Arenenud stereoskoopiline nägemine aitab kaasa ekstrasensoorsele tajule. Stereoskoopiline nägemine ja selle uurimismeetodid. Värvinägemine: mis see on ja millised on rikkumised

Võime näha maailma mahuliselt annab inimesele binokulaarse nägemise. Selle rikkumiste korral halveneb nägemisteravus, tekivad probleemid ruumis orienteerumisega. See juhtub erinevatel põhjustel. Binokulaarsust saab taastada riistvara ja kirurgiliste meetoditega. Arst määrab ka harjutused silmadele.

Selles artiklis

Enne kui hakkate kaaluma binokulaarse nägemise taastamise meetodeid kodus, peaksite mõistma, mis on binokulaarsus, kuidas see visuaalseadme funktsioon töötab ja mis põhjustab binokulaarse nägemise kaotust.

Mis on binokulaarne nägemine ja kuidas see toimib?

Binokulaarne nägemine on nägemine mõlema silmaga. Seda nimetatakse ka stereoskoopiliseks ja ruumiliseks, kuna see võimaldab näha 3D-projektsioonis. Tänu sellele funktsioonile näeb inimene objekte, tuvastades nende mõõtmed laiuse ja kõrguse, kuju ja nendevahelise kauguse järgi. Inimese mõlemad silmad saavad kumbki ühe kujutise, mille nad edastavad ajju. See ühendab need pildid üheks pildiks.

Kui binokulaarne nägemine puudub, saab aju kaks erinevat visuaalset pilti, mida ei saa üheks ühendada. Selle tulemusena tekib diploopia - kahekordne nägemine. See juhtub anisometroopia (tugev erinevus parema ja vasaku silma murdumise vahel), läätse, sarvkesta ja võrkkesta haiguste, närvisüsteemi kahjustuste ja muudel põhjustel. Binokulaarne nägemine on võimatu, kui üks silm ei osale visuaalse tajumise protsessis, nagu see on strabismuse puhul.

Binokulaarse nägemise areng algab lapsepõlves. Juba esimestel kuudel hakkavad kujunema eeldused selle tekkeks ja arenguks. Esiteks areneb lapsel valgustundlikkus, värvitaju ja tsentraalne nägemine. Aja jooksul nägemisteravus paraneb, vaateväli laieneb. Kõik see aitab kaasa binokulaarsuse tekkele. See protsess viiakse lõpule umbes 12-14 aasta pärast. Rikkumised võivad esineda igas vanuses. Neid võivad esile kutsuda mitmesugused tegurid.

Binokulaarse nägemise halvenemise põhjused

Binokulaarse nägemise puudumise peamiseks põhjuseks on silmamunade koordineerimatud liigutused. See ilmneb silmalihaste nõrgenemise või okulomotoorsete lihaste kahjustuse tõttu. Silmad hakkavad vaatama erinevatesse suundadesse, visuaalne telg nihkub, mis toob kaasa ühe silma visuaalsete funktsioonide halvenemise. Mõnel juhul kaotab üks neist täieliku nägemise. See patoloogia esineb sageli lapsepõlves ja väljendub kõõrdsilmsuses, mis on binokulaarse nägemise kõige levinum kahjustus.

Binokulaarsuse kadumisel on ka teisi põhjuseid. Tegelikult on neid palju. Võrkkesta hemorraagia, katarakt, võrkkesta rebend põhjustavad silma nägemisvõime tugevat halvenemist ning stereoskoopilise nägemise olemasolu üheks tingimuseks on võrkkesta ja sarvkesta patoloogiate puudumine.

Seega on binokulaarse nägemise kaotus põhjustatud üldiselt keha ja eriti silmade mitmesugustest patoloogiatest. Iga haigus, mis kahjustab silmade ja nägemise tervist, võib muutuda teguriks, mis kutsub esile ruumitaju rikkumisi.

Binokulaarse nägemise taastamine

Binokulaarsuse taastamine algab nägemiskahjustuseni viinud patoloogia raviga. Alles pärast põhjuste kõrvaldamist saate stereoskoopilise nägemise taastada.

Kõige tavalisem patoloogia, mille puhul binokulaarne nägemine puudub, on strabismus. Seda silmahaigust ravitakse kirurgia, riistvarameetodite ja silmade võimlemise abil. Kirurgiline sekkumine on vajalik ainult äärmuslikel juhtudel, kui silm on tavapärasest asendist tugevalt nihkunud ega osale nägemisprotsessis.

Binokulaarse nägemise taastamine ja treenimine kodus

Ruuminägemise igapäevane treenimine on selle kiire taastumise võti. On erinevaid harjutusi, mida saate iseseisvalt kodus teha. Lihtsaim on harjutus paberilehega.

leheharjutus

Vaja läheb paberilehte, millele pead viltpliiatsiga tõmbama vertikaalse 10 cm pikkuse ja 1 cm laiuse joone Kinnita leht silmade kõrgusele seina külge ja liigu sellest 1 meetri kaugusele. Vaadake joont ja kallutage oma pead veidi allapoole, jätkates joone vaatamist, kuni see hakkab kahekordistuma. Järgmine kord tõsta pea üles ja siis külgedele. Selliseid harjutusi on vaja teha kolm korda päevas viis minutit. Teostamise eelduseks on hea valgustus ruumis.

See harjutus on tehnika poolest kõige lihtsam. Fokuseerimisega on seotud ka teisi tehnikaid. Samuti aitavad nad kaasa binokulaarse nägemise treenimisele ja taastamisele.

Harjutus "Treening"

Asetage mõni objekt (pildiga leht) seinale ja eemalduge sellest 2-3 meetri kaugusel. Järgmisena tuleks rusikas kokku suruda, kuid samal ajal tuleks nimetissõrm sirutada ülespoole. Käsi asub näost 40 cm kaugusel ja nimetissõrme ots peaks asuma seinal oleva objektiga samal visuaalsel teljel. Vaadake objekti läbi sõrmeotsa. See hakkab kohe lõhenema. Pärast seda peate fookuse liigutama seinalt sõrmele. Sel hetkel hakkab visuaalne objekt kahekordistuma. Nii saate treenida mõlemat silma vaheldumisi. Just nõrka silma tuleks rohkem koormata. Treening võtab aega umbes 3-5 minutit. Soovitav on seda teha mitu korda päevas. Aja jooksul märkate, et teie nägemisteravus on paranenud.

Keskendumise harjutus

Selleks on vaja värvilist objekti (mis tahes pilti). Kõigepealt peate vaatama kogu pilti, seejärel selle üksikuid detaile (pilt peaks olema keeruline, mitmevärviline). Seejärel valitakse veel väiksem objekt. Seega, kui objekt on liblikas, siis kõigepealt uurige seda tervikuna, seejärel visandage silmadega selle kontuur, seejärel uurige tiiba või selle poolt. Viimane objekt, millele fokuseerida, ei tohiks olla suurem kui 0,5 cm. Nii õpid järk-järgult kiiremini ja täpsemalt fokuseerima, ilma silmi pingutamata.

Harjutus "Stereogramm"

Stereogrammi joonise saab Internetist alla laadida ja printida. Need on krüptitud joonised, millel näete mis tahes jooniseid. Stereogramm peaks asuma näost 30-40 cm kaugusel. Pilk peab olema keskendunud justkui pildi taha. Mõne aja pärast hakkab peidetud pilt ilmuma. Pärast seda, kui see on juhtunud, peate suurendama stereogrammi ja silmade vahelist kaugust, kuid proovige samal ajal leitud pilti mitte kaotada. Järgmised toimingud on pea üles-alla ja vasakule-paremale pööramine, hoides samal ajal nähtud pilti. See ei pruugi esimesel korral töötada. Aja jooksul aga silmad harjuvad ja nähtav objekt tunneb ära erinevate nurkade alt. Stereogrammid on väga kasulikud binokulaarsuse treenimiseks, aga ka nägemisaparaadi pingete maandamiseks. Eriti on selline harjutus kasulik inimestele, kes töötavad arvutiga. Stereogramme ei saa välja printida, vaid neid saab otse monitorilt vaadata. On vaja ainult määrata selle optimaalne heledus.

Lisaks nendele harjutustele saate teha silmade üldvõimlemist, mis aitab väsimuse korral ja nägemisteravust parandada. Selliseid meetodeid on ka palju. Enne nende sooritamist konsulteerige silmaarstiga.

Binokulaarse (stereoskoopilise) nägemisega inimene suudab ruumis täielikult navigeerida. Objekte ja objekte on võimalik kuju järgi eristada isegi monokulaarse nägemise korral. Objektidevahelist kaugust on aga võimalik määrata vaid väljakujunenud stereoskoopilise tajuga. Kõiki patoloogiaid, mis põhjustavad binokulaarsuse rikkumist, tuleb ravida õigeaegselt, eriti kui need ilmnevad lapsepõlves, kui nägemine alles kujuneb.

Ortooptilise ja diploptilise ravi käigus kaasuva kõõrdsilmsusega patsientidel tekkinud binokulaarne funktsioon võib olla enam-vähem täiuslik. Ühe ja teise silma kujutiste liitmine võib toimuda ainult ühes tasapinnas - see on tasapinnaline binokulaarne nägemine, mis määratakse värvitesti, sünoptofoori ja Bagolini testiga.

Täisväärtuslikku binokulaarset funktsiooni peetakse ainult neil juhtudel, kui mõlema silma kujutiste sulandumisega kaasneb sügavuse, helitugevuse, stereoskoopsuse tajumine. See on binokulaarse funktsiooni kõrgeim vorm - stereoskoopiline nägemine.

Sügavuse, stereoskoopsuse tajumine tekib seoses kujutiste erinevusega mõlema silma võrkkestal. Parem ja vasak silm on üksteisest teatud kaugusel. Ühe ja teise silma võrkkesta fikseeritud objekti iga punkti kujutised on keskmise fovea suhtes horisontaalsuunas veidi nihkunud. Selle nihke, ebavõrdsuse tagajärg on sügavuse tunne, stereoskoopsus.

Täisväärtusliku stereoskoopilise nägemise kujunemine on R. Sachsenwegeri (1956) järgi lõppenud lapse 8. eluaastaks.

R. Sachsenweger tutvustab terminit "stereoamauroos"- stereoskoopilise nägemise täielik puudumine (sarnane terminiga "amauroos" - täielik pimedus) ja "stereoamblüoopia" - stereoskoopilise nägemise funktsionaalne alaväärtus (sarnane terminiga "amblüoopia" - keskse nägemise funktsionaalne vähenemine).

Sügava nägemise kvaliteedi määrab lävi. Sügava nägemise läveks võetakse maksimaalne sügavuse erinevus, mida subjekt enam tunda ei saa. Mida kõrgem on lävi, seda halvem on sügavusnägemine. Sügava nägemise läved ei ole erinevate instrumentidega ja erinevatel kaugustel uurides ühesugused. Neid väljendatakse millimeetrites või kaaresekundites.

Strabismuse ilmnemine lapsel hävitab tema binokulaarse ja stereoskoopilise nägemise.

