Зрение

(англ. vision) — способность получать и извлекать информацию о мире из энергии электромагнитного излучения светового диапазона; сложный комплекс процессов в зрительной системе, начинающихся с трансформации световой энергии в фоторецепторах и завершающихся зрительными ощущениями и восприятиями. Видимым участком спектра электромагнитного излучения считается полоса с длинами волн приблизительно в пределах от 380 до 760 нм. Развитие З. тесно связано с совершенствованием функций ц. н. с. Как средство познания З. достигло наибольшего развития у человека, где оно обеспечивает поступление свыше 90% всей информации об окружающем мире.

В зрительной системе человека различают: 1) периферический отдел — глаз (пара глаз), с его оптической системой, внешними глазными мышцами и рецепторным аппаратом — сетчатой оболочкой (сетчатка, ретина); 2) афферентные пути (зрительные нервы и тракты, сияние Грациоле), 3) подкорковые центры (латеральные коленчатые тела, верхние бугры четверохолмия и др.); 4) зрительные центры коры больших полушарий мозга (17-е, 18-е и 19-е поля Бродмана). В состав зрительной системы входят и эфферентные зрительные пути, обеспечивающие движения глаза. Зрительная система находится под активирующим влиянием ретикулярной формации мозга. Важное значение для З. имеют оптическая система глаза (роговица, или роговая оболочка, зрачок и радужная оболочка, хрусталик, стекловидное тело), формирующая изображение объектов внешнего мира на сетчатке, а также вспомогательный и защитный аппараты глаза: веки, ресницы, орбиты, слезный аппарат, система кровоснабжения и др.

Зрительные процессы возникают в результате воздействия видимого света на фоторецепторы сетчатки (палочки и колбочки). У человека сетчатка содержит ок. 120 млн палочек и 7 млн колбочек (ок. 160 000 рецепторов на 1 мм2). В свободной от палочек фовеальной области (фовеоле) находится примерно 25 000 колбочек. Фоторецепторы открыты были Тревиранусом (1835), но идею 2 типов фоторецепторов обосновал Макс Шульце (1866), выдвинувший теорию двойственности зрения. Согласно этой теории, палочки и колбочки имеют разные функции: палочки являются аппаратом ночного ахроматического зрения, колбочки — дневного цветового зрения. Для возникновения возбуждения в нейронах сетчатки необходимо, чтобы энергия, попадающая на сетчатку в виде квантов света (фотонов), была поглощена зрительными пигментами фоторецепторов: палочковым пигментом родопсином, или, иначе, зрительным пурпуром, и колбочковыми пигментами (иодопсином и др.). Фотохимические изменения в этих пигментах дают начало зрительному процессу, который на всех уровнях зрительной системы проявляется в виде электрических потенциалов (см. Электроретинография, Электроокулография, Электроэнцефалография.)

Сетчатка — это сложная оболочка, в которой выделяют 10 слоев; основными ее элементами являются нервные клетки. Первичная переработка зрительной информации осуществляется уже в сетчатке. Кроме рецепторов в сетчатке имеется несколько типов нейронов — это горизонтальные, биполярные, амакриновые (они входят в 6-й слой, который называется «внутренний ядерный слой») и ганглиозные клетки (8-й слой). Аксоны последних в количестве ок. 1 млн образуют оптический (зрительный) нерв; то место в сетчатке, где собираются и выходят из глаза волокна оптического нерва, называется оптическим диском, здесь нет фоторецепторов, а в поле зрения ему соответствует участок, получивший название слепое пятно (естественная скотома).

Механизмы трансформации нейрофизиологических процессов в световые ощущения и зрительные восприятия неизвестны. Зрительные ощущения человека, как правило, включены в контекст предметного восприятия и в чистом, изолированном виде не возникают (еще Вундт называл чистое ощущение абстракцией); они почти всегда опосредуются более высокими по уровню развития психическими процессами, единство которых со зрительными ощущениями в деятельности человека и образует зрительное восприятие.

Основная зрительная функция — световая чувствительность. Абсолютная световая чувствительность определяется как величина, обратная величине абсолютного порога, т. е. наименьшей величине светового раздражителя, при которой уже возникает ощущение. Абсолютная световая чувствительность очень высока: достаточно, чтобы сетчатка абсорбировала всего несколько квантов света для того, чтобы возникло зрительное ощущение; ее измерения проводят в полной темноте, когда закончится процесс темновой адаптации (см. Адаптация зрительная, Адаптация сенсорная).

Др. важный показатель З. — минимальное видимое различие 2 стимулов (по к.-л. их свойствам); он характеризует дифференциальную (разностную) чувствительность (см. Дифференциальный порог). Относительный разностный порог по яркости примерно равен 1% (см. Контраст яркостный).

Зрительные пороги — величины изменчивые, зависящие от действия многих внутренних и внешних условий, в частности, от адаптации одновременного действия нескольких световых стимулов на сетчатку (см. Маскировка зрительная), последействия световых раздражителей (последовательные образы), взаимодействия органов чувств. Зрительные пороги зависят также от возраста, общего состояния организма, нормального или патологического состояния органа З.

Различают 3 основных вида З.: фотопическое, или дневное; мезопическое, или сумеречное; скотопическое, или ночное. Фотопическое З. осуществляется с помощью колбочкового аппарата, при полной световой адаптации к яркости фона, превышающей 10 нит. Его характеризует относительная видность монохроматических излучений (иначе говоря, нормированная кривая спектральной чувствительности) для дневного З., принятая МКО (1924). Скотопическое З. осуществляется с помощью палочкового аппарата, при полной адаптации к темноте или же яркости фона, не превышающей 0,01 нит. Его характеризует относительная видность монохроматического излучения для ночного З., принятая МКО (1951). Мезопическое З. — промежуточное между дневным и ночным, когда функционируют рецепторы обоих типов.

При фотопическом З. наибольшая острота зрения имеется в центральном поле З., соответствующем фовеальной области сетчатки; к периферии она быстро уменьшается. При скотопическом З. образуется центральная физиологическая скотома, а максимальная световая чувствительность наблюдается в парафовеальных отделах, соответствующих максимальной плотности палочек. В условиях фотопического З. человек различает цвета, в условиях скотопического З. ощущения носят ахроматический характер, но зато световая чувствительность бывает очень высокой.

Для З. важно правильное функционирование двигательного аппарата глаза. Движения осуществляются мышцами глаза: наружными (см. Движения глаз) и внутренними (см. Аккомодация глаз, Зрачковый рефлекс). Хотя возникновение отдельных ощущений и восприятий может происходить без движений глаза (напр., при вспышке молнии, длящейся микросекунды, когда никакое движение глаз невозможно), в целостном процессе зрительного восприятия (чтение, рассматривание картины и др.) движения глаз необходимы. Когда же на сетчатку проецируются искусственно неподвижные изображения, образ предмета через несколько секунд бледнеет и исчезает (см. Адаптация сенсорная, Пуркинье дерево). См. также Бинокулярное зрение, Глубинное зрение, Линия взора, Монокулярное зрение, Нейрон-детектор, Периферическое зрение, Цветовое зрение, Центральное зрение.