40. Пространственное зрение

Бинокулярное зрение. У большинства животных каждый глаз имеет свое отдельное поле зрения. Человек значительную часть полей зрения обоих глаз видит одновременно и правым и левым глазом, что значительно улучшает зрительную оценку расстояний и позволяет видеть объемную форму предметов.

При бинокулярном зрении оба глаза должны быть всегда точно установлены на один и тот же пункт поля зрения, чтобы изображение каждой части видимого предмета занимало в обеих сетчатках совершенно одинаковое положение, иными словами, чтобы попадало на их идентичные, т. е. тождественные, точки (рис. 53). Клетки зрительной области коры больших полушарий, к которым приходят импульсы от идентичных точек обеих, сетчаток, тесно связаны между собой. Их одновременное возбуждение позволяет четко видеть предмет. Стоит слегка надавить сбоку глазное яблоко и тем самым несколько сместить его, как изображение раздваивается, становится неясным. Это происходит потому, что изображение попадает на неидентичные точки обеих сетчаток.

Рис. 53. Схема бинокулярного зрения: изображение пунктов А и Б падает на идентичные точки обеих сетчаток, обозначенные одинаковыми цифрами

Установка глаза на ту или иную точку поля зрения обеспечивается шестью мышцами, которые одним концом прикрепляются к глазнице, а другим - к определенным участкам поверхности глазного яблока. Оно вращается в различном направлении в зависимости от того, какие из этих мышц сокращаются.

У новорожденного движения обоих глаз часто бывают недостаточно согласованны. Иногда движение одного глаза отстает от движения другого, и ребенок косит глазами; мало того, один глаз может даже остаться неподвижным. Наблюдая за ребенком, можно обнаружить, что его как бы безучастный взгляд по временам оживляется. Это происходит в тот момент, когда оба глаза согласованно фиксируют какой-то предмет и ребенок ясно его видит. Если, предмет медленно передвигается, ребенок пытается следить за ним глазами, а при неудаче начинает вращать глаза во все стороны, проявляя беспокойство, которое проходит, как только взор снова упадет на предмет. Через несколько дней после рождения движения обоих глаз становятся хорошо согласованными. Однако во время сна согласованность еще долгое время может нарушаться.

Косоглазие. Нарушения согласованного движения глазных яблок, а также дефекты оптической системы одного или двух глаз могут привести к устойчивому косоглазию. Сначала оно бывает заметным только при утомлении или сосредоточенном рассматривании какого-либо предмета, а в дальнейшем усиливается и становится постоянным. Острота зрения косящего глаза резко снижается, ухудшается возможность правильно определять расстояние между предметами, их размеры, объем.

У детей косоглазие чаще всего появляется на 2-3-м году жизни, иногда становится заметным после какой-либо тяжелой болезни или испуга. Очень важно своевременно выявить косоглазие и показать ребенка врачу, так как оно хорошо излечимо лишь в начальных стадиях. При возникновении косоглазия в одном глазу вся зрительная нагрузка переносится на здоровый глаз, а больной глаз, перестав упражняться, постепенно перестает функционировать и атрофируется. При косоглазии назначают очки, даже если ребенку 1-2 года. Выписанные очки дети должны носить постоянно, снимая их только при умывании и отходе ко сну.

Развитие пространственного зрения. Известны случаи, когда взрослый человек, родившийся слепым, после операции становится зрячим. Такому человеку, хотя и не сразу, но довольно быстро удается фиксировать взором предметы. Гораздо труднее ему ориентироваться в пространстве: он не может определить зрением ни величину или форму предмета, ни его положение в пространстве - вверху или внизу, справа или слева, близко или далеко. Лишь сопоставляя зрительные ощущения с хорошо знакомыми осязательными и двигательными, он постепенно научается пользоваться зрением.

У ребенка уже в первые месяцы жизни одновременная информация, получаемая с рецепторов различных анализаторов - зрительного, кожного, двигательного, слухового, становится источником образования в коре больших полушарий многочисленных условных связей, позволяющих ориентироваться в пространстве. Двигая ручками, ребенок сначала случайно прикасается к висящей перед ним игрушке. В этот момент в кору больших полушарий поступает сигнализация с мышц руки о ее положении в пространстве, с мышц шеи о положении головы, с мышц глазного яблока о направлении зрительной оси, с рецепторов сетчатки о видимой игрушке, с кожных рецепторов о прикосновении к предмету. После неоднократного повторения такой информации в коре больших полушарий образуются соответствующие условные связи, в результате которых ребенок может произвести движение руки, необходимое для того, чтобы прикоснуться к игрушке. Другая игрушка, висящая рядом с первой, станет источником несколько измененной информации о положении руки, зрительной оси, а потому измененным окажется и движение руки, необходимое для прикосновения к игрушке.

