दृष्टि की फिजियोलॉजी। मानव आँख वस्तुओं को उल्टा देखती है आँख के रेटिना पर एक काल्पनिक उल्टा प्रतिबिम्ब बनता है

प्राचीन काल से ही नेत्र सर्वज्ञता, गुप्त ज्ञान, ज्ञान और सतर्कता का प्रतीक रहा है। और यह आश्चर्य की बात नहीं है। आखिरकार, यह दृष्टि के लिए धन्यवाद है कि हम अपने आसपास की दुनिया के बारे में अधिकांश जानकारी प्राप्त करते हैं। आंखों की सहायता से, हम वस्तुओं के आकार, आकार, दूरी और सापेक्ष स्थिति का मूल्यांकन करते हैं, रंगों की विविधता का आनंद लेते हैं और गति का निरीक्षण करते हैं।

जिज्ञासु आंख कैसे काम करती है?

मानव आंख की तुलना अक्सर कैमरे से की जाती है। बाहरी आवरण का पारदर्शी और उत्तल भाग कॉर्निया एक वस्तुनिष्ठ लेंस की तरह होता है। दूसरा खोल - संवहनी - आईरिस के सामने प्रस्तुत किया जाता है, वर्णक सामग्री जिसमें आंखों का रंग निर्धारित होता है। परितारिका के केंद्र में छेद - पुतली - तेज रोशनी में संकरा हो जाता है और मंद प्रकाश में चौड़ा हो जाता है, एक डायाफ्राम की तरह, आंख में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करता है। दूसरा लेंस एक चल और लचीला लेंस है जो सिलिअरी पेशी से घिरा होता है जो इसकी वक्रता की डिग्री को बदलता है। लेंस के पीछे कांच का शरीर है - एक पारदर्शी जिलेटिनस पदार्थ जो नेत्रगोलक की लोच और गोलाकार आकार को बनाए रखता है। प्रकाश की किरणें, अंतर्गर्भाशयी संरचनाओं से होकर गुजरती हैं, रेटिना पर पड़ती हैं - तंत्रिका ऊतक का सबसे पतला खोल जो आंख के अंदर की रेखा बनाता है। फोटोरिसेप्टर रेटिना में प्रकाश के प्रति संवेदनशील कोशिकाएं होती हैं, जो फोटोग्राफिक फिल्म की तरह एक छवि को कैप्चर करती हैं।

ऐसा क्यों कहा जाता है कि हम मस्तिष्क से "देखते हैं"?

और फिर भी दृष्टि का अंग सबसे आधुनिक फोटोग्राफिक उपकरणों की तुलना में कहीं अधिक जटिल है। आखिरकार, हम जो देखते हैं उसे ठीक नहीं करते हैं, बल्कि स्थिति का आकलन करते हैं और शब्दों, कार्यों और भावनाओं के साथ प्रतिक्रिया करते हैं।

दायीं और बायीं आंखें वस्तुओं को विभिन्न कोणों से देखती हैं। मस्तिष्क दोनों छवियों को एक साथ जोड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप हम वस्तुओं की मात्रा और उनकी सापेक्ष स्थिति का अनुमान लगा सकते हैं।

इस प्रकार, दृश्य धारणा की तस्वीर मस्तिष्क में बनती है।

क्यों, जब हम किसी चीज़ पर विचार करने की कोशिश करते हैं, तो क्या हम इस दिशा में देखते हैं?

सबसे स्पष्ट छवि तब बनती है जब प्रकाश किरणें रेटिना के मध्य क्षेत्र - मैक्युला से टकराती हैं। इसलिए, किसी चीज़ पर अधिक बारीकी से विचार करने की कोशिश करते हुए, हम अपनी आँखें उचित दिशा में घुमाते हैं। सभी दिशाओं में प्रत्येक आंख की मुक्त गति छह मांसपेशियों के कार्य द्वारा प्रदान की जाती है।

पलकें, पलकें और भौहें - न केवल एक सुंदर फ्रेम?

नेत्रगोलक को कक्षा की हड्डी की दीवारों, इसकी गुहा को अस्तर करने वाले नरम वसायुक्त ऊतक और पलकों द्वारा बाहरी प्रभावों से सुरक्षित किया जाता है।

हम अपनी आंखों को अंधाधुंध रोशनी, हवा और धूल से बचाने की कोशिश कर रहे हैं। एक ही समय में मोटी पलकें एक सुरक्षात्मक अवरोध का निर्माण करती हैं। और भौंहों को माथे से बहने वाले पसीने की बूंदों को फंसाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

कंजंक्टिवा एक पतली श्लेष्मा झिल्ली है जो नेत्रगोलक और पलकों की आंतरिक सतह को ढकती है, जिसमें सैकड़ों छोटी ग्रंथियां होती हैं। वे एक "स्नेहन" उत्पन्न करते हैं जो पलकें बंद होने पर स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ने की अनुमति देता है और कॉर्निया को सूखने से बचाता है।

नेत्र आवास

रेटिना पर प्रतिबिम्ब कैसे बनता है?

यह समझने के लिए कि रेटिना पर एक छवि कैसे बनती है, यह याद रखना आवश्यक है कि एक पारदर्शी माध्यम से दूसरे में जाने पर, प्रकाश किरणें अपवर्तित होती हैं (अर्थात, वे एक सीधा प्रसार से विचलित होती हैं)।

आंख में पारदर्शी माध्यम कॉर्निया है, जिस पर आंसू की फिल्म होती है, जलीय हास्य, लेंस और कांच का शरीर। कॉर्निया में सबसे बड़ी अपवर्तक शक्ति होती है, दूसरा सबसे शक्तिशाली लेंस लेंस होता है। आंसू फिल्म, जलीय हास्य और कांच के शरीर में नगण्य अपवर्तक शक्ति होती है।

अंतर्गर्भाशयी मीडिया से गुजरते हुए, प्रकाश किरणें अपवर्तित होती हैं और एक स्पष्ट छवि बनाते हुए रेटिना पर अभिसरण करती हैं।

आवास क्या है?

टकटकी लगाने के किसी भी प्रयास से छवि का ध्यान भंग होता है और आंख के ऑप्टिकल सिस्टम के अतिरिक्त समायोजन की आवश्यकता होती है। यह आवास के कारण किया जाता है - लेंस की अपवर्तक शक्ति में परिवर्तन।

जंगम और लचीला लेंस ज़िन लिगामेंट के तंतुओं की मदद से सिलिअरी पेशी से जुड़ा होता है। दूर दृष्टि में, मांसपेशियों को आराम मिलता है, ज़ोनियम लिगामेंट के तंतु एक तना हुआ अवस्था में होते हैं, जो लेंस को उत्तल आकार लेने से रोकते हैं। जब आप पास की वस्तुओं की जांच करने की कोशिश करते हैं, तो सिलिअरी पेशी सिकुड़ जाती है, पेशी चक्र संकरा हो जाता है, ज़िन लिगामेंट शिथिल हो जाता है और लेंस उत्तल हो जाता है। इस प्रकार, इसकी अपवर्तक शक्ति बढ़ जाती है, और निकट दूरी पर स्थित वस्तुएं रेटिना पर केंद्रित हो जाती हैं। इस प्रक्रिया को आवास कहा जाता है।

हम क्यों सोचते हैं कि "उम्र के साथ हाथ छोटे हो जाते हैं"?

उम्र के साथ, लेंस अपने लोचदार गुणों को खो देता है, घना हो जाता है और अपनी अपवर्तक शक्ति को मुश्किल से बदलता है। नतीजतन, हम धीरे-धीरे समायोजित करने की क्षमता खो देते हैं, जिससे निकट सीमा पर काम करना मुश्किल हो जाता है। पढ़ते समय हम अखबार या किताब को आंखों से दूर ले जाने की कोशिश करते हैं, लेकिन जल्द ही बाहें इतनी लंबी नहीं होतीं कि स्पष्ट दृष्टि प्रदान कर सकें।

कनवर्जिंग लेंस का उपयोग प्रेसबायोपिया को ठीक करने के लिए किया जाता है, जिसकी ताकत उम्र के साथ बढ़ती जाती है।

दृश्य हानि

हमारे देश के 38% निवासियों में दृष्टि दोष हैं जिनके लिए तमाशा सुधार की आवश्यकता होती है।

आम तौर पर, आंख की ऑप्टिकल प्रणाली प्रकाश किरणों को इस तरह से अपवर्तित करने में सक्षम होती है कि वे स्पष्ट दृष्टि प्रदान करते हुए, रेटिना पर बिल्कुल अभिसरण करती हैं। छवि को रेटिना पर केंद्रित करने के लिए, अपवर्तक आंख को एक अतिरिक्त लेंस की आवश्यकता होती है।

दृष्टि दोष क्या हैं?

आंख की अपवर्तक शक्ति दो मुख्य शारीरिक कारकों द्वारा निर्धारित की जाती है: आंख के अपरोपोस्टीरियर अक्ष की लंबाई और कॉर्निया की वक्रता।

निकट दृष्टिदोष या मायोपिया। यदि आंख की धुरी की लंबाई बढ़ जाती है या कॉर्निया में बड़ी अपवर्तक शक्ति होती है, तो छवि रेटिना के सामने बनती है। इस दृश्य हानि को निकट दृष्टिदोष या मायोपिया कहा जाता है। निकट दृष्टि वाले लोग दूर से अच्छी तरह देखते हैं और दूर से खराब देखते हैं। अपसारी (माइनस) लेंस वाला चश्मा पहनने से सुधार होता है।

दूरदर्शिता या हाइपरमेट्रोपिया। यदि आंख की धुरी की लंबाई कम हो जाती है या कॉर्निया की अपवर्तक शक्ति कम हो जाती है, तो छवि रेटिना के पीछे एक काल्पनिक बिंदु पर बनती है। इस दृश्य हानि को दूरदर्शिता या हाइपरमेट्रोपिया कहा जाता है। एक गलत धारणा है कि दूरदर्शी लोग दूर से भी अच्छी तरह देख सकते हैं। उन्हें नज़दीकी सीमा पर काम करने में कठिनाई होती है और अक्सर उनकी दूर दृष्टि खराब होती है। अभिसारी (प्लस) लेंस वाले चश्मे पहनने से सुधार होता है।

दृष्टिवैषम्य। कॉर्निया की गोलाकारता के उल्लंघन में, दो मुख्य मेरिडियन के साथ अपवर्तक शक्ति में अंतर होता है। रेटिना पर वस्तुओं की छवि विकृत होती है: कुछ रेखाएँ स्पष्ट होती हैं, अन्य धुंधली होती हैं। इस दृश्य हानि को दृष्टिवैषम्य कहा जाता है और इसके लिए बेलनाकार लेंस वाले चश्मे की आवश्यकता होती है।

आँख से बनी है नेत्रगोलक 22-24 मिमी के व्यास के साथ, एक अपारदर्शी म्यान के साथ कवर किया गया, श्वेतपटल,और सामने पारदर्शी है कॉर्निया(या कॉर्निया) श्वेतपटल और कॉर्निया आंख की रक्षा करते हैं और ओकुलोमोटर मांसपेशियों को सहारा देने का काम करते हैं।

आँख की पुतली- एक पतली संवहनी प्लेट जो किरणों के गुजरने वाले बीम को सीमित करती है। प्रकाश आंख में प्रवेश करता है शिष्य।रोशनी के आधार पर, पुतली का व्यास 1 से 8 मिमी तक भिन्न हो सकता है।

लेंसएक लोचदार लेंस है जो मांसपेशियों से जुड़ा होता है सिलिअरी बोडी।सिलिअरी बॉडी लेंस के आकार में बदलाव प्रदान करती है। लेंस आंख की आंतरिक सतह को जलीय हास्य से भरे एक पूर्वकाल कक्ष और एक पश्च कक्ष में विभाजित करता है नेत्रकाचाभ द्रव।

रियर कैमरे की आंतरिक सतह एक सहज परत से ढकी हुई है - रेटिना।प्रकाश संकेतों को रेटिना से मस्तिष्क तक प्रेषित किया जाता है आँखों की नस।रेटिना और श्वेतपटल के बीच है रंजित,रक्त वाहिकाओं के एक नेटवर्क से मिलकर जो आंख को खिलाती है।

रेटिना होता है पीला स्थान- सबसे स्पष्ट दृष्टि का क्षेत्र। मैक्युला के केंद्र और लेंस के केंद्र से गुजरने वाली रेखा कहलाती है दृश्य अक्ष।यह आंख के प्रकाशीय अक्ष से ऊपर की ओर लगभग 5 डिग्री के कोण से विचलित होता है। मैक्युला का व्यास लगभग 1 मिमी है, और आंख के देखने का संबंधित क्षेत्र 6-8 डिग्री है।

