ბადურაზე გამოსახულება რეალურად შემცირებულია. ბადურა და გამოსახულება

ფსიქოფიზიოლოგიის საფუძვლები., M. INFRA-M, 1998, გვ.57-72, თავი 2 ედ. იუ.ი. ალექსანდროვი

2.1. თვალის ოპტიკური აპარატის სტრუქტურა და ფუნქციები

თვალის კაკლს აქვს სფერული ფორმა, რაც აადვილებს მის ბრუნვას განსახილველ ობიექტზე დასამიზნებლად და უზრუნველყოფს გამოსახულების კარგ ფოკუსირებას თვალის მთელ სინათლისადმი მგრძნობიარე გარსზე - ბადურაზე. ბადურისკენ მიმავალ გზაზე სინათლის სხივები გადის რამდენიმე გამჭვირვალე მედიაში - რქოვანას, ლინზას და მინისებრი სხეული. რქოვანას გარკვეული გამრუდება და რეფრაქციული ინდექსი და, უფრო მცირე ზომით, ლინზა განსაზღვრავს სინათლის სხივების რეფრაქციას თვალის შიგნით. გამოსახულება მიიღება ბადურაზე, მკვეთრად შემცირებული და თავდაყირა და მარჯვნიდან მარცხნივ (ნახ. 4.1 ა). ნებისმიერი ოპტიკური სისტემის რეფრაქციული ძალა გამოიხატება დიოპტრიებში (D). ერთი დიოპტრია ტოლია 100 სმ ფოკუსური სიგრძის ლინზის გარდატეხის სიმძლავრის, ჯანსაღი თვალის რეფრაქციული ძალა არის 59D შორეული ობიექტების დათვალიერებისას და 70,5D ახლო ობიექტების ნახვისას.

ბრინჯი. 4.1.

2.2. განთავსება

აკომოდაცია არის თვალის ადაპტაცია სხვადასხვა დისტანციებზე მდებარე ობიექტების მკაფიო ხედვასთან (მსგავსი ფოკუსირება ფოტოგრაფიაში). ობიექტის მკაფიო ხედვისთვის აუცილებელია მისი გამოსახულება ფოკუსირებული იყოს ბადურაზე (ნახ. 4.1 ბ). აკომოდაციაში მთავარ როლს ასრულებს ლინზის მრუდის ცვლილება, ე.ი. მისი რეფრაქციული ძალა. ახლო ობიექტების დათვალიერებისას, ობიექტივი უფრო ამოზნექილი ხდება. აკომოდაციის მექანიზმი არის კუნთების შეკუმშვა, რომლებიც ცვლის ლინზის ამოზნექილობას.

2.3. თვალის რეფრაქციული შეცდომები

თვალის ორი ძირითადი რეფრაქციული შეცდომაა ახლომხედველობა (მიოპია) და შორსმხედველობა (ჰიპერმეტროპია). ეს ანომალიები განპირობებულია არა თვალის რეფრაქციული მედიის უკმარისობით, არამედ თვალის კაკლის სიგრძის ცვლილებით (ნახ. 4.1 c, d). თუ თვალის გრძივი ღერძი ძალიან გრძელია (ნახ. 4.1 გ), მაშინ შორეული ობიექტის სხივები ფოკუსირებული იქნება არა ბადურაზე, არამედ მის წინ, მინისებრ სხეულში. ასეთ თვალს მიოპიურს უწოდებენ. შორს მკაფიოდ დასანახად ახლომხედველმა თვალის წინ უნდა მოათავსოს ჩაზნექილი სათვალე, რომელიც ფოკუსირებულ გამოსახულებას ბადურაზე გადაიტანს (ნახ. 4.1 ე). ამის საპირისპიროდ, შორსმჭვრეტელ თვალში (ნახ. 4.1 დ) გრძივი ღერძი მოკლებულია და, შესაბამისად, შორეული ობიექტის სხივები ფოკუსირებულია ბადურის უკან. ეს მინუსი შეიძლება კომპენსირებული იყოს ლინზის ამოზნექილობის ზრდით. . თუმცა, ახლო ობიექტების დათვალიერებისას, შორსმჭვრეტელი ადამიანების ადაპტაციის ძალისხმევა არასაკმარისია. ამიტომ კითხვისთვის მათ უნდა ატარონ სათვალეები ორმხრივამოზნექილი ლინზებით, რომლებიც აძლიერებენ სინათლის რეფრაქციას (სურ. 4.1 ე).

2.4. მოსწავლე და გუგის რეფლექსი

გუგა არის ხვრელი ირისის ცენტრში, რომლის მეშვეობითაც სინათლე შედის თვალში. ეს აძლიერებს გამოსახულების სიცხადეს ბადურაზე, ზრდის თვალის ველის სიღრმეს და გამორიცხავს სფერულ აბერაციას. გაფართოებისას გუგა შუქზე სწრაფად ვიწროვდება („გუგულის რეფლექსი“), რაც არეგულირებს თვალში შემავალი სინათლის ნაკადს. ასე რომ, ნათელ შუქზე მოსწავლეს აქვს დიამეტრი 1.8 მმ, საშუალო დღის შუქით ის ფართოვდება 2.4 მმ-მდე, ხოლო სიბნელეში - 7.5 მმ-მდე. ეს ამცირებს ბადურაზე გამოსახულების ხარისხს, მაგრამ ზრდის მხედველობის აბსოლუტურ მგრძნობელობას. მოსწავლის რეაქციას განათების ცვლილებებზე აქვს ადაპტაციური ხასიათი, რადგან ის ასტაბილურებს ბადურის განათებას მცირე დიაპაზონში. ზე ჯანსაღი ადამიანებიორივე თვალის გუგას იგივე დიამეტრი აქვს. როდესაც ერთი თვალი ანათებს, მეორის გუგაც ვიწროვდება; ასეთ რეაქციას მეგობრული ჰქვია.

2.5. ბადურის სტრუქტურა და ფუნქციები

ბადურა არის თვალის შიდა სინათლისადმი მგრძნობიარე მემბრანა. მას აქვს რთული მრავალშრიანი სტრუქტურა (ნახ. 4.2). არსებობს ორი სახის ფოტორეცეპტორები (ღეროები და კონუსები) და რამდენიმე სახის ნერვული უჯრედი. ფოტორეცეპტორების აგზნება ააქტიურებს ბადურის პირველ ნერვულ უჯრედს - ბიპოლარულ ნეირონს. ბიპოლარული ნეირონების აგზნება ააქტიურებს ბადურის განგლიურ უჯრედებს, რომლებიც გადასცემენ მათ იმპულსებს სუბკორტიკალურ ვიზუალურ ცენტრებში. ჰორიზონტალური და ამაკრინული უჯრედები ასევე მონაწილეობენ ბადურის ინფორმაციის გადაცემისა და დამუშავების პროცესებში. ბადურის ყველა ეს ნეირონი თავისი პროცესებით ქმნის თვალის ნერვულ აპარატს, რომელიც ჩართულია ვიზუალური ინფორმაციის ანალიზსა და დამუშავებაში. ამიტომ ბადურას უწოდებენ ტვინის იმ ნაწილს, რომელიც მოთავსებულია პერიფერიაზე.

2.6. ბადურის ფენების სტრუქტურა და ფუნქციები

უჯრედები პიგმენტური ეპითელიუმიქმნიან ბადურის გარე, სინათლისგან ყველაზე დაშორებულ ფენას. ისინი შეიცავენ მელანოსომებს, რაც მათ შავ ფერს აძლევს. პიგმენტი შთანთქავს ზედმეტ სინათლეს, ხელს უშლის მის ასახვას და გაფანტვას, რაც ხელს უწყობს გამოსახულების სიცხადეს ბადურაზე. პიგმენტური ეპითელიუმი გადამწყვეტ როლს ასრულებს ფოტორეცეპტორების ვიზუალური მეწამულის რეგენერაციაში მისი გაუფერულების შემდეგ, ვიზუალური უჯრედების გარე სეგმენტების მუდმივ განახლებაში, რეცეპტორების დაცვაში სინათლის დაზიანებისგან, აგრეთვე ჟანგბადის გადაცემაში და. საკვები ნივთიერებები მათთვის.

ფოტორეცეპტორები.ვიზუალური რეცეპტორების ფენა: ღეროები და კონუსები შიგნიდან ესაზღვრება პიგმენტური ეპითელიუმის ფენას. თითოეული ადამიანის ბადურა შეიცავს 6-7 მილიონ კონუსს და 110-125 მილიონ წნელს. ისინი არათანაბრად ნაწილდებიან ბადურაზე. ბადურის ცენტრალური ფოვეა - fovea (fovea centralis) შეიცავს მხოლოდ კონუსებს. ბადურის პერიფერიისკენ კონუსების რაოდენობა მცირდება და ღეროების რაოდენობა იზრდება, ისე რომ შორეულ პერიფერიაზე მხოლოდ ღეროებია. გირჩები ფუნქციონირებს მაღალი განათების პირობებში, ისინი უზრუნველყოფენ დღის და ფერის ხედვას; უფრო სინათლისადმი მგრძნობიარე წნელები პასუხისმგებელნი არიან ბუნდოვან ხედვაზე.

ფერი საუკეთესოდ აღიქმება, როდესაც სინათლე ხვდება ბადურის ფოვეას, რომელიც შეიცავს თითქმის ექსკლუზიურად კონუსებს. აქ არის ყველაზე დიდი მხედველობის სიმახვილე. ბადურის ცენტრიდან მოშორებისას ფერების აღქმა და სივრცითი გარჩევადობა თანდათან მცირდება. ბადურის პერიფერია, რომელიც შეიცავს მხოლოდ წნელებს, არ აღიქვამს ფერებს. მეორეს მხრივ, ბადურის კონუსური აპარატის სინათლის მგრძნობელობა ბევრჯერ ნაკლებია, ვიდრე ღეროს აპარატის. ამიტომ, შებინდებისას, კონუსური მხედველობის მკვეთრი დაქვეითებისა და პერიფერიული ღეროების მხედველობის გაბატონების გამო, ფერს არ განვასხვავებთ („ღამით ყველა კატა ნაცრისფერია“).

ვიზუალური პიგმენტები.ადამიანის ბადურის ღეროები შეიცავს პიგმენტს როდოპსინს, ან ვიზუალურ მეწამულს, რომლის მაქსიმალური შთანთქმის სპექტრი არის 500 ნანომეტრის (ნმ) რეგიონში. სამი ტიპის კონუსების გარე სეგმენტები (ლურჯი, მწვანე და წითელმგრძნობიარე) შეიცავს სამი სახის ვიზუალურ პიგმენტს, რომელთა შთანთქმის სპექტრის მაქსიმუმი არის ლურჯი (420 ნმ), მწვანე (531 ნმ) და წითელი ( 558 ნმ) სპექტრის რეგიონები. წითელ კონუსურ პიგმენტს იოდოპსინს უწოდებენ. ვიზუალური პიგმენტის მოლეკულა შედგება ცილის ნაწილისგან (ოპსინი) და ქრომოფორული ნაწილისგან (ბადურა, ან ვიტამინი A ალდეჰიდი). ორგანიზმში ბადურის წყაროა კაროტინოიდები; მათი დეფიციტით, ბინდის მხედველობა („ღამის სიბრმავე“) დაქვეითებულია.

2.7. ბადურის ნეირონები

ბადურის ფოტორეცეპტორები სინაპტიკურად უკავშირდება ბიპოლარულ ნერვულ უჯრედებს (იხ. სურათი 4.2). სინათლის მოქმედებით მცირდება მედიატორის გამოყოფა ფოტორეცეპტორიდან, რაც ახდენს ბიპოლარული უჯრედის მემბრანის ჰიპერპოლარიზაციას. Მისგან ნერვული სიგნალიგადაეცემა განგლიურ უჯრედებს, რომელთა აქსონები მხედველობის ნერვის ბოჭკოებია.

ბრინჯი. 4.2.ბადურის სტრუქტურის დიაგრამა:
1 - ჩხირები; 2 - გირჩები; 3 - ჰორიზონტალური უჯრედი; 4 - ბიპოლარული უჯრედები; 5 - ამაკრინის უჯრედები; 6 - განგლიური უჯრედები; 7 - ოპტიკური ნერვული ბოჭკოები

ყოველ 130 მილიონ ფოტორეცეპტორულ უჯრედზე არის მხოლოდ 1,250,000 ბადურის განგლიური უჯრედი. ეს ნიშნავს, რომ მრავალი ფოტორეცეპტორიდან მიღებული იმპულსები ბიპოლარული ნეირონების მეშვეობით ერთ განგლიურ უჯრედში იყრის თავს. ერთ განგლიურ უჯრედთან დაკავშირებული ფოტორეცეპტორები ქმნიან მის მიმღებ ველს [Huebel, 1990; ფიზიოლ. ხედვა, 1992]. ამრიგად, თითოეული განგლიური უჯრედი აჯამებს აგზნებას, რომელიც ხდება დიდი რაოდენობით ფოტორეცეპტორებში. ის ბადებს სინათლის მგრძნობელობაბადურა, მაგრამ აუარესებს მის სივრცულ გარჩევადობას. მხოლოდ ბადურის ცენტრში (ფოვეას მიდამოში) თითოეული კონუსი უკავშირდება ერთ ბიპოლარულ უჯრედს, რომელიც, თავის მხრივ, ერთ განგლიურ უჯრედს უკავშირდება. ეს უზრუნველყოფს ბადურის ცენტრის მაღალ სივრცულ გარჩევადობას, მაგრამ მკვეთრად ამცირებს მის სინათლის მგრძნობელობას.

მეზობელი ბადურის ნეირონების ურთიერთქმედება უზრუნველყოფილია ჰორიზონტალური და ამაკრინული უჯრედებით, რომელთა პროცესების საშუალებით ვრცელდება სიგნალები, რომლებიც ცვლის სინაფსურ გადაცემას ფოტორეცეპტორებსა და ბიპოლარებს (ჰორიზონტალურ უჯრედებს) და ბიპოლარულ და განგლიურ უჯრედებს (ამაკრინები) შორის. ამაკრინის უჯრედები ახორციელებენ გვერდითი დათრგუნვას მეზობელ განგლიურ უჯრედებს შორის. ცენტრიდანული, ანუ ეფერენტული, ნერვული ბოჭკოები ასევე მოდიან ბადურაზე და მოაქვთ სიგნალები ტვინიდან. ეს იმპულსები არეგულირებს აგზნების გატარებას ბადურის ბიპოლარულ და განგლიურ უჯრედებს შორის.

2.8. ნერვული გზები და კავშირები ვიზუალურ სისტემაში

ბადურადან ვიზუალური ინფორმაცია ოპტიკური ნერვის ბოჭკოების გასწვრივ ტვინში გადადის. ორი თვალიდან ნერვები ხვდება თავის ტვინის ძირში, სადაც ზოგიერთი ბოჭკო გადადის მოპირდაპირე მხარეს (ოპტიკური ჭიაზმა, ან ჭიაზმა). ეს უზრუნველყოფს ტვინის თითოეულ ნახევარსფეროს ინფორმაციას ორივე თვალიდან: კეფის წილიმარჯვენა ნახევარსფერო იღებს სიგნალებს თითოეული ბადურის მარჯვენა ნახევრიდან, ხოლო მარცხენა ნახევარსფერო იღებს სიგნალებს თითოეული ბადურის მარცხენა ნახევრიდან (ნახ. 4.3).

ბრინჯი. 4.3.ვიზუალური გზების დიაგრამა ბადურადან პირველადი ვიზუალური ქერქისკენ:
LPZ - მარცხენა ხედვის ველი; RPV - მარჯვენა ხედვის ველი; tf - მზერის ფიქსაციის წერტილი; lg - მარცხენა თვალი; გვ - მარჯვენა თვალი; zn - მხედველობის ნერვი; x - ოპტიკური ჭიაზმა, ან ჭიაზმა; საწყისი - ოპტიკური ბილიკი; მილები - გარე გენიკულური სხეული; ZK - ვიზუალური ქერქი; lp - მარცხენა ნახევარსფერო; გვ - მარჯვენა ნახევარსფერო

ქიაზმის შემდეგ, მხედველობის ნერვებს უწოდებენ მხედველობის ტრაქტებს და მათი ბოჭკოების უმეტესი ნაწილი მოდის სუბკორტიკალურ ვიზუალურ ცენტრში - გვერდითი გენიკულური სხეული (NKT). აქედან ვიზუალური სიგნალები შემოდის ვიზუალური ქერქის პირველადი პროექციის არეალში (ზოლიანი ქერქი, ან ველი 17 ბროდმანის მიხედვით). ვიზუალური ქერქი შედგება რამდენიმე ველისაგან, რომელთაგან თითოეული უზრუნველყოფს თავის სპეციფიკურ ფუნქციებს, იღებს როგორც პირდაპირ, ისე ირიბ სიგნალებს ბადურის მხრიდან და ზოგადად ინარჩუნებს მის ტოპოლოგიას ან რეტინოტოპიას (ბადურის მეზობელი უბნებიდან სიგნალები შედის ქერქის მეზობელ უბნებში. ).

2.9. ვიზუალური სისტემის ცენტრების ელექტრული აქტივობა

სინათლის მოქმედებით რეცეპტორებში, შემდეგ კი ბადურის ნეირონებში წარმოიქმნება ელექტრული პოტენციალი, რომელიც ასახავს მოქმედი სტიმულის პარამეტრებს (ნახ. 4.4a, ა). ბადურის მთლიან ელექტრულ რეაქციას სინათლეზე ეწოდება ელექტრორეტინოგრამა (ERG).