Stereoskoopilise nägemise taastamine viiakse läbi strabismuse ravi viimases etapis, kui tasapinnaline binokulaarne nägemine on juba moodustunud ja normaalsed fusioonivarud. Kõõrdsilmsusega laste sügava nägemise taastamisel märkis T. P. Kashchenko (1973) tulemuste sõltuvust mõlema silma nägemisteravuse tasemest, strabismuse nurga suurusest ja sulandumisvõimest. VA Khenkin (1986) märkis lisaks sügavusnägemise lävede sõltuvust strabismuse ajastust, kissitava silma lõplikust nägemisteravusest, mõlema silma nägemisteravuse erinevusest ja aniseikoonia suurusest.

Sügav, stereoskoopiline nägemine on parem, mida hiljem strabismus ilmnes, seda kõrgem on mõlema silma lõplik nägemisteravus, seda parem on sulandumine ja madalam aniseikoonia aste. 5% aniseikooniaga on sügav tajumine võimalik ainult üksikutel patsientidel ja selle kvaliteet on väga madal.

Tuleb märkida, et stereonägemust on võimalik taastada ainult sellel osal samaaegse kõõrdsilmsusega lastest, kellel see tekkis mingil määral enne strabismuse tekkimist. Kaasasündinud ja varakult arenenud strabismusega ei ole stereoskoopilist nägemist võimalik esile kutsuda.

Stereoskoopilise nägemise diagnostikaks, kujundamiseks ja treenimiseks on olemas spetsiaalsed seadmed.

1) Klassikaliseks reaalse sügavusnägemise hindamise seadmeks jääb kolme Howard-Dolmani nõelaga seade (joonis 47).
See koosneb 50 cm pikkusest vardast, millele asetatakse kolm kudumisvarda. Kaks neist on kinnitatud varda külgedele ja kolmas, keskmine, on liigutatav. Varda ühte otsa on silmade jaoks tehtud horisontaalsed pilud. Silmade ja kodarate vahele on paigaldatud diafragma horisontaalse pilu kujul, mis ei võimalda patsiendil näha kodarate ülaosasid ja aluseid. Keskmine kodar liigub edasi-tagasi.
Patsient peab kindlaks tegema, kas see on kahe kodara ees või taga, ja lõpuks paigaldama kõik kolm kodarat frontaaltasandisse, tabades hetke, mil nihkunud kodara võrdsustub fikseeritud kodaratega. See liikuvate ja fikseeritud kodarate vaheline kaugus määrab sügavuse nägemise läve.

R. Sachsenwegeri monograafias "Stereoskoopilise nägemise anomaaliad strabismuses ja nende ravi" (1963) kirjeldatakse paljusid stereoskoopilise nägemise diagnoosimiseks ja harimiseks kasutatavaid seadmeid. Tutvustame lugejaid mõnega neist.

Riis. 47. Kolme kodaraga seade, a) eemaldatud diafragmaga, b) paigaldatud membraaniga.

2) (joonis 48) koosneb korpusest 1, mille sisse on paigutatud kaks klaasplaati 3 ja 4. Neid valgustab nende taha asetatud elektripirn 2. Mõlemale plaadile on kleebitud väikesed ümarad täpid. Plaadil 3 on need paigutatud kindlas järjekorras ja plaadil 4 moodustavad nad figuuri piirjooned. Kui plaadid seisavad otse kõrvuti, ei saa kujundit eristada. Nendevahelise kauguse suurenedes hakkab näitaja olenevalt ruumilisest lävest varem või hiljem erinema.

Riis. 48 Parallax Visoscope

3) (Joonis 49) on sahtlitega 1,2,3, varustatud lambipirnidega. Sahtleid saab mööda siine edasi-tagasi liigutada. Sahtlite esiseinas on pilud, kuhu sisestatakse kõik šabloonid, samuti värvi- ja neutraalfiltrid.

Uuring viiakse läbi pimedas ning sageli muudetakse heleda objekti suurust, heledust ja värvi. Patsient peab kindlaks tegema, kumb objektidest on lähemal ja kumb kaugemal, seadma objektid ühte frontaaltasandisse, paigutama need ühtlaselt sügavusele jne.

4) (joon.50). Seadme aluseks on keskmises tasapinnas vertikaalselt seisev traadi kontuur, mille sees peab patsient hoidma metallpliiatsit ilma traati puudutamata. Pliiatsi puudutamine juhtme külge viib vooluahelasse ja helisignaali helini. Patsiendi vaade on piiratud nii, et ta ei saa vaadata traatraami küljelt.

Ülesande raskusaste sõltub kontuuri moodustavate juhtmete vahelisest kaugusest.Seda kaugust saab muuta seadistuskruvi abil. Seade arendab sügavat nägemisteravust, kuna visuaalsed stiimulid kombineeritakse propriotseptiivsetega. Ilma sügava nägemisteravuseta, näiteks ühe silma kasutamisel, ei saa harjutust sooritada ka pärast pikka treeningut.

Riis. 50 stereosummer

5) Binarimeeter(Joon.51) on uue põlvkonna seade, mis kasutab diploptilisi meetodeid, mis on suunatud binokulaarse ja stereoskoopilise nägemise moodustamisele. Binarimeetris moodustuvad ruumilised visuaalsed efektid, mis tekivad identsete kujutiste dubleerimisel füsioloogilise kahekordistumise alusel ilma optikata ja nägemisväljade jaotamata haploskoopias.

Ravi binarimeetriga viiakse läbi pärast seda, kui patsient on saavutanud bifiksatsioonivõime. Seadme disain näeb ette ravivõimaluse mitte ainult silmade sümmeetrilise asendiga, vaid ka väikeste kõrvalekalletega horisontaalselt ja vertikaalselt.

Joonis 51. Binarimeeter "Binar"

Seadmel tehtavad harjutused aktiveerivad sensoor-motoorseid interaktsioone, aidates kaasa binokulaarse ja stereoskoopilise nägemise taastamisele.
Binokulaarse ja stereoskoopilise nägemise taastamiseks koolilastel ja noorukitel kasutasime binarimeetrit koos teiste meetoditega, kuna sellega ravimine nõuab teatud intelligentsust.

30-09-2011, 10:29

Kirjeldus

Corpus Callosum on võimas müeliinitud kiudude kimp, mis ühendab kahte ajupoolkera. Stereoskoopiline nägemine (stereopsis) on võime tajuda ruumi sügavust ja hinnata objektide kaugust silmadest. Need kaks asja ei ole üksteisega eriti tihedalt seotud, kuid on teada, et väike osa corpus callosumi kiududest mängib stereopsises siiski mingit rolli. Mõlemad teemad osutus mugavaks koondada ühte peatükki, kuna nende käsitlemisel tuleb arvestada ühe ja sama visuaalse süsteemi struktuuri tunnusega, nimelt sellega, et on nii ristumata kui ka läbimata. nägemisnärvi kiud kiasmis.

corpus callosum

Corpus callosum (ladina keeles corpus callosum) on kogu närvisüsteemi suurim närvikiudude kimp. Ligikaudse hinnangu kohaselt on selles umbes 200 miljonit aksonit. Tõenäoliselt on kiudude tegelik arv veelgi suurem, kuna antud hinnang põhineb tavapärasel valgusmikroskoopial, mitte elektronmikroskoopial.

See arv on võrreldamatu kiudude arvuga igas nägemisnärvis (1,5 miljonit) ja kuulmisnärvis (32 000). Mõjukeha ristlõikepindala on umbes 700 mm ruut, samas kui nägemisnärvi ristlõige ei ületa paari ruutmillimeetrit. Mõjukeha koos õhukese kiudude kimbuga nn eesmine komissuuri, ühendab kahte ajupoolkera (joonis 98 ja 99).

Tähtaeg kommissuur tähendab kiudude kogumit, mis ühendab kahte homoloogset närvistruktuuri, mis paiknevad aju või seljaaju vasakus ja paremas pooles. Mõjukeha nimetatakse mõnikord ka aju suuremaks komissiooniks.

Umbes 1950. aastani oli kollakeha roll täiesti tundmatu. Harvadel juhtudel esineb kaasasündinud puudumine ( aplaasia) corpus callosum. Seda moodustist saab osaliselt või täielikult lõigata ka neurokirurgilise operatsiooni käigus, mida tehakse tahtlikult - mõnel juhul epilepsia ravis (et ühes ajupoolkeras tekkiv konvulsioonne voolus ei saaks levida teise poolkera), muudel juhtudel selleks, et jõuda ülevalt sügavalt paiknevasse kasvajasse (kui kasvaja asub näiteks hüpofüüsis). Neuropatoloogide ja psühhiaatrite tähelepanekute kohaselt pärast selliseid operatsioone psüühikahäireid ei teki. Keegi on isegi väitnud (kuigi vaevalt tõsiselt), et kehakeha ainus ülesanne on hoida koos kahte ajupoolkera. Kuni 1950. aastateni oli sidekeste leviku üksikasjadest vähe teada. Oli ilmselge, et kõhrekeha ühendas kahte poolkera ning üsna jämedate neurofüsioloogiliste meetoditega saadud andmete põhjal arvati, et striataalses ajukoores ühendavad kooriku kiud kahe poolkera täpselt sümmeetrilisi piirkondi.

Aastal 1955 Ronald Myers, Chicago ülikooli psühholoogi Roger Sperry kraadiõppur, viis läbi esimese katse, mis paljastas selle tohutu kiulise trakti mõned funktsioonid. Myers treenis kasse, mis olid paigutatud kahe kõrvuti asetatud ekraaniga kasti, millele sai projitseerida erinevaid pilte, näiteks ühel ekraanil ring ja teisel ruut. Kassi õpetati panema oma nina ekraanile ringi kujutisega ja ignoreerima teist - ruudu kujutisega. Õigeid vastuseid tugevdati toiduga ning ekslike vastuste eest karistati kasse kergelt – pandi sisse vali kelluke ja kassi ei tõmmatud ebaviisakalt, vaid otsustavalt ekraanilt eemale. Selle meetodi abil saab kassi mitme tuhande kordusega viia figuuride usaldusväärse eristamise tasemele. (Kassid õpivad aeglaselt; näiteks tuvid vajavad sarnases ülesandes õppimiseks mitukümmend kuni mitusada kordust ja üldjuhul saab inimest kohe õpetada, andes talle suulisi juhiseid. See erinevus tundub kuidagi kummaline – kassil on ju mitu korda suurem aju kui tuvil.)

Pole midagi üllatavat selles, et Myersi kassid õppisid seda probleemi sama hästi lahendama, kui looma üks silm oli maskiga kaetud. Samuti pole üllatav, et kui sellises ülesandes nagu kolmnurga või ruudu valimine viidi läbi ainult ühe silmaga lahti - vasak, ja kontrollimisel suleti vasak silm ja avati parem silm, siis täpsus diskrimineerimine jäi samaks. See ei üllata meid, sest me ise saame sarnase probleemi hõlpsalt lahendada. Selliste probleemide lahendamise lihtsus on visuaalse süsteemi anatoomiat arvestades mõistetav. Iga poolkera saab sisendi mõlemalt silmalt. Nagu artiklis ütlesime, on enamikul väljal 17 olevatest lahtritest sisendid mõlemast silmast. Myers lõi huvitavama olukorra, tehes chiasma pikisuunalise läbilõike keskjoonel. Nii lõikas ta läbi ristuvad kiud ja jättis mitteristuvad kiud terveks (see operatsioon nõuab kirurgilt teatud oskusi). Sellise läbilõike tulemusena osutus looma vasak silm ühendatud ainult vasaku poolkeraga ja parem silm - ainult paremaga.

