Binokulinis ir stereoskopinis regėjimas. Stereoskopinis regėjimas: kas tai yra, kaip jis veikia, kaip matuojamas? Stereoskopinio regėjimo apibrėžimas

Visavertis dvipusis matymas būtinas chirurgams, juvelyrams, lakūnams. Kartais žvairumo priežastimi tampa žiūroniškumo pažeidimas. Akių darbo nukrypimus galima aptikti atskirai keliais būdais.

Binokulinio regėjimo mechanizmas ir sąlygos

Monokulinis regėjimas yra objekto matymas viena akimi. Jis įvertina tokius objekto parametrus kaip forma, plotis ir aukštis. Tačiau nebus įmanoma susidaryti supratimo apie santykinę objektų padėtį.

Žvelgiant dviem akimis galima visapusiškai suvokti dalykus. Stereoskopinis regėjimas nustato atstumą tarp objektų. Tai taip pat išplečia regėjimo lauką ir padidina regėjimo aštrumą.

Binokulinio regėjimo formavimasis pagrįstas sintezės refleksu. Jis yra fiziologinis reiškinys- dviejų objekto atspindžių iš tinklainės sujungimas į vieną paveikslą smegenų žievėje. Tokiu būdu susidaro stereoskopinis vaizdas. Jei nuotraukos nesusilieja, sakoma, kad sutrikęs žiūroninis regėjimas. .

Norint teisingai formuoti objektų regėjimą, būtinos šios sąlygos:

• Tinklainės objektai atitinka formą ir dydį;
• vaizdas atsiranda lygiavertėse tinklainės srityse, jei vaizdai yra asimetriškuose taškuose, atsiranda dvigubėjimas;
• geras objektyvo skaidrumo laipsnis, stiklakūnis kūnas ir ragena;
• sinchronizuotas regos raumenų judėjimas;
• akių obuolių padėtis toje pačioje horizontalioje ir priekinėje plokštumoje;
• regėjimo aštrumas 0,3–0,4 diapazone.

Binokulinio regėjimo pažeidimas iškraipo tikrąjį objektų matymą. Tai neigiamai veikia žmones, susijusius su konkrečiomis profesijomis.

Kaip patikrinti?

Dėl bet kokios akių patologijos būtina apsilankyti pas oftalmologą. Tikslios aparatūros pagalba specialistas atliks binokulinio regėjimo tyrimą. Norint pasitikrinti namuose, atliekami keli testai.

Kalf testas

Binokulinis regėjimas nustatomas naudojant du ilgus pieštukus arba mezgimo adatas. Vienas pieštukas dedamas horizontalioje plokštumoje, o kitas laikomas vertikaliai. Turite juos sujungti 90 laipsnių kampu arba pataikyti pieštuko galiuku.

Įprastas stereoskopinis matymas leis lengvai atlikti užduotį. Turėdamas monokuliarinį matymą, žmogus nesusitvarkys ir praleis.

Sokolovo patirtis

Norint atlikti testą, jums reikės sulankstyto popieriaus lapo arba popierinio rankšluosčio ritinėlio. Žmogus žiūri tiesiai pro apvalią skylę. Ranka dedama prieš antrą akį netoli vamzdelio galo. Jei stereoskopinis matymas tvarkingas, delne matoma skylutė, o objektas matomas tolumoje.

Jei taškas nėra rankos centre, tada jie kalba apie vienalaikį matymą. Tokiu atveju nuotraukos smegenyse nesusilieja. Atliekant stereoskopinio matymo testą, reikia atsižvelgti į tai, kad nagrinėjami objektai turi būti 4-5 metrų atstumu nuo akių.

Skaitymas pieštuku

Skaitytojas tarp knygos ir akių padeda daiktą, pavyzdžiui, pieštuką ar rašiklį. Atstumas nuo nosies turi būti 15 cm.Jei stereoskopinis regėjimas normalus, pieštukas netrukdo skaityti. Smegenys uždeda du vaizdus iš abiejų akių ir pateikia bendrą vaizdą.

Esant monokuliariniam regėjimui, tiriamasis negali skaityti uždaros laikraščio dalies. Stereo matymo nukrypimo priežastis yra ta, kad smegenys informaciją gauna tik iš vienos akies.

Keturių taškų spalvų testas

Geriausia, kad binokulinis regėjimas nustatomas keturių taškų spalvų testu. Diagnozė atliekama naudojant oftalmologijos skyriaus aparatą. Prietaiso veikimas pagrįstas akių regėjimo laukų atskyrimu naudojant spalvų filtrus. Specialiuose stikluose žalias stiklas montuojamas prieš kairįjį vyzdį, o raudonas – prieš dešinįjį.

Nuokrypis nustatomas priklausomai nuo to, kokia spalva suvokiama. Žiūrint žiūronu, matomas raudonas ir žalias filtras, o bespalvis įgauna mišrų atspalvį. Vienalaikiam regėjimui būdingas penkių taškų matymas. Esant monokuliniam regėjimui, nustatoma kiekvienos akies filtro spalva.

Binokulinis regėjimas ir žvairumas

Problema kyla, kai akies ašis nukrypsta nuo fiksacijos su antruoju organu taško. Esant tokiai vieno ar dviejų akių obuolių padėčiai smegenyse, du vaizdai nesusilieja. Viena iš nuotraukų neįtraukta. Išoriškai sutrikimas pasireiškia neteisinga akies obuolio padėtimi orbitoje.

Yra keletas žvairumo tipų, susijusių su žiūronu:

• Aiški antrinė forma . Atsiranda esant lęšiuko drumstėjimui, tinklainės ligomis ar regos nervas.
• Įsivaizduojamas žvairumas . Jis vystosi dėl akių audinių struktūros anomalijos. Binokulinio regėjimo tyrimas neatskleidžia patologijos. Pacientas gerai mato abiem akimis.
• Latentinis akies obuolio nukrypimas . Susijęs su akių raumenų simetrijos pažeidimu. Jis pasireiškia tada, kai žmogus žiūri į daiktą nenustatęs žvilgsnio. Nors organas kartais būna nukrypęs, regėjimo funkcija nesutrikusi.

Gali būti su pertraukomis. Provokuojantis veiksnys yra nervinė įtampa, išgąstis, per didelis fizinis krūvis.

Gydymas

įsivaizduojamas ir paslėpta forma nereikia pataisyti. Nukrypusios akies regėjimo aiškumas ir akivaizdus antrinė forma laikui bėgant mažėja, todėl gydymą reikia pradėti kuo anksčiau.

Jei binokulinio regėjimo tyrimas patvirtino aiškų žvairumą, naudojami keli akių funkcijų atkūrimo būdai:

• binokulinė stimuliacija;
• naudojimas, ;
• aparatinis gydymas (diploptika ir ortoptika), siekiant pagerinti regėjimo aštrumą;
• pratimai akims, prižiūrint metodininkui;
• chirurginė intervencija.

Operacija atliekama siekiant atsikratyti kosmetinio defekto. Dėl to vienas iš okulomotoriniai raumenys. Binokuliariškumo atkūrimas šiuo atveju neįmanomas.

Norėdami išlaikyti trimatį pasaulio suvokimą su dideliu regėjimo krūviu, turite atlikti pratimus akims. Svarbu teisingai maitintis, dažnai lankytis grynas oras. Jei yra problemų su regėjimo organais, neturėtumėte atidėti vizito pas oftalmologą.

Naudingas vaizdo įrašas apie binokulinį regėjimą

Akių tinklainėse esančių daiktų vaizdas yra dvimatis, tačiau tuo tarpu žmogus pasaulį mato trimatis, t.y. jis turi galimybę suvokti erdvės gylį, arba stereoskopinį (stereo – iš graikų kalbos stereos – vientisą, erdvinį) matymą.

Žmogus turi daugybę gylio įvertinimo mechanizmų. Kai kurie iš jų yra gana akivaizdūs. Pavyzdžiui, jei yra žinomas apytikslis objekto dydis (žmogus, medis ir kt.), tuomet galite įvertinti atstumą iki jo arba suprasti, kuris iš objektų yra arčiau, palyginus objekto kampinę vertę. Jei vienas objektas yra priešais kitą ir jį iš dalies užstoja, tai žmogus priekinį objektą suvokia kaip esantį arčiau. Jei imsime lygiagrečių linijų, pavyzdžiui, geležinkelio bėgių, einančių į tolį, projekciją, tada projekcijoje jos susilies. Tai perspektyvos pavyzdys – labai efektyvus erdvės gylio rodiklis.

Išgaubta sienos dalis viršutinėje dalyje atrodo šviesesnė, jei šviesos šaltinis yra aukščiau, o įduba jos paviršiuje atrodo tamsesnė viršutinėje dalyje. Svarbus atokumo požymis yra judėjimo paralaksas – akivaizdus santykinis artimų ir tolimesnių objektų poslinkis, jei stebėtojas judina galvą į kairę ir dešinę arba aukštyn ir žemyn. „Geležinkelio efektas“ yra žinomas žiūrint pro važiuojančio traukinio langą: arti esančių objektų tariamasis judėjimo greitis yra didesnis nei tų, kurie yra dideliu atstumu.

Taip pat galima įvertinti objektų atstumą pagal akies akomodacijos dydį, t.y. dėl ciliarinio kūno ir lęšiuką valdančių cinko raiščių įtempimo. Stiprinant konvergenciją arba divergenciją, galima spręsti ir apie stebėjimo objekto nutolimą. Išskyrus pastarąjį, visi aukščiau pateikti atstumo indikatoriai yra vienareikšmiai. Svarbiausias gylio suvokimo mechanizmas – stereopsis – priklauso nuo dviejų akių dalijimosi. Žiūrint bet kurią trimatę sceną, dvi akys tinklainėje sudaro šiek tiek skirtingus vaizdus.

Stereopsio metu smegenys lygina tos pačios scenos vaizdus dviejose tinklainėse ir labai tiksliai įvertina santykinį gylį. Dviejų monokuliarinių vaizdų, kuriuos atskirai mato dešinė ir kairė akis, žiūrint objektus dviem akimis vienu metu, suliejimas į vieną trimatį vaizdą vadinamas susiliejimas.

Tarkime, kad stebėtojas nukreipia savo žvilgsnį į tam tikrą tašką R, (1 pav.) šiuo atveju taško vaizdai yra centrinėje duobėje (fovea) F abi akis. Tegu Q yra kitas erdvės taškas, kuris stebėtojui atrodo esantis tame pačiame gylyje kaip ir taškas R, o Q L ir Q R yra Q taško vaizdai kairiosios ir dešinės akies tinklainėje. Šiuo atveju vadinami taškai Q L ir Q R atitinkamas dviejų tinklainių taškai.

1 pav. Geometrinė stereo efekto paaiškinimo schema

Akivaizdu, kad atitinka ir du taškai, sutampantys su centrinėmis tinklainės duobėmis. Remiantis geometriniais svarstymais, aišku, kad taškas Q', kurį stebėtojai įvertino kaip esantį arčiau nei taškas Q, tinklainėje pateiks du vaizdus - Q' L ir Q' R - neatitinkančiuose (skirtinguose) taškuose, esančiuose toliau. kitaip nei tuo atveju, jei šie taškai atitiktų.

Lygiai taip pat, jei atsižvelgsime į tašką, esantį toliau nuo stebėtojo, tada paaiškėja, kad jo projekcijos ant tinklainės bus arčiau viena kitos nei atitinkami taškai. Visi taškai, kurie, kaip ir taškai Q ir R, yra suvokiami kaip vienodai nutolę, guli ant horoptera- paviršius, einantis per taškus R ir Q, kurio forma yra kitokia nei rutulys ir priklauso nuo žmogaus gebėjimo įvertinti atstumą. Atstumai nuo fovea F iki projekcijų Q R ir Q L dešinei ir kairei akims yra artimos, bet nėra lygios, jei jos visada būtų lygios, tai horopterio susikirtimo su horizontalia plokštuma linija būtų apskritimas.

