Развитото стереоскопично зрение спомага за екстрасензорното възприятие. Стереоскопично зрение и методи за неговото изследване. Цветно зрение: какво е и какви са нарушенията

Способността да виждате света в обем дава на човек бинокулярно зрение. С неговите нарушения се влошава зрителната острота, възникват проблеми с ориентацията в пространството. Това се случва по различни причини. Бинокулярността може да бъде възстановена чрез апаратни и хирургични методи. Лекарят предписва и упражнения за очите.

В тази статия

Преди да започнете да обмисляте техники за възстановяване на бинокулярното зрение у дома, трябва да разберете какво е бинокулярността, как работи тази функция на зрителния апарат и какво причинява загубата на бинокулярно зрение.

Какво е бинокулярно зрение и как работи?

Бинокулярното зрение е виждане с двете очи. Нарича се още стереоскопичен и пространствен, защото ви позволява да виждате в 3D проекция. Благодарение на тази функция човек вижда обекти, като разпознава техните размери по ширина и височина, форма и разстояние между тях. И двете очи на човек получават по едно изображение, което предават на мозъка. Той комбинира тези изображения в една картина.

Ако няма бинокулярно зрение, мозъкът ще получи две различни визуални изображения, които не могат да бъдат комбинирани в едно. В резултат на това се получава диплопия - двойно виждане. Това се случва при анизометропия (силна разлика между рефракцията на дясното и лявото око), заболявания на лещата, роговицата и ретината, увреждане на нервната система и по други причини. Бинокулярното зрение е невъзможно, ако едното око не участва в процеса на зрително възприятие, какъвто е случаят с страбизма.

Развитието на бинокулярното зрение започва в детството. Още в първите месеци започват да се формират предпоставките за появата и развитието му. Първо, детето развива фоточувствителност, цветоусещане и централно зрение. С течение на времето зрителната острота се подобрява, зрителното поле се разширява. Всичко това допринася за формирането на бинокулярност. Този процес завършва до около 12-14 години. Нарушенията могат да възникнат във всяка възраст. Различни фактори могат да ги провокират.

Причини за нарушено бинокулярно зрение

Основната причина за липсата на бинокулярно зрение са некоординираните движения на очните ябълки. Това се случва поради отслабване на очните мускули или увреждане на окуломоторните мускули. Очите започват да гледат в различни посоки, зрителната ос се измества, което води до влошаване на зрителните функции на едното око. В някои случаи има пълна загуба на зрение от един от тях. Тази патология често се среща в детството и се проявява в страбизъм, най-честата форма на увреждане на бинокулярното зрение.

Има и други причини за загубата на бинокулярност. Всъщност има много от тях. Кръвоизливи в ретината, катаракта, разкъсване на ретината причиняват силно влошаване на зрителните способности на окото, а едно от условията за съществуване на стереоскопично зрение е липсата на патологии на ретината и роговицата.

По този начин загубата на бинокулярно зрение се причинява от различни патологии на тялото като цяло и на очите по-специално. Всяко заболяване, което се отразява неблагоприятно на здравето на очите и зрението, може да се превърне във фактор, който провокира нарушения на пространственото възприятие.

Възстановяване на бинокулярно зрение

Възстановяването на бинокулярността започва с лечението на патологията, довела до зрително увреждане. Само след отстраняване на причините можете да върнете стереоскопичното зрение.

Най-честата патология, при която липсва бинокулярно зрение, е страбизмът. Това офталмологично заболяване се лекува с помощта на хирургия, хардуерни методи и очна гимнастика. Хирургическата интервенция се налага само в крайни случаи, когато окото е силно изместено от нормалното си положение и не участва в процеса на зрение.

Възстановяване и обучение на бинокулярно зрение у дома

Ежедневното обучение на пространственото зрение е ключът към бързото му възстановяване. Има различни упражнения, които можете да правите сами у дома. Най-простото е упражнението с лист хартия.

лист упражнение

Ще ви е необходим лист хартия, върху който трябва да начертаете с флумастер вертикална линия с дължина 10 см и ширина 1 см. Прикрепете листа към стената на нивото на очите и се отдалечете на 1 метър от него. Погледнете линията и наклонете главата си малко надолу, продължавайки да гледате линията, докато започне да се удвоява. Следващия път вдигнете главата си нагоре и след това настрани. Необходимо е да се изпълняват такива упражнения три пъти на ден в продължение на пет минути. Предпоставка за изпълнение е добрата осветеност в помещението.

Това упражнение е най-простото по отношение на техниката. Има и други техники, свързани с фокусирането. Те също допринасят за обучението и възстановяването на бинокулярното зрение.

Упражнение "Тренировка"

Поставете някакъв предмет (лист с изображение) на стената и се отдалечете от него на разстояние 2-3 метра. След това трябва да стиснете юмрук, но в същото време показалецът трябва да бъде изпънат нагоре. Ръката е разположена на разстояние 40 см от лицето, а върхът на показалеца трябва да е на същата визуална ос като обекта на стената. Погледнете предмет през върха на пръста си. Веднага ще започне да се цепи. След това трябва да преместите фокуса от стената към пръста. В този момент визуалният обект ще започне да се удвоява. Така че можете да тренирате двете очи последователно. Именно слабото око трябва да се натоварва повече. Тренировката ще ви отнеме около 3-5 минути. Препоръчително е да го изпълнявате няколко пъти на ден. С течение на времето ще забележите, че зрителната ви острота се е подобрила.

Упражнение за фокусиране

Това ще изисква цветен предмет (всяка снимка). Първо трябва да разгледате цялата картина, след това отделните й детайли (изображението трябва да е сложно, многоцветно). След това се избира още по-малък обект. Така че, ако обектът е пеперуда, тогава първо я изследвате като цяло, след това очертайте контура с очите си, след това разгледайте крилото или неговата половина. Последният обект, върху който да го фокусирате, трябва да е с размер не повече от 0,5 см. Така постепенно ще се научите да фокусирате по-бързо и по-точно, без да натоварвате очите си.

