Dom Higijena Stereoskopski vid. Šta je stereoskopski vid?Da li je ljudska vizija dvodimenzionalna ili trodimenzionalna?

Higijena

Stereoskopski vid. Šta je stereoskopski vid?Da li je ljudska vizija dvodimenzionalna ili trodimenzionalna?

U knjizi poznatog američkog neurofiziologa, laureata nobelova nagrada, sažima moderne ideje o tome kako su strukturirane neuralne strukture vizuelnog sistema, uključujući koru velikog mozga, i kako obrađuju vizuelne informacije. Uz visok naučni nivo prezentacije, knjiga je napisana jednostavnim, jasnim jezikom i lijepo ilustrovana. Ona može služiti nastavno pomagalo u fiziologiji vida i vizuelne percepcije.

Za studente bioloških i medicinskih univerziteta, neurofiziologe, oftalmologe, psihologe, specijaliste kompjuterska tehnologija i vještačka inteligencija.

knjiga:

<<< Назад

Naprijed >>>

Mehanizam procjene udaljenosti, zasnovan na poređenju dvije slike retine, toliko je pouzdan da mnogi ljudi (osim ako nisu psiholozi ili specijalisti za vizualnu fiziologiju) nisu ni svjesni njegovog postojanja. Da biste vidjeli važnost ovog mehanizma, pokušajte voziti automobil ili bicikl, igrati tenis ili skijati nekoliko minuta sa jednim zatvorenim okom. Stereoskopi su izašli iz mode i možete ih pronaći samo u antikvarnicama. Međutim, većina čitalaca gledala je stereoskopske filmove (kada gledalac mora da nosi posebne naočare). Princip rada i stereoskopa i stereoskopskih naočara zasniva se na korištenju stereopsis mehanizma.

Slike na mrežnjači su dvodimenzionalne, ali mi vidimo svijet u tri dimenzije. Očigledno, sposobnost određivanja udaljenosti do objekata važna je i za ljude i za životinje. Slično, opažanje trodimenzionalnog oblika objekata znači prosuđivanje relativne dubine. Smatrajte kao jednostavan primjer okrugli objekat. Ako se nalazi koso u odnosu na liniju vida, njegova slika na mrežnjači će biti eliptična, ali obično takav objekt lako percipiramo kao okrugao. Za to je potrebna sposobnost percepcije dubine.

Ljudi imaju mnogo mehanizama za procjenu dubine. Neki od njih su toliko očigledni da jedva da zaslužuju pominjanje. Ipak, pomenuću ih. Ako je veličina objekta približno poznata, na primjer u slučaju objekata kao što su osoba, drvo ili mačka, tada možemo procijeniti udaljenost do njega (iako postoji rizik od greške ako naiđemo na patuljka, patuljasto drvo ili lav). Ako se jedan objekt nalazi ispred drugog i djelomično ga zaklanja, tada prednji objekt doživljavamo kao bliži. Ako uzmete projekciju paralelnih linija, na primjer, željezničke šine, koje idu u daljinu, tada će se u projekciji približiti. Ovo je primjer perspektive, vrlo efikasan pokazatelj dubine. Konveksni dio zida izgleda svjetlije u svom gornjem dijelu ako je izvor svjetlosti lociran više (obično se izvori svjetlosti nalaze na vrhu), a udubljenje na njegovoj površini, ako je osvijetljeno odozgo, izgleda tamnije u gornjem dijelu. Ako se izvor svjetlosti postavi na dno, tada će konveksnost izgledati kao udubljenje, a udubljenje će izgledati kao konveksnost. Važan znak daljina služi paralaksa kretanja- prividno relativno pomeranje bliskih i udaljenijih objekata ako posmatrač pomera glavu levo-desno ili gore-dole. Ako se čvrsti predmet rotira, čak i pod malim uglom, odmah se otkriva njegov trodimenzionalni oblik. Ako fokusiramo sočivo našeg oka na obližnji predmet, tada će udaljeniji objekt biti van fokusa; čime se mijenja oblik sočiva, tj. Promjenom akomodacije oka (vidi poglavlja 2 i 6) dobijamo priliku da procijenimo udaljenost objekata. Ako promijenite relativni smjer osi oba oka, spojite ih ili raširite (provodeći konvergenciju ili divergenciju), tada možete spojiti dvije slike objekta i držati ih u tom položaju. Dakle, kontroliranjem ili sočiva ili položaja očiju, moguće je procijeniti udaljenost objekta. Dizajn brojnih daljinomjera zasnovan je na ovim principima. Sa izuzetkom konvergencije i divergencije, sve ostale mjere udaljenosti navedene do sada su monokularne. Najvažniji mehanizam percepcije dubine, stereopsa, zavisi od zajedničkog korišćenja dva oka. Kada gledate bilo koju trodimenzionalnu scenu, dva oka formiraju malo različite slike na mrežnjači. To možete lako provjeriti ako pogledate pravo ispred sebe i brzo pomjerite glavu s jedne na drugu stranu za oko 10 cm ili brzo zatvorite jedno ili drugo oko. Ako imate ravan predmet ispred sebe, nećete primijetiti veliku razliku. Međutim, ako scena uključuje objekte na različitim udaljenostima od vas, primijetit ćete značajne promjene na slici. Tokom stereopse, mozak upoređuje slike iste scene na dvije mrežnice i procjenjuje relativnu dubinu sa velikom preciznošću.