С возрастом зрительная информация становится все более сложной и дифференцированной. Ребенок ощупывает предмет, вертит его в руках, сжимает. Начав ходить, ребенок идет к предмету, бросает его, снова находит - знакомство с пространством расширяется. Так постепенно, в результате образования множества новых условных связей ребенок получает возможность при помощи зрения познавать окружающий мир.

Одновременно развивается способность определять степень удаленности предмета и ощущать его объемность, или рельефность, т. е. неодинаковую удаленность его частей от глаза. О расстоянии до предмета информируют глазные мышцы. Когда предмет находится далеко, зрительные оси обоих глаз, т. е. линии, соединяющие фиксируемую точку поля зрения с центральной ямкой желтого пятна, идут параллельно. По мере приближения предмета правый глаз поворачивается влево, а левый - вправо. Чем ближе предмет к глазу, тем больше становится угол между зрительными осями. Если один предмет находится в 20-30 см от глаза, а другой - сзади первого в 2-3 м от глаза, можно наблюдать интересное явление двоения. Когда человек смотрит двумя глазами на ближний предмет, дальний двоится; при переводе зрения на дальний, двоится ближний предмет. Это происходит потому, что изображение нефиксируемой точки попадает не на идентичные точки сетчатки, как это показано на схеме (рис. 54). При фиксации ближней точки изображение дальней оказывается в правом глазу левее центральной ямки, а в левом - правее ее. В этом нетрудно убедиться, если прикрывать рукой то один, то другой глаз: исчезает точка на стороне закрытого глаза. При фиксации дальней точки получается обратная картина: изображение ближней точки в правом глазу правее, а в левом - левее центральной ямки. Если закрыть один глаз, исчезнет точка на стороне, противоположной закрытому глазу.

Рис. 54. Схема двоения предмета: I - глаза фиксируют предмет Б; II - глаза фиксируют предмет А. Идентичные точки сетчатки обозначены одинаковыми цифрами. Изображение нефиксируемого предмета падает на неидентичные точки сетчатки, а потому двоится

Двоение точек, находящихся ближе или дальше той, на которую направлен взор, не только не мешает видению, но в некоторой мере облегчает определение расстояния от точек до глаза, а главное, дает возможность различать рельеф предмета, видеть его объемно. Как известно, расстояние между зрачками глаз около 60 мм. Следовательно, при бинокулярном зрении, особенно когда предмет не плоский и находится недалеко, человек видит его с двух разных позиций, а следовательно, неодинаково. Если, например, держать перед собой закрытую книгу так, чтобы один глаз видел только корешок, то другой будет видеть, помимо корешка, сильно скошенную поверхность обложки (рис. 55). При таком частичном несоответствии полей зрения должно было бы легко возникать двоение из-за непопадания на идентичные точки сетчатки тех лучей, которые исходят от более близких или более далеких участков видимого предмета. Предположим, человек смотрит на точку А поверхности, одна часть которой вогнута, а другая - выпукла (рис. 56). Нетрудно заметить, что лучи от точки Б достигают обеих сетчаток левее центральной ямки, лучи от точки В - правее ее, а от точки Г лучи попадают лишь в один глаз. Таким образом, вместо резкого двоения, изображенного на схеме рисунка 54, здесь двоение несколько менее выражено, так как лучи попадают на точки сетчатки, мало удаленные от идентичных точек. Подобное двоение воспринимается как небольшое изменение (увеличение или уменьшение) расстояния от глаза.

Рис. 55. Объемное видение при бинокулярном зрении

Рис. 56. Схема объемного видения: А - фиксируемая точка; А₁ - ее изображение на сетчатке; изображение точки Б падает на идентичные точки сетчатки (Б₁), а точки В (более удаленной) - на неидентичные точки (В₁ и В₂); точка Г видима только одним глазом (Г₁)

Уже в первые годы жизни образуются многочисленные условные связи, на основании которых степень несоответствия отдельных участков изображения предмета на сетчатке позволяет судить об объемном рельефе фигуры. Дети 3-4 лет уже видят форму предметов объемно и легко отличают на расстоянии круг от шара, квадрат от куба, треугольник от пирамиды или конуса, хотя названий геометрических фигур они не знают.

Характерная особенность глазных яблок - их непрерывные движения. Даже если человек пристально смотрит на какую-нибудь точку, зрительные оси обоих глаз незначительно смещаются то в одном, то в другом направлении. Полное прекращение движений глазного яблока приводит к тому, что каждая колбочка находится под непрерывным, одинаковым воздействием световых лучей и очень быстро теряет чувствительность вследствие адаптации к раздражению. При мелких, но непрерывных движениях глазного яблока на каждую отдельную колбочку воздействуют лучи, исходящие от меняющихся точек рассматриваемого предмета - то от светлых, то от темных. При этих условиях в течение длительного времени может сохраняться достаточно высокая чувствительность рецепторов сетчатки, необходимая для четкого зрения. Эта характерная особенность глаз хорошо выражена уже у новорожденных, но у них движения правого и левого глаза плохо координированы.