Человеку необходимо как центральное, так и периферическое зрение: первое — для различения деталей предметов, второе — для ориентировки в пространстве.
Центральным зрением
Центральным зрением называется способность глаза различать форму предметов в пространстве. Оно осуществляется наиболее высокодифференцированной областью сетчатки — центральной ямкой желтого пятна, где сосредоточены только колбочки, и характеризуется двумя зрительными функциями: остротой зрения и цветоощущением (восприятием цвета).
Острота зрения — это способность глаза воспринимать раздельно две точки, находящиеся на минимальном расстоянии друг от друга. Она зависит от особенностей строения оптической системы и световоспринимающего аппарата глаза. Угол, образованный крайними точками рассматриваемого объекта и узловой точкой глаза, называется углом зрения.
Острота зрения — самая важная функция глаза. Исследование ее очень важно для офтальмолога, ибо позволяет вынести суждение о состоянии зрительного аппарата пациента и о динамике патологического процесса.
Острота зрения обозначается в условных единицах и зависит от угла зрения. За международную единицу остроты зрения (1,0) принята величина угла зрения в 1 мин. При этом линейная величина изображения на сетчатке равна 0,0045 мм. Это средняя величина диаметра колбочки, которая определяет предел различимости двух отдельных точек.
Данный принцип положен в основу таблицы для проверки остроты зрения, содержащей специально подобранные знаки (оптотипы). Таблица состоит из 12 рядов букв или рисунков. Справа от ряда обозначен показатель остроты зрения в единицах, а слева — расстояние в метрах, с которого глаз с остротой зрения, равной 1,0, видит этот ряд.
Проверяют остроту зрения вначале правого, затем левого глаза. Расстояние между пациентом и таблицей должно быть 5 м. При проверке оба глаза открыты, но перед одним держат заслонку. Нормальная острота зрения обозначается 1,0 и соответствует распознаванию X ряда таблиц с расстояния в 5 м.
Возможна и более высокая острота зрения, для определения которой используют XI и XII ряды таблицы, что соответствует остроте зрения в 1,5 и 2,0. Для проверки остроты зрения вблизи применяется специальная, хорошо освещенная таблица. При этом закрывают ладонью один глаз, текст устанавливают на расстоянии 33 см и определяют, какой номер шрифта человек может прочитать.
Цветоощущение
Под цветоощущением понимается способность глаза воспринимать световые лучи различной длины волны. Эта функция центрального зрения выполняется колбочковым аппаратом сетчатки и связанными с ним нервными центрами.
Человеческий глаз воспринимает цвета с длиной волны от 380 до 800 нм, то есть 7 цветов солнечного спектра. Лучи длиной более 800 нм (инфракрасные) и менее 380 нм (ультрафиолетовые) не вызывают у человека оптического эффекта.
Зрительное цветовое ощущение подразделяется на
- ахроматическое: восприятие белого, черного, серого цветов (от самого светлого до самого темного);
- хроматическое: восприятие всех тонов и оттенков цветного спектра (по цветовому тону, светлоте или яркости, насыщенности).
Глаз человека может различать 300 оттенков ахроматического цвета от белого до черного и десятки тысяч хроматических цветов в разных сочетаниях.
Цветовые ощущения вызываются совокупностью лучей с различной длиной волны, а не одним монохроматическим лучом. Однако, когда человек смотрит на цветной предмет, глаз не видит каждую его точку многоцветной, а замечает один результирующий цвет, подчиняясь законам оптического смешения цветов.
Острота зрения может превышать 2,0. В медицинской литературе описаны случаи остроты зрения 8,0, а также имеется упоминание о человеке, который невооруженным глазом видел спутники Юпитера.
Трехкомпонентность цветового зрения
Первым гипотезу о том, что при воздействии на глаз того или иного спектра в органе зрения получаются различные возбуждения только трех компонентов, высказал в 1757 году русский ученый М. В. Ломоносов. Он считал, что глаз имеет три светоощущающих элемента, воспринимающих красный, желтый и голубой цвета, от смешения которых образуются все прочие. Далее теорию развил английский ученый Т. Юнг, признав в 1807 году, что в сетчатке есть три компонента, специфических для восприятия красного, зеленого и фиолетового цветов. И сегодня нормальным цветовым зрением считается способность человека различать три вышеупомянутых основных цвета.
Цветовое зрение напрямую зависит от освещенности: днем оно оптимально, в сумерках резко снижается (в полумраке все предметы окрашиваются в сероватый цвет), а ночью и вовсе отсутствует, поскольку палочки могут функционировать только при наличии света.
Восприятие цвета также зависит от состояния человека: при недостатке кислорода цветоощущение снижается, а когда мы испытываем сильные положительные или отрицательные эмоции, у нас повышается восприятие, соответственно, красного и зеленого цвета.