Pretpostavimo da posmatrač svojim pogledom fiksira određenu tačku P. Ova izjava je ekvivalentna ako kažemo: oči su usmerene na takav način da se slike tačke pojavljuju u centralnoj jami oba oka (F na slici 103) . Pretpostavimo sada da je Q još jedna tačka u prostoru za koju se posmatraču čini da se nalazi na istoj dubini kao i P. Neka su Q L i Q R slike tačke Q na mrežnjači levog i desnog oka. U ovom slučaju, tačke Q L i Q R se nazivaju odgovarajuće tačke dve mrežnjače. Očigledno, dvije tačke koje se poklapaju sa centralnom foveom mrežnice će odgovarati. Iz geometrijskih razmatranja je takođe jasno da će tačka Q, koju posmatrač oceniti kao bliža od Q, dati dve projekcije na mrežnjaču - Q" L i Q" R - na neodgovarajućim tačkama koje se nalaze dalje jedna od druge od u slučaju da su ove tačke korespondirajuće (ova situacija je prikazana na desnoj strani slike). Na isti način, ako uzmemo u obzir tačku koja se nalazi dalje od posmatrača, ispada da će se njene projekcije na mrežnjaču nalaziti bliže jedna drugoj od odgovarajućih tačaka.Ono što je gore rečeno o odgovarajućim tačkama su dijelom definicije, a dijelom izjave koje proizilaze iz geometrijskih razmatranja.Prilikom razmatranja ovog pitanja uzima se u obzir i psihofiziologija percepcije, budući da posmatrač subjektivno procjenjuje da li objekat se nalazi dalje ili bliže tački P. Uvedemo još jednu definiciju. Sve tačke , koje se, poput tačke Q (i, naravno, tačke P), percipiraju kao jednako udaljene, leže na horoptera- površina koja prolazi kroz tačke P i Q, čiji se oblik razlikuje i od ravni i od sfere i zavisi od naše sposobnosti da procenimo udaljenost, tj. iz našeg mozga. Udaljenosti od centralne fovee F do projekcija tačke Q (Q L i Q R) su bliske, ali nisu jednake. Da su uvijek jednaki, tada bi linija presjeka horoptera s horizontalnom ravninom bila kružnica.

Rice. 103. lijevo: ako posmatrač gleda u tačku P, tada dve njegove slike (projekcije) padaju na centralnu jamu dva oka (tačka F). Q je tačka koja se, prema posmatraču, nalazi na istoj udaljenosti od njega kao i P. U ovom slučaju se kaže da dve projekcije tačke Q (Q L i Q R) padaju u odgovarajuće tačke mrežnjače. (Površina sastavljena od svih tačaka Q za koje se čini da su na istoj udaljenosti od posmatrača kao i tačka P naziva se horopter koji prolazi kroz tačku P). desno: ako je tačka Q" bliža posmatraču od Q, tada će njene projekcije na mrežnjače (Q" L i Q" R) biti horizontalno udaljenije nego da su u odgovarajućim tačkama. Ako se tačka Q" nalazi dalje, tada projekcije Q" L i Q" R bi bile horizontalno pomaknute bliže jedna drugoj.

Pretpostavimo sada da svojim pogledom fiksiramo određenu tačku u prostoru i da u tom prostoru postoje dva tačkasta izvora svjetlosti, koji daju projekciju na svakoj mrežnjači u obliku svjetlosne tačke, a ove tačke nisu korespondentne: razmak između njih je nekoliko više, nego između odgovarajućih tačaka. Svako takvo odstupanje od položaja odgovarajućih tačaka nazvaćemo disparitet. Ako ovo odstupanje u horizontalnom smjeru ne prelazi 2° (0,6 mm na mrežnici), a u vertikalnom smjeru ne više od nekoliko lučnih minuta, tada ćemo vizualno uočiti jednu točku u prostoru koja se nalazi bliže od one koju fiksiramo . Ako udaljenosti između projekcija tačke nisu veće, ali manje, nego između odgovarajućih tačaka, tada će se činiti da se ova tačka nalazi dalje od tačke fiksacije. Konačno, ako vertikalno odstupanje premašuje nekoliko lučnih minuta ili horizontalno odstupanje prelazi 2°, tada ćemo vidjeti dvije odvojene točke za koje se može činiti da se nalaze dalje ili bliže tački fiksacije. Ovi eksperimentalni rezultati ilustruju osnovni princip stereo percepcije koji je 1838. godine prvi formulisao Sir C. Wheatstone (koji je takođe izumeo uređaj poznat u elektrotehnici kao “Wheatstoneov most”).