रेटिना प्रकाश संश्लेषक तत्वों से आच्छादित है: चीनी काँटातथा शंकुछड़ें प्रकाश के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं, लेकिन रंगों में अंतर नहीं करती हैं और गोधूलि दृष्टि के लिए काम करती हैं। शंकु रंगों के प्रति संवेदनशील होते हैं लेकिन प्रकाश के प्रति कम संवेदनशील होते हैं और इसलिए दिन के समय दृष्टि प्रदान करते हैं। मैक्युला के क्षेत्र में, शंकु प्रबल होते हैं, और कुछ छड़ें होती हैं; रेटिना की परिधि तक, इसके विपरीत, शंकुओं की संख्या तेजी से घटती है, और केवल छड़ें रहती हैं।

मैक्युला के बीच में है केंद्रीय फोसा।फोसा के नीचे केवल शंकु के साथ पंक्तिबद्ध है। फोविया का व्यास 0.4 मिमी है, देखने का क्षेत्र 1 डिग्री है।

मैक्युला में, अधिकांश शंकु ऑप्टिक तंत्रिका के अलग-अलग तंतुओं से संपर्क करते हैं। मैक्युला के बाहर, एक ऑप्टिक तंत्रिका फाइबर शंकु या छड़ के समूह की सेवा करता है। इसलिए, फोविया और मैक्युला के क्षेत्र में, आंख बारीक विवरणों में अंतर कर सकती है, और रेटिना के बाकी हिस्सों पर पड़ने वाली छवि कम स्पष्ट हो जाती है। रेटिना का परिधीय भाग मुख्य रूप से अंतरिक्ष में अभिविन्यास के लिए कार्य करता है।

लाठी में वर्णक होता है रोडोप्सिन,अँधेरे में उनमें इकट्ठा होना और उजाले में लुप्त होना। रॉड द्वारा प्रकाश की धारणा रोडोप्सिन पर प्रकाश की क्रिया के तहत रासायनिक प्रतिक्रियाओं के कारण होती है। शंकु प्रकाश पर प्रतिक्रिया करके प्रतिक्रिया करता है आयोडोप्सिन

रोडोप्सिन और आयोडोप्सिन के अलावा, रेटिना की पिछली सतह पर एक काला रंगद्रव्य होता है। प्रकाश में, यह वर्णक रेटिना की परतों में प्रवेश करता है और प्रकाश ऊर्जा के एक महत्वपूर्ण हिस्से को अवशोषित करता है, छड़ और शंकु को मजबूत प्रकाश जोखिम से बचाता है।

ऑप्टिक तंत्रिका के स्थान पर ट्रंक स्थित होता है अस्पष्ट जगह।रेटिना का यह क्षेत्र प्रकाश के प्रति संवेदनशील नहीं होता है। ब्लाइंड स्पॉट का व्यास 1.88 मिमी है, जो 6 डिग्री के दृश्य क्षेत्र से मेल खाता है। इसका मतलब यह है कि 1 मीटर की दूरी से एक व्यक्ति 10 सेमी के व्यास के साथ एक वस्तु को नहीं देख सकता है यदि उसकी छवि एक अंधे स्थान पर पेश की जाती है।

आंख की ऑप्टिकल प्रणाली में कॉर्निया, जलीय हास्य, लेंस और कांच का शरीर होता है। आंख में प्रकाश का अपवर्तन मुख्य रूप से कॉर्निया और लेंस की सतहों पर होता है।

देखी गई वस्तु से प्रकाश आंख के ऑप्टिकल सिस्टम से होकर गुजरता है और रेटिना पर केंद्रित होता है, जिससे उस पर एक रिवर्स और कम छवि बनती है (मस्तिष्क रिवर्स इमेज को "मोड़ता है", और इसे प्रत्यक्ष माना जाता है)।

कांच के शरीर का अपवर्तनांक एक से अधिक होता है, इसलिए बाहरी स्थान (सामने की फोकल लंबाई) और आंख के अंदर (पीछे की फोकल लंबाई) में आंख की फोकल लंबाई समान नहीं होती है।

आंख की ऑप्टिकल शक्ति (डायोप्टर में) की गणना आंख की पिछली फोकल लंबाई के व्युत्क्रम के रूप में की जाती है, जिसे मीटर में व्यक्त किया जाता है। आंख की ऑप्टिकल शक्ति इस बात पर निर्भर करती है कि वह आराम की स्थिति में है (सामान्य आंख के लिए 58 डायोप्टर) या अधिकतम आवास (70 डायोप्टर) की स्थिति में है।

निवास स्थानविभिन्न दूरी पर वस्तुओं को स्पष्ट रूप से अलग करने की आंख की क्षमता। सिलिअरी बॉडी की मांसपेशियों के तनाव या विश्राम के दौरान लेंस की वक्रता में बदलाव के कारण आवास होता है। जब सिलिअरी बॉडी को खींचा जाता है, तो लेंस खिंच जाता है और इसकी वक्रता त्रिज्या बढ़ जाती है। मांसपेशियों के तनाव में कमी के साथ, लोचदार बलों की कार्रवाई के तहत लेंस की वक्रता बढ़ जाती है।

एक सामान्य आंख की एक मुक्त, अस्थिर अवस्था में, रेटिना पर असीम रूप से दूर की वस्तुओं की स्पष्ट छवियां प्राप्त होती हैं, और सबसे बड़े आवास के साथ, निकटतम वस्तुएं दिखाई देती हैं।

आराम से आँख के लिए रेटिना पर एक तेज छवि बनाने वाली वस्तु की स्थिति कहलाती है आँख का दूर बिंदु।

किसी वस्तु की वह स्थिति, जिस पर दृष्टिपटल पर अधिकतम संभव नेत्र तनाव के साथ एक तीक्ष्ण प्रतिबिम्ब बनता है, कहलाती है आँख का निकटतम बिंदु।

जब आंख को अनंत तक समायोजित किया जाता है, तो पिछला फोकस रेटिना के साथ मेल खाता है। रेटिना पर उच्चतम तनाव पर लगभग 9 सेमी की दूरी पर स्थित वस्तु का प्रतिबिम्ब प्राप्त होता है।

निकटतम और दूर के बिंदुओं के बीच की दूरी के व्युत्क्रम के बीच के अंतर को कहा जाता है आंख की आवास सीमा(डायोप्टर में मापा जाता है)।

उम्र के साथ, आंख की समायोजित करने की क्षमता कम हो जाती है। औसत आंख के लिए 20 वर्ष की आयु में, निकट बिंदु लगभग 10 सेमी (आवास सीमा 10 डायोप्टर) की दूरी पर होता है, 50 वर्ष में निकट बिंदु पहले से ही लगभग 40 सेमी (आवास सीमा 2.5 डायोप्टर) की दूरी पर होता है। और 60 वर्ष की आयु तक यह अनंत में चला जाता है, अर्थात आवास बंद हो जाता है। इस घटना को उम्र से संबंधित दूरदर्शिता कहा जाता है प्रेसबायोपिया।

सर्वश्रेष्ठ दृष्टि दूरी- यह वह दूरी है जिस पर सामान्य आंख वस्तु के विवरण को देखते समय कम से कम तनाव का अनुभव करती है। सामान्य दृष्टि से यह औसतन 25-30 सेमी.

प्रकाश की बदलती परिस्थितियों के लिए आँख के अनुकूलन को कहा जाता है अनुकूलन।अनुकूलन पुतली के उद्घाटन के व्यास में परिवर्तन, रेटिना की परतों में काले वर्णक की गति और प्रकाश के लिए छड़ और शंकु की विभिन्न प्रतिक्रिया के कारण होता है। पुतली का संकुचन 5 सेकंड में होता है, और इसके पूर्ण विस्तार में 5 मिनट लगते हैं।

डार्क अनुकूलनउच्च से निम्न चमक में संक्रमण के दौरान होता है। तेज रोशनी में, शंकु काम करते हैं, लेकिन छड़ें "अंधा" होती हैं, रोडोप्सिन फीका पड़ जाता है, काला रंगद्रव्य रेटिना में प्रवेश कर जाता है, शंकु को प्रकाश से अवरुद्ध कर देता है। चमक में तेज कमी के साथ, पुतली का उद्घाटन खुलता है, जिससे एक बड़ा प्रकाश प्रवाह होता है। फिर काला वर्णक रेटिना को छोड़ देता है, रोडोप्सिन बहाल हो जाता है, और जब यह पर्याप्त होता है, तो छड़ें काम करना शुरू कर देती हैं। चूंकि शंकु कम चमक के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं, पहले तो आंख कुछ भी भेद नहीं करती है। अंधेरे में रहने के 50-60 मिनट के बाद आंख की संवेदनशीलता अपने अधिकतम मूल्य पर पहुंच जाती है।

प्रकाश अनुकूलन- यह कम चमक से उच्च में संक्रमण के दौरान आंख के अनुकूलन की प्रक्रिया है। सबसे पहले, रोडोप्सिन के तेजी से अपघटन के कारण छड़ें दृढ़ता से चिढ़ जाती हैं, "अंधा"। काले वर्णक के दानों द्वारा अभी तक संरक्षित नहीं किए गए शंकु भी बहुत चिड़चिड़े हैं। 8-10 मिनट के बाद अंधेपन की अनुभूति बंद हो जाती है और आंख फिर से देखती है।

नजरआंख काफी चौड़ी है (125 डिग्री लंबवत और 150 डिग्री क्षैतिज रूप से), लेकिन इसका केवल एक छोटा सा हिस्सा स्पष्ट भेद के लिए उपयोग किया जाता है। सबसे उत्तम दृष्टि का क्षेत्र (केंद्रीय फोविया के अनुरूप) लगभग 1-1.5 °, संतोषजनक (संपूर्ण मैक्युला के क्षेत्र में) - लगभग 8 ° क्षैतिज और 6 ° लंबवत है। देखने का शेष क्षेत्र अंतरिक्ष में किसी न किसी अभिविन्यास के लिए कार्य करता है। आसपास के स्थान को देखने के लिए आंख को 45-50 डिग्री के भीतर अपनी कक्षा में निरंतर घूर्णन गति करनी पड़ती है। यह घुमाव विभिन्न वस्तुओं की छवियों को फोविया में लाता है और उन्हें विस्तार से जांचना संभव बनाता है। नेत्र आंदोलनों को चेतना की भागीदारी के बिना किया जाता है और, एक नियम के रूप में, किसी व्यक्ति द्वारा ध्यान नहीं दिया जाता है।

नेत्र संकल्प की कोणीय सीमा- यह वह न्यूनतम कोण है जिस पर आंख दो चमकदार बिंदुओं को अलग-अलग देखती है। नेत्र संकल्प की कोणीय सीमा लगभग 1 मिनट है और यह वस्तुओं के विपरीत, रोशनी, पुतली के व्यास और प्रकाश की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करती है। इसके अलावा, जैसे-जैसे छवि फोविया से दूर जाती है और दृश्य दोषों की उपस्थिति में रिज़ॉल्यूशन सीमा बढ़ जाती है।

दृश्य दोष और उनका सुधार

सामान्य दृष्टि में, आँख का दूर बिंदु असीम रूप से दूर होता है। इसका मतलब यह है कि आराम से आंख की फोकल लंबाई आंख की धुरी की लंबाई के बराबर होती है, और छवि बिल्कुल फोविया के क्षेत्र में रेटिना पर पड़ती है।

इस तरह की आंख वस्तुओं को दूर से और पर्याप्त आवास के साथ - पास में भी अच्छी तरह से अलग करती है।

निकट दृष्टि दोष

मायोपिया में, एक असीम रूप से दूर की वस्तु से किरणें रेटिना के सामने केंद्रित होती हैं, इसलिए रेटिना पर एक धुंधली छवि बनती है।

अधिकतर यह नेत्रगोलक के बढ़ाव (विरूपण) के कारण होता है। कम अक्सर, आंख की ऑप्टिकल प्रणाली (60 से अधिक डायोप्टर) की बहुत अधिक ऑप्टिकल शक्ति के कारण सामान्य आंखों की लंबाई (लगभग 24 मिमी) के साथ मायोपिया होता है।

दोनों ही मामलों में, दूर की वस्तुओं से छवि आंख के अंदर होती है न कि रेटिना पर। केवल आँख के पास की वस्तुओं से फोकस रेटिना पर पड़ता है, यानी आँख का दूर बिंदु उसके सामने एक सीमित दूरी पर होता है।

आँख का दूर बिंदु

मायोपिया को नकारात्मक लेंसों से ठीक किया जाता है, जो आंख के दूर बिंदु पर एक असीम रूप से दूर बिंदु की छवि बनाते हैं।

आँख का दूर बिंदु

मायोपिया अक्सर बचपन और किशोरावस्था में प्रकट होता है, और जैसे-जैसे नेत्रगोलक की लंबाई बढ़ती है, मायोपिया बढ़ जाती है। सच्चा मायोपिया, एक नियम के रूप में, तथाकथित झूठी मायोपिया से पहले होता है - आवास ऐंठन का एक परिणाम। इस मामले में, पुतली को पतला करने और सिलिअरी मांसपेशी के तनाव को दूर करने वाले साधनों की मदद से सामान्य दृष्टि को बहाल करना संभव है।

दूरदर्शिता

दूरदर्शिता के साथ, एक असीम रूप से दूर की वस्तु से किरणें रेटिना के पीछे केंद्रित होती हैं।

