В глазу человека
В фотоаппарате