Čini se gotovo nevjerovatnim da do ovog otkrića niko nije shvatio da prisustvo suptilnih razlika u slikama koje se projektuju na mrežnjaču dva oka može dovesti do jasnog utiska dubine. Takav stereo efekat može da demonstrira za nekoliko minuta svako ko može proizvoljno da pomeri ose svojih očiju zajedno ili razdvoje, ili neko ko ima olovku, komad papira i nekoliko malih ogledala ili prizmi. Nejasno je kako su Euklid, Arhimed i Njutn propustili ovo otkriće. U svom članku Wheatstone primjećuje da je Leonardo da Vinci bio vrlo blizu otkrivanju ovog principa. Leonardo je istakao da loptu koja se nalazi ispred bilo koje prostorne scene svako oko vidi drugačije - lijevim okom vidimo je malo dalje lijeva strana, a desnim okom - desnim. Wheatstone dalje primjećuje da da je Leonardo izabrao kocku umjesto lopte, sigurno bi primijetio da su njene projekcije za različite oči su različiti. Nakon toga, mogao bi se, poput Wheatstonea, zainteresirati za ono što bi se dogodilo da se dvije slične slike posebno projektuju na mrežnjače dva oka.

Važna fiziološka činjenica je da se osjećaj dubine (tj. sposobnost da se "direktno" vidi da li je određeni objekt dalje ili bliže tački fiksacije) javlja u slučajevima kada su dvije retinalne slike blago pomaknute jedna u odnosu na drugu u horizontalni smjer - razmaknuti ili, obrnuto, bliže jedan drugome (osim ako ovaj pomak ne prelazi približno 2°, a vertikalni pomak je blizu nule). To, naravno, odgovara geometrijskim odnosima: ako se, u odnosu na referentnu tačku određene udaljenosti, objekt nalazi bliže ili dalje, tada će se njegove projekcije na mrežnjaču razmaknuti ili približiti vodoravno, dok nema značajnijeg vertikalnog pomaka slike će se pojaviti.

Ovo je osnova djelovanja stereoskopa koji je izumio Wheatstone. Stereoskop je bio toliko popularan oko pola veka da se našao u gotovo svakom domu. Isti princip je u osnovi stereo bioskopa koji sada gledamo koristeći posebne polaroidne naočale. U originalnom dizajnu stereoskopa, posmatrač je posmatrao dve slike smeštene u kutiju koristeći dva ogledala koja su bila postavljena tako da svako oko vidi samo jednu sliku. Radi praktičnosti, sada se često koriste prizme i sočiva za fokusiranje. Dvije slike su identične u svakom pogledu osim blagih horizontalnih pomaka, koji stvaraju utisak dubine. Svako može napraviti fotografiju prikladnu za upotrebu u stereoskopu tako što će odabrati stacionarni objekt (ili scenu), snimiti fotografiju, a zatim pomjeriti kameru 5 centimetara udesno ili ulijevo i snimiti drugu fotografiju.

Nemaju svi sposobnost da percipiraju dubinu pomoću stereoskopa. Svoju stereopsiju možete lako provjeriti sami ako koristite stereo parove prikazane na Sl. 105 i 106. Ako imate stereoskop, možete napraviti kopije ovdje prikazanih stereo parova i zalijepiti ih u stereoskop. Također možete postaviti tanak komad kartona okomito između dvije slike iz istog stereo para i pokušati pogledati svoju sliku svakim okom, postavljajući oči paralelno, kao da gledate u daljinu. Također možete naučiti pomicati oči zajedno i razdvojiti prstom, stavljajući ih između očiju i stereo para i pomicati naprijed ili nazad dok se slike ne spoje, nakon čega (ovo je najteže) možete pregledati spojenu sliku , pokušavajući da ga ne podijelim na dva. Ako to možete učiniti, prividni odnosi dubine bit će suprotni onima koji se percipiraju kada koristite stereoskop.

Rice. 104. A. Wheatstone stereoskop. B. Dijagram Wheatstoneovog stereoskopa, sam sastavio. Posmatrač sjedi ispred dva ogledala (A i A"), postavljena pod uglom od 40° u odnosu na smjer njegovog pogleda, i gleda dvije slike spojene u vidnom polju - E (desnim okom) i E “ (lijevim okom). U kasnijem kreiranom više jednostavna verzija dvije slike su postavljene jednu pored druge tako da je udaljenost između njihovih centara približno jednaka udaljenosti između očiju. Dvije prizme skreću smjer pogleda tako da, uz odgovarajuću konvergenciju, lijevo oko vidi lijevu sliku, a desno desnu sliku. I sami možete pokušati bez stereoskopa, zamišljajući da gledate u vrlo udaljeni objekt očima čije su osi postavljene paralelno jedna s drugom. Tada će lijevo oko gledati u lijevu sliku, a desno oko će gledati u desnu.

Čak i ako ne uspijete ponoviti eksperiment sa percepcijom dubine – bilo zato što nemate stereoskop, ili zato što ne možete svojevoljno pomjeriti osi svojih očiju zajedno – ipak ćete moći razumjeti suštinu stvari, iako ćete ne uživajte u stereo efektu.

U gornjem stereo paru na sl. 105 u dva kvadratna okvira nalazi se mali krug, od kojih je jedan malo pomaknut ulijevo od centra, a drugi malo udesno. Ako ovaj stereopar pregledate sa oba oka, koristeći stereoskop ili neku drugu metodu kombinovanja slika, vidjet ćete krug ne u ravnini lista, već ispred njega na udaljenosti od oko 2,5 cm. donji stereopar na sl. 105, tada će krug biti vidljiv iza ravnine lista. Na ovaj način percipirate položaj kruga jer mrežnice vaših očiju primaju potpuno iste informacije kao da krug stvarno bio ispred ili iza ravni okvira.