दूरदर्शिता नेत्रगोलक की दी गई लंबाई के लिए आंख की कमजोर ऑप्टिकल शक्ति के कारण होती है: या तो सामान्य ऑप्टिकल शक्ति पर एक छोटी आंख, या सामान्य लंबाई में आंख की कम ऑप्टिकल शक्ति।

छवि को रेटिना पर केंद्रित करने के लिए, आपको सिलिअरी बॉडी की मांसपेशियों को हर समय तनाव में रखना होगा। वस्तुएँ आँख के जितने निकट होती हैं, रेटिना के पीछे उनकी छवि उतनी ही दूर जाती है और आँख की मांसपेशियों से उतना ही अधिक प्रयास करने की आवश्यकता होती है।

दूर दृष्टि का दूर बिंदु रेटिना के पीछे होता है, यानी आराम की स्थिति में, वह केवल एक वस्तु को स्पष्ट रूप से देख सकता है जो उसके पीछे है।

आँख का दूर बिंदु

बेशक, आप किसी वस्तु को आंख के पीछे नहीं रख सकते हैं, लेकिन आप सकारात्मक लेंस की मदद से उसकी छवि को वहां प्रक्षेपित कर सकते हैं।

आँख का दूर बिंदु

थोड़ी दूरदर्शिता के साथ, दूर और निकट दृष्टि अच्छी है, लेकिन काम के दौरान थकान और सिरदर्द की शिकायत हो सकती है। दूरदर्शिता की औसत डिग्री के साथ, दूर दृष्टि अच्छी रहती है, लेकिन निकट दृष्टि कठिन होती है। उच्च दूरदर्शिता के साथ, दूरी और निकट दृष्टि दोनों खराब हो जाते हैं, क्योंकि आंख की रेटिना पर ध्यान केंद्रित करने की सभी संभावनाएं दूर की वस्तुओं की एक छवि भी समाप्त हो गई हैं।

नवजात शिशु में, आंख क्षैतिज दिशा में थोड़ी संकुचित होती है, इसलिए आंख में थोड़ी दूरदर्शिता होती है, जो नेत्रगोलक के बढ़ने पर गायब हो जाती है।

दृष्टिदोष अपसामान्य दृष्टि

आंख की एमेट्रोपिया (नज़दीकीपन या दूरदर्शिता) को डायोप्टर में आंख की सतह से दूर बिंदु तक की दूरी के व्युत्क्रम के रूप में व्यक्त किया जाता है, जिसे मीटर में व्यक्त किया जाता है।

निकट दृष्टि या दूरदर्शिता को ठीक करने के लिए आवश्यक लेंस की ऑप्टिकल शक्ति चश्मे से आंख की दूरी पर निर्भर करती है। कॉन्टैक्ट लेंस आंख के करीब स्थित होते हैं, इसलिए उनकी ऑप्टिकल शक्ति एमेट्रोपिया के बराबर होती है।

उदाहरण के लिए, यदि मायोपिया के साथ दूर बिंदु 50 सेमी की दूरी पर आंख के सामने है, तो इसे ठीक करने के लिए -2 डायोप्टर की ऑप्टिकल शक्ति वाले संपर्क लेंस की आवश्यकता होती है।

एमेट्रोपिया की कमजोर डिग्री को 3 डायोप्टर तक, मध्यम - 3 से 6 डायोप्टर तक और उच्च डिग्री - 6 डायोप्टर से ऊपर माना जाता है।

दृष्टिवैषम्य

दृष्टिवैषम्य के साथ, आंख की फोकल लंबाई उसके ऑप्टिकल अक्ष से गुजरने वाले विभिन्न वर्गों में भिन्न होती है। एक आंख में दृष्टिवैषम्य निकट दृष्टि, दूरदर्शिता और सामान्य दृष्टि के प्रभावों को जोड़ती है। उदाहरण के लिए, एक आंख एक क्षैतिज खंड में निकट और एक ऊर्ध्वाधर खंड में दूरदर्शी हो सकती है। फिर अनंत पर वह क्षैतिज रेखाओं को स्पष्ट रूप से नहीं देख पाएगा, और वह स्पष्ट रूप से लंबवत भेद करेगा। निकट सीमा पर, इसके विपरीत, ऐसी आंख ऊर्ध्वाधर रेखाओं को अच्छी तरह से देखती है, और क्षैतिज रेखाएं धुंधली होंगी।

दृष्टिवैषम्य का कारण या तो कॉर्निया का अनियमित आकार या आंख के ऑप्टिकल अक्ष से लेंस का विचलन है। दृष्टिवैषम्य सबसे अधिक बार जन्मजात होता है, लेकिन यह सर्जरी या आंख की चोट के परिणामस्वरूप हो सकता है। दृश्य धारणा में दोषों के अलावा, दृष्टिवैषम्य आमतौर पर आंखों की थकान और सिरदर्द के साथ होता है। दृष्टिवैषम्य को गोलाकार लेंस के संयोजन में बेलनाकार (सामूहिक या अपसारी) लेंस के साथ ठीक किया जाता है।

दृश्य प्रणाली और उसके कार्यों का सहायक उपकरण

दृश्य संवेदी प्रणाली एक जटिल सहायक उपकरण से सुसज्जित है, जिसमें नेत्रगोलक और तीन जोड़ी मांसपेशियां शामिल हैं जो इसकी गति प्रदान करती हैं। नेत्रगोलक के तत्व रेटिना में प्रवेश करने वाले प्रकाश संकेत के प्राथमिक परिवर्तन को अंजाम देते हैं:
आंख की ऑप्टिकल प्रणाली रेटिना पर छवियों को केंद्रित करती है;
पुतली रेटिना पर पड़ने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करती है;
नेत्रगोलक की मांसपेशियां इसकी निरंतर गति सुनिश्चित करती हैं।

रेटिना पर छवि निर्माण

वस्तुओं की सतह से परावर्तित प्राकृतिक प्रकाश विसरित होता है, अर्थात। वस्तु के प्रत्येक बिंदु से प्रकाश किरणें अलग-अलग दिशाओं में निकलती हैं। अतः नेत्र के प्रकाशिक तंत्र के अभाव में वस्तु के एक बिंदु से किरणें ( एक) रेटिना के विभिन्न हिस्सों से टकराएगा ( ए1, ए2, ए3) इस तरह की आंख रोशनी के सामान्य स्तर को भेद करने में सक्षम होगी, लेकिन वस्तुओं की आकृति नहीं (चित्र 1 ए)।

आसपास की दुनिया की वस्तुओं को देखने के लिए, यह आवश्यक है कि वस्तु के प्रत्येक बिंदु से प्रकाश किरणें रेटिना के केवल एक बिंदु से टकराएं, अर्थात। छवि पर ध्यान केंद्रित करने की जरूरत है। यह रेटिना के सामने एक गोलाकार अपवर्तक सतह रखकर प्राप्त किया जा सकता है। एक बिंदु से निकलने वाली प्रकाश किरणें ( एक), ऐसी सतह पर अपवर्तन के बाद एक बिंदु पर एकत्र किया जाएगा ए 1(केंद्र)। इस प्रकार, रेटिना पर एक स्पष्ट उल्टा प्रतिबिंब दिखाई देगा (चित्र 1बी)।

अलग-अलग अपवर्तनांक वाले दो मीडिया के बीच इंटरफेस में प्रकाश का अपवर्तन किया जाता है। नेत्रगोलक में 2 गोलाकार लेंस होते हैं: कॉर्निया और लेंस। तदनुसार, 4 अपवर्तक सतहें हैं: वायु/कॉर्निया, आंख के पूर्वकाल कक्ष का कॉर्निया/जलीय हास्य, जलीय हास्य/लेंस, लेंस/कांच का शरीर।

निवास स्थान

आवास - प्रश्न में वस्तु से एक निश्चित दूरी पर आंख के ऑप्टिकल उपकरण की अपवर्तक शक्ति का समायोजन। अपवर्तन के नियमों के अनुसार, यदि प्रकाश की किरण अपवर्तक सतह पर गिरती है, तो वह उस कोण से विचलित हो जाती है जो उसके आपतन कोण पर निर्भर करता है। जब कोई वस्तु पास आती है, तो उससे निकलने वाली किरणों का आपतन कोण बदल जाएगा, इसलिए अपवर्तित किरणें दूसरे बिंदु पर एकत्रित होंगी, जो रेटिना के पीछे होगी, जिससे छवि का "धुंधला" हो जाएगा (चित्र 2B) ) इसे फिर से केंद्रित करने के लिए, आंख के ऑप्टिकल उपकरण (छवि 2 बी) की अपवर्तक शक्ति को बढ़ाना आवश्यक है। यह लेंस की वक्रता में वृद्धि से प्राप्त होता है, जो सिलिअरी पेशी के स्वर में वृद्धि के साथ होता है।

रेटिना रोशनी विनियमन

रेटिना पर पड़ने वाले प्रकाश की मात्रा पुतली के क्षेत्रफल के समानुपाती होती है। एक वयस्क में पुतली का व्यास 1.5 से 8 मिमी तक भिन्न होता है, जो रेटिना पर प्रकाश की घटना की तीव्रता में लगभग 30 गुना परिवर्तन प्रदान करता है। प्यूपिलरी प्रतिक्रियाएं परितारिका की चिकनी मांसपेशियों की दो प्रणालियों द्वारा प्रदान की जाती हैं: जब कुंडलाकार मांसपेशियां सिकुड़ती हैं, तो पुतली संकरी हो जाती है, और जब रेडियल मांसपेशियां सिकुड़ जाती हैं, तो यह फैल जाती है।

पुतली के लुमेन में कमी के साथ, छवि की तीक्ष्णता बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि पुतली का कसना प्रकाश को लेंस के परिधीय क्षेत्रों तक पहुंचने से रोकता है और इस तरह गोलाकार विपथन के कारण छवि विकृति को समाप्त करता है।

आँखों की गति

मानव आंख छह आंख की मांसपेशियों द्वारा संचालित होती है, जो तीन कपाल नसों - ओकुलोमोटर, ट्रोक्लियर और एब्ड्यूसेंस द्वारा संक्रमित होती हैं। ये मांसपेशियां नेत्रगोलक की दो प्रकार की गति प्रदान करती हैं - तेज स्पस्मोडिक (सैकेड) और चिकनी निम्नलिखित गति।

स्पस्मोडिक आई मूवमेंट्स (सैकेड्स) स्थिर वस्तुओं पर विचार करते समय उत्पन्न होते हैं (चित्र 3)। नेत्रगोलक के त्वरित मोड़ (10 - 80 एमएस) एक बिंदु (200 - 600 एमएस) पर निश्चित टकटकी निर्धारण की अवधि के साथ वैकल्पिक। एक थैली के दौरान नेत्रगोलक के घूमने का कोण चाप के कई मिनटों से लेकर 10° तक होता है, और जब एक वस्तु से दूसरी वस्तु की ओर देखा जाता है, तो यह 90° तक पहुंच सकता है। विस्थापन के बड़े कोणों पर, सिर के मोड़ के साथ सैकेड होते हैं; नेत्रगोलक का विस्थापन आमतौर पर सिर की गति से पहले होता है।

चिकनी आंखों की गति देखने के क्षेत्र में चलती वस्तुओं के साथ। इस तरह के आंदोलनों का कोणीय वेग वस्तु के कोणीय वेग से मेल खाता है। यदि उत्तरार्द्ध 80 डिग्री/सेकेंड से अधिक है, तो ट्रैकिंग संयुक्त हो जाती है: चिकनी आंदोलनों को सैकेड और सिर के मोड़ द्वारा पूरक किया जाता है।

अक्षिदोलन - चिकनी और स्पस्मोडिक आंदोलनों का आवधिक विकल्प। जब ट्रेन की सवारी करने वाला व्यक्ति खिड़की से बाहर देखता है, तो उसकी आँखें खिड़की से बाहर घूमने वाले परिदृश्य के साथ सहजता से चलती हैं, और फिर उसकी निगाह एक नए निर्धारण बिंदु पर कूद जाती है।

फोटोरिसेप्टर में लाइट सिग्नल रूपांतरण

रेटिना फोटोरिसेप्टर के प्रकार और उनके गुण

रेटिना (छड़ और शंकु) में दो प्रकार के फोटोरिसेप्टर होते हैं, जो संरचना और शारीरिक गुणों में भिन्न होते हैं।

तालिका एक। छड़ और शंकु के शारीरिक गुण

दोहरी दृष्टि सिद्धांत

प्रकाश संवेदनशीलता में भिन्न दो फोटोरिसेप्टर सिस्टम (शंकु और छड़) की उपस्थिति, परिवेश प्रकाश के चर स्तर को समायोजन प्रदान करती है। अपर्याप्त रोशनी की स्थिति में, प्रकाश की धारणा छड़ द्वारा प्रदान की जाती है, जबकि रंग अप्रभेद्य होते हैं ( स्कोटोटोपिक दृष्टिइ) उज्ज्वल प्रकाश में, दृष्टि मुख्य रूप से शंकु द्वारा प्रदान की जाती है, जिससे रंगों को अच्छी तरह से अलग करना संभव हो जाता है ( फोटोटोपिक दृष्टि ).