Kampai α ir α′ stereoskopijoje vadinami paralaaktiniais kampais. Jų reikšmė keisis nuo nulio, kai fiksavimo taškas yra begalybėje, ir iki 15°, kai fiksavimo taškas yra 250 mm atstumu.

Tarkime, kad dabar akimis fiksuojame tam tikrą erdvės tašką ir kad šioje erdvėje yra du taškiniai šviesos šaltiniai, iš kurių vienas projektuojamas tik ant kairiosios akies tinklainės, o kitas – ant dešinės akies. šviesos taškų forma, o šie taškai yra neatitinkantys: atstumas tarp jų šiek tiek didesnis nei tarp atitinkamų taškų. Bet koks toks nukrypimas nuo atitinkamų taškų padėties vadinamas skirtumai. Jei šis nuokrypis horizontalia kryptimi neviršija 2° (0,6 mm tinklainėje), o vertikalia kryptimi - ne daugiau kaip kelias lanko minutes, tada vizualiai suvoksime vieną erdvės tašką, esantį arčiau nei fiksavimo taškas. .

Jei atstumai tarp taško projekcijų yra ne didesni, o mažesni nei tarp atitinkamų taškų, tada atrodys, kad šis taškas yra toliau nei fiksavimo taškas. Galiausiai, jei vertikalus nuokrypis viršija kelias lanko minutes arba horizontalus nuokrypis yra didesnis nei 2°, pamatysime du atskirus taškus, kurie gali atrodyti esantys toliau arba arčiau fiksavimo taško. Toks eksperimentas iliustruoja pagrindinį stereo suvokimo principą, pirmą kartą suformuluotą C. Wheatstone'o 1838 m. ir kuriuo buvo sukurta visa serija stereoskopinių instrumentų, pradedant Wheatstone stereoskopu ir baigiant stereo atstumo ieškikliais ir stereo televizoriumi.

Ne visi turi galimybę stereoskopu suvokti gylį. Naudodami 2 pav., galite lengvai patikrinti savo stereopsiją patys. Jei turite stereoskopą, galite padaryti čia parodytų stereofoninių porų kopijas ir įklijuoti jas į stereoskopą. Taip pat galite įdėti ploną kartono lakštą statmenai tarp dviejų vaizdų iš tos pačios stereoporos ir pabandyti žiūrėti į savo atvaizdą kiekviena akimi, nustatydami akis lygiagrečiai taip, lyg žiūrėtumėte į tolį.

2 pav. Stereoporų pavyzdžiai

1960 m. Bela Yulesh (Bell Telephone Laboratories, JAV) pasiūlė originalų stereo efekto demonstravimo metodą, neįtraukiant monokuliarinio objekto stebėjimo.

Remiantis šiuo principu, beje, buvo išleista visa serija pramoginių knygų, kurios tuo pačiu gali būti naudojamos ir stereopsijai lavinti. 3 paveiksle nespalvotai pavaizduotas vienas iš šios knygos piešinių. Lygiagrečiai nustatę akių vizualines linijas (tam reikia žiūrėti į tolį, tarsi per piešinį), galite pamatyti stereoskopinį vaizdą. Tokie modeliai vadinami autostereogramomis. Remdamasis Bel Yulesh metodu, Novosibirsko valstybinis medicinos institutas kartu su Novosibirsko valstybiniu technikos universitetu sukūrė prietaisą stereoskopinio regėjimo slenksčiui tirti, o mes pasiūlėme jo modifikaciją, leidžiančią padidinti diagnozės nustatymo tikslumą. stereoskopinio matymo slenkstis. Stereoskopinio regėjimo slenksčio matavimas pagrįstas tiriamųjų objektų pateikimu kiekvienai stebėtojo akiai vadinamajame atsitiktinių imčių fone. Kiekvienas iš šių bandomųjų objektų yra taškų rinkinys plokštumoje, išdėstytas pagal individualų tikimybinį dėsnį. Be to, kiekvienas bandomasis objektas turi identiškas taškų sritis, kurios gali būti savavališkos formos figūra.

Jei identiškuose bandomojo objekto figūrų taškuose paralakso kampų reikšmės yra nulinės, tai stebėtojas bendrą vaizdą apibendrintame vaizde mato atsitiktinio taškų pasiskirstymo forma, kitaip tariant, stebėtojas negali atskirti. figūra atsitiktinių imčių fone. Taigi monokuliarinis figūros matymas neįtraukiamas. Jei vienas iš bandomųjų objektų pasislinks statmenai sistemos optinei ašiai, pasikeis paralakso kampas tarp figūrų, o esant tam tikrai jo vertei, stebėtojas pamatys figūrą, kuri tarsi atitrūksta nuo fone ir pradeda artėti prie jo arba tolti nuo jo. Paralakso kampas keičiamas naudojant optinį kompensatorių, įdėtą į vieną iš įrenginio šakų. Stebėtojas fiksuoja figūros pasirodymo regėjimo lauke momentą, o indikatoriuje pasirodo atitinkama stereoskopinio matymo slenksčio reikšmė.

3 pav. Autostereograma

Pastarųjų dešimtmečių stereoskopinio regėjimo neurofiziologijos tyrimai leido nustatyti konkrečias ląsteles, suderintas su skirtumu pirminėje smegenų regėjimo žievėje. Nustatyta, kad ląstelės reaguoja tik tada, kai dirgikliai patenka tiksliai į atitinkamas dviejų tinklainės sritis. Antrojo tipo ląstelės reaguoja tada ir tik tada, kai objektas yra toliau nei fiksavimo taškas. Taip pat yra ląstelių, kurios reaguoja tik tada, kai dirgiklis yra arčiau fiksavimo taško. Matyt, pirminėje regos žievėje gali būti specifinių neuronų, turinčių skirtingą skirtumą. Visos šios ląstelės taip pat turi orientacinio selektyvumo savybę ir gerai reaguoja į judančius dirgiklius bei linijų galus. Pasak D. Hubelio, „nors mes vis dar tiksliai nežinome, kaip smegenys „atkuria“ sceną, kurioje yra daug objektų skirtingais atstumais, ląstelės, jautrios skirtumams, dalyvauja pirmuosiuose šio proceso etapuose“.

Tirdami stereopsiją, mokslininkai susidūrė su daugybe problemų. Paaiškėjo, kad kai kurių binokulinių dirgiklių apdorojimas regėjimo sistemoje vyksta visiškai nesuprantamai. Pavyzdžiui, jei vėl kreipiamės į stereoporas, parodytas Fig. 37a ir 37b, tada susidaro jausmas, kad vienu atveju apskritimas yra arčiau, kitu - toliau nei rėmo plokštuma. Jei sujungiamos dvi stereoporos, t.y. kiekviename kadre padėkite du apskritimus, esančius vienas šalia kito, tada atrodytų, kad vieną apskritimą turėtume matyti arčiau, kitą toliau. Tačiau iš tikrųjų tai neveiks: abu apskritimai matomi tokiu pat atstumu kaip ir rėmelis.

Antrasis binokulinių efektų nenuspėjamumo pavyzdys – vadinamoji regėjimo laukų kova. Jei dešinės ir kairės akies tinklainėje sukuriami labai skirtingi vaizdai, dažnai vienas iš jų nustoja būti suvokiamas. Jei kaire akimi žiūrite į vertikalių linijų tinklelį, o dešine akimi į horizontalių linijų tinklelį (pavyzdžiui, per stereoskopą), neįmanoma pamatyti abiejų linijų rinkinių vienu metu. Matosi arba vienas, arba kitas, ir kiekvienas jų – tik kelias sekundes; kartais galite pamatyti šių vaizdų mozaiką. Regėjimo lauko kovos reiškinys reiškia, kad tais atvejais, kai regos sistema negali sujungti vaizdų dviejose tinklainėse, ji tiesiog visiškai arba iš dalies atmeta vieną iš vaizdų.

Taigi normaliam stereoskopiniam regėjimui būtinos šios sąlygos: normalus akių okulomotorinės sistemos funkcionavimas; pakankamas regėjimo aštrumas ir nelabai didelis dešinės ir kairės akių aštrumo skirtumas; stiprus ryšys tarp prisitaikymo, konvergencijos ir sintezės; nedidelis vaizdo mastelių skirtumas kairėje ir dešinėje akyse.

Dydžių nelygybė arba skirtingo masto vaizdai, gaunami dešinės ir kairės akies tinklainėje, žiūrint į tą patį objektą aniseikonia. Aniseikonia yra viena iš stereoskopinio regėjimo nestabilumo ar trūkumo priežasčių. Aniseikonia dažniausiai grindžiama akių refrakcijos skirtumu, t.y. anizometronija. Jei aniseikonia neviršija 2-2,5%, tuomet ją galima koreguoti įprastais stigmatiniais lęšiais, kitu atveju naudojami aniseikoniniai akiniai.

Ryšio tarp akomodacijos ir konvergencijos sutrikimas yra viena iš įvairių rūšių žvairumo atsiradimo priežasčių. Aiškus žvairumas, be to, kad tai yra kosmetinis defektas, kaip taisyklė, veda prie prisimerkusios akies regėjimo aštrumo sumažėjimo, kol ji išjungiama iš regėjimo proceso. Paslėptas žvairumas, arba heteroforija, nesukuria kosmetinio defekto, bet gali užkirsti kelią stereopsijai. Taigi asmenys, kurių heteroforija didesnė nei 3 °, negali dirbti su žiūronais.

Stereoskopinio matymo slenkstis apibūdinkite mažiausią paralaaktinių kampų skirtumą Δα, kurį vis dar suvokia stebėtojas. Ryšys tarp Δα (sekundėmis) ir mažiausio atstumo Δ l tarp objektų, kuriuos stebėtojas suvokia kaip esančius skirtingais atstumais:

,

kur b yra atstumas tarp stebėtojo akių vyzdžių;
l yra atstumas nuo akies iki artimiausio nagrinėjamo objekto.

Stereoskopinio matymo slenkstis priklauso nuo įvairių veiksnių: fono ryškumo (didžiausias ryškumas stebimas esant apie 300 cd/m 2 fono šviesumui), objektų kontrasto (padidėjus kontrastui, gylio matymo slenkstis mažėja ), stebėjimo trukmė (4 pav.).

4 pav. Stereoskopinio regėjimo slenksčio priklausomybė nuo stebėjimo trukmės

Gylio suvokimo slenkstis optimaliomis stebėjimo sąlygomis svyruoja nuo 10–12 iki 5 colių (kai kuriems stebėtojams jis siekia 2–5 colius).

Atsižvelgdami į reikšmę Δα =10″ kaip slenkstį, galime apskaičiuoti didžiausią atstumą, kuriuo akis vis dar suvokia gylį. Šis atstumas l= 1400 m (stereoskopinio matymo spindulys).

Stereoskopinį regėjimą galima įvertinti, apibrėžti ir ištirti keliais būdais:

1) naudojant stereoskopą pagal Pulfrich lenteles (minimalus stereoskopinio suvokimo slenkstis, nustatytas šiuo metodu, yra 15 colių);
2) naudojant skirtingos rūšies stereoskopai su tikslesnių lentelių rinkiniu, kurių matavimo diapazonas yra 10 - 90";
3) naudojant aukščiau paminėtą prietaisą, naudojant atsitiktinių imčių foną, kuris neįtraukia monokuliarinio objektų stebėjimo, matavimo paklaida yra 1 - 2″.

Binokulinis regėjimas suteikia trimatį supančio pasaulio suvokimą trimatėje erdvėje. Šios vizualinės funkcijos pagalba žmogus gali dėmesiu aprėpti ne tik priešais esančius, bet ir šonuose esančius objektus. Binokulinis regėjimas taip pat vadinamas stereoskopiniu. Kas yra kupinas stereoskopinio pasaulio suvokimo pažeidimo ir kaip pagerinti regėjimo funkciją? Apsvarstykite straipsnyje pateiktus klausimus.

Kas yra binokulinis regėjimas? Jo funkcija yra sukurti monolitinį vaizdinį vaizdą, sujungiant abiejų akių vaizdus į vieną vaizdą. Binokulinio suvokimo bruožas yra trimačio pasaulio vaizdo formavimas, nustatant objektų vietą perspektyvoje ir atstumą tarp jų.