Упражнение "Стереограма"

Чертежът на стереограмата може да бъде изтеглен от интернет и отпечатан. Това са криптирани чертежи, в които можете да видите всякакви фигури. Стереограмата трябва да бъде разположена на разстояние 30-40 см от лицето. Погледът трябва да е фокусиран сякаш зад изображението. След известно време скритата картина ще започне да се появява. След като това се случи, трябва да увеличите разстоянието между стереограмата и очите, но в същото време се опитайте да не загубите намерената картина. Следващите действия са завъртане на главата нагоре и надолу и наляво и надясно, като държите вижданото изображение. Може да не работи от първия път. С времето обаче очите ще свикнат и видимият обект ще се разпознава от различни ъгли. Стереограмите са много полезни за трениране на бинокулярност, както и за облекчаване на напрежението от зрителния апарат. Особено такова упражнение ще бъде полезно за хора, които работят на компютър. Стереограмите не могат да се разпечатват, а се гледат директно от монитора. Необходимо е само да настроите оптималната му яркост.

В допълнение към тези упражнения можете да изпълнявате обща гимнастика за очите, която помага при умора и за подобряване на зрителната острота. Има и много такива методи. Преди да ги извършите, консултирайте се с офталмолог.

Човек с бинокулярно (стереоскопично) зрение може напълно да се ориентира в пространството. Възможно е да се разграничат предмети и предмети по форма дори при наличие на монокулярно зрение. Въпреки това е възможно да се определи разстоянието между обектите само с формирано стереоскопично възприятие. Всички патологии, които водят до нарушаване на бинокулярността, трябва да бъдат лекувани навреме, особено ако се появят в детството, когато зрението се формира.

Бинокулярната функция, образувана при пациенти със съпътстващ страбизъм в процеса на ортооптично и диплоптично лечение, може да бъде повече или по-малко перфектна. Сливането на изображения на едното и второто око може да се случи само в една равнина - това е планарно бинокулярно зрение, определено чрез цветен тест, синоптофор и тест на Баголини.

Пълноценна бинокулярна функция се разглежда само в случаите, когато сливането на изображения на двете очи е придружено от възприемане на дълбочина, обем, стереоскопичност. Това е най-висшата 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 спрямо централната фовеа. Последицата от тази промяна, несъответствието, е усещането за дълбочина, стереоскопичност.

Формирането на пълноценно стереоскопично зрение, според R. Sachsenweger (1956), завършва до 8-та година от живота на детето.

R. Sachsenweger въвежда термина "стереоамавроза"- 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 е в състояние 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 при изследване с различни инструменти и на различни разстояния. Те се изразяват в милиметри или дъгови секунди.

Появата на страбизъм при дете унищожава неговото бинокулярно и стереоскопично 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 Т. П. Кащенко (1973) отбелязва зависимостта на резултатите от нивото на зрителната острота на двете очи, големината на ъгъла на страбизъм и способността за синтез. VA Khenkin (1986) допълнително отбелязва зависимостта на праговете на дълбочина на зрението от времето на страбизма, крайната зрителна острота на кривогледото око, разликата в зрителната острота на двете очи и величината на анизейконията.

Дълбокото, стереоскопично 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 толкова по-ниска е степента на анизейкония. При анизейкония 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 в тази част от децата със съпътстващ страбизъм, при които той се е формирал до известна степен преди появата на страбизъм. При вроден и рано развит страбизъм не е възможно да се възпита стереоскопично зрение.

Има специални апарати за диагностика, формиране и обучение на стереоскопично зрение.

1) Класическото устройство за оценка на реалното дълбочинно зрение остава устройството с три игли на Howard-Dolman (фиг. 47).
Състои се от прът с дължина 50 см, върху който са поставени три игли за плетене. Два от тях са фиксирани отстрани на пръта, а третият, среден, е подвижен. В единия край на пръта са направени хоризонтални процепи за очите. Между очите и спиците е монтирана диафрагма под формата на хоризонтален процеп, който не позволява на пациента да вижда върховете и основите на спиците. Средната спица се движи напред-назад.
Пациентът трябва да определи дали е пред двете спици или отзад и накрая да инсталира и трите спици във фронталната равнина, като хване момента, когато изместената спица стане равна на фиксираните. Това разстояние между подвижните и неподвижните спици определя прага на зрение в дълбочина.

Монографията на R. Sachsenweger "Аномалии на стереоскопичното зрение при страбизъм и тяхното лечение" (1963) описва много устройства, използвани за диагностика и обучение на стереоскопично 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 плочи 3 и 4. Те се осветяват от електрическа крушка 2, поставена зад тях. На двете плочи са залепени малки кръгли точки. На плоча 3 те са подредени без определен ред, а на плоча 4 образуват очертанията на фигура. Когато чиниите стоят точно една до друга, фигурата не може да се различи. С увеличаването на разстоянието между тях фигурата, в зависимост от пространствения праг, рано или късно започва да се различава.

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 слотове, в които се поставят всякакви шаблони, както и цветни и неутрални филтри.

Изследването се извършва на тъмно, като размерът на светлия обект, неговата яркост и цвят често се променят. Пациентът трябва да определи кой от обектите е по-близо и кой по-далеч, да постави обектите в една фронтална равнина, да ги разпредели равномерно в дълбочина и т.н.

4) (фиг.50). Основата на устройството е телеен контур, стоящ вертикално в средната равнина, вътре в който пациентът трябва да държи метален молив, без да докосва жицата. Докосването на молива до жицата 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 променя с помощта на фиксиращия винт. Устройството развива остротата на зрението в дълбочина, като зрителните стимули се комбинират с проприоцептивните. Без дълбока зрителна острота, например при използване на едно око, упражнението не може да се изпълни дори след дълга тренировка.

Ориз. 50 Стерео зумер

5) Бинариметър(Фиг.51) е устройство от ново поколение, което използва 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 зрителни полета.

Лечението на бинариметър се извършва, след като пациентът е достигнал способността за бификсация. Дизайнът на устройството 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, допринасяйки 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 определена интелигентност.

30-09-2011, 10:29

Описание

Corpus callosum е мощен сноп от миелинизирани влакна, който свързва двете полукълба на мозъка. Стереоскопичното зрение (stereopsis) 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 да се включат и двете теми 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 кръстосани и некръстосани влакна на зрителния нерв в хиазмата.

corpus callosum

Корпус калозум (на латински corpus callosum) е най-големият сноп от нервни влакна в цялата нервна система. По приблизителна оценка в него има около 200 милиона аксона. Истинският брой на влакната вероятно е дори по-висок, тъй като дадената оценка се основава на конвенционална светлинна микроскопия, а не на електронна микроскопия.

Това число е несравнимо 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 т.нар 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 също понякога се нарича голямата комисура на мозъка.

