39. Восприятие света и цвета

Светочувствительный аппарат глаза. Луч света, пройдя через оптические среды глаза, пронизывает сетчатку и попадает на ее наружный слой (рис. 51). Здесь находятся рецепторы зрительного анализатора. Это особые, чувствительные к свету клетки - палочки и колбочки (см. цв. табл.). Чувствительность палочек необычайно велика. Они дают возможность видеть в сумерки и даже ночью, но без различения цвета, так как возбуждаются лучами почти всего видимого спектра. Чувствительность колбочек по крайней мере в 1000 раз меньше. Они приходят в состояние возбуждения лишь при достаточно сильном освещении, но зато позволяют различать цвета.

Рис. 51. Схема строения сетчатки. I - прилегающий к сетчатке край сосудистой оболочки; II - слой пигментных клеток; III - слой палочек и колбочек; IV и V - два последовательных ряда нервных клеток, на которые переходит возбуждение с палочек и колбочек; 1 - палочки; 2 - колбочки; 3 - ядра палочек и колбочек; 4 - нервные волокна

Вследствие низкой чувствительности колбочек различение цветов к вечеру становится все более затруднительным и в конце концов исчезает.

В сетчатке человеческого глаза на площади примерно 6-7 кв. см насчитывают около 7 млн. колбочек и около 130 млн. палочек. Распределены они в сетчатке неравномерно. В центре сетчатки, как раз против зрачка, находится так называемое желтое пятно с углублением посредине - центральной ямкой. Когда человек рассматривает деталь какого-нибудь предмета, ее изображение попадает на центр желтого пятна. В центральной ямке имеются только колбочки (рис. 52). Здесь их диаметр по крайней мере вдвое меньше, чем в других участках сетчатки, и на 1 кв. мм их количество достигает 120-140 тыс., что способствует более ясному и отчетливому видению. По мере удаления от центральной ямки начинают встречаться и палочки, сначала небольшими группами, а потом все в большем количестве, а колбочек становится меньше. Так, уже на расстоянии 4 от центральной ямки на 1 кв. мм приходится около 6 тыс. колбочек и 120 тыс. палочек.

Рис. 52. Строение сетчатки в области желтого пятна (схема): 1 - центральная ямка; 2 - колбочки; 3 - палочки; 4 - слои нервных клеток; 5 - нервные волокна, направляющиеся к слепому пятну

В полутьме, когда колбочки не функционируют, человек лучше различает те предметы, изображение которых попадает не на желтое пятно. Он не заметит белого предмета, если направит на него взор, так как изображение попадет на центр желтого пятна, где нет палочек. Однако предмет станет видимым, если перевести взор в сторону на 10-15°. Теперь изображение попадает на участок сетчатки, богатый палочками. Отсюда при большой фантазии может возникнуть впечатление "призрачности" предмета, его необъяснимого появления и исчезновения. На этом основаны суеверные представления о призраках, блуждающих по ночам.

При дневном свете человек хорошо различает цветовые оттенки предмета, на который он смотрит. Если же изображение попадает на периферические участки сетчатки, где мало колбочек, то различение цветов становится неотчетливым и грубым.

В палочках и колбочках, как и на фотопленке, под влиянием света происходят химические реакции, действующие как раздражитель. Возникающие импульсы приходят от каждого пункта сетчатки в определенные участки зрительной области коры больших полушарий.

Цветовое зрение. Все многообразие цветовых оттенков может быть получено путем смешения трех цветов спектра - красного, зеленого и фиолетового (или синего). Если быстро вращать диск, составленный из этих цветов, он будет казаться белым. Доказано, что цветоощущающий аппарат состоит из трех видов колбочек: одни преимущественно чувствительны к красным лучам, другие - к зеленым, третьи - к синим. От соотношения силы возбуждения каждого вида колбочек и зависит цветовое зрение.

Наблюдения за электрическими реакциями коры больших полушарий позволили установить, что мозг новорожденного реагирует не только на свет, но и на цвет. Способность различать цвета была обнаружена у грудного ребенка методом условных рефлексов. Различение цветов становится все более совершенным по мере образования новых условных связей, приобретаемых в процессе игры.

Дальтонизм. В конце XVIII в. известный английский естествоиспытатель Джон Дальтон подробно описал расстройство цветового зрения, которым он сам страдал. Он не отличал красного цвета от зеленого, а темно-красный казался ему серым или черным. Такое нарушение, получившее название дальтонизма, встречается примерно у 8% мужчин и очень редко у женщин. Оно передается по наследству через поколение по женской линии, иными словами, от деда к внуку через мать. Бывают и другие расстройства цветового зрения, но они встречаются очень редко. Страдающие дальтонизмом могут долгие годы не замечать своего дефекта. Иногда человек узнает о нем при проверке зрения для поступления на работу, которая требует отчетливого различения красного и зеленого цветов, (например, машинистом на железнодорожном транспорте).

Ребенок, страдающий дальтонизмом, может запомнить, что этот шарик красный, а другой, побольше, зеленый. Но если дать ему два одинаковых шарика, отличающихся только по цвету (красный и зеленый), то он не сумеет их различить. Такой ребенок путает цвета при сборе ягод, на занятиях по рисованию, при подборе цветных кубиков по цветным картинкам. Видя это, окружающие, в том числе и воспитатели, обвиняют ребенка в невнимании или обдуманной шалости, делают ему замечания, наказывают, снижают оценку за выполненную работу. Такая незаслуженная кара может только отразиться на нервной системе ребенка, повлиять на его дальнейшее развитие и поведение. Поэтому, в тех случаях, когда ребенок путает или долго не может усвоить те или иные цвета, его следует показать врачу-специалисту, чтобы выяснить, не результат ли это врожденного дефекта зрения.

Острота зрения. Остротой зрения называется способность глаза различать мельчайшие детали. Если лучи, исходящие от двух рядом расположенных точек, возбуждают одну и ту же или две соседние колбочки, то обе точки воспринимаются как одна более крупная. Для их раздельного видения необходимо, чтобы между, возбужденными колбочками находилась еще одна. Следовательно, максимально возможная острота зрения зависит от толщины колбочек в центральной ямке желтого пятна. Высчитано, что угол под которым падают на сетчатку лучи от двух точек, максимально сближенных, но видимых раздельно, равен ¹/₆₀°, т. е. одной угловой минуте. Этот угол и принято считать за норму остроты зрения. Острота зрения несколько меняется в зависимости от силы освещения. Однако и при одной и той же освещенности она может значительно меняться. Она увеличивается под влиянием тренировки, если, например, человеку приходится иметь дело с тонким различением мелких предметов. При утомлении острота зрения понижается.