ბრინჯი. 4.4.ვიზუალური ქერქის ელექტრორეტინოგრამა (ა) და სინათლის გამოწვევა (EP) (ბ):
ა ბ გ დ on (a) - ERG ტალღები; ისრები მიუთითებს შუქის ჩართვის მომენტებზე. R 1 - R 5 - დადებითი EP ტალღები, N 1 - N 5 - უარყოფითი EP ტალღები (b)

მისი დაფიქსირება შესაძლებელია მთელი თვალიდან: ერთი ელექტროდი თავსდება რქოვანას ზედაპირზე, მეორე კი სახის კანზე თვალთან ახლოს (ან ყურის ბიბილოზე). ERG კარგად ასახავს სინათლის სტიმულის ინტენსივობას, ფერს, ზომას და ხანგრძლივობას. ვინაიდან ბადურის თითქმის ყველა უჯრედის აქტივობა (გარდა განგლიური უჯრედებისა) აისახება ERG-ში, ეს მაჩვენებელი ფართოდ გამოიყენება ბადურის მუშაობის გასაანალიზებლად და ბადურის დაავადებების დიაგნოსტიკისთვის.

ბადურის განგლიური უჯრედების აგზნება იწვევს იმ ფაქტს, რომ ელექტრული იმპულსები მათ აქსონებს (ოპტიკური ნერვული ბოჭკოების) გასწვრივ მიედინება ტვინში. ბადურის განგლიური უჯრედი არის "კლასიკური" ტიპის პირველი ნეირონი ბადურაში, რომელიც წარმოქმნის გამრავლების იმპულსებს. აღწერილია განგლიონის უჯრედების სამი ძირითადი ტიპი: რეაგირება შუქის ჩართვაზე (ჩართვა - რეაქცია), მისი გამორთვა (გამორთვა - რეაქცია) და ორივე (ჩართვა-გამორთვა - რეაქცია). ბადურის ცენტრში განგლიური უჯრედების მიმღები ველები მცირეა, ბადურის პერიფერიაზე კი დიამეტრით გაცილებით დიდია. მჭიდროდ განლაგებული განგლიური უჯრედების ერთდროული აგზნება იწვევს მათ ურთიერთდათრგუნვას: თითოეული უჯრედის პასუხი უფრო ნაკლები ხდება, ვიდრე ერთი სტიმულაციის დროს. ეს ეფექტი ეფუძნება გვერდითი ან გვერდითი დათრგუნვას (იხ. თავი 3). მათი მრგვალი ფორმის გამო, ბადურის განგლიური უჯრედების მიმღები ველები წარმოქმნის ბადურის გამოსახულების ეგრეთ წოდებულ წერტილ-წერტილ აღწერას: ის გამოსახულია ძალიან თხელი დისკრეტული მოზაიკით, რომელიც შედგება აღგზნებული ნეირონებისგან.

სუბკორტიკალური ვიზუალური ცენტრის ნეირონები აღგზნებულია, როდესაც ისინი იღებენ იმპულსებს ბადურის მხრიდან მხედველობის ნერვის ბოჭკოების გასწვრივ. ამ ნეირონების მიმღები ველები ასევე მრგვალია, მაგრამ უფრო მცირეა, ვიდრე ბადურაზე. სინათლის ციმციმის საპასუხოდ მათ მიერ წარმოქმნილი იმპულსების აფეთქება უფრო მოკლეა, ვიდრე ბადურაზე. NKT დონეზე, არის ბადურადან მომდინარე აფერენტული სიგნალების ურთიერთქმედება ვიზუალური ქერქის ეფერენტულ სიგნალებთან, ასევე რეტიკულური წარმონაქმნისმენითი და სხვა სენსორული სისტემებიდან. ეს ურთიერთქმედება ხელს უწყობს სიგნალის ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტების იზოლირებას და, შესაძლოა, ჩართული იყოს არჩევნების ორგანიზებაში. ვიზუალური ყურადღება(იხ. თავი 9).

NKT ნეირონების იმპულსური გამონადენი მათი აქსონების გასწვრივ შედის ცერებრალური ნახევარსფეროს კეფის ნაწილში, რომელშიც განლაგებულია ვიზუალური ქერქის პირველადი პროექციის არე (ზოლიანი ქერქის). აქ, პრიმატებსა და ადამიანებში, ინფორმაციის დამუშავება ბევრად უფრო სპეციალიზირებული და რთულია, ვიდრე ბადურასა და LNT-ში. ვიზუალური ქერქის ნეირონებს არ აქვთ მრგვალი, მაგრამ წაგრძელებული (ჰორიზონტალურად, ვერტიკალურად ან დიაგონალურად) მცირე მიმღები ველები (ნახ. 4.5) [Huebel, 1990].

ბრინჯი. 4.5. ნეირონის მიმღები ველი კატის თავის ტვინის ვიზუალურ ქერქში (A) და ამ ნეირონის რეაქცია მიმღები ველში მოციმციმე განსხვავებული ორიენტაციის სინათლის ზოლებზე (B). A - მიმღები ველის აგზნების ზონა აღინიშნება პლიუსებით, ხოლო ორი გვერდითი ინჰიბიტორული ზონა აღინიშნება მინუსებით. B - ჩანს, რომ ეს ნეირონი ყველაზე ძლიერად რეაგირებს ვერტიკალურ და მასთან ახლოს ორიენტაციაზე

ამის გამო მათ შეუძლიათ ამა თუ იმ ორიენტაციისა და მდებარეობის მქონე გამოსახულების ცალკეული ფრაგმენტების შერჩევა და მათზე შერჩევით რეაგირება. (ორიენტაციის დეტექტორები).ვიზუალური ქერქის თითოეულ მცირე არეალში, მისი სიღრმის გასწვრივ, ნეირონები კონცენტრირებულია იმავე ორიენტირებით და მიმღები ველების ლოკალიზაციით ხედვის ველში. ისინი ქმნიან ორიენტაციას სვეტინეირონები, რომლებიც ვერტიკალურად გადიან ქერქის ყველა ფენას. სვეტი არის კორტიკალური ნეირონების ფუნქციური ასოციაციის მაგალითი, რომლებიც ასრულებენ მსგავს ფუნქციას. მეზობელი ორიენტაციის სვეტების ჯგუფი, რომელთა ნეირონებს აქვთ გადახურული მიმღები ველები, მაგრამ განსხვავებული სასურველი ორიენტაცია, ქმნის ეგრეთ წოდებულ სუპერსვეტს. როგორც ბოლო წლების კვლევებმა აჩვენა, ვიზუალურ ქერქში ერთმანეთისგან დაშორებული ნეირონების ფუნქციური გაერთიანება ასევე შეიძლება მოხდეს მათი გამონადენის სინქრონიზმის გამო. ბოლო დროს ვიზუალურ ქერქში აღმოჩენილია ჯვარცმული და კუთხოვანი ფორმების შერჩევითი მგრძნობელობის ნეირონები, რომლებიც მიეკუთვნება მე-2 რიგის დეტექტორებს. ამრიგად, „ნიშა“ მარტივ ორიენტაციულ დეტექტორებს შორის, რომლებიც აღწერს გამოსახულების სივრცით მახასიათებლებს და დროებით ქერქში აღმოჩენილ უმაღლესი რიგის (სახის) დეტექტორებს შორის დაიწყო შევსება.

ბოლო წლებში კარგად არის შესწავლილი ვიზუალური ქერქის ნეირონების ეგრეთ წოდებული „სივრცითი სიხშირის“ რეგულირება [Glezer, 1985; ფიზიოლ. ხედვა, 1992]. ეს მდგომარეობს იმაში, რომ ბევრი ნეირონი შერჩევით რეაგირებს გარკვეული სიგანის მსუბუქი და ბნელი ზოლების ბადეზე, რომელიც გამოჩნდა მათ მიმღებ ველში. ასე რომ, არის უჯრედები, რომლებიც მგრძნობიარეა პატარა ზოლების გისოსის მიმართ, ე.ი. მაღალი სივრცითი სიხშირემდე. ნაპოვნი იქნა უჯრედები სხვადასხვა სივრცული სიხშირის მიმართ მგრძნობელობის მქონე. ითვლება, რომ ეს თვისება უზრუნველყოფს ვიზუალურ სისტემას გამოსახულებისგან განსხვავებული ტექსტურის მქონე უბნების გარჩევის შესაძლებლობას [Glezer, 1985].

ვიზუალური ქერქის ბევრი ნეირონი შერჩევით რეაგირებს მოძრაობის გარკვეულ მიმართულებებზე (მიმართულების დეტექტორები) ან ზოგიერთ ფერზე (ფერთა საწინააღმდეგო ნეირონები), ხოლო ზოგიერთი ნეირონი ყველაზე უკეთ რეაგირებს ობიექტის შედარებით მანძილზე თვალებიდან. ინფორმაცია იმის შესახებ სხვადასხვა ნიშნებივიზუალური ობიექტები (ფორმა, ფერი, მოძრაობა) მუშავდება პარალელურად სხვადასხვა ნაწილებივიზუალური ქერქი.

ვიზუალური სისტემის სხვადასხვა დონეზე სიგნალის გადაცემის შესაფასებლად, სულ რეგისტრაცია გამოწვეული პოტენციალი(VP), რომელიც ადამიანებში შეიძლება ერთდროულად მოიხსნას ბადურის და ვიზუალური ქერქიდან (იხ. სურ. 4.4 ბ). ფლეშით გამოწვეული ბადურის პასუხის (ERG) და კორტიკალური EP-ის შედარება შესაძლებელს ხდის პროექციის ვიზუალური გზის ფუნქციონირების შეფასებას და ვიზუალურ სისტემაში პათოლოგიური პროცესის ლოკალიზაციის დადგენას.

2.10. სინათლის მგრძნობელობა

მხედველობის აბსოლუტური მგრძნობელობა. ვიზუალური შეგრძნებისთვის, სინათლეს უნდა ჰქონდეს გარკვეული მინიმალური (ზღვრული) ენერგია. სინათლის კვანტების მინიმალური რაოდენობა, რომელიც აუცილებელია სიბნელეში სინათლის შეგრძნებისთვის, მერყეობს 8-დან 47-მდე. ერთი ჯოხი შეიძლება აღგზნდეს მხოლოდ 1 სინათლის კვანტით. ამრიგად, ბადურის რეცეპტორების მგრძნობელობა ყველაზე მეტად ხელსაყრელი პირობებისინათლის აღქმა მარგინალურია. ბადურის ცალკეული წნელები და კონუსები ოდნავ განსხვავდება სინათლის მგრძნობელობით. თუმცა, ფოტორეცეპტორების რაოდენობა, რომლებიც აგზავნიან სიგნალებს ერთ განგლიურ უჯრედში, განსხვავებულია ბადურის ცენტრში და პერიფერიაზე. ბადურის ცენტრში მიმღებ ველში კონუსების რაოდენობა დაახლოებით 100-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ბადურის პერიფერიაზე მიმღები ველის ღეროების რაოდენობა. შესაბამისად, ღეროების სისტემის მგრძნობელობა 100-ჯერ მეტია კონუსური სისტემის მგრძნობელობაზე.

2.11. ვიზუალური ადაპტაცია

სიბნელიდან სინათლეზე გადასვლისას ჩნდება დროებითი სიბრმავე, შემდეგ კი თვალის მგრძნობელობა თანდათან იკლებს. ვიზუალური სისტემის ამ ადაპტაციას კაშკაშა სინათლის პირობებში ეწოდება სინათლის ადაპტაცია. საპირისპირო ფენომენი (ბნელი ადაპტაცია) შეინიშნება, როდესაც ადამიანი გადადის ნათელი ოთახიდან თითქმის გაუნათებელ ოთახში. თავდაპირველად, ის თითქმის ვერაფერს ხედავს ფოტორეცეპტორების და ვიზუალური ნეირონების შემცირებული აგზნებადობის გამო. თანდათანობით იწყება ობიექტების კონტურების გამოვლენა და შემდეგ მათი დეტალებიც განსხვავდება, ვინაიდან სიბნელეში ფოტორეცეპტორების და ვიზუალური ნეირონების მგრძნობელობა თანდათან იზრდება.

სიბნელეში ყოფნისას სინათლის მგრძნობელობის მატება ხდება არათანაბრად: პირველ 10 წუთში ის ათჯერ იზრდება, შემდეგ კი, ერთი საათის განმავლობაში, ათიათასჯერ. ამ პროცესში მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ვიზუალური პიგმენტების აღდგენა. ვინაიდან სიბნელეში მგრძნობიარეა მხოლოდ წნელები, სუსტად განათებული ობიექტი ჩანს მხოლოდ პერიფერიული ხედვით. ადაპტაციაში, ვიზუალური პიგმენტების გარდა, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ბადურის ელემენტებს შორის კავშირების გადართვა. სიბნელეში, განგლიური უჯრედის მიმღები ველის აგზნების ცენტრის არე იზრდება რგოლის ინჰიბიციის შესუსტების გამო, რაც იწვევს სინათლის მგრძნობელობის მატებას. თვალის სინათლის მგრძნობელობა ასევე დამოკიდებულია ტვინიდან მომდინარე ზემოქმედებაზე. ერთი თვალის განათება ამცირებს გაუნათებელი თვალის სინათლის მგრძნობელობას. გარდა ამისა, სინათლის მიმართ მგრძნობელობაზე ასევე გავლენას ახდენს ხმის, ყნოსვისა და გემოვნების სიგნალები.

2.12. მხედველობის დიფერენციალური მგრძნობელობა

თუ დამატებითი განათება dI ეცემა განათებულ ზედაპირზე I სიკაშკაშით, მაშინ ვებერის კანონის თანახმად, ადამიანი შეამჩნევს განსხვავებას განათებაში მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ dI / I \u003d K, სადაც K არის მუდმივი ტოლი 0,01-0,015. dI/I მნიშვნელობას ეწოდება სინათლის მგრძნობელობის დიფერენციალური ბარიერი. კოეფიციენტი dI/I მუდმივია განათების სხვადასხვა დონეზე და ნიშნავს, რომ ორი ზედაპირის განათების სხვაობის აღსაქმელად, ერთი მათგანი მეორეზე 1-1,5%-ით უფრო კაშკაშა უნდა იყოს.

2.13. სიკაშკაშის კონტრასტი

ვიზუალური ნეირონების ორმხრივი გვერდითი დათრგუნვა (იხ. თავი 3) საფუძვლად უდევს ზოგადი ან გლობალური სიკაშკაშის კონტრასტს. ასე რომ, ნაცრისფერი ქაღალდის ზოლი, რომელიც დევს ღია ფონზე, უფრო მუქი ჩანს, ვიდრე იგივე ზოლი, რომელიც დევს მუქ ფონზე. ეს აიხსნება იმით, რომ მსუბუქი ფონი აღაგზნებს ბადურის ბევრ ნეირონს და მათი აგზნება აფერხებს ზოლის მიერ გააქტიურებულ უჯრედებს. ყველაზე ძლიერი გვერდითი დათრგუნვა მოქმედებს მჭიდროდ განლაგებულ ნეირონებს შორის, რაც ქმნის ადგილობრივი კონტრასტის ეფექტს. აშკარად იზრდება სიკაშკაშის განსხვავება სხვადასხვა განათების ზედაპირების საზღვარზე. ამ ეფექტს ასევე უწოდებენ კონტურის გაძლიერებას ან მახის ეფექტს: ნათელი სინათლის ველის და მუქი ზედაპირის საზღვარზე ჩანს ორი დამატებითი ხაზი (კიდევ უფრო ნათელი ხაზი ნათელი ველის საზღვარზე და ძალიან მუქი ხაზი მუქი ზედაპირის საზღვარი).

2.14. სინათლის დამაბრმავებელი სიკაშკაშე

Ძალიან ბევრი ნათელი შუქიიწვევს სიბრმავის უსიამოვნო შეგრძნებას. დამაბრმავებელი სიკაშკაშის ზედა ზღვარი დამოკიდებულია თვალის ადაპტაციაზე: რაც უფრო გრძელი იყო ბნელი ადაპტაცია, მით უფრო დაბალია სინათლის სიკაშკაშე იწვევს დაბრმავებას. თუ ძალიან კაშკაშა (დამაბრმავებელი) ობიექტები შედიან ხედვის ველში, ისინი აუარესებენ სიგნალების დისკრიმინაციას ბადურის მნიშვნელოვან ნაწილზე (მაგალითად, ღამის გზაზე მძღოლები დაბრმავდებიან მომავალი მანქანების ფარებით). თვალის დაძაბვასთან დაკავშირებული დელიკატური სამუშაოსთვის (ხანგრძლივი კითხვა, კომპიუტერთან მუშაობა, მცირე ნაწილების აწყობა) უნდა გამოიყენოთ მხოლოდ დიფუზური შუქი, რომელიც თვალებს არ აბრმავებს.

2.15. ხედვის ინერცია, მბჟუტავი, თანმიმდევრული სურათების შერწყმა

ვიზუალური შეგრძნება არ ჩნდება მყისიერად. სანამ შეგრძნება მოხდება, ვიზუალურ სისტემაში უნდა მოხდეს მრავალი ტრანსფორმაცია და სიგნალიზაცია. "მხედველობის ინერციის" დრო, რომელიც აუცილებელია ვიზუალური შეგრძნების გამოჩენისთვის, საშუალოდ არის 0,03 - 0,1 წმ. უნდა აღინიშნოს, რომ ეს შეგრძნება ასევე არ ქრება გაღიზიანების შეწყვეტისთანავე - ის გრძელდება გარკვეული დროის განმავლობაში. თუ სიბნელეში გადავიტანთ წვის ასანთს ჰაერში, დავინახავთ მანათობელ ხაზს, რადგან სინათლის სტიმული სწრაფად მიჰყვება ერთმანეთს უწყვეტ შეგრძნებაში. სინათლის სტიმულის გამეორების მინიმალურ სიჩქარეს (მაგალითად, სინათლის ციმციმები), რომლის დროსაც ხდება ცალკეული შეგრძნებების ასოციაცია, ე.წ. კრიტიკული ციმციმის შერწყმის სიხშირე.საშუალო განათებისას ეს სიხშირე არის 10-15 ციმციმები 1 წამში. კინო და ტელევიზია ემყარება ხედვის ამ თვისებას: ჩვენ ვერ ვხედავთ უფსკრული ცალკეულ კადრებს შორის (კინოში 24 კადრი 1 წმ-ში), ვინაიდან ვიზუალური შეგრძნება ერთი კადრიდან კვლავ გრძელდება, სანამ არ გამოჩნდება შემდეგი. ეს იძლევა გამოსახულების უწყვეტობისა და მისი მოძრაობის ილუზიას.

