30-09-2011, 10:29
Описание
Corpus callosum е мощен сноп от миелинизирани влакна, който свързва двете полукълба на мозъка. Стереоскопичното зрение (стереопсис) е способността да се възприема дълбочината на пространството и да се оценява разстоянието на обектите от очите. Тези две неща не са особено тясно свързани едно с друго, но е известно, че малка част от влакната на corpus callosum все още играят известна роля в стереопсиса. Оказа се удобно и двете теми да бъдат включени в една глава, тъй като при разглеждането им ще трябва да се вземе предвид една и съща характеристика на структурата на зрителната система, а именно, че има както кръстосани, така и некръстосани влакна на зрителния нерв в хиазмата.
corpus callosum
Corpus callosum (на латински corpus callosum) е най-големият сноп от нервни влакна в цялата нервна система. По груба оценка в него има около 200 милиона аксони. Истинският брой влакна вероятно е дори по-голям, тъй като дадената оценка се основава на конвенционална светлинна микроскопия, а не на електронна микроскопия.
Този брой е несравним с броя на влакната във всеки зрителен нерв (1,5 милиона) и в слуховия нерв (32 000). Площта на напречното сечение на corpus callosum е около 700 mm квадратни, докато тази на зрителния нерв не надвишава няколко квадратни милиметра. Corpus callosum, заедно с тънък сноп от влакна, наречен предна комисура, свързва двете полукълба на мозъка (фиг. 98 и 99).
Срок комисураозначава съвкупност от влакна, свързващи две хомоложни нервни структури, разположени в лявата и дясната половина на главния или гръбначния мозък. Corpus callosum понякога се нарича също по-голямата комисура на мозъка.
До около 1950 г. ролята на corpus callosum е напълно неизвестна. В редки случаи има вродено отсъствие ( аплазия) corpus callosum. Тази формация може да бъде частично или напълно разрязана по време на неврохирургична операция, която се прави умишлено - в някои случаи при лечение на епилепсия (така че конвулсивен секрет, който се появява в едното полукълбо на мозъка, не може да се разпространи в другото полукълбо), в други случаи, за да се стигне отгоре до дълбоко разположен тумор (ако например туморът се намира в хипофизната жлеза). Според наблюденията на невропатолози и психиатри след подобни операции не настъпват психични разстройства. Някой дори е предположил (макар и едва ли сериозно), че единствената функция на corpus callosum е да държи двете полукълба на мозъка заедно. До 50-те години на миналия век малко се знае за подробностите за разпределението на връзките в corpus callosum. Очевидно беше, че corpus callosum свързва двете полукълба и въз основа на данни, получени чрез доста груби неврофизиологични методи, се смяташе, че в стриаталната кора влакната на corpus callosum свързват точно симетрични области на двете полукълба.
През 1955 г. Роналд Майърс, аспирант на психолога Роджър Спери от Чикагския университет, проведе първия експеримент, който разкри някои от функциите на този огромен фиброзен тракт. Майърс обучава котки, поставени в кутия с два екрана, поставени един до друг, върху които могат да се проектират различни изображения, като кръг на един екран и квадрат на друг. Котката е обучена да поставя носа си на екрана с изображението на кръг, а другия да игнорира - с изображението на квадрат. Правилните отговори бяха подсилени с храна, а котките бяха леко наказани за грешни отговори - беше включен силен звънец и котката не беше грубо, а решително се отдръпна от екрана. С този метод, в няколко хиляди повторения, котката може да бъде доведена до нивото на надеждна дискриминация на фигурите. (Котките се учат бавно; например, гълъбите се нуждаят от няколко десетки до няколкостотин повторения, за да се научат в подобна задача и човек обикновено може да бъде научен незабавно, като му се дават устни инструкции. Тази разлика изглежда малко странна - в края на краищата, котката има мозък много пъти по-голям от гълъба.)
Няма нищо изненадващо във факта, че котките на Майерс се научиха да решават този проблем също толкова добре, когато едното око на животното беше покрито с маска. Също така не е изненадващо, че ако обучението по такава задача като избор на триъгълник или квадрат се проведе само с едно отворено око - лявото, а при проверката лявото око беше затворено и дясното око беше отворено, тогава точността на дискриминацията остана същата. Това не ни учудва, защото ние самите лесно можем да решим подобен проблем. Лекотата на решаването на подобни проблеми е разбираема, като се има предвид анатомията на зрителната система. Всяко полукълбо получава информация от двете очи. Както казахме в статията, повечето от клетките в поле 17 също имат входове от двете очи. Майърс създаде по-интересна ситуация, като направи надлъжно разрязване на хиазмата по средната линия. Така той отряза кръстосаните влакна и запази непокътнатите влакна (тази операция изисква известно умение от хирурга). В резултат на такава трансекция лявото око на животното се оказа свързано само с лявото полукълбо, а дясното око - само с дясното.
Идея за експериментбеше да тренира котката с лявото око, а на "изпита" да адресира стимула към дясното око. Ако котката може да реши проблема правилно, това ще означава, че необходимата информация се предава от лявото полукълбо на дясното по единствения известен път - през corpus callosum. Така Майърс разряза хиазмата по дължина, обучи котката с едно отворено око и след това направи тест, като отвори другото око и затвори първото. При тези условия котките все пак успешно решават проблема. Накрая Майърс повтори експеримента върху животни, при които преди това са били изрязани и хиазмата, и калозумът. Този път котките не решиха проблема. По този начин Майерс емпирично установява, че corpus callosum изпълнява някаква функция (въпреки че едва ли може да се мисли, че съществува само за да могат отделни хора или животни с изрязан оптичен хиазма да изпълняват определени задачи с едно око, след като са се научили да използват друго).
Изследване на физиологията на corpus callosum
Едно от първите неврофизиологични изследвания в тази област е проведено няколко години след експериментите на Майерс от Д. Витеридж, който тогава работи в Единбург. Whitteridge разсъждава, че няма смисъл да има снопове от нервни влакна, свързващи хомоложни огледално-симетрични участъци от полета 17. Всъщност няма причина нервна клетка в лявото полукълбо, свързана с някои точки в дясната половина на зрителното поле, свързан с клетка в дясното полукълбо, свързана със симетричен участък от лявата половина на зрителното поле. За да провери своите предположения, Уитеридж прерязва зрителния тракт от дясната страна на мозъка зад хиазмата и по този начин блокира входните сигнали да навлизат в десния тилен лоб; но това, разбира се, не изключва предаването на сигнали там от левия тилен лоб през corpus callosum (фиг. 100).
Тогава Уитеридж започна да включва светлинния стимул и да записва електрическата активност от повърхността на кората с метален електрод. Той получи отговори в своя опит, но те се появиха само на вътрешната граница на поле 17, т.е. в зоната, получаваща входни сигнали от дълга, тясна вертикална ивица в средата на зрителното поле: при стимулиране с малки петна на светлина, отговорите се появяват само когато светлината мига на или близо до вертикалната средна линия. Ако кората на противоположното полукълбо се охлади, като по този начин временно потисне нейната функция, отговорите спират; охлаждане на corpus callosum също доведе до същото. Тогава стана ясно, че corpus callosum не може да свърже цялото поле 17 на лявото полукълбо с цялото поле 17 на дясното полукълбо, а свързва само малки области от тези полета, където има проекции на вертикална линия в средата на полезрение.
Подобен резултат може да се очаква въз основа на редица анатомични данни.Само един участък от поле 17, много близо до границата с поле 18, изпраща аксони през corpus callosum към другото полукълбо и повечето от тях изглежда завършват в поле 18 близо до границата с поле 17. Ако приемем, че входовете до кората от NKT точно съответстват на контралатералните части на зрителното поле (а именно, лявото полукълбо се показва в кората на дясното полукълбо, а дясното - в кората на лявото), тогава наличието на връзки между полукълба през corpus callosum трябва в крайна сметка да доведе до факта, че всяко полукълбо ще получава сигнали от области, малко по-големи от половината от зрителното поле. С други думи, поради връзки през corpus callosum, ще има припокриване на полуполета, проектирани в двете полукълба. Точно това открихме. С помощта на два електрода, поставени в кортикалната област на границата на полета 17 и 18 във всяко от полукълба, често успявахме да регистрираме активността на клетките, чиито рецептивни полета взаимно се припокриват с няколко ъглови градуса.
T. Wiesel и аз скоро направихме микроелектродни проводници директно от тази зона на corpus callosum (в най-задната му част), където има влакна, свързани със зрителната система. Открихме, че почти всички влакна, които можем да активираме с визуални стимули, реагират по абсолютно същия начин като обикновените неврони на поле 17, т.е. показват свойствата както на прости, така и на сложни клетки, селективно чувствителни към ориентацията на стимула и обикновено реагират на стимулират и двете очи. Във всички тези случаи рецептивните полета са разположени много близо до средната вертикала под или над (или на нивото на) точката на фиксиране, както е показано на фиг. 101
Може би най-елегантната неврофизиологична демонстрация на ролята на corpus callosum е работата на G. Berlucchi и G. Rizzolatti от Пиза, изпълнена през 1968 г. Чрез изрязване на оптичния хиазъм по средната линия, те записват отговори в поле 17 близо до границата с поле 18, търсейки онези клетки, които могат да бъдат активирани бинокулярно. Ясно е, че всяка бинокулярна клетка в тази област в дясното полукълбо трябва да получава входни сигнали както директно от дясното око (през LNT), така и от лявото око и лявото полукълбо през corpus callosum. Както се оказа, рецептивното поле на всяка бинокулярна клетка улавя средната вертикала на ретината и тази част от нея, която принадлежи към лявата половина на зрителното поле, доставя информация от дясното око, а тази, която отива в дясното половината - от лявото око. Установено е, че други свойства на клетките, изследвани в този експеримент, включително ориентационна селективност, са идентични (фиг. 102).