फोटोरिसेप्टर में प्रकाश संकेत रूपांतरण का तंत्र

रेटिना के फोटोरिसेप्टर में विद्युत चुम्बकीय विकिरण (प्रकाश) की ऊर्जा कोशिका की झिल्ली क्षमता में उतार-चढ़ाव की ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है। परिवर्तन प्रक्रिया कई चरणों में आगे बढ़ती है (चित्र 4)।

पहले चरण में, दृश्य प्रकाश का एक फोटॉन, प्रकाश संवेदनशील वर्णक के एक अणु में गिरता है, संयुग्मित दोहरे बंधनों के p-इलेक्ट्रॉनों द्वारा अवशोषित किया जाता है 11- सीआईएस-रेटिनल, जबकि रेटिनल में गुजरता है ट्रांस-आकार। स्टीरियोमेराइजेशन 11- सीआईएस-रेटिनल रोडोप्सिन अणु के प्रोटीन भाग में परिवर्तन का कारण बनता है।

दूसरे चरण में, ट्रांसड्यूसिन प्रोटीन सक्रिय होता है, जो अपनी निष्क्रिय अवस्था में जीडीपी को कसकर बांधता है। फोटोएक्टिवेटेड रोडोप्सिन के साथ बातचीत करने के बाद, ट्रांसड्यूसिन जीटीपी के लिए जीडीपी अणु का आदान-प्रदान करता है।

तीसरे चरण में, GTP युक्त ट्रांसड्यूसिन निष्क्रिय cGMP-फॉस्फोडिएस्टरेज़ के साथ एक कॉम्प्लेक्स बनाता है, जो बाद के सक्रियण की ओर जाता है।

चौथे चरण में, सक्रिय cGMP-फॉस्फोडिएस्टरेज़ इंट्रासेल्युलर को GMP से GMP तक हाइड्रोलाइज़ करता है।

5वें चरण में, cGMP सांद्रता में गिरावट के कारण धनायन चैनल बंद हो जाते हैं और फोटोरिसेप्टर झिल्ली का हाइपरपोलराइजेशन हो जाता है।

सिग्नल ट्रांसडक्शन के दौरान फॉस्फोडिएस्टरेज़ तंत्रइसे मजबूत किया जा रहा है। फोटोरिसेप्टर प्रतिक्रिया के दौरान, एक एकल उत्तेजित रोडोप्सिन अणु कई सौ ट्रांसड्यूसिन अणुओं को सक्रिय करने का प्रबंधन करता है। उस। सिग्नल ट्रांसडक्शन के पहले चरण में, 100-1000 बार प्रवर्धन होता है। प्रत्येक सक्रिय ट्रांसड्यूसिन अणु केवल एक फॉस्फोडिएस्टरेज़ अणु को सक्रिय करता है, लेकिन बाद वाला जीएमपी के साथ कई हजार अणुओं के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है। उस। इस स्तर पर, संकेत एक और 1,000 -10,000 बार बढ़ाया जाता है। इसलिए, जब एक फोटॉन से cGMP को सिग्नल प्रेषित किया जाता है, तो इसका 100,000 गुना से अधिक प्रवर्धन हो सकता है।

रेटिना में सूचना प्रसंस्करण

रेटिना के तंत्रिका नेटवर्क के तत्व और उनके कार्य

रेटिना के तंत्रिका नेटवर्क में 4 प्रकार की तंत्रिका कोशिकाएँ शामिल होती हैं (चित्र 5):

नाड़ीग्रन्थि कोशिकाएं,
द्विध्रुवी कोशिकाएं,
अमैक्रिन कोशिकाएं,
क्षैतिज कोशिकाएं।

नाड़ीग्रन्थि कोशिकाएं - न्यूरॉन्स, जिनमें से अक्षतंतु, ऑप्टिक तंत्रिका के हिस्से के रूप में, आंख से बाहर निकलते हैं और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का अनुसरण करते हैं। नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं का कार्य रेटिना से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र तक उत्तेजना का संचालन करना है।

द्विध्रुवी कोशिकाएं रिसेप्टर और नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं को कनेक्ट करें। द्विध्रुवीय कोशिका के शरीर से दो शाखित प्रक्रियाएं निकलती हैं: एक प्रक्रिया कई फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं के साथ सिनैप्टिक संपर्क बनाती है, दूसरी कई नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के साथ। द्विध्रुवी कोशिकाओं का कार्य फोटोरिसेप्टर से नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं तक उत्तेजना का संचालन करना है।

क्षैतिज कोशिकाएं आसन्न फोटोरिसेप्टर कनेक्ट करें। क्षैतिज कोशिका के शरीर से कई प्रक्रियाएं फैली हुई हैं, जो फोटोरिसेप्टर के साथ अन्तर्ग्रथनी संपर्क बनाती हैं। क्षैतिज कोशिकाओं का मुख्य कार्य फोटोरिसेप्टर के पार्श्व अंतःक्रियाओं का कार्यान्वयन है।

अमैक्रिन कोशिकाएं क्षैतिज वाले के समान ही स्थित होते हैं, लेकिन वे संपर्क द्वारा फोटोरिसेप्टर के साथ नहीं, बल्कि नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के साथ बनते हैं।

रेटिना में उत्तेजना का फैलाव

जब एक फोटोरिसेप्टर को रोशन किया जाता है, तो उसमें एक रिसेप्टर क्षमता विकसित होती है, जो एक हाइपरपोलराइजेशन है। फोटोरिसेप्टर सेल में उत्पन्न होने वाली रिसेप्टर क्षमता को मध्यस्थ की मदद से सिनैप्टिक संपर्कों के माध्यम से द्विध्रुवी और क्षैतिज कोशिकाओं में प्रेषित किया जाता है।

विध्रुवण और अतिध्रुवीकरण दोनों एक द्विध्रुवीय कोशिका में विकसित हो सकते हैं (अधिक विवरण के लिए नीचे देखें), जो अन्तर्ग्रथनी संपर्क के माध्यम से नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं में फैलता है। उत्तरार्द्ध अनायास सक्रिय हैं, अर्थात। एक निश्चित आवृत्ति पर लगातार एक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न करते हैं। नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के हाइपरपोलराइजेशन से तंत्रिका आवेगों की आवृत्ति में कमी आती है, विध्रुवण - इसकी वृद्धि के लिए।

रेटिना न्यूरॉन्स की विद्युत प्रतिक्रियाएं

द्विध्रुवी कोशिका का ग्रहणशील क्षेत्र फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं का एक संग्रह है जिसके साथ यह अन्तर्ग्रथनी संपर्क बनाता है। नाड़ीग्रन्थि कोशिका के ग्रहणशील क्षेत्र को फोटोरिसेप्टर कोशिकाओं की समग्रता के रूप में समझा जाता है जिसके साथ यह नाड़ीग्रन्थि कोशिका द्विध्रुवी कोशिकाओं के माध्यम से जुड़ी होती है।

द्विध्रुवी और नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के ग्रहणशील क्षेत्र गोल होते हैं। ग्रहणशील क्षेत्र में, केंद्रीय और परिधीय भागों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है (चित्र 6)। ग्रहणशील क्षेत्र के मध्य और परिधीय भागों के बीच की सीमा गतिशील है और प्रकाश के स्तर में परिवर्तन के रूप में स्थानांतरित हो सकती है।

उनके ग्रहणशील क्षेत्र के केंद्रीय और परिधीय भागों के फोटोरिसेप्टर की रोशनी पर रेटिना की तंत्रिका कोशिकाओं की प्रतिक्रियाएं, एक नियम के रूप में, विपरीत हैं। इसी समय, गैंग्लियोनिक और द्विध्रुवी कोशिकाओं (ON -, OFF -cells) के कई वर्ग हैं, जो प्रकाश की क्रिया के लिए विभिन्न विद्युत प्रतिक्रियाओं का प्रदर्शन करते हैं (चित्र 6)।

तालिका 2। नाड़ीग्रन्थि और द्विध्रुवी कोशिकाओं के वर्ग और उनकी विद्युत प्रतिक्रियाएं

सीएनएस में दृश्य सूचना का प्रसंस्करण

दृश्य प्रणाली के संवेदी मार्ग

रेटिना नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के माइलिनेटेड अक्षतंतु मस्तिष्क को दो ऑप्टिक तंत्रिकाओं के भाग के रूप में भेजे जाते हैं (चित्र 7)। ऑप्टिक चियास्मा बनाने के लिए दाएं और बाएं ऑप्टिक तंत्रिका खोपड़ी के आधार पर विलीन हो जाती हैं। यहां, प्रत्येक आंख के रेटिना के मध्य भाग से तंत्रिका तंतु विपरीत दिशा में जाते हैं, और रेटिना के पार्श्व हिस्सों से तंतु ipsilaterally जारी रहते हैं।

पार करने के बाद, ऑप्टिक पथ में नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के अक्षतंतु पार्श्व जीनिकुलेट निकायों (एलसीबी) का अनुसरण करते हैं, जहां वे सीएनएस न्यूरॉन्स के साथ अन्तर्ग्रथनी संपर्क बनाते हैं। तथाकथित के हिस्से के रूप में LKT की तंत्रिका कोशिकाओं के अक्षतंतु। दृश्य विकिरण प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था (ब्रॉडमैन के अनुसार क्षेत्र 17) के न्यूरॉन्स तक पहुंचता है। इसके अलावा, इंट्राकोर्टिकल कनेक्शन के साथ, उत्तेजना माध्यमिक दृश्य प्रांतस्था (क्षेत्र 18b-19) और प्रांतस्था के सहयोगी क्षेत्रों में फैलती है।

दृश्य प्रणाली के संवेदी मार्ग के अनुसार व्यवस्थित होते हैं रेटिनोटोपिक सिद्धांत - पड़ोसी नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं से उत्तेजना एलसीटी और प्रांतस्था के पड़ोसी बिंदुओं तक पहुंचती है। रेटिना की सतह, जैसा कि यह थी, LKT और प्रांतस्था की सतह पर प्रक्षेपित होती है।

नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के अधिकांश अक्षतंतु एलसीटी में समाप्त होते हैं, जबकि कुछ तंतु बेहतर कोलिकुली, हाइपोथैलेमस, मस्तिष्क स्टेम के प्रीटेक्टल क्षेत्र और ऑप्टिक पथ के केंद्रक में जाते हैं।

रेटिना और सुपीरियर कोलिकुली के बीच का संबंध आंखों की गति को नियंत्रित करने का काम करता है।

हाइपोथैलेमस के लिए रेटिना का प्रक्षेपण रोशनी के स्तर में दैनिक उतार-चढ़ाव के साथ अंतर्जात सर्कैडियन लय को जोड़ने का कार्य करता है।

पुतली और आवास के लुमेन के नियमन के लिए रेटिना और ट्रंक के प्रीटेक्टल क्षेत्र के बीच का संबंध अत्यंत महत्वपूर्ण है।

ऑप्टिक पथ के नाभिक के न्यूरॉन्स, जो नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं से सिनैप्टिक इनपुट भी प्राप्त करते हैं, ब्रेनस्टेम के वेस्टिबुलर नाभिक से जुड़े होते हैं। यह प्रक्षेपण आपको दृश्य संकेतों के आधार पर अंतरिक्ष में शरीर की स्थिति का आकलन करने की अनुमति देता है, और जटिल ओकुलोमोटर प्रतिक्रियाओं (निस्टागमस) को लागू करने में भी कार्य करता है।

एलसीटी में दृश्य सूचना का प्रसंस्करण

LCT न्यूरॉन्स में ग्रहणशील क्षेत्र गोल होते हैं। इन कोशिकाओं की विद्युत प्रतिक्रियाएं नाड़ीग्रन्थि कोशिकाओं के समान होती हैं।

एलसीटी में, ऐसे न्यूरॉन्स होते हैं जो अपने ग्रहणशील क्षेत्र (कंट्रास्ट न्यूरॉन्स) में प्रकाश/अंधेरे सीमा होने पर उत्साहित होते हैं या जब यह सीमा ग्रहणशील क्षेत्र (गति डिटेक्टरों) के भीतर चलती है।

प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था में दृश्य सूचना का प्रसंस्करण

प्रकाश उत्तेजनाओं की प्रतिक्रिया के आधार पर, कॉर्टिकल न्यूरॉन्स को कई वर्गों में विभाजित किया जाता है।

एक साधारण ग्रहणशील क्षेत्र के साथ न्यूरॉन्स। इस तरह के न्यूरॉन का सबसे मजबूत उत्तेजना तब होता है जब इसका ग्रहणशील क्षेत्र एक निश्चित अभिविन्यास की हल्की पट्टी से रोशन होता है। ऐसे न्यूरॉन द्वारा उत्पन्न तंत्रिका आवेगों की आवृत्ति प्रकाश पट्टी के उन्मुखीकरण में परिवर्तन के साथ घट जाती है (चित्र 8A)।