Katse idee oli treenida kassi vasaku silma abil ja "eksamil" suunata stiimul paremale silmale. Kui kass suudab probleemi õigesti lahendada, tähendab see, et vajalik teave edastatakse vasakust poolkerast paremale mööda ainsat teadaolevat teed - läbi corpus callosumi. Nii lõikas Myers kiasmi pikisuunas, treenis kassi ühe silmaga lahti ja tegi seejärel testi, avades teise silma ja sulgedes esimese. Nendel tingimustel lahendasid kassid probleemi ikkagi edukalt. Lõpuks kordas Myers katset loomadega, mille puhul oli eelnevalt lõigatud nii kiasm kui ka nöörkeha. Seekord kassid probleemi ei lahendanud. Seega tegi Myers empiiriliselt kindlaks, et corpus callosum tõepoolest täidab mingit funktsiooni (kuigi vaevalt võiks arvata, et see eksisteerib ainult selleks, et üksikud inimesed või loomad, kellel on läbilõikeline optiline kiasm, saaksid pärast teise kasutamise õppimist ühe silmaga teatud ülesandeid täita).

Mõjukeha füsioloogia uurimine

Üks esimesi neurofüsioloogilisi uuringuid selles valdkonnas viidi läbi paar aastat pärast Myersi katseid D. Witteridge'i poolt, kes töötas tollal Edinburghis. Whitteridge põhjendas, et närvikiudude kimpude olemasolul, mis ühendavad homoloogseid peegelsümmeetrilisi väljade 17 lõike, ei ole mingit mõtet. Tõepoolest, vasakpoolses ajupoolkera närvirakk ei ole seotud mõne punktiga nägemisvälja paremas pooles. ühendatud parema poolkera rakuga, mis on seotud nägemisvälja vasaku poole sümmeetrilise lõiguga. Oma oletuste kontrollimiseks lõikas Whitteridge läbi optilise trakti aju paremal küljel kiasmi taga ja blokeeris sellega sisendsignaalide sisenemise paremasse kuklasagarasse; kuid see muidugi ei välistanud signaalide edastamist sinna vasakust kuklasagarast läbi corpus callosumi (joon. 100).

Seejärel hakkas Whitteridge valgusstiimulit sisse lülitama ja metallelektroodiga ajukoore pinnalt elektrilist aktiivsust registreerima. Ta sai oma kogemuse põhjal vastuseid, kuid need ilmusid ainult välja 17 sisepiiril, st piirkonnas, mis saab sisendsignaale pikalt kitsalt vertikaalselt ribalt vaatevälja keskel: kui seda stimuleeriti väikeste täppidega. tuli, vastused ilmusid ainult siis, kui tuli vilkus vertikaalsel keskjoonel või selle lähedal. Kui vastaspoolkera ajukoor jahutati, surudes seeläbi ajutiselt alla selle funktsiooni, siis reaktsioonid peatusid; selleni viis ka soomuskeha jahtumine. Siis selgus, et corpus callosum ei saa ühendada kogu vasaku ajupoolkera välja 17 kogu parema ajupoolkera väljaga 17, vaid ühendab ainult nende väljade väikeseid alasid, kus on vertikaalse joone projektsioonid keskel. vaateväli.

Sarnast tulemust võib eeldada mitmete anatoomiliste andmete põhjal. Ainult üks välja 17 lõik, väga lähedal väljaga 18 piirile, saadab aksoneid läbi corpus callosumi teise poolkera ja enamik neist näib lõppevat väljaga 18 väljaga 17 piiri lähedal. Kui eeldame, et sisendid NKT-st pärinev ajukoor vastab täpselt nägemisvälja kontralateraalsetele osadele (nimelt vasak poolkera kuvatakse parema poolkera ajukoores ja parem - vasaku ajukoores), siis on ühenduste olemasolu poolkerad läbi corpus callosumi peaksid lõpuks viima selleni, et iga poolkera saab signaale aladelt, mis on veidi suuremad kui pool vaateväljast. Teisisõnu, tänu corpus callosumi kaudu ühendustele tekib kahe poolkera projitseeritud poolväljade kattumine. See on täpselt see, mida me leidsime. Mõlema poolkera väljade 17 ja 18 piiril asuvasse kortikaalsesse piirkonda sisestatud kahe elektroodi abil suutsime sageli registreerida rakkude aktiivsust, mille vastuvõtlikud väljad kattusid üksteisega mitme nurgakraadi võrra.

T. Wiesel ja mina tegime peagi mikroelektroodide juhtmed otse kehakeha sellest tsoonist (selle kõige tagumises osas), kus on nägemissüsteemiga seotud kiud. Leidsime, et peaaegu kõik kiud, mida saime visuaalsete stiimulite abil aktiveerida, reageerisid täpselt samamoodi nagu tavalised välja 17 neuronid, st neil olid nii lihtsate kui ka keerukate rakkude omadused, mis on stiimuli orientatsiooni suhtes selektiivselt tundlikud ja reageerivad tavaliselt stiimulile. stimuleerida mõlemat silma. Kõigil neil juhtudel asusid vastuvõtlikud väljad fikseerimispunkti all või kohal (või selle tasemel) keskmise vertikaali lähedal, nagu on näidatud joonisel fig. 101.

Vahest elegantseim neurofüsioloogiline demonstratsioon mõhnkeha rollist oli Pisa päritolu J. Berlucchi ja J. Rizzolatti 1968. aastal ette kantud teos. Lõigates optilist kiasmi piki keskjoont, registreerisid nad vastused väljal 17 väljaga 18 piiri lähedal, otsides neid rakke, mida saaks binokulaarselt aktiveerida. On selge, et iga binokulaarne rakk selles piirkonnas paremal poolkeral peab saama sisendsignaale nii otse paremast silmast (LNT kaudu) kui ka vasakust silmast ja vasakust ajupoolkerast läbi corpus callosumi. Nagu selgus, püüdis iga binokulaarse raku vastuvõtuväli võrkkesta keskmise vertikaali ja see osa sellest, mis kuulub nägemisvälja vasakusse poole, edastas teavet paremast silmast ja sellest, mis läheb paremasse silma. pool - vasakust silmast. Leiti, et teised selles katses uuritud rakuomadused, sealhulgas orientatsiooniline selektiivsus, on identsed (joonis 102).

Saadud tulemused näitasid selgelt, et corpus callosum ühendab rakke üksteisega nii, et nende vastuvõtuväljad võivad minna keskmisest vertikaalist nii paremale kui ka vasakule. Seega kleepub see justkui kokku ümbritseva maailma pildi kaks poolt. Et seda paremini ette kujutada, oletame, et algselt moodustati meie ajukoor tervikuna, mitte jagatud kaheks poolkeraks. Sel juhul oleks väli 17 ühe pideva kihi kujul, millele kaardistatakse kogu visuaalne väli. Siis peaks naaberrakkudel selliste omaduste realiseerimiseks nagu näiteks liikumistundlikkus ja orientatsiooniline selektiivsus loomulikult olema kompleksne vastastikuste seoste süsteem. Kujutage nüüd ette, et "konstruktor" (olgu see siis jumal või, ütleme, looduslik valik) otsustas, et seda pole võimalik niimoodi jätta - nüüdsest peaksid pooled rakkudest moodustama ühe poolkera ja teine ​​pool - teine ​​poolkera.

Mida tuleb siis teha kogu rakkudevaheliste ühenduste rohkusega, kui kaks rakukomplekti peavad nüüd üksteisest eemalduma?

Ilmselt saab neid ühendusi lihtsalt venitada, moodustades neist osa korpusest. Signaalide edastamise viivituse kõrvaldamiseks nii pikal teel (inimesel umbes 12-15 sentimeetrit) on vaja edastuskiirust suurendada, varustades kiud müeliinkestaga. Muidugi, tegelikult ei juhtunud evolutsiooni käigus midagi sellist; ammu enne ajukoore tekkimist oli ajus juba kaks eraldiseisvat poolkera.

Berlucca ja Rizzolatti eksperiment andis minu arvates ühe silmatorkavama kinnituse närviühenduste hämmastavale spetsiifilisusele. Joonisel fig. 108 (elektroodi otsa lähedal) ja ilmselt miljon muud sarnast läbi corpus callosumiga ühendatud rakku omandavad orientatsiooniselektiivsuse nii kohalike ühenduste kaudu naaberrakkudega kui ka sidekeha kaudu teisest poolkerast rakkudest, millel on selline sama orientatsioonitundlikkus ja sarnane retseptiivsete väljade paigutus (see kehtib ka rakkude muude omaduste kohta, nagu suunaspetsiifilisus, võime reageerida joonte otstele, aga ka keerukus).

Kõik nägemiskoore rakud, millel on sidekehad, peavad saama sisendi teise poolkera rakkudelt, millel on täpselt samad omadused. Teame palju fakte, mis viitavad ühendite selektiivsusele närvisüsteemis, kuid minu arvates on see näide kõige rabavam ja veenvam.

Eespool käsitletud aksonid visuaalse ajukoore rakud moodustavad vaid väikese osa kõigist nn corpus callosumi kiududest. Somatosensoorses ajukoores viidi läbi katsed, kasutades aksonite transporti, sarnaselt eelmistes peatükkides kirjeldatule radioaktiivse aminohappe süstimisega silma. Nende tulemused näitavad, et corpus callosum seob sarnaselt neid ajukoore piirkondi, mida aktiveerivad keha keskjoone lähedal paiknevad naha- ja liigeseretseptorid tüvel ja peas, kuid ei seo jäsemete kortikaalseid projektsioone.

Iga ajukoore piirkond on ühendatud mitme või isegi mitme teise sama poolkera ajukoore piirkonnaga. Näiteks on esmane visuaalne ajukoor ühendatud piirkonnaga 18 (nägemispiirkond 2), mediaalse ajalise piirkonnaga (MT-ala), nägemispiirkonnaga 4 ja veel ühe või kahe piirkonnaga. Paljudel ajukoore piirkondadel on ka sidekeha mitme teise poolkera piirkonnaga, mõnel juhul ka eesmise kommissuuri kaudu.