До около 1950 г. ролята на corpus callosum беше напълно неизвестна. В редки случаи има вродена липса ( аплазия) corpus callosum. Тази формация може да бъде частично или напълно изрязана и по време на неврохирургична операция, която се прави умишлено - в някои случаи при лечение на епилепсия (за да не може конвулсивният разряд, който се появява в едното полукълбо на мозъка, да се разпространи в другото полукълбо), при други случаи, за да стигнете отгоре до дълбоко разположен тумор (ако например туморът се намира в хипофизната жлеза). Според наблюденията на невропатолози и психиатри след такива операции не се появяват психични разстройства. Някой дори е предположил (макар и не сериозно), че единствената функция на corpus callosum е да държи двете полукълба на мозъка заедно. До 50-те години на миналия век се знаеше малко за подробностите за разпределението на връзките в corpus callosum. Беше очевидно, че corpus callosum свързва двете полукълба и въз основа на данни, получени чрез доста груби неврофизиологични методи, се смяташе, че в стриаталния кортекс влакната на corpus callosum свързват точно симетрични области на двете полукълба.

През 1955 г. Роналд Майерс, завършил студент на психолога Роджър Спери от Чикагския университет, проведе първия експеримент, който разкри някои от функциите на този огромен фиброзен тракт. Майърс обучи котки, поставени в кутия с два екрана, разположени един до друг, върху които могат да се проектират различни изображения, като кръг на един екран и квадрат на друг. Котката беше обучена да поставя носа си върху екрана с изображение на кръг и да игнорира другия - с изображение на квадрат. Правилните отговори бяха подсилени с храна, а котките бяха леко наказани за грешни отговори - включи се силен звънец и котката не беше грубо, а решително отдръпната от екрана. С този метод, в няколко хиляди повторения, котката може да бъде доведена до ниво на надеждна дискриминация на фигури. (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 обучен незабавно, като му дадете устни инструкции. Тази разлика изглежда малко странна - в крайна сметка котката има мозък много пъти по-голям от гълъб.)

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 в такава задача като избор на триъгълник или квадрат е извършено само с едно отворено око - лявото, а при проверка лявото око е затворено и дясното око е отворено, тогава точността дискриминацията остана същата. Това не ни изненадва, защото ние сами можем лесно да разрешим подобен проблем. Лесното решаване на такива проблеми е разбираемо, 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. Майерс създаде по-интересна ситуация, като направи надлъжен разрез на хиазмата в средната линия. Така той преряза кръстосващите се влакна и запази непокътнати непокътнати (тази операция изисква известно умение от хирурга). В резултат на такова разрязване лявото око на животното се оказа свързано само с лявото полукълбо, а дясното око - само с дясното.

Идея за експериментбеше да обучавам котката, използвайки лявото око, а на „изпита“ да адресирам стимула към дясното око. Ако котката може да реши проблема правилно, тогава това ще означава, че необходимата информация се предава от лявото полукълбо в дясно по единствения известен път - през corpus callosum. Така че 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 още успешно решават проблема. Накрая Майерс повторил експеримента върху животни, при които хиазмата и корпус калозумът били предварително изрязани. Този път котките не решиха проблема. По този начин Майерс емпирично установява, че corpus callosum наистина изпълнява някаква функция (въпреки че едва ли някой може да си помисли, че съществува само за да могат отделни хора или животни с изрязана оптична хиазма да изпълняват определени задачи, използвайки 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 извършено няколко години след експериментите на Майерс от Д. Витеридж, който тогава работи в Единбург. Уитеридж разсъждаваше, че няма голям смисъл да има снопове от нервни влакна, свързващи хомоложни огледално-симетрични участъци от полета 17. Наистина, няма причина за 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 предположенията си, Уитеридж преряза оптичния тракт от дясната страна на мозъка зад хиазмата и по този начин блокира входните сигнали да навлязат в десния тилен лоб; но това, разбира се, не изключва предаването на сигнали там от левия тилен дял през corpus callosum (фиг. 100).

Тогава Whitteridge започна да включва светлинния стимул и да записва електрическа 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 областта, получаваща входни сигнали от дълга, тясна вертикална ивица в средата на зрителното поле: когато се стимулира с малки петна от светлина, отговорите се появиха само когато светлината мигаше на или близо до вертикалната средна линия. Ако кората на противоположното полукълбо се охлади, като по този начин временно се потисне нейната функция, реакциите спират; охлаждането на corpus callosum също доведе до това. Тогава стана ясно, че corpus callosum не може да свързва цялото поле 17 на лявото полукълбо с цялото поле 17 на дясното полукълбо, а само свързва малки участъци 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 една част 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 към кортекса 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 в крайна сметка трябва да доведе до факта, че всяко полукълбо ще получава сигнали от области, малко по-големи от половината от зрителното поле. С други думи, поради връзките през corpus callosum, ще има припокриване на хемиполетата, проектирани в двете хемисфери. Точно това открихме. С помощта на два електрода, вкарани в кортикалната област на границата на полета 17 и 18 във всяко от полукълбата, често успяхме да регистрираме активността на клетки, 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 можехме да активираме с визуални стимули, реагираха точно по същия начин като обикновените неврони от поле 17, т.е. проявяваха свойствата както на прости, така и на сложни клетки, селективно чувствителни към ориентацията на стимула и обикновено реагиращи на стимулира и двете очи. Във всички тези случаи рецептивните полета са разположени много близо до средния вертикал 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 J. Berlucchi и J. Rizzolatti от Пиза, извършена през 1968 г. Чрез разрязване на оптичната хиазма по средната линия те записаха отговорите в поле 17 близо до границата с поле 18, търсейки тези 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 (чрез LNT), така и от лявото око и лявото полукълбо през corpus callosum. Както се оказа, рецептивното поле на всяка бинокулярна клетка улавя средния вертикал 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. Други свойства на клетката, изследвани в този експеримент, включително ориентационната селективност, се оказаха идентични (фиг. 102).

Получените резултати ясно показаха, че corpus callosum свързва клетките една с друга по такъв начин, че техните рецептивни полета могат да отиват 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 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, естественият 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 елиминира забавянето на предаването на сигнали по такъв дълъг път (около 12-15 сантиметра в човек), е необходимо да се увеличи скоростта на предаване чрез осигуряване на влакната с миелинова обвивка. Разбира се, всъщност нищо подобно не се е случило в процеса на еволюцията; много преди да възникне кората, мозъкът вече е имал две отделни полукълба.

Експериментът на Берлука и Рицолати според мен даде едно от най-ярките потвърждения на 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 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 реагират на краищата на линиите, както и сложност).