Monokuliarinis matymas gali nustatyti objekto aukštį ir tūrį, tačiau nesuteikia supratimo apie objektų tarpusavio padėtį plokštumoje. Binokuliarumas – tai erdvinis pasaulio suvokimas, suteikiantis pilną 3D supančios tikrovės vaizdą.

Pastaba! Binokuliariškumas pagerina regėjimo aštrumą, suteikia aiškų regėjimo vaizdų suvokimą.

Tūrinis suvokimas pradeda formuotis nuo dvejų metų: vaikas geba suvokti pasaulį trimačiu vaizdu. Iškart po gimimo šio gebėjimo nėra dėl akių obuolių judėjimo nenuoseklumo - akys „plaukia“. Sulaukęs dviejų mėnesių kūdikis jau gali užfiksuoti objektą akimis. Sulaukęs trijų mėnesių kūdikis seka judančius objektus, esančius prie pat akių – kabančius ryškius žaislus. Tai yra, susidaro binokulinė fiksacija ir susiliejimo refleksas.

Sulaukę šešių mėnesių kūdikiai jau gali matyti objektus skirtingais atstumais. Iki 12-16 metų akies dugnas visiškai stabilizuojamas, o tai rodo, kad žiūronumo formavimosi procesas baigtas.

Kodėl pablogėja žiūroninis regėjimas? Norint tobulai sukurti stereoskopinį vaizdą, būtinos tam tikros sąlygos:

• žvairumo trūkumas;
• koordinuotas akių raumenų darbas;
• koordinuoti akių obuolių judesiai;
• regėjimo aštrumas nuo 0,4;
• vienodas regėjimo aštrumas abiem akimis;
• tinkamas periferinės ir centrinės nervų sistemos funkcionavimas;
• nėra lęšiuko, tinklainės ir ragenos struktūros patologijų.

Tas pats už normalus veikimas regėjimo centrai reikalauja akių obuolių vietos simetrijos, patologijos nebuvimo oftalmologiniai nervai, abiejų akių ragenos lūžio laipsnio sutapimas ir ta pati vizija abi akis. Jei šių parametrų nėra, sutrinka žiūroninis regėjimas. Be to, stereoskopinis regėjimas neįmanomas, jei nėra vienos akies.

Stereoskopinis regėjimas priklauso nuo teisingo smegenų regėjimo centrų, kurie koordinuoja dviejų vaizdų susiliejimo į vieną refleksą, veikimo.

stereoskopinis regėjimo sutrikimas

Norint gauti aiškų trimatį vaizdą, būtinas koordinuotas abiejų akių darbas. Jei akių veikla nesuderinta, Mes kalbame apie regos funkcijos patologiją.

Binokulinis regėjimas gali sutrikti dėl šių priežasčių:

• raumenų koordinacijos patologija – motorikos sutrikimas;
• vaizdų sinchronizavimo į vieną visumą mechanizmo patologija – jutimo sutrikimas;
• jutimo ir motorikos sutrikimo derinys.

Binokulinio regėjimo nustatymas atliekamas naudojant ortopetinius prietaisus. Pirmoji patikra atliekama sulaukus trejų metų: kūdikiams tikrinamas sensorinių ir motorinių regos funkcijos komponentų darbas. Esant žvairumui, atliekamas papildomas binokulinio regėjimo sensorinio komponento tyrimas. Oftalmologas specializuojasi stereoskopinio regėjimo problemomis.

Laiku apžiūrėjus vaiką oftalmologas neleidžia vystytis žvairumui ir rimtų problemų su ateities vizija.

Kas sukelia stereoskopinio regėjimo pažeidimą? Jie apima:

• nesuderinta akių refrakcija;
• akių raumenų defektai
• kaukolės kaulų deformacija;
• orbitos audinių patologiniai procesai;
• smegenų patologija;
• toksinis apsinuodijimas;
• neoplazmos smegenyse;
• regos organų navikai.

Žvairumas yra dažniausia regos sistemos patologija.

Žvairumas

Žvairumas visada yra binokulinio matymo nebuvimas, nes abiejų akių obuolių regos ašys nesutampa. Yra keletas patologijos formų:

• galiojantis;
• klaidingas;
• paslėptas.

Esant klaidingai žvairumo formai, yra stereoskopinis pasaulio suvokimas - tai leidžia atskirti jį nuo tikrojo žvairumo. Netikras žvairumas nereikalauja gydymo.

Heteroforija (paslėptas žvairumas) nustatoma tokiu būdu. Jei pacientas užmerkia vieną akį popieriaus lapu, tada jis nukrypsta į šoną. Jei popieriaus lapas pašalinamas, akies obuolys yra tinkamoje padėtyje. Ši funkcija nėra defektas ir nereikalauja gydymo.

Žvairumo regėjimo funkcijos pažeidimas išreiškiamas šiais simptomais:

• susidariusio pasaulio vaizdo išsišakojimas;
• dažnas galvos svaigimas su pykinimu;
• galvos pakreipimas link pažeisto akies raumens;
• akies raumenų blokada.

Žvairumo vystymosi priežastys yra šios:

• paveldimas veiksnys;
• galvos trauma;
• sunkios infekcijos;
• psichinis sutrikimas;
• centrinės nervų sistemos patologija.

Žvairumas gali būti ištaisytas, ypač ankstyvas amžius. Ligai gydyti naudojami įvairūs metodai:

• fizioterapijos naudojimas;
• fizioterapija;
• akių lęšiai ir akiniai;
• lazerinė korekcija.

Su heteroforija galimas akių nuovargis ir dvigubas regėjimas. Šiuo atveju nuolatiniam nešiojimui naudojami prizminiai akiniai. Esant sunkiam heteroforijos laipsniui, chirurginė korekcija, kaip ir akivaizdus žvairumas.

Su paralyžiniu žvairumu pirmiausia pašalinama priežastis, sukėlusi regėjimo defektą. Įgimtas paralyžinis žvairumas vaikams turi būti gydomas kuo anksčiau. Įgytas paralyžinis žvairumas būdingas suaugusiems pacientams, kurie sirgo sunkiomis infekcijomis ar ligomis. Vidaus organai. Gydymas, siekiant pašalinti žvairumo priežastį, paprastai yra ilgalaikis.

Potrauminis žvairumas koreguojamas ne iš karto: nuo traumos momento turi praeiti 6 mėnesiai. Tokiu atveju nurodoma chirurginė intervencija.

Kaip diagnozuoti binokulinį regėjimą

Binokulinis regėjimas nustatomas naudojant šiuos prietaisus:

• autorefraktometras;
• oftalmoskopas;
• plyšinė lempa;
• monobinoskopas.

Kaip pačiam nustatyti binokulinį regėjimą? Tam buvo sukurti paprasti metodai. Apsvarstykime juos.

Sokolovo technika

Prie vienos akies laikykite tuščiavidurį daiktą, panašų į žiūronus, pavyzdžiui, susuktą popierių. Sutelkite akis per vamzdį į vieną tolimą objektą. Dabar pakelkite delną prie atviros akies: jis yra netoli vamzdžio galo. Jei žiūronumas nėra išbalansuotas, delne rasite skylę, pro kurią galėsite stebėti tolimą objektą.

Blauzdos metodas

Paimkite porą flomasterių / pieštukų: vieną laikykite horizontali padėtis, kitas yra vertikalus. Dabar pabandykite nusitaikyti ir sujungti vertikalų pieštuką su horizontaliuoju. Jei žiūronumas nėra sutrikęs, tai galite padaryti nesunkiai, nes orientacija erdvėje yra gerai išvystyta.

Skaitymo metodas

Laikykite rašiklį ar pieštuką prieš nosies galiuką (2-3 cm) ir pabandykite perskaityti atspausdintą tekstą. Jei galite iki galo suvokti tekstą ir jį perskaityti, motorinė ir jutimo funkcijos nepablogės. Pašalinis daiktas (tušinukas prieš nosį) neturėtų trukdyti suvokti tekstą.

Binokulinių defektų prevencija

Binokulinis suaugusiųjų regėjimas gali susilpnėti dėl kelių priežasčių. Korekciją sudaro pratimai, skirti stiprinti akių raumenis. Tuo pačiu metu sveika akis uždaroma, o pacientas apkraunamas.

Pratimas

Šį stereoskopinio regėjimo lavinimo pratimą galima atlikti namuose. Veiksmų algoritmas yra toks:

1. Pritvirtinkite vaizdinį objektą prie sienos.
2. Pasitraukite nuo sienos dviejų metrų atstumu.
3. Ištieskite ranką į priekį, pakeldami rodomąjį pirštą.
4. Perkelkite dėmesį į regimąjį objektą ir pažiūrėkite į jį per piršto galiuką – piršto galiukas turi skilti į dvi dalis.
5. Perkelkite dėmesį nuo piršto į vaizdinį objektą – dabar jis turėtų padalyti į dvi dalis.

Šio pratimo tikslas – pakaitomis perjungti dėmesį nuo piršto į objektą. Svarbus rodiklis Stereoskopinio regėjimo išsivystymo teisingumas yra suvokiamo vaizdo aiškumas. Jei vaizdas neryškus, tai rodo monokulinį matymą.

Svarbu! Bet kokius akių pratimus reikia iš anksto aptarti su oftalmologu.

Vaikų ir suaugusiųjų regėjimo sutrikimų prevencija:

• jūs negalite skaityti knygų gulėdami;
• darbo vieta turi būti gerai apšviesta;
• reguliariai vartokite vitaminą C, kad išvengtumėte senatvinio regėjimo praradimo;
• reguliariai papildyti organizmą būtinų mineralų kompleksu;
• reikia reguliariai iškrauti akių raumenys nuo įtampos – pažiūrėkite į tolį, užmerkite ir atmerkite akis, pasukite akių obuolius.

Taip pat turėtumėte reguliariai tikrintis oftalmologą, laikytis sveika gyvensena gyvenimą, apkrauti akis ir neleisti joms pavargti, atlikti mankštą akims, laiku gydyti akių ligas.

Rezultatas

Binokulinis matymas – tai gebėjimas abiem akimis suvokti pasaulio vaizdą, nustatyti objektų formą ir parametrus, naršyti erdvėje ir nustatyti objektų vietą vienas kito atžvilgiu. Binokuliarumo nebuvimas visada yra gyvenimo kokybės pablogėjimas dėl riboto pasaulio vaizdo suvokimo, taip pat sveikatos pažeidimas. Žvairumas yra viena iš binokuliarinio regėjimo sutrikimo, kuris gali būti įgimtas arba įgytas, pasekmių. Šiuolaikinė medicina gali lengvai susidoroti su regėjimo funkcijų atkūrimu. Kuo anksčiau pradėsite regėjimo korekciją, tuo sėkmingesnis bus rezultatas.

Regėjimas yra gyvybiškai svarbus daugumai gyvų organizmų. Tai padeda teisingai orientuotis ir reaguoti į aplinką. Būtent akys į smegenis perduoda apie 90 procentų informacijos. Tačiau įvairių gyvojo pasaulio atstovų akių struktūra ir išsidėstymas skiriasi.

Kas yra vizija

Yra šie regėjimo tipai:

• panoraminis (monokuliarinis);
• stereoskopinis (žiūronas).

Kai supantis pasaulis suvokiamas, kaip taisyklė, viena akimi. Tai būdinga daugiausia paukščiams ir žolėdžiams. Ši funkcija leidžia laiku pastebėti gresiantį pavojų ir į jį reaguoti.

Stereoskopinis regėjimas yra prastesnis už panoraminį regėjimą, kurio matomumas yra mažesnis. Tačiau jis turi ir nemažai privalumų, vienas iš kurių – trimatis vaizdas.

stereoskopinis regėjimas

Stereoskopinis regėjimas – tai gebėjimas matyti pasaulį dviem akimis. Kitaip tariant, bendrą vaizdą sudaro vaizdų, vienu metu iš kiekvienos akies patenkančių į smegenis, susiliejimo.