Seetõttu võime neid kaaluda komissarlikühendused lihtsalt kortikokortikaalsete ühenduste eriliigina. On lihtne mõista, et seda tõendab nii lihtne näide: kui ma ütlen teile, et mu vasak käsi tunneb külma või et ma nägin midagi vasakul, siis ma sõnastan sõnu kasutades oma ajukoore kõnetsoone, mis asuvad vasakul poolkeral (öeldi , võib-olla olla, ja mitte täiesti tõsi, kuna olen vasakukäeline); informatsioon, mis tuleb nägemisvälja vasakust poolest või vasakust käest, edastatakse minu paremasse poolkera; siis tuleb vastavad signaalid läbi corpus corpusum’i edastada teise poolkera kõnekooresse, et saaksin oma aistingute kohta midagi öelda. 1960. aastate alguses alustatud tööde seerias näitasid R. Sperry (praegu California Tehnoloogiainstituudis töötav) ja tema kolleegid, et isik, kellel on kärbilõike (epilepsia raviks), kaotab võime neist rääkida. sündmused, mille kohta teave jõuab paremasse ajupoolkera. Selliste subjektidega töötamisest on saanud väärtuslik uue teabe allikas ajukoore erinevate funktsioonide, sealhulgas mõtlemise ja teadvuse kohta. Esimesed artiklid selle kohta ilmusid ajakirjas Brain; need on äärmiselt huvitavad ja igaüks, kes on lugenud tõelist raamatut, saab neist hõlpsasti aru.

stereoskoopiline nägemine

Kahe võrkkesta kujutise võrdlusel põhinev kauguse hindamise mehhanism on nii usaldusväärne, et paljud inimesed (kui nad ei ole psühholoogid ja nägemisfüsioloogid) pole selle olemasolust isegi teadlikud. Selle mehhanismi tähtsuse mõistmiseks proovige sõita autoga või jalgrattaga, mängida tennist või suusatada paar minutit ühe silmaga kinni. Stereoskoobid on moest läinud ja neid leiab vaid antiigipoodidest. Enamik lugejaid on aga vaadanud stereoskoopilisi filme (kus vaataja peab kandma spetsiaalseid prille). Nii stereoskoobi kui ka stereoskoopiliste prillide tööpõhimõte põhineb stereopsismehhanismi kasutamisel.

Võrkkesta kujutised on kahemõõtmelised samal ajal kui me näeme maailma kolmes dimensioonis. On ilmne, et objektide kauguse määramise oskus on oluline nii inimestele kui ka loomadele. Samamoodi tähendab objektide kolmemõõtmelise kuju tajumine suhtelise sügavuse hindamist. Vaatleme lihtsa näitena ümmargust objekti. Kui see on vaatejoone suhtes kaldu, on selle kujutis võrkkestal elliptiline, kuid tavaliselt tajume sellist objekti kergesti ümarana. Selleks on vaja sügavuse tajumise oskust.

Inimesel on sügavuse hindamiseks palju mehhanisme. Mõned neist on nii ilmsed, et neid vaevalt mainitakse. Siiski mainin need ära. Kui objekti ligikaudne suurus on teada, näiteks selliste objektide puhul nagu inimene, puu või kass, siis saame hinnata kaugust selleni (kuigi on oht eksida, kui kohtame kääbus, bonsai või lõvi). Kui üks objekt asub teisest ees ja varjab seda osaliselt, siis tajume eesmist objekti lähemal asuvana. Kui võtame paralleelsete joonte projektsiooni, näiteks kaugusesse suunduvad raudteerööpad, siis projektsioonis need koonduvad. See on näide perspektiivist – väga tõhus sügavuse mõõt.

Seina kumer osa paistab ülemises osas heledam, kui valgusallikas asub kõrgemal (tavaliselt on valgusallikad üleval) ning selle pinna süvend, kui seda ülalt valgustada, tundub ülemises osas tumedam. . Kui valgusallikas asetatakse allapoole, näeb mõhk välja nagu süvend ja süvend näeb välja nagu kühm. Oluline märk kaugusest on liikumisparallaks – lähemate ja kaugemate objektide näiline suhteline nihkumine, kui vaatleja liigutab pead vasakule-paremale või üles-alla. Kui mõnda tahket objekti pöörata, isegi väikese nurga all, ilmneb kohe selle ruumiline kuju. Kui fokuseerime oma silmaläätse lähedalasuvale objektile, on kaugemal asuv objekt fookusest väljas; seega saame läätse kuju muutes ehk silma akommodatsiooni muutes hinnata objektide kaugust.

Kui muudate mõlema silma telgede suhtelist suunda, tuues need kokku või laiali(teostades konvergentsi või lahknemist), saab kaks objekti kujutist kokku viia ja selles asendis hoida. Seega saab kas läätse või silmade asendit kontrollides hinnata objekti kaugust. Nendel põhimõtetel põhinevad mitmete kaugusmõõtjate konstruktsioonid. Kõik muud seni loetletud kaugusmõõtmised, välja arvatud konvergents ja lahknevus, on monokulaarsed. Kõige olulisem sügavuse tajumise mehhanism, stereopsis, sõltub kahe silma jagamisest.

Mis tahes kolmemõõtmelise stseeni vaatamisel moodustavad kaks silma võrkkestale veidi erinevad kujutised. Selles saate hõlpsasti veenduda, kui vaatate otse ette ja liigutate pead kiiresti küljelt küljele umbes 10 cm võrra või sulgete kiiresti kordamööda ühe või teise silma. Kui teie ees on lame objekt, ei märka te erilist erinevust. Kui aga stseen sisaldab sinust erineval kaugusel olevaid objekte, märkad pildil olulisi muutusi. Stereopsise ajal võrdleb aju sama stseeni pilte kahel võrkkestal ja hindab suhtelist sügavust suure täpsusega.

Oletame, et vaatleja fikseerib oma pilguga kindla punkti P. See väide on samaväärne ütlemisega: silmad on suunatud nii, et punkti kujutised on mõlema silma keskses süvendis (F joonisel 103).

Oletame nüüd, et Q on teine ​​ruumipunkt, mis tundub vaatlejale P-ga samal sügavusel. Olgu Qlh Qr punkti Q kujutised vasaku ja parema silma võrkkestal. Sel juhul nimetatakse punkte QL ja QR kahe võrkkesta vastavateks punktideks. On ilmne, et kaks võrkkesta kesksete süvenditega kokku langevat punkti vastavad. Geomeetrilistest kaalutlustest lähtudes on samuti selge, et punkt Q ", mille vaatleja hinnangul asub Q-st lähemal, annab võrkkestale kaks projektsiooni - ja Q" R - mittevastavates punktides, mis asuvad üksteisest kaugemal, kui need punktid oleksid. vastav (seda olukorda on kujutatud joonise paremal küljel). Samamoodi, kui arvestada punkti, mis asub vaatlejast kaugemal, siis selgub, et selle võrkkesta projektsioonid asuvad üksteisele lähemal kui vastavad punktid.

Eespool öeldu vastavate punktide kohta on osaliselt definitsioonid ja osaliselt geomeetrilistest kaalutlustest tulenevad väited. Selle küsimuse käsitlemisel võetakse arvesse ka taju psühhofüsioloogiat, kuna vaatleja hindab subjektiivselt, kas objekt asub punktile P kaugemal või lähemal. Tutvustame veel ühte määratlust. Kõik punktid, mida nagu punkt Q (ja loomulikult ka punkt P) tajutakse võrdsel kaugusel, asuvad horopteril – punkte P ja Q läbival pinnal, mille kuju erineb nii tasapinnast kui ka sfäärist ning sõltub meie võime järgi hinnata kaugust, st meie ajust. Kaugused fovea F ja Q-punkti projektsioonide (QL ja QR) vahel on lähedased, kuid mitte võrdsed. Kui need oleksid alati võrdsed, oleks horopteri ja horisontaaltasandi lõikejoon ring.

Oletame nüüd, et me fikseerime oma silmadega teatud ruumipunkti ja selles ruumis on kaks punktvalgusallikat, mis annavad igale võrkkestale projektsiooni valguspunkti kujul, ja need punktid ei vasta: kaugus nende vahel on mõnevõrra suurem kui vastavate punktide vahel. Kõik sellised kõrvalekalded vastavate punktide asukohast kutsume esile ebavõrdsus. Kui see kõrvalekalle horisontaalsuunas ei ületa 2° (võrkkestal 0,6 mm) ja vertikaalselt ei ületa paari kaareminutit, siis tajume visuaalselt ühte ruumipunkti, mis asub lähemal kui see, mille me fikseerime. Kui punkti projektsioonide vahelised kaugused ei ole suuremad, vaid väiksemad kui vastavate punktide vahel, siis näib see punkt paiknevat fikseerimispunktist kaugemal. Lõpuks, kui vertikaalne kõrvalekalle ületab mõne kaareminuti või horisontaalne kõrvalekalle on suurem kui 2°, siis näeme kahte eraldi punkti, mis võivad tunduda olevat fikseerimispunktist kaugemal või sellele lähemal. Need katsetulemused illustreerivad stereotaju aluspõhimõtet, mille sõnastas esmakordselt 1838. aastal Sir C. Wheatstone (kes leiutas ka seadme, mida elektrotehnikas tuntakse "Wheatstone'i sillana").

Tundub peaaegu uskumatu, et enne seda avastust ei paistnud keegi mõistvat, et kahe silma võrkkestale projitseeritud kujutiste peened erinevused võivad tekitada selge sügavuse mulje. See stereoefekt demonstreerib mõne minutiga iga inimene, kes suudab oma silmade telgesid meelevaldselt vähendada või eraldada, või keegi, kellel on pliiats, paberitükk ja mitu väikest peeglit või prismat. Ei ole selge, kuidas Euclid, Archimedes ja Newton selle avastuse vahele jätsid. Wheatstone märgib oma artiklis, et Leonardo da Vinci jõudis selle põhimõtte avastamisele väga lähedale. Leonardo tõi välja, et ruumilise stseeni ees asuvat palli näeb iga silm erinevalt - vasaku silmaga näeme selle vasakut poolt veidi kaugemal ja parema silmaga - paremat. Wheatstone märgib veel, et kui Leonardo oleks valinud kera asemel kuubi, oleks ta kindlasti märganud, et selle projektsioonid on erinevate silmade jaoks erinevad. Pärast seda võib ta, nagu Wheatstone, olla huvitatud sellest, mis juhtuks, kui kaks sarnast kujutist projitseeritakse spetsiaalselt kahe silma võrkkestale.

Oluline füsioloogiline fakt seisneb selles, et sügavuse tunnetus (st võimalus "otseselt" näha, kas see või teine ​​objekt asub fikseerimispunktile kaugemal või lähemal) tekib siis, kui kaks võrkkesta kujutist on horisontaalsuunas üksteise suhtes veidi nihutatud – üksteisest eemale nihutatud. või vastupidi , on lähestikku (välja arvatud juhul, kui see nihe on suurem kui umbes 2° ja vertikaalne nihe on nullilähedane). See vastab loomulikult geomeetrilistele seostele: kui objekt asub teatud kauguse võrdluspunkti suhtes lähemal või kaugemal, nihutatakse selle võrkkesta projektsioonid horisontaalselt üksteisest eemale või lähendatakse, samas kui olulist vertikaalset nihet ei toimu. piltidest.