Всяка от клетките в зрителния кортекс, които имат връзки през corpus callosum, трябва да получи информация от клетки в другото полукълбо с абсолютно същите свойства. Знаем много факти, сочещи селективността на съединенията в нервната система, но смятам, че този пример е най-ярък и убедителен.

Аксоните, обсъдени по-гореклетките на зрителната кора съставляват само малка част от всички влакна на corpus callosum. В соматосензорния кортекс бяха проведени експерименти с използване на аксонен транспорт, подобно на описаното в предишните глави с инжектиране на радиоактивна аминокиселина в окото. Техните резултати показват, че corpus callosum по подобен начин свързва тези 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 проекции на крайниците.

Всяка област на кората е свързана с няколко или дори много други области на кората на същото полукълбо. Например първичната зрителна кора е свързана с област 18 (зрителна зона 2), с медиалната темпорална област (МТ 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 чрез предната комисура.

Следователно можем да разгледаме тези комиссураленвръзки 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 речеви зони, разположени в лявото полукълбо (т.е. , може би и не съвсем вярно, тъй като съм левичар); информацията, идваща от лявата половина на зрителното поле или от лявата ръка, се предава на дясното ми полукълбо; след това съответните сигнали трябва да бъдат предадени през corpus callosum към речевия кортекс на другото полукълбо, за да мога да кажа нещо за моите усещания. В поредица от работи, започнали в началото на 60-те години на миналия век, Р. Спери (сега работещ в Калифорнийския технологичен институт) и колегите му показаха, че човек с разрязан корпус калозум (за лечение на епилепсия) губи способността да говори за тези събития, информацията за които постъпва 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 зрителни физиолози) дори не знаят за неговото съществуване. 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 стереопсисния механизъм.

Изображенията върху ретината са двуизмернидокато виждаме света в три измерения. Очевидно е, че способността за определяне на разстоянието до обектите е важна както за хората, така и за животните. По същия начин, възприемането на триизмерната форма на обектите означава преценка на относителната дълбочина. Помислете за прост пример за кръгъл предмет. Ако е наклонен спрямо линията на зрението, изображението му върху ретината ще бъде елипсовидно, но обикновено 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 да бъдат споменавани. Все пак ще ги спомена. Ако приблизителният размер на обект е известен, например в случай на обекти като човек, дърво или котка, тогава можем да преценим разстоянието до него (въпреки че има риск да сгрешим, ако срещнем джудже, бонсай или лъв). Ако един обект е разположен пред другия и частично го закрива, тогава възприемаме предния обект като по-близо. Ако вземем проекция на успоредни линии, например железопътни линии, отиващи в далечината, тогава в проекцията те ще се сближат. Това е пример за перспектива - много ефективна мярка за дълбочина.

Изпъкналият участък на стената изглежда по-светъл в горната си част, ако източникът на светлина е разположен по-високо (обикновено източниците на светлина са отгоре), а вдлъбнатината в повърхността й, 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 движение - видимото относително изместване на близки и по-далечни обекти, ако наблюдателят движи главата си наляво и надясно или нагоре и надолу. Ако някакъв твърд обект се завърти, дори под малък ъгъл, веднага се разкрива неговата триизмерна форма. Ако фокусираме лещата на окото си върху близък обект, тогава по-отдалеченият 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 съберете или разпръснете(извършване на конвергенция или дивергенция), тогава две изображения на обект могат да бъдат събрани и задържани в тази позиция. По този начин, чрез контролиране или на лещата, или на позицията на очите, човек може да оцени разстоянието до даден обект. Конструкциите на редица далекомери се основават на тези принципи. С изключение на конвергенцията и дивергенцията, всички останали мерки за разстояние, изброени досега, са монокулярни. Най-важният механизъм за възприемане на дълбочина, стереопсисът, зависи от споделянето на две очи.

Когато гледате каквато и да е триизмерна сцена, двете очи формират малко по-различни изображения върху ретината. Лесно можете да се убедите в това, ако погледнете право напред и бързо движите главата си от едната страна на другата с около 10 см или бързо затворете едното или другото око. Ако имате плосък предмет пред себе си, няма да забележите голяма разлика. Ако обаче сцената включва обекти на различни разстояния от вас, ще забележите значителни промени в картината. По време на стереопсис мозъкът сравнява изображения на една и съща сцена на две ретини и оценява относителната дълбочина с голяма точност.

Да предположим сега, че Q е друга точка в пространството, която изглежда на наблюдателя разположена на същата дълбочина като P. Нека Qlh Qr са изображенията на точката Q върху ретината на лявото и дясното око. В този случай точките QL и QR се наричат съответни точки на двете ретини. Очевидно е, че ще съответстват две точки, съвпадащи с централните ямки на ретината. От геометрични съображения също така е ясно, че точката Q", оценена от наблюдателя като разположена по-близо от Q, ще даде две проекции върху ретината - и Q" R - в несъответстващи точки, разположени по-далеч една от друга, отколкото ако тези точки бяха съответстваща (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.

Казаното 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 се намира по-далеч или по-близо до точката P. Нека въведем още едно определение. Всички точки, които подобно на точка Q (и, разбира се, точка P) се възприемат като равноотдалечени, лежат на хороптер - повърхност, преминаваща през точки P и Q, чиято форма се различава както от равнина, така и от сфера и зависи върху способността ни да оценяваме разстоянието, т.е. от нашия мозък. Разстоянията от фовеята F до проекциите на точката Q (QL и QR) са близки, но не равни. Ако 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 на ретината), а вертикално не надвишава няколко дъгови минути, тогава визуално ще възприемаме една точка в пространството, разположена по-близо от тази, която фиксираме. Ако разстоянията между проекциите на дадена точка не са повече, а по-малки от тези между съответните точки, тогава тази точка ще изглежда разположена 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 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 C. Wheatstone (който също изобретява устройството, известно в електротехниката като "моста на Wheatstone").