Tokio tipo regėjimo pagalba galima teisingai įvertinti ne tik atstumą iki matomo objekto, bet ir apytikslį jo dydį bei formą.

Be to, stereoskopinis matymas turi dar vieną reikšmingą pranašumą – galimybę matyti kiaurai objektus. Taigi, jei, pavyzdžiui, tušinuką pastatysite vertikalioje padėtyje prieš akis ir pakaitomis žiūrėsite kiekviena akimi, tada tam tikra sritis bus uždaryta ir pirmuoju, ir antruoju atveju. Bet jei tuo pačiu metu žiūrite dviem akimis, rašiklis nustoja būti kliūtis. Bet šis gebėjimas „žiūrėti per objektus“ praranda savo galią, jei tokio objekto plotis yra didesnis nei atstumas tarp akių.

Šio tipo regėjimo ypatumai įvairiuose pasaulio atstovuose pristatomi žemiau.

Savybės vabzdžiuose

Jų regėjimas turi unikalią vabzdžių išvaizdą, primenančią mozaiką (pvz., vapsvos akis). Be to, šių mozaikų (fasetų) skaičius skirtinguose šio gyvojo pasaulio atstovo atstovuose skiriasi ir svyruoja nuo 6 iki 30 000. Kiekvienas briaunas suvokia tik dalį informacijos, tačiau iš viso jos pateikia pilną aplinkinio pasaulio vaizdą.

O vabzdžiai spalvas suvokia kitaip nei žmonės. Pavyzdžiui, raudoną gėlę, kurią mato žmogus, vapsvos akys suvokia kaip juodą.

Paukščiai

Stereoskopinis paukščių regėjimas yra greičiau išimtis nei taisyklė. Faktas yra tas, kad daugumos paukščių akys yra šonuose, o tai suteikia platesnį žiūrėjimo kampą.

Šio tipo regėjimas būdingas daugiausia plėšriiesiems paukščiams. Tai padeda jiems teisingai apskaičiuoti atstumą iki judančio grobio.

Tačiau paukščių matomumas yra daug mažesnis nei, pavyzdžiui, žmonių. Jei žmogus mato 150 ° kampu, tai paukščiai yra tik nuo 10 ° (žvirbliai ir bulkiai) iki 60 ° (pelėdos ir naktiniai žandikauliai).

Tačiau neskubėkite teigdami, kad plunksnuotiems gyvojo pasaulio atstovams atimta galimybė visiškai matyti. Visai ne. Faktas yra tas, kad jie turi ir kitų unikalių savybių.

Pavyzdžiui, pelėdų akys yra arčiau snapo. Šiuo atveju, kaip jau minėta, jų žiūrėjimo kampas yra tik 60 °. Todėl pelėdos gali matyti tik tai, kas yra tiesiai priešais, o ne situaciją į šoną ir už nugaros. Šie paukščiai turi kitą skiriamasis bruožas jų akys sustingusios. Tačiau tuo pat metu jie yra apdovanoti dar vienu unikaliu gebėjimu. Dėl savo sandaros jie gali pasukti galvą 270°.

Žuvis

Kaip žinote, daugumoje žuvų rūšių akys yra abiejose galvos pusėse. Jie turi monokulinį regėjimą. Išimtis yra plėšriosios žuvys, ypač kūjagalviai rykliai. Daugelį amžių žmones domino klausimas, kodėl ši žuvis turi tokią galvos formą. Galimą sprendimą rado amerikiečių mokslininkai. Jie pateikia versiją, kad kūjagalvė žuvis mato trimatį vaizdą, t.y. Ji turi stereoskopinį regėjimą.

Norėdami patvirtinti savo teoriją, mokslininkai atliko eksperimentą. Tam ant kelių rūšių ryklių galvų buvo uždėti jutikliai, kurių pagalba buvo matuojamas aktyvumas veikiant ryški šviesa. Tada tiriamieji buvo patalpinti į akvariumą. Dėl šios patirties tapo žinoma, kad plaktuko galvutės žuvys turi stereoskopinį regėjimą. Be to, atstumo iki objekto nustatymo tikslumas yra kuo tikslesnis, tuo didesnis atstumas tarp šios rūšies ryklio akių.

Be to, tapo žinoma, kad kūjagalvių žuvų akys sukasi, o tai leidžia visapusiškai matyti aplinką. Tai suteikia jai didelį pranašumą prieš kitus plėšrūnus.

Gyvūnai

Gyvūnai, priklausomai nuo rūšies ir buveinės, turi tiek monokulinį, tiek stereoskopinį regėjimą. Pavyzdžiui, atvirose erdvėse gyvenantys žolėdžiai, norėdami išsaugoti savo gyvybę ir greitai reaguoti į gresiantį pavojų, turi matyti aplink save kuo daugiau erdvės. Todėl jiems suteiktas monokulinis regėjimas.

Stereoskopinis gyvūnų regėjimas būdingas plėšrūnams ir miškų bei džiunglių gyventojams. Pirma, tai padeda teisingai apskaičiuoti atstumą iki aukos. Antrasis toks regėjimas leidžia geriau sutelkti akis tarp daugelio kliūčių.

Taigi, pavyzdžiui, tokio tipo regėjimas padeda vilkams ilgai siekti grobio. Katės – su žaibo priepuoliu. Beje, būtent katėms dėl lygiagrečių regėjimo ašių matymo kampas siekia 120 °. Tačiau kai kurios šunų veislės turi tiek monokulinį, tiek stereoskopinį regėjimą. Jų akys yra šonuose. Todėl norėdami pamatyti objektą dideliu atstumu, jie naudoja priekinį stereoskopinį regėjimą. O norėdami apžiūrėti netoliese esančius objektus, šunys priversti pasukti galvas.

Medžių lajų gyventojams (primatams, voveraitėms ir kt.) ieškant maisto ir skaičiuojant šuolio trajektoriją padeda stereoskopinis matymas.

Žmonės

Stereoskopinis regėjimas žmonėms nėra išsivystęs nuo pat gimimo. Gimęs kūdikis negali sutelkti dėmesio į tam tikrą objektą. jie pradeda formuotis tik 2 mėnesių amžiaus. Tačiau visiškai vaikai pradeda teisingai orientuotis erdvėje tik tada, kai pradeda šliaužioti ir vaikščioti.

Nepaisant akivaizdaus tapatumo, žmogaus akys skiriasi. Vienas yra lyderis, kitas – pasekėjas. Norint pripažinti, pakanka atlikti eksperimentą. Padėkite lapą su maža skylute maždaug 30 cm atstumu ir pažiūrėkite pro jį į tolimą objektą. Tada pakaitomis darykite tą patį, uždenkite kairę arba dešinę akį. Galvos padėtis turi išlikti pastovi. Akis, kurios vaizdas nekeičia padėties, bus pirmaujanti. Šis apibrėžimas svarbus fotografams, filmuotojams, medžiotojams ir kai kurioms kitoms profesijoms.

Binokulinio regėjimo vaidmuo žmonėms

Šio tipo regėjimas žmonėms, kaip ir kai kuriems kitiems gyvojo pasaulio atstovams, atsirado dėl evoliucijos.

Žinoma, šiuolaikiniams žmonėms nereikia medžioti grobio. Tačiau tuo pat metu stereoskopinis regėjimas vaidina svarbų vaidmenį jų gyvenime. Tai ypač svarbu sportininkams. Taigi be tikslaus atstumo apskaičiavimo biatlonininkai į taikinį nepataikys, o gimnastai negalės atlikti balanso.

Šis regėjimo tipas labai svarbus profesijoms, kurioms reikalinga momentinė reakcija (vairuotojai, medžiotojai, lakūnai).

O kasdieniame gyvenime stereoskopinis matymas yra būtinas. Pavyzdžiui, gana sunku, matant viena akimi, įkišti siūlą į adatos akį. Žmogui labai pavojingas dalinis regėjimo praradimas. Matydamas tik viena akimi, jis negalės teisingai naršyti erdvėje. Ir daugialypis pasaulis pavirs plokščiu vaizdu.

Akivaizdu, kad stereoskopinis regėjimas yra evoliucijos rezultatas. Ir tik nedaugeliui išrinktųjų tai suteikiama.

30-09-2011, 10:29

apibūdinimas

Corpus Callosum yra galingas mielinizuotų skaidulų pluoštas, jungiantis du smegenų pusrutulius. Stereoskopinis regėjimas (stereopsis) – tai gebėjimas suvokti erdvės gylį ir įvertinti objektų atstumą nuo akių. Šie du dalykai nėra itin glaudžiai susiję vienas su kitu, tačiau yra žinoma, kad nedidelė ragelio skaidulų dalis vis dar atlieka tam tikrą vaidmenį stereopsijoje. Abi šias temas buvo patogu įtraukti į vieną skyrių, nes jas svarstant reikės atsižvelgti į vieną ir tą patį vizualinės sistemos sandaros požymį – kad yra ir sukryžiuotų, ir nekertamų. regos nervo skaidulos chiazme.

corpus callosum

Corpus callosum (lot. corpus callosum) yra didžiausias nervinių skaidulų pluoštas visoje nervų sistemoje. Apytiksliais skaičiavimais, jame yra apie 200 milijonų aksonų. Tikrasis skaidulų skaičius tikriausiai yra dar didesnis, nes pateiktas įvertinimas pagrįstas įprastine šviesos mikroskopija, o ne elektronine mikroskopija.

Šis skaičius nepalyginamas su skaidulų skaičiumi kiekviename regos nerve (1,5 mln.) ir klausos nerve (32 000). Kūno skerspjūvio plotas yra apie 700 mm kvadratinių, o regos nervo skerspjūvio plotas neviršija kelių kvadratinių milimetrų. Corpus Callosum, kartu su plonu pluoštų pluoštu vadinamas priekinė komisūra, jungia du smegenų pusrutulius (98 ir 99 pav.).

Terminas komisaras– skaidulų rinkinys, jungiantis dvi homologines nervų struktūras, esančias kairėje ir dešinėje galvos pusėje arba nugaros smegenys. Corpus Callosum taip pat kartais vadinamas didesne smegenų komisūra.

Maždaug iki 1950 m. corpus callosum vaidmuo buvo visiškai nežinomas. Retais atvejais yra įgimtas nebuvimas ( aplazija) corpus callosum. Šis darinys taip pat gali būti dalinai arba visiškai nupjautas neurochirurginės operacijos metu, kuri daroma tyčia – kai kuriais atvejais gydant epilepsiją (kad viename smegenų pusrutulyje atsiradusios traukulių išskyros negalėtų persimesti į kitą pusrutulį), kitais atvejais, norint iš viršaus patekti į giliai esantį naviką (jei, pavyzdžiui, navikas yra hipofizėje). Gydytojų neuropatologų ir psichiatrų pastebėjimais, po tokių operacijų psichikos sutrikimų nepasitaiko. Kažkas netgi pasiūlė (nors vargu ar rimtai), kad vienintelė audimo kūno funkcija yra sulaikyti du smegenų pusrutulius. Iki šeštojo dešimtmečio buvo mažai žinoma apie ryšių pasiskirstymo detales corpus callosum. Buvo akivaizdu, kad corpus callosum sujungė du pusrutulius, o remiantis gana grubiais neurofiziologiniais metodais gautais duomenimis, buvo manoma, kad striatalinėje žievėje rausvojo kūno skaidulos sujungė tiksliai simetriškas abiejų pusrutulių sritis.

1955 metais Ronaldas Myersas, psichologo Roger Sperry iš Čikagos universiteto absolventas, atliko pirmąjį eksperimentą, kurio metu jam pavyko nustatyti kai kurias šio didžiulio pluoštinio trakto funkcijas. Myersas dresavo kates, patalpintas į dėžę su dviem vienas šalia kito esančiais ekranais, ant kurių buvo galima projektuoti įvairius vaizdus, ​​pavyzdžiui, apskritimą viename ekrane, kvadratą kitame. Katė buvo išmokyta įdėti nosį į ekraną su apskritimo atvaizdu ir nekreipti dėmesio į kitą su kvadrato atvaizdu. Teisingi atsakymai buvo sustiprinti maistu, o už klaidingus atsakymus katės buvo šiek tiek nubaustos – buvo įjungtas garsus skambutis, o katė ne grubiai, o ryžtingai atitraukta nuo ekrano. Taikant šį metodą, kelis tūkstančius pakartojimų katė gali pasiekti patikimos figūrų diskriminacijos lygį. (Katės mokosi lėtai; pvz., balandžiams reikia nuo kelių dešimčių iki kelių šimtų pakartojimų, kad išmoktų atlikti panašią užduotį, o žmogų paprastai galima išmokyti iškart, duodant žodinius nurodymus. Šis skirtumas atrodo kiek keistas – juk katė turi smegenys daug kartų didesnės nei balandis.)