एक जटिल ग्रहणशील क्षेत्र वाले न्यूरॉन्स। न्यूरॉन के उत्तेजना की अधिकतम डिग्री तब प्राप्त होती है जब प्रकाश उत्तेजना ग्रहणशील क्षेत्र के ओएन क्षेत्र के भीतर एक निश्चित दिशा में चलती है। किसी अन्य दिशा में प्रकाश उत्तेजना की गति या ON क्षेत्र के बाहर प्रकाश उत्तेजना के बाहर निकलने से कमजोर उत्तेजना होती है (चित्र 8B)।

सुपरकंपलेक्स ग्रहणशील क्षेत्र वाले न्यूरॉन्स। इस तरह के एक न्यूरॉन का अधिकतम उत्तेजना एक जटिल विन्यास के प्रकाश उत्तेजना की कार्रवाई के तहत प्राप्त किया जाता है। उदाहरण के लिए, न्यूरॉन्स ज्ञात हैं, जिनमें से सबसे मजबूत उत्तेजना ग्रहणशील क्षेत्र के ओएन क्षेत्र के भीतर प्रकाश और अंधेरे के बीच दो सीमाओं को पार करते समय विकसित होती है (चित्र। 23.8 सी)।

विभिन्न दृश्य उत्तेजनाओं के लिए सेल प्रतिक्रिया के पैटर्न पर भारी मात्रा में प्रयोगात्मक डेटा के बावजूद, वर्तमान में मस्तिष्क में दृश्य सूचना प्रसंस्करण के तंत्र की व्याख्या करने वाला कोई पूर्ण सिद्धांत नहीं है। हम यह नहीं बता सकते हैं कि रेटिना, एलसी और कॉर्टेक्स में न्यूरॉन्स की विविध विद्युत प्रतिक्रियाएं पैटर्न की पहचान और दृश्य धारणा की अन्य घटनाओं के लिए कैसे प्रदान करती हैं।

सहायक उपकरण कार्यों का समायोजन

आवास विनियमन। लेंस की वक्रता में परिवर्तन सिलिअरी पेशी की सहायता से किया जाता है। सिलिअरी पेशी के संकुचन के साथ, लेंस की पूर्वकाल सतह की वक्रता बढ़ जाती है और अपवर्तक शक्ति बढ़ जाती है। सिलिअरी पेशी के चिकने मांसपेशी फाइबर पोस्टगैंग्लिओनिक न्यूरॉन्स द्वारा संक्रमित होते हैं जिनके शरीर सिलिअरी नाड़ीग्रन्थि में स्थित होते हैं।

लेंस वक्रता की डिग्री बदलने के लिए एक पर्याप्त उत्तेजना रेटिना पर छवि की अस्पष्टता है, जो प्राथमिक प्रांतस्था के न्यूरॉन्स द्वारा दर्ज की जाती है। कॉर्टेक्स के नीचे के कनेक्शन के कारण, प्रीटेक्टल क्षेत्र में न्यूरॉन्स के उत्तेजना की डिग्री बदल जाती है, जो बदले में ओकुलोमोटर न्यूक्लियस (एडिंगर-वेस्टफाल न्यूक्लियस) और सिलिअरी गैंग्लियन के पोस्टगैंग्लिओनिक न्यूरॉन्स के प्रीगैंग्लिओनिक न्यूरॉन्स के सक्रियण या अवरोध का कारण बनती है।

पुतली के लुमेन का विनियमन। पुतली का संकुचन तब होता है जब कॉर्निया के कुंडलाकार चिकनी मांसपेशी फाइबर, जो सिलिअरी नाड़ीग्रन्थि के पैरासिम्पेथेटिक पोस्टगैंग्लिओनिक न्यूरॉन्स द्वारा संक्रमित होते हैं, सिकुड़ते हैं। उत्तरार्द्ध का उत्तेजना रेटिना पर प्रकाश की घटना की उच्च तीव्रता पर होता है, जिसे प्राथमिक दृश्य प्रांतस्था के न्यूरॉन्स द्वारा माना जाता है।

पुतली का फैलाव कॉर्निया की रेडियल मांसपेशियों के संकुचन द्वारा किया जाता है, जो एचएसपी के सहानुभूति न्यूरॉन्स द्वारा संक्रमित होते हैं। उत्तरार्द्ध की गतिविधि सिलियोस्पाइनल सेंटर और प्रीटेक्टल क्षेत्र के नियंत्रण में है। पुतली के फैलाव के लिए उत्तेजना रेटिना की रोशनी के स्तर में कमी है।

नेत्र आंदोलनों का विनियमन। नाड़ीग्रन्थि कोशिका तंतुओं का एक हिस्सा बेहतर कोलिकुली (मिडब्रेन) के न्यूरॉन्स का अनुसरण करता है, जो ओकुलोमोटर, ट्रोक्लियर और एब्ड्यूसेंस नसों के नाभिक से जुड़े होते हैं, जिनमें से न्यूरॉन्स आंख की मांसपेशियों के धारीदार मांसपेशी फाइबर को संक्रमित करते हैं। बेहतर ट्यूबरकल की तंत्रिका कोशिकाओं को वेस्टिबुलर रिसेप्टर्स, गर्दन की मांसपेशियों के प्रोप्रियोरिसेप्टर से सिनैप्टिक इनपुट प्राप्त होंगे, जो शरीर को अंतरिक्ष में शरीर की गतिविधियों के साथ आंखों की गतिविधियों को समन्वयित करने की अनुमति देता है।

दृश्य धारणा की घटना

पैटर्न मान्यता

दृश्य प्रणाली में किसी वस्तु को उसकी छवि के विभिन्न तरीकों से पहचानने की उल्लेखनीय क्षमता होती है। हम एक छवि (एक परिचित चेहरा, एक पत्र, आदि) को पहचान सकते हैं जब इसके कुछ हिस्से गायब होते हैं, जब इसमें अतिरिक्त तत्व होते हैं, जब यह अंतरिक्ष में अलग-अलग उन्मुख होता है, अलग-अलग कोणीय आयाम होते हैं, अलग-अलग पक्षों से हमें बदल दिया जाता है , आदि पी. (चित्र 9)। इस घटना के न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल तंत्र का वर्तमान में गहन अध्ययन किया जा रहा है।

आकार और आकार की स्थिरता

एक नियम के रूप में, हम आसपास की वस्तुओं को आकार और आकार में अपरिवर्तित मानते हैं। हालांकि वास्तव में रेटिना पर उनका आकार और आकार स्थिर नहीं होता है। उदाहरण के लिए, देखने के क्षेत्र में एक साइकिल चालक हमेशा दूरी की परवाह किए बिना एक ही आकार का दिखाई देता है। साइकिल के पहियों को गोल माना जाता है, हालांकि वास्तव में रेटिना पर उनकी छवियां संकीर्ण अंडाकार हो सकती हैं। यह घटना आसपास की दुनिया की दृष्टि में अनुभव की भूमिका को प्रदर्शित करती है। इस घटना के न्यूरोफिज़ियोलॉजिकल तंत्र वर्तमान में अज्ञात हैं।

गहराई की समझ

रेटिना पर आसपास की दुनिया की छवि सपाट होती है। हालाँकि, हम दुनिया को विशाल के रूप में देखते हैं। ऐसे कई तंत्र हैं जो रेटिना पर बनने वाली सपाट छवियों के आधार पर 3-आयामी स्थान का निर्माण प्रदान करते हैं।

चूँकि आँखें एक दूसरे से कुछ दूरी पर स्थित होती हैं, इसलिए बायीं और दायीं आँखों के रेटिना पर बनने वाले प्रतिबिम्ब एक दूसरे से कुछ भिन्न होते हैं। वस्तु प्रेक्षक के जितनी करीब होगी, ये चित्र उतने ही अलग होंगे।

अतिव्यापी छवियां अंतरिक्ष में उनकी सापेक्ष स्थिति का मूल्यांकन करने में भी मदद करती हैं। एक करीबी वस्तु की छवि दूर की छवि को ओवरलैप कर सकती है, लेकिन इसके विपरीत नहीं।

जब प्रेक्षक का सिर हिलता है, तो रेटिना पर प्रेक्षित वस्तुओं की छवियां भी शिफ्ट हो जाएंगी (लंबन घटना)। समान हेड शिफ्ट के लिए, निकट की वस्तुओं की छवियां दूर की वस्तुओं की छवियों की तुलना में अधिक स्थानांतरित होंगी।

अंतरिक्ष की शांति की धारणा

यदि एक आँख बंद करके हम दूसरी आँख की पुतली पर एक उंगली दबाते हैं, तो हम देखेंगे कि हमारे चारों ओर की दुनिया एक तरफ खिसक रही है। सामान्य परिस्थितियों में, आसपास की दुनिया स्थिर होती है, हालांकि नेत्रगोलक की गति, सिर के मुड़ने और अंतरिक्ष में शरीर की स्थिति में बदलाव के कारण रेटिना पर छवि लगातार "कूद" रही है। आसपास के स्थान की गतिहीनता की धारणा इस तथ्य से सुनिश्चित होती है कि दृश्य छवियों का प्रसंस्करण आंखों की गति, सिर की गति और अंतरिक्ष में शरीर की स्थिति के बारे में जानकारी को ध्यान में रखता है। दृश्य संवेदी प्रणाली रेटिना पर छवि की गति से आंखों और शरीर के अपने स्वयं के आंदोलनों को "घटाना" करने में सक्षम है।

रंग दृष्टि के सिद्धांत

तीन-घटक सिद्धांत

ट्राइक्रोमैटिक एडिटिव मिक्सिंग के सिद्धांत पर आधारित। इस सिद्धांत के अनुसार, तीन प्रकार के शंकु (लाल, हरे और नीले रंग के प्रति संवेदनशील) स्वतंत्र रिसेप्टर सिस्टम के रूप में काम करते हैं। तीन प्रकार के शंकुओं से संकेतों की तीव्रता की तुलना करके, दृश्य संवेदी प्रणाली एक "आभासी योगात्मक पूर्वाग्रह" उत्पन्न करती है और वास्तविक रंग की गणना करती है। सिद्धांत के लेखक जंग, मैक्सवेल, हेल्महोल्ट्ज़ हैं।

विरोधी रंग सिद्धांत

यह मानता है कि किसी भी रंग को दो पैमानों पर अपनी स्थिति का संकेत देकर स्पष्ट रूप से वर्णित किया जा सकता है - "नीला-पीला", "लाल-हरा"। इन तराजू के ध्रुवों पर स्थित रंगों को विरोधी रंग कहा जाता है। यह सिद्धांत इस तथ्य से समर्थित है कि रेटिना, एलसी और कॉर्टेक्स में न्यूरॉन्स होते हैं जो तब सक्रिय होते हैं जब उनके ग्रहणशील क्षेत्र को लाल बत्ती से रोशन किया जाता है और प्रकाश के हरे होने पर बाधित होता है। अन्य न्यूरॉन्स पीले रंग के संपर्क में आने पर आग लगते हैं और नीले रंग के संपर्क में आने पर हिचकते हैं। यह माना जाता है कि "लाल-हरे" और "पीले-नीले" प्रणालियों के न्यूरॉन्स के उत्तेजना की डिग्री की तुलना करके, दृश्य संवेदी प्रणाली प्रकाश की रंग विशेषताओं की गणना कर सकती है। सिद्धांत के लेखक मच, गोअरिंग हैं।

इस प्रकार, दोनों रंग दृष्टि सिद्धांतों के लिए प्रयोगात्मक सबूत हैं। वर्तमान में माना जाता है। कि तीन-घटक सिद्धांत रेटिना फोटोरिसेप्टर के स्तर पर रंग धारणा के तंत्र का पर्याप्त रूप से वर्णन करता है, और रंगों का विरोध करने का सिद्धांत तंत्रिका नेटवर्क के स्तर पर रंग धारणा के तंत्र का वर्णन करता है।

असंभव आंकड़े और अस्पष्ट छवियां ऐसी चीज नहीं हैं जिन्हें शाब्दिक रूप से नहीं लिया जा सकता है: वे हमारे दिमाग में उत्पन्न होते हैं। चूंकि इस तरह के आंकड़े देखने की प्रक्रिया एक अजीब गैर-मानक पथ का अनुसरण करती है, पर्यवेक्षक को समझ में आता है कि उसके सिर में कुछ असामान्य चल रहा है। उस प्रक्रिया को बेहतर ढंग से समझने के लिए जिसे हम "दृष्टि" कहते हैं, यह जानना उपयोगी है कि हमारी इंद्रियां (आंखें और मस्तिष्क) प्रकाश उत्तेजनाओं को उपयोगी जानकारी में कैसे परिवर्तित करती हैं।