See on Wheatstone'i leiutatud stereoskoobi toimimise alus. Stereoskoop oli umbes pool sajandit nii populaarne, et see oli peaaegu igas kodus. Sama põhimõte on aluseks stereofilmidele, mida me nüüd vaatame, kasutades selleks spetsiaalseid polaroidprille. Stereoskoobi algses kujunduses vaatas vaatleja kahte kasti paigutatud pilti, kasutades kahte peegli, mis olid paigutatud nii, et kumbki silm nägi ainult ühte pilti. Nüüd kasutatakse mugavuse huvides sageli prismasid ja teravustamisläätsi. Kaks pilti on igati identsed, välja arvatud väikesed horisontaalsed nihked, mis jätavad mulje sügavusest. Igaüks saab teha stereoskoobis kasutamiseks sobiva foto, valides fikseeritud objekti (või stseeni), tehes pildi, liigutades seejärel kaamerat 5 sentimeetrit paremale või vasakule ja tehes teise pildi.

Kõigil ei ole stereoskoobiga sügavust tajuda. Saate hõlpsasti oma stereopsist ise kontrollida, kui kasutate joonisel fig 1 näidatud stereopaare. 105 ja 106.

Kui teil on stereoskoop, saate siin näidatud stereopaaridest koopiad teha ja need stereoskoopi kleepida. Samuti võite asetada õhukese papitüki risti kahe samast stereopaarist pärit pildi vahele ja proovida oma pilti mõlema silmaga vaadata, seades silmad paralleelselt, justkui vaataksite kaugusesse. Samuti saab õppida sõrmega silmi sisse ja välja liigutama, asetades selle silmade ja stereopaari vahele ning liigutades seda edasi või tagasi, kuni pildid sulanduvad, misjärel (see on kõige keerulisem) saab ühendatud pilti uurida. , püüdes seda mitte kaheks jagada. Kui see õnnestub, on näilised sügavusesuhted vastupidised stereoskoobi kasutamisel tajutavatele.

Isegi kui te ei suuda seda kogemust sügavuse tajumisega korrata Kas sellepärast, et teil pole stereoskoopi või te ei saa oma silmade telgi meelevaldselt sisse-välja liigutada, saate siiski asja sisust aru, kuigi te ei naudi stereoefekti.

Ülemises stereopaaris joonisel fig. 105 kahes ruudukujulises raamis on väike ring, millest üks on keskelt veidi vasakule nihutatud ja teine ​​veidi paremale. Kui arvestada seda stereopaari kahe silmaga, kasutades stereoskoopi või muud kujutise joondamise meetodit, näete ringi mitte lehe tasapinnas, vaid selle ees umbes 2,5 cm kaugusel. Kui arvestada ka alumine stereopaar joonisel fig. 105, on ring nähtav lehe tasapinna taga. Ringi asendit tajute sel viisil, sest teie silmade võrkkestale laekub täpselt sama info, nagu oleks ring tegelikult kaadri tasapinna ees või taga.

Aastal 1960 Bela Yulesh firmalt Bell Telephone Laboratories, tuli välja väga kasulik ja elegantne tehnika stereoefekti demonstreerimiseks. Joonisel fig. 107 näib esmapilgul olevat homogeenne väikeste kolmnurkade mosaiik.

Nii see on, välja arvatud see, et keskosas on peidetud suurema suurusega kolmnurk. Kui vaatate seda pilti kahe värvilise tsellofaanitükiga, mis on teie silmade ette asetatud - ühe silma ees punane ja teise ees roheline, peaksite nägema keskel kolmnurka, mis ulatub lehe tasapinnast ette. , nagu eelmisel juhul väikese ringiga stereopaaridel . (Esimesel korral peate võib-olla umbes minuti jälgima, kuni tekib stereoefekt.) Kui vahetate tsellofaani tükid, toimub sügavuse inversioon. Nende Yuleshi stereopaaride väärtus seisneb selles, et kui teie stereotaju on häiritud, ei näe te ümbritseva tausta ees ega taga kolmnurka.

Kokkuvõttes võib öelda, et meie võime stereoefekti tajuda sõltub viiest tingimusest:

1. Sügavuse kaudseid märke on palju - mõne objekti osaline varjamine teiste poolt, liikumise parallaks, objekti pöörlemine, suhtelised mõõtmed, varjude heide, perspektiiv. Stereopsis on aga kõige võimsam mehhanism.

2. Kui fikseerime silmaga ruumipunkti, siis langevad selle punkti projektsioonid mõlema võrkkesta kesksesse süvendisse. Iga punkt, mida peetakse silmast samal kaugusel kui fikseerimispunkt, moodustab võrkkesta vastavates punktides kaks projektsiooni.

3. Stereoefekti määrab lihtne geomeetriline fakt – kui objekt on fikseerimispunktist lähemal, siis on selle kaks võrkkesta projektsiooni kaugemal kui vastavad punktid.

4. Peamine järeldus katsealustega tehtud katsete tulemuste põhjal on järgmine: objekt, mille projektsioonid parema ja vasaku silma võrkkestale langevad vastavatele punktidele, tajutakse paiknevana silmadest samal kaugusel kui punkt. fikseerimisest; kui selle objekti projektsioonid on vastavate punktidega võrreldes üksteisest eemale nihutatud, näib objekt paiknevat fikseerimispunktile lähemal; kui need on vastupidi lähedal, tundub objekt paiknevat fikseerimispunktist kaugemal.

5. Horisontaalse projektsiooni nihkega üle 2° või vertikaalse nihkega rohkem kui mõne kaareminutiga toimub kahekordistumine.

Stereoskoopilise nägemise füsioloogia

Kui tahame teada, millised on stereopsise ajumehhanismid, siis on kõige lihtsam alustada küsimusega: kas on neuroneid, mille reaktsiooni määrab konkreetselt kujutiste suhteline horisontaalne nihkumine kahe silma võrkkestale? Vaatame esmalt, kuidas visuaalse süsteemi madalamate tasandite rakud reageerivad, kui mõlemat silma stimuleeritakse samaaegselt. Peame alustama neuronitest väljal 17 või kõrgemal, kuna võrkkesta ganglionrakud on selgelt monokulaarsed ja külgmise genikulaarse keha rakke, milles parema ja vasaku silma sisendid jaotuvad erinevatesse kihtidesse, võib pidada ka monokulaarseks - nad reageerivad kas ühe või teise silma stimulatsioonile, kuid mitte mõlemale korraga. Väljal 17 on ligikaudu pooled neuronitest binokulaarsed rakud, mis reageerivad mõlema silma stimulatsioonile.

Hoolikalt katsetades selgub, et nende rakkude reaktsioonid sõltuvad ilmselt vähe kahe silma võrkkesta stiimulite projektsioonide suhtelisest asendist. Vaatleme tüüpilist kompleksrakku, mis reageerib pideva tühjenemisega stiimuliriba liikumisele läbi oma vastuvõtuvälja ühes või teises silmas. Mõlema silma samaaegsel stimuleerimisel on selle raku väljavoolude sagedus suurem kui ühe silma stimuleerimisel, kuid tavaliselt pole sellise raku reaktsiooni jaoks oluline, kas stiimuli projektsioonid tabavad mingil hetkel täpselt samu piirkondi. kaks vastuvõtlikku välja.

Parim reaktsioon registreeritakse, kui need projektsioonid sisenevad ja väljuvad kahe silma vastavatest vastuvõtuväljadest ligikaudu samal ajal; samas pole nii oluline, milline projektsioonidest on teisest veidi ees. Joonisel fig. 108 näitab reaktsiooni iseloomulikku kõverat (nt vastuse impulsside koguarv stiimuli läbimise kohta läbi vastuvõtuvälja) versus stiimuli asukoha erinevus mõlemal võrkkestal. See kõver on väga lähedal horisontaalsele sirgele, millest on selge, et stiimulite suhteline asukoht kahel võrkkestal ei ole väga oluline.

Seda tüüpi rakk reageerib hästi õige orientatsiooniga joonele, olenemata selle kaugusest – kaugus jooneni võib olla suurem, võrdne või väiksem kui kaugus silmaga fikseeritud punktist.

Selle rakuga võrreldes on neuronid, mille vastused on näidatud joonisel fig. 109 ja 110 on väga tundlikud kahe stiimuli suhtelise asukoha suhtes kahel võrkkestal, st sügavuse suhtes tundlikud.

Esimene neuron (joonis 109) reageerib kõige paremini, kui stiimulid tabavad täpselt kahe võrkkesta vastavaid piirkondi. Stiimulite horisontaalse kõrvalekalde (st erinevuse) hulk, mille korral rakk juba lakkab reageerimast, moodustab teatud murdosa selle vastuvõtuvälja laiusest. Seetõttu reageerib rakk siis ja ainult siis, kui objekt on silmadest ligikaudu samal kaugusel kui fikseerimispunkt. Teine neuron (joonis 110) reageerib ainult siis, kui objekt asub fikseerimispunktist kaugemal. On ka rakke, mis reageerivad ainult siis, kui stiimul on sellest punktist lähemal. Kui ebavõrdsuse määr muutub, kutsutakse kahte viimast tüüpi neuroneid kauged rakud ja rakkude lähedal, muudavad väga järsult oma vastuste intensiivsust nulli erinevuse punktis või selle lähedal. Kõiki kolme tüüpi neuronid (rakud, häälestatud ebavõrdsusele) leiti põllult 17 ahvist.

Pole veel täiesti selge, kui sageli need seal esinevad, kas nad paiknevad teatud ajukoore kihtides ja kas nad on teatud ruumilistes suhetes silmade domineerimise veergudega. Need rakud on väga tundlikud objekti kauguse suhtes silmadest, mis on kodeeritud vastavate stiimulite suhtelise asukohana kahel võrkkestal. Nende rakkude teine ​​omadus on see, et nad ei reageeri ainult ühe silma stimulatsioonile või reageerivad, kuid väga nõrgalt. Kõik need rakud jagavad orientatsioonilise selektiivsuse omadust; meile teadaolevalt on nad sarnased tavaliste ajukoore ülemiste kihtide kompleksrakkudega, kuid neil on täiendav omadus - sügavustundlikkus. Lisaks reageerivad need rakud hästi liikuvatele stiimulitele ja mõnikord ka liinide otstele.

J. Poggio Johns Hopkinsi meditsiinikoolist registreeris selliste rakkude vastused ärkvel oleva ahvi väljale 17, millele oli implanteeritud elektroodid, mida oli eelnevalt treenitud fikseerima teatud objekti pilku. Tuimastatud ahvidel tuvastati selliseid rakke ka ajukoores, kuid väljal 17 esines neid harva ja väljal 18 väga sageli. Oleksin äärmiselt üllatunud, kui selguks, et loomad ja inimesed suudavad stereoskoopiliselt hinnata kaugusi objektideni, kasutades ainult kolm ülalkirjeldatud rakutüüpi – häälestatud nulli erinevusele, "lähedal" ja "kaugel". Pigem eeldan, et leian täieliku rakkude komplekti kõigi võimalike sügavuste jaoks. Ärkvel ahvidel kohtas Poggio ka kitsalt häälestatud rakke, mis reageerisid kõige paremini mitte nullerinevusele, vaid väikestele kõrvalekalletele sellest; Ilmselt võib ajukoor sisaldada spetsiifilisi neuroneid kõigi erinevuste jaoks. Kuigi me ei tea ikka veel täpselt, kuidas aju "rekonstrueerib" stseeni, mis hõlmab paljusid erinevatel kaugustel asuvaid objekte (ükskõik, mida me "rekonstrueerimise" all mõtleme), on ülalkirjeldatud rakud tõenäoliselt kaasatud selle protsessi esimestesse etappidesse.