Nieko stebėtino faktas, kad Myerso katės lygiai taip pat puikiai išmoko išspręsti šią problemą, kai viena gyvūno akis buvo uždengta kauke. Taip pat nenuostabu, kad jei tokios užduoties kaip trikampio ar kvadrato pasirinkimo mokymas buvo atliktas tik vienu atvira akis- kairė, o tikrinant kairė akis buvo užmerkta ir dešinė akis atmerkta, tada diskriminacijos tikslumas liko toks pat. Tai mūsų nestebina, nes mes patys galime nesunkiai išspręsti panašią problemą. Atsižvelgiant į regos sistemos anatomiją, tokių problemų sprendimo paprastumas yra suprantamas. Kiekvienas pusrutulis gauna informaciją iš abiejų akių. Kaip minėjome straipsnyje, dauguma 17 lauko ląstelių taip pat turi įvestis iš abiejų akių. Myersas sukūrė įdomesnę situaciją, atlikdamas išilginę chiasmos pjūvį vidurinėje linijoje. Taip jis nukirpo susikertančias skaidulas, o nesikertančias skaidulas išlaikė nepažeistas (ši operacija reikalauja tam tikrų chirurgo įgūdžių). Dėl tokio perpjovimo kairioji gyvūno akis buvo sujungta tik su kairiuoju pusrutuliu, o dešinė akis - tik su dešiniuoju.

Eksperimento idėja buvo išmokyti katę naudoti kairiąją akį, o per „egzaminą“ nukreipti stimulą į dešinę akį. Jei katė gali teisingai išspręsti problemą, tai reikš, kad reikiama informacija iš kairiojo pusrutulio į dešinę perduodama vieninteliu žinomu keliu - per corpus callosum. Taigi Myersas perpjovė chiazmą išilgai, išmokė katę atmerkęs vieną akį, o tada atliko testą atidarydamas kitą akį ir užmerkdamas pirmąją. Tokiomis sąlygomis katės vis tiek sėkmingai išsprendė problemą. Galiausiai Myersas pakartojo eksperimentą su gyvūnais, kurių metu buvo nupjautas ir chiasmas, ir audinys. Šį kartą katės problemos neišsprendė. Taigi Myersas empiriškai nustatė, kad corpus callosum tikrai atlieka tam tikrą funkciją (nors vargu ar būtų galima pagalvoti, kad jis egzistuoja tik tam, kad atskiri žmonės ar gyvūnai, turintys nupjautą optinį chiazmą, galėtų atlikti tam tikras užduotis naudodami vieną akį, išmokę naudoti kitą).

Gimdos kūno fiziologijos tyrimas

Vieną pirmųjų šios srities neurofiziologinių tyrimų praėjus keleriems metams po Myerso eksperimentų atliko D. Witteridge'as, tuomet dirbęs Edinburge. Whitteridge'as samprotavo, kad nėra prasmės nervinių skaidulų pluoštams jungti homologines veidrodiškai simetriškas 17 laukų dalis. Iš tikrųjų nėra jokios priežasties nervinė ląstelė kairiajame pusrutulyje, susijęs su kai kuriais dešiniosios regėjimo lauko pusės taškais, sujungtas su dešiniojo pusrutulio ląstele, susietas su simetriška kairiosios regos lauko pusės dalimi. Norėdamas patikrinti savo prielaidas, Whitteridge'as nupjovė regos traktą dešinioji pusė smegenys už chiazmo ir taip užblokavo įvesties signalus iš kelio į dešinę pakaušio skiltį; bet tai, žinoma, neatmetė signalų perdavimo ten iš kairės pakaušio skiltis per audinį (100 pav.).

Tada Whitteridge'as pradėjo įjungti šviesos dirgiklį ir registruotis metaliniu elektrodu elektrinis aktyvumas nuo žievės paviršiaus. Jis gavo atsakymus iš savo patirties, tačiau jie atsirado tik ties vidine 17 lauko riba, t. y. zonoje, gaunančioje įvesties signalus iš ilgos siauros vertikalios juostelės matymo lauko viduryje: stimuliuojant mažomis dėmėmis. šviesos, atsakymai pasirodė tik tada, kai šviesa blykstelėjo vertikalioje vidurio linijoje arba šalia jos. Jei priešingo pusrutulio žievė buvo atvėsinta ir laikinai slopinama jos funkcija, atsakai sustojo; prie to lėmė ir kūnelio atšalimas. Tada paaiškėjo, kad corpus callosum negali sujungti viso kairiojo pusrutulio 17 lauko su visu dešiniojo pusrutulio lauku 17, o jungia tik nedidelius šių laukų plotus, kuriuose yra vertikalios linijos projekcijos pusrutulio viduryje. matymo laukas.

Remiantis daugybe anatominių duomenų, galima tikėtis panašaus rezultato. Tik viena 17 lauko dalis, labai arti 18 lauko ribos, siunčia aksonus per corpus callosum į kitą pusrutulį ir atrodo, kad dauguma jų baigiasi 18 lauke netoli 17 lauko ribos. į žievę iš NKT tiksliai atitinka priešingas regėjimo lauko dalis (būtent kairysis pusrutulis rodomas dešiniojo pusrutulio žievėje, o dešinysis - kairiojo pusrutulio žievėje), tada yra ryšių tarp pusrutuliai per corpus callosum galiausiai turėtų lemti tai, kad kiekvienas pusrutulis gaus signalus iš sričių, kurios yra šiek tiek didesnės nei pusė regėjimo lauko. Kitaip tariant, dėl jungčių per corpus callosum, bus puslaukių, projektuojamų į du pusrutulius, persidengimas. Būtent tai ir radome. Dviejų elektrodų, įterptų į žievės sritį ties 17 ir 18 laukų ribose kiekviename pusrutulyje, pagalba dažnai galėjome registruoti ląstelių, kurių imlūs laukai tarpusavyje persidengia keliais kampiniais laipsniais, aktyvumą.

Netrukus su T. Wieseliu padarėme mikroelektrodų laidus tiesiai iš tos korpuso zonos (labiausiai užpakalinėje jo dalyje), kur yra skaidulų, susijusių su regos sistema. Mes nustatėme, kad beveik visos skaidulos, kurias galime suaktyvinti vizualiniais dirgikliais, reagavo lygiai taip pat, kaip įprasti 17 lauko neuronai, t. y. pasižymėjo tiek paprastų, tiek sudėtingų ląstelių savybėmis, selektyviai jautrių dirgiklio orientacijai ir paprastai reaguojančių į juos. stimuliuoti abi akis. Visais šiais atvejais imlūs laukai buvo labai arti vidurinės vertikalės žemiau arba virš fiksavimo taško (arba jo lygyje), kaip parodyta Fig. 101.

Bene elegantiškiausias neurofiziologinis kūnelio vaidmens demonstravimas buvo Pizos G. Berlucchi ir G. Rizzolatti kūrinys, atliktas 1968 m. Pjaudami optinį chiazmą išilgai vidurinės linijos, jie užfiksavo atsakymus 17 lauke, esančiame netoli 18 lauko sienos, ieškodami tų ląstelių, kurias būtų galima aktyvuoti žiūronu. Akivaizdu, kad bet kuri žiūroninė ląstelė šioje srityje dešiniajame pusrutulyje turi gauti įvesties signalus tiek tiesiai iš dešinės akies (per LNT), tiek iš kairės akies ir kairiojo pusrutulio per corpus callosum. Kaip paaiškėjo, kiekvienos žiūrono ląstelės imlus laukas užfiksavo vidurinę tinklainės vertikalę, o ta jos dalis, kuri priklauso kairiajai regėjimo lauko pusei, informaciją perduodavo iš dešinės akies, o ta, kuri patenka į dešinę. pusė – iš kairės akies. Nustatyta, kad kitos šiame eksperimente tirtos ląstelių savybės, įskaitant orientacinį selektyvumą, yra identiškos (102 pav.).

Gauti rezultatai aiškiai parodė, kad corpus callosum sujungia ląsteles tarpusavyje taip, kad jų imlūs laukai gali eiti tiek į dešinę, tiek į kairę nuo vidurinės vertikalės. Taigi jis tarsi sulipdo dvi supančio pasaulio įvaizdžio puses. Norėdami tai geriau įsivaizduoti, tarkime, kad iš pradžių mūsų smegenų žievė buvo suformuota kaip visuma, o ne padalinta į du pusrutulius. Šiuo atveju 17 laukas būtų vieno ištisinio sluoksnio, ant kurio būtų susietas visas regėjimo laukas, forma. Tuomet, norint įgyvendinti tokias savybes kaip, pavyzdžiui, jautrumas judėjimui ir orientacijos selektyvumas, kaimyninės ląstelės, žinoma, turėtų turėti sudėtinga sistema tarpusavio ryšiai. Dabar įsivaizduokite, kad „konstruktorius“ (ar tai būtų dievas, ar, tarkime, natūrali atranka) nusprendė, kad taip palikti neįmanoma – nuo ​​šiol pusė visų ląstelių turėtų sudaryti vieną pusrutulį, o kita pusė – pusrutulį. kitas pusrutulis.

Ką tuomet reikia daryti su daugybe tarpląstelinių jungčių, jei dvi ląstelių grupės turi tolti viena nuo kitos?

Matyt, galima tiesiog ištempti šias jungtis, suformuojant iš jų korpuso dalį. Siekiant pašalinti signalų perdavimo vėlavimą tokiais ilgas kelias(žmogui apie 12–15 centimetrų), reikia padidinti perdavimo greitį, aprūpinant pluoštus mielino apvalkalu. Žinoma, iš tikrųjų nieko panašaus evoliucijos procese neįvyko; gerokai prieš atsirandant žievei, smegenys jau turėjo du atskirus pusrutulius.

Berlucca ir Rizzolatti eksperimentas, mano nuomone, davė vieną ryškiausių nuostabios specifikos patvirtinimų. nerviniai ryšiai. Ląstelė, parodyta fig. 108 (šalia elektrodo galo), ir tikriausiai milijonas kitų panašių ląstelių, sujungtų per corpus callosum, įgyja orientacinį selektyvumą tiek per vietinius ryšius su kaimyninėmis ląstelėmis, tiek per jungtis, einančiomis per corpus callosum iš kito pusrutulio iš ląstelių, turinčių tokius. tas pats orientacinis jautrumas ir panašus receptinių laukų išdėstymas (tai galioja ir kitoms ląstelių savybėms, tokioms kaip krypties specifiškumas, gebėjimas reaguoti į linijų galus, taip pat ir sudėtingumas).

Kiekviena regos žievės ląstelė, turinti ryšius per korpusą, turi gauti informaciją iš kito pusrutulio ląstelių, turinčių lygiai tokias pačias savybes. Žinome daug faktų, rodančių junginių selektyvumą nervų sistemoje, bet manau, kad šis pavyzdys yra pats ryškiausias ir įtikinamiausias.

Aksonai, aptarti aukščiau regos žievės ląstelės sudaro tik nedidelę dalį visų korpuso skaidulų. Somatosensorinėje žievėje eksperimentai buvo atlikti naudojant aksonų transportavimą, panašius į aprašytus ankstesniuose skyriuose su radioaktyvios aminorūgšties injekcija į akį. Jų rezultatai rodo, kad corpus callosum panašiai suriša tas žievės sritis, kurias aktyvuoja odos ir sąnarių receptoriai, esantys netoli kūno vidurio linijos ant kamieno ir galvos, tačiau nesusieja galūnių žievės projekcijos.