Получените резултати ясно показват, че corpus callosum свързва клетките помежду си по такъв начин, че техните рецептивни полета могат да вървят както вдясно, така и вляво от средния вертикал. Така сякаш слепва двете половини на образа на околния свят. За да си представим по-добре това, да предположим, че първоначално кората на нашия мозък се е формирала като цяло, а не е разделена на две полукълба. В този случай поле 17 ще има формата на един непрекъснат слой, върху който ще бъде картографирано цялото зрително поле. Тогава съседните клетки, за да реализират такива свойства, като например чувствителност към движение и ориентационна селективност, разбира се, трябва да имат сложна система от взаимни връзки. Сега си представете, че "конструкторът" (било то бог, или, да речем, естествен подбор) реши, че е невъзможно да го остави така - оттук нататък половината от всички клетки трябва да образуват едно полукълбо, а другата половина - друго полукълбо.
Какво тогава трябва да се направи с цялото множество междуклетъчни връзки, ако сега двете групи клетки трябва да се отдалечат една от друга?
Очевидно човек може просто да разтегне тези връзки, образувайки част от corpus callosum от тях. За да се премахне забавянето при предаването на сигнали по такъв дълъг път (при хората около 12-15 сантиметра), е необходимо да се увеличи скоростта на предаване, като се осигури на влакната миелинова обвивка. Разбира се, всъщност нищо подобно не се е случило в процеса на еволюция; много преди да се появи кората, мозъкът вече е имал две отделни полукълба.
Експериментът на Берлука и Ризолати, според мен, даде едно от най-ярките потвърждения за удивителната специфичност на невронните връзки. Клетката, показана на фиг. 108 (близо до върха на електрода) и вероятно милион други подобни клетки, свързани чрез corpus callosum, придобиват своята ориентационна селективност както чрез локални връзки със съседни клетки, така и чрез връзки, преминаващи през corpus callosum от другото полукълбо от клетки с такива същата ориентационна чувствителност и подобно подреждане на рецептивните полета (това се отнася и за други свойства на клетките, като специфичност на посоката, способност да се реагира на краищата на линиите, както и сложност).
Всяка от клетките на зрителната кора, които имат връзки през corpus callosum, трябва да получи вход от клетки в другото полукълбо с абсолютно същите свойства. Знаем много факти, които показват селективността на съединенията в нервната система, но смятам, че този пример е най-яркият и убедителен.
Аксоните, обсъдени по-горезрителните кортексни клетки съставляват само малка част от всички влакна на corpus callosum. В соматосензорната кора бяха проведени експерименти, използвайки транспорт на аксон, подобен на описаните в предишни глави с инжектиране на радиоактивна аминокиселина в окото. Техните резултати показват, че corpus callosum по подобен начин свързва онези области на кората, които се активират от кожни и ставни рецептори, разположени близо до средната линия на тялото на тялото и главата, но не свързва кортикалните издатини на крайниците.
Всяка област на кората е свързана с няколко или дори много други области на кората на едно и също полукълбо. Например, първичната зрителна кора е свързана с зона 18 (визуална зона 2), с медиалната темпорална област (MT зона), със зрителна зона 4 и с една или две други области. Много области на кората също имат връзки с няколко области на другото полукълбо чрез corpus callosum, а в някои случаи и чрез предната комисура.
Следователно можем да разгледаме тези комисуралнавръзки просто като специален вид кортико-кортикални връзки. Лесно е да се види, че това се доказва от такъв прост пример: ако ви кажа, че лявата ми ръка е студена или че съм видял нещо отляво, тогава формулирам думи, използвайки моите кортикални говорни зони, разположени в лявото полукълбо (казано , може би е така и не е съвсем вярно, тъй като съм левичар); информация, идваща от лявата половина на зрителното поле или от лявата ръка, се предава на дясното ми полукълбо; тогава съответните сигнали трябва да бъдат предадени през corpus callosum до говорния кортекс на другото полукълбо, за да мога да кажа нещо за моите усещания. В поредица от работи, започнати в началото на 60-те години на миналия век, Р. Спери (сега работещ в Калифорнийския технологичен институт) и неговите колеги показаха, че човек с разрязан корпус калозум (за лечение на епилепсия) губи способността си да говори за тези събития, информация за които влиза в дясното полукълбо. Работата с такива субекти се превърна в ценен източник на нова информация за различните функции на кората, включително мисленето и съзнанието. Първите статии за това се появиха в списание Brain; те са изключително интересни и всеки, който е чел истинска книга, лесно може да ги разбере.
стереоскопично зрение
Механизмът за оценка на разстоянието, базиран на сравнението на две изображения на ретината, е толкова надежден, че много хора (освен ако не са психолози и визуални физиолози) дори не осъзнават за съществуването му. За да видите важността на този механизъм, опитайте да шофирате кола или велосипед, да играете тенис или да карате ски със затворено око за няколко минути. Стереоскопите излязоха от мода и можете да ги намерите само в антикварните магазини. Повечето читатели обаче са гледали стереоскопични филми (където зрителят трябва да носи специални очила). Принципът на действие както на стереоскопа, така и на стереоскопичните очила се основава на използването на механизма на стереопсис.
Изображенията върху ретината са двуизмернидокато виждаме света в три измерения. Очевидно е, че способността за определяне на разстоянието до обекти е важна както за хората, така и за животните. По подобен начин възприемането на триизмерната форма на обектите означава преценка на относителната дълбочина. Помислете за прост пример за кръгъл предмет. Ако е наклонено спрямо зрителната линия, изображението му върху ретината ще бъде елипсовидно, но обикновено ние лесно възприемаме такъв обект като кръгъл. Това изисква способност за възприемане на дълбочина.
Човек има много механизми за оценка на дълбочината.Някои от тях са толкова очевидни, че едва ли заслужават споменаване. Все пак ще ги спомена. Ако приблизителният размер на даден обект е известен, например в случай на обекти като човек, дърво или котка, тогава можем да изчислим разстоянието до него (въпреки че има риск да направим грешка, ако срещнем джудже, бонсай или лъв). Ако един обект е разположен пред другия и частично го закрива, тогава ние възприемаме предния обект като по-близък. Ако вземем проекция на успоредни линии, например железопътни релси, отиващи в далечината, тогава в проекцията те ще се сближат. Това е пример за перспектива - много ефективна мярка за дълбочина.
Изпъкналата част на стената изглежда по-светла в горната си част, ако източникът на светлина е разположен по-високо (обикновено източниците на светлина са отгоре), а вдлъбнатината в нейната повърхност, ако е осветена отгоре, изглежда по-тъмна в горната част . Ако източникът на светлина е поставен отдолу, тогава издутината ще изглежда като вдлъбнатина, а вдлъбнатината ще изглежда като издутина. Важен признак за отдалеченост е паралаксът на движението – видимото относително изместване на близки и по-далечни обекти, ако наблюдателят движи главата си наляво-надясно или нагоре-надолу. Ако някой твърд обект се завърти, дори и под малък ъгъл, тогава веднага се разкрива неговата триизмерна форма. Ако фокусираме лещата на окото си върху близък обект, тогава по-далечният обект ще бъде извън фокус; по този начин, чрез промяна на формата на лещата, т.е. чрез промяна на акомодацията на окото, ние сме в състояние да оценим разстоянието на обектите.
Ако промените относителната посока на осите на двете очи, като ги приближите или разпръснете(извършвайки конвергенция или дивергенция), тогава две изображения на обект могат да бъдат събрани заедно и задържани в това положение. По този начин, контролирайки или лещата, или позицията на очите, човек може да оцени разстоянието до даден обект. Проектите на редица далекомери се основават на тези принципи. С изключение на конвергенцията и дивергенцията, всички други мерки за разстояние, изброени досега, са монокулярни. Най-важният механизъм за възприемане на дълбочината, стереопсисът, зависи от споделянето на две очи.
Когато гледате всяка триизмерна сцена, двете очи образуват малко различни изображения върху ретината. Можете лесно да се убедите в това, ако погледнете право напред и бързо преместите главата си от едната към другата страна с около 10 см или бързо затворите едното или другото око на свой ред. Ако имате плосък предмет пред вас, няма да забележите голяма разлика. Въпреки това, ако сцената включва обекти на различни разстояния от вас, ще забележите значителни промени в картината. По време на стереопсиса мозъкът сравнява изображения на една и съща сцена върху две ретини и оценява относителната дълбочина с голяма точност.