Изглежда почти невероятно, че преди това откритие никой не е осъзнавал, че наличието на фини разлики в изображенията, проектирани върху ретината на двете очи, може да доведе до ясно впечатление за дълбочина. Този стерео ефектдемонстрира се 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 различно от всяко око - с лявото око виждаме лявата й страна малко по-далеч, а с дясното око - дясната. Освен това 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 бъдат специално проектирани върху ретината 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 едно спрямо друго в хоризонтална посока - раздалечени или обратно, са близо една до друга (освен ако това отместване е по-голямо от около 2° и вертикалното отместване е близо до нула). Това, разбира се, съответства на геометрични отношения: ако даден обект е разположен по-близо или по-далеч по отношение на определена референтна точка на разстояние, тогава неговите проекции върху ретината ще бъдат раздалечени или приближени 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 в продължение на около половин век, че почти всеки дом имаше такъв. Същият принцип е в основата на стерео филмите, които сега гледаме, използвайки специални полароидни очила за това. В оригиналния дизайн на стереоскопа, наблюдателят гледаше две изображения, поставени в кутия, използвайки две огледала, които бяха разположени така, че всяко око виждаше само едно изображение. Сега често за удобство се използват призми и фокусиращи лещи. Двете изображения са идентични по всякакъв начин, с изключение на малки хоризонтални отмествания, които създават впечатление за дълбочина. Всеки може да създаде снимка, подходяща за използване в стереоскоп, като избере фиксиран обект (или сцена), направи снимка, след което премести камерата 5 сантиметра надясно или наляво и направи втора снимка.

Не всеки има способността да възприема дълбочината със стереоскоп. Можете лесно да проверите своя стереопсис сами, ако използвате стереодвойките, показани на фиг. 105 и 106.

Ако имате стереоскоп, можете да направите копия на стерео двойките, показани тук, и да ги поставите в стереоскопа. Можете също така да поставите тънко парче картон перпендикулярно между две изображения от една и съща стереодвойка 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 движите очите си навътре и навън с пръста си, като го поставите между очите и стерео двойката и го преместите напред или назад, докато изображенията се слеят, след което (това е най-трудното) можете да разгледате обединеното изображение , опитвайки се да не го разделя на две. Ако успеете, тогава видимите дълбочини ще бъдат противоположни на тези, възприемани при използване на стереоскоп.

Дори и да не успеете да повторите преживяването с възприятие за дълбочинаНезависимо дали е така, защото нямате стереоскоп или защото не можете произволно да местите осите на очите си навътре и навън, все още можете да разберете същината на въпроса, въпреки че няма да се насладите на стерео ефекта.

В горната стереодвойка на фиг. 105 в две квадратни рамки има малък кръг, единият от които е изместен леко вляво от центъра, а другият е леко вдясно. Ако разгледате тази стереодвойка с две очи, използвайки стереоскоп или друг метод за подравняване на изображението, ще видите кръг не в равнината на листа, а пред него на разстояние около 2,5 см. Ако вземете предвид и долна 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, както ако кръгът действително е пред или зад равнината на рамката.

През 1960 г. Бела Юлешот Bell Telephone Laboratories, излезе с много полезна и елегантна техника за демонстриране на стерео ефекта. Изображението, показано на фиг. 107 на пръв поглед изглежда хомогенна произволна мозайка от малки триъгълници.

Така е, само дето 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 ефектът.) Ако размените парчетата целофан, ще се получи инверсия в дълбочина. 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. Стереопсисът обаче 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. Стерео ефектът се определя от един прост геометричен факт - ако един обект е по-близо от точката на фиксиране, то двете му проекции върху ретината са по-далече една от друга от съответните точки.

4. Основният извод въз основа на резултатите от експериментите с изследваните лица е следният: обект, чиито проекции върху ретината на дясното и лявото око попадат върху съответните точки, се възприема като разположен на същото разстояние от очите като точката на фиксация; ако проекциите на този обект се раздалечат в сравнение със съответните точки, обектът изглежда разположен по-близо до точката на фиксиране; ако, напротив, те са близо, обектът изглежда е разположен по-далеч от точката на фиксиране.

5. При хоризонтално изместване на проекцията с повече от 2° или вертикално изместване с 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 реакции се определят конкретно от относителното хоризонтално изместване на изображенията върху ретините на двете очи? Нека първо да видим как реагират клетките на по-ниските нива на зрителната система, когато 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 латералното геникуларно тяло, в които 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 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 реакциите на тези клетки очевидно зависят малко от относителното положение на проекциите на стимула върху ретината на двете очи. Помислете за типична сложна клетка, която реагира с непрекъснат разряд на движението на стимулна лента през нейното възприемащо поле в едното или другото око. При едновременна стимулация на двете очи честотата на разрядите на тази клетка е по-висока, отколкото при стимулация на едното око, но обикновено за реакцията на такава клетка е без значение дали в даден момент проекциите на стимула засягат точно същите области на двете рецептивни полета.

Най-добрият отговор се записва, когато тези проекции влизат и излизат от съответните възприемчиви полета на двете очи приблизително по едно и също време; но не е толкова важно коя от проекциите е малко по-напред от другата. На фиг. 108 показва характеристична крива на отговор (напр. общ брой импулси в отговор на преминаване на стимул през рецептивното поле) спрямо разликата в позицията на стимула върху двете ретини. Тази крива е много близка до хоризонтална права линия, от която става ясно, че относителната позиция на стимулите върху двете ретини не е много значима.

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 относителната позиция на двата стимула върху двете ретини, т.е. чувствителни към дълбочина.

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 възприемащо поле. Следователно клетката реагира тогава 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 типа, наречени далечни клеткии близо до клетките, много рязко променят интензивността на отговорите си в точката на нулево несъответствие или близо до него. Неврони и от трите вида (клетки, настроен на несъответствие) бяха намерени 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 към колоните на доминиране на очите. Тези клетки са силно чувствителни към разстоянието на обекта от очите, което се кодира като относителната позиция 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 от горните слоеве на кората, но имат допълнително свойство - чувствителност към дълбочина. В допълнение, тези клетки реагират добре на движещи се стимули и понякога на краищата на линиите.

J. Poggio от Johns Hopkins School of Medicine записва реакциите на такива клетки в поле 17 на будна маймуна с имплантирани електроди, която преди това е била обучена да фиксира погледа на определен обект. При анестезирани маймуни такива клетки също бяха открити в кората, но те бяха рядкост в поле 17 и много често в поле 18. Ще бъда изключително изненадан, ако се окаже, че животните и хората могат да определят стереоскопично разстоянията до обекти, използвайки само три описани по-горе типа клетки - настроени на нулево несъответствие, "близо" и "далеч". По-скоро очаквам да намеря пълен набор от клетки за всички възможни дълбочини. При будни маймуни Поджо също се натъкна на тясно настроени клетки, които реагираха най-добре не на нулево несъответствие, а на малки отклонения от него; Очевидно кортексът 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 разбираме 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 се извършва в зрителната система по напълно неразбираеми начини. Мога да дам много примери от този род, но ще се огранича с два.