Kiekviena žievės sritis yra sujungta su keliomis ar net daugeliu kitų to paties pusrutulio žievės sričių. Pavyzdžiui, pirminė regėjimo žievė yra sujungta su 18 sritimi (2 regėjimo sritis), su medialine laikine sritimi (MT sritis), su 4 regėjimo sritimi ir dar viena ar dviem sritimis. Daugelis žievės sričių taip pat turi ryšius su keliomis kito pusrutulio sritimis per corpus callosum, o kai kuriais atvejais ir per priekinę komisūrą.

Todėl galime apsvarstyti šiuos dalykus komisurinis ryšiai tiesiog kaip ypatinga kortiko-žievės jungčių rūšis. Nesunku suprasti, kad tai liudija toks paprastas pavyzdys: jei pasakysiu, kad mano kairiarankis jaučiasi šalta arba kažką pamačiau kairėje, tada formuluoju žodžius naudodamas žievės kalbos zonas, esančias kairiajame pusrutulyje (tai gali būti ne visai tiesa, nes esu kairiarankė); informacija, ateinanti iš kairės regėjimo lauko pusės arba iš kairės rankos, perduodama į mano dešinįjį pusrutulį; tada atitinkami signalai turi būti perduoti per corpus callosum į kito pusrutulio kalbos žievę, kad galėčiau ką nors pasakyti apie savo pojūčius. Septintojo dešimtmečio pradžioje pradėtuose darbuose R. Sperry (dabar dirbantis Kalifornijos technologijos institute) ir jo kolegos parodė, kad žmogus, turintis perpjautą ragelį (epilepsijai gydyti), praranda gebėjimą kalbėti apie tai. įvykiai, apie kuriuos informacija patenka į dešinįjį pusrutulį. Darbas su tokiais dalykais tapo vertingu naujos informacijos šaltiniu įvairios funkcijosžievė, įskaitant mąstymą ir sąmonę. Pirmieji straipsniai apie tai pasirodė žurnale Brain; jie be galo įdomūs, ir kiekvienas, perskaitęs tikrą knygą, gali lengvai jas suprasti.

stereoskopinis regėjimas

Atstumo nustatymo mechanizmas, pagrįstas dviejų tinklainės vaizdų palyginimu, yra toks patikimas, kad daugelis žmonių (nebent jie yra psichologai ir regos fiziologai) net nežino apie jo egzistavimą. Norėdami pamatyti šio mechanizmo svarbą, pabandykite vairuoti automobilį ar dviratį, žaisti tenisą ar slidinėti kelias minutes užsimerkę. Stereoskopai išėjo iš mados ir juos galite rasti tik antikvarinėse parduotuvėse. Tačiau dauguma skaitytojų yra žiūrėję stereoskopinius filmus (kur žiūrovas turi nešioti specialius akinius). Tiek stereoskopinių, tiek stereoskopinių akinių veikimo principas pagrįstas stereopsio mechanizmo naudojimu.

Vaizdai tinklainėje yra dvimačiai o mes matome pasaulį trimis matmenimis. Akivaizdu, kad gebėjimas nustatyti atstumą iki objektų svarbus ir žmogui, ir gyvūnui. Panašiai suvokti objektų trimatę formą reiškia vertinti santykinį gylį. Apsvarstykite kaip paprastas pavyzdys apvalus objektas. Jei jis yra įstrižas matymo linijos atžvilgiu, jo vaizdas tinklainėje bus elipsės formos, tačiau paprastai tokį objektą lengvai suvokiame kaip apvalų. Tam reikia gebėjimo suvokti gylį.

Žmogus turi daugybę gylio įvertinimo mechanizmų. Kai kurie iš jų yra tokie akivaizdūs, kad vargu ar verta paminėti. Tačiau aš juos paminėsiu. Jei yra žinomas apytikslis objekto dydis, pavyzdžiui, tokių objektų kaip žmogus, medis ar katė, galime įvertinti atstumą iki jo (nors yra rizika suklysti, jei susiduriame su nykštukas, bonsas ar liūtas). Jei vienas objektas yra priešais kitą ir iš dalies jį užstoja, tada priekinį objektą suvokiame kaip esantį arčiau. Jei imsime lygiagrečių linijų, pavyzdžiui, geležinkelio bėgių, einančių į tolį, projekciją, tada projekcijoje jos susilies. Tai perspektyvos pavyzdys – labai efektyvus gylio matas.

Išgaubta sienos dalis atrodo šviesesnė jos viršutinėje dalyje, jei šviesos šaltinis yra aukščiau (dažniausiai šviesos šaltiniai yra viršuje), o įduba jos paviršiuje, jei ji apšviesta iš viršaus, atrodo tamsesnė viršutinėje dalyje. . Jei šviesos šaltinis yra žemiau, tada iškilimas atrodys kaip įdubimas, o įduba - kaip iškilimas. Svarbus atokumo požymis yra judėjimo paralaksas – akivaizdus santykinis artimų ir tolimesnių objektų poslinkis, jei stebėtojas judina galvą į kairę ir dešinę arba aukštyn ir žemyn. Jei koks nors kietas objektas pasukamas net ir nedideliu kampu, tuomet iš karto atsiskleidžia jo trimatė forma. Jei akies lęšiuką sufokusuosime į šalia esantį objektą, toliau esantis objektas bus nefokusuotas; taigi, keisdami lęšio formą, t.y., keisdami akies akomodaciją, galime įvertinti objektų atstumą.

Jei pakeisite abiejų akių ašių santykinę kryptį, jas suartindami arba paskleisdami(atliekant konvergenciją arba divergenciją), tada du objekto atvaizdai gali būti sujungti ir laikomi šioje padėtyje. Taigi, valdant arba lęšį, arba akių padėtį, galima įvertinti atstumą iki objekto. Daugelio nuotolio ieškiklių konstrukcijos yra pagrįstos šiais principais. Išskyrus konvergenciją ir divergenciją, visos kitos iki šiol išvardytos atstumo priemonės yra vienareikšmės. Svarbiausias gylio suvokimo mechanizmas – stereopsis – priklauso nuo dviejų akių dalijimosi.

Žiūrint bet kurią trimatę sceną, dvi akys tinklainėje sudaro šiek tiek skirtingus vaizdus. Tuo nesunkiai įsitikinsite, jei žiūrėsite tiesiai į priekį ir greitai pajudinsite galvą iš vienos pusės į kitą maždaug 10 cm arba greitai užmerksite vieną ar kitą akį. Jei priešais jus yra plokščias objektas, didelio skirtumo nepastebėsite. Tačiau jei scenoje yra objektai, esantys skirtingais atstumais nuo jūsų, pastebėsite reikšmingus vaizdo pokyčius. Stereopsio metu smegenys lygina tos pačios scenos vaizdus dviejose tinklainėse ir labai tiksliai įvertina santykinį gylį.

Tarkime, stebėtojas savo žvilgsniu fiksuoja tam tikrą tašką P. Šis teiginys prilygsta sakymui: akys nukreiptos taip, kad taško vaizdai būtų abiejų akių centrinėse duobėse (F 103 pav.).

Tarkime, kad Q yra kitas erdvės taškas, kuris stebėtojui atrodo esantis tame pačiame gylyje kaip ir P. Tegul Qlh Qr yra taško Q vaizdai kairiosios ir dešinės akių tinklainėje. Šiuo atveju taškai QL ir QR vadinami atitinkamais dviejų tinklainių taškais. Akivaizdu, kad atitiks du taškai, sutampantys su centrinėmis tinklainės duobėmis. Iš geometrinių svarstymų taip pat aišku, kad taškas Q“, kurį stebėtojas įvertino kaip esantį arčiau nei Q, duos dvi projekcijas tinklainėje – ir Q“ R – neatitinkančiuose taškuose, esančiuose toliau vienas nuo kito, nei tuo atveju, jei šie taškai būtų atitinkanti (ši situacija pavaizduota dešinėje paveikslo pusėje). Lygiai taip pat, jei atsižvelgsime į tašką, esantį toliau nuo stebėtojo, tada paaiškėja, kad jo projekcijos ant tinklainės bus arčiau viena kitos nei atitinkami taškai.

Tai, kas buvo pasakyta aukščiau apie atitinkamus taškus, iš dalies yra apibrėžimai ir iš dalies teiginiai, kylantys iš geometrinių svarstymų. Svarstant šį klausimą, atsižvelgiama ir į suvokimo psichofiziologiją, nes stebėtojas subjektyviai vertina, ar objektas yra toliau, ar arčiau taško P. Pateikiame dar vieną apibrėžimą. Visi taškai, kurie, kaip ir taškas Q (ir, žinoma, taškas P), yra suvokiami kaip vienodai nutolę, yra ant horopterio – paviršiaus, einančio per taškus P ir Q, kurio forma skiriasi ir nuo plokštumos, ir nuo rutulio ir priklauso pagal mūsų gebėjimą įvertinti atstumą, t. y. nuo mūsų smegenų. Atstumai nuo fovea F iki Q taško projekcijų (QL ir QR) yra artimi, bet ne vienodi. Jei jie visada būtų vienodi, tada horopterio susikirtimo su horizontalia plokštuma linija būtų apskritimas.

Tarkime, kad dabar akimis fiksuojame tam tikrą erdvės tašką ir kad šioje erdvėje yra du taškiniai šviesos šaltiniai, kurie projekciją kiekvienoje tinklainėje sukuria šviesos taško pavidalu, ir šie taškai neatitinka: atstumas tarp jų yra šiek tiek didesnis nei tarp atitinkamų taškų . Bet koks toks nukrypimas nuo atitinkamų taškų padėties bus vadinamas skirtumai. Jei šis nuokrypis horizontalia kryptimi neviršija 2° (0,6 mm tinklainėje), o vertikaliai neviršija kelių minučių lanko, tada vizualiai suvoksime vieną erdvės tašką, esantį arčiau nei tas, kurį fiksuojame. Jei atstumai tarp taško projekcijų yra ne didesni, o mažesni nei tarp atitinkamų taškų, tada atrodys, kad šis taškas yra toliau nei fiksavimo taškas. Galiausiai, jei vertikalus nuokrypis viršija kelias lanko minutes arba horizontalus nuokrypis yra didesnis nei 2°, pamatysime du atskirus taškus, kurie gali atrodyti esantys toliau arba arčiau fiksavimo taško. Šie eksperimentiniai rezultatai iliustruoja pagrindinį stereo suvokimo principą, kurį 1838 m. pirmą kartą suformulavo seras C. Wheatstone'as (jis taip pat išrado prietaisą, elektros inžinerijoje žinomą kaip „Wheatstone tiltas“).

Atrodo beveik neįtikėtina, kad iki šio atradimo niekas, atrodo, nesuvokė, kad subtilūs vaizdų skirtumai ant abiejų akių tinklainės gali sukelti aiškų gylio įspūdį. Šis stereo efektas per kelias minutes pademonstruoja bet kuris asmuo, galintis savavališkai sumažinti ar atskirti savo akių ašis, arba kas turi pieštuką, popieriaus lapą ir keletą mažų veidrodėlių ar prizmių. Neaišku, kaip Euklidas, Archimedas ir Niutonas praleido šį atradimą. Savo straipsnyje Wheatstone'as pažymi, kad Leonardo da Vinci buvo labai arti šio principo atradimo. Leonardo atkreipė dėmesį, kad prieš erdvinę sceną esantį kamuolį kiekviena akis mato skirtingai – kaire akimi matome jo kairę pusę kiek toliau, o dešine – dešinę. Wheatstone'as taip pat pažymi, kad jei Leonardo būtų pasirinkęs kubą, o ne rutulį, jis tikrai būtų pastebėjęs, kad jo projekcijos skirtingoms akims skiriasi. Po to jam, kaip ir Vitstonui, gali būti įdomu, kas nutiktų, jei du panašūs vaizdai būtų specialiai projektuojami ant dviejų akių tinklainės.