एक ऑप्टिकल डिवाइस के रूप में आंख

आंख (चित्र 1 देखें) कैमरे की तरह काम करती है। लेंस (लेंस) बाहरी दुनिया से रेटिना (रेटिना) पर एक उल्टे कम छवि को प्रोजेक्ट करता है - पुतली (पुतली) के विपरीत स्थित प्रकाश संवेदनशील कोशिकाओं का एक नेटवर्क और आंतरिक सतह के आधे से अधिक क्षेत्र पर कब्जा कर लेता है नेत्रगोलक। एक ऑप्टिकल उपकरण के रूप में, आंख लंबे समय से थोड़ा रहस्य रही है। जबकि कैमरा लेंस को प्रकाश संवेदनशील परत के करीब या आगे ले जाकर केंद्रित किया जाता है, प्रकाश को अपवर्तित करने की इसकी क्षमता को आवास के दौरान समायोजित किया जाता है (आंख को एक निश्चित दूरी पर अनुकूलित करना)। नेत्र लेंस का आकार सिलिअरी पेशी द्वारा बदल दिया जाता है। जब मांसपेशी सिकुड़ती है, तो लेंस गोल हो जाता है, जिससे रेटिना के करीब की वस्तुओं की एक केंद्रित छवि आती है। मानव आंख के एपर्चर को उसी तरह समायोजित किया जाता है जैसे कैमरे में। पुतली लेंस के उद्घाटन के आकार को नियंत्रित करती है, रेडियल मांसपेशियों की मदद से विस्तार या सिकुड़ती है, आंख के परितारिका (आईरिस) को उसके विशिष्ट रंग से रंगती है। जब हमारी आंख उस क्षेत्र में जाती है जिस पर वह ध्यान केंद्रित करना चाहता है, तो फोकल लंबाई और पुतली का आकार तुरंत "स्वचालित रूप से" आवश्यक स्थितियों में समायोजित हो जाता है।

रेटिना की संरचना (चित्र 2), आंख के भीतर प्रकाश संवेदनशील परत, बहुत जटिल है। ऑप्टिक तंत्रिका (रक्त वाहिकाओं के साथ) आंख की पिछली दीवार से निकलती है। इस क्षेत्र में प्रकाश संवेदनशील कोशिकाओं का अभाव है और इसे "ब्लाइंड स्पॉट" के रूप में जाना जाता है। तंत्रिका तंतु बाहर निकलते हैं और तीन अलग-अलग प्रकार की कोशिकाओं में समाप्त होते हैं जो उनमें प्रवेश करने वाले प्रकाश को पकड़ते हैं। कोशिकाओं की तीसरी, अंतरतम परत से आने वाली प्रक्रियाओं में अणु होते हैं जो आने वाली रोशनी को संसाधित करते समय अस्थायी रूप से अपनी संरचना बदलते हैं, और इस तरह एक विद्युत आवेग का उत्सर्जन करते हैं। प्रकाश संवेदी कोशिकाओं को उनकी प्रक्रियाओं के आकार में छड़ (छड़) और शंकु (शंकु) कहा जाता है। शंकु रंग के प्रति संवेदनशील होते हैं, जबकि छड़ नहीं। दूसरी ओर, छड़ की प्रकाश संवेदनशीलता शंकु की तुलना में बहुत अधिक है। एक आंख में लगभग सौ मिलियन छड़ें और छह मिलियन शंकु होते हैं, जो पूरे रेटिना में असमान रूप से वितरित होते हैं। पुतली के ठीक विपरीत तथाकथित मैक्युला ल्यूटिया (चित्र 3) है, जिसमें अपेक्षाकृत घनी सांद्रता में केवल शंकु होते हैं। जब हम किसी चीज को फोकस में देखना चाहते हैं, तो हम अपनी आंखों को इस तरह से पोजिशन करते हैं कि इमेज मैक्युला पर पड़े। रेटिना की कोशिकाओं के बीच कई अंतर्संबंध होते हैं, और एक सौ मिलियन प्रकाश संवेदनशील कोशिकाओं से विद्युत आवेग केवल एक लाख तंत्रिका तंतुओं के साथ मस्तिष्क को भेजे जाते हैं। इस प्रकार, आंख को सतही रूप से एक फोटो या टेलीविजन कैमरा के रूप में वर्णित किया जा सकता है जो प्रकाश संवेदनशील फिल्म से भरा हुआ है।

प्रकाश आवेग से सूचना तक

लेकिन हम वास्तव में कैसे देखते हैं? कुछ समय पहले तक, यह मुद्दा शायद ही हल किया जा सकता था। इस प्रश्न का सबसे अच्छा उत्तर निम्नलिखित था: मस्तिष्क में एक क्षेत्र होता है जो दृष्टि में माहिर होता है, जिसमें रेटिना से प्राप्त छवि मस्तिष्क कोशिकाओं के रूप में बनती है। एक रेटिना सेल पर जितना अधिक प्रकाश पड़ता है, उतनी ही तीव्रता से उसके अनुरूप मस्तिष्क कोशिका काम करती है, अर्थात हमारे दृश्य केंद्र में मस्तिष्क कोशिकाओं की गतिविधि रेटिना पर पड़ने वाले प्रकाश के वितरण पर निर्भर करती है। संक्षेप में, प्रक्रिया रेटिना पर एक छवि के साथ शुरू होती है और मस्तिष्क कोशिकाओं की एक छोटी "स्क्रीन" पर संबंधित छवि के साथ समाप्त होती है। स्वाभाविक रूप से, यह दृष्टि की व्याख्या नहीं करता है, बल्कि समस्या को गहरे स्तर पर ले जाता है। इस आंतरिक छवि को देखने के लिए कौन है? इस स्थिति को चित्र 5 में अच्छी तरह से चित्रित किया गया है, जो डेसकार्टेस के काम "ले ट्रेटे डे एल" होमे से लिया गया है। इस मामले में, सभी तंत्रिका तंतु एक निश्चित ग्रंथि में समाप्त होते हैं, जिसे डेसकार्टेस ने आत्मा के स्थान के रूप में कल्पना की थी, और यह वह है आंतरिक छवि कौन देखता है।लेकिन सवाल बना रहता है: "दृष्टि" वास्तव में कैसे काम करती है?

मस्तिष्क में एक मिनी-ऑब्जर्वर का विचार न केवल दृष्टि की व्याख्या करने के लिए अपर्याप्त है, बल्कि यह उन तीन गतिविधियों की भी उपेक्षा करता है जो प्रत्यक्ष रूप से प्रत्यक्ष रूप से दृश्य प्रणाली द्वारा ही की जाती हैं। उदाहरण के लिए, आइए आकृति 4 (कनिज़ा द्वारा) में दी गई आकृति को देखें। हम तीन वृत्ताकार खंडों में उनके कटआउट द्वारा एक त्रिभुज देखते हैं। यह त्रिभुज रेटिना को प्रस्तुत नहीं किया गया था, लेकिन यह हमारे दृश्य प्रणाली के अनुमान का परिणाम है! साथ ही, हमारा ध्यान आकर्षित करने वाले वृत्ताकार पैटर्न के निरंतर अनुक्रमों को देखे बिना चित्र 6 को देखना लगभग असंभव है, जैसे कि हम सीधे आंतरिक दृश्य गतिविधि का अनुभव कर रहे हों। बहुत से लोग पाते हैं कि उनकी दृश्य प्रणाली डैलेनबैक आकृति (चित्र 8) से पूरी तरह से भ्रमित है, क्योंकि वे इन काले और सफेद धब्बों को किसी न किसी रूप में समझने के तरीकों की तलाश करते हैं। आपको दर्द से बचाने के लिए, चित्र 10 एक व्याख्या प्रस्तुत करता है कि आपका दृश्य तंत्र एक बार और सभी के लिए स्वीकार कर लेगा। पिछली ड्राइंग के विपरीत, आपके लिए चित्र 7 में कुछ स्याही स्ट्रोक को बात करते हुए दो लोगों की छवि में फिर से बनाना मुश्किल नहीं होगा।

उदाहरण के लिए, देखने का एक पूरी तरह से अलग तरीका टुबिंगन के वर्नर रीचर्ड के शोध द्वारा चित्रित किया गया है, जिन्होंने घरेलू मक्खी की दृष्टि और उड़ान नियंत्रण प्रणाली का अध्ययन करने में 14 साल बिताए। इन अध्ययनों के लिए, उन्हें 1985 में हेनेकेन पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। कई अन्य कीड़ों की तरह, मक्खी की मिश्रित आंखें कई सैकड़ों व्यक्तिगत छड़ों से बनी होती हैं, जिनमें से प्रत्येक एक अलग प्रकाश संवेदनशील तत्व है। मक्खी की उड़ान नियंत्रण प्रणाली में पांच स्वतंत्र उप-प्रणालियां होती हैं जो बहुत तेजी से (प्रतिक्रिया गति मानव की तुलना में लगभग 10 गुना तेज) और कुशलता से संचालित होती हैं। उदाहरण के लिए, लैंडिंग सबसिस्टम निम्नानुसार काम करता है। जब मक्खी की दृष्टि का क्षेत्र "विस्फोट" होता है (क्योंकि सतह करीब है), तो मक्खी "विस्फोट" के केंद्र की ओर जाती है। यदि केंद्र मक्खी के ऊपर है, तो यह स्वतः ही उल्टा हो जाएगा। जैसे ही मक्खी के पैर सतह को छूते हैं, लैंडिंग "सबसिस्टम" अक्षम हो जाता है। उड़ते समय, एक मक्खी अपने देखने के क्षेत्र से केवल दो प्रकार की जानकारी निकालती है: वह बिंदु जिस पर एक निश्चित आकार का एक गतिमान स्थान स्थित होता है (जो कि 10 सेंटीमीटर की दूरी पर एक मक्खी के आकार से मेल खाना चाहिए), और दिशा और इस स्थान की गति देखने के क्षेत्र में आगे बढ़ रही है। इस डेटा का प्रसंस्करण उड़ान पथ को स्वचालित रूप से सही करने में मदद करता है। यह बहुत कम संभावना है कि एक मक्खी के पास अपने आसपास की दुनिया की पूरी तस्वीर हो। वह न तो सतह देखती है और न ही वस्तु। एक निश्चित तरीके से संसाधित इनपुट विज़ुअल डेटा सीधे मोटर सबसिस्टम को प्रेषित किया जाता है। इस प्रकार, इनपुट दृश्य डेटा को एक आंतरिक छवि में परिवर्तित नहीं किया जाता है, लेकिन एक ऐसे रूप में जो मक्खी को अपने पर्यावरण के लिए पर्याप्त रूप से प्रतिक्रिया करने की अनुमति देता है। मनुष्य जैसी असीम रूप से अधिक जटिल प्रणाली के बारे में भी यही कहा जा सकता है।

कई कारण हैं कि वैज्ञानिक इतने लंबे समय तक मौलिक प्रश्न को हल करने से क्यों बचते हैं, जैसा कि मनुष्य देखता है। यह पता चला कि दृष्टि के कई अन्य पहलुओं को पहले समझाया जाना चाहिए- रेटिना की जटिल संरचना, रंग दृष्टि, कंट्रास्ट, बाद के चित्र, और इसी तरह। हालांकि, उम्मीदों के विपरीत, इन क्षेत्रों में खोजें मुख्य समस्या के समाधान पर प्रकाश नहीं डाल पा रही हैं। एक और भी महत्वपूर्ण समस्या किसी भी सामान्य अवधारणा या योजना की कमी थी जिसमें सभी दृश्य घटनाओं को सूचीबद्ध किया जाएगा। अनुसंधान के पारंपरिक क्षेत्रों की सापेक्ष सीमाओं को उत्कृष्ट टी.एन. पहले और दूसरे सेमेस्टर के छात्रों के लिए उनके व्याख्यान के आधार पर दृश्य धारणा के विषय पर कॉमस्वीट। प्रस्तावना में, लेखक लिखता है: "मैं उस विशाल क्षेत्र में अंतर्निहित मूलभूत पहलुओं का वर्णन करना चाहता हूं जिसे हम आकस्मिक रूप से दृश्य धारणा कहते हैं।" हालाँकि, जैसा कि हम इस पुस्तक की सामग्री का अध्ययन करते हैं, ये "मौलिक विषय" रेटिना की छड़ और शंकु द्वारा प्रकाश का अवशोषण, रंग दृष्टि, जिस तरह से संवेदी कोशिकाएं आपसी की सीमा को बढ़ा या घटा सकती हैं एक दूसरे पर प्रभाव, संवेदी कोशिकाओं के माध्यम से प्रेषित विद्युत संकेतों की आवृत्ति, और आदि। आज, इस क्षेत्र में अनुसंधान पूरी तरह से नए रास्तों का अनुसरण कर रहा है, जिसके परिणामस्वरूप पेशेवर प्रेस में एक आश्चर्यजनक विविधता है। और केवल एक विशेषज्ञ ही दृष्टि के विकासशील नए विज्ञान की एक सामान्य तस्वीर बना सकता है। "कई नए विचारों और शोध परिणामों को आम आदमी के लिए सुलभ तरीके से संयोजित करने का केवल एक प्रयास था। और यहां तक ​​​​कि प्रश्न" विजन क्या है? और "हम कैसे देखते हैं?" मुख्य प्रश्न नहीं बने। चर्चा के प्रश्न।