Mõned stereoskoopilise nägemisega seotud probleemid

Stereopsise uurimise käigus psühhofüüsikud seisavad silmitsi mitmete probleemidega. Selgus, et mõne binokulaarse stiimuli töötlemine toimub nägemissüsteemis täiesti arusaamatul viisil. Võiksin tuua palju selliseid näiteid, kuid piirdun kahega.

Joonisel fig 1 näidatud stereopaaride näitel. 105, oleme näinud, et kahe identse kujutise (antud juhul ringide) liigutamine teineteise poole toob kaasa suurema läheduse tunde ja teineteisest eemaldumine toob kaasa suurema kauguse tunde. Oletame nüüd, et teeme mõlemat toimingut korraga, mille jaoks asetame igasse kaadrisse kaks ringi, mis asuvad üksteise kõrval (joonis 111).

Ilmselgelt, arvestades sellist stereopaarid võib viia kahe ringi tajumiseni – üks lähemal ja teine ​​kaugemal kui fikseerimise tasapind. Siiski võime eeldada teist võimalust: me näeme fikseerimistasandil kõrvuti asetsevat kahte ringi. Fakt on see, et need kaks ruumilist olukorda vastavad samadele võrkkesta kujutistele. Tegelikult saab seda stiimulite paari tajuda ainult kahe ringina fikseerimistasandil, mida on lihtne näha, kui joonisel 2 kujutatud ruudukujulised raamid on mis tahes viisil ühendatud. 111.

Samamoodi võime ette kujutada olukorda, kus arvestame kahte märgijada x, näiteks kuut tähemärki stringis. Stereoskoobi kaudu vaadates on põhimõtteliselt tajutav mis tahes paljudest võimalikest konfiguratsioonidest, olenevalt sellest, milline vasakpoolsest ahelast pärit x-märk sulandub teatud x-märgiga paremas ahelas. Tegelikult, kui vaadelda sellist stereopaari läbi stereoskoobi (või mõnel muul stereoefekti tekitaval viisil), näeme fikseerimistasandil alati kuut x märki. Me ei tea siiani, kuidas aju selle ebaselguse lahendab ja valib kõigist võimalikest kombinatsioonidest kõige lihtsama. Sellise ebaselguse tõttu on raske isegi ette kujutada, kuidas meil õnnestub tajuda kolmemõõtmelist stseeni, mis sisaldab palju erineva suurusega harusid, mis asuvad meist erinevatel kaugustel. Tõsi, füsioloogilised andmed viitavad sellele, et ülesanne ei pruugi olla nii keeruline, kuna erinevatel harudel on tõenäoliselt erinev orientatsioon ja me juba teame, et stereopsisega seotud rakud on alati orientatsiooniselektiivsed.

Teine näide binokulaarsete efektide ettearvamatusest, stereopsisega on seotud nn nägemisväljade võitlus, mida mainime ka strabismust käsitlevas osas (ptk. 9). Kui parema ja vasaku silma võrkkestale tekivad väga erinevad kujutised, siis sageli lakkab üks neist tajumast. Kui vaatate vasaku silmaga vertikaalsete joonte võrku ja parema silmaga horisontaaljoonte võrku (joonis 112; võite kasutada stereoskoopi või silmade konvergentsi), siis võib eeldada, et näete ristuvate joonte võrk.

Kuid tegelikkuses on peaaegu võimatu näha mõlemat joonte komplekti korraga. Kas üks või teine ​​on nähtav ja igaüks neist on vaid mõneks sekundiks, pärast mida see kaob ja ilmub teine. Vahel võib näha ka nende kahe kujutise justkui mosaiiki, milles liiguvad, ühinevad või eralduvad eraldi homogeensed alad ning nende joonte suund muutub (vt joonis 112, allpool). Millegipärast ei suuda närvisüsteem samaaegselt samas vaatevälja osas tajuda nii erinevaid stiimuleid ja see pärsib neist ühe töötlemise.

sõna" maha suruma kasutame siin lihtsalt sama nähtuse järjekordse kirjeldusena: tegelikult me ​​ei tea, kuidas selline allasurumine toimub ja millisel kesknärvisüsteemi tasandil see toimub. Mulle tundub, et tajutava kujutise mosaiiklikkus nägemisväljade võitluses viitab sellele, et "otsuste tegemine" selles protsessis toimub visuaalse teabe töötlemise üsna varajases staadiumis, võib-olla väljal 17 või 18. (I Mul on hea meel, et ma ei pea seda oletust kaitsma.)

Nägemisvälja võitluse fenomen tähendab et juhtudel, kui visuaalsüsteem ei suuda kahel võrkkestal olevaid kujutisi kombineerida (tasapinnaliseks pildiks, kui kujutised on samad, või kolmemõõtmeliseks stseeniks, kui on vaid väike horisontaalne erinevus), lükkab see lihtsalt ühe kujutistest tagasi - kas täielikult, kui näiteks vaatame läbi mikroskoobi avatud teise silmaga, kas osaliselt või ajutiselt, nagu ülaltoodud näites. Tähelepanu mängib mikroskoobi olukorras olulist rolli, kuid ka selle tähelepanu nihke aluseks olevad närvimehhanismid pole teada.

Näete veel ühte näidet nägemisväljade võitlusest, kui vaatate lihtsalt mõnda mitmevärvilist stseeni või pilti läbi punaste ja roheliste filtritega prillide. Erinevate vaatlejate muljed võivad sel juhul olla väga erinevad, kuid enamik inimesi (ka mina) märgivad üleminekuid üldisest punakast toonist rohekasse ja tagasi, kuid ilma kollase värvuseta, mis tuleneb punase valguse tavalisest segunemisest rohelisega.

stereopimedus

Sageli üllatab see neid endid, kuna igapäevastes tingimustes ei koge nad ebamugavusi. Viimane võib tunduda kummaline igaühele, kes katse huvides üritas autot juhtida ühe silmaga kinni. Ilmselt kompenseerib stereopsise puudumist üsna hästi muude sügavusnäitajate kasutamine, nagu liikumisparallaks, perspektiiv, mõne objekti osaline oklusioon teiste poolt jne. 9. peatükis käsitleme kaasasündinud strabismuse juhtumeid, kui silmad töötada pikka aega ebajärjekindlalt. See võib põhjustada ajukoore ühenduste katkemist, mis tagavad binokulaarse interaktsiooni, ja selle tulemusena stereopsise kadumise. Strabismus ei ole haruldane ja isegi kerge aste, mis võib jääda märkamatuks, on mõnel juhul tõenäoliselt stereopimeduse põhjus. Muudel juhtudel võib stereopsise rikkumine, nagu värvipimedus, olla pärilik.

Kuna selles peatükis on käsitletud nii corpus callosum’i kui ka stereoskoopilist nägemist, siis kasutan juhust, et öelda midagi nende kahe seose kohta. Küsige endalt küsimust: milliseid stereopsise häireid võib inimesel, kellel on läbilõige, oodata? Vastus sellele küsimusele on selge joonisel fig. 113.

Kui inimene fikseerib oma pilguga punkti P, siis FPF-i teravnurga piires silmadele lähemal asuva punkti Q projektsioonid - QL ja QR - asuvad fovea vastaskülgedel vasakus ja paremas silmas. Sellest lähtuvalt edastab Ql projektsioon teavet vasakusse poolkera ja Qr projektsioon - paremasse poolkera. Selleks, et näha, et Q-punkt on lähemal kui P (st stereoefekti saamiseks), peate ühendama vasaku ja parema poolkera teabe. Kuid ainus viis seda teha on teabe edastamine mööda corpus callosumit. Kui kehakeha läbiv tee on hävinud, on inimene joonisel varjutatud piirkonnas stereopime. 1970. aastal uurisid D. Mitchell ja K. Blakemore California ülikoolist Berkeleys stereoskoopilist nägemist ühel inimesel, kellel oli läbilõigatud kollakeha, ja saavutasid täpselt eespool ennustatud tulemuse.

Teine küsimus, mis on tihedalt seotud esimesega, on, milline stereopsise häire tekib, kui optiline kiasm lõigatakse mööda keskjoont (mida R. Myers tegi kassidel). Siin on tulemus teatud mõttes vastupidine. Jooniselt fig. 114 peaks olema selge, et sel juhul jääb kumbki silm pimedaks võrkkesta nasaalsele piirkonnale langevatele stiimulitele, st nägemisvälja ajalisest osast tulevate stiimulite suhtes.

Seetõttu ei esine stereopsit ruumis, värvilise valgustuse, kus see tavaliselt esineb. Väljaspool seda piirkonda asuvad külgmised tsoonid on üldiselt ligipääsetavad ainult ühele silmale, nii et isegi tavatingimustes pole siin stereopsist ja pärast kiasmi läbilõikamist on need pimedatsoonid (joonisel on see näidatud tumedama värviga). Kinnituspunkti taga olevas piirkonnas, kus nägemisväljade ajalised osad kattuvad, nüüd nähtamatuna, saabub ka pimedus.

Fikseerimispunktile lähemal asuvas piirkonnas aga kattuvad mõlema silma ülejäänud poolväljad, seega tuleks siin säilitada stereopsis, välja arvatud juhul, kui kehakeha on kahjustatud. Sellegipoolest leidis K. Blakemore patsiendi, kellel oli kiasm täielikult keskjoonel läbi lõigatud (see patsient sai lapsena jalgrattaga sõites koljuluumurru, mis ilmselt põhjustas kiasmi pikisuunalise rebenemise). Katsetamisel leiti, et tal on täpselt samasugune visuaalsete defektide kombinatsioon, mida me just hüpoteetiliselt kirjeldasime.

Artikkel raamatust:.

Kuulsa Ameerika neurofüsioloogi, Nobeli preemia laureaadi raamat võtab kokku kaasaegsed ideed selle kohta, kuidas visuaalse süsteemi, sealhulgas ajukoore närvistruktuurid on paigutatud ja kuidas nad visuaalset teavet töötlevad. Kõrge teadusliku esitlustasemega raamat on kirjutatud lihtsas, selges keeles, kaunilt illustreeritud. See võib olla nägemise ja visuaalse taju füsioloogia õpik.

Bioloogia- ja meditsiiniülikoolide üliõpilastele, neurofüsioloogidele, oftalmoloogidele, psühholoogidele, arvutitehnoloogia ja tehisintellekti spetsialistidele.