Да предположим, че наблюдателят фиксира с поглед определена точка P. Това твърдение е еквивалентно на казването: очите са насочени по такъв начин, че изображенията на точката са в централните ями на двете очи (F на фиг. 103).
Да предположим сега, че Q е друга точка в пространството, която изглежда на наблюдателя, разположена на същата дълбочина като P. Нека Qlh Qr е изображенията на точката Q върху ретината на лявото и дясното око. В този случай точките QL и QR се наричат съответните точки на двете ретини. Очевидно е, че две точки, съвпадащи с централните вдлъбнатини на ретината, ще си съответстват. От геометричните съображения е ясно също, че точката Q ", оценена от наблюдателя като разположена по-близо от Q, ще даде две проекции върху ретините - и Q" R - в несъответстващи точки, разположени по-далеч, отколкото ако тези точки са били съответстващ (тази ситуация е изобразена от дясната страна на фигурата). По същия начин, ако разгледаме точка, разположена по-далеч от наблюдателя, тогава се оказва, че нейните проекции върху ретината ще бъдат разположени по-близо една до друга от съответните точки.
Това, което беше казано по-горе за съответните точки, е отчасти дефиниции и отчасти твърдения, произтичащи от геометрични съображения. При разглеждането на този въпрос се взема предвид и психофизиологията на възприятието, тъй като наблюдателят субективно оценява дали обектът е разположен по-далеч или по-близо до точката P. Нека представим още едно определение. Всички точки, които като точка Q (и, разбира се, точка P), се възприемат като равноотдалечени, лежат върху хороптер - повърхност, минаваща през точки P и Q, чиято форма се различава както от равнина, така и от сфера и зависи върху способността ни да оценим разстоянието, т.е. от нашия мозък. Разстоянията от фовеата F до проекциите на точката Q (QL и QR) са близки, но не равни. Ако те винаги бяха равни, тогава линията на пресичане на хороптера с хоризонталната равнина би била кръг.
Да предположим сега, че фиксираме определена точка в пространството с очите си и че в това пространство има два точкови източника на светлина, които дават проекция върху всяка ретина под формата на светлинна точка и тези точки не съответстват: разстоянието между тях е малко по-голямо, отколкото между съответните точки. Всяко такова отклонение от позицията на съответните точки ще наричаме несъответствие. Ако това отклонение в хоризонтална посока не надвишава 2° (0,6 mm върху ретината), а вертикално не надвишава няколко дъгови минути, тогава визуално ще възприемем една точка в пространството, разположена по-близо от тази, която фиксираме. Ако разстоянията между проекциите на дадена точка са не повече, но по-малко, отколкото между съответните точки, тогава тази точка ще изглежда да се намира по-далеч от точката на фиксиране. И накрая, ако вертикалното отклонение надвишава няколко дъгови минути или хоризонталното отклонение е по-голямо от 2°, тогава ще видим две отделни точки, които може да изглеждат разположени по-далеч или по-близо до точката на фиксиране. Тези експериментални резултати илюстрират основния принцип на стерео възприятието, формулиран за първи път през 1838 г. от сър К. Уитстоун (който също изобретява устройството, известно в електротехниката като "мост Уитстоун").
Изглежда почти невероятно, че преди това откритие изглежда никой не е осъзнавал, че фините разлики в изображенията, проектирани върху ретините на двете очи, могат да доведат до ясно впечатление за дълбочина. Този стерео ефектдемонстрирано за няколко минути от всеки човек, който може произволно да намали или раздели осите на очите си, или от някой, който има молив, лист хартия и няколко малки огледала или призми. Не е ясно как Евклид, Архимед и Нютон са пропуснали това откритие. В статията си Уитстоун отбелязва, че Леонардо да Винчи е бил много близо до откриването на този принцип. Леонардо посочи, че топка, разположена пред пространствена сцена, се вижда по различен начин от всяко око – с лявото око виждаме лявата му страна малко по-далеч, а с дясното – дясното. По-нататък Уитстоун отбелязва, че ако Леонардо беше избрал куб вместо сфера, той със сигурност щеше да забележи, че неговите проекции са различни за различните очи. След това той може, подобно на Уитстоун, да се интересува какво би се случило, ако две подобни изображения се проектират специално върху ретините на две очи.
Важен физиологичен факте, че усещането за дълбочина (т.е. способността „директно“ да се види дали този или онзи обект е разположен по-далеч или по-близо до точката на фиксиране) възниква, когато две изображения на ретината са леко изместени един спрямо друг в хоризонтална посока - раздалечени един от друг или обратно, са близо един до друг (освен ако това отместване е по-голямо от около 2° и вертикалното отместване е близко до нула). Това, разбира се, съответства на геометричните отношения: ако обектът е разположен по-близо или по-далеч по отношение на определена референтна точка на разстояние, тогава неговите проекции върху ретините ще бъдат раздалечени или събрани хоризонтално, докато няма да има значително вертикално изместване на изображения.
Това е в основата на действието на изобретения от Уитстоун стереоскоп. Стереоскопът беше толкова популярен от около половин век, че почти всеки дом имаше такъв. Същият принцип е в основата на стерео филмите, които сега гледаме, използвайки специални поляроидни очила за това. В оригиналния дизайн на стереоскопа наблюдателят разглежда две изображения, поставени в кутия, използвайки две огледала, които са разположени така, че всяко око вижда само едно изображение. Призмите и фокусиращите лещи сега често се използват за удобство. Двете изображения са идентични във всяко отношение, с изключение на малки хоризонтални отмествания, които създават впечатление за дълбочина. Всеки може да направи снимка, подходяща за използване в стереоскоп, ако избере фиксиран обект (или сцена), направи снимка, след това премести камерата на 5 сантиметра надясно или наляво и направи втора снимка.
Не всеки има способността да възприема дълбочината със стереоскоп. Можете лесно сами да проверите своя стереопсис, ако използвате стерео двойките, показани на фиг. 105 и 106.
Ако имате стереоскоп, можете да направите копия на показаните тук стерео двойки и да ги поставите в стереоскопа. Можете също така да поставите тънко парче картон перпендикулярно между две изображения от една и съща стерео двойка и да се опитате да погледнете изображението си с всяко око, като поставите очите си успоредни, сякаш гледате в далечината. Можете също така да се научите да местите очите си навътре и навън с пръста си, като го поставите между очите и стерео двойката и го движите напред или назад, докато изображенията се слеят, след което (това е най-трудно) можете да гледате слятите изображение, опитвайки се да не го разделя на две. Ако успеете, тогава видимите отношения на дълбочината ще бъдат противоположни на тези, които се възприемат при използване на стереоскоп.
Дори и да не успеете да повторите преживяването с дълбочинно възприятиеНезависимо дали е защото нямате стереоскоп, или защото не можете произволно да местите осите на очите си навътре и навън, все пак можете да разберете същността на въпроса, въпреки че няма да се насладите на стерео ефекта.
В горната стерео двойка на фиг. 105 в две квадратни рамки има малък кръг, единият от които е изместен леко вляво от центъра, а другият е леко надясно. Ако погледнете тази стерео двойка с две очи, като използвате стереоскоп или друг метод за подравняване на изображението, тогава ще видите кръг не в равнината на листа, а пред него на разстояние около 2,5 см. Ако също разгледайте долната стереодвойка на фиг. 105, кръгът ще се вижда зад равнината на листа. Вие възприемате позицията на кръга по този начин, защото точно същата информация се получава върху ретината на очите ви, сякаш кръгът всъщност е пред или зад равнината на рамката.
През 1960 г. Бела Юлешот Bell Telephone Laboratories, измислиха много полезна и елегантна техника за демонстриране на стерео ефекта. Изображението, показано на фиг. 107 на пръв поглед изглежда като хомогенна произволна мозайка от малки триъгълници.
Така е, с изключение на това, че в централната част има скрит триъгълник с по-голям размер. Ако погледнете това изображение с две парчета цветен целофан, поставени пред очите ви - червено пред едното око и зелено пред другото, тогава трябва да видите триъгълник в центъра, стърчащ напред от равнината на листа , както в предишния случай с малък кръг върху стереодвойки . (Може да се наложи да гледате около минута първия път, докато се появи стерео ефекта.) Ако размените парчетата целофан, ще се получи инверсия на дълбочината. Стойността на тези стерео двойки Yulesh се крие във факта, че ако вашето стерео възприятие е нарушено, тогава няма да видите триъгълник пред или зад околния фон.
Обобщавайки, можем да кажем, че способността ни да възприемаме стерео ефекта зависи от пет условия:
1. Има много косвени признаци на дълбочина - частично затъмняване на едни обекти от други, паралакс на движение, въртене на обекта, относителни размери, хвърляне на сянка, перспектива. Въпреки това, стереопсисът е най-мощният механизъм.
2. Ако фиксираме точка в пространството с очите си, тогава проекциите на тази точка попадат в централните ями на двете ретини. Всяка точка, за която се прецени, че е на същото разстояние от очите като точката на фиксиране, образува две проекции в съответните точки на ретината.
