Световая чувствительность и зрительная адаптация

Световая чувствительность является основой всех форм зрительного ощущения и восприятия. Эта функция является чрезвычайно изменчивой (лабильной) и ее изменения определяются многими причинами. Основным фактором, от которого зависит уровень абсолютной световой чувствительности, являются световые условия, в которых находится человек, или, точнее, величина яркости фона.

На световую чувствительность глаза также влияют такие факторы как:

распределение палочек и колбочек. Из за их неравномерного распределения периферия светоощущение периферических отделов сетчатки значительно выше, чем центральных.

концентрация светочувствительных зрительных веществ (зрительного пурпура) в палочках.

состояние нервных элементов зрительного аппарата, т.е. периферических и центральных нервных клеток и нервных волокон.

площадь зрачка,- при одинаковых яркости и угловых размерах испытательных полей световой поток, попадающий на сетчатку, будет меньшим при меньшей площади и большим при большей площади зрачка.

Для определения уровня световой чувствительности и ее изменений в процессе адаптации могут быть использованы многие приемы, начиная от простого наблюдения за поведением больного, до исследования с помощью специальных приборов - адаптометров и адаптопериметров.

При исследовании светоощущения определяют способность сетчатки воспринимать минимальное световое раздражение - порог светоощущения и способность улавливать наименьшую разницу в интенсивности освещения, что называется порогом различения.

Порог раздражения сильно зависит от предварительного освещения глаза. Так, если пробыть некоторое время в темном помещении и затем выйти на яркий свет, то наступит как бы ослепление. Спустя некоторое время пребывания на свету глаз уже спокойно его переносит. И наоборот, если пробыть некоторое время на свету, а затем войти в сильно затемненное помещение, то первое время предметы совершенно неразличимы и лишь постепенно глаз привыкает к пониженному освещению.

При воздействии на глаз сильного света быстрее разрушаются зрительные вещества и, несмотря на их перманентное восстановление, чувствительность глаза к свету понижается. В темноте распад зрительных веществ не происходит так быстро, как на свету, и, следовательно, в темноте повышается чувствительность глаза к свету. Кроме того, при действии на сетчатку яркого света из пигментного эпителия пигмент перемещается к нейроэпителию и как бы прикрывает его, что в свою очередь снижает его чувствительность к свету. Процесс приспособления глаза к различным условиям освещения называется адаптацией.+

При адаптации к свету чувствительность глаза к световому раздражителю понижается.

Понижение темновой адаптации является симптомом некоторых глазных (глаукома, сидероз, пигментная дистрофия сетчатки) и общих (болезни печени, авитаминоз А) заболеваний. Для изучения световой чувствительности и всего хода адаптации служат адаптометры.

Зрительное ощущение (инерция зрения, слитие мельканий и

Последовательные образы)

Зрительные ощущения возникают при воздействии электромагнитных волн на зрительный рецептор – сетчатку глаза. В центре сетчатки расположены особые нервные клетки – колбочки, обеспечивающие ощущение цвета. На периферических участках сетчатки находится иной вид нервных клеток – палочки, характеризующиеся высокой чувствительностью к переходам яркости. zrenieКолбочки представляют собой аппарат дневного зрения, палочки - ночного (сумеречного) зрения.

Световые волны, отраженные предметом, преломляются, проходя через хрусталик глаза, и формируют на сетчатке изображение – образ. Предметность зрительного ощущения отражена в хорошо известном нам всем выражении: лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Глаз человека различает около полумиллиона цветов и тонов. Если бы воздух был совершенно чист, пламя свечи было бы видно на расстоянии 27 км. Водяные пары и пыль ухудшают видимость, поэтому костер виден человеку лишь за 6-8 км, зажженная спичка – за 1,5 км. Мы способны также зафиксировать вспышку света продолжительностью 0,0003 с. Все эти данные свидетельствуют о том, что глаз человека обладает высокой степенью чувствительности.

Различные цветовые ощущения вызываются электромагнитными волнами разной длины. Наш глаз реагирует на ту часть электромагнитного спектра, которая находится в диапазоне от 300 до 800 нанометров (нм). Смешение всех электромагнитных волн дает ощущение белого цвета. Цвета, которые способен различать человек, делятся на ахроматические (белый, черный, серый) и хроматические (все остальные). Ахроматические цвета отличаются друг от друга только светлотой, зависящей от того, какую часть падающего света отражает предмет, т.е. от его коэффициента отражения. Чем больше коэффициент, тем светлее цвет. Так, черная бумага отражает лишь 4 % падающего света, тогда как для белой бумаги (в зависимости от ее сорта) этот показатель колеблется в пределах 65-85 %.

Хроматические цвета обладают тремя основными свойствами: светлотой, цветовым тоном и насыщенностью. Цветовой тон, как уже говорилось, определяется длиной электромагнитной волны. Насыщенностью называется степень выраженности данного цветового тона. Она определяется тем, насколько длина волн, обусловливающая цвет данного объекта, преобладает в световом потоке. Следует отметить, что чувствительность глаза зависит не только от возрастных и индивидуальных особенностей человека, но и от условий его жизнедеятельности.

Инерция зрения (персистенция, от лат. persisto — постоянно пребывать, оставаться) — особенность зрительного восприятия дискретных последовательных событий, которые кажутся непрерывными. Так, например, когда крутят горящий факел, глаз видит огненный круг вместо нескольких положений одного и того же горящего факела.

Таким образом, персистенция — это способность глаза соединять быстро сменяющиеся изображения в одно — неподвижное. Именно на этом принципе устроен кинематограф, поскольку любое изображение (в кино или на экране монитора) представляет собой множество быстро сменяющихся изображений.

Длительность эффекта персистенции зависит от интенсивности света, отражаемого или излучаемого предметом, а также цвета.

Зрительное ощущение появляется не мгновенно. Прежде чем возникнет ощущение, в зрительной системе должны произойти многократные преобразования и передача сигналов. Время «инерции зрения», не обходимое для возникновения зрительного ощущения, в среднем равно 0,03–0,1 с. Следует отметить, что это ощущение также исчезает не сразу после того, как прекратилось раздражение – оно держится ещё некоторое время. Если в темноте водить по воздуху горящей спичкой, то мы увидим светящуюся линию, так как быстро следующие одно за другим световые раздражения сливаются в непрерывное ощущение. Минимальная частота следования световых стимулов (например, вспышек света), при которой происходит объединение отдельных ощущений, называется критической частотой слития мельканий. При средних освещённостях эта частота равна 10–15 вспышкам в 1 с. На этом свойстве зрения основаны кино и телевидение: мы не видим промежутков между отдельными кадрами (24 кадра в 1 с в кино), так как зрительное ощущение от одного кадра ещё длится до появления следующего. Это и обеспечивает иллюзию непрерывности изображения и его движения.

Ощущения, продолжающиеся после прекращения раздражения, называются последовательными образами. Если посмотреть на включённую лампу и закрыть глаза, то она видна ещё в течение некоторого времени. Если же после фиксации взгляда на освещённом предмете перевести взгляд на светлый фон, то некоторое время можно видеть негативное изображение этого предмета, т.е. светлые его части – тёмными, а тёмные – светлыми (отрицательный последовательный образ). Это объясняется тем, что возбуждение от освещённого объекта локально тормозит (адаптирует) определённые участки сетчатки; если после этого перевести взор на равномерно освещённый экран, то его свет сильнее возбудит те участки, которые не были возбуждены ранее.