На примера на стереодвойки, показан на фиг. 105, видяхме, че придвижването 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 сега, че извършваме и двете операции едновременно, за което поставяме 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 друг вариант: ще видим само два кръга, разположени един до друг в равнината на фиксиране. Факт е, че тези две пространствени ситуации съответстват на едни и същи изображения върху 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 символи x, да речем, шест знака в низ. Когато се гледа през стереоскоп, човек може по принцип да възприеме всяка една 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 стереодвойка 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 триизмерна сцена, която включва множество клони с различни размери, разположени на различни разстояния от нас. Вярно е, че физиологичните данни показват, че задачата може да не е толкова трудна, тъй като е вероятно различните клонове да имат различни ориентации и ние вече знаем, че клетките, участващи в стереопсиса, винаги са селективни по отношение на ориентацията.

Вторият пример за непредсказуемостта на бинокулярните ефекти,свързана със стереопсиса е така наречената борба на зрителните полета, която също споменаваме в раздела за страбизма (гл. 9). Ако върху ретината на дясното и лявото око се създават много различни изображения, тогава често едно от тях престава да се възприема. Ако погледнете с лявото си око мрежа от вертикални линии и с дясното си око мрежа от хоризонтални линии (фиг. 112; можете да използвате стереоскоп или конвергенция на очите), тогава човек би очаквал, че ще видите мрежа от пресичащи се линии.

В действителност обаче е почти невъзможно да видите и двата набора линии едновременно. Вижда се едното или другото и всяко от тях е само за няколко секунди, след което изчезва и се появява друго. Понякога можете също така да видите мозайка от тези две изображения, в която отделни хомогенни области ще се движат, сливат или разделят и ориентацията на линиите в тях ще се променя (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 " потискамние използваме тук просто като друго описание на същия феномен: всъщност ние не знаем как възниква такова потискане и на какво ниво на централната нервна система се случва. Струва ми се, че мозаечният характер на възприеманото изображение в борбата на зрителните полета предполага, че „вземането на решение“ в този процес се случва на доста ранен етап от обработката на визуална информация, може би в поле 17 или 18. (Аз радвам се, че не е необходимо да защитавам това предположение.)

Феноменът на борбата на 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 изображенията - напълно, когато например гледаме през микроскоп с другото отворено око, или частично, или временно, както в горния пример. Вниманието играе важна роля в ситуацията с микроскопа, но невронните механизми, стоящи в основата на това изместване на вниманието, също са неизвестни.

Можете да видите друг пример за борбата на зрителните полета, ако просто погледнете 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) отбелязват преходи от общ червеникав тон към зеленикав и обратно, но без жълтия цвят, който се получава от обичайното смесване на червена светлина със зелено.

стерео слепота

Ако човек е сляп с едното око, тогава е очевидно, че той няма да има стереоскопично зрение.Той 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 ученика (използвайки полароиди и поляризирана светлина), обикновено се оказва, че четири или пет от тях не могат да постигнат стерео ефект.

Често това изненадва самите тях, тъй като в ежедневните условия не изпитват никакви неудобства. Последното може да изглежда странно за всеки, който в името на експеримента се е опитал да кара кола с едно затворено око. Очевидно липсата на стереопсис е доста добре компенсирана от използването на други признаци за дълбочина, като паралакс на движение, перспектива, частично закриване на едни обекти от други и т.н. В глава 9 ще разгледаме случаи на вроден страбизъм, когато очите работят непоследователно дълго време. Това може да доведе до прекъсване на връзките в кората, които осигуряват бинокулярно взаимодействие, и в резултат на това до загуба на стереопсис. Страбизмът не е необичайно 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 със стереоскопичното зрение, ще се възползвам от възможността да кажа нещо за връзката между двете. Опитайте се да си зададете въпроса: какви стереопсисни нарушения могат да се очакват при човек с разрязан corpus callosum? Отговорът на този въпрос е ясен от диаграмата, показана на фиг. 113.

Ако човек фиксира точка P с поглед, тогава проекциите на точка Q, разположени 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 на лявото полукълбо, а Qr проекцията - на дясното полукълбо. За да видите, че точката Q 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 е унищожен, човекът ще бъде стереосляп в областта, защрихована на фигурата. През 1970 г. Д. Мичъл и К. Блейкмор от Калифорнийския университет в Бъркли изследват стереоскопичното зрение при един човек с разрязан corpus callosum и получават точно резултата, предвиден по-горе.

Вторият въпрос, тясно свързан с първия, е какъв вид стереопсис ще възникне, ако оптичната хиазма се среже по средната линия (което R. Myers направи на 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 в областта на носа на ретината, т.е. идващи от темпоралната част на зрителното поле.

Следователно няма да има стереопсис в областта на пространството, оцветен по-светло, където обикновено присъства. Страничните зони извън тази област обикновено са достъпни само за едно око, така че тук няма стереопсис дори при нормални условия и след пресичане на хиазмата те ще бъдат зони на слепота (на фигурата това е показано в по-тъмен цвят). В зоната зад точката на фиксиране, където темпоралните 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 увредено. Въпреки това K. Blakemore намери пациент с пълно разрязване на хиазмата по средната линия (този пациент, като дете, получи фрактура на черепа по време на каране на велосипед, което очевидно доведе до надлъжно разкъсване на хиазмата). При тестването беше установено, че той има точно комбинацията от зрителни дефекти, които току-що хипотетично описахме.

Статия от книгата: .

Книгата на известния американски неврофизиолог, носител на Нобелова награда, обобщава съвременните представи за това как са подредени невронните структури на зрителната система, включително кората на главния мозък, и как обработват визуална информация. С високо научно ниво на изложение, книгата е написана на прост, ясен език, красиво илюстрирана. Може да служи като учебник по физиология на зрението и зрителното възприятие.

За студенти от биологични и медицински университети, неврофизиолози, офталмолози, психолози, специалисти по компютърни технологии и изкуствен интелект.