3. Стереефектът се определя от прост геометричен факт – ако един обект е по-близо от точката на фиксиране, тогава двете му проекции върху ретините са по-далеч от съответните точки.
4. Основното заключение въз основа на резултатите от експериментите с субектите е следното: обект, чиито проекции върху ретината на дясното и лявото око падат върху съответните точки, се възприема като разположен на същото разстояние от очите като точката на фиксиране; ако проекциите на този обект се разместят в сравнение със съответните точки, обектът изглежда се намира по-близо до точката на фиксиране; ако, напротив, те са близо, обектът изглежда се намира по-далеч от точката на фиксиране.
5. При хоризонтално изместване на проекцията над 2° или вертикално изместване за повече от няколко дъгови минути се получава удвояване.
Физиология на стереоскопичното зрение
Ако искаме да знаем какви са мозъчните механизми на стереопсиса, тогава най-лесният начин да започнем е с въпроса: има ли неврони, чиито отговори се определят конкретно от относителното хоризонтално изместване на изображенията върху ретините на двете очи? Нека първо да видим как клетките на по-ниските нива на зрителната система реагират, когато и двете очи се стимулират едновременно. Трябва да започнем с неврони в поле 17 или по-високо, тъй като ганглиозните клетки на ретината са ясно монокулярни, а клетките на страничното колено тяло, в което входовете от дясното и лявото око са разпределени в различни слоеве, също могат да се считат за монокулярни - те реагират на стимулация на едното или на другото око, но не и на двете едновременно. В поле 17 приблизително половината от невроните са бинокулярни клетки, които реагират на стимулация от двете очи.
При внимателно тестване се оказва, че отговорите на тези клетки, очевидно, зависят малко от относителното положение на проекциите на стимула върху ретините на двете очи. Помислете за типична сложна клетка, която реагира с непрекъснат разряд на движението на стимулираща лента през нейното рецептивно поле в едното или другото око. При едновременно стимулиране на двете очи честотата на разрядите на тази клетка е по-висока, отколкото при стимулиране на едното око, но обикновено за реакцията на такава клетка е без значение дали в даден момент проекциите на стимула удрят точно същите области на двете рецептивни полета.
Най-добрият отговор се записва, когато тези проекции влизат и излизат от съответните рецептивни полета на двете очи приблизително по едно и също време; обаче не е толкова важно коя от прогнозите е малко по-напред от другата. На фиг. 108 показва характерна крива на отговора (напр. общ брой импулси в отговор за преминаване на стимул през рецептивното поле) спрямо разликата в позицията на стимула на двете ретини. Тази крива е много близка до хоризонтална права линия, от която става ясно, че относителното положение на стимулите върху двете ретини не е много значимо.
Клетка от този тип ще реагира добре на линия с правилна ориентация, независимо от нейното разстояние - разстоянието до линията може да бъде по-голямо, равно или по-малко от разстоянието до точката, фиксирана от окото.
В сравнение с тази клетка, невроните, чиито отговори са показани на фиг. 109 и 110 са много чувствителни към относителното положение на двата стимула върху двете ретини, т.е. чувствителни към дълбочината.
Първият неврон (фиг. 109) реагира най-добре, ако стимулите попаднат точно в съответните области на двете ретини. Размерът на хоризонталното несъответствие на стимулите (т.е. несъответствие), при което клетката вече спира да реагира, е определена част от ширината на нейното рецептивно поле. Следователно клетката реагира, ако и само ако обектът е приблизително на същото разстояние от очите като точката на фиксиране. Вторият неврон (фиг. 110) реагира само когато обектът е разположен по-далеч от точката на фиксиране. Има и клетки, които реагират само когато стимулът е по-близо от тази точка. Когато степента на несъответствие се промени, невроните от последните два вида се наричат далечни клеткии близо до клетки, много рязко променят интензивността на отговорите си в точката на нулево несъответствие или близо до него. Неврони и от трите типа (клетки, настроен на несъответствие) са открити в полето 17 маймуни.
Все още не е напълно ясно колко често се срещат там, дали са разположени в определени слоеве на кората и дали са в определени пространствени отношения с колоните на очното доминиране. Тези клетки са силно чувствителни към разстоянието на обекта от очите, което се кодира като относителното положение на съответните стимули върху двете ретини. Друга особеност на тези клетки е, че те не реагират на стимулация само на едното око, или реагират, но много слабо. Всички тези клетки споделят свойството на ориентационна селективност; доколкото знаем, те са подобни на обичайните сложни клетки на горните слоеве на кората, но имат допълнително свойство - чувствителност към дълбочина. Освен това тези клетки реагират добре на движещи се стимули, а понякога и на краищата на линиите.
J. Poggio от Медицинския факултет на Джон Хопкинс записва реакциите на такива клетки в поле 17 на будна маймуна с имплантирани електроди, които преди това са били обучени да фиксират погледа на определен обект. При анестезирани маймуни такива клетки са открити и в кората, но те са рядкост в поле 17 и много често в поле 18. Бих бил изключително изненадан, ако се окаже, че животните и хората могат стереоскопично да преценяват разстоянията до обекти, използвайки само трите описани по-горе типове клетки - настроени на нулево несъответствие, "близо" и "далече". По-скоро бих очаквал да намеря пълен набор от клетки за всички възможни дълбочини. При будни маймуни Поджио също се сблъсква с тясно настроени клетки, които реагират най-добре не на нулево несъответствие, а на малки отклонения от него; Очевидно кората може да съдържа специфични неврони за всички нива на несъответствие. Въпреки че все още не знаем как точно мозъкът "реконструира" сцена, включваща много обекти на различни разстояния (каквото и да имаме предвид под "реконструкция"), клетки като описаните по-горе вероятно участват в първите етапи на този процес.
Някои проблеми, свързани със стереоскопичното зрение
По време на изследването на стереопсисапсихофизиците са изправени пред редица проблеми. Оказа се, че обработката на някои бинокулярни стимули става в зрителната система по напълно неразбираеми начини. Мога да дам много примери от този вид, но ще се огранича до два.
На примера на стереодвойки, показан на фиг. 105, видяхме, че преместването на две еднакви изображения (в този случай кръгове) едно към друго води до усещане за по-голяма близост, а отдалечаването едно от друго води до усещане за по-голямо разстояние. Да предположим, че правим и двете операции едновременно, за което поставяме по два кръга във всяка рамка, разположени един до друг (фиг. 111).
Очевидно, като се има предвид такова стерео двойкиможе да доведе до възприемането на два кръга - единият по-близо, а другият по-далеч от равнината на фиксиране. Можем обаче да приемем друга опция: ще видим само два кръга, лежащи един до друг в равнината на фиксиране. Факт е, че тези две пространствени ситуации съответстват на едни и същи изображения на ретината. Всъщност тази двойка стимули може да се възприеме само като два кръга в равнината на фиксиране, което може лесно да се види, ако квадратните рамки на фиг. 2 се слеят по някакъв начин. 111.
По същия начин можем да си представим ситуация, в която разглеждаме два низа от знаци x, да речем, шест знака в низ. Когато се гледа през стереоскоп, по принцип може да се възприеме всяка от множеството възможни конфигурации, в зависимост от това кой знак x от лявата верига се слива с определен знак x в дясната верига. Всъщност, ако разгледаме такава стерео двойка през стереоскоп (или по друг начин, който създава стерео ефект), винаги ще виждаме шест знака x в равнината на фиксиране. Все още не знаем как мозъкът разрешава тази неяснота и избира най-простата от всички възможни комбинации. Поради този вид неяснота е трудно дори да си представим как успяваме да възприемем една триизмерна сцена, която включва множество разклонения с различни размери, разположени на различни разстояния от нас. Вярно е, че физиологичните данни предполагат, че задачата може да не е толкова трудна, тъй като различните клонове вероятно имат различни ориентации и вече знаем, че клетките, участващи в стереопсиса, винаги са селективни за ориентация.
Вторият пример за непредсказуемостта на бинокулярните ефекти,свързана със стереопсиса е така наречената борба на зрителните полета, която също споменаваме в раздела за страбизма (глава 9). Ако върху ретината на дясното и лявото око се създават много различни изображения, тогава често едно от тях престава да се възприема. Ако гледате с лявото си око в мрежа от вертикални линии, а с дясното в решетка от хоризонтални линии (фиг. 112; можете да използвате стереоскоп или конвергенция на очите), тогава може да се очаква, че ще видите мрежа от пресичащи се линии.
В действителност обаче е почти невъзможно да видите и двата набора линии едновременно. Или едното, или другото се вижда и всеки от тях е само за няколко секунди, след което изчезва и се появява друг. Понякога можете да видите и мозайка от тези две изображения, в която отделни хомогенни зони ще се движат, сливат или разделят и ориентацията на линиите в тях ще се промени (вижте фиг. 112 по-долу). По някаква причина нервната система не може да възприема толкова различни стимули едновременно в една и съща част на зрителното поле и потиска обработката на един от тях.