Raamat:

Kahe võrkkesta kujutise võrdlusel põhinev kauguse hindamise mehhanism on nii usaldusväärne, et paljud inimesed (kui nad ei ole psühholoogid ja nägemisfüsioloogid) pole selle olemasolust isegi teadlikud. Selle mehhanismi tähtsuse mõistmiseks proovige sõita autoga või jalgrattaga, mängida tennist või suusatada paar minutit ühe silmaga kinni. Stereoskoobid on moest läinud ja neid leiab vaid antiigipoodidest. Enamik lugejaid on aga vaadanud stereoskoopilisi filme (kus vaataja peab kandma spetsiaalseid prille). Nii stereoskoobi kui ka stereoskoopiliste prillide tööpõhimõte põhineb stereopsismehhanismi kasutamisel.

Võrkkesta kujutised on kahemõõtmelised, kuid me näeme maailma kolmemõõtmelisena. On ilmne, et objektide kauguse määramise oskus on oluline nii inimestele kui ka loomadele. Samamoodi tähendab objektide kolmemõõtmelise kuju tajumine suhtelise sügavuse hindamist. Vaatleme lihtsa näitena ümmargust objekti. Kui see on vaatejoone suhtes kaldu, on selle kujutis võrkkestal elliptiline, kuid tavaliselt tajume sellist objekti kergesti ümarana. Selleks on vaja sügavuse tajumise oskust.

Inimesel on sügavuse hindamiseks palju mehhanisme. Mõned neist on nii ilmsed, et neid vaevalt mainitakse. Siiski mainin need ära. Kui objekti ligikaudne suurus on teada, näiteks selliste objektide puhul nagu inimene, puu või kass, siis saame hinnata kaugust selleni (kuigi on oht eksida, kui kohtame kääbus, bonsai või lõvi). Kui üks objekt asub teisest ees ja varjab seda osaliselt, siis tajume eesmist objekti lähemal asuvana. Kui võtame paralleelsete joonte projektsiooni, näiteks kaugusesse suunduvad raudteerööpad, siis projektsioonis need koonduvad. See on näide perspektiivist – väga tõhus sügavuse mõõt. Seina kumer osa paistab ülemises osas heledam, kui valgusallikas asub kõrgemal (tavaliselt on valgusallikad üleval) ning selle pinna süvend, kui seda ülalt valgustada, tundub ülemises osas tumedam. . Kui valgusallikas asetatakse allapoole, näeb mõhk välja nagu süvend ja süvend näeb välja nagu kühm. Oluline kauguse näitaja on liikumise parallaks- lähemate ja kaugemate objektide näiv suhteline nihkumine, kui vaatleja liigutab pead vasakule-paremale või üles-alla. Kui mõnda tahket objekti pöörata, isegi väikese nurga all, ilmneb kohe selle ruumiline kuju. Kui fokuseerime oma silmaläätse lähedalasuvale objektile, on kaugemal asuv objekt fookusest väljas; seega läätse kuju muutmine, s.o. muutes silma akommodatsiooni (vt ptk 2 ja 6), suudame hinnata objektide kaugust. Kui muudate mõlema silma telgede suhtelist suunda, tuues need kokku või hajutades (teostades konvergentsi või lahknemist), saate objekti kaks kujutist kokku viia ja neid selles asendis hoida. Seega saab kas läätse või silmade asendit kontrollides hinnata objekti kaugust. Nendel põhimõtetel põhinevad mitmete kaugusmõõtjate konstruktsioonid. Kõik muud seni loetletud kaugusmõõtmised, välja arvatud konvergents ja lahknevus, on monokulaarsed. Kõige olulisem sügavuse tajumise mehhanism, stereopsis, sõltub kahe silma jagamisest. Mis tahes kolmemõõtmelise stseeni vaatamisel moodustavad kaks silma võrkkestale veidi erinevad kujutised. Selles saate hõlpsasti veenduda, kui vaatate otse ette ja liigutate pead kiiresti küljelt küljele umbes 10 cm võrra või sulgete kiiresti kordamööda ühe või teise silma. Kui teie ees on lame objekt, ei märka te erilist erinevust. Kui aga stseen sisaldab sinust erineval kaugusel olevaid objekte, märkad pildil olulisi muutusi. Stereopsise ajal võrdleb aju sama stseeni pilte kahel võrkkestal ja hindab suhtelist sügavust suure täpsusega.

Oletame, et vaatleja fikseerib oma pilguga kindla punkti P. See väide on samaväärne ütlemisega: silmad on suunatud nii, et punkti kujutised on mõlema silma keskses süvendis (F joonisel 103). Oletame nüüd, et Q on teine ​​punkt ruumis, mis tundub vaatlejale paiknevat P-ga samal sügavusel. Olgu Q L ja Q R punkti Q kujutised vasaku ja parema silma võrkkestal. Sel juhul nimetatakse punkte Q L ja Q R vastavad punktid kaks võrkkesta. On ilmne, et kaks võrkkesta kesksete süvenditega kokku langevat punkti vastavad. Samuti on geomeetrilistest kaalutlustest selge, et punkt Q, mis vaatleja hinnangul asub Q-st lähemal, annab võrkkestale kaks projektsiooni - Q "L ja Q" R - mittevastavates punktides, mis asuvad üksteisest kaugemal kui võrkkestas. juhul kui need punktid oleksid vastavad (seda olukorda on kujutatud joonise paremal küljel.) Samamoodi, kui vaatlejast kaugemal asuvat punkti arvestada, siis selgub, et selle võrkkesta projektsioonid asuvad lähemal üksteisele kui vastavad punktid. Eespool öeldu vastavate punktide kohta on osalt definitsioonid, osalt geomeetrilistest kaalutlustest tulenevad väited.Selle küsimuse käsitlemisel võetakse arvesse ka taju psühhofüsioloogiat, kuna vaatleja hindab subjektiivselt, kas objekt asub punktile P kaugemal või lähemal. Tutvustame veel ühe definitsiooni. Kõik punktid , mida nagu punkt Q (ja muidugi ka punkt P) tajutakse võrdsel kaugusel, asuvad horoptera- punkte P ja Q läbiv pind, mille kuju erineb nii tasapinnast kui ka sfäärist ning sõltub meie võimest hinnata kaugust, s.t. meie ajust. Kaugused fovea F ja Q-punkti projektsioonide (Q L ja Q R) vahel on lähedased, kuid mitte võrdsed. Kui need oleksid alati võrdsed, oleks horopteri ja horisontaaltasandi lõikejoon ring.

Riis. 103. Vasak: kui vaatleja vaatab punkti P, siis kaks tema kujutist (projektsiooni) langevad kahe silma keskmistesse süvenditesse (punkt F). Q - punkt, mis on vaatleja sõnul temast samal kaugusel kui P. Sel juhul ütleme, et Q-punkti kaks projektsiooni (Q L ja Q R) langevad võrkkesta vastavatesse punktidesse. (Pinda, mis koosneb kõigist punktidest Q, mis näivad olevat vaatlejast samal kaugusel, sama mis punktiga P, nimetatakse horopteriks, mis läbib punkti P). Paremal: kui punkt Q "on vaatlejale lähemal kui Q, siis on selle võrkkesta projektsioonid (Q" L ja Q "R) horisontaalselt üksteisest kaugemal kui siis, kui nad asuksid vastavates punktides. Kui punkt Q" oleks kaugemal, siis oleks projektsioonid Q "L" ja Q "R nihutatud horisontaalselt üksteisele lähemale.

Oletame nüüd, et me fikseerime oma silmadega teatud ruumipunkti ja selles ruumis on kaks punktvalgusallikat, mis annavad igale võrkkestale projektsiooni valguspunkti kujul, ja need punktid ei vasta: vahemaa nende vahel on mitu rohkem, kui vastavate punktide vahel. Kõik sellised kõrvalekalded vastavate punktide asukohast kutsume esile ebavõrdsus. Kui see kõrvalekalle horisontaalsuunas ei ületa 2° (võrkkestal 0,6 mm) ja vertikaalselt ei ületa paari kaareminutit, siis tajume visuaalselt ühte ruumipunkti, mis asub lähemal kui see, mille me fikseerime. Kui punkti projektsioonide vahelised kaugused ei ole suuremad, vaid vähem, kui vastavate punktide vahel, siis näib see punkt paiknevat fikseerimispunktist kaugemal. Lõpuks, kui vertikaalne kõrvalekalle ületab mõne kaareminuti või horisontaalne kõrvalekalle on suurem kui 2°, siis näeme kahte eraldi punkti, mis võivad tunduda olevat fikseerimispunktist kaugemal või sellele lähemal. Need katsetulemused illustreerivad stereotaju aluspõhimõtet, mille sõnastas esmakordselt 1838. aastal Sir C. Wheatstone (kes leiutas ka seadme, mida elektrotehnikas tuntakse "Wheatstone'i sillana").

Tundub peaaegu uskumatu, et enne seda avastust ei paistnud keegi mõistvat, et kahe silma võrkkestale projitseeritud kujutiste peened erinevused võivad tekitada selge sügavuse mulje. Sellist stereoefekti saab mõne minutiga demonstreerida iga inimene, kes suudab meelevaldselt vähendada või eraldada oma silmade telgesid, või see, kellel on pliiats, paber ja mitu väikest peeglit või prismat. Ei ole selge, kuidas Euclid, Archimedes ja Newton selle avastuse vahele jätsid. Wheatstone märgib oma artiklis, et Leonardo da Vinci jõudis selle põhimõtte avastamisele väga lähedale. Leonardo tõi välja, et ruumilise stseeni ees asuvat palli näeb iga silm erinevalt - vasaku silmaga näeme selle vasakut poolt veidi kaugemal ja parema silmaga - paremat. Wheatstone märgib veel, et kui Leonardo oleks valinud kera asemel kuubi, oleks ta kindlasti märganud, et selle projektsioonid on erinevate silmade jaoks erinevad. Pärast seda võib ta, nagu Wheatstone, olla huvitatud sellest, mis juhtuks, kui kaks sarnast kujutist projitseeritakse spetsiaalselt kahe silma võrkkestale.

Oluline füsioloogiline tõsiasi on see, et sügavusaisting (s.o. võime "otse" näha, kui üks või teine ​​objekt asub fikseerimispunktist kaugemal või lähemal) tekib siis, kui kaks võrkkesta kujutist on horisontaalsuunas üksteise suhtes veidi nihutatud. - üksteisest eemale viidud või, vastupidi, lähestikku (välja arvatud juhul, kui see nihe ületab umbes 2° ja vertikaalne nihe on nullilähedane). See vastab loomulikult geomeetrilistele seostele: kui objekt asub teatud kauguse võrdluspunkti suhtes lähemal või kaugemal, nihutatakse selle võrkkesta projektsioonid horisontaalselt üksteisest eemale või lähendatakse, samas kui olulist vertikaalset nihet ei toimu. piltidest.

See on Wheatstone'i leiutatud stereoskoobi toimimise alus. Stereoskoop oli umbes pool sajandit nii populaarne, et see oli peaaegu igas kodus. Sama põhimõte on aluseks stereofilmidele, mida me nüüd vaatame, kasutades selleks spetsiaalseid polaroidprille. Stereoskoobi algses kujunduses vaatas vaatleja kahte kasti paigutatud pilti, kasutades kahte peegli, mis olid paigutatud nii, et kumbki silm nägi ainult ühte pilti. Nüüd kasutatakse mugavuse huvides sageli prismasid ja teravustamisläätsi. Kaks pilti on igati identsed, välja arvatud väikesed horisontaalsed nihked, mis jätavad mulje sügavusest. Igaüks saab teha stereoskoobis kasutamiseks sobiva foto, valides fikseeritud objekti (või stseeni), tehes pildi, liigutades seejärel kaamerat 5 sentimeetrit paremale või vasakule ja tehes teise pildi.