इमेज से डेटा प्रोसेसिंग तक

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस लेबोरेटरी के डेविड मार ने अपनी मृत्यु के बाद प्रकाशित अपनी पुस्तक "विजन" (विजन) में इस विषय को पूरी तरह से अलग कोण से देखने की कोशिश की थी। इसमें उन्होंने मुख्य समस्या पर विचार करने और इसे हल करने के संभावित तरीकों का सुझाव देने की मांग की। मार के परिणाम, निश्चित रूप से, अंतिम नहीं हैं और आज तक विभिन्न दिशाओं से शोध के लिए खुले हैं, लेकिन फिर भी, उनकी पुस्तक का मुख्य लाभ इसकी तार्किकता और निष्कर्षों की निरंतरता है। किसी भी मामले में, मार्र का दृष्टिकोण एक बहुत ही उपयोगी ढांचा प्रदान करता है जिस पर असंभव वस्तुओं और दोहरे आंकड़ों के अध्ययन का निर्माण होता है। अगले पृष्ठों में हम मार्र की विचारधारा का अनुसरण करने का प्रयास करेंगे।

मार ने दृश्य धारणा के पारंपरिक सिद्धांत की कमियों का वर्णन इस प्रकार किया:

"केवल न्यूरॉन्स का अध्ययन करके दृश्य धारणा को समझने की कोशिश करना केवल उसके पंखों का अध्ययन करके एक पक्षी की उड़ान को समझने की कोशिश करना है। यह असंभव है। एक पक्षी की उड़ान को समझने के लिए, हमें वायुगतिकी को समझने की जरूरत है, और उसके बाद ही संरचना पंखों और पक्षियों के पंखों के विभिन्न रूपों का हमारे लिए कोई अर्थ होगा। अर्थ।" इस संदर्भ में, मार ने जे जे गिब्सन को दृष्टि के इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण मुद्दों को छूने वाले पहले व्यक्ति के रूप में नामित किया। मार की राय है कि गिब्सन का सबसे महत्वपूर्ण योगदान था कि "इंद्रियों में सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि वे बाहरी दुनिया से हमारी धारणा के लिए सूचना चैनल हैं (...) हमेशा बदलते परिवेश? यह एक बहुत ही महत्वपूर्ण प्रश्न है, यह दर्शाता है कि गिब्सन ने बाहरी दुनिया में वस्तुओं के "सही" गुणों, सेंसर से प्राप्त जानकारी से, दृश्य धारणा की समस्या को ठीक करने के रूप में ठीक से माना है। "और इस प्रकार हम सूचना प्रसंस्करण के क्षेत्र में पहुंच गए हैं।

इसमें कोई संदेह नहीं होना चाहिए कि मार्र दृष्टि की घटना के लिए अन्य स्पष्टीकरणों को अनदेखा करना चाहते थे। इसके विपरीत, वह विशेष रूप से इस बात पर जोर देता है कि दृष्टि को केवल एक दृष्टिकोण से संतोषजनक ढंग से नहीं समझाया जा सकता है। रोज़मर्रा की घटनाओं के लिए स्पष्टीकरण मिलना चाहिए जो प्रयोगात्मक मनोविज्ञान के परिणामों और तंत्रिका तंत्र के शरीर रचना विज्ञान के क्षेत्र में मनोवैज्ञानिकों और न्यूरोलॉजिस्ट द्वारा किए गए इस क्षेत्र में सभी खोजों के अनुरूप हैं। सूचना प्रसंस्करण के संदर्भ में, कंप्यूटर वैज्ञानिक यह जानना चाहेंगे कि दृश्य प्रणाली को कैसे प्रोग्राम किया जा सकता है, कौन से एल्गोरिदम किसी दिए गए कार्य के लिए सबसे उपयुक्त हैं। संक्षेप में, दृष्टि को कैसे क्रमादेशित किया जा सकता है। देखने की प्रक्रिया की संतोषजनक व्याख्या के रूप में केवल एक व्यापक सिद्धांत को ही स्वीकार किया जा सकता है।

मारर ने 1973 से 1980 तक इस समस्या पर काम किया। दुर्भाग्य से, वह अपना काम पूरा करने में असमर्थ था, लेकिन वह आगे के शोध के लिए एक ठोस नींव रखने में सक्षम था।

न्यूरोलॉजी से लेकर दृश्य तंत्र तक

यह विश्वास कि कई मानव कार्य मस्तिष्क द्वारा नियंत्रित होते हैं, उन्नीसवीं शताब्दी की शुरुआत से न्यूरोलॉजिस्ट द्वारा साझा किए गए हैं। इस सवाल पर राय अलग-अलग थी कि क्या सेरेब्रल कॉर्टेक्स के कुछ हिस्सों का उपयोग व्यक्तिगत ऑपरेशन करने के लिए किया जाता है, या प्रत्येक ऑपरेशन में पूरा मस्तिष्क शामिल होता है। आज, फ्रांसीसी न्यूरोलॉजिस्ट पियरे पॉल ब्रोका के प्रसिद्ध प्रयोग ने विशिष्ट स्थान सिद्धांत की सामान्य स्वीकृति को जन्म दिया है। ब्रोका ने एक ऐसे मरीज का इलाज किया जो 10 साल तक बोल नहीं सकता था, हालांकि उसकी वोकल कॉर्ड्स ठीक थी। जब 1861 में उस व्यक्ति की मृत्यु हुई, तो एक शव परीक्षण से पता चला कि उसके मस्तिष्क का बायां हिस्सा विकृत हो गया था। ब्रोका ने सुझाव दिया कि सेरेब्रल कॉर्टेक्स के इस हिस्से द्वारा भाषण को नियंत्रित किया जाता है। मस्तिष्क की चोटों वाले रोगियों की बाद की परीक्षाओं से उनके सिद्धांत की पुष्टि हुई, जिससे अंततः मानव मस्तिष्क के महत्वपूर्ण कार्यों के केंद्रों को चिह्नित करना संभव हो गया।

एक सदी बाद, 1950 के दशक में, वैज्ञानिक डी.के.एच. हुबेल (डीएच हुबेल) और टी.एन. Wiesel (T.N. Wiesel) ने जीवित बंदरों और बिल्लियों के दिमाग में प्रयोग किए। सेरेब्रल कॉर्टेक्स के दृश्य केंद्र में, उन्हें तंत्रिका कोशिकाएं मिलीं जो विशेष रूप से दृश्य क्षेत्र में क्षैतिज, ऊर्ध्वाधर और विकर्ण रेखाओं के प्रति संवेदनशील होती हैं (चित्र 9)। उनकी परिष्कृत माइक्रोसर्जरी तकनीक को बाद में अन्य वैज्ञानिकों ने अपनाया।

इस प्रकार, सेरेब्रल कॉर्टेक्स में न केवल विभिन्न कार्य करने के लिए केंद्र होते हैं, बल्कि प्रत्येक केंद्र के भीतर, उदाहरण के लिए, दृश्य केंद्र में, व्यक्तिगत तंत्रिका कोशिकाएं केवल तभी सक्रिय होती हैं जब बहुत विशिष्ट संकेत प्राप्त होते हैं। आंख के रेटिना से आने वाले ये संकेत बाहरी दुनिया में अच्छी तरह से परिभाषित स्थितियों से संबंधित हैं। आज यह माना जाता है कि विभिन्न आकृतियों और वस्तुओं की स्थानिक व्यवस्था के बारे में जानकारी दृश्य स्मृति में निहित है, और सक्रिय तंत्रिका कोशिकाओं की जानकारी की तुलना इस संग्रहीत जानकारी से की जाती है।

डिटेक्टरों के इस सिद्धांत ने 1960 के दशक के मध्य में दृश्य धारणा अनुसंधान में एक प्रवृत्ति को प्रभावित किया। "कृत्रिम बुद्धिमत्ता" से जुड़े वैज्ञानिकों ने भी यही रास्ता अपनाया है। मानव दृष्टि की प्रक्रिया का कंप्यूटर सिमुलेशन, जिसे "मशीन विजन" भी कहा जाता है, इन अध्ययनों में सबसे आसानी से प्राप्त होने वाले लक्ष्यों में से एक माना जाता था। लेकिन चीजें थोड़ी अलग निकलीं। यह जल्द ही स्पष्ट हो गया कि ऐसे प्रोग्राम लिखना लगभग असंभव था जो प्रकाश की तीव्रता, छाया, सतह बनावट और जटिल वस्तुओं के यादृच्छिक संग्रह को सार्थक पैटर्न में बदलने में सक्षम होंगे। इसके अलावा, इस तरह के पैटर्न की पहचान के लिए असीमित मात्रा में मेमोरी की आवश्यकता होती है, क्योंकि वस्तुओं की बेशुमार संख्या की छवियों को स्थान और प्रकाश स्थितियों में बेशुमार विविधताओं में स्मृति में संग्रहीत किया जाना चाहिए।

वास्तविक दुनिया में पैटर्न मान्यता के क्षेत्र में कोई और प्रगति संभव नहीं थी। यह संदेहास्पद है कि एक कंप्यूटर कभी भी मानव मस्तिष्क का अनुकरण करने में सक्षम होगा। मानव मस्तिष्क की तुलना में, जहां प्रत्येक तंत्रिका कोशिका का अन्य तंत्रिका कोशिकाओं से 10,000 कनेक्शन के क्रम में होता है, 1:1 कंप्यूटर के बराबर अनुपात शायद ही पर्याप्त हो!

एलिजाबेथ वारिंगटन द्वारा व्याख्यान

1973 में, मार ने ब्रिटिश न्यूरोलॉजिस्ट एलिजाबेथ वारिंगटन के एक व्याख्यान में भाग लिया। उसने नोट किया कि मस्तिष्क के दाहिने हिस्से में पार्श्विका क्षति वाले बड़ी संख्या में रोगी, जिनकी उन्होंने जांच की, वे कई वस्तुओं को पूरी तरह से पहचान सकते हैं और उनका वर्णन कर सकते हैं, बशर्ते कि इन वस्तुओं को उनके सामान्य रूप में देखा गया हो। उदाहरण के लिए, ऐसे रोगियों ने एक बाल्टी को किनारे से देखने पर आसानी से पहचाना, लेकिन ऊपर से देखने पर उसी बाल्टी को पहचानने में सक्षम नहीं थे। दरअसल, जब उन्हें बताया गया कि वे बाल्टी को ऊपर से देख रहे हैं, तो उन्होंने इस पर विश्वास करने से साफ इनकार कर दिया! इससे भी अधिक आश्चर्य की बात यह थी कि मस्तिष्क के बाईं ओर क्षतिग्रस्त रोगियों का व्यवहार था। ऐसे रोगी आमतौर पर बोलने में असमर्थ होते हैं और इसलिए मौखिक रूप से उस वस्तु का नाम नहीं दे सकते हैं जिसे वे देख रहे हैं या इसके उद्देश्य का वर्णन नहीं कर सकते हैं। हालांकि, वे दिखा सकते हैं कि वे देखने के कोण की परवाह किए बिना किसी वस्तु की ज्यामिति को सही ढंग से समझते हैं। इसने मार्र को निम्नलिखित लिखने के लिए प्रेरित किया: "वारिंगटन के व्याख्यान ने मुझे निम्नलिखित निष्कर्षों के लिए प्रेरित किया। सबसे पहले, किसी वस्तु के आकार का विचार मस्तिष्क में किसी अन्य स्थान पर संग्रहीत होता है, यही कारण है कि किसी वस्तु के आकार के बारे में विचार और इसका उद्देश्य इतना भिन्न है। दूसरे, दृष्टि स्वयं किसी प्रेक्षित वस्तु के आकार का आंतरिक विवरण प्रदान कर सकती है, भले ही वह वस्तु सामान्य रूप से मान्यता प्राप्त न हो... एलिजाबेथ वारिंगटन ने मानव दृष्टि के सबसे आवश्यक तथ्य की ओर इशारा किया है - यह बोलता है वस्तुओं के आकार, स्थान और सापेक्ष स्थिति के बारे में।" यदि यह सच है, तो दृश्य धारणा और कृत्रिम बुद्धिमत्ता (मशीन दृष्टि के क्षेत्र में काम करने वालों सहित) के क्षेत्र में काम करने वाले वैज्ञानिकों को पूरी तरह से नई रणनीति के लिए हबेल के प्रयोगों से डिटेक्टरों के सिद्धांत को बदलना होगा।