дума " потискатизползваме тук просто като друго описание на същото явление: всъщност не знаем как се случва такова потискане и на какво ниво на централната нервна система се случва. Струва ми се, че мозайката на възприеманото изображение по време на борбата на зрителните полета предполага, че "вземането на решения" в този процес се случва на доста ранен етап от обработката на визуалната информация, може би в поле 17 или 18. (I радвам се, че няма нужда да защитавам това предположение.)
Феноменът борба със зрителното поле означаваче в случаите, когато зрителната система не може да комбинира изображенията на двете ретини (в плоска картина, ако изображенията са еднакви, или в триизмерна сцена, ако има само леко хоризонтално несъответствие), тя просто отхвърля едно от изображения - или напълно, когато например гледаме през микроскоп с отворено друго око, частично или временно, както в примера по-горе. Вниманието играе значителна роля в ситуацията с микроскопа, но невронните механизми, лежащи в основата на това изместване на вниманието, също са неизвестни.
Можете да наблюдавате друг пример за борбата на зрителните полета, ако просто погледнете някаква многоцветна сцена или картина през очила с червени и зелени филтри. Впечатленията на различните наблюдатели в този случай могат да бъдат много различни, но повечето хора (включително и аз) забелязват преходи от общ червеникав тон към зеленикав и обратно, но без жълтия цвят, който се получава при просто смесване на червена светлина със зелена.
стерео слепота
Ако човек е сляп с едното око, тогава е очевидно, че няма да има стереоскопично зрение.То обаче липсва и при определена част от хората, чието зрение иначе е нормално. Изненадващо, делът на такива хора не е твърде малък. Така че, ако покажем стереодвойки като тези, показани на фиг. 105 и 106 до сто студентски предмета (с помощта на поляроиди и поляризирана светлина), обикновено се оказва, че четири или пет от тях не могат да постигнат стерео ефекта.
Често това ги изненадва, тъй като в ежедневни условия те не изпитват никакви неудобства. Последното може да изглежда странно за всеки, който в името на експеримента се опита да кара кола със затворено око. Очевидно липсата на стереопсис е доста добре компенсирана от използването на други дълбочинни знаци, като паралакс на движение, перспектива, частично запушване на едни обекти от други и т.н. В глава 9 ще разгледаме случаите на вроден страбизъм, когато очите работят непоследователно дълго време. Това може да доведе до нарушаване на връзките в кората, които осигуряват бинокулярно взаимодействие, и в резултат на това до загуба на стереопсис. Страбизмът не е необичаен и дори лека степен, която може да остане незабелязана, вероятно е причина за стереослепота в някои случаи. В други случаи нарушението на стереопсиса, като цветната слепота, може да бъде наследствено.
Тъй като тази глава се занимава както с corpus callosum, така и с стереоскопичното зрение, ще се възползвам от възможността да кажа нещо за връзката между двете. Опитайте се да си зададете въпроса: какви нарушения на стереопсиса могат да се очакват при човек с разрязан корпус на калозум? Отговорът на този въпрос е ясен от диаграмата, показана на фиг. 113
Ако човек фиксира точка P с погледа си, тогава проекциите на точка Q, разположена по-близо до очите в рамките на острия ъгъл на FPF, - QL и QR - ще бъдат в лявото и дясното око от противоположните страни на фовеята. Съответно Ql проекцията предава информация към лявото полукълбо, а проекцията Qr - към дясното полукълбо. За да видите, че Q точката е по-близо от P (т.е. за да получите стерео ефект), трябва да комбинирате информацията от лявото и дясното полукълбо. Но единственият начин да направите това е да предадете информация по corpus callosum. Ако пътят през corpus callosum бъде унищожен, човекът ще бъде стереосляп в областта, засенчена на фигурата. През 1970 г. Д. Мичъл и К. Блейкмор от Калифорнийския университет в Бъркли изследват стереоскопичното зрение при един човек с разрязан корпус на калозум и получават точно предсказания по-горе резултат.
Вторият въпрос, тясно свързан с първия, е какъв вид разстройство на стереопсиса ще възникне, ако оптичната хиазма се среже по средната линия (което R. Myers направи при котки). Резултатът тук ще бъде в известен смисъл обратен. От фиг. 114 трябва да е ясно, че в този случай всяко око ще стане сляпо по отношение на стимули, попадащи върху носната област на ретината, т.е. идващи от темпоралната част на зрителното поле.
Следователно няма да има стереопсис в областта на пространството, оцветена по-светло, където обикновено присъства. Страничните зони извън тази област обикновено са достъпни само за едното око, така че тук няма стереопсис дори при нормални условия, а след прерязване на хиазмата те ще бъдат зони на слепота (на фигурата това е показано с по-тъмен цвят). В зоната зад точката на фиксиране, където времевите части на зрителните полета се припокриват, вече невидими, също ще настъпи слепота.
Въпреки това, в областта, по-близо до точката на фиксиране, останалите полуполета на двете очи се припокриват, така че стереопсисът трябва да се запази тук, освен ако corpus callosum не е повреден. Въпреки това K. Blakemore намери пациент с пълно разрязване на хиазмата по средната линия (този пациент, като дете, получи фрактура на черепа, докато кара велосипед, което, очевидно, доведе до надлъжно разкъсване на хиазмата). При тестване беше установено, че той има точно комбинацията от зрителни дефекти, които току-що хипотетично описахме.
Статия от книгата:.
Бинокулярното (стереоскопско) зрение е зрението на човек за околния свят с две очи. Тази способност се дължи на сложния механизъм на сливане на изображения, получени от всяко око, което се извършва в мозъка.
Благодарение на стереоскопичното зрение човек е в състояние да възприема околните обекти в триизмерно изображение (т.е. релефно и обемно). Монокулярното зрение ограничава човек професионално, т.е. той не може да се занимава с дейности, свързани с прецизни действия в близост до обект (например удряне на игла с конец).
Образуването на един визуален образ е възможно, ако изображенията ударят идентични области на ретината.
Формиране на триизмерно зрение
Всяко новородено има монокулярно зрение и не може да фиксира погледа си върху околните предмети. Въпреки това, след 1,5-2 месеца бебето започва да развива способността да вижда с две очи, което дава възможност да се фиксират предмети с поглед.
На 4-6 месеца детето има много рефлекси, както безусловни, така и условни (например реакция на зениците на светлина, координирани движения на двете очи и др.).
Въпреки това, пълноценното бинокулярно зрение, което включва способността да се определят не само формата и обема на обектите, но и тяхното пространствено разположение, най-накрая се развива, след като детето започне да пълзи и да ходи.
Условия за стереоскопично зрение
Пълното бинокулярно зрение е възможно при следните условия:
- зрителната острота на двете очи е не по-малка от 0,5;
- нормален тонус на окуломоторните мускули;
- липсата на наранявания, възпалителни заболявания и тумори на орбитата, които могат да предопределят асиметричното разположение на очните ябълки;
- липсата на патологии на ретината, пътищата, както и кортикалната секция.
Изследователски методи
Има няколко начина за определяне на стереоскопичното зрение на човек.
Тест за плетене.Лекарят държи иглата на една ръка разстояние във вертикално положение, пациентът е срещуположно и трябва да докосне иглата на лекаря с върха на иглата си, така че да се получи права линия от две игли. Очите на субекта са отворени. Лекарят леко натиска очната ябълка в областта на клепача, докато пациентът изпитва двойно виждане (при стереоскопично зрение).
Опит с "дупка" в дланта на ръката си.Пациентът гледа през тръбата с едното око, до края на което от страната на второто око поставя ръката си. Обикновено субектът трябва да види дупка в дланта, а в тази дупка - изображението, което вижда през тръбата с първото си око.
Патология на стереоскопичното зрение
Бинокулярното зрение може да бъде нарушено, когато зрителната ос на едното око се отклонява навън, навътре, нагоре или надолу. Това явление се нарича хетерофория (скрит страбизъм).
За по-пълно запознаване с очните заболявания и тяхното лечение използвайте удобното търсене в сайта или задайте въпрос на специалист.
Зрението е жизненоважно за повечето живи организми. Помага за правилното навигиране и реагиране на околната среда. Очите предават около 90 процента от информацията към мозъка. Но структурата и разположението на очите на различните представители на живия свят е различно.
Какво е визията
Има следните видове зрение:
- панорамни (монокулярни);
- стереоскопични (бинокулярни).
Когато околният свят се възприема, като правило, с едно око. Това е характерно главно за птиците и тревопасните животни. Тази функция ви позволява да забележите и да реагирате на предстояща опасност навреме.
Стереоскопичното зрение е по-ниско от панорамното с по-малко видимост. Но има и редица предимства, едно от които е триизмерно изображение.
стереоскопично зрение
Стереоскопичното зрение е способността да виждате света с две очи. С други думи, цялостната картина се състои от сливане на образи, влизащи в мозъка от всяко око по едно и също време.
С помощта на този вид визия е възможно правилно да се прецени не само разстоянието до видимия обект, но и неговия приблизителен размер и форма.
Освен това стереоскопичното зрение има още едно съществено предимство – способността да се вижда през обектите. Така че, ако поставите например писалка във вертикално положение пред очите си и гледате последователно с всяко око, тогава определена зона ще бъде затворена и в първия, и във втория случай. Но ако гледате с две очи едновременно, тогава писалката престава да бъде пречка. Но тази способност да се „гледа през предмети“ губи силата си, ако ширината на такъв обект е по-голяма от разстоянието между очите.