Rice. 105. Ako se gornji stereo par umetne u stereoskop, krug će se pojaviti ispred ravni okvira. U donjem stereo paru će se nalaziti iza ravni okvira. (Ovaj eksperiment možete izvesti bez stereoskopa, konvergencijom ili divergencijom očiju; za većinu ljudi, konvergencija je lakša. Da biste olakšali zadatak, možete uzeti komad kartona i postaviti ga između dvije slike stereo para. U početku vam se ova vježba može učiniti teškom i zamornom; nemojte pretjerivati u prvom pokušaju. Kada se oči konvergiraju na gornji stereopar, krug će biti vidljiv dalje od ravnine, a na donjem - bliže).

1960. godine, Bela Jules iz Bell Telephone Laboratories je smislio vrlo korisnu i elegantnu tehniku za demonstriranje stereo efekta. Slika prikazana na sl. 107, na prvi pogled izgleda kao homogeni nasumični mozaik malih trouglova. To je tačno, osim što se u središnjem dijelu nalazi skriveni trokut veća veličina. Ako pogledate ovu sliku sa dva komada celofana u boji postavljenim ispred vaših očiju - crvenim ispred jednog oka i zelenim ispred drugog, tada biste trebali vidjeti trokut u sredini koji viri naprijed iz ravnine lista, kao u prethodnom slučaju sa malim krugom na stereo parovima. (Možda ćete morati da gledate minut ili tako prvi put dok se ne pojavi stereo efekat.) Ako zamenite komade celofana, doći će do inverzije dubine. Vrijednost ovih Yulesz stereo parova je da ako imate oštećenu stereo percepciju, nećete vidjeti trougao ispred ili iza okolne pozadine.

Rice. 106. Još jedan stereo par.

Da sumiramo, možemo reći da naša sposobnost da percipiramo stereo efekat zavisi od pet uslova:

1. Postoji mnogo indirektnih znakova dubine - djelomično zatamnjivanje nekih objekata drugim, paralaksa kretanja, rotacija objekta, relativne veličine, bacanje sjene, perspektiva. Međutim, najmoćniji mehanizam je stereopsa.

2. Ako fiksiramo pogled na neku tačku u prostoru, tada projekcije ove tačke padaju u centralnu jamu obe mrežnjače. Svaka tačka za koju se proceni da se nalazi na istoj udaljenosti od očiju kao tačka fiksacije formira dve projekcije na odgovarajućim tačkama na mrežnjači.

3. Stereo efekat je određen jednostavnom geometrijskom činjenicom - ako je neki predmet bliži tački fiksacije, tada su njegove dvije projekcije na mrežnjači udaljenije jedna od druge od odgovarajućih tačaka.

4. Glavni zaključak, na osnovu rezultata eksperimenata s ispitanicima, je sljedeći: objekt čije projekcije na mrežnjači desnog i lijevog oka padaju na odgovarajuće tačke se percipira kao da se nalazi na istoj udaljenosti od očiju kao i tačka fiksacije; ako se projekcije ovog objekta pomaknu u odnosu na odgovarajuće tačke, čini se da se objekt nalazi bliže tački fiksiranja; ako su, naprotiv, blizu, čini se da se objekt nalazi dalje od tačke fiksiranja.

5. Kada je horizontalni pomak projekcija veći od 2° ili je vertikalni pomak veći od nekoliko lučnih minuta, dolazi do dvostrukog vida.

Rice. 107. Da biste dobili ovu sliku, zv anaglif, Bela Jules je prvo konstruisao dva sistema nasumično postavljenih malih trouglova; razlikovali su se samo po tome što je 1) jedan sistem imao crvene trouglove na beloj pozadini, a drugi zelene trouglove na beloj pozadini; 2) unutar velike trouglaste zone (blizu centra slike), svi zeleni trouglovi su blago pomaknuti ulijevo u odnosu na crvene. Nakon toga, dva sistema se kombinuju, ali uz blagi pomak, tako da se sami trokuti ne preklapaju. Ako se dobijena slika gleda kroz zeleni celofan filter, biće vidljivi samo crveni elementi, a ako kroz crveni filter, samo zeleni elementi. Ako stavite zeleni filter ispred jednog oka, a crveni filter ispred drugog, vidjet ćete veliki trokut koji viri oko 1 cm ispred stranice. Ako se filteri zamijene, trokut će biti vidljiv iza ravnine stranice.

<<< Назад

Naprijed >>>

30-09-2011, 10:29

Opis

Corpus callosum je snažan snop mijeliniziranih vlakana koji povezuju dvije hemisfere mozga. Stereoskopski vid (stereopsis) je sposobnost percepcije dubine prostora i procjene udaljenosti predmeta od očiju. Ove dvije stvari nisu posebno blisko povezane, ali je poznato da mali dio vlakana corpus callosum igra određenu ulogu u stereopsi. Pokazalo se da je zgodno obje ove teme uključiti u jedno poglavlje, jer ćemo prilikom njihovog razmatranja morati uzeti u obzir istu osobinu strukture vizualnog sistema, naime, da hijaza sadrži i ukrštena i neukrštena vlakna. optički nerv.