Svarbus fiziologinis faktas yra tai, kad gylio pojūtis (t. y. galimybė „tiesiogiai“ pamatyti, ar tas ar kitas objektas yra toliau ar arčiau fiksavimo taško) atsiranda, kai du tinklainės vaizdai yra šiek tiek pasislinkę vienas kito atžvilgiu horizontalia kryptimi – perkeliami vienas nuo kito. arba atvirkščiai , yra arti vienas kito (nebent šis poslinkis yra didesnis nei maždaug 2°, o vertikalus poslinkis yra artimas nuliui). Tai, žinoma, atitinka geometrinius ryšius: jei objektas yra arčiau ar toliau tam tikro atstumo atskaitos taško atžvilgiu, tada jo projekcijos tinklainėje bus perkeltos arba sujungtos horizontaliai, o vertikalus poslinkis nebus reikšmingas. vaizdų.

Tai yra Vitstono išrasto stereoskopo veikimo pagrindas. Stereoskopas buvo toks populiarus maždaug pusę amžiaus, kad jį turėjo beveik visi namai. Tuo pačiu principu grindžiami stereo filmai, kuriuos dabar žiūrime naudodami specialius polaroidinius akinius. Pagal originalų stereoskopo dizainą stebėtojas žiūrėjo du vaizdus, ​​įdėtus į dėžę, naudodamas du veidrodžius, kurie buvo išdėstyti taip, kad kiekviena akis matytų tik vieną vaizdą. Patogumui dabar dažnai naudojamos prizmės ir fokusavimo lęšiai. Du vaizdai visais atžvilgiais identiški, išskyrus nedidelius horizontalius poslinkius, kurie sukuria gylio įspūdį. Kiekvienas gali padaryti nuotrauką, tinkančią naudoti stereoskopu, pasirinkęs fiksuotą objektą (ar sceną), nufotografuoti, tada pasukti fotoaparatą 5 centimetrus į dešinę arba į kairę ir padaryti antrą nuotrauką.

Ne visi turi galimybę stereoskopu suvokti gylį. Galite lengvai patikrinti savo stereopsiją patys, jei naudojate stereoporas, parodytas Fig. 105 ir 106.

Jei turite stereoskopą, galite padaryti čia parodytų stereofoninių porų kopijas ir įklijuoti jas į stereoskopą. Taip pat galite įdėti ploną kartono gabalėlį statmenai tarp dviejų vaizdų iš tos pačios stereoporos ir pabandyti žiūrėti į savo atvaizdą kiekviena akimi, nustatydami akis lygiagrečiai taip, lyg žiūrėtumėte į tolį. Taip pat galite išmokti pirštu judinti akis į vidų ir išorę, padėdami jį tarp akių ir stereofoninės poros ir judindami pirmyn arba atgal, kol vaizdai susijungs, po to (tai sunkiausia) galėsite pažvelgti į sujungtą. vaizdą, stengdamasis nedalyti jo į dvi dalis. Jei pavyks, akivaizdūs gilumo santykiai bus priešingi tiems, kurie suvokiami naudojant stereoskopą.

Net jei jums nepavyks pakartoti patirties su gylio suvokimu Nesvarbu, ar tai yra dėl to, kad neturite stereoskopo, ar dėl to, kad negalite savavališkai perkelti akių ašių į vidų ir išorę, vis tiek galite suprasti reikalo esmę, nors stereo efekto jums nepatiks.

Viršutinėje stereoporoje Fig. 105 dviejuose kvadratiniuose rėmeliuose yra mažas apskritimas, iš kurių vienas šiek tiek paslinktas į kairę nuo centro, o kitas - į dešinę. Jei pažvelgsite į šią stereoporą dviem akimis, naudodami stereoskopą ar kitą vaizdo išlyginimo metodą, tada pamatysite apskritimą ne lapo plokštumoje, o priešais jį maždaug 2,5 cm atstumu. apsvarstykite apatinę stereoporą pav. 105, apskritimas bus matomas už lapo plokštumos. Jūs taip suvokiate apskritimo padėtį, nes jūsų akių tinklainėje gaunama lygiai tokia pati informacija, tarsi apskritimas iš tikrųjų būtų prieš ar už kadro plokštumos.

1960 metais Bela Yulesh iš Bell Telephone Laboratories, sugalvojo labai naudingą ir elegantišką stereo efekto demonstravimo techniką. Vaizdas, parodytas pav. 107 iš pirmo žvilgsnio atrodo vienalytė atsitiktinė mažų trikampių mozaika.

Taip ir yra, išskyrus tai, kad centrinėje dalyje yra paslėptas didesnio dydžio trikampis. Jei pažvelgsite į šį vaizdą su dviem spalvoto celofano gabalėliais prieš akis - raudona prieš vieną akį ir žalia prieš kitą, tada centre turėtumėte pamatyti trikampį, išsikiusį į priekį iš lapo plokštumos. , kaip ir ankstesniu atveju su mažu apskritimu ant stereoporų . (Pirmą kartą gali tekti žiūrėti minutę ar daugiau, kol atsiras stereo efektas.) Jei sukeisite celofano gabalėlius, gylis bus apverstas. Šių Yulesh stereo porų vertė slypi tame, kad jei jūsų stereofoninis suvokimas yra sutrikęs, nematysite trikampio priešais ar už aplinkinio fono.

Apibendrinant galime pasakyti, kad mūsų gebėjimas suvokti stereo efektą priklauso nuo penkių sąlygų:

1. Yra daug netiesioginių gylio požymių – dalinis vienų objektų užtemimas kitų, judėjimo paralaksas, objekto sukimasis, santykiniai matmenys, šešėlių užmetimas, perspektyva. Tačiau stereopsis yra galingiausias mechanizmas.

2. Jeigu akimis fiksuojame erdvės tašką, tai šio taško projekcijos patenka į abiejų tinklainės centrines duobutes. Bet kuris taškas, laikomas tokiu pačiu atstumu nuo akių kaip ir fiksavimo taškas, sudaro dvi projekcijas atitinkamuose tinklainės taškuose.

3. Stereo efektą lemia paprastas geometrinis faktas – jei objektas yra arčiau nei fiksavimo taškas, tai dvi jo projekcijos tinklainėse yra toliau viena nuo kitos nei atitinkami taškai.

4. Pagrindinė išvada remiantis eksperimentų su tiriamaisiais rezultatais yra tokia: objektas, kurio projekcijos į dešinės ir kairės akies tinklainę patenka į atitinkamus taškus, suvokiamas kaip esantis tokiu pat atstumu nuo akių kaip ir taškas. fiksavimo; jei šio objekto projekcijos yra perkeltos viena nuo kitos, palyginti su atitinkamais taškais, atrodo, kad objektas yra arčiau fiksavimo taško; jei, priešingai, jie yra arti, atrodo, kad objektas yra toliau nei fiksavimo taškas.

5. Jei horizontali projekcijos poslinkis didesnis nei 2° arba vertikalus poslinkis didesnis nei kelios lanko minutės, atsiranda dvigubėjimas.

Stereoskopinio regėjimo fiziologija

Jei norime sužinoti, kokie yra stereopsio smegenų mechanizmai, lengviausia pradėti nuo klausimo: ar yra neuronų, kurių reakcijas konkrečiai nulemia santykinis horizontalus vaizdų poslinkis abiejų akių tinklainėje? Pirmiausia pažiūrėkime, kaip reaguoja apatinių regėjimo sistemos lygių ląstelės, kai abi akys stimuliuojamos vienu metu. Turime pradėti nuo 17 ar daugiau neuronų aukštas lygis, kadangi tinklainės ganglioninės ląstelės yra aiškiai monokuliarinės, o šoninio genikulinio kūno ląstelės, kuriose įėjimai iš dešinės ir kairės akies pasiskirstę skirtinguose sluoksniuose, taip pat gali būti laikomos monokuliarinėmis – jos reaguoja į bet kurios vienos akies stimuliavimą. arba kitas, bet ne abu vienu metu. 17 lauke maždaug pusė neuronų yra binokulinės ląstelės, kurios reaguoja į abiejų akių stimuliaciją.

Kruopščiai ištyrus paaiškėja, kad šių ląstelių atsakai, matyt, mažai priklauso nuo santykinės dirgiklių projekcijų padėties ant abiejų akių tinklainės. Apsvarstykite tipišką sudėtingą ląstelę, kuri nepertraukiama iškrova reaguoja į stimulo juostos judėjimą per jos jautrų lauką vienoje ar kitoje akyje. Vienu metu stimuliuojant abi akis, šios ląstelės iškrovų dažnis yra didesnis nei stimuliuojant vieną akį, tačiau paprastai tokios ląstelės reakcijai nėra svarbu, ar tam tikru momentu stimulo projekcijos pataikė į tas pačias sritis. du imlūs laukai.

Geriausias atsakas užfiksuojamas, kai šios projekcijos įeina ir išeina iš atitinkamų dviejų akių laukų maždaug tuo pačiu metu; tačiau ne taip svarbu, kuri iš projekcijų šiek tiek lenkia kitą. Ant pav. 108 rodo charakteringą atsako kreivę (pvz., iš viso impulsai reaguojant į vieną dirgiklio praėjimą per recepcinį lauką) nuo dirgiklio padėties skirtumo abiejose tinklainėse. Ši kreivė yra labai arti horizontalios tiesės, iš kurios aišku, kad santykinė dirgiklių padėtis ant dviejų tinklainių nėra labai reikšminga.

Tokio tipo ląstelė gerai reaguos į tinkamos orientacijos liniją, nepaisant jos atstumo – atstumas iki linijos gali būti didesnis, lygus arba mažesnis už atstumą iki akies fiksuoto taško>.

Palyginti su šia ląstele, neuronai, kurių atsakas parodytas Fig. 109 ir 110 yra labai jautrūs santykinei dviejų dirgiklių padėčiai dviejose tinklainėse, ty jautrūs gyliui.

Pirmasis neuronas (109 pav.) geriausiai reaguoja, jei dirgikliai patenka tiksliai į atitinkamas dviejų tinklainės sritis. Horizontalaus dirgiklių nesutapimo (ty skirtumo), kuriam esant ląstelė jau nustoja reaguoti, dydis yra tam tikra jos jautraus lauko pločio dalis. Todėl ląstelė reaguoja tada ir tik tada, kai objektas yra maždaug tokiu pat atstumu nuo akių kaip ir fiksavimo taškas. Antrasis neuronas (110 pav.) reaguoja tik tada, kai objektas yra toliau nei fiksavimo taškas. Taip pat yra ląstelių, kurios reaguoja tik tada, kai dirgiklis yra arčiau šio taško. Pasikeitus skirtumo laipsniui, dviejų paskutinių tipų neuronai, vadinami tolimos ląstelės ir šalia ląstelių, labai smarkiai keičia savo atsakymų intensyvumą nulinio skirtumo taške arba arti jo. Visų trijų tipų neuronai (ląstelės, suderintas su skirtumu) buvo rasta 17 beždžionių lauke.

Dar nėra visiškai aišku, kaip dažnai jie ten atsiranda, ar yra tam tikruose žievės sluoksniuose ir ar yra tam tikruose erdviniuose santykiuose su okulodominavimo stulpeliais. Šios ląstelės yra labai jautrios objekto atstumui nuo akių, kuris yra užkoduotas kaip atitinkamų dirgiklių santykinė padėtis dviejose tinklainėse. Dar viena šių ląstelių savybė – jos nereaguoja į tik vienos akies stimuliavimą arba reaguoja, bet labai silpnai. Visos šios ląstelės turi bendra nuosavybė orientacijos selektyvumas; kiek mes žinome, jie panašūs į įprastus sudėtingos ląstelės viršutiniai žievės sluoksniai, tačiau turi papildomą savybę – jautrumą gyliui. Be to, šios ląstelės gerai reaguoja į judančius dirgiklius, o kartais ir į linijų galus.

J. Poggio iš Johnso Hopkinso medicinos mokyklos užfiksavo tokių ląstelių atsakus 17 lauke budinčios beždžionės su implantuotais elektrodais, kuri anksčiau buvo išmokyta fiksuoti tam tikro objekto žvilgsnį. Anestezuotoms beždžionėms tokių ląstelių buvo rasta ir žievėje, tačiau 17 lauke jos buvo retos, o 18 lauke labai dažnos. Būčiau labai nustebęs, jei paaiškėtų, kad gyvūnai ir žmonės gali stereoskopiškai įvertinti atstumus iki objektų naudodami tik tris. Ląstelių tipai – sureguliuoti iki nulinio skirtumo, „arti“ ir „toli“. Verčiau tikėčiau rasti visą ląstelių rinkinį visuose įmanomuose gyliuose. Pabudusiose beždžionėse Poggio taip pat susidūrė su siaurai suderintomis ląstelėmis, kurios geriausiai reagavo ne į nulinį skirtumą, o į nedidelius nukrypimus nuo jo; Matyt, žievėje gali būti specifinių neuronų, skirtų visiems skirtumų lygiams. Nors mes vis dar tiksliai nežinome, kaip smegenys „atkuria“ sceną, kurioje dalyvauja daug objektų skirtingais atstumais (kad ir ką turėtume omenyje sakydami „rekonstrukcija“), tokios ląstelės, kaip aprašytos aukščiau, tikriausiai dalyvauja pirmuosiuose šio proceso etapuose.

Kai kurios problemos, susijusios su stereoskopiniu regėjimu

Stereopsio tyrimo metu psichofizikai susiduria su daugybe problemų. Paaiškėjo, kad kai kurių binokulinių dirgiklių apdorojimas regėjimo sistemoje vyksta visiškai nesuprantamais būdais. Galėčiau pateikti daug tokio pobūdžio pavyzdžių, bet apsiribosiu dviem.

Stereoporų pavyzdyje, parodytame Fig. 105, matėme, kad judant du identiškus vaizdus (šiuo atveju apskritimus) vienas kito link atsiranda didesnio artumo jausmas, o tolstant vienas nuo kito – didesnio atstumo jausmas. Tarkime, kad dabar atliekame abi šias operacijas vienu metu, kurioms kiekviename rėmelyje dedame po du apskritimus, esančius vienas šalia kito (111 pav.).

Aišku, turint omenyje tokius stereo poros gali lemti dviejų apskritimų suvokimą – vieną arčiau, o kitą toliau nei fiksavimo plokštuma. Tačiau galime daryti prielaidą ir kitą variantą: fiksavimo plokštumoje matysime tik du greta esančius apskritimus. Faktas yra tas, kad šios dvi erdvinės situacijos atitinka tuos pačius vaizdus tinklainėje. Tiesą sakant, šią dirgiklių porą galima suvokti tik kaip du apskritimus fiksavimo plokštumoje, o tai nesunkiai galima pastebėti, jei 2 pav. esantys kvadratiniai rėmeliai yra bet kokiomis priemonėmis sujungti. 111.

Lygiai taip pat galime įsivaizduoti situaciją, kai laikome dvi simbolių eilutes x, tarkime, šešis simbolius eilutėje. Žiūrint per stereoskopą, iš esmės galima suvokti bet kurią iš daugybės galimų konfigūracijų, priklausomai nuo to, kuris x ženklas iš kairės grandinės susilieja su tam tikru x ženklu dešinėje grandinėje. Iš tiesų, jei nagrinėsime tokią stereoporą per stereoskopą (ar kitu stereo efektą sukuriančiu būdu), fiksavimo plokštumoje visada matysime šešis x ženklus. Vis dar nežinome, kaip smegenys išsprendžia šią dviprasmybę ir pasirenka paprasčiausią iš visų galimų kombinacijų. Dėl tokio dviprasmiškumo sunku net įsivaizduoti, kaip mums pavyksta suvokti trimatę sceną, apimančią daugybę įvairaus dydžio šakų, išsidėsčiusių skirtingais atstumais nuo mūsų. Tiesa, fiziologiniai duomenys rodo, kad užduotis gali būti ne tokia sudėtinga, nes skirtingos šakos gali turėti skirtingą orientaciją, o mes jau žinome, kad ląstelės, dalyvaujančios stereopse, visada yra orientacinės.

Antrasis binokulinių efektų nenuspėjamumo pavyzdys, su stereopsiu susijusi vadinamoji regos laukų kova, kurią minime ir skyrelyje apie žvairumą (9 sk.). Jei dešinės ir kairės akies tinklainėje sukuriami labai skirtingi vaizdai, dažnai vienas iš jų nustoja būti suvokiamas. Jei kaire akimi žiūrėsite į vertikalių linijų tinklelį, o dešine akimi į horizontalių linijų tinklelį (112 pav.; galite naudoti stereoskopą arba akių konvergenciją), tuomet būtų galima tikėtis, kad pamatysite. susikertančių linijų tinklelis.

Tačiau iš tikrųjų beveik neįmanoma pamatyti abiejų linijų rinkinių vienu metu. Matosi arba vienas, arba kitas, ir kiekvienas iš jų tik kelias sekundes, po to dingsta ir atsiranda kitas. Kartais galima pamatyti ir šių dviejų vaizdų mozaiką, kurioje judės, susijungs ar atsiskirs atskiri vienarūšiai plotai, keisis juose esančių linijų orientacija (žr. 112 pav., žemiau). Kažkodėl nervų sistema negali suvokti tokių skirtingų dirgiklių vienu metu toje pačioje regėjimo lauko dalyje ir slopina vieno iš jų apdorojimą.

žodis" slopinti mes čia vartojame tiesiog kaip kitą to paties reiškinio apibūdinimą: iš tikrųjų mes nežinome, kaip toks slopinimas vyksta ir kokiame centrinės nervų sistemos lygyje jis vyksta. Man atrodo, kad regėjimo laukų kovos metu suvokto vaizdo mozaikiškumas leidžia manyti, kad „sprendimų priėmimas“ šiame procese vyksta gana ilgai. ankstyvosios stadijos vaizdinės informacijos apdorojimas, galbūt 17 ar 18 laukelyje. (Džiaugiuosi, kad man nereikia ginti šios prielaidos.)

Regėjimo lauko kovos fenomenas reiškia tais atvejais, kai regėjimo sistema negali sujungti vaizdų ant dviejų tinklainių (į plokščią paveikslą, jei vaizdai yra vienodi, arba į trimatę sceną, jei yra tik nedidelis horizontalus skirtumas), ji tiesiog atmeta vieną iš vaizdai – arba visiškai, kai, pavyzdžiui, žiūrime pro mikroskopą kita akimi iš dalies arba laikinai, kaip nurodyta aukščiau pateiktame pavyzdyje. Dėmesys vaidina svarbų vaidmenį mikroskopo situacijoje, tačiau neuroniniai mechanizmai, kuriais grindžiamas šis dėmesio pasikeitimas, taip pat nežinomi.

Dar vieną regėjimo laukų kovos pavyzdį galite pastebėti tiesiog pažvelgę ​​į kokią nors įvairiaspalvę sceną ar paveikslą pro akinius su raudonais ir žaliais filtrais. Įvairių stebėtojų įspūdžiai šiuo atveju gali būti labai skirtingi, tačiau dauguma žmonių (taip pat ir aš pats) pastebi perėjimus nuo bendro rausvo tono prie žalsvo ir atvirkščiai, bet be geltona spalva, kuris gaunamas įprastai maišant raudoną šviesą su žalia.

stereo aklumas

Jeigu žmogus aklas viena akimi, tai akivaizdu, kad stereoskopinio regėjimo jis neturės. Tačiau jo taip pat nėra tam tikrai daliai žmonių, kurių regėjimas kitu atveju yra normalus. Keista, bet tokių žmonių dalis nėra per maža. Taigi, jei parodysime tokias stereoporas, kaip parodyta Fig. Nuo 105 ir 106 iki šimto studentų dalykų (naudojant polaroidus ir poliarizuotą šviesą), dažniausiai paaiškėja, kad keturi ar penki iš jų negali pasiekti stereo efekto.

Dažnai tai nustebina juos pačius, nes kasdienėmis sąlygomis jie nepatiria jokių nepatogumų. Pastarasis gali pasirodyti keistas kiekvienam, kuris eksperimento sumetimais bandė vairuoti automobilį užsimerkęs. Stereopsio nebuvimą, matyt, gana gerai kompensuoja kiti gylio ženklai, tokie kaip judesio paralaksas, perspektyva, dalinis vienų objektų užkimimas kitais ir kt. 9 skyriuje nagrinėsime įgimto žvairumo atvejus, kai akys ilgas laikas dirbti nenuosekliai. Dėl to gali sutrikti žievės jungtys, užtikrinančios binokulinę sąveiką, ir dėl to gali išnykti stereopsis. Žvairumas nėra neįprastas ir net lengvas laipsnis, kuris gali likti nepastebėtas, kai kuriais atvejais tikriausiai yra stereoaklumo priežastis. Kitais atvejais stereopsio pažeidimas, pavyzdžiui, daltonizmas, gali būti paveldimas.

Kadangi šiame skyriuje buvo nagrinėjamas ir corpus callosum, ir stereoskopinis regėjimas, pasinaudosiu proga papasakoti ką nors apie šių dviejų ryšį. Pabandykite užduoti sau klausimą: kokių stereopsių sutrikimų galima tikėtis žmogui, kuriam perpjautas audinys? Atsakymas į šį klausimą aiškus iš diagramos, parodytos fig. 113.

Jei žmogus savo žvilgsniu fiksuoja tašką P, tai taško Q projekcijos, esančios arčiau akių ūminiame FPF kampe, - QL ir QR - bus kairėje ir dešinėje akyje priešingose ​​duobės pusėse. Atitinkamai projekcija Ql perduoda informaciją į kairysis pusrutulis, o Qr projekcija – į dešinįjį pusrutulį. Norint pamatyti, kad Q taškas yra arčiau nei P (t. y. gauti stereo efektą), reikia sujungti kairiojo ir dešiniojo pusrutulių informaciją. Bet vienintelis kelias tai padaryti yra perduoti informaciją išilgai corpus callosum. Jei kelias per corpus callosum yra sunaikintas, asmuo bus stereoaklas paveikslėlyje užtamsintoje srityje. 1970 m. D. Mitchellas ir K. Blakemore'as iš Kalifornijos universiteto Berklyje ištyrė stereoskopinį regėjimą vienam asmeniui, turinčiam perpjautą audinį ir gavo būtent tokį rezultatą, kuris buvo numatytas aukščiau.

Antrasis klausimas, glaudžiai susijęs su pirmuoju, – koks stereopsio sutrikimas atsiras, jei optinis chiazmas bus nupjautas išilgai vidurinės linijos (ką R. Myersas padarė katėms). Rezultatas čia tam tikra prasme bus priešingas. Iš pav. 114 turėtų būti aišku, kad šiuo atveju kiekviena akis taps apakinta dirgikliams, patenkantiems į tinklainės nosies sritį, t. y. iš laikinosios regėjimo lauko dalies.

Todėl erdvės, spalvoto žiebtuvėlio srityje, kur ji paprastai yra, stereopsių nebus. Šoninės zonos, esančios už šio regiono, paprastai pasiekiamos tik viena akimi, todėl čia nėra stereopsijos normaliomis sąlygomis, o po chiazmo perpjovimo jos bus aklumo zonos (paveiksle tai parodyta daugiau tamsi spalva). Srityje už fiksavimo taško, kur persidengia laikinosios regėjimo laukų dalys, dabar nematoma, taip pat atsiras aklumas.

Tačiau arčiau fiksavimo taško esančioje srityje likę abiejų akių puslaukiai persidengia, todėl stereopsis čia turėtų būti išsaugotas, nebent pažeistas korpusas. Vis dėlto K. Blakemore'as rado pacientą, kuriam buvo visiškai nupjautas chiazmas išilgai vidurinės linijos (šiam pacientui vaikystėje važiuodamas dviračiu buvo lūžęs kaukolė, dėl ko, matyt, išilginis plyšimas chiasma). Išbandžius buvo nustatyta, kad jis turi būtent tokį regėjimo defektų derinį, kurį ką tik hipotetiškai apibūdinome.

Straipsnis iš knygos: .