मॉड्यूल सिद्धांत

मार्र के शोध में दूसरा प्रारंभिक बिंदु (वारिंगटन के काम के बाद) यह धारणा है कि हमारी दृश्य प्रणाली में मॉड्यूलर संरचना है। कंप्यूटर के संदर्भ में, हमारा मुख्य कार्यक्रम "विज़न" सबरूटीन्स की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करता है, जिनमें से प्रत्येक दूसरों से पूरी तरह से स्वतंत्र है, और अन्य सबरूटीन्स से स्वतंत्र रूप से काम कर सकता है। इस तरह के सबरूटीन (या मॉड्यूल) का एक प्रमुख उदाहरण त्रिविम दृष्टि है, जो दोनों आंखों से छवियों को संसाधित करने के परिणामस्वरूप गहराई को मानता है, जो एक दूसरे से थोड़ी अलग छवियां हैं। ऐसा हुआ करता था कि तीन आयामों में देखने के लिए, हम पहले पूरी छवि को पहचानते हैं, और फिर तय करते हैं कि कौन सी वस्तुएं करीब हैं और कौन सी दूर हैं। 1960 में, बेला जुलेस, जिन्हें 1985 में हेनेकेन पुरस्कार से सम्मानित किया गया था, यह प्रदर्शित करने में सक्षम थी कि दो आँखों के साथ स्थानिक धारणा पूरी तरह से दोनों आँखों के रेटिना से ली गई दो छवियों के बीच छोटे अंतर की तुलना करके होती है। इस प्रकार, जहां कोई वस्तु नहीं है और कोई वस्तु नहीं होनी चाहिए, वहां भी गहराई को महसूस किया जा सकता है। अपने प्रयोगों के लिए, जूल्स बेतरतीब ढंग से रखे बिंदुओं से युक्त स्टीरियोग्राम लेकर आए (चित्र 11 देखें)। दाहिनी आंख से देखी गई छवि बाईं आंख द्वारा देखी गई छवि के समान है, लेकिन चौकोर केंद्रीय क्षेत्र, जिसे काटकर एक किनारे पर थोड़ा स्थानांतरित किया जाता है और फिर से पृष्ठभूमि के साथ संरेखित किया जाता है। शेष सफेद अंतर को फिर यादृच्छिक बिंदुओं से भर दिया गया। जब दो छवियों (जिसमें कोई वस्तु नहीं पहचानी जाती) को एक स्टीरियोस्कोप के माध्यम से देखा जाता है, तो जो वर्ग पहले काटा गया था वह पृष्ठभूमि के ऊपर मँडराता हुआ दिखाई देगा। इस तरह के स्टीरियोग्राम में स्थानिक डेटा होता है जो हमारे दृश्य प्रणाली द्वारा स्वचालित रूप से संसाधित होता है। इस प्रकार, स्टीरियोस्कोपी दृश्य प्रणाली का एक स्वायत्त मॉड्यूल है। मॉड्यूल का सिद्धांत काफी प्रभावी साबित हुआ।

2डी रेटिनल इमेज से लेकर 3डी मॉडल तक

दृष्टि एक बहु-चरणीय प्रक्रिया है जो बाहरी दुनिया (रेटिना छवियों) के द्वि-आयामी प्रतिनिधित्व को पर्यवेक्षक के लिए उपयोगी जानकारी में बदल देती है। यह दो-आयामी रेटिना छवि के साथ शुरू होता है, जो कुछ समय के लिए रंग दृष्टि की अनदेखी करते हुए, केवल प्रकाश की तीव्रता के स्तर को बरकरार रखता है। पहले चरण में, केवल एक मॉड्यूल के साथ, इन तीव्रता स्तरों को तीव्रता में परिवर्तन में या दूसरे शब्दों में, प्रकाश की तीव्रता में अचानक परिवर्तन दिखाने वाली आकृति में परिवर्तित किया जाता है। मार्र ने ठीक से स्थापित किया कि इस मामले में कौन सा एल्गोरिदम शामिल है (गणितीय रूप से वर्णित है, और वैसे, बहुत जटिल है), और हमारी धारणा और तंत्रिका कोशिकाएं इस एल्गोरिदम को कैसे निष्पादित करती हैं। मार्र के पहले चरण के परिणाम को "प्राथमिक स्केच" कहा जाता है, जो प्रकाश की तीव्रता में परिवर्तन, उनके संबंधों और दृश्य क्षेत्र में वितरण का सारांश प्रस्तुत करता है (चित्र 12)। यह एक महत्वपूर्ण कदम है, क्योंकि दुनिया में हम देखते हैं, तीव्रता में परिवर्तन अक्सर वस्तुओं की प्राकृतिक आकृति से जुड़ा होता है। दूसरा चरण हमें लाता है जिसे मार ने "2.5 आयामी स्केच" कहा। एक 2.5-आयामी स्केच दर्शक के सामने दृश्यमान सतहों के उन्मुखीकरण और गहराई को दर्शाता है। यह छवि एक नहीं, बल्कि कई मॉड्यूल के डेटा के आधार पर बनाई गई है। मार्र ने "2.5-आयामीता" की बहुत व्यापक अवधारणा को इस बात पर जोर देने के लिए गढ़ा कि हम स्थानिक जानकारी के साथ काम कर रहे हैं जो पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से दिखाई देती है। 2.5-आयामी स्केच के लिए, परिप्रेक्ष्य विकृतियां विशेषता हैं, और इस स्तर पर वस्तुओं की वास्तविक स्थानिक व्यवस्था अभी तक स्पष्ट रूप से निर्धारित नहीं की जा सकती है। यहां दिखाई गई 2.5डी स्केच छवि (चित्र 13) ऐसे स्केच के प्रसंस्करण में कई सूचनात्मक क्षेत्रों को दर्शाती है। हालाँकि, इस तरह की छवियां हमारे मस्तिष्क में नहीं बनती हैं।

अब तक, दृश्य प्रणाली ने कई मॉड्यूल का उपयोग करके, मस्तिष्क में संग्रहीत बाहरी दुनिया के बारे में डेटा के स्वायत्त रूप से, स्वचालित रूप से और स्वतंत्र रूप से संचालित किया है। हालांकि, प्रक्रिया के अंतिम चरण के दौरान, पहले से उपलब्ध जानकारी को संदर्भित करना संभव है। प्रसंस्करण का यह अंतिम चरण एक त्रि-आयामी मॉडल प्रदान करता है - एक स्पष्ट विवरण जो पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से स्वतंत्र होता है और मस्तिष्क में संग्रहीत दृश्य जानकारी के साथ सीधे तुलना के लिए उपयुक्त होता है।

मार्र के अनुसार, त्रि-आयामी मॉडल के निर्माण में मुख्य भूमिका वस्तुओं के आकार के निर्देशन कुल्हाड़ियों के घटकों द्वारा निभाई जाती है। जो लोग इस विचार से अपरिचित हैं, उन्हें यह असंभव लग सकता है, लेकिन वास्तव में इस परिकल्पना का समर्थन करने के लिए सबूत हैं। सबसे पहले, आसपास की दुनिया की कई वस्तुओं (विशेष रूप से, जानवरों और पौधों) को ट्यूब (या तार) मॉडल के रूप में काफी स्पष्ट रूप से चित्रित किया जा सकता है। वास्तव में, हम आसानी से पहचान सकते हैं कि मार्गदर्शक अक्षों के घटकों के रूप में प्रजनन में क्या दिखाया गया है (चित्र 14)।

दूसरे, यह सिद्धांत इस तथ्य के लिए एक प्रशंसनीय स्पष्टीकरण प्रदान करता है कि हम किसी वस्तु को उसके घटक भागों में नेत्रहीन रूप से अलग करने में सक्षम हैं। यह हमारी भाषा में परिलक्षित होता है, जो किसी वस्तु के प्रत्येक भाग को अलग-अलग नाम देता है। इस प्रकार, मानव शरीर का वर्णन करते समय, "शरीर", "हाथ" और "उंगली" जैसे पदनाम कुल्हाड़ियों के उनके घटकों (छवि 15) के अनुसार शरीर के विभिन्न हिस्सों को दर्शाते हैं।

तीसरा, यह सिद्धांत सामान्यीकरण करने की हमारी क्षमता के अनुरूप है और साथ ही रूपों में अंतर करता है। हम एक ही मुख्य अक्ष के साथ वस्तुओं को समूहबद्ध करके सामान्यीकरण करते हैं, और हम पेड़ की शाखाओं की तरह बाल कुल्हाड़ियों का विश्लेषण करके अंतर करते हैं। मार्र प्रस्तावित एल्गोरिदम जिसके द्वारा 2.5-आयामी मॉडल को त्रि-आयामी मॉडल में परिवर्तित किया जाता है। यह प्रक्रिया भी ज्यादातर स्वायत्त है। मार्र ने नोट किया कि उनके द्वारा विकसित एल्गोरिदम केवल तभी काम करते हैं जब शुद्ध कुल्हाड़ियों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि कागज के टुकड़े टुकड़े पर लागू किया जाता है, तो संभावित अक्षों को पहचानना बहुत मुश्किल होगा और एल्गोरिदम लागू नहीं होगा।

3डी मॉडल और मस्तिष्क में संग्रहीत दृश्य छवियों के बीच संबंध वस्तु की पहचान की प्रक्रिया में सक्रिय होता है।

यहां हमारे ज्ञान में बहुत बड़ा अंतर है। इन दृश्य छवियों को मस्तिष्क में कैसे संग्रहीत किया जाता है? मान्यता प्रक्रिया कैसी चल रही है? ज्ञात छवियों और नव निर्मित 3D छवि के बीच तुलना कैसे की जाती है? यह आखिरी बिंदु है जिस पर मार्र स्पर्श करने में कामयाब रहे (चित्र 16), लेकिन इस मुद्दे पर निश्चितता लाने के लिए बड़ी मात्रा में वैज्ञानिक डेटा की आवश्यकता है।

यद्यपि हम स्वयं दृश्य सूचना प्रसंस्करण के विभिन्न चरणों से अवगत नहीं हैं, फिर भी चरणों और विभिन्न तरीकों के बीच कई हड़ताली समानताएं हैं जिनमें हमने समय के साथ दो-आयामी सतह पर अंतरिक्ष की छाप व्यक्त की है।

इसलिए पॉइंटिलिस्ट रेटिना की गैर-समोच्च छवि पर जोर देते हैं, जबकि रेखा चित्र प्रारंभिक स्केच के चरण के अनुरूप होते हैं। क्यूबिस्ट पेंटिंग की तुलना अंतिम त्रि-आयामी मॉडल के निर्माण की तैयारी में दृश्य डेटा के प्रसंस्करण से की जा सकती है, हालांकि यह निश्चित रूप से कलाकार का इरादा नहीं था।

आदमी और कंप्यूटर

विषय के अपने जटिल दृष्टिकोण में, मार्र ने यह दिखाने की कोशिश की कि हम मस्तिष्क के लिए पहले से उपलब्ध ज्ञान को आकर्षित किए बिना देखने की प्रक्रिया को समझ सकते हैं।

इस प्रकार, उन्होंने दृश्य धारणा के क्षेत्र में शोधकर्ताओं के लिए एक नई राह खोली। उनके विचारों का उपयोग दृश्य इंजन को लागू करने के अधिक कुशल तरीके का मार्ग प्रशस्त करने के लिए किया जा सकता है। जब मार ने अपनी पुस्तक लिखी, तो उन्हें इस बात की जानकारी होनी चाहिए कि उनके पाठकों को उनके विचारों और निष्कर्षों का पालन करने के लिए कितना प्रयास करना होगा। यह उनके पूरे काम में खोजा जा सकता है और अंतिम अध्याय, "इन डिफेंस ऑफ द एप्रोच" में सबसे स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है। यह 25 मुद्रित पृष्ठों का एक विवादास्पद "औचित्य" है, जिसमें वह अपने लक्ष्यों को सही ठहराने के लिए एक शुभ क्षण का उपयोग करता है। इस अध्याय में, वह एक काल्पनिक प्रतिद्वंद्वी से बात कर रहा है जो निम्नलिखित तर्कों के साथ मार्र पर हमला करता है:

"मैं अभी भी इस परस्पर जुड़ी प्रक्रिया के विवरण और इस विचार से असंतुष्ट हूं कि विवरण की शेष समृद्धि केवल एक विवरण है। यह थोड़ा बहुत आदिम लगता है ... जैसे-जैसे हम यह कहने के करीब और करीब जाते हैं कि मस्तिष्क एक है कंप्यूटर, मुझे मानवीय मूल्यों के महत्व के संरक्षण के लिए वह सब कुछ कहना चाहिए जिससे मुझे अधिक से अधिक डर लगता है।

मार्र एक पेचीदा उत्तर प्रस्तुत करता है: "यह कथन कि मस्तिष्क एक कंप्यूटर है, सही है, लेकिन भ्रामक है। मस्तिष्क वास्तव में एक अत्यधिक विशिष्ट सूचना प्रसंस्करण उपकरण है, या उनमें से सबसे बड़ा है। हमारे मस्तिष्क को डेटा प्रोसेसिंग डिवाइस के रूप में देखते हुए कम नहीं होता है या मानवीय मूल्यों को नकारना। किसी भी मामले में, यह केवल उनका समर्थन करता है और अंत में, हमें यह समझने में मदद कर सकता है कि इस तरह के सूचनात्मक दृष्टिकोण से मानवीय मूल्य क्या हैं, उनका एक चयनात्मक अर्थ क्यों है, और वे कैसे जुड़े हुए हैं सामाजिक और सामाजिक मानदंड जो हमारे जीनों ने हमें प्रदान किए हैं।"