Corpus callosum

Corpus callosum (na latinskom corpus callosum) je najveći snop nervnih vlakana u čitavom nervnom sistemu. Prema gruboj procjeni, u njemu ima oko 200 miliona aksona. Pravi broj vlakana je vjerovatno čak i veći, budući da je data procjena zasnovana na konvencionalnim podacima o svjetlosti, a ne elektronska mikroskopija.

Ovaj broj je neuporediv sa brojem vlakana u svakom optičkom nervu (1,5 miliona) i u slušnom nervu (32.000). Površina poprečnog presjeka corpus callosum je oko 700 mm kvadratnih, dok površina očnog živca ne prelazi nekoliko kvadratnih milimetara. Corpus callosum, zajedno sa tankim snopom vlakana tzv prednja komisura, povezuje dvije hemisfere mozga (sl. 98 i 99).

Termin komesar označava skup vlakana koja povezuju dvije homologne nervne strukture smještene u lijevoj i desnoj polovini mozga ili kičmene moždine. Corpus callosum se ponekad naziva i veća komisura mozga.

Do otprilike 1950. godine uloga corpus callosum bila je potpuno nepoznata. U rijetkim slučajevima postoji urođeni odsutnost ( aplazija) corpus callosum. Ova tvorba se može djelomično ili potpuno preseći tokom neurohirurške operacije, koja se radi namjerno – u nekim slučajevima u liječenju epilepsije (tako da se konvulzivni iscjedak koji se javlja u jednoj hemisferi mozga ne može proširiti na drugu hemisferu), u drugim slučajevima kako bi se odozgo dospjelo do duboko ležećeg tumora (ako se, na primjer, tumor nalazi u hipofizi). Prema zapažanjima neurologa i psihijatara, nakon ove vrste operacije ne dolazi do psihičkih poremećaja. Neki su čak sugerirali (iako teško ozbiljno) da je jedina funkcija corpus callosum da drži dvije hemisfere mozga zajedno. Sve do 1950-ih malo se znalo o detaljima distribucije veza u corpus callosum. To je bilo očigledno corpus callosum povezuje dvije hemisfere, a na osnovu podataka dobijenih prilično grubim neurofiziološkim metodama, vjerovalo se da u prugastom korteksu vlakna corpus callosum povezuju tačno simetrična područja dvije hemisfere.

Godine 1955. Ronald Myers, diplomirani student psihologa Rogera Sperryja sa Univerziteta u Čikagu, proveo je prvi eksperiment koji je otkrio neke od funkcija ovog ogromnog vlaknastog trakta. Myers je trenirao mačke tako što ih je stavljao u kutiju s dva ekrana jedan pored drugog na koje su se mogle projicirati različite slike, poput kruga na jednom ekranu i kvadrata na drugom. Mačka je obučena da nasloni nos na ekran koji je pokazivao krug i ignoriše drugi ekran koji je pokazivao kvadrat. Tačni odgovori su potkrepljeni hranom, a za netačne odgovore mačke su bile blago kažnjene - upaljeno je glasno zvono, a mačka nije grubo, već odlučno odvučena od ekrana. Ovom metodom, preko nekoliko hiljada ponavljanja, mačka se može dovesti do nivoa pouzdane diskriminacije figura. (Mačke uče polako; na primjer, golubovima je potrebno od nekoliko desetina do nekoliko stotina ponavljanja da nauče sličan zadatak, ali se osoba općenito može odmah naučiti davanjem usmenih instrukcija. Ova razlika djeluje pomalo čudno - na kraju krajeva, mačka ima mozak mnogo puta veći od mozga goluba.)

Nije iznenađujuće da su Myersove mačke naučile rješavati ovaj problem jednako dobro kada je jedno oko životinje bilo prekriveno maskom. Također nije iznenađujuće da ako se obuka u takvom zadatku kao što je odabir trokuta ili kvadrata provodi samo s jednim otvorenim okom - lijevim, a tokom testiranja lijevo oko je zatvoreno, a desno otvoreno, tada je tačnost diskriminacije je ostala ista. To nas ne čudi jer i sami lako možemo riješiti sličan problem. Lakoća rješavanja ovakvih problema je razumljiva ako se uzme u obzir anatomija vidnog sistema. Svaka hemisfera prima podatke od oba oka. Kao što smo već rekli u članku, većina ćelija u polju 17 takođe ima ulaze iz oba oka. Myers je stvorio više zanimljiva situacija pravljenjem uzdužnog presjeka hijazme duž srednje linije. Tako je presekao vlakna koja se ukrštaju, a ona koja se ne ukrštaju zadržao netaknutima (ova operacija zahteva određenu veštinu od hirurga). Kao rezultat takve transekcije, lijevo oko životinje bilo je povezano samo s lijevom hemisferom, a desno oko - samo s desnom.

Ideja za eksperiment bio je dresirati mačku koristeći lijevo oko, a na "ispitu" uputiti stimulus na desno oko. Ako mačka može ispravno riješiti problem, to će značiti da se potrebne informacije prenose s lijeve hemisfere na desnu jedinim poznatim putem - kroz corpus callosum. Tako je Myers prerezao hijazmu uzdužno, trenirao mačku s jednim otvorenim okom, a zatim je testirao tako što je otvorio drugo oko i zatvorio prvo. U ovim uslovima, mačke su ipak uspešno rešile problem. Konačno, Myers je ponovio eksperiment na životinjama u kojima su prethodno bili izrezani i hijazma i corpus callosum. Ovaj put mačke nisu riješile problem. Tako je Myers eksperimentalno ustanovio da corpus callosum zapravo obavlja neke funkcije (iako bi se teško moglo pomisliti da postoji samo zato da pojedini ljudi ili životinje s prerezanom optičkom hijazmom mogu riješiti određene probleme jednim okom nakon što nauče korištenjem drugog).