Особеността на този тип визия при различни представители на земното кълбо е представена по-долу.
Характеристики на насекомите
Зрението им има уникален външен вид, подобен на насекоми, който наподобява мозайка (като очите на оса). Освен това броят на тези мозайки (фасети) при различните представители на този представител на живия свят се различава и варира от 6 до 30 000. Всеки аспект възприема само част от информацията, но като цяло те предоставят пълна картина на околния свят.
И насекомите възприемат цветовете по различен начин от хората. Например червено цвете, което човек вижда, се възприема от очите на оса като черно.
Птици
Стереоскопичното зрение при птиците е по-скоро изключение, отколкото правило. Факт е, че при повечето птици очите са разположени отстрани, което осигурява по-широк зрителен ъгъл.
Този тип визия е присъща главно на грабливите птици. Това им помага правилно да изчислят разстоянието до движещата се плячка.
Но видимостта при птиците е много по-малка, отколкото, например, при хората. Ако човек може да вижда на 150 °, тогава птиците са само от 10 ° (врабчета и снегири) до 60 ° (сови и кошари).
Но не бързайте, като се твърди, че пернатите представители на живия свят са лишени от способността да виждат напълно. Въобще не. Факт е, че те имат и други уникални характеристики.
Например при совите очите са по-близо до човката. В този случай, както вече беше отбелязано, техният зрителен ъгъл е само 60 °. Следователно совите са в състояние да виждат само това, което е точно пред тях, а не ситуацията отстрани и отзад. Тези птици имат още една отличителна черта - очите им са неподвижни. Но в същото време те са надарени с друга уникална способност. Благодарение на структурата си, те са в състояние да завъртят главите си на 270 °.
Риби
Както знаете, при по-голямата част от видовете риби очите са разположени от двете страни на главата. Имат монокулярно зрение. Изключение правят хищните риби, особено акулите чук. В продължение на много векове хората се интересуват от въпроса защо тази риба има такава форма на главата. Възможно решение е намерено от американски учени. Те излагат версията, че рибата чук вижда триизмерно изображение, т.е. Тя има стереоскопично зрение.
За да потвърдят теорията си, учените проведоха експеримент. За целта са поставени сензори върху главите на няколко вида акули, с помощта на които се измерва активността на активност при излагане на ярка светлина. След това субектите бяха поставени в аквариум. В резултат на този опит стана известно, че рибата чук е надарена със стереоскопично зрение. Освен това точността на определяне на разстоянието до обекта е толкова по-точна, колкото по-голямо е разстоянието между очите на този вид акула.
Освен това стана известно, че очите на рибата чук се въртят, което й позволява да вижда напълно околната среда. Това й дава значително предимство пред останалите хищници.
Животни
Животните, в зависимост от вида и местообитанието, са надарени както с монокулярно, така и с стереоскопично зрение. Например, тревопасните животни, които живеят на открито, за да запазят живота си и бързо да реагират на надвиснала опасност, трябва да виждат възможно най-много пространство около себе си. Следователно те са надарени с монокулярно зрение.
Стереоскопичното зрение при животните е характерно за хищници и обитатели на гори и джунгли. Първо, помага да се изчисли правилно разстоянието до жертвата. Втората такава визия ви позволява по-добре да фокусирате очите си сред много препятствия.
Така например, този тип визия помага на вълците при дългосрочно преследване на плячка. Котки - с мълниеносна атака. Между другото, при котките, благодарение на успоредните зрителни оси, ъгълът на гледане достига 120 °. Но някои породи кучета са развили както монокулярно, така и стереоскопично зрение. Очите им са разположени отстрани. Следователно, за да видят обект на голямо разстояние, те използват фронтално стереоскопично зрение. И за да разгледат близките обекти, кучетата са принудени да обръщат глави.
На обитателите на върховете на дърветата (примати, катерици и др.) помага стереоскопичното зрение при търсене на храна и при изчисляване на траекторията на скока.
хора
Стереоскопичното зрение при хората не се развива от самото раждане. При раждането бебетата не могат да се фокусират върху определен обект. те започват да се образуват едва на 2-месечна възраст. Въпреки това, в пълна степен децата започват да се ориентират правилно в пространството само когато започнат да пълзят и ходят.
Въпреки привидната идентичност, човешките очи са различни. Единият е лидерът, другият е последователят. За разпознаване е достатъчно да се проведе експеримент. Поставете лист с малка дупка на разстояние около 30 см и погледнете през него отдалечен обект. След това последователно направете същото, покривайки лявото или дясното око. Положението на главата трябва да остане постоянно. Окото, за което изображението не променя позицията, ще бъде водещо. Това определение е важно за фотографи, видеооператори, ловци и някои други професии.
Ролята на бинокулярното зрение за хората
Този тип визия възниква при хората, както и при някои други представители на живия свят, в резултат на еволюцията.
Разбира се, съвременните хора не трябва да ловуват за плячка. Но в същото време стереоскопичното зрение играе значителна роля в живота им. Това е особено важно за спортистите. Така че, без точно изчисление на разстоянието, биатлонистите няма да уцелят целта, а гимнастиците няма да могат да се представят на гредата за равновесие.
Този тип визия е много важна за професии, които изискват моментална реакция (шофьори, ловци, пилоти).
А в ежедневието стереоскопичното зрение е незаменимо. Например, доста е трудно, виждайки с едно око, да поставите конец в ушите на иглата. Частичната загуба на зрението е много опасна за човек. Виждайки само с едно око, той няма да може правилно да се ориентира в пространството. И многостранният свят ще се превърне в плосък образ.
Очевидно стереоскопичното зрение е резултат от еволюцията. И само на неколцина избрани се дава.
Какво е бинокулярно зрение? Бинокулярното зрение е способността да се вижда ясно изображение с двете очи едновременно. Две изображения, получени от двете очи, се формират в едно триизмерно изображение в мозъчната кора на главата.
Бинокулярното зрение или стереоскопичното зрение ви позволява да виждате триизмерни характеристики, да проверявате разстоянието между обектите. Този тип визия е задължителна за много професии – шофьори, пилоти, моряци, ловци.
В допълнение към бинокулярното зрение има и монокулярно зрение, това е зрение само с едно око, мозъкът на главата избира само една картина за възприятие и блокира втората. Този тип визия ви позволява да определите параметрите на даден обект - неговата форма, ширина и височина, но не предоставя информация за местоположението на обектите в пространството.
Въпреки че монокулярното зрение дава добри резултати като цяло, бинокулярното зрение има значителни предимства - зрителна острота, триизмерни обекти и отлично око.
Механизъм и условия
Основният механизъм на бинокулярното зрение е фузионният рефлекс, тоест способността да се слеят две изображения в една стереоскопична картина в мозъчната кора. За да се превърнат снимките в едно цяло, получените изображения от двете ретини трябва да имат еднакви формати – форма и размер, освен това трябва да попадат върху еднакви съответни точки на ретината.
Всяка точка от повърхността на едното око има съответна точка на ретината на другото око. Неидентичните точки са различни или асиметрични области. Когато изображението удари различни точки, сливането няма да се случи; напротив, ще се получи удвояване на картината.
Какви са условията за нормално бинокулярно зрение:
- способност за сливане - бифовеално сливане;
- последователност в работата на окуломоторните мускули, което позволява да се осигури успоредно положение на очните ябълки при гледане надалеч и съответното сближаване на зрителните оси при гледане наблизо, съвместната работа помага за получаване на правилни движения на очите в посока на въпросният обект;
- разположението на очните ябълки в една и съща хоризонтална и фронтална равнина;
- зрителната острота на двата органа на зрението е не по-малка от 0,3-0,4;
- получаване на изображения с еднакъв размер върху ретините на двете очи;
- прозрачност на роговицата, стъкловидното тяло, лещата;
- липсата на патологични промени в ретината, зрителния нерв и други части на органа на зрението, както и подкоровите центрове и мозъчната кора.
Как да определим
За да определите наличието на бинокулярно зрение, използвайте един или повече от следните методи:
- "Дупка в дланта" или методът на Соколов - поставете тръба към окото (можете да използвате сгънат лист хартия) и погледнете в далечината. След това поставете ръката си отстрани на другото око. При нормално бинокулярно зрение човек ще получи впечатлението, че в центъра на дланта има дупка, която ви позволява да виждате, но всъщност изображението се гледа през тръба.
- Калф метод или пропуск тест - вземете две игли за плетене или 2 молива, краищата им трябва да са остри. Дръжте едната игла вертикално пред себе си, а другата в хоризонтално положение. След това свържете иглите за плетене (моливи) с краищата. Ако имате бинокулярно зрение, лесно ще се справите със задачата, ако имате монокулярно зрение, ще пропуснете връзката.