Книга:

<<< Назад

Напред >>>

Изображенията върху ретината са двуизмерни, но ние виждаме света в три измерения. Очевидно е, че способността за определяне на разстоянието до обектите е важна както за хората, така и за животните. По същия начин, възприемането на триизмерната форма на обектите означава преценка на относителната дълбочина. Помислете за прост пример за кръгъл предмет. Ако е наклонен спрямо линията на зрението, изображението му върху ретината ще бъде елипсовидно, но обикновено 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 да бъдат споменавани. Все пак ще ги спомена. Ако приблизителният размер на обект е известен, например в случай на обекти като човек, дърво или котка, тогава можем да преценим разстоянието до него (въпреки че има риск да сгрешим, ако срещнем джудже, бонсай или лъв). Ако един обект е разположен пред другия и частично го закрива, тогава възприемаме предния обект като по-близо. Ако вземем проекция на успоредни линии, например железопътни линии, отиващи в далечината, тогава в проекцията те ще се сближат. Това е пример за перспектива - много ефективна мярка за дълбочина. Изпъкналият участък на стената изглежда по-светъл в горната си част, ако източникът на светлина е разположен по-високо (обикновено източниците на светлина са отгоре), а вдлъбнатината в повърхността й, 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 показател за разстоянието е паралакс на движение- видимото относително изместване на близки и по-далечни обекти, ако наблюдателят движи главата си наляво и надясно или нагоре и надолу. Ако някакъв твърд обект се завърти, дори под малък ъгъл, веднага се разкрива неговата триизмерна форма. Ако фокусираме лещата на окото си върху близък обект, тогава по-отдалеченият обект ще бъде извън фокус; по този начин се променя формата на лещата, т.е. чрез промяна на акомодацията на окото (вижте глави 2 и 6), ние сме в състояние да оценим разстоянието до обектите. Ако промените относителната посока на осите на двете очи, като ги съберете или раздалечите (извършвайки конвергенция или дивергенция), тогава можете да съберете две изображения на обект и да ги задържите в това положение. По този начин, чрез контролиране или на лещата, или на позицията на очите, човек може да оцени разстоянието до даден обект. Конструкциите на редица далекомери се основават на тези принципи. С изключение на конвергенцията и дивергенцията, всички останали мерки за разстояние, изброени досега, са монокулярни. Най-важният механизъм за възприемане на дълбочина, стереопсисът, зависи от споделянето на две очи. Когато гледате каквато и да е триизмерна сцена, двете очи формират малко по-различни изображения върху ретината. Лесно можете да се убедите в това, ако погледнете право напред и бързо движите главата си от едната страна на другата с около 10 см или бързо затворете едното или другото око. Ако имате плосък предмет пред себе си, няма да забележите голяма разлика. Ако обаче сцената включва обекти на различни разстояния от вас, ще забележите значителни промени в картината. По време на стереопсис мозъкът сравнява изображения на една и съща сцена на две ретини и оценява относителната дълбочина с голяма точност.

Да предположим, че наблюдателят фиксира с поглед определена точка P. Това твърдение е еквивалентно на това, че казваме: очите са насочени по такъв начин, че образите 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 като разположена на същата дълбочина като P. Нека Q L и Q R са изображенията на точка Q върху ретината на лявото и дясното око. В този случай точките Q L и Q R се наричат съответни точкидве ретини. Очевидно е, че ще съответстват две точки, съвпадащи с централните ямки на ретината. Също така е ясно от геометрични съображения, че точката Q", оценена от наблюдателя като разположена по-близо от Q, ще даде две проекции върху ретината - Q "L и Q" R - в несъответстващи точки, разположени по-далеч една от друга, отколкото в случай, ако тези точки съответстват (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 към друга от съответните точки. казаното по-горе за съответните точки са отчасти определения 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 се намира по-далеч или по-близо до точката P. Нека въведем друго определение. Всички точки , които, подобно на точка Q (и, разбира се, точка P), се възприемат като равноотдалечени, лежат на horoptera- повърхност, минаваща през точките P и Q, чиято форма се различава както от равнина, така и от сфера и зависи от способността ни да оценяваме разстоянието, т.е. от нашия мозък. Разстоянията от фовеята F до проекциите на точката Q (Q L и Q R) са близки, но не равни. Ако винаги бяха равни, тогава линията на пресичане на хороптера с хоризонталната равнина би била кръг.

Ориз. 103. Наляво:ако наблюдателят гледа точка P, тогава две от нейните изображения (проекции) попадат върху централните ями на две очи (точка F). Q - точка, която според наблюдателя е на същото разстояние от него като P. В този случай казваме, че две проекции на точката Q (Q L и Q R) попадат в съответните точки на ретините. (Повърхност, съставена от всички точки Q, които изглеждат на същото разстояние от наблюдателя, същото като точка P, се нарича хороптер, преминаващ през точка P). На дясно:ако точката Q "е по-близо до наблюдателя от Q, тогава нейните проекции върху ретините (Q" L и Q "R) ще бъдат по-далеч една от друга хоризонтално, отколкото ако бяха в съответните точки. Ако точката Q" беше по-далеч, тогава проекциите Q "L" и Q "R биха били изместени хоризонтално по-близо една до друга.

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 няколко Повече ▼,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 на ретината), а вертикално не надвишава няколко дъгови минути, тогава визуално ще възприемаме една точка в пространството, разположена по-близо от тази, която фиксираме. Ако разстоянията между проекциите на точката не са по-големи, а по-малко,отколкото между съответните точки, тогава тази точка ще изглежда разположена 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 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 C. Wheatstone (който също изобретява устройството, известно в електротехниката като "моста на Wheatstone").

Изглежда почти невероятно, че преди това откритие никой не е осъзнавал, че наличието на фини разлики в изображенията, проектирани върху ретината на двете очи, може да доведе до ясно впечатление за дълбочина. Такъв стерео ефект може да бъде демонстриран за няколко минути от всеки, 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 различно от всяко око - с лявото око виждаме лявата й страна малко по-далеч, а с дясното око - дясната. Освен това 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 бъдат специално проектирани върху ретината на две очи.

Важен физиологичен факт е, че усещането за дълбочина (т.е. способността за "директно" виждане, един или друг 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. - се раздалечават или, обратно, са близо едно до друго (освен ако това изместване не надвишава около 2°, а вертикалното изместване е близо до нула). Това, разбира се, съответства на геометрични отношения: ако даден обект е разположен по-близо или по-далеч по отношение на определена референтна точка на разстояние, тогава неговите проекции върху ретината ще бъдат раздалечени или приближени хоризонтално, докато няма да има значително вертикално изместване на изображения.

Не всеки има способността да възприема дълбочината със стереоскоп. Можете лесно да проверите своя стереопсис сами, ако използвате стереодвойките, показани на фиг. 105 и 106. Ако имате стереоскоп, можете да направите копия на стерео двойките, показани тук, и да ги поставите в стереоскопа. Можете също така да поставите тънко парче картон перпендикулярно между две изображения от една и съща стереодвойка 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 движите очите си навътре и навън с пръста си, като го поставите между очите и стерео двойката и го преместите напред или назад, докато изображенията се слеят, след което (това е най-трудното) можете да разгледате обединеното изображение , опитвайки се да не го разделя на две. Ако успеете, тогава видимите дълбочини ще бъдат противоположни на тези, възприемани при използване на стереоскоп.