Proučavanje fiziologije corpus callosum

Jedna od prvih neurofizioloških studija u ovoj oblasti izvedena je nekoliko godina nakon Myersovih eksperimenata od strane D. Whitteridgea, koji je tada radio u Edinburgu. Whitteridge je zaključio da nema smisla imati snopove nervnih vlakana koji povezuju homologne zrcalno-simetrične dijelove polja 17. Zaista, izgleda da nema razloga za nervne ćelije u lijevoj hemisferi, povezana sa nekim tačkama u desnoj polovini vidnog polja, povezana sa ćelijom u desnoj hemisferi, povezana sa simetričnim područjem lijeve polovine vidnog polja. Da bi testirao svoje pretpostavke, Whitteridge je presekao optički trakt na desnoj strani mozga iza hijazme, čime je blokirao put ulaznih signala do desnog okcipitalnog režnja; ali to, naravno, nije isključivalo prijenos signala tamo s lijeve strane okcipitalni režanj kroz corpus callosum (slika 100).

Tada je Whitteridge počeo uključivati svjetlosni stimulans i snimati metalnom elektrodom električna aktivnost sa površine kore. On jeste dobio odgovore u svom eksperimentu, ali su se javili samo na unutrašnjoj ivici područja 17, odnosno u području koje prima ulazne signale sa dugačke, uske vertikalne trake u sredini vidnog polja: kada je stimulisan malim tačkama svjetlo, odgovori su se pojavili samo kada je svjetlo bljesnulo na ili blizu vertikalne srednje linije. Ako se korteks suprotne hemisfere ohladi, čime se privremeno potiskuje njegova funkcija, odgovori su prestali; Ovo je također uzrokovano hlađenjem corpus callosum. Tada je postalo jasno da corpus callosum ne može povezati cijelo polje 17 lijeve hemisfere sa cijelim poljem 17 desne hemisfere, već povezuje samo male površine ovih polja, gdje se projekcije vertikalne linije nalaze na sredini vidno polje.

Sličan rezultat mogao se predvidjeti na osnovu brojnih anatomskih podataka. Samo jedan dio područja 17, vrlo blizu granice sa područjem 18, šalje aksone kroz corpus callosum na drugu hemisferu, a čini se da se većina njih završava u području 18 blizu granice sa područjem 17. Ako pretpostavimo da su inputi do korteksa iz NKT-a tačno odgovaraju kontralateralnim dijelovima vidnog polja (naime, lijevo hemipolje je prikazano u korteksu desne hemisfere, a desno - u korteksu lijeve), tada prisutnost veza između hemisfere kroz corpus callosum bi na kraju trebalo da dovedu do činjenice da će svaka hemisfera primati signale sa područja nešto većeg od polovine vidnog polja. Drugim riječima, zbog veza kroz corpus callosum, doći će do preklapanja hemipolja projektovanih u dvije hemisfere. To je upravo ono što smo pronašli. Koristeći dvije elektrode umetnute u korteks na granici polja 17 i 18 na svakoj hemisferi, često smo bili u mogućnosti snimiti aktivnost ćelija čija su se receptivna polja preklapala za nekoliko kutnih stupnjeva.

T. Wiesel i ja smo ubrzo napravili mikroelektrodne odvode direktno iz područja corpus callosum (u samom njegovom stražnjem dijelu) gdje se nalaze vlakna povezana sa vidnim sistemom. Otkrili smo da su gotovo sva vlakna koja smo mogli aktivirati vizualnim podražajima reagirala isto kao i obični neuroni u području 17, odnosno pokazala su svojstva jednostavnih i složenih stanica, selektivno osjetljiva na orijentaciju stimulusa i obično reagiraju na stimulaciju. oba oka. U svim ovim slučajevima, receptivna polja su bila locirana vrlo blizu srednje vertikale ispod ili iznad (ili na nivou) tačke fiksacije, kao što je prikazano na Sl. 101.

Možda najelegantnija neurofiziološka demonstracija uloge corpus callosum bio je rad G. Berlucchija i G. Rizzolattija iz Pize, izveden 1968. godine. Nakon što su presekli optičku hijazmu duž srednje linije, snimili su odgovore u području 17 blizu granice sa područjem 18, tražeći one ćelije koje bi se mogle aktivirati binokularno. Jasno je da svaka binokularna ćelija u ovom području desne hemisfere mora primati ulazne signale kako direktno iz desnog oka (preko NKT), tako i iz lijevog oka i lijeve hemisfere kroz corpus callosum. Kako se ispostavilo, receptivno polje svake binokularne ćelije hvatalo je srednju vertikalu mrežnjače, pri čemu onaj njen dio koji pripada lijevoj polovini vidnog polja dostavlja informacije iz desnog oka, a dio koji ide u desno pola iz lijevog oka. Ispostavilo se da su druga svojstva ćelija proučavana u ovom eksperimentu, uključujući orijentacijsku selektivnost, identična (slika 102).