Периферическое зрение
Периферическое зрение обеспечивается в основном палочковым аппаратом, расположенным на периферии глазногодна.
Достоинства палочек
- Дополняют центральное зрение возможностью ориентировки в пространстве.
- Обеспечивают сумеречное и ночное зрение.
Недостатки палочек
- Не различают цвета.
- Не дают четкого изображения.
Периферическое зрение характеризуется двумя функциями: полем зрения и цветоощущением.
Поле зрения — это пространство, зрительно воспринимаемое человеком при отсутствии движения глазами и головой (то есть при фиксированном состоянии глаза). Данная функция периферического зрения чрезвычайно важна, поскольку изменения, выявленные в поле зрения, являются основным, а нередко и единственным признаком ряда глазных заболеваний и болезней центральной нервной системы. При исследовании поля зрения определяют периферические границы и наличие дефектов в поле зрения.
Изменения поля зрения могут проявляться как в виде сужения его границ, так и в виде выпадения отдельных участков. Сужение границ поля зрения бывает концентрическим и может достигнуть такой степени, что от него останется только небольшой центральный участок (так называемое трубчатое поле зрения).
Сужение поля зрения имеет место при заболеваниях зрительного нерва и патологиях сетчатки, при истерии, неврастении, травматическиих неврозах, а также при отравлении хинином. Секторообразное выпадение поля зрения наблюдается при глаукоме, частичной атрофии зрительного нерва, закупорке одной из ветвей центральной артерии сетчатки, поражении участков коры затылочной доли мозга.
В условиях сумеречного зрения происходит перемещение максимума яркости в спектре в направлении от красной его части к синефиолетовой. Так, в сумерках голубые васильки кажутся светло-серыми, а красный мак — почти черным. Днем человеку наиболее светлым кажется зеленовато-желтый цвет, а при сумеречном освещении — зеленый. Это необычное явление называется феноменом Пуркинье и широко используется в светомаскировке.
Светоощущение — это способность зрительного анализатора воспринимать свет в различных степенях его яркости. Эта функция глаза является наиболее ранней и основной, поскольку все остальные в той или иной степени на ней основываются.
Светоошущение обусловлено функцией палочек за счет необратимой фотохимической реакции со зрительным веществом — родопсином. На свету происходит распад молекул этого вещества, а в темноте оно восстанавливается. За единицу измерения освещенности в Международной системе единиц (СИ) принят 1 люкс (лк). Светоощущением характеризуются три вида зрения:
- дневное
- сумеречное
- ночное
Дневное зрение — это результат работы колбочек при внешней освещенности окружающих предметов в 30 лк и больше.
При освещенности от 25 до 0,3 лк происходит переход к сумеречному зрению.
Сумеречное зрение вызвано в основном функцией палочек при внешней освещенности 0,3-0,1 лк. Колбочки в этом процессе задействованы мало.
Ночное зрение. При освещенности ниже 0,1 лк появляется это зрение, благодаря исключительно работе палочек.
Различают две характерные функции светоощущения: световая и ночная адаптация.
Глаз человека способен воспринимать как очень яркий, так и совсем незначительный свет. Минимальная величина светового потока, которая дает восприятие света, называется порогом раздражения, а восприятие предельной минимальной разницы яркости света между двумя освещенными предметами — порогом различения. Величины обоих порогов обратно пропорциональны степени светоощущения.
В благоприятных условиях, при оптимальном освещении человеческий глаз может различить 10 миллионов различных оттенков.
В основе исследования светоощущения лежит определение величины этих порогов, особенно порога раздражения, который изменяется в зависимости от степени предварительного освещения, действовавшего на глаз. Процесс приспособления глаза к различным условиям освещения называется адаптацией: колбочки и палочки, которые являются рецепторами сетчатки, способны превращать световую энергию в нейронные импульсы.
Световая адаптация — это приспособление органа зрения к условиям более высокой освещенности.
При переходе из темноты к яркому освещению глазу требуется всего 50-60 с, то есть процесс протекает очень быстро. Если световая адаптация нарушена, то сумеречное зрение лучше, чем дневное.
Темновая адаптация — это приспособление органа зрения к работе в условиях пониженного освещения. При переходе из яркого света в темноту адаптация палочек происходит за 10 мин, в то время как колбочкам понадобится 20-25 мин, чтобы достичь 90 процентов адаптации.
Из нарушений адаптации широко известны гемералогия — невозможность четко видеть при ярком освещении и никталопия — расстройство, при котором затрудняется или полностью пропадает способность видеть в темноте. Обе патологии могут быть как врожденными, так и развившимися под влиянием внешних факторов (например, возникнуть вследствие нехватки витаминов). Исследование темновой адаптации имеет большое значение при профессиональном отборе.