შეგრძნებები, რომლებიც გრძელდება სტიმულაციის შეწყვეტის შემდეგ, ეწოდება თანმიმდევრული სურათები.თუ ჩაშენებულ ნათურას დააკვირდებით და თვალებს დახუჭავთ, ის გარკვეული დროის განმავლობაში ჩანს. თუ განათებულ საგანზე მზერის დაფიქსირების შემდეგ მზერა მსუბუქ ფონზე გადაიტანება, მაშინ გარკვეული დროის განმავლობაში შეიძლება დაინახოს ამ საგნის უარყოფითი გამოსახულება, ე.ი. მისი მსუბუქი ნაწილები მუქია, ხოლო მუქი ნაწილები ღიაა (უარყოფითი თანმიმდევრული გამოსახულება). ეს აიხსნება იმით, რომ განათებული ობიექტიდან აგზნება ლოკალურად აფერხებს (ადაპტირებას) ბადურის გარკვეულ უბნებს; თუ ამის შემდეგ გადაიტანთ მზერას ერთნაირად განათებულ ეკრანზე, მაშინ მისი შუქი უფრო აღაგზნებს იმ უბნებს, რომლებიც ადრე არ იყო აღელვებული.

2.16. ფერის ხედვა

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მთელი სპექტრი, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ, მდგომარეობს მოკლე ტალღის სიგრძის (ტალღის სიგრძე 400 ნმ) რადიაციას შორის, რომელსაც ჩვენ ვუწოდებთ იისფერს და გრძელტალღურ გამოსხივებას (ტალღის სიგრძე 700 ნმ), რომელსაც ეწოდება წითელი. ხილული სპექტრის დარჩენილ ფერებს (ლურჯი, მწვანე, ყვითელი და ნარინჯისფერი) აქვთ შუალედური ტალღის სიგრძე. ყველა ფერის სხივების შერევა იძლევა თეთრს. მისი მიღება ასევე შესაძლებელია ორი ეგრეთ წოდებული დაწყვილებული დამატებითი ფერის შერევით: წითელი და ლურჯი, ყვითელი და ლურჯი. თუ შეურიეთ სამი ძირითადი ფერი (წითელი, მწვანე და ლურჯი), მაშინ ნებისმიერი ფერის მიღება შეიძლება.

მაქსიმალური აღიარებით სარგებლობს გ.ჰელმჰოლცის სამკომპონენტიანი თეორია, რომლის მიხედვითაც ფერის აღქმას უზრუნველყოფს სამი ტიპის კონუსი სხვადასხვა ფერის მგრძნობელობით. ზოგი მათგანი მგრძნობიარეა წითელზე, ზოგი მწვანეზე, ზოგი კი ლურჯის მიმართ. ყველა ფერი გავლენას ახდენს სამივე ფერის მგრძნობელ ელემენტზე, მაგრამ სხვადასხვა ხარისხით. ეს თეორია პირდაპირ დადასტურდა ექსპერიმენტებში, რომლებშიც სხვადასხვა ტალღის სიგრძის რადიაციის შთანთქმა იზომებოდა ადამიანის ბადურის ცალკეულ კონუსებში.

ნაწილობრივი დალტონიზმი აღწერილია მე-18 საუკუნის ბოლოს. დ.დალტონი, რომელიც თავად განიცდიდა ამით. მაშასადამე, ფერთა აღქმის ანომალია დასახელდა ტერმინით „ფერთა სიბრმავე“. დალტონიზმი აღენიშნება მამაკაცების 8%-ს; ეს ასოცირდება მამაკაცებში სქესის განმსაზღვრელ დაუწყვილებელ X ქრომოსომაზე გარკვეული გენების არარსებობასთან. დალტონიზმის დიაგნოსტიკისთვის, რომელიც მნიშვნელოვანია პროფესიულ შერჩევაში, გამოიყენება პოლიქრომატული ცხრილები. ამით დაავადებული ადამიანები არ შეიძლება იყვნენ ტრანსპორტის სრულფასოვანი მძღოლები, რადგან მათ არ შეუძლიათ განასხვავონ შუქნიშნების ფერი და საგზაო ნიშნები. არსებობს ნაწილობრივი დალტონიზმის სამი ტიპი: პროტანოპია, დეტერანოპია და ტრიტანოპია. თითოეულ მათგანს ახასიათებს სამი ძირითადი ფერის აღქმის არარსებობა. პროტანოპიით ("წითელ-ბრმა") დაავადებული ადამიანები ვერ აღიქვამენ წითელ სხივებს, ლურჯ-ლურჯ სხივებს მათთვის უფერული ეჩვენებათ. დეიტერანოპიით („მწვანე-ბრმა“) დაავადებული პირები არ განასხვავებენ მწვანეს მუქი წითელიდან და ლურჯიდან. ტრიტანოპიით (ფერის ხედვის იშვიათი ანომალია) ლურჯი და იისფერი სხივები არ აღიქმება. ნაწილობრივი დალტონიზმის ყველა ჩამოთვლილი ტიპი კარგად არის ახსნილი სამკომპონენტიანი თეორიით. თითოეული მათგანი სამი კონუსის ფერის რეცეპტორებიდან ერთის არარსებობის შედეგია.

2.17. სივრცის აღქმა

მხედველობის სიმახვილეეწოდება ობიექტების ცალკეული დეტალების გარჩევის მაქსიმალურ უნარს. იგი განისაზღვრება უმცირესი მანძილით ორ წერტილს შორის, რომელსაც თვალი განასხვავებს, ე.ი. ცალ-ცალკე ხედავს და არა ერთად. ნორმალური თვალი განასხვავებს ორ წერტილს, რომელთა შორის მანძილი არის რკალი 1 წუთი. ბადურის ცენტრს აქვს მაქსიმალური მხედველობის სიმახვილე - ყვითელი ლაქა. მის პერიფერიაზე მხედველობის სიმახვილე გაცილებით ნაკლებია. მხედველობის სიმახვილე იზომება სპეციალური ცხრილების გამოყენებით, რომლებიც შედგება ასოების რამდენიმე რიგისგან ან სხვადასხვა ზომის ღია წრეებისგან. ცხრილის მიხედვით განსაზღვრული მხედველობის სიმახვილე გამოიხატება ფარდობითად, ხოლო ნორმალური მხედველობის სიმახვილე აღებულია როგორც ერთი. არიან ადამიანები, რომლებსაც აქვთ სუპერმწვავე მხედველობა (2-ზე მეტი ხედვა).

მხედველობის ხაზი.თუ უყურებთ პატარა ობიექტს, მაშინ მისი გამოსახულება პროეცირდება ბადურის ყვითელ ლაქაზე. ამ შემთხვევაში ჩვენ ვხედავთ ობიექტს ცენტრალური ხედვა. მისი კუთხოვანი ზომა ადამიანებში მხოლოდ 1,5-2 კუთხოვანი გრადუსია. ობიექტები, რომელთა გამოსახულებაც ბადურის დანარჩენ ნაწილზე მოდის, აღიქმება პერიფერიული ხედვით. თვალით ხილულ სივრცეს მზერის ერთ წერტილში დაფიქსირებისას ეწოდება ხედვის ველი.ხედვის ველის საზღვრის გაზომვა ხორციელდება პერიმეტრის გასწვრივ. უფერო ობიექტების ხედვის ველის საზღვრები ქვევით არის 70, ზემოთ - 60, შიგნით - 60 და გარეთ - 90 გრადუსი. ადამიანებში ორივე თვალის მხედველობის ველი ნაწილობრივ ემთხვევა ერთმანეთს, რასაც დიდი მნიშვნელობა აქვს სივრცის სიღრმის აღქმისთვის. სხვადასხვა ფერის ხედვის ველი არ არის იგივე და უფრო მცირეა, ვიდრე შავი და თეთრი ობიექტებისთვის.

ბინოკულარული ხედვაეს არის ხედვა ორი თვალით. ნებისმიერი ობიექტის დათვალიერებისას ნორმალური მხედველობის მქონე ადამიანს არ აქვს ორი საგნის შეგრძნება, თუმცა ორ ბადურაზე ორი გამოსახულებაა. ამ ობიექტის თითოეული წერტილის გამოსახულება ეცემა ორი ბადურის ეგრეთ წოდებულ შესაბამის, ანუ შესაბამის მონაკვეთზე და ადამიანის აღქმაში ორი გამოსახულება ერთდება ერთში. თუ ერთ თვალს გვერდიდან მსუბუქად დააჭერთ, ის თვალებში გაორმაგებას დაიწყებს, რადგან დარღვეულია ბადურას კორესპონდენცია. თუ დააკვირდებით ახლო ობიექტს, მაშინ უფრო შორეული წერტილის გამოსახულება მოდის ორი ბადურის არაიდენტურ (განსხვავებულ) წერტილებზე. უთანასწორობა დიდ როლს თამაშობს მანძილის შეფასებაში და, შესაბამისად, სივრცის სიღრმის დანახვაში. ადამიანს შეუძლია შეამჩნიოს სიღრმის ცვლილება, რომელიც ქმნის გამოსახულების ცვლას ბადურაზე რამდენიმე რკალის წამის განმავლობაში. ბინოკულარული შერწყმა ან ორი ბადურის სიგნალების გაერთიანება ერთ ნერვულ გამოსახულებაში ხდება თავის ტვინის პირველად ვიზუალურ ქერქში.

ობიექტის ზომის შეფასება.ნაცნობი ობიექტის ზომა ფასდება ბადურაზე მისი გამოსახულების ზომისა და ობიექტის თვალებიდან დაშორების ფუნქციის მიხედვით. იმ შემთხვევაში, როდესაც უცნობ ობიექტამდე მანძილი ძნელია შეფასდეს, შესაძლებელია უხეში შეცდომები მისი ზომის განსაზღვრისას.

მანძილის შეფასება.სივრცის სიღრმის აღქმა და ობიექტამდე მანძილის შეფასება შესაძლებელია როგორც ერთი თვალით (მონოკულარული ხედვა), ასევე ორი თვალით (ბინოკულარული ხედვა) ნახვისას. მეორე შემთხვევაში, მანძილის შეფასება ბევრად უფრო ზუსტია. აკომოდაციის ფენომენს გარკვეული მნიშვნელობა აქვს მონოკულარული ხედვის ახლო მანძილების შესაფასებლად. მანძილის შესაფასებლად ასევე მნიშვნელოვანია, რომ ბადურაზე ნაცნობი ობიექტის გამოსახულება რაც უფრო დიდია, მით უფრო ახლოს არის იგი.

თვალის მოძრაობის როლი მხედველობაში.ნებისმიერი საგნის დათვალიერებისას თვალები მოძრაობს. თვალის მოძრაობას ახორციელებს თვალის კაკლზე მიმაგრებული 6 კუნთი. ორი თვალის მოძრაობა შესრულებულია ერთდროულად და მეგობრულად. ახლო ობიექტების განხილვისას საჭიროა შემცირება (კონვერგენცია), ხოლო შორეული ობიექტების განხილვისას - ორი თვალის ვიზუალური ღერძის გამოყოფა (განსხვავება). მხედველობისთვის თვალის მოძრაობის მნიშვნელოვანი როლი ასევე განისაზღვრება იმით, რომ ტვინმა მუდმივად მიიღოს ვიზუალური ინფორმაცია, აუცილებელია გამოსახულების გადატანა ბადურაზე. მხედველობის ნერვში იმპულსები წარმოიქმნება სინათლის გამოსახულების ჩართვისა და გამორთვის მომენტში. იმავე ფოტორეცეპტორებზე სინათლის გაგრძელებით, იმპულსები მხედველობის ნერვის ბოჭკოებში სწრაფად წყდება და მხედველობითი შეგრძნება უმოძრაო თვალებით და საგნებით ქრება 1-2 წამის შემდეგ. თუ თვალზე პატარა სინათლის წყაროს შემწოვი თასი დაიდება, მაშინ ადამიანი ხედავს მას მხოლოდ ჩართვის ან გამორთვის მომენტში, რადგან ეს სტიმული თვალით მოძრაობს და, შესაბამისად, უმოძრაოა ბადურის მიმართ. უძრავ გამოსახულებასთან ასეთი ადაპტაციის (ადაპტაციის) დასაძლევად თვალი რაიმე საგნის დათვალიერებისას წარმოქმნის უწყვეტ ნახტომებს (საკადებს), რომლებიც შეუმჩნეველია ადამიანისთვის. ყოველი ნახტომის შედეგად, ბადურაზე გამოსახულება გადადის ერთი ფოტორეცეპტორიდან მეორეზე, რაც კვლავ იწვევს განგლიონური უჯრედების იმპულსებს. ყოველი ნახტომის ხანგრძლივობა წამის მეასედია და მისი ამპლიტუდა არ აღემატება 20 კუთხურ გრადუსს. რაც უფრო რთულია განხილული ობიექტი, მით უფრო რთულია თვალის მოძრაობის ტრაექტორია. ისინი, როგორც ჩანს, „აკრავენ“ გამოსახულების კონტურებს (ნახ. 4.6), რომლებიც ჩერდებიან მის ყველაზე ინფორმაციულ ადგილებში (მაგალითად, სახეზე, ეს არის თვალები). გარდა ნახტომებისა, თვალები განუწყვეტლივ წვრილად კანკალებენ და ტრიალებენ (ნელა იცვლებიან მზერის ფიქსაციის წერტილიდან). ეს მოძრაობები ასევე ძალიან მნიშვნელოვანია ვიზუალური აღქმისთვის.

ბრინჯი. 4.6.თვალის მოძრაობის ტრაექტორია (B) ნეფერტიტის გამოსახულების შესწავლისას (A)

შეუძლებელი ფიგურები და ორაზროვანი გამოსახულებები არ არის ის, რაც სიტყვასიტყვით ვერ აღიქმება: ისინი წარმოიქმნება ჩვენს ტვინში. ვინაიდან ასეთი ფიგურების აღქმის პროცესი უცნაურ არასტანდარტულ გზას მიჰყვება, დამკვირვებელი ხვდება, რომ მის თავში რაღაც უჩვეულო ხდება. იმისათვის, რომ უკეთ გავიგოთ პროცესი, რომელსაც ჩვენ "ხედვას" ვუწოდებთ, სასარგებლოა წარმოდგენა იმის შესახებ, თუ როგორ გარდაქმნის ჩვენი გრძნობის ორგანოები (თვალები და ტვინი) სინათლის სტიმულებად. გამოსადეგი ინფორმაცია.

თვალი, როგორც ოპტიკური მოწყობილობა

სურათი 1. თვალის კაკლის ანატომია.

თვალი (იხ. სურ. 1) მუშაობს კამერის მსგავსად. ლინზა (ლინზა) ასახავს შებრუნებულ შემცირებულ სურათს გარე სამყაროდან ბადურაზე (ბადურა) - ფოტომგრძნობიარე უჯრედების ქსელი, რომელიც მდებარეობს მოსწავლის (მოსწავლის) საპირისპიროდ და იკავებს შიდა ზედაპირის ნახევარზე მეტს. თვალის კაკალი. ოპტიკური ინსტრუმენტის მსგავსად, თვალი დიდი დროპატარა საიდუმლო იყო. მიუხედავად იმისა, რომ კამერა ფოკუსირებულია ლინზის მიახლოებით ან დაშორებით ფოტომგრძნობიარე ფენასთან, მისი უნარი შუქის გადაყლაპვისას რეგულირდება განსახლების დროს (თვალის ადაპტაცია გარკვეულ მანძილზე). თვალის ლინზის ფორმას იცვლის ცილიარული კუნთი. როდესაც კუნთი იკუმშება, ლინზა უფრო მრგვალი ხდება, რაც ბადურას აახლოებს ობიექტების ფოკუსირებულ სურათს. ადამიანის თვალის დიაფრაგმა რეგულირდება ისევე, როგორც კამერაში. გუგა აკონტროლებს ლინზის გახსნის ზომას, აფართოებს ან იკუმშება რადიალური კუნთების დახმარებით, თვალის ირისის (ირისის) შეღებვას მისთვის დამახასიათებელი ფერით. როდესაც ჩვენი თვალი გადადის იმ მხარეზე, რომელზეც სურს ფოკუსირება, ფოკუსური სიგრძე და გუგის ზომა მყისიერად რეგულირდება. საჭირო პირობები"ავტომატურად".

სურათი 2. ბადურის კვეთა
სურათი 3. თვალი ყვითელი ლაქით

თვალის შიგნით არსებული ფოტომგრძნობიარე შრის ბადურის სტრუქტურა (ნახ. 2), ძალიან რთულია. მხედველობის ნერვი (სისხლძარღვებთან ერთად) გადის თვალის უკანა კედლიდან. ამ უბანს აკლია ფოტომგრძნობიარე უჯრედები და ცნობილია როგორც ბრმა წერტილი. ნერვული ბოჭკოები განშტოებულია და მთავრდება სამ უჯრედში განსხვავებული ტიპებირომ იპყრობს მათში შემავალ სინათლეს. უჯრედების მესამე, ყველაზე შიდა ფენიდან მომდინარე პროცესები შეიცავს მოლეკულებს, რომლებიც დროებით ცვლის მათ სტრუქტურას შემომავალი სინათლის დამუშავებისას და ამით ასხივებენ ელექტრულ იმპულსს. ფოტომგრძნობიარე უჯრედებს მათი პროცესების ფორმით უწოდებენ წნელებს (წნელებს) და კონუსებს (კონუსები). გირჩები მგრძნობიარეა ფერის მიმართ, ხოლო წნელები არა. მეორეს მხრივ, ღეროების ფოტომგრძნობელობა გაცილებით მაღალია, ვიდრე გირჩების. ერთი თვალი შეიცავს დაახლოებით ას მილიონ ღეროს და ექვს მილიონ კონუსს, რომლებიც არათანაბრად ნაწილდება ბადურაზე. გუგის ზუსტად საპირისპიროდ მდებარეობს ეგრეთ წოდებული macula lutea (ნახ. 3), რომელიც შედგება მხოლოდ კონუსებისგან შედარებით მკვრივი კონცენტრაციით. როდესაც გვინდა რაღაცის დანახვა ფოკუსში, თვალებს ისე ვათავსებთ, რომ გამოსახულება მაკულაზე მოხვდეს. არსებობს მრავალი ურთიერთკავშირი ბადურის უჯრედებს შორის და ასი მილიონი ფოტომგრძნობიარე უჯრედის ელექტრული იმპულსები იგზავნება ტვინში მხოლოდ ერთი მილიონი ნერვული ბოჭკოების გასწვრივ. ამრიგად, თვალი ზედაპირულად შეიძლება შეფასდეს, როგორც ფოტო ან სატელევიზიო კამერა, რომელიც დატვირთულია ფოტომგრძნობიარე ფილმით.

სურათი 4. კანიზას ფიგურა

სინათლის პულსიდან ინფორმაციამდე

სურათი 5. ილუსტრაცია დეკარტის წიგნიდან "Le traité de l" homme, 1664 წ.

მაგრამ როგორ ვხედავთ სინამდვილეში? ბოლო დრომდე ეს საკითხი ძნელად გადასაჭრელი იყო. ამ კითხვაზე საუკეთესო პასუხი იყო შემდეგი: თავის ტვინში არის მხედველობაზე სპეციალიზირებული უბანი, რომელშიც ბადურადან მიღებული სურათი ტვინის უჯრედების სახით ყალიბდება. რაც უფრო მეტი სინათლე ეცემა ბადურის უჯრედს, მით უფრო ინტენსიურად მუშაობს მის შესაბამისი ტვინის უჯრედი, ანუ ტვინის უჯრედების აქტივობა ჩვენს ვიზუალურ ცენტრში დამოკიდებულია ბადურაზე დაცემის სინათლის განაწილებაზე. მოკლედ, პროცესი იწყება ბადურაზე გამოსახულებით და მთავრდება ტვინის უჯრედების პატარა „ეკრანიზე“ შესაბამისი გამოსახულებით. ბუნებრივია, ეს არ ხსნის ხედვას, არამედ უბრალოდ გადააქვს პრობლემა უფრო ღრმა დონეზე. ვინ უნდა დაინახოს ეს შინაგანი სურათი? ეს სიტუაცია კარგად არის ილუსტრირებული 5-ე სურათზე, რომელიც აღებულია დეკარტის ნაშრომიდან "Le traité de l" homme". ამ შემთხვევაში, ყველა ნერვული ბოჭკო მთავრდება გარკვეულ ჯირკვალში, რომელიც დეკარტმა წარმოიდგინა, როგორც სულის ადგილი და ის არის ის. ვინ ხედავს შინაგან გამოსახულებას, მაგრამ კითხვა რჩება: როგორ მუშაობს სინამდვილეში „ხედვა“?

სურათი 6

ტვინში მინი-დამკვირვებლის იდეა არა მხოლოდ საკმარისია მხედველობის ასახსნელად, არამედ ის ასევე უგულებელყოფს სამ აქტივობას, რომლებიც აშკარად უშუალოდ თავად ვიზუალური სისტემის მიერ არის შესრულებული. მაგალითად, მოდით შევხედოთ ფიგურას 4-ზე (კანიზას მიერ). ჩვენ ვხედავთ სამკუთხედს სამ წრიულ სეგმენტში მათი ამონაჭრებით. ეს სამკუთხედი არ იყო წარმოდგენილი ბადურაზე, მაგრამ ეს ჩვენი ვიზუალური სისტემის გამოცნობის შედეგია! ასევე, თითქმის შეუძლებელია მე-6 ნახაზის დანახვა ჩვენი ყურადღების მოსაპოვებლად მრგვალი შაბლონების უწყვეტი თანმიმდევრობის დანახვის გარეშე, თითქოს უშუალოდ განვიცდით შინაგან ვიზუალურ აქტივობას. ბევრი აღმოაჩენს, რომ მათი ვიზუალური სისტემა მთლიანად დაბნეულია დალენბახის ფიგურით (სურათი 8), რადგან ისინი ეძებენ გზებს ამ შავ-თეთრი ლაქების ინტერპრეტაციისთვის მათთვის გასაგები ფორმით. ტკივილის შესამსუბუქებლად, სურათი 10 გთავაზობთ ინტერპრეტაციას, რომელსაც თქვენი ვიზუალური სისტემა ერთხელ და სამუდამოდ მიიღებს. წინა ნახატისგან განსხვავებით, არ გაგიჭირდებათ მე-7 ნახატზე რამდენიმე მელნის დარტყმის რეკონსტრუქცია ორი ადამიანის მოლაპარაკე სურათად.

სურათი 7. ნახატი "მდოგვის თესლის ბაღის მხატვრობის სახელმძღვანელო", 1679-1701 წწ.

მაგალითად, ხედვის სრულიად განსხვავებული მეთოდი ილუსტრირებულია ტუბინგენის ვერნერ რაიხარდტის კვლევაში, რომელმაც 14 წელი გაატარა შინაური ბუზის ხედვისა და ფრენის მართვის სისტემის შესწავლაში. ამ კვლევებისთვის მას 1985 წელს მიენიჭა ჰაინეკენის პრემია. მრავალი სხვა მწერის მსგავსად, ბუზს აქვს რთული თვალები, რომელიც შედგება მრავალი ასეული ინდივიდუალური ღეროსგან, რომელთაგან თითოეული ცალკე ფოტომგრძნობიარე ელემენტია. ბუზის ფრენის კონტროლის სისტემა შედგება ხუთი დამოუკიდებელი ქვესისტემისგან, რომლებიც მუშაობენ ძალიან სწრაფად (რეაქციის სიჩქარე დაახლოებით 10-ჯერ უფრო სწრაფი ვიდრე ადამიანისას) და ეფექტურად. მაგალითად, სადესანტო ქვესისტემა მუშაობს შემდეგნაირად. როდესაც ბუზის მხედველობის ველი „აფეთქდება“ (რადგან ზედაპირი ახლოსაა), ბუზი მიემართება „აფეთქების“ ცენტრისკენ. თუ ცენტრი ფრენის თავზეა, ის ავტომატურად ამოტრიალდება თავდაყირა. როგორც კი ბუზის ფეხები ზედაპირს შეეხება, სადესანტო „ქვესისტემა“ გამორთულია. ფრენისას ბუზი თავისი თვალთახედვიდან ამოიღებს მხოლოდ ორ სახის ინფორმაციას: წერტილი, სადაც მდებარეობს გარკვეული ზომის მოძრავი ადგილი (რომელიც უნდა შეესაბამებოდეს ბუზის ზომას 10 სანტიმეტრის მანძილზე) და მიმართულება. და ამ ადგილის სიჩქარე, რომელიც მოძრაობს ხედვის ველზე. ამ მონაცემების დამუშავება ხელს უწყობს ფრენის ბილიკის ავტომატურად გამოსწორებას. ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ბუზს ჰქონდეს სრული სურათი მის გარშემო არსებულ სამყაროზე. ის არც ზედაპირებს ხედავს და არც საგნებს. გარკვეული გზით დამუშავებული შეყვანის ვიზუალური მონაცემები პირდაპირ გადაეცემა საავტომობილო ქვესისტემას. ამრიგად, შეყვანილი ვიზუალური მონაცემები არ გარდაიქმნება შიდა გამოსახულებად, არამედ ისეთ ფორმად, რომელიც ბუზს საშუალებას აძლევს ადეკვატურად რეაგირებდეს მის გარემოზე. იგივე შეიძლება ითქვას ისეთ უსასრულოდ უფრო რთულ სისტემაზე, როგორიც ადამიანია.

სურათი 8. დალენბახის ფიგურა

არსებობს მრავალი მიზეზი, რის გამოც მეცნიერები თავს იკავებს ფუნდამენტური კითხვის გადაწყვეტისგან ამდენი ხნის განმავლობაში, როგორც ამას ადამიანი ხედავს. აღმოჩნდა, რომ ჯერ მხედველობის მრავალი სხვა ასპექტი უნდა აეხსნა - ბადურის რთული სტრუქტურა, ფერის ხედვა, კონტრასტი, შემდგომი სურათები და ა.შ. თუმცა, მოლოდინის საწინააღმდეგოდ, ამ სფეროებში აღმოჩენები ვერ მოჰფენს ნათელს მთავარი პრობლემის გადაწყვეტაზე. კიდევ უფრო მნიშვნელოვანი პრობლემა იყო რაიმე ზოგადი კონცეფციის ან სქემის არარსებობა, რომელიც ჩამოთვლიდა ყველაფერს ვიზუალური ფენომენები. კვლევის ჩვეულებრივი სფეროების შედარებითი შეზღუდვები შეიძლება მივიღოთ შესანიშნავი T.N. Comsweet ვიზუალური აღქმის თემაზე, მისი ლექციების საფუძველზე პირველი და მეორე სემესტრის სტუდენტებისთვის. წინასიტყვაობაში ავტორი წერს: „მე ვცდილობ აღვწერო ფუნდამენტური ასპექტები, რომლებიც საფუძვლად უდევს იმ უზარმაზარ ველს, რომელსაც ჩვენ შემთხვევით ვუწოდებთ ვიზუალურ აღქმას“. თუმცა, როდესაც ამ წიგნის შინაარსს ვსწავლობთ, ეს „ფუნდამენტური თემები“ აღმოჩნდება, რომ არის სინათლის შთანთქმა ბადურის ღეროებითა და კონუსებით, ფერის ხედვა, გზები, რომლითაც სენსორული უჯრედები გაზრდის ან ამცირებს ურთიერთდახმარების საზღვრებს. ერთმანეთზე გავლენა, სენსორული უჯრედებით გადაცემული ელექტრული სიგნალების სიხშირე და ა.შ. დღეს ამ სფეროში კვლევები სრულიად ახალ გზებს მიჰყვება, რაც იწვევს პროფესიონალურ პრესაში დამაბნეველი მრავალფეროვნებას. და მხოლოდ სპეციალისტს შეუძლია შექმნას ზოგადი სურათი ხედვის განვითარებადი ახალი მეცნიერების შესახებ. "იყო მხოლოდ ერთი მცდელობა რამდენიმე ახალი იდეისა და კვლევის შედეგების შერწყმის ხალხისათვის ხელმისაწვდომი გზით. და აქაც კი ჩნდება კითხვები "რა არის ხედვა?" და „როგორ ვხედავთ?“ არ გახდა მთავარი.სადისკუსიო კითხვები.

სურათიდან მონაცემთა დამუშავებამდე

მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ხელოვნური ინტელექტის ლაბორატორიის დევიდ მარი იყო პირველი, ვინც სცადა ამ საკითხს სრულიად განსხვავებული კუთხით მიახლოება თავის წიგნში "Vision" (Vision), რომელიც გამოქვეყნდა მისი გარდაცვალების შემდეგ. მასში ის ცდილობდა განეხილა მთავარი პრობლემა და შესთავაზა მისი გადაჭრის შესაძლო გზები. მარის შედეგები, რა თქმა უნდა, საბოლოო არ არის და დღემდე ღიაა სხვადასხვა მიმართულებით კვლევისთვის, მაგრამ მიუხედავად ამისა, მისი წიგნის მთავარი უპირატესობა მისი ლოგიკურობა და დასკვნების თანმიმდევრულობაა. ნებისმიერ შემთხვევაში, მარის მიდგომა იძლევა ძალიან სასარგებლო ჩარჩოს, რომელზედაც შეუძლებელი ობიექტებისა და ორმაგი ფიგურების შესწავლა შეიძლება. შემდეგ გვერდებზე შევეცდებით მივყვეთ მარის აზროვნების გზას.

მარმა აღწერა ვიზუალური აღქმის ტრადიციული თეორიის ნაკლოვანებები ასე:

„მხოლოდ ნეირონების შესწავლით ვიზუალური აღქმის გაგების მცდელობა ჰგავს ფრინველის ფრენის გაგებას მხოლოდ მისი ბუმბულის შესწავლით. ეს უბრალოდ შეუძლებელია. ფრინველის ფრენის გასაგებად საჭიროა აეროდინამიკის გაგება და მხოლოდ ამის შემდეგ სტრუქტურა. ბუმბულს და ფრინველის ფრთების სხვადასხვა ფორმას ჩვენთვის რაიმე მნიშვნელობა ექნება. მნიშვნელობა." ამ კონტექსტში, მარი ასახელებს ჯ. რომ „მნიშვნელოვანია გრძნობებში, რომ ისინი წარმოადგენენ საინფორმაციო არხებს გარე სამყაროდან ჩვენს აღქმამდე (...) მან დასვა კრიტიკული კითხვა - როგორ იღებს თითოეული ჩვენგანი ერთსა და იმავე შედეგებს, როდესაც აღიქმება Ყოველდღიური ცხოვრებისმუდმივად ცვალებად გარემოში? ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი კითხვა, რომელიც აჩვენებს, რომ გიბსონმა სწორად განიხილა ვიზუალური აღქმის პრობლემა, როგორც სენსორებისგან მიღებული ინფორმაციის აღდგენა გარე სამყაროში არსებული ობიექტების "სწორი" თვისებების შესახებ. ”და ამრიგად, ჩვენ მივაღწიეთ ინფორმაციის დამუშავების სფეროს.

ეჭვგარეშეა, რომ მარს სურდა მხედველობის ფენომენის სხვა განმარტებების უგულებელყოფა. პირიქით, ის კონკრეტულად ხაზს უსვამს, რომ ხედვა არ შეიძლება დამაკმაყოფილებლად აიხსნას მხოლოდ ერთი თვალსაზრისით. უნდა მოიძებნოს ყოველდღიური მოვლენების ახსნა, რომელიც შეესაბამება ექსპერიმენტული ფსიქოლოგიის შედეგებს და ამ სფეროში არსებულ ყველა აღმოჩენას, რომელიც გაკეთებულია ფსიქოლოგებისა და ნევროლოგების მიერ ნერვული სისტემის ანატომიის სფეროში. ინფორმაციის დამუშავების კუთხით, კომპიუტერულ მეცნიერებს სურთ იცოდნენ, თუ როგორ შეიძლება ვიზუალური სისტემის დაპროგრამება, რომელი ალგორითმები საუკეთესოდ შეეფერება მოცემულ ამოცანას. მოკლედ, როგორ შეიძლება ხედვის დაპროგრამება. მხოლოდ ყოვლისმომცველი თეორია შეიძლება იქნას მიღებული, როგორც დამაკმაყოფილებელი ახსნა ხედვის პროცესისთვის.

მარრი ამ პრობლემაზე მუშაობდა 1973 წლიდან 1980 წლამდე. სამწუხაროდ, მან ვერ შეძლო თავისი სამუშაოს დასრულება, მაგრამ მან შეძლო მყარი საფუძველი ჩაეყარა შემდგომი კვლევისთვის.

ნევროლოგიიდან ვიზუალურ მექანიზმამდე

რწმენა, რომ ადამიანის ბევრ ფუნქციას აკონტროლებს ტვინი, იზიარებენ ნევროლოგები XIX დასაწყისშისაუკუნეში. მოსაზრებები განსხვავდებოდა კითხვაზე, გამოიყენება თუ არა ცერებრალური ქერქის გარკვეული ნაწილები ინდივიდუალური ოპერაციების შესასრულებლად, თუ მთელი ტვინი ჩართულია თითოეულ ოპერაციაში. დღეს ფრანგი ნევროლოგის პიერ პოლ ბროკას ცნობილმა ექსპერიმენტმა გამოიწვია კონკრეტული მდებარეობის თეორიის საყოველთაოდ აღიარება. ბროკა მკურნალობდა პაციენტს, რომელსაც 10 წელი არ შეეძლო ლაპარაკი, თუმცა მისი ვოკალური იოგები კარგად იყო. როდესაც მამაკაცი 1861 წელს გარდაიცვალა, აუტოფსიამ აჩვენა, რომ მისი ტვინის მარცხენა მხარე დეფორმირებული იყო. ბროკა ვარაუდობს, რომ მეტყველებას აკონტროლებს ცერებრალური ქერქის ეს ნაწილი. მისი თეორია დადასტურდა ტვინის დაზიანებების მქონე პაციენტების შემდგომი გამოკვლევებით, რამაც საბოლოოდ შესაძლებელი გახადა ადამიანის ტვინის სასიცოცხლო ფუნქციების ცენტრების აღნიშვნა.

სურათი 9. ტვინის ორი სხვადასხვა უჯრედის პასუხი ოპტიკურ სტიმულებზე სხვადასხვა მიმართულებით

ერთი საუკუნის შემდეგ, 1950-იან წლებში, მეცნიერებმა დ.ხ. ჰუბელი (D.H. Hubel) და ტ.ნ. ვისელმა (T.N. Wiesel) ჩაატარა ექსპერიმენტები ცოცხალი მაიმუნებისა და კატების ტვინში. ცერებრალური ქერქის ვიზუალურ ცენტრში მათ აღმოაჩინეს ნერვული უჯრედები, რომლებიც განსაკუთრებით მგრძნობიარეა ვიზუალური ველის ჰორიზონტალური, ვერტიკალური და დიაგონალური ხაზების მიმართ (ნახ. 9). მათი დახვეწილი მიკროქირურგიის ტექნიკა შემდგომში სხვა მეცნიერებმა მიიღეს.

ამრიგად, ცერებრალური ქერქი შეიცავს არა მხოლოდ ცენტრებს სხვადასხვა ფუნქციების შესასრულებლად, არამედ თითოეულ ცენტრში, როგორც, მაგალითად, ვიზუალურ ცენტრში, ინდივიდუალური ნერვული უჯრედები აქტიურდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც მიიღება ძალიან კონკრეტული სიგნალები. ეს სიგნალები, რომლებიც მოდის თვალის ბადურადან, კორელაციაშია კარგად განსაზღვრულ სიტუაციებთან გარე სამყაროში. დღეს ვარაუდობენ, რომ ინფორმაცია ობიექტების სხვადასხვა ფორმისა და სივრცითი მოწყობის შესახებ შეიცავს ვიზუალურ მეხსიერებას და გააქტიურებული ნერვული უჯრედებიდან მიღებული ინფორმაცია შედარებულია ამ შენახულ ინფორმაციასთან.

დეტექტორების ამ თეორიამ გავლენა მოახდინა ვიზუალური აღქმის კვლევის ტენდენციაზე 1960-იანი წლების შუა პერიოდში. „ხელოვნურ ინტელექტთან“ დაკავშირებული მეცნიერები იგივე გზას გადიან. ადამიანის ხედვის პროცესის კომპიუტერული სიმულაცია, რომელსაც ასევე უწოდებენ "მანქანურ ხედვას", ამ კვლევებში ერთ-ერთ ყველაზე ადვილად მისაღწევ მიზნად ითვლებოდა. მაგრამ საქმეები ცოტა სხვაგვარად განვითარდა. მალე გაირკვა, რომ პრაქტიკულად შეუძლებელი იყო ისეთი პროგრამების დაწერა, რომლებიც შეძლებდნენ ამოიცნონ სინათლის ინტენსივობის ცვლილებები, ჩრდილები, ზედაპირის ტექსტურა და რთული ობიექტების შემთხვევითი კოლექციები შინაარსობრივ ნიმუშებად. უფრო მეტიც, ასეთი ნიმუშის ამოცნობა მოითხოვდა მეხსიერების შეუზღუდავ რაოდენობას, რადგან უთვალავი რაოდენობის ობიექტების სურათები უნდა იყოს შენახული მეხსიერებაში მდებარეობისა და განათების სიტუაციების უთვალავი რაოდენობის ვარიაციით.

რეალურ სამყაროში შაბლონების ამოცნობის სფეროში შემდგომი წინსვლა შეუძლებელი იყო. საეჭვოა, რომ კომპიუტერი ოდესმე შეძლებს ადამიანის ტვინის სიმულაციას. ადამიანის ტვინთან შედარებით, სადაც თითოეულ ნერვულ უჯრედს აქვს 10000-მდე კავშირი სხვა ნერვულ უჯრედებთან, კომპიუტერის 1:1 ექვივალენტური თანაფარდობა ძნელად ადეკვატურია!

სურათი 10. მინიშნება დელენბახის ფიგურაზე

ელიზაბეტ უორინგტონის ლექცია

1973 წელს მარმა დაესწრო ბრიტანელი ნევროლოგი ელიზაბეტ უორინგტონის ლექციას. მან აღნიშნა, რომ დიდი რიცხვითავის ტვინის მარჯვენა მხარის პარიეტალური დაზიანების მქონე პაციენტებს, რომლებიც მან გამოიკვლია, მშვენივრად ცნობდა და აღწერდა ბევრ საგანს, იმ პირობით, რომ ეს საგნები მათ მიერ ჩვეულ ფორმაში იყო დაკვირვებული. მაგალითად, ასეთი პაციენტები ადვილად იდენტიფიცირებდნენ ვედროს გვერდიდან დათვალიერებისას, მაგრამ ვერ ცნობდნენ იმავე ვედროს ზემოდან დანახვისას. ფაქტობრივად, მაშინაც კი, როცა უთხრეს, რომ ვედროს ზემოდან უყურებდნენ, მათ ამის დაჯერებაზე კატეგორიული უარი თქვეს! კიდევ უფრო გასაკვირი იყო ტვინის მარცხენა მხარის დაზიანებული პაციენტების ქცევა. ასეთ პაციენტებს, როგორც წესი, არ შეუძლიათ ლაპარაკი და ამიტომ ვერბალურად ვერ ასახელებენ ობიექტს, რომელსაც უყურებენ ან აღწერენ მის დანიშნულებას. თუმცა, მათ შეუძლიათ აჩვენონ, რომ სწორად აღიქვამენ ობიექტის გეომეტრიას ხედვის კუთხის მიუხედავად. ამან აიძულა მარს დაეწერა შემდეგი: "უორინგტონის ლექციამ მიმიყვანა შემდეგი დასკვნებისკენ. პირველ რიგში, ობიექტის ფორმის იდეა ინახება თავის ტვინში სხვა ადგილას, რის გამოც იდეები საგნის ფორმის შესახებ. და მისი დანიშნულება ძალიან განსხვავებულია მეორეც, თავად ხედვას შეუძლია დაკვირვებული ობიექტის ფორმის შინაგანი აღწერა, მაშინაც კი, თუ ეს ობიექტი ჩვეულებრივ არ არის აღიარებული... ელიზაბეტ უორინგტონმა მიუთითა ადამიანის ხედვის ყველაზე არსებით ფაქტზე - ის საუბრობს. ობიექტების ფორმის, სივრცისა და ფარდობითი პოზიციის შესახებ“. თუ ეს მართალია, მაშინ ვიზუალური აღქმისა და ხელოვნური ინტელექტის სფეროში მომუშავე მეცნიერებს (მათ შორის მანქანური ხედვის სფეროში მომუშავეები) მოუწევთ ჰუბელის ექსპერიმენტების დეტექტორების თეორიის შეცვლა ტაქტიკების სრულიად ახალი ნაკრებისთვის.

მოდულის თეორია

სურათი 11. სტერეოგრამები შემთხვევითი ბელა ჟულეს წერტილებით, მცურავი კვადრატი

მარის კვლევის მეორე ამოსავალი წერტილი (უორინგტონის მუშაობის შემდეგ) არის დაშვება, რომ ჩვენს ვიზუალურ სისტემას აქვს მოდულარული სტრუქტურა. კომპიუტერული თვალსაზრისით, ჩვენი მთავარი პროგრამა „Vision“ მოიცავს ქვეპროგრამების ფართო სპექტრს, რომელთაგან თითოეული სრულიად დამოუკიდებელია სხვებისგან და შეუძლია სხვა ქვეპროგრამებისგან დამოუკიდებლად მუშაობა. ასეთი ქვეპროგრამის (ან მოდულის) მთავარი მაგალითია სტერეოსკოპიული ხედვა, რომელიც სიღრმეს აღიქვამს ორივე თვალიდან გამოსახულებების დამუშავების შედეგად, რომლებიც ერთმანეთისგან ოდნავ განსხვავებული სურათებია. ადრე იყო ის, რომ სამ განზომილებაში დასანახად, ჯერ ვცნობდით მთელ სურათს და შემდეგ ვწყვეტთ რომელი ობიექტებია უფრო ახლოს და რომელი უფრო შორს. 1960 წელს ბელა ჟულესმა, რომელსაც 1985 წელს ჰაინეკენის პრემია მიენიჭა, შეძლო იმის დემონსტრირება, რომ სივრცითი აღქმა ორი თვალით ხდება მხოლოდ მცირე განსხვავებების შედარებით ორივე თვალის ბადურადან გადაღებულ ორ სურათს შორის. ამრიგად, შეიძლება იგრძნოთ სიღრმე მაშინაც კი, სადაც არ არის ობიექტები და არ უნდა იყოს ობიექტები. თავისი ექსპერიმენტებისთვის ჟიულმა მოიფიქრა სტერეოგრამები, რომლებიც შედგებოდა შემთხვევით მოთავსებული წერტილებისგან (იხ. სურ. 11). მარჯვენა თვალით დანახული გამოსახულება იდენტურია მარცხენა თვალით დანახული გამოსახულების ყველა კვადრატის ცენტრალური ზონის გარდა, რომელიც ამოჭრილია და ოდნავ გადაადგილებულია ერთ კიდეზე და კვლავ გასწორებულია ფონზე. დარჩენილი თეთრი უფსკრული შემდეგ ივსებოდა შემთხვევითი წერტილებით. როდესაც ორი სურათი (რომელშიც არცერთი ობიექტი არ არის ამოცნობილი) განიხილება სტერეოსკოპის საშუალებით, კვადრატი, რომელიც ადრე იყო ამოჭრილი, გამოჩნდება ფონზე ზემოთ. ასეთი სტერეოგრამები შეიცავს სივრცულ მონაცემებს, რომლებიც ავტომატურად მუშავდება ჩვენი ვიზუალური სისტემის მიერ. ამრიგად, სტერეოსკოპია არის ვიზუალური სისტემის ავტონომიური მოდული. მოდულების თეორია საკმაოდ ეფექტური აღმოჩნდა.

ბადურის 2D სურათიდან 3D მოდელამდე

სურათი 12. ვიზუალური პროცესის დროს ბადურის სურათი (მარცხნივ) გარდაიქმნება პირველად ჩანახატად, რომელშიც ინტენსივობის ცვლილებები აშკარა ხდება (მარჯვნივ)

ხედვა არის მრავალსაფეხურიანი პროცესი, რომელიც გარდაქმნის გარე სამყაროს ორგანზომილებიან წარმოდგენებს (ბადურას გამოსახულებებს) დამკვირვებლისთვის სასარგებლო ინფორმაციად. ის იწყება ორგანზომილებიანი ბადურის გამოსახულებით, რომელიც, ამ დროისთვის ფერადი ხედვის იგნორირებასთან ერთად, ინარჩუნებს მხოლოდ სინათლის ინტენსივობის დონეს. პირველ ეტაპზე, მხოლოდ ერთი მოდულით, ეს ინტენსივობის დონეები გარდაიქმნება ინტენსივობის ცვლილებებად ან სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, კონტურებად, რომლებიც აჩვენებს სინათლის ინტენსივობის მკვეთრ ცვლილებებს. მარმა ზუსტად დაადგინა, რა ალგორითმია ჩართული ამ შემთხვევაში (აღწერილია მათემატიკურად და, სხვათა შორის, ძალიან რთული) და როგორ ახორციელებს ჩვენი აღქმა და ნერვული უჯრედები ამ ალგორითმს. პირველი ნაბიჯის შედეგს მარმა უწოდა "პირველადი ესკიზი", რომელიც ვარაუდობს მოკლე ინფორმაციასინათლის ინტენსივობის ცვლილებების, მათი ურთიერთობისა და განაწილების შესახებ ვიზუალურ ველზე (სურ. 12). Ეს არის მნიშვნელოვანი ნაბიჯი, რადგან სამყაროში, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ, ინტენსივობის ცვლილება ხშირად ასოცირდება ობიექტების ბუნებრივ კონტურებთან. მეორე ნაბიჯი მიგვიყვანს იმასთან, რასაც მარმა უწოდა "2.5 განზომილებიანი ესკიზი". 2.5 განზომილებიანი ესკიზი ასახავს ხილული ზედაპირების ორიენტაციას და სიღრმეს მაყურებლის წინაშე. ეს სურათი აგებულია არა ერთი, არამედ რამდენიმე მოდულის მონაცემების საფუძველზე. მარმა შემოიტანა ძალიან ფართო კონცეფცია "2.5-განზომილებიანი", რათა ხაზგასმით აღვნიშნო, რომ ჩვენ ვმუშაობთ სივრცულ ინფორმაციაზე, რომელიც ჩანს დამკვირვებლის თვალსაზრისით. 2,5-განზომილებიანი ჩანახატისთვის დამახასიათებელია პერსპექტივის დამახინჯება და ამ ეტაპზე ობიექტების რეალური სივრცითი განლაგება ჯერ კიდევ არ შეიძლება ცალსახად განისაზღვროს. აქ ნაჩვენები 2.5D ესკიზის სურათი (სურათი 13) ასახავს რამდენიმე საინფორმაციო სფეროს ასეთი ჩანახატის დამუშავებისას. თუმცა, ამ სახის სურათები ჩვენს ტვინში არ ყალიბდება.

ნახაზი 13. 2.5D ესკიზის ნახაზი - "ხილული ზედაპირების სიღრმისა და ორიენტაციის ცენტრირებული წარმოდგენა"

ამ დრომდე ვიზუალური სისტემა მუშაობდა ავტონომიურად, ავტომატურად და ტვინში შენახული გარე სამყაროს შესახებ მონაცემებისგან დამოუკიდებლად, რამდენიმე მოდულის გამოყენებით. თუმცა, პროცესის დასკვნით ეტაპზე შესაძლებელია უკვე ხელმისაწვდომ ინფორმაციაზე მითითება. დამუშავების ეს ბოლო ეტაპი იძლევა 3D მოდელს - დამკვირვებლის ხედვის კუთხიდან დამოუკიდებელ მკაფიო აღწერას და შესაფერისია ტვინში შენახულ ვიზუალურ ინფორმაციასთან პირდაპირი შედარებისთვის.

მარის თქმით, წამყვანი როლისამგანზომილებიანი მოდელის მშენებლობაში თამაშობენ ობიექტების ფორმების მიმართულების ღერძების კომპონენტები. მათთვის, ვინც არ იცნობს ამ იდეას, შეიძლება ის წარმოუდგენლად მიიჩნიოს, მაგრამ სინამდვილეში არსებობს მტკიცებულება ამ ჰიპოთეზის მხარდასაჭერად. პირველ რიგში, მიმდებარე სამყაროს მრავალი ობიექტი (კერძოდ, ცხოველები და მცენარეები) შეიძლება საკმაოდ მკაფიოდ იყოს გამოსახული მილის (ან მავთულის) მოდელების სახით. მართლაც, ჩვენ შეგვიძლია ადვილად ამოვიცნოთ ის, რაც ნაჩვენებია რეპროდუქციაში სახელმძღვანელო ღერძების კომპონენტების სახით (ნახ. 14).

სურათი 14. ცხოველების მარტივი მოდელების იდენტიფიცირება შესაძლებელია მათი საჭის ღერძის კომპონენტებით

მეორეც, ეს თეორია გვთავაზობს დამაჯერებელ ახსნას იმ ფაქტზე, რომ ჩვენ შეგვიძლია ვიზუალურად დავშალოთ ობიექტი მის შემადგენელ ნაწილებად. ეს აისახება ჩვენს ენაში, რომელიც საგნის თითოეულ ნაწილს სხვადასხვა სახელს ანიჭებს. ამრიგად, ადამიანის სხეულის აღწერისას ისეთი აღნიშვნები, როგორიცაა „სხეული“, „ხელი“ და „თითი“ მიუთითებს სხეულის სხვადასხვა ნაწილზე ცულების შემადგენელი ნაწილების მიხედვით (სურ. 15).

სურათი 16. ერთღერძიანი მოდელი (მარცხნივ) დაყოფილია ცალკეულ ღერძულ კომპონენტებად (მარჯვნივ)

მესამე, ეს თეორია შეესაბამება ჩვენს უნარს განვაზოგადოთ და ამავე დროს განვასხვავოთ ფორმები. ჩვენ განვაზოგადებთ ერთიდაიგივე ძირითადი ღერძების მქონე ობიექტების დაჯგუფებით და განვასხვავებთ ხის ტოტების მსგავსი ბავშვის ცულების ანალიზით. მარმა შემოგვთავაზა ალგორითმები, რომლითაც 2.5 განზომილებიანი მოდელი გარდაიქმნება სამგანზომილებიანად. ეს პროცესი ასევე ძირითადად ავტონომიურია. მარმა აღნიშნა, რომ მის მიერ შემუშავებული ალგორითმები მუშაობს მხოლოდ მაშინ, როცა სუფთა ცულები გამოიყენება. მაგალითად, დაქუცმაცებულ ფურცელზე დაყენების შემთხვევაში, შესაძლო ღერძების ამოცნობა ძალიან რთული იქნება და ალგორითმი გამოუსადეგარი იქნება.

3D მოდელსა და ტვინში შენახულ ვიზუალურ სურათებს შორის კავშირი აქტიურდება ობიექტების ამოცნობის პროცესში.

აქ ჩვენს ცოდნაში დიდი ხარვეზია. როგორ ინახება ეს ვიზუალური სურათები ტვინში? როგორ მიდის აღიარების პროცესი? როგორ ხდება შედარება ცნობილ სურათებსა და ახლად შექმნილ 3D სურათს შორის? ეს არის ბოლო პუნქტი, რომელზეც მარმა მოახერხა შეხება (სურ. 16), მაგრამ ამ საკითხში დარწმუნებისთვის საჭიროა უზარმაზარი სამეცნიერო მონაცემები.

სურათი 16. ახალი ფორმის აღწერილობები დაკავშირებულია შენახულ ფორმებთან შედარებით, რომელიც გადადის განზოგადებული ფორმიდან (ზემოდან) კონკრეტულ ფორმაზე (ქვემოთ)

მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ თვითონ არ ვიცით ვიზუალური დამუშავების სხვადასხვა ფაზა, არსებობს მრავალი თვალსაჩინო პარალელი ფაზებსა და სხვადასხვა გზებს შორის, რომლითაც ჩვენ დროთა განმავლობაში ორგანზომილებიან ზედაპირზე სივრცის შთაბეჭდილებას ვაძლევთ.

ასე რომ, პოინტილისტები ხაზს უსვამენ ბადურის არაკონტურულ გამოსახულებას, ხოლო ხაზის გამოსახულებები შეესაბამება საწყისი ესკიზის სტადიას. კუბისტური ნახატები შეიძლება შევადაროთ ვიზუალური მონაცემების დამუშავებას საბოლოო სამგანზომილებიანი მოდელის ასაშენებლად, თუმცა ეს ნამდვილად არ იყო მხატვრის განზრახვა.

კაცი და კომპიუტერი

Მისი კომპლექსური მიდგომაამ საკითხთან დაკავშირებით, მარმა ცდილობდა ეჩვენებინა, რომ ჩვენ შეგვიძლია გავიგოთ ხედვის პროცესი ისე, რომ არ დავეხმაროთ ცოდნას, რომელიც უკვე ხელმისაწვდომია ტვინისთვის.

ამრიგად, მან ახალი გზა გაუხსნა მკვლევარებს ვიზუალური აღქმის სფეროში. მისი იდეები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვიზუალური ძრავის განხორციელების უფრო ეფექტური გზის გასახსნელად. როდესაც მარმა დაწერა თავისი წიგნი, მან უნდა იცოდა, თუ რა ძალისხმევის გაკეთება მოუწევდათ მის მკითხველებს მის იდეებსა და დასკვნებს მისდევდნენ. ეს ჩანს მთელ მის ნაშრომში და ყველაზე ნათლად ჩანს ბოლო თავში, „მიდგომის დაცვაში“. ეს არის 25 დაბეჭდილი გვერდის პოლემიკური „გამართლება“, რომელშიც ის ხელსაყრელ მომენტს იყენებს თავისი მიზნების გასამართლებლად. ამ თავში ის ესაუბრება წარმოსახვით მოწინააღმდეგეს, რომელიც თავს ესხმის მარს შემდეგი არგუმენტებით:

”მე ჯერ კიდევ უკმაყოფილო ვარ ამ ურთიერთდაკავშირებული პროცესის აღწერით და იმ იდეით, რომ დეტალების მთელი დარჩენილი სიმდიდრე მხოლოდ აღწერაა. ეს ცოტა ზედმეტად პრიმიტიულად ჟღერს... რაც უფრო და უფრო ვუახლოვდებით იმის თქმას, რომ ტვინი არის კომპიუტერი, ადამიანური ფასეულობების მნიშვნელობის შესანარჩუნებლად ყველაფერი უნდა ვთქვა, რისიც სულ უფრო მეშინია.

მარრი საინტერესო პასუხს გვთავაზობს: "განცხადება იმის შესახებ, რომ ტვინი კომპიუტერია, სწორია, მაგრამ შეცდომაში შემყვანი. ტვინი მართლაც უაღრესად სპეციალიზებული ინფორმაციის დამუშავების მოწყობილობაა, უფრო სწორად მათგან ყველაზე დიდი. ჩვენი ტვინის, როგორც მონაცემთა დამუშავების მოწყობილობად მიჩნევა არ იკლებს. ან უარყოფს ადამიანურ ღირებულებებს. ნებისმიერ შემთხვევაში, ის მხოლოდ მხარს უჭერს მათ და საბოლოოდ დაგვეხმარება იმის გაგებაში, თუ რა არის ადამიანური ღირებულებები ასეთი ინფორმაციული თვალსაზრისით, რატომ აქვთ მათ შერჩევითი მნიშვნელობა და როგორ უკავშირდება ისინი. სოციალური და სოციალური ნორმები, რომლებიც ჩვენმა გენებმა მოგვაწოდეს. ”

თვალს, თვალის კაკლს აქვს თითქმის სფერული ფორმა, დიამეტრის დაახლოებით 2,5 სმ. იგი შედგება რამდენიმე ჭურვისაგან, რომელთაგან სამი მთავარია:

• სკლერა არის გარე შრე
• ქოროიდი - შუა,
• ბადურა შიდაა.

ბრინჯი. 1. მარცხნივ განლაგების მექანიზმის სქემატური წარმოდგენა - დისტანციაზე ფოკუსირება; მარჯვნივ - ფოკუსირება ახლო ობიექტებზე.

სკლერა თეთრია რძისფერი ბზინვარებით, გარდა მისი წინა ნაწილისა, რომელიც გამჭვირვალეა და რქოვანას უწოდებენ. სინათლე თვალში შედის რქოვანას მეშვეობით. ქოროიდი, შუა ფენა, შეიცავს სისხლძარღვებს, რომლებიც ატარებენ სისხლს თვალის შესანახად. რქოვანას ქვემოთ, ქოროიდი გადადის ირისში, რომელიც განსაზღვრავს თვალების ფერს. მის ცენტრში არის მოსწავლე. ამ ჭურვის ფუნქციაა შეზღუდოს სინათლის შეღწევა თვალში მაღალი სიკაშკაშის დროს. ეს მიიღწევა გუგის შეკუმშვით მაღალ შუქზე და გაფართოებით დაბალ შუქზე. ირისის უკან არის ორმხრივამოზნექილი ლინზის მსგავსი ლინზა, რომელიც იჭერს სინათლეს, როდესაც ის გადის მოსწავლეში და ამახვილებს მას ბადურაზე. ლინზის ირგვლივ ქოროიდი აყალიბებს ცილიარულ სხეულს, რომელიც შეიცავს კუნთს, რომელიც არეგულირებს ლინზის გამრუდებას, რაც უზრუნველყოფს სხვადასხვა დისტანციებზე ობიექტების მკაფიო და მკაფიო ხედვას. ეს მიიღწევა შემდეგნაირად (ნახ. 1).

მოსწავლეარის ხვრელი ირისის ცენტრში, რომლის მეშვეობითაც სინათლის სხივები თვალში გადადის. მოსვენებულ ადამიანში გუგის დიამეტრი დღისით არის 1,5–2 მმ, სიბნელეში კი 7,5 მმ-მდე იზრდება. მოსწავლის მთავარი ფიზიოლოგიური როლი არის ბადურაში შემავალი სინათლის რაოდენობის რეგულირება.

გუგების შეკუმშვა (მიოზი) ხდება სინათლის გაზრდისას (ეს ზღუდავს სინათლის რაოდენობას, რომელიც აღწევს ბადურას და, შესაბამისად, ემსახურება თავდაცვის მექანიზმი), მჭიდროდ განლაგებული ობიექტების დათვალიერებისას, ვიზუალური ღერძების აკომოდაციისა და კონვერგენციის დროს (კონვერგენცია), ასევე დროს.

მოსწავლეთა გაფართოება (მიდრიაზი) ხდება დაბალ შუქზე (რაც ზრდის ბადურის განათებას და ამით ზრდის თვალის მგრძნობელობას), ასევე აღგზნებისას, ნებისმიერი აფერენტული ნერვები, ემოციური სტრესული რეაქციებით, რომლებიც დაკავშირებულია სიმპათიკური ტონის მატებასთან. ფსიქიკური აღგზნები, დახრჩობა,.

მოსწავლეთა ზომა რეგულირდება ირისის რგოლოვანი და რადიალური კუნთებით. რადიალური კუნთი, რომელიც აფართოებს მოსწავლეს, ინერვარდება სიმპათიკური ნერვით, რომელიც მოდის საშვილოსნოს ყელის ზედა განგლიონიდან. რგოლოვანი კუნთი, რომელიც ავიწროებს მოსწავლეს, ინერვარდება თვალის მოტორული ნერვის პარასიმპათიკური ბოჭკოებით.

ნახ 2. ვიზუალური ანალიზატორის სტრუქტურის სქემა

1 - ბადურა, 2 - გადაჯვარედინებული მხედველობის ნერვული ბოჭკოები, 3 - გადაკვეთილი მხედველობის ნერვული ბოჭკოები, 4 - მხედველობის ტრაქტი, 5 - გვერდითი გენიკულური სხეული, 6 - გვერდითი ფესვი, 7 - ვიზუალური წილები.
უმცირეს მანძილს ობიექტიდან თვალამდე, რომელზედაც ეს ობიექტი ჯერ კიდევ ნათლად ჩანს, მკაფიო ხედვის ახლო წერტილი ეწოდება, ხოლო ყველაზე დიდ მანძილს მკაფიო ხედვის შორს. როდესაც ობიექტი მდებარეობს ახლო წერტილში, განსახლება არის მაქსიმალური, შორს, არ არის განსახლება. განსხვავებას თვალის რეფრაქციულ ძალას შორის მაქსიმალური ადაპტაციისა და დასვენების დროს ეწოდება აკომოდაციის ძალა. ოპტიკური სიმძლავრის ერთეული არის ფოკუსური სიგრძის მქონე ლინზის ოპტიკური სიმძლავრე1 მეტრი. ამ ერთეულს დიოპტრია ეწოდება. ლინზების ოპტიკური სიმძლავრის დიოპტრიებში დასადგენად, ის უნდა გაიყოს ფოკუსური მანძილით მეტრებში. განსახლების ოდენობა არ არის ერთნაირი სხვადასხვა ადამიანებისთვის და განსხვავდება ასაკის მიხედვით 0-დან 14 დიოპტრიამდე.

ობიექტის მკაფიო ხედვისთვის აუცილებელია, რომ მისი თითოეული წერტილის სხივები ფოკუსირებული იყოს ბადურაზე. თუ შორს დააკვირდებით, მაშინ ახლო ობიექტები აშკარად არ ჩანს, ბუნდოვანია, რადგან ახლო წერტილებიდან სხივები ფოკუსირებულია ბადურის უკან. შეუძლებელია ობიექტების თანაბრად ნათლად დანახვა თვალიდან სხვადასხვა მანძილზე ერთდროულად.

რეფრაქცია(სხივების რეფრაქცია) ასახავს თვალის ოპტიკური სისტემის უნარს, მოახდინოს ობიექტის გამოსახულების ფოკუსირება ბადურაზე. ნებისმიერი თვალის რეფრაქციული თვისებების თავისებურებებში შედის ფენომენი სფერული აბერაცია . ის მდგომარეობს იმაში, რომ ლინზის პერიფერიულ ნაწილებში გამავალი სხივები უფრო ძლიერად ირღვევა, ვიდრე მის ცენტრალურ ნაწილებში გამავალი სხივები (სურ. 65). ამიტომ ცენტრალური და პერიფერიული სხივები ერთ წერტილში არ იყრის თავს. თუმცა, გარდატეხის ეს მახასიათებელი ხელს არ უშლის ობიექტის მკაფიო ხედვას, რადგან ირისი არ გადასცემს სხივებს და ამით გამორიცხავს მათ, რომლებიც გადიან ლინზის პერიფერიაზე. სხვადასხვა ტალღის სიგრძის სხივების არათანაბარი გარდატეხა ეწოდება ქრომატული აბერაცია .

ოპტიკური სისტემის რეფრაქციული ძალა (რეფრაქცია), ანუ თვალის გარდატეხის უნარი, იზომება ჩვეულებრივი ერთეულებით - დიოპტრიებით. დიოპტრია არის ლინზის რეფრაქციული ძალა, რომელშიც პარალელური სხივები, გარდატეხის შემდეგ, გროვდება ფოკუსში 1 მ მანძილზე.

ბრინჯი. 3. სხივების მიმდინარეობა თვალის სხვადასხვა სახის კლინიკურ რეფრაქციაში ა - ემეტროპია (ნორმალური); ბ - მიოპია (მიოპია); გ - ჰიპერმეტროპია (შორსმხედველობა); დ - ასტიგმატიზმი.

ჩვენ ნათლად ვხედავთ ჩვენს გარშემო არსებულ სამყაროს, როდესაც ყველა განყოფილება „მუშაობს“ ჰარმონიულად და ჩარევის გარეშე. იმისათვის, რომ გამოსახულება იყოს მკვეთრი, ბადურა აშკარად უნდა იყოს თვალის ოპტიკური სისტემის უკანა ფოკუსში. თვალის ოპტიკურ სისტემაში სინათლის სხივების რეფრაქციის სხვადასხვა დარღვევას, რაც იწვევს გამოსახულების დეფოკუსირებას ბადურაზე, ე.წ. რეფრაქციული შეცდომები (ამეტროპია). მათ შორისაა მიოპია, ჰიპერმეტროპია, ასაკთან დაკავშირებული შორსმხედველობა და ასტიგმატიზმი (სურ. 3).

ნორმალური მხედველობით, რომელსაც ემეტროპიული ეწოდება, მხედველობის სიმახვილე, ე.ი. თვალის მაქსიმალური უნარი განასხვავოს ობიექტების ცალკეული დეტალები, როგორც წესი, აღწევს ერთ ჩვეულებრივ ერთეულს. ეს ნიშნავს, რომ ადამიანს შეუძლია დაინახოს ორი ცალკეული წერტილი, ხილული 1 წუთის კუთხით.

რეფრაქციის ანომალიით, მხედველობის სიმახვილე ყოველთვის 1-ზე დაბალია. არსებობს რეფრაქციული ცდომილების სამი ძირითადი ტიპი - ასტიგმატიზმი, მიოპია (მიოპია) და შორსმხედველობა (ჰიპერმეტროპია).

რეფრაქციული შეცდომები იწვევს ახლომხედველობას ან შორსმხედველობას. თვალის რეფრაქცია იცვლება ასაკთან ერთად: ახალშობილებში ნორმაზე ნაკლებია, ხანდაზმულ ასაკში შეიძლება ისევ შემცირდეს (ე.წ. ხანდაზმული შორსმჭვრეტელობა ან პრესბიოპია).

მიოპიის კორექციის სქემა

ასტიგმატიზმიიმის გამო, რომ თანდაყოლილი თავისებურებების გამო, თვალის ოპტიკური სისტემა (რქოვანა და ლინზა) განსხვავებულად არღვევს სხივებს სხვადასხვა მიმართულებით (ჰორიზონტალური ან ვერტიკალური მერიდიანის გასწვრივ). სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ამ ადამიანებში სფერული აბერაციის ფენომენი ჩვეულებრივზე ბევრად უფრო გამოხატულია (და ის არ ანაზღაურდება მოსწავლეთა შეკუმშვით). ასე რომ, თუ რქოვანას ზედაპირის გამრუდება ვერტიკალურ მონაკვეთში მეტია, ვიდრე ჰორიზონტალურში, ბადურაზე გამოსახულება არ იქნება ნათელი, მიუხედავად ობიექტამდე მანძილისა.

რქოვანას ექნება ორი ძირითადი აქცენტი: ერთი ვერტიკალური მონაკვეთისთვის, მეორე ჰორიზონტალური. ამიტომ, ასტიგმატულ თვალში გამავალი სინათლის სხივები სხვადასხვა სიბრტყეში იქნება ფოკუსირებული: თუ ობიექტის ჰორიზონტალური ხაზები ფოკუსირებულია ბადურაზე, მაშინ ვერტიკალური ხაზები მის წინ არის. ცილინდრული ლინზების ტარება, რომელიც შეესაბამება ოპტიკური სისტემის რეალურ დეფექტს, გარკვეულწილად ანაზღაურებს ამ რეფრაქციულ შეცდომას.

ახლომხედველობა და შორსმხედველობათვალბუდის სიგრძის ცვლილების გამო. ნორმალური რეფრაქციის დროს მანძილი რქოვანასა და ცენტრალურ ფოვეას (ყვითელი ლაქა) შორის არის 24,4 მმ. მიოპიის (ახლომხედველობის) დროს თვალის გრძივი ღერძი 24,4 მმ-ზე მეტია, ამიტომ შორეული ობიექტის სხივები ფოკუსირებულია არა ბადურაზე, არამედ მის წინ, მინისებრ სხეულში. შორიდან მკაფიოდ დასანახად საჭიროა მიოპიური თვალების წინ ჩაზნექილი ლინზების განთავსება, რომლებიც ფოკუსირებულ სურათს ბადურაზე გადაიტანს. შორსმჭვრეტელ თვალში თვალის გრძივი ღერძი მოკლებულია; 24,4 მმ-ზე ნაკლები. ამიტომ, შორეული ობიექტის სხივები ფოკუსირებულია არა ბადურაზე, არამედ მის უკან. რეფრაქციის ეს ნაკლებობა შეიძლება კომპენსირებული იყოს ადაპტაციური ძალისხმევით, ე.ი. ლინზის ამოზნექილობის გაზრდა. ამიტომ, შორსმჭვრეტელი ადამიანი ძაბავს აკომოდაციურ კუნთს, განიხილავს არა მხოლოდ ახლო, არამედ შორეულ ობიექტებს. ახლო ობიექტების დათვალიერებისას, შორსმჭვრეტელი ადამიანების ადაპტაციის ძალისხმევა არასაკმარისია. ამიტომ, კითხვისთვის შორსმჭვრეტელ ადამიანებს უნდა ატარონ სათვალეები ორმხრივამოზნექილი ლინზებით, რომლებიც აძლიერებენ სინათლის რეფრაქციას.

რეფრაქციული შეცდომები, კერძოდ მიოპია და ჰიპერმეტროპია, ასევე ხშირია ცხოველებში, მაგალითად, ცხენებში; მიოპია ძალიან ხშირად შეინიშნება ცხვრებში, განსაკუთრებით კულტივირებულ ჯიშებში.

თვალი არის ორგანო, რომელიც პასუხისმგებელია გარემომცველი სამყაროს ვიზუალურ აღქმაზე. იგი შედგება თვალის კაკლისაგან, რომელიც მხედველობის ნერვის დახმარებით დაკავშირებულია ტვინის გარკვეულ უბნებთან და დამხმარე მოწყობილობებისგან. ეს მოწყობილობები მოიცავს საცრემლე ჯირკვლებს, კუნთოვანი ქსოვილებიდა ქუთუთოები.

თვალის კაკალი დაფარულია სპეციალური დამცავი გარსით, რომელიც იცავს მას სხვადასხვა დაზიანებისგან, სკლერა. ამ საფარის გარე ნაწილს აქვს გამჭვირვალე ფორმა და ეწოდება რქოვანა. რქის ფორმის უბანი ადამიანის სხეულის ერთ-ერთი ყველაზე მგრძნობიარე ნაწილია. ამ მხარეზე უმნიშვნელო ზემოქმედებაც კი იწვევს ქუთუთოების დახურვას.

რქოვანას ქვემოთ არის ირისი, რომელიც შეიძლება განსხვავდებოდეს ფერით. ამ ორ ფენას შორის არის სპეციალური სითხე. ირისის სტრუქტურაში არის სპეციალური ხვრელი მოსწავლისთვის. მისი დიამეტრი მიდრეკილია გაფართოებისა და შეკუმშვისკენ, რაც დამოკიდებულია შემომავალი სინათლის რაოდენობაზე. გუგის ქვეშ არის ოპტიკური ლინზა, ლინზა, რომელიც წააგავს ერთგვარ ჟელეს. მისი მიმაგრება სკლერაზე სპეციალური კუნთების დახმარებით ხორციელდება. თვალის კაკლის ოპტიკური ლინზების უკან არის არე, რომელსაც ეწოდება მინისებრი სხეული. თვალის კაკლის შიგნით არის ფენა, რომელსაც ფუნდუსი ეწოდება. ეს უბანი დაფარულია ბადურით. ეს ფენა შედგება თხელი ბოჭკოებისგან, რომელიც არის მხედველობის ნერვის ბოლო.

მას შემდეგ, რაც სინათლის სხივები ლინზაში გაივლის, ისინი შეაღწევენ მინისებრ სხეულში და ეცემა შიგნიდან. თხელი გარსითვალები - ბადურა

როგორ არის აგებული გამოსახულება

ბადურაზე წარმოქმნილი ობიექტის გამოსახულება თვალის კაკლის ყველა კომპონენტის ერთობლივი მუშაობის პროცესია. შემომავალი სინათლის სხივები ირღვევა თვალის კაკლის ოპტიკურ გარემოში, რაც ამრავლებს ბადურაზე მიმდებარე ობიექტების გამოსახულებებს. ყველა შიდა ფენის გავლის შემდეგ, სინათლე, რომელიც ეცემა ვიზუალურ ბოჭკოებს, აღიზიანებს მათ და სიგნალები გადაეცემა ტვინის გარკვეულ ცენტრებს. ამ პროცესის საშუალებით ადამიანს შეუძლია საგნების ვიზუალური აღქმა.

ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში მკვლევარები აწუხებდნენ კითხვას, თუ რა სახის გამოსახულება მიიღება ბადურაზე. ამ თემის ერთ-ერთი პირველი მკვლევარი იყო ი.კეპლერი. მისი კვლევა ეფუძნებოდა თეორიას, რომ თვალის ბადურაზე აგებული გამოსახულება შებრუნებულ მდგომარეობაშია. ამ თეორიის დასამტკიცებლად მან ააშენა სპეციალური მექანიზმი, რომელიც ახდენდა სინათლის სხივების ბადურაზე მოხვედრის პროცესს.

ცოტა მოგვიანებით ეს ექსპერიმენტი ფრანგმა მკვლევარმა რ.დეკარტმა გაიმეორა. ექსპერიმენტისთვის მან გამოიყენა ხარის თვალი, ფენით ამოღებული უკანა კედელი. მან ეს თვალი სპეციალურ კვარცხლბეკზე დაადო. შედეგად, თვალბუდის უკანა კედელზე მან შეძლო შებრუნებულ სურათზე დაკვირვება.

ამის საფუძველზე ჩნდება სრულიად ლოგიკური კითხვა, რატომ ხედავს ადამიანი მიმდებარე ობიექტებს სწორად და არა თავდაყირა? ეს ხდება იმის გამო, რომ მთელი ვიზუალური ინფორმაცია შედის ტვინის ცენტრებში. გარდა ამისა, ტვინის გარკვეული ნაწილები იღებენ ინფორმაციას სხვა გრძნობებიდან. ანალიზის შედეგად ტვინი ასწორებს სურათს და ადამიანი იღებს სწორ ინფორმაციას მის გარშემო არსებული ობიექტების შესახებ.

ბადურა არის ჩვენი ვიზუალური ანალიზატორის ცენტრალური რგოლი

ეს მომენტი ძალიან ზუსტად შენიშნა პოეტმა ვ.ბლეიკმა:

თვალით და არა თვალით
გონებას შეუძლია სამყაროს დანახვა.

მეცხრამეტე საუკუნის დასაწყისში ამერიკაში საინტერესო ექსპერიმენტი მოეწყო. მისი არსი შემდეგი იყო. სუბიექტმა დააყენა სპეციალური ოპტიკური ლინზები, რომლებზეც გამოსახულებას პირდაპირი კონსტრუქცია ჰქონდა. Როგორც შედეგი:

• ექსპერიმენტატორის ხედვა მთლიანად გადატრიალდა;
• მის გარშემო არსებული ყველა ობიექტი თავდაყირა გახდა.

ექსპერიმენტის ხანგრძლივობამ განაპირობა ის, რომ გრძნობის სხვა ორგანოებთან ვიზუალური მექანიზმების დარღვევის შედეგად ზღვის ავადმყოფობა დაიწყო. გულისრევის შეტევები სძლია მეცნიერს სამი დღის განმავლობაში, ექსპერიმენტის დაწყების მომენტიდან. ექსპერიმენტების მეოთხე დღეს, ამ პირობებით ტვინის დაუფლების შედეგად, მხედველობა ნორმალურად დაბრუნდა. ნორმალური მდგომარეობა. ამ საინტერესო ნიუანსების დოკუმენტაციის შემდეგ, ექსპერიმენტატორმა ამოიღო ოპტიკური მოწყობილობა. ვინაიდან ტვინის ცენტრების მუშაობა მიზნად ისახავდა მოწყობილობის გამოყენებით მიღებული სურათის მიღებას, მისი ამოღების შედეგად, სუბიექტის ხედვა კვლავ თავდაყირა დადგა. ამჯერად მის გამოჯანმრთელებას დაახლოებით ორი საათი დასჭირდა.

ვიზუალური აღქმა იწყება გამოსახულების პროექციით ბადურაზე და ფოტორეცეპტორების აგზნებით.

შემდგომი კვლევების შედეგად გაირკვა, რომ მხოლოდ ადამიანის ტვინს შეუძლია ადაპტაციის ასეთი უნარი გამოავლინოს. მაიმუნებზე ასეთი მოწყობილობების გამოყენებამ განაპირობა ის, რომ ისინი ჩავარდნენ კომა. ამ მდგომარეობას თან ახლდა რეფლექსური ფუნქციების გაქრობა და დაბალი ქულები სისხლის წნევა. ზუსტად იმავე სიტუაციაში, ადამიანის სხეულის მუშაობაში ასეთი წარუმატებლობა არ შეინიშნება.

საკმაოდ საინტერესოა ის ფაქტი, რომ ადამიანის ტვინი ყოველთვის ვერ უმკლავდება ყველა შემოსულ ვიზუალურ ინფორმაციას. როდესაც გარკვეული ცენტრების მუშაობაში არის ჩავარდნები, არის ვიზუალური ილუზიები. შედეგად, მოცემულ ობიექტს შეუძლია შეცვალოს მისი ფორმა და სტრუქტურა.

არის კიდევ ერთი საინტერესო თვისება ვიზუალური ორგანოები. დან მანძილის ცვლილების შედეგად ოპტიკური ლინზაგარკვეულ ფიგურამდე იცვლება მანძილი მის გამოსახულებამდე. ჩნდება კითხვა, რის შედეგადაც სურათი ინარჩუნებს თავის სიცხადეს, როდესაც ადამიანის თვალი ცვლის ფოკუსს, ობიექტებიდან, რომლებიც საკმაოდ დაშორებულნი არიან უფრო ახლოს მდებარე ობიექტებამდე.

ამ პროცესის შედეგი მიიღწევა თვალის ლინზის მახლობლად განლაგებული კუნთოვანი ქსოვილების დახმარებით. შეკუმშვის შედეგად ისინი ცვლიან მის კონტურებს, ცვლიან მხედველობის აქცენტს. ამ პროცესში, როცა მზერა შორეულ ობიექტებზეა ფოკუსირებული, ეს კუნთები ისვენებს, რაც თითქმის არ ცვლის ლინზის კონტურს. როდესაც მზერა ორიენტირებულია მიმდებარე ობიექტებზე, კუნთები იწყებენ შეკუმშვას, ობიექტივი მოხრილია და იზრდება ოპტიკური აღქმის ძალა.

ვიზუალური აღქმის ამ თვისებას აკომოდაცია ეწოდა. ეს ტერმინი ეხება იმ ფაქტს, რომ მხედველობის ორგანოებს შეუძლიათ მოერგონ ნებისმიერ მანძილზე მდებარე ობიექტებზე ფოკუსირებას.

დიდი ხნის განმავლობაში ძალიან ახლოს მდებარე საგნების ყურებამ შეიძლება გამოიწვიოს მხედველობის კუნთების ძლიერი დაძაბულობა. მათი გაზრდილი მუშაობის შედეგად შეიძლება გამოჩნდეს ვიზუალური დახრჩობა. ამის თავიდან ასაცილებლად უსიამოვნო მომენტიკითხვისას ან კომპიუტერთან მუშაობისას მანძილი უნდა იყოს მინიმუმ მეოთხედი მეტრი. ამ მანძილს მკაფიო ხედვის მანძილი ეწოდება.

თვალის ოპტიკური სისტემა შედგება რქოვანას, ლინზებისა და მინისებრი სხეულისგან.

ორი ვიზუალური ორგანოს უპირატესობა

მხედველობის ორი ორგანოს არსებობა მნიშვნელოვნად ზრდის აღქმის ველის ზომას. გარდა ამისა, შესაძლებელი ხდება ადამიანისგან ობიექტების გამყოფი მანძილის გარჩევა. ეს იმიტომ ხდება, რომ ორივე თვალის ბადურაზე სურათის განსხვავებული კონსტრუქციაა. ასე რომ, მარცხენა თვალით აღქმული სურათი შეესაბამება ობიექტის ხედს მარცხენა მხრიდან. მეორე თვალზე სურათი აგებულია საპირისპირო მიმართულებით. საგნის სიახლოვიდან გამომდინარე, შეგიძლიათ შეაფასოთ განსხვავება აღქმაში. სურათის ეს კონსტრუქცია თვალის ბადურაზე საშუალებას გაძლევთ განასხვავოთ მიმდებარე ობიექტების მოცულობა.

კონტაქტში

რეცეპტორი

აფერენტული გზა

3) კორტიკალური ზონები, სადაც ის დაპროექტებულია ამ სახეობისმგრძნობელობა-

ი.პავლოვის სახ ანალიზატორი.

თანამედროვე სამეცნიერო ლიტერატურაში ანალიზატორი ხშირად მოიხსენიება როგორც სენსორული სისტემა. ანალიზატორის კორტიკალურ ბოლოში ხდება მიღებული ინფორმაციის ანალიზი და სინთეზი.

ვიზუალური სენსორული სისტემა

მხედველობის ორგანო - თვალი - შედგება თვალის კაკლისა და დამხმარე აპარატისაგან. მხედველობის ნერვი გამოდის თვალის კაკლიდან და აკავშირებს მას ტვინთან.

თვალის კაკლს ბურთის ფორმა აქვს, წინ უფრო ამოზნექილი. ის ორბიტის ღრუში დევს და შედგება შიდა ბირთვისა და მის გარშემო სამი გარსისგან: გარე, შუა და შიდა (ნახ. 1).

ბრინჯი. 1. თვალბუდის ჰორიზონტალური მონაკვეთი და აკომოდაციის მექანიზმი (სქემა) [Kositsky G. I., 1985]. მარცხენა ნახევარში ლინზა (7) ბრტყელდება შორეული ობიექტის დათვალიერებისას, მარჯვნივ კი ის უფრო ამოზნექილი ხდება აკომოდირებული ძალისხმევის გამო ახლო ობიექტის 1 - სკლერის დათვალიერებისას; 2 - ქოროიდი; 3 - ბადურა; 4 - რქოვანა; 5 - წინა პალატა; 6 - ირისი; 7 - ობიექტივი; 8 - მინისებრი სხეული; 9 - წამწამოვანი კუნთი, ცილიარული პროცესები და ცილიარული ლიგატი (ზინოვა); 10 - ცენტრალური ფოსო; 11 - მხედველობის ნერვი

თვალის კაკალი

გარე გარსიდაურეკა ბოჭკოვანი ან ბოჭკოვანი. მისი უკანა ნაწილი არის ცილოვანი გარსი, ან სკლერა, რომელიც იცავს თვალის შიდა ბირთვს და ხელს უწყობს მისი ფორმის შენარჩუნებას. წინა მონაკვეთი წარმოდგენილია უფრო ამოზნექილი გამჭვირვალე რქოვანასრომლის მეშვეობითაც სინათლე თვალში შედის.

შუა ჭურვიმდიდარია სისხლძარღვებით და ამიტომ უწოდებენ სისხლძარღვებს. მას აქვს სამი ნაწილი:

წინა - ირისი

შუა - ცილიარული სხეული

უკან - რეალურად ქოროიდი .

ირისს აქვს ბრტყელი რგოლის ფორმა, მისი ფერი შეიძლება იყოს ლურჯი, მომწვანო-ნაცრისფერი ან ყავისფერი, რაც დამოკიდებულია პიგმენტის რაოდენობასა და ბუნებაზე. ირისის ცენტრში ხვრელი არის მოსწავლე- შეუძლია შეკუმშვა და გაფართოება. მოსწავლის ზომა რეგულირდება სპეციალური თვალის კუნთებიგანლაგებულია ირისის სისქეში: გუგის სფინქტერი (კონსტრიქტორი) და გუგის გამაფართოებელი, გუგის გაფართოება. ირისის უკან არის ცილიარული სხეული - წრიული როლიკერი, რომლის შიგა კიდეს აქვს ცილიარული პროცესები. იგი შეიცავს ცილიარულ კუნთს, რომლის შეკუმშვაც სპეციალური ლიგატის საშუალებით გადაეცემა ლინზას და ცვლის მის გამრუდებას. თავად ქოროიდი- თვალბუდის შუა გარსის დიდი უკანა ნაწილი შეიცავს შავ პიგმენტურ შრეს, რომელიც შთანთქავს სინათლეს.

შიდა გარსი თვალის კაკლს ბადურა, ანუ ბადურა ეწოდება. ეს არის თვალის სინათლისადმი მგრძნობიარე ნაწილი, რომელიც ფარავს ქოროიდს შიგნიდან. მას აქვს რთული სტრუქტურა. ბადურა შეიცავს სინათლისადმი მგრძნობიარე რეცეპტორებს - წნელებს და კონუსებს.

თვალის კაკლის შიდა ბირთვიშეადგენენ ლინზა, მინისებრი სხეული და თვალის წინა და უკანა კამერის წყალხსნარი.

ობიექტივიაქვს ორმხრივამოზნექილი ლინზის ფორმა, ის გამჭვირვალე და ელასტიურია, მდებარეობს გუგის უკან. ლინზა არღვევს თვალში შემავალ სინათლის სხივებს და ამახვილებს მათ ბადურაზე. რქოვანას და თვალშიდა სითხეები. ცილიარული კუნთის დახმარებით, ლინზა იცვლის თავის გამრუდებას, იღებს ფორმას, რომელიც აუცილებელია ან "შორს" ან "ახლო" ხედვისთვის.

ლინზის უკან არის მინისებრი სხეული- გამჭვირვალე ჟელესმაგვარი მასა.

ღრუ რქოვანასა და ირისს შორის არის თვალის წინა კამერა, ხოლო ირისსა და ლინზას შორის არის უკანა კამერა. ისინი ივსება გამჭვირვალე სითხით - წყალხსნარით და ურთიერთობენ ერთმანეთთან მოსწავლის საშუალებით. თვალის შიდა სითხეები ზეწოლის ქვეშ იმყოფება, რაც განისაზღვრება, როგორც ინტრაოკულური წნევა. მისი მატებასთან ერთად შეიძლება მოხდეს მხედველობის გაუარესება. ამაღლება თვალშიდა წნევათვალის სერიოზული დაავადების - გლაუკომის ნიშანია.

დამხმარე მოწყობილობათვალებიშედგება დამცავი მოწყობილობებისაგან, ცრემლსადენი და საავტომობილო აპარატისაგან.

დამცავი წარმონაქმნებისკენეხება წარბები, წამწამები და ქუთუთოები.წარბები იცავს თვალს შუბლიდან ოფლის წვეთისგან. ზედა და ქვედა ქუთუთოების თავისუფალ კიდეებზე განლაგებული წამწამები თვალებს მტვრისგან, თოვლისა და წვიმისგან იცავს. ქუთუთოს საფუძველი არის ხრტილის მსგავსი შემაერთებელი ქსოვილის ფირფიტა, ის გარედან დაფარულია კანით, ხოლო შიგნიდან შემაერთებელი გარსით - კონიუნქტივა. ქუთუთოებიდან კონიუნქტივა გადადის თვალბუდის წინა ზედაპირზე, რქოვანას გარდა. დახურული ქუთუთოების დროს წარმოიქმნება ვიწრო სივრცე ქუთუთოების კონიუნქტივასა და თვალბუდის კონიუნქტივას – კონიუნქტივალურ პარკს შორის.

საცრემლე აპარატი წარმოდგენილია საცრემლე ჯირკვლისა და საცრემლე სადინარით.. ცრემლსადენი ჯირკვალი იკავებს ფოსოს ორბიტის გვერდითი კედლის ზედა კუთხეში. მისი რამდენიმე სადინარი იხსნება კონიუნქტივალური ტომრის ზედა ფორნიქსში. ცრემლი რეცხავს თვალის კაკლს და მუდმივად ატენიანებს რქოვანას. საცრემლე სითხის მოძრაობას თვალის მედიალური კუთხისკენ ხელს უწყობს ქუთუთოების მოციმციმე მოძრაობები. თვალის შიდა კუთხეში ცრემლი გროვდება ცრემლიანი ტბის სახით, რომლის ფსკერზე ჩანს ცრემლსადენი პაპილა. აქედან, საცრემლე ღიობების მეშვეობით (წვეთოვანი ხვრელები ზედა და ქვედა ქუთუთოების შიდა კიდეებზე) ცრემლი ხვდება ჯერ საცრემლე არხში, შემდეგ კი საცრემლე პარკში. ეს უკანასკნელი გადის ნასოლაკრიმულ სადინარში, რომლის მეშვეობითაც ცრემლი შედის ცხვირის ღრუში.

თვალის საავტომობილო აპარატი წარმოდგენილია ექვსი კუნთით. კუნთები წარმოიქმნება მყესის რგოლიდან მხედველობის ნერვის გარშემო თვალის კაკლის უკანა მხარეს და ემაგრება თვალის კაკლს. არსებობს თვალის კაკლის ოთხი სწორი კუნთი (ზედა, ქვედა, გვერდითი და მედიალური) და ორი ირიბი კუნთი (ზედა და ქვედა). კუნთები ისე მოქმედებენ, რომ ორივე თვალი ერთად მოძრაობს და ერთსა და იმავე წერტილზეა მიმართული. მყესის რგოლიდან ასევე იწყება კუნთი, რომელიც აწევს ზედა ქუთუთოს. თვალის კუნთები განივზოლიანია და თვითნებურად იკუმშება.

მხედველობის ფიზიოლოგია

თვალის სინათლისადმი მგრძნობიარე რეცეპტორები (ფოტორეცეპტორები) - კონუსები და წნელები - განლაგებულია ბადურის გარე შრეში. ფოტორეცეპტორები კონტაქტშია ბიპოლარულ ნეირონებთან და ისინი, თავის მხრივ, განგლიურ ნეირონებთან. იქმნება უჯრედების ჯაჭვი, რომლებიც სინათლის მოქმედებით წარმოქმნიან და ატარებენ ნერვული იმპულსი. განგლიური ნეირონები ქმნიან მხედველობის ნერვს.

თვალიდან გამოსვლისას მხედველობის ნერვი ორ ნაწილად იყოფა. შიდა კვეთს და, მოპირდაპირე მხარის მხედველობის ნერვის გარე ნახევართან ერთად, მიდის გვერდითი გენიკულური სხეულისკენ, სადაც მდებარეობს შემდეგი ნეირონი, რომელიც მთავრდება ნახევარსფეროს კეფის წილის ვიზუალური ქერქის უჯრედებზე. ოპტიკური ტრაქტის ბოჭკოების ნაწილი იგზავნება შუა ტვინის სახურავის ფირფიტის ზედა ბორცვების ბირთვების უჯრედებში. ეს ბირთვები, ისევე როგორც გვერდითი გენიკულური სხეულების ბირთვები, არის პირველადი (რეფლექსური) ვიზუალური ცენტრები. უმაღლესი ბორცვების ბირთვებიდან იწყება ტექტოსპინალური გზა, რის გამოც ტარდება მხედველობასთან დაკავშირებული რეფლექსური ორიენტაციის მოძრაობები. ზედა კოლიკულის ბირთვებს ასევე აქვთ კავშირები თვალის მოტორული ნერვის პარასიმპათიკურ ბირთვთან, რომელიც მდებარეობს ტვინის წყალსადენის იატაკის ქვეშ. მისგან იწყება ბოჭკოები, რომლებიც ოკულომოტორული ნერვის ნაწილია, რომელიც ანერვიებს გუგის სფინქტერს, რომელიც უზრუნველყოფს გუგის შეკუმშვას ნათელ შუქზე (მოგუგულის რეფლექსი) და ცილიარული კუნთი, რომელიც უზრუნველყოფს თვალის განსახლებას.

თვალის ადეკვატური გამაღიზიანებელი არის სინათლე - ელექტრომაგნიტური ტალღები 400 - 750 ნმ სიგრძით. მოკლე - ულტრაიისფერი და გრძელი - ინფრაწითელი სხივები არ აღიქმება ადამიანის თვალით.

თვალის რეფრაქციული აპარატი - რქოვანა და ლინზა - ამახვილებს საგნების გამოსახულებას ბადურაზე. სინათლის სხივი გადის განგლიური და ბიპოლარული უჯრედების ფენაში და აღწევს კონუსებსა და წნელებს. ფოტორეცეპტორებში განასხვავებენ გარე სეგმენტს, რომელიც შეიცავს სინათლისადმი მგრძნობიარე ვიზუალურ პიგმენტს (როდოპსინი საკონტროლო ნიშნებში და იოდოპსინი კონუსებში) და შიდა სეგმენტი, რომელიც შეიცავს მიტოქონდრიებს. გარე სეგმენტები ჩასმულია შავ პიგმენტურ ფენაში, რომელიც აფარებს თვალის შიდა ზედაპირს. ამცირებს თვალის შიგნით სინათლის არეკვლას და მონაწილეობს რეცეპტორების მეტაბოლიზმში.

ბადურაზე დაახლოებით 7 მილიონი კონუსი და დაახლოებით 130 მილიონი ღეროა. წნელები უფრო მგრძნობიარეა სინათლის მიმართ, მათ ბინდის ხედვის აპარატს უწოდებენ. კონუსები, რომლებიც 500-ჯერ ნაკლებად მგრძნობიარეა სინათლის მიმართ, არის დღის და ფერის ხედვის აპარატი. ფერის აღქმა, ფერების სამყარო ხელმისაწვდომია თევზებისთვის, ამფიბიებისთვის, ქვეწარმავლებისთვის და ფრინველებისთვის. ამას მოწმობს მათში განპირობებული რეფლექსების განვითარების უნარი სხვადასხვა ფერებზე. ძაღლები და ჩლიქოსნები არ აღიქვამენ ფერებს. კარგად დამკვიდრებული მოსაზრების საწინააღმდეგოდ, რომ ხარებს ნამდვილად არ მოსწონთ წითელი, ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ მათ არ შეუძლიათ განასხვავონ მწვანე, ლურჯი და თუნდაც შავი წითელი. ძუძუმწოვრებიდან მხოლოდ მაიმუნებსა და ადამიანებს შეუძლიათ ფერების აღქმა.

კონუსები და წნელები არათანაბრად არის განაწილებული ბადურაზე. თვალის ბოლოში, გუგის მოპირდაპირე მხარეს არის ეგრეთ წოდებული ლაქა, მის ცენტრში არის ჩაღრმავება - ცენტრალური ფოსო - საუკეთესო ხედვის ადგილი. აქ არის სურათის ფოკუსირება ობიექტის დათვალიერებისას.

ფოვეა შეიცავს მხოლოდ კონუსებს. ბადურის პერიფერიისკენ კონუსების რაოდენობა მცირდება და ღეროების რაოდენობა იზრდება. ბადურის პერიფერია შეიცავს მხოლოდ წნელებს.

ბადურის ლაქიდან არც თუ ისე შორს, ცხვირთან უფრო ახლოს არის ბრმა ლაქა. ეს არის მხედველობის ნერვის გასასვლელი ადგილი. ამ მიდამოში არ არის ფოტორეცეპტორები და ის არ მონაწილეობს მხედველობაში.

ბადურაზე გამოსახულების აგება.

სინათლის სხივი აღწევს ბადურას რეფრაქციული ზედაპირებისა და მედიების სერიის გავლით: რქოვანას, წინა კამერის წყალხსნარს, ლინზას და მინისებრ სხეულს. გარე სივრცის ერთი წერტილიდან გამომავალი სხივები უნდა იყოს ფოკუსირებული ბადურის ერთ წერტილზე, მხოლოდ ამის შემდეგ არის შესაძლებელი მკაფიო ხედვა.

ბადურაზე გამოსახულება რეალურია, შებრუნებული და შემცირებული. მიუხედავად იმისა, რომ გამოსახულება თავდაყირა დგას, ჩვენ ობიექტებს პირდაპირი ფორმით აღვიქვამთ. ეს ხდება იმის გამო, რომ ზოგიერთი გრძნობის ორგანოს აქტივობა შემოწმებულია სხვების მიერ. ჩვენთვის "ქვედა" არის მიზიდულობის ძალა მიმართული.

ბრინჯი. 2. გამოსახულების კონსტრუქცია თვალში, a, b - ობიექტი: a", b" - მისი შებრუნებული და შემცირებული გამოსახულება ბადურაზე; C - კვანძოვანი წერტილი, რომელშიც სხივები გადიან გარდატეხის გარეშე, aα - ხედვის კუთხე

მხედველობის სიმახვილე.

მხედველობის სიმახვილე არის თვალის უნარი ცალ-ცალკე დაინახოს ორი წერტილი. ეს ხელმისაწვდომია ნორმალური თვალისთვის, თუ მათი გამოსახულების ზომა ბადურაზე არის 4 მიკრონი, ხოლო ხედვის კუთხე 1 წუთი. ხედვის უფრო მცირე კუთხით, მკაფიო ხედვა არ მუშაობს, წერტილები ერწყმის.

მხედველობის სიმახვილე განისაზღვრება სპეციალური ცხრილებით, სადაც ნაჩვენებია ასოების 12 რიგები. თითოეული ხაზის მარცხენა მხარეს წერია, თუ რა მანძილიდან უნდა იყოს ხილული ნორმალური მხედველობის მქონე ადამიანისთვის. საგანი მოთავსებულია მაგიდიდან გარკვეულ მანძილზე და აღმოჩენილია ხაზი, რომელსაც ის კითხულობს უშეცდომოდ.

მხედველობის სიმახვილე იზრდება ნათელ შუქზე და ძალიან ცუდია დაბალ განათებაში.

ხედვის ხაზი. მთელი სივრცე თვალით ხილულიფიქსირებული მზერით წინ, მას ხედვის არეალს უწოდებენ.

განასხვავებენ ცენტრალურს (რაიონში ყვითელი ლაქა) და პერიფერიული ხედვა. ყველაზე დიდი მხედველობის სიმახვილე ცენტრალური ფოსოს რეგიონში. არის მხოლოდ კონუსები, მათი დიამეტრი მცირეა, ისინი ერთმანეთთან მჭიდროდ არიან მიმდებარე. თითოეული კონუსი დაკავშირებულია ერთ ბიპოლარულ ნეირონთან, რომელიც, თავის მხრივ, დაკავშირებულია ერთ განგლიურ ნეირონთან, საიდანაც ცალკე ნერვული ბოჭკოტვინში იმპულსების გადაცემა.

პერიფერიული ხედვა ნაკლებად მწვავეა. ეს აიხსნება იმით, რომ ბადურის პერიფერიაზე გირჩები გარშემორტყმულია ღეროებით და თითოეულს აღარ აქვს ცალკე გზა ტვინისკენ. კონუსების ჯგუფი მთავრდება ერთ ბიპოლარულ უჯრედზე და ბევრი ასეთი უჯრედი აგზავნის თავის იმპულსებს ერთ განგლიურ უჯრედში. მხედველობის ნერვში დაახლოებით 1 მილიონი ბოჭკოა, თვალში კი დაახლოებით 140 მილიონი რეცეპტორი.

ბადურის პერიფერია ცუდად განასხვავებს საგნის დეტალებს, მაგრამ კარგად აღიქვამს მათ მოძრაობებს. პერიფერიულ ხედვას დიდი მნიშვნელობა აქვს გარე სამყაროს აღქმისთვის. მძღოლებისთვის განსხვავებული სახისტრანსპორტის დარღვევა მიუღებელია.

ხედვის არე დგინდება სპეციალური ხელსაწყოს – პერიმეტრის (სურ. 133) გამოყენებით, რომელიც შედგება გრადუსებად დაყოფილი ნახევარწრისაგან და ნიკაპის საყრდენისაგან.

ბრინჯი. 3. ხედვის ველის განსაზღვრა ფორსტნერის პერიმეტრის გამოყენებით

სუბიექტი, რომელსაც აქვს ერთი თვალი დახუჭული, მეორესთან ერთად აფიქსირებს თეთრ წერტილს პერიმეტრის რკალის ცენტრში მის წინ. პერიმეტრის რკალის გასწვრივ ხედვის ველის საზღვრების დასადგენად, მისი ბოლოდან დაწყებული, ნელ-ნელა წინ მიიწევს თეთრი ნიშანი და დგინდება ის კუთხე, რომლითაც იგი ჩანს ფიქსირებული თვალით.

ხედვის ველი ყველაზე დიდია გარეგნულად, ტაძრისკენ - 90 °, ცხვირისკენ და ზემოთ და ქვემოთ - დაახლოებით 70 °. შეგიძლიათ განსაზღვროთ ფერთა ხედვის საზღვრები და ამავდროულად დარწმუნდეთ საოცარ ფაქტებში: ბადურის პერიფერიული ნაწილები არ აღიქვამენ ფერებს; ფერის ხედვის ველები არ ემთხვევა სხვადასხვა ფერს, ყველაზე ვიწრო მწვანეა.

განთავსება.თვალს ხშირად ადარებენ კამერას. მას აქვს სინათლისადმი მგრძნობიარე ეკრანი – ბადურა, რომელზედაც რქოვანას და ლინზების დახმარებით მიიღება გარე სამყაროს მკაფიო გამოსახულება. თვალს შეუძლია თანაბარი მანძილის საგნების მკაფიო ხედვა. ამ უნარს ჰქვია განსახლება.

რქოვანას რეფრაქციული ძალა მუდმივი რჩება; დახვეწილი, ზუსტი ფოკუსირება განპირობებულია ლინზის მრუდის ცვლილებით. ის ამ ფუნქციას პასიურად ასრულებს. ფაქტია, რომ ლინზა მოთავსებულია კაფსულაში, ანუ ჩანთაში, რომელიც მიმაგრებულია წამწამოვან კუნთზე ცილიარული ლიგატის მეშვეობით. როდესაც კუნთი მოდუნებულია, ლიგატი იჭიმება, იკავებს კაფსულას, რაც ასწორებს ლინზას. ახლო ობიექტების სანახავად, კითხვის, წერის დაძაბულობის დროს, ცილიარული კუნთი იკუმშება, კაფსულის გაჭიმვის ლიგატი მოდუნდება და ობიექტივი, მისი ელასტიურობის გამო, უფრო მრგვალი ხდება და მისი რეფრაქციული ძალა იზრდება.

ასაკთან ერთად კლებულობს ლინზის ელასტიურობა, მკვრივდება და კარგავს გამრუდების უნარს შეცვალოს ცილიარული კუნთის შეკუმშვით. ეს ართულებს ნათლად დანახვას ახლო მანძილზე. ხანდაზმული შორსმჭვრეტელობა (პრესბიოპია) ვითარდება 40 წლის შემდეგ. გაასწორეთ სათვალეების - ორმხრივამოზნექილი ლინზების დახმარებით, რომლებსაც ატარებენ კითხვისას.

მხედველობის ანომალია.ახალგაზრდებში წარმოქმნილი ანომალია ყველაზე ხშირად თვალის არასწორი განვითარების, კერძოდ, არასწორი სიგრძის შედეგია. როდესაც თვალის კაკალი წაგრძელებულია, ახლომხედველობა (მიოპია), გამოსახულება ფოკუსირებულია ბადურის წინ. შორეული ობიექტები აშკარად არ ჩანს. მიოპიის გამოსასწორებლად გამოიყენება ორმხრივი ჩაზნექილი ლინზები. თვალის კაკლის დამოკლებისას აღინიშნება შორსმჭვრეტელობა (ჰიპერმეტროპია). გამოსახულება ფოკუსირებულია ბადურის უკან. კორექცია მოითხოვს ორმხრივ ამოზნექილ ლინზებს (სურ. 134).

ბრინჯი. 4. რეფრაქცია ნორმალურ მხედველობაში (ა), მიოპიით (ბ) და ჰიპერმეტროპიით (დ). ოპტიკური კორექციამიოპია (გ) და ჰიპერმეტროპია (ე) (სქემა) [Kositsky G.I., 1985]

მხედველობის დაქვეითება, რომელსაც ასტიგმატიზმი ეწოდება, ხდება მაშინ, როდესაც რქოვანას ან ლინზას აქვს პათოლოგიური გამრუდება. ამ შემთხვევაში თვალში გამოსახულება დამახინჯებულია. კორექციისთვის საჭიროა ცილინდრული სათვალეები, რომელთა აღება ყოველთვის ადვილი არ არის.

თვალის ადაპტაცია.

ბნელ ოთახს ნათელ შუქზე გასვლისას, თავდაპირველად ბრმა ვართ და შესაძლოა თვალებში ტკივილიც კი განვიცადოთ. ძალიან სწრაფად, ეს ფენომენი გადის, თვალები ეჩვევა ნათელ განათებას.

თვალის რეცეპტორების სინათლისადმი მგრძნობელობის შემცირებას ადაპტაცია ეწოდება. ამ შემთხვევაში, ვიზუალური მეწამული გაქრობა ხდება. სინათლის ადაპტაცია მთავრდება პირველ 4-6 წუთში.

ნათელი ოთახიდან ბნელ ოთახში გადასვლისას ხდება ბნელი ადაპტაცია, რომელიც გრძელდება 45 წუთზე მეტხანს. ამ შემთხვევაში ჯოხების მგრძნობელობა იზრდება 200 000 - 400 000 ჯერ. ზოგადად, ეს ფენომენი შეიძლება შეინიშნოს ჩაბნელებული კინოდარბაზის შესასვლელთან. ადაპტაციის კურსის შესასწავლად არის სპეციალური მოწყობილობები - გადამყვანები.