Rezultati su jasno pokazali da corpus callosum povezuje ćelije jedne s drugima na način da se njihova receptivna polja mogu protezati i desno i lijevo od srednje vertikale. Tako se čini da lijepi dvije polovine slike okolnog svijeta. Da bismo to bolje zamislili, pretpostavimo da se u početku korteks našeg mozga formirao kao jedna cjelina, a ne podijeljen na dvije hemisfere. U tom slučaju bi polje 17 imalo izgled jednog kontinuiranog sloja na koji bi se preslikalo cijelo vidno polje. Tada bi susjedne ćelije, da bi ostvarile svojstva kao što su, na primjer, osjetljivost na kretanje i selektivnost orijentacije, naravno, morale imati složen sistem međusobne veze. Sada zamislimo da „dizajner“ (bilo Bog, ili recimo, prirodna selekcija) odlučio da se tako više ne može ostaviti - od sada polovina svih ćelija treba da čini jednu hemisferu, a druga polovina - drugu hemisferu.

Šta onda treba učiniti sa svim mnoštvom međućelijskih veza ako se dva skupa ćelija sada moraju udaljiti jedna od druge?

Očigledno, možete jednostavno rastegnuti ove veze, čineći od njih dio corpus callosum. Da bi se eliminisalo kašnjenje u odašiljanju signala duž tako dugačke staze (oko 12-15 centimetara kod ljudi), potrebno je povećati brzinu prenosa tako što će vlakna dobiti mijelinski omotač. Naravno, ništa od ove vrste se zapravo nije dogodilo tokom evolucije; mnogo prije nego što je korteks nastao, mozak je već imao dvije odvojene hemisfere.

Eksperiment Berlucchija i Rizzolattija, po mom mišljenju, pružio je jednu od najupečatljivijih potvrda nevjerovatne specifičnosti neuronskih veza. Ćelija prikazana na sl. 108 (blizu vrha elektrode) i vjerovatno milion drugih sličnih ćelija povezanih preko corpus callosum stiču svoju orijentacijsku selektivnost kako zbog lokalnih veza sa susjednim stanicama, tako i zbog veza koje idu kroz corpus callosum s druge hemisfere iz ćelija s takvim ista orijentacijska osjetljivost i sličan raspored receptivnih polja (gore navedeno vrijedi i za druga svojstva ćelija, kao što su specifičnost usmjerenja, sposobnost reagovanja na krajeve linija, kao i složenost).

Svaka ćelija u vizuelnom korteksu koja ima veze preko corpus callosum mora primati ulazne signale od ćelija druge hemisfere sa potpuno istim svojstvima. Znamo mnoge činjenice koje ukazuju na selektivnost jedinjenja u nervnom sistemu, ali mislim da je ovaj primer najupečatljiviji i najubedljiviji.

Aksoni o kojima smo gore govorilićelije vidnog korteksa čine samo mali udio svih vlakana corpus callosum. Eksperimenti sa aksonskim transportom izvedeni su na somatosenzornom korteksu, slično eksperimentima opisanim u prethodnim poglavljima sa injekcijom radioaktivne amino kiseline u oko. Njihovi rezultati pokazuju da corpus callosum na sličan način povezuje ona područja korteksa koja su aktivirana kožnim i zglobnim receptorima koji se nalaze blizu srednje linije tijela na trupu i glavi, ali ne povezuje kortikalne projekcije udova.

Svako kortikalno područje povezuje se s nekoliko ili čak mnogim drugim kortikalnim područjima iste hemisfere. Na primjer, primarni vidni korteks povezan je sa područjem 18 (vizualno područje 2), sa medijalom temporalna regija(zona MT), sa vidnom površinom 4 i još jednom ili dvije oblasti. Mnoga područja korteksa također imaju veze sa nekoliko područja druge hemisfere, preko corpus callosum, au nekim slučajevima i kroz prednju komisuru.

Stoga ih možemo razmotriti commissural veze su jednostavno posebna vrsta kortiko-kortikalnih veza. Lako je zamisliti da o tome svjedoči tako jednostavan primjer: ako vam kažem da mi je lijeva ruka hladna ili da sam vidio nešto lijevo, onda formuliram riječi koristeći svoja kortikalna govorna područja koja se nalaze u lijevoj hemisferi (što kaže se može biti, a nije sasvim tačno, pošto sam ljevak); informacije koje dolaze iz lijeve polovine vidnog polja ili iz lijeve ruke prenose se na moju desnu hemisferu; onda se odgovarajući signali moraju prenijeti kroz corpus callosum u govornu zonu korteksa druge hemisfere kako bih mogao nešto reći o svojim senzacijama. U nizu studija koje su započele ranih 1960-ih, R. Sperry (sada na Kalifornijskom institutu za tehnologiju) i njegovi saradnici pokazali su da osoba čiji je corpus callosum prerezan (za liječenje epilepsije) gubi sposobnost da govori o događajima o kojima informacije ulazi u desnu hemisferu. Rad s takvim subjektima postao je vrijedan izvor novih informacija o različitim funkcijama korteksa, uključujući mišljenje i svijest. Prvi članci o tome pojavili su se u časopisu Brain; izuzetno su interesantne i lako ih razume svako ko je pročitao pravu knjigu.