Kõigil ei ole stereoskoobiga sügavust tajuda. Saate hõlpsasti oma stereopsist ise kontrollida, kui kasutate joonisel fig 1 näidatud stereopaare. 105 ja 106. Kui teil on stereoskoop, saate siin näidatud stereopaaridest koopiad teha ja need stereoskoopi kleepida. Samuti võite asetada õhukese papitüki risti kahe samast stereopaarist pärit pildi vahele ja proovida oma pilti mõlema silmaga vaadata, seades silmad paralleelselt, justkui vaataksite kaugusesse. Samuti saab õppida sõrmega silmi sisse ja välja liigutama, asetades selle silmade ja stereopaari vahele ning liigutades seda edasi või tagasi, kuni pildid sulanduvad, misjärel (see on kõige keerulisem) saab ühendatud pilti uurida. , püüdes seda mitte kaheks jagada. Kui see õnnestub, on näilised sügavusesuhted vastupidised stereoskoobi kasutamisel tajutavatele.

Riis. 104. AGA. Wheatstone'i stereoskoop. B. Wheatstone'i stereoskoobi skeem, mille on ise koostanud. Vaatleja istub kahe peegli (A ja A") ees, mis on tema pilgu suuna suhtes 40° nurga all, ja vaatab kahte vaateväljas kombineeritud pilti - E (parema silmaga) ja E. " (vasaku silmaga). Hiljem loodud lihtsamas versioonis asetatakse kaks pilti kõrvuti nii, et nende keskpunktide vahe on ligikaudu võrdne silmade vahega. Kaks prismat nihutavad pilgu suunda nii, et õige lähenemise korral näeb vasak silm vasakut pilti ja parem silm paremat pilti. Saate ise proovida ilma stereoskoobita hakkama saada, kujutades ette, et vaatate silmadega, mille teljed on paralleelselt seatud, väga kaugel asuvat objekti. Siis vaatab vasak silm vasakut pilti ja parem silm paremat.

Isegi kui te ei suuda seda kogemust sügavuse tajumisega korrata – kas siis sellepärast, et teil pole stereoskoopi või kuna te ei saa silmade telgi meelevaldselt kokku liigutada – saate ikkagi aru asja olemusest, kuigi ei saa stereonaudingut.

Ülemises stereopaaris joonisel fig. 105 kahes ruudukujulises raamis on väike ring, millest üks on keskelt veidi vasakule nihutatud ja teine ​​veidi paremale. Kui arvestada seda stereopaari kahe silmaga, kasutades stereoskoopi või muud kujutise joondamise meetodit, näete ringi mitte lehe tasapinnas, vaid selle ees umbes 2,5 cm kaugusel. Kui arvestada ka alumine stereopaar joonisel fig. 105, on ring nähtav lehe tasapinna taga. Sa tajud ringi asendit sel viisil, sest sinu silmade võrkkestale saab täpselt sama info nagu ring tõesti asub raami tasapinna ees või taga.

Riis. 105. Kui ülemine stereopaar on sisestatud stereoskoopi, siis vaatab ring kaadri tasapinnast ette. Alumises stereopaaris asub see kaadri tasapinna taga. (Seda katset saate teha ilma stereoskoobita, silmade lähenemise või lahknemise teel; lähenemine on enamiku inimeste jaoks lihtsam. Asjade hõlbustamiseks võite võtta papitüki ja asetada see kahe stereopaari kujutise vahele. Algul , võib see harjutus tunduda teile raske ja tüütu; ärge olge alguses innukas Silmade lähenemisel ülemisele stereopaarile on ring nähtav tasapinnast kaugemal ja alumisel - lähemal).

1960. aastal tuli Bela Jules ettevõttest Bell Telephone Laboratories välja väga kasuliku ja elegantse tehnikaga stereoefekti demonstreerimiseks. Joonisel fig. 107 näib esmapilgul olevat homogeenne väikeste kolmnurkade mosaiik. Nii see on, välja arvatud see, et keskosas on peidetud suurema suurusega kolmnurk. Kui vaatate seda pilti kahe värvilise tsellofaanitükiga, mis on teie silmade ette asetatud - ühe silma ees punane ja teise ees roheline, peaksite nägema keskel kolmnurka, mis ulatub lehe tasapinnast ette. , nagu eelmisel juhul väikese ringiga stereopaaridel . (Esimesel korral peate võib-olla umbes minuti jälgima, kuni tekib stereoefekt.) Kui vahetate tsellofaani tükid, toimub sügavuse inversioon. Nende Yuleshi stereopaaride väärtus seisneb selles, et kui teie stereotaju on häiritud, ei näe te ümbritseva tausta ees ega taga kolmnurka.

Riis. 106. Veel üks stereopaar.

Kokkuvõttes võib öelda, et meie võime stereoefekti tajuda sõltub viiest tingimusest:

1. Sügavuse kaudseid märke on palju - mõne objekti osaline varjamine teiste poolt, liikumise parallaks, objekti pöörlemine, suhtelised mõõtmed, varjude heide, perspektiiv. Stereopsis on aga kõige võimsam mehhanism.

2. Kui fikseerime silmaga ruumipunkti, siis langevad selle punkti projektsioonid mõlema võrkkesta kesksesse süvendisse. Iga punkt, mida peetakse silmast samal kaugusel kui fikseerimispunkt, moodustab võrkkesta vastavates punktides kaks projektsiooni.

3. Stereoefekti määrab lihtne geomeetriline fakt – kui objekt on fikseerimispunktist lähemal, siis on selle kaks võrkkesta projektsiooni kaugemal kui vastavad punktid.

4. Peamine järeldus katsealustega tehtud katsete tulemuste põhjal on järgmine: objekt, mille projektsioonid parema ja vasaku silma võrkkestale langevad vastavatele punktidele, tajutakse paiknevana silmadest samal kaugusel kui punkt. fikseerimisest; kui selle objekti projektsioonid on vastavate punktidega võrreldes üksteisest eemale nihutatud, näib objekt paiknevat fikseerimispunktile lähemal; kui need on vastupidi lähedal, tundub objekt paiknevat fikseerimispunktist kaugemal.

5. Horisontaalse projektsiooni nihkega üle 2° või vertikaalse nihkega rohkem kui mõne kaareminutiga toimub kahekordistumine.

Riis. 107. Selle pildi saamiseks kutsutakse anaglüüf, Bela Jules ehitas kõigepealt kaks juhuslikult paigutatud väikeste kolmnurkade süsteemi; need erinesid ainult selle poolest, et 1) ühes süsteemis olid valgel taustal punased kolmnurgad, teises aga valgel taustal rohelised kolmnurgad; 2) suure kolmnurkse tsooni piires (joonise keskkoha lähedal) on kõik rohelised kolmnurgad punastega võrreldes mõnevõrra vasakule nihkunud. Pärast seda on kaks süsteemi joondatud, kuid väikese nihkega, nii et kolmnurgad ise ei kattu. Kui tekkivat pilti vaadata läbi rohelise tsellofaanfiltri, on nähtavad ainult punased elemendid ja kui läbi punase filtri, siis ainult rohelised elemendid. Kui paned ühe silma ette rohelise ja teise silma ette punase, näed lehe ees umbes 1 cm väljaulatuvat suurt kolmnurka. Kui filtreid vahetada, on kolmnurk näha lehe tasapinna taga.

3D NÄGEMINE

3D NÄGEMINE, silmade võime määrata objektide asukohta kolmemõõtmelises ruumis. RETINA loob kahemõõtmelise pildi ja ajus luuakse teave ruumi sügavuse kohta. Selleks sobivad sellised "sügavuse näitajad" nagu lineaarne perspektiiv, PARALLAX ja objektide suhteline suurus. See võtab arvesse ka asjaolu, et iga silm näeb objekti veidi erinevalt.

Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik.

Vaadake, mis on "VOLUME VISION" teistes sõnaraamatutes:

I Vision (visio, visus) on füsioloogiline protsess objektide suuruse, kuju ja värvi, samuti nende suhtelise asukoha ja nendevahelise kauguse tajumisel; visuaalse taju allikaks on objektidelt kiiratav või peegelduv valgus ... ... Meditsiiniline entsüklopeedia

I; vrd. Üks viiest välismeelest, mille organiks on silm; võime näha. Nägemisorgan. Kaotada silmist. Rikkuda, kontrollida h. Z. paranes, halvenes, paranes. Äge, hea, halb, nõrk ◊ Vaateväli. üks.…… entsüklopeediline sõnaraamat

nägemus- ▲ välimuse tajumine, läbimine, neeldumine, elektromagnetlained nägemine Keha tajumine objektide välimusest, püüdes kinni neist lähtuva valguse vibratsiooni. lihtsa pilguga. anaglüüf. stereoradiograafia ... ...

VISIOON- välise tajumise protsess. maailmast, mis määrab ettekujutuse objektide suurusest, kujust, värvist, nende suhtelisest asukohast ja nendevahelisest kaugusest. Organ 3. silm Inimsilm on varustatud võimega tajuda valguslaineid vahemikus 360 et ... ... Vene pedagoogiline entsüklopeedia

mahuline pilt- ▲ surround holograafia pilt. ↓ nägemus, skulptuur ... Vene keele ideograafiline sõnaraamat

binokulaarne nägemine- (ladina keelest bini pair, two, oculus eyes) nägemine, milles osalevad mõlemad silmad ja nendele saadavad kujutised sulanduvad üheks, mis vastab kõnealusele objektile. B.z. annab vaadeldava mahulise (stereoskoopilise) taju ... ... Korrektsioonipedagoogika ja eripsühholoogia. Sõnastik

Primaadid- (primaadid) ulatuslik imetajate liikide rühm (kord), kuhu kuuluvad süstemaatiliselt tänapäeva inimene ja tema evolutsioonilised eelkäijad. Ahvide rahvakeeli (mis ei vasta väga tõele). Kõige olulisem eristav ...... Füüsiline antropoloogia. Illustreeritud seletav sõnastik.

Visuaalse analüsaatori rajad 1 nägemisvälja vasak pool, 2 nägemisvälja parem pool, 3 silm, 4 võrkkesta, 5 nägemisnärvid, 6 silmamotoorne närv, 7 chiasma, 8 nägemistrakt, 9 külgmine geniculate, 10 .. ... Vikipeedia

Visuaalse analüsaatori rajad 1 nägemisvälja vasak pool, 2 nägemisvälja parem pool, 3 silm, 4 võrkkesta, 5 nägemisnärvid, 6 silmamotoorne närv, 7 chiasma, 8 nägemistrakt, 9 külgmine geniculate, 10 .. ... Vikipeedia