- Тест за четене с молив – докато четете книга, поставете молив на няколко сантиметра от носа, който ще покрие част от текста. С бинокулярно зрение все още можете да го прочетете, тъй като в мозъка на главата има припокриване на изображения от двете очи, без да се променя позицията на главата;
- Четириточков цветен тест – в основата на такъв тест е разделянето на зрителните полета на двете очи, което може да се постигне с помощта на цветни очила – филтри. Поставете два зелени, един червен и един бял обект пред себе си. Сложете зелени и червени очила. С бинокулярно зрение ще видите зелени и червени обекти, а бялото ще стане зелено-червено. При монокулярно зрение бял обект ще придобие цвета на лещата на доминиращото око.
Бинокулярното зрение може да се развие на всяка възраст. Този тип зрение обаче не е възможен при страбизъм, тъй като в този случай едното око се отклонява встрани, което предотвратява сближаването на зрителните оси.
Важни факти за развитието на страбизъм при деца
Страбизмът е състояние на очите, при което зрителните оси не се доближават до въпросния обект. Външно това се проявява от факта, че окото се отклонява в една или друга посока (надясно или наляво, по-рядко нагоре или надолу, има и различни комбинирани опции).
Ако окото се приближи до носа, страбизмът се нарича сближаващ се (по-често), а ако към слепоочието - дивергентен. Косенето може да бъде с 1 око или и двете. Най-често родителите се обръщат към детски офталмолог, като забелязват, че очите на детето изглеждат „грешни“.
Страбизмът не е само проблем с външния вид. Ефектът на страбизма е следствие от нарушените възприятия и провеждането на зрителна информация в зрителната система на детето. При страбизъм зрителната острота намалява, m / y връзките се нарушават от дясното и лявото око и се нарушава правилният баланс на m / y от мускулите, които движат очите в различни посоки. С изключение на това, способността за триизмерно визуално възприятие е нарушена.
Страбизмът може да бъде вроден, но по-често се появява в ранна детска възраст. Ако заболяването се е проявило преди 1 година, тогава се нарича ранно придобито. Появата на патология също е вероятно на 6 години. Най-често обаче страбизмът се развива на възраст между 1 и 3 години.
При раждането детето все още не може да гледа с "2 очи", способността за бинокулярно зрение се формира постепенно до 4 години. В този случай всяко отклонение на зрителната ос от точката на обездвижване трябва да се квалифицира като страбизъм и при никакви обстоятелства да не се разглежда като вариант на нормата. Това важи дори за подобни, на пръв поглед козметично леки случаи, като страбизъм с малък ъгъл и непостоянен страбизъм.
Най-често страбизмът се развива при деца с далекогледство - когато бебето не вижда предмети, които са близо. Страбизъм може да се развие и при деца с астигматизъм. При астигматизъм някои части от изображението могат да се фокусират върху ретината, други зад или пред нея (има и по-сложни случаи).
В резултат на това човек вижда изкривено изображение. Можете да добиете представа за това, ако погледнете отражението си в овална чаена лъжичка. Същото изкривено изображение се образува с астигматизъм върху ретината. Въпреки това, самата картина с астигматизъм може да се окаже неясна и размита, човек като правило не осъзнава това изкривяване, тъй като централната нервна система на главата „коригира“ възприятието му.
Страбизъм може да се появи и при късогледство – когато детето не вижда предмети, поставени далеч. При страбизъм в винаги кривогледащото око постепенно настъпва намаляване на зрителната острота - амблиопия. Това усложнение се дължи на факта, че зрителната система, за да избегне хаоса, блокира предаването към централната нервна система на образа на обект, който кривогледото око възприема. Тази позиция води до още по-голямо отклонение на това око, т.е. страбизмът се засилва.
Процесът на загуба на зрението зависи от възрастта на началото на заболяването. Ако това се случи в ранна детска възраст, през 1-та година от живота, тогава намаляването на зрителната острота е много, много бързо.
Причините за страбизъм могат да бъдат:
- наследствено предразположение, когато най-близките роднини (родители, чичовци, лели и др.) имат заболяването;
- наличието на някакъв оптичен дефект (дефокусиране) на органа на зрението на детето, например с далекогледство при деца;
- различни отравяния (отравяния) на плода по време на бременност;
- тежки инфекциозни заболявания на детето (например скарлатина, паротит и др.);
- неврологични патологии.
В допълнение, тласъкът за появата на страбизъм (на фона на предпоставки) може да бъде висока температура (над 38 ° C), психическо или физическо увреждане.
Лечение на страбизъм при деца
Има над 20 различни вида страбизъм. Външно всички те се проявяват чрез отклонение на зрителната ос от точката на обездвижване, но според собствените си причинни фактори и механизма на развитие и по отношение на дълбочината на смущенията, те са много различни един от друг .
Всеки вид страбизъм изисква индивидуален подход. За съжаление, дори сред медицинските специалисти е широко разпространено предположението, че до 6-годишна възраст дете със страбизъм не трябва да прави нищо и всичко ще премине от само себе си.
Това е най-голямата заблуда. Всяко отклонение на окото на всяка възраст трябва да се счита за начало на патологията. Ако не се вземат мерки, зрителната острота може да се загуби и тогава лечението ще изисква сериозно повече усилия и време, а в някои ситуации промените стават необратими.
От време на време страбизмът е въображаем: поради широкия нос на бебето родителите подозират наличието на този визуален дефект, но в действителност не е - просто илюзия. При новородените очите са поставени много близо, а мостът на носа, поради особеността на лицевия им скелет, е широк.
С развитието на лицевия скелет разстоянието между очите се увеличава, а ширината на носа намалява. Тогава всичко всъщност минава с възрастта и нищо не трябва да се коригира, но само лекар може да определи дали това е въображаем страбизъм или реален.
Всяко подозрение за отклонение от нормата трябва да предупреждава родителите и да ги насърчава да посетят детски офталмолог възможно най-скоро. Условия за превантивни посещения при офталмолог през първата година от живота на детето.
Прегледът е желателен веднага след раждането. Трябва да се каже, че в родилните домове всички бебета не се преглеждат от офталмолог без изключение. Неонатологът на родилния дом или местният педиатър може да класифицира бебето като опасна група, след което ще му бъде назначена консултация с офталмолог още в родилния дом или веднага след изписването.
Опасната група включва деца с влошена наследственост за очни заболявания (ако родителите имат такива), недоносени новородени, деца, родени по време на патологично раждане, и деца, чиито родители имат лоши навици (алкохолна зависимост, тютюнопушене). Допълнителен преглед от офталмолог е необходим за бебе на възраст 2 месеца, на шест месеца и на възраст от една година.
През тези периоди всички деца се изпращат на оптометрист. Специалистът ще установи отсъствието или наличието на далекогледство (късогледство), зрителната острота и характера на детето, ъгъла на страбизъм и, ако е необходимо, ще го насочи за консултация с други експерти, например при невролог. Само след обстоен преглед може да се започне комплексно лечение на страбизма, включващо консервативна терапия и хирургично лечение.
Консервативната част на лечението включва методи, насочени към повишаване на зрителната острота. При наличие на далекогледство или късогледство, по показания, детето се нуждае от очила. От време на време напълно коригират страбизма. Въпреки че самото носене на очила не е достатъчно. Много е важно да научите детето да комбинира изображения от дясно и ляво око в 1 изображение.
Това се постига с помощта на комплекс от терапевтични мерки, провеждани на курсове няколко пъти в града.Лечението е консервативно и протича по игрив начин. С изключение на това се използва методът на оклузията – покриване на здравото око с превръзка за определено време ежедневно, за да се научи детето да разчита повече на слабото око.
Особено трябва да се подчертае, че успехът на лечението на страбизъм зависи от правилно избраната индивидуална тактика на лечение. Комплексът от лечение често включва използването както на консервативни, така и в повечето случаи на хирургични средства. В същото време процедурата не е необходимо да се третира като алтернатива на консервативното лечение.
Хирургията е един от етапите на лечение, чието място и време зависят от вида на страбизма и дълбочината на увреждане на зрителната система.
Преди и след хирургично лечение е необходимо да се извършат консервативни терапевтични мерки, насочени към повишаване на зрителната острота, да се възстанови връзката между очите и стереоскопичното обемно зрително възприятие - това се постига с помощта на специални упражнения.
Използват се техники за повишаване на функционалната позиция на зрителната част на мозъчната кора на ЦНС, за да се принудят зрителните клетки на кората да работят в нормален режим и по този начин да се осигури ясно и правилно зрително възприятие.
Тези методи са стимулиращи. Занятията се провеждат на специални устройства амбулаторно в курсове от 2-3 седмици. няколко пъти в годината По време на лечението, на определен етап, при наличие на висока зрителна острота, възстановяване на способността за сливане на 2 изображения от ляво и дясно око в един визуален образ, при наличие на отклонение на окото, хирургична интервенция се извършва върху мускулите на окото. Процедурата е насочена към възстановяване на правилния баланс между мускулите, които движат очните ябълки (окуломоторните мускули).
Важно е да се разбере, че процедурата не замества терапевтичните методи, а решава специфичен проблем, който не може да бъде решен консервативно. За да се реши въпросът с времето за хирургическа интервенция, е важно пациентът да има достатъчна зрителна острота. Колкото по-рано поставите очите си в симетрично състояние с директен поглед, толкова по-добре. Няма специални възрастови ограничения.
При вроден страбизъм е важно хирургичният етап да се завърши не по-късно от 3 години, с придобит страбизъм, в зависимост от времето за постигане на добра зрителна острота на консервативния етап на лечение и възстановяване на потенциалната способност за сливане на изображения от 2 очи в единичен визуален образ. Тактиката на хирургичното лечение се разработва в зависимост от вида на страбизма.
От позицията на хирургията лечението на постоянна форма на страбизъм с огромен ъгъл на страбизъм, когато окото е сериозно отклонено, не представлява огромна трудност. Ефектът от тези операции е очевиден за пациента. А за хирурзи с определена квалификация няма да е усилие. Трудно е да се оперира страбизъм с нестабилни и малки ъгли.
Сега са разработени технологии за правене на разрез без използване на режеща структура (ножици, скалпел, лазерни лъчи). Тъканите не се дисектират, а сякаш се раздалечават от високочестотен поток от радиовълни, осигуряващи безкръвно излагане на хирургичното поле.
Техниката на операции при страбизъм е микрохирургична, използва се обща анестезия със специфична анестезия, която ви позволява напълно да отпуснете окуломоторните мускули. В зависимост от обема на операцията, продължителността й е от 20 минути. преди 1,5 часа.
Детето се изписва вкъщи на втория ден след операцията. При липса на вертикален компонент (когато окото не е изместено нагоре или надолу), обикновено се извършват 1 или 2 операции на едното и второто око, в зависимост от размера на очната ябълка и вида на страбизма.
Колкото по-рано се достигне симетричното положение на окото, толкова по-благоприятна е перспективата за излекуване. До училище дете със страбизъм трябва да бъде рехабилитирано колкото е възможно повече. Ако се справите с проблема със страбизма по сложен начин, тогава в 97 процента от случаите се получава излекуване.
Благодарение на навременно излекувана болест детето може да учи нормално, да се отърве от психологическите затруднения поради зрителни дефекти и впоследствие да прави това, което обича.
-->
Бинокулярната функция, формирана при пациенти със съпътстващ страбизъм в процеса на ортооптично и диплоптично лечение, може да бъде повече или по-малко съвършена. Сливането на образи на едното и второто око може да се случи само в една равнина - това е планарно бинокулярно зрение, определено чрез цветния тест, синоптофора и теста на Баголини.
Пълноценна бинокулярна функция се счита само в случаите, когато сливането на изображения на двете очи е придружено от възприемане на дълбочина, обем, стереоскопичност. Това е най-високата форма на бинокулярна функция - стереоскопично зрение.
Възприятието за дълбочина, стереоскопичност възниква във връзка с несъответствието на изображенията върху ретината на двете очи. Дясното и лявото око са на известно разстояние едно от друго. Изображенията на всяка точка от фиксирания обект върху ретината на едното и второто око са леко изместени в хоризонтална посока по отношение на централната фовеа. Последица от тази промяна, несъответствие, е усещането за дълбочина, стереоскопичност.
Формирането на пълноценно стереоскопично зрение, според R. Sachsenweger (1956), завършва до 8-та година от живота на детето.
Р. Заксенвегер въвежда термина "стереоавроза"- пълна липса на стереоскопично зрение (подобно на термина "амавроза" - пълна слепота) и "стереоамблиопия" - функционална непълноценност на стереоскопичното зрение (подобно на термина "амблиопия" - функционално намаляване на централното зрение).
Качеството на дълбокото зрение се определя от прага. Максималната разлика в дълбочината, която субектът вече не може да усети, се приема като праг на дълбоко зрение. Колкото по-висок е прагът, толкова по-лошо е зрението в дълбочина. Праговете на дълбоко зрение не са еднакви, когато се изследват с различни инструменти и на различни разстояния. Те се изразяват в милиметри или дъгови секунди.
Появата на страбизъм при дете разрушава бинокулярното и стереоскопичното му зрение.
Възстановяването на стереоскопичното зрение се извършва в последния етап от лечението на страбизъм, когато вече е формирано планарно бинокулярно зрение и се развиват нормални фузионни резерви. При възстановяване на дълбокото зрение при деца със страбизъм, T.P. Kashchenko (1973) отбелязва зависимостта на резултатите от нивото на зрителната острота на двете очи, големината на ъгъла на страбизъм и способността за сливане. V. A. Khenkin (1986) допълнително отбелязва зависимостта на праговете на дълбоко зрение от времето на страбизма, крайната зрителна острота на кривогледащото око, разликата в зрителната острота на двете очи и големината на анисейкония.
Дълбокото, стереоскопичното зрение е по-добро, колкото по-късно се появи страбизмът, толкова по-висока е крайната зрителна острота на двете очи, толкова по-добро е сливането и по-ниска е степента на анисейкония. При анисейкония от 5% дълбокото възприятие е възможно само при отделни пациенти и качеството му е много ниско.
Трябва да се отбележи, че е възможно да се възстанови стереовизията само при тази част от децата със съпътстващ страбизъм, при които то е формирано до известна степен преди появата на страбизъм. При вроден и ранно развит страбизъм не е възможно да се възпитава стереоскопично зрение.
Има специални устройства за диагностика, формиране и обучение на стереоскопично зрение.
1) Класическият уред за оценка на реалното дълбочинно виждане остава уредът с три игли Хауърд-Долман (фиг. 47).
Състои се от пръчка с дължина 50 см, върху която са поставени три игли за плетене. Две от тях са фиксирани отстрани на пръта, а третият, среден, е подвижен. В единия край на пръта са направени хоризонтални прорези за очите. Между очите и спиците е инсталирана диафрагма под формата на хоризонтален процеп, който не позволява на пациента да види върховете и основите на спиците. Средната спица се движи напред-назад.
Пациентът трябва да определи дали е отпред на двете спици или отзад и накрая да монтира и трите спици във фронталната равнина, като улови момента, в който изместената спица стане равна на фиксираните. Това разстояние между подвижните и неподвижните спици определя прага на дълбочина на виждане.
Монографията на R. Sachsenweger "Аномалии на стереоскопичното зрение при страбизъм и тяхното лечение" (1963) описва много устройства, използвани за диагностика и образование на стереоскопичното зрение. Нека запознаем читателите с някои от тях.
Ориз. 47. Устройство с три спици, а) с отстранена диафрагма, б) с монтирана диафрагма.
2) (фиг. 48) се състои от тяло 1, вътре в което са поставени две стъклени пластини 3 и 4. Те се осветяват от електрическа крушка 2, поставена зад тях. И върху двете чинии се залепват малки кръгли точки. На плоча 3 те са подредени в неопределен ред, а на плоча 4 образуват очертанията на фигура. Когато плочите стоят непосредствено една до друга, фигурата не може да се различи. С увеличаване на разстоянието между тях цифрата, в зависимост от пространствения праг, започва да се различава рано или късно.
Ориз. 48 Паралакс визоскоп
3) (фиг. 49) има чекмеджета 1,2,3, оборудвани с крушки. Чекмеджетата могат да се движат напред и назад по релсите. В предната стена на чекмеджетата има прорези, в които се вмъкват всякакви шаблони, както и цветни и неутрални филтри.
Изследването се извършва на тъмно и често се променя размерът на светлия обект, неговата яркост и цвят. Пациентът трябва да определи кой от обектите е по-близо и кой по-далеч, да постави предметите в една фронтална равнина, да ги подреди равномерно в дълбочина и т.н.
4) (фиг.50). Основата на устройството е контур от тел, стоящ вертикално в средната равнина, вътре в който пациентът трябва да държи метален молив, без да докосва жицата. Докосването на молива до проводника води до веригата на тока и звука на зумера. Погледът на пациента е ограничен по такъв начин, че той не може да види телената рамка отстрани.
Трудността на задачата зависи от разстоянието между проводниците, които образуват контура.Това разстояние може да се промени с помощта на винт за настройка. Уредът развива дълбока острота на зрението, като зрителните стимули се комбинират с проприоцептивни. Без дълбока зрителна острота, например, при използване на едно око, упражнението не може да се изпълнява дори след дълга тренировка.
Ориз. 50 Стерео зумер
5) Бинариметър(фиг. 51) е устройство от ново поколение, в което се използват диплоптични методи, насочени към формиране на бинокулярно и стереоскопично зрение. В бинариметъра се формират пространствени визуални ефекти, които възникват при дублиране на идентични изображения на базата на физиологично удвояване при свободна хаплоскопия без оптика и разделяне на зрителните полета.
Лечението с бинариметър се извършва, след като пациентът е постигнал способност за бификсация. Дизайнът на уреда предвижда възможност за лечение не само със симетрично положение на очите, но и с малки отклонения хоризонтално и вертикално.
Фиг.51. Бинариметър "Бинар"
Упражненията на уреда активират сензорно-моторните взаимодействия, като допринасят за възстановяването на бинокулярното и стереоскопичното зрение.
Използвахме бинариметър в комбинация с други методи за възстановяване на бинокулярно и стереоскопично зрение при ученици и юноши, тъй като лечението с него изисква известна доза интелигентност.
Зареждане...