Stereoskopski vid

Slike retine su dvodimenzionalne, a mi ipak vidimo svijet u tri dimenzije. Očigledno, sposobnost određivanja udaljenosti do objekata važna je i za ljude i za životinje. Slično, opažanje trodimenzionalnog oblika objekata znači prosuđivanje relativne dubine. Uzmimo okrugli predmet kao jednostavan primjer. Ako se nalazi koso u odnosu na liniju vida, njegova slika na mrežnjači će biti eliptična, ali obično takav objekt lako percipiramo kao okrugao. Za to je potrebna sposobnost percepcije dubine.

Ljudi imaju mnogo mehanizama za procjenu dubine. Neki od njih su toliko očigledni da jedva da zaslužuju pominjanje. Ipak, pomenuću ih. Ako je veličina objekta približno poznata, na primjer u slučaju objekata kao što su osoba, drvo ili mačka, tada možemo procijeniti udaljenost do njega (iako postoji rizik od greške ako naiđemo na patuljka, patuljasto drvo ili lav). Ako se jedan objekt nalazi ispred drugog i djelomično ga zaklanja, tada prednji objekt doživljavamo kao bliži. Ako uzmete projekciju paralelnih linija, na primjer, željezničke šine, koje idu u daljinu, tada će se u projekciji približiti. Ovo je primjer perspektive, vrlo efikasan pokazatelj dubine.

Konveksni dio zida izgleda svjetlije u svom gornjem dijelu ako je izvor svjetlosti lociran više (obično se izvori svjetlosti nalaze na vrhu), a udubljenje na njegovoj površini, ako je osvijetljeno odozgo, izgleda tamnije u gornjem dijelu. Ako se izvor svjetlosti postavi na dno, tada će konveksnost izgledati kao udubljenje, a udubljenje će izgledati kao konveksnost. Važan znak udaljenosti je paralaksa kretanja - prividno relativno pomicanje bliskih i udaljenijih objekata ako promatrač pomiče glavu lijevo-desno ili gore-dolje. Ako se čvrsti predmet rotira, čak i pod malim uglom, odmah se otkriva njegov trodimenzionalni oblik. Ako fokusiramo sočivo našeg oka na obližnji predmet, tada će udaljeniji objekt biti van fokusa; Dakle, promjenom oblika sočiva, odnosno promjenom akomodacije oka, možemo procijeniti udaljenost objekata.

Ako promijenite relativni smjer osi oba oka, spojite ih ili raširite(provođenje konvergencije ili divergencije), tada možete spojiti dvije slike objekta i držati ih u tom položaju. Dakle, kontroliranjem ili sočiva ili položaja očiju, moguće je procijeniti udaljenost objekta. Dizajn brojnih daljinomjera zasnovan je na ovim principima. Sa izuzetkom konvergencije i divergencije, sve ostale mjere udaljenosti navedene do sada su monokularne. Najvažniji mehanizam percepcije dubine, stereopsa, zavisi od zajedničkog korišćenja dva oka.

Kada gledate bilo koju trodimenzionalnu scenu, dva oka formiraju malo različite slike na mrežnjači. To možete lako provjeriti ako pogledate pravo ispred sebe i brzo pomjerite glavu s jedne na drugu stranu za oko 10 cm ili brzo zatvorite jedno ili drugo oko. Ako imate ravan predmet ispred sebe, nećete primijetiti veliku razliku. Međutim, ako scena uključuje objekte na različitim udaljenostima od vas, primijetit ćete značajne promjene na slici. Tokom stereopse, mozak upoređuje slike iste scene na dvije mrežnice i procjenjuje relativnu dubinu sa velikom preciznošću.

Pretpostavimo sada da je Q još jedna tačka u prostoru za koju se posmatraču čini da se nalazi na istoj dubini kao i P. Neka su Qlh Qr slike tačke Q na mrežnjači levog i desnog oka. U ovom slučaju, tačke QL i QR nazivaju se odgovarajućim tačkama dve mrežnjače. Očigledno, dvije tačke koje se poklapaju sa centralnom foveom mrežnice će odgovarati. Iz geometrijskih razmatranja je takođe jasno da će tačka Q, koju posmatrač oceniti kao bliža od Q, dati dve projekcije na mrežnjače - i Q"R - na neodgovarajućim tačkama koje se nalaze dalje jedna od druge nego ako su ove tačke su bile odgovarajuće (ova situacija je prikazana na desnoj strani slike). Na isti način, ako uzmemo u obzir tačku koja se nalazi dalje od posmatrača, ispada da će se njene projekcije na mrežnjaču nalaziti bliže jedna drugoj od odgovarajućih tačaka.

Ono što je gore rečeno o odgovarajućim tačkama dijelom su definicije, a dijelom izjave koje proizlaze iz geometrijskih razmatranja. Pri razmatranju ovog pitanja uzima se u obzir i psihofiziologija percepcije, budući da posmatrač subjektivno procjenjuje da li se objekt nalazi dalje ili bliže tački P. Hajde da uvedemo još jednu definiciju. Sve tačke koje se, poput tačke Q (i, naravno, tačke P), percipiraju kