Зрительное восприятие глубины пространства (бинокулярное зрение) - с точки зрения физиологии человека

Оглавление статьи:
  1. Механизмы восприятия глубины
  2. Косоглазие
  3. Резюме
  4. Список использованной литературы

а) Механизмы восприятия глубины. Восприятие глубины пространства происходит через монокулярные сигналы и стереоскопическое бинокулярное зрительное восприятие.

1. Восприятие глубины. Любой, кто идет через структурированную местность и располагает нормальным бинокулярным зрением, воспринимает ее не только как зрительное поле, упорядоченное по пространственной глубине, но также может достаточно точно оценивать расстояние до предметов.

Восприятие глубины пространства обусловлено монокулярными зрительными сигналами, особенно в ближайших к глазам областях благодаря бинокулярному стереоскопическому зрению и расчетам на основе конвергентных движений глаз.

- Монокулярное восприятие глубины: монокулярные сигналы, которые позволяют воспринимать глубину пространства при наблюдении одним глазом, — это аккомодация хрусталика, необходимая для регулирования фокусировки взгляда, различия в размерах знакомых предметов, тени, перспективные сокращения, четкость контура и насыщенность цвета видимого предмета в тумане или дымке; особенно надежными механизмами являются затенение (дальних предметов от более близких) и параллаксы движения (параллактические смещения объектов друг относительно друга при движениях головы и тела).

Близкие предметы сдвигаются больше, чем дальние, а предметы ближе нашей точки фиксации двигаются в направлении, противоположном нашему собственному движению, тогда как объекты за точкой фиксации перемещаются в том же направлении, что и мы).

- Бинокулярное восприятие глубины: пространственное зрение с использованием бинокулярной стереоскопии особенно важно для объектов в зоне досягаемости руки и в непосредственной близости (пространство ближнего действия).

Поскольку глаза расположены в разных точках головы, ретинальное отображение предмета на конечном расстоянии по геометрически-опти-ческим причинам на каждой сетчатке различно. Эта поперечная диспарация (боковое смещение) двух изображений на сетчатке тем больше, чем ближе расположен предмет.

P.S. Поперечная диспарация изображения. Различное отображение одного предмета на обеих сетчатках можно легко продемонстрировать на примере следующего опыта: рассмотрите большой палец вашей вытянутой вперед правой руки монокулярно: поочередно то правым, то левым глазом. При этом чередовании большой палец ощутимо сдвигается относительно фона.

Геометрию поперечной диспарации можно понять (рис. ниже): если зафиксировать оба глаза на точке вблизи, то в пространстве появится искривленная поверхность, называемая гороптером, видимые точки которой отражаются на корреспондирующих точках сетчатки. Гороптер изменяется при каждом движении взгляда.

Зрительное восприятие глубины пространства (бинокулярное зрение)
Схема бинокулярного зрения. Если объект (G) расположен дальше, чем граница гороптера, то его изображение в левом глазу отображается справа, в правом глазу — слева (т. е. назально) от центральной ямки (поперечная диспарация изображения α и β). Если предмет ближе, чем линия гороптера (G'), то его изображение на сетчатке смещается в противоположную сторону (по направлению к виску от центральной ямки, α'β')

При прямом взгляде гороптер особенно прост: круг гороптера пересекает узловые точки оптической системы обоих глаз и точку фиксации. Точка фиксации в обоих глазах попадает на центральные ямки, которые при этом являются корреспондирующими точками сетчатки. Поперечные диспарации объекта за пределами круга гороптера α и β расположены ближе к носовой области сетчатки («дальше»), а диспарации объекта внутри круга α' и β' — ближе к височной области относительно корреспондирующих точек («ближе»).

2. Бинокулярный синтез. Упрощенное бинокулярное зрение возможно только в том случае, если поперечная диспарация не превышает критического значения. Как показано на рис. выше, все предметы вне или внутри круга гороптера отражаются не на корреспондирующих участках сетчатки. При нормальном бинокулярном зрении результирующие двойные изображения подавляются. При достаточно большой поперечной диспарации (сумма углов α и β или α' и β' на рис. выше больше чем 12-16 угловых минут) их значение для слияния становится слишком высоким, и мы воспринимаем мешающие нам двойные изображения.

P.S. Нейрофизиология. Для нейрофизиологического объяснения стереоскопического восприятия глубины важно, что часть бинокулярных нейронов зон V1 и V2 имеет точно корреспондирующие рецептивные поля в обеих сетчатках и, таким образом, наиболее сильно активируется контурами в области гороптера. Другая часть бинокулярно активируемых нейронов, напротив, обладает рецептивными полями, геометрически неточно корреспондирующими в левой и правой сетчатке.

Эти нервные клетки активируются наиболее эффективно, если объект находится в определенной области извне или внутри круга гороптера, т.е. его изображение на левой и правой сетчатке обеспечивает определенное значение поперечной диспарации. Оптимальное возбуждение таких нейронов сигнализирует о расстояниях «ближе» или «дальше», чем точка фиксации.

б) Косоглазие. При косоглазии оси глаз могут расходиться настолько сильно, что бинокулярный синтез невозможен, как и подавление двойных изображений.

При косоглазии (страбизме) одна из зрительных осей отклоняется от точки фиксации. В норме диспарация бинокулярного изображения постоянно меняется посредством небольших дизъюнктивных движений обоих глаз (средняя амплитуда около 6,5 угловых минут, средняя продолжительность 40 мс и средняя скорость 10°/с). Центральный механизм бинокулярного синтеза постоянно корректирует неправильные установки зрительных осей посредством соответствующей иннервации глазных мышц.

Если эта корректирующая функция отказывает (например, при экстремальной усталости), то у многих здоровых людей возникает временное косоглазие; зрительные оси немного отклоняются наружу (экзофория) или вовнутрь (эзофория). Бинокулярное слияние и фиксация при этом отсутствуют. Субъективно ощущается двоение в глазах, объективно может наблюдаться дивергенция или конвергенция глаз (косоглазие). Патологической причиной острого косоглазия может быть паралич глазной мышцы. Инфантильное косоглазие может нанести непоправимый вред бинокулярной зрительной функции.

в) Резюме. Зрительное восприятие глубины пространства. Восприятие глубины пространства одним глазом (монокулярно) или двумя глазами (бинокулярно) может быть реализовано с помощью различных механизмов. При бинокулярном стереоскопическом зрении горизонтальные различия изображения между обоими глазами (поперечная диспарация) используются для расчета глубины пространства, что осуществляется специфическими «дальними» и «ближними» нейронами в зрительной коре (V1, V2). Этот механизм работает на ближних и средних расстояниях.

Посредством центрального процесса бинокулярного синтеза взаимно смещенные изображения сливаются при сенсорном восприятии, если поперечная диспарация не слишком велика (например, раздвоенные изображения при сильном косоглазии).

Монокулярное восприятие глубины пространства основывается на затенении дальних объектов более близкими, параллаксе при движениях головы или тела, аккомодации, различиях в размере, перспективе, тенях, насыщенности цвета и размытости контуров.

Видео проверка бинокулярного зрения по Соколову

- Вернуться в раздел "Физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 25.4.2025