Ориз. 104. НО.Стереоскоп на Уитстоун. б.Диаграма на стереоскопа на Уитстоун, съставена от самия него. Наблюдателят седи пред две огледала (A и A"), поставени под ъгъл 40° спрямо посоката на погледа му, и гледа две картини, комбинирани в зрителното поле - E (с дясното око) и E “ (с лявото око). В по-проста версия, създадена по-късно, две картини са поставени една до друга, така че разстоянието между центровете им да е приблизително равно на разстоянието между очите. Двете призми отклоняват посоката на погледа, така че при правилна конвергенция лявото око вижда лявото изображение, а дясното око вижда дясното изображение. Вие сами можете да опитате да се справите без стереоскоп, като си представите, че гледате много далечен обект с очи, чиито оси са разположени успоредно една на друга. Тогава лявото око ще гледа лявото изображение, а дясното око ще гледа дясното.

Дори и да не успеете да повторите опита с възприемането на дълбочина - дали защото нямате стереоскоп, или защото не можете произволно да движите осите на очите заедно - пак ще можете да разберете същността на въпроса, въпреки че ще не получавате стерео удоволствие.

В горната стереодвойка на фиг. 105 в две квадратни рамки има малък кръг, единият от които е изместен леко вляво от центъра, а другият е леко вдясно. Ако разгледате тази стереодвойка с две очи, използвайки стереоскоп или друг метод за подравняване на изображението, ще видите кръг не в равнината на листа, а пред него на разстояние около 2,5 см. Ако вземете предвид и долна 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, както ако кръгът наистина лиразположени пред или зад равнината на рамката.

Ориз. 105. Ако горната стерео двойка се вмъкне в стереоскопа, тогава кръгът ще изглежда пред равнината на рамката. В долната стереодвойка тя ще бъде разположена зад равнината на рамката. (Можете да направите този експеримент без стереоскоп, чрез сближаване или разминаване на очите; сближаването е по-лесно за повечето хора. За да улесните нещата, можете да вземете парче картон и да го поставите между две изображения на стерео двойка. Първо , това упражнение може да ви се стори трудно и досадно; не бъдете ревностни в началото При сближаване на очите на горната стереодвойка кръгът ще се вижда по-далеч от равнината, а на долната - по-близо).

През 1960 г. Бела Джулс от Bell Telephone Laboratories излезе с много полезна и елегантна техника за демонстриране на стерео ефекта. Изображението, показано на фиг. 107 на пръв поглед изглежда хомогенна произволна мозайка от малки триъгълници. Така е, само дето 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 ефектът.) Ако размените парчетата целофан, ще се получи инверсия в дълбочина. 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.

Ориз. 106. Още една стерео двойка.

Обобщавайки, можем да кажем, че способността ни да възприемаме стерео ефекта зависи от пет условия:

Ориз. 107. За да се извика това изображение анаглиф,Бела Жул за първи път изгради две системи от произволно разположени малки триъгълници; те се различаваха само по това, че 1) едната система имаше червени триъгълници на бял фон, докато другата имаше зелени триъгълници на бял фон; 2) в рамките на голямата триъгълна зона (близо до центъра на фигурата), всички зелени триъгълници са малко изместени наляво в сравнение с червените. След това двете системи се подравняват, но с леко изместване, за да не се застъпват самите триъгълници. Ако полученото изображение се гледа през зелен целофанов филтър, ще се виждат само червени елементи, а ако през червен филтър, ще се виждат само зелени елементи. Ако поставите зелен филтър пред едното око и червен филтър пред другото, ще видите голям триъгълник, изпъкнал на около 1 см пред страницата. Ако филтрите са разменени, триъгълникът ще се вижда зад равнината на страницата.

<<< Назад

Напред >>>

3D ВИЗИЯ

3D ВИЗИЯ, способността на очите да определят позицията на обектите в триизмерното пространство. Ретината създава двуизмерен образ, а информацията за дълбочината на пространството се създава в мозъка. За това служат такива „индикатори за дълбочина“ като линейна перспектива, PARALLAX и относителния размер на обектите. Той също така взема предвид факта, че всяко око вижда обекта малко по-различно.

Научно-технически енциклопедичен речник.

Вижте какво е "VOLUME VISION" в други речници:

I Зрението (visio, visus) е физиологичният процес на възприемане на размера, формата и цвета на обектите, както и тяхното взаимно разположение и разстояние между тях; източникът на визуално възприятие е светлината, излъчвана или отразена от обекти ... ... Медицинска енциклопедия

аз; вж. Едно от петте външни сетива, чийто орган е окото; способността да виждаш. Орган на зрението. Загуба от поглед. Разваляне, проверка h. З. се подобри, влоши, възстанови. Остра, добра, лоша, слаба ◊ Зрително поле. един.…… енциклопедичен речник

визия- ▲ възприемане на външния вид, чрез, абсорбция, електромагнитни вълни зрение Възприятието на тялото за външния вид на обектите чрез улавяне на светлинни вибрации, излъчвани от тях. с просто око. анаглиф. стереорентгенография .........

ВИЗИЯ- процесът на възприемане на външното. на света, който определя представата за размера, формата, цвета на обектите, тяхното взаимно разположение и разстоянието между тях Орган 3. око Човешкото око е надарено със способността да възприема светлинни вълни в диапазона от 360 да се ... ... Руска педагогическа енциклопедия

обемно изображение- ▲ съраунд холографско изображение. ↓ визия, скулптура ... Идеографски речник на руския език

бинокулярно зрение- (от лат. bini двойка, две, oculus очи) зрение, в което участват и двете очи, а образите, които получават, се сливат в едно, съответстващо на съответния обект. Б з. осигурява обемно (стереоскопично) възприемане на наблюдаваното ... ... Корекционна педагогика и специална психология. Речник

Примати- (разред Примати) обширна група от видове бозайници (разред), която систематично включва съвременния човек и неговите еволюционни предшественици. На маймунски език (което не е много вярно). Най-важното отличие ...... Физическа антропология. Илюстрован тълковен речник.

Пътища на зрителния анализатор 1 Лява половина на зрителното поле, 2 Дясна половина на зрителното поле, 3 Око, 4 Ретина, 5 Зрителни нерви, 6 Окуломоторен нерв, 7 Хиазма, 8 Зрителен тракт, 9 Странично геникуларно тяло, 10 .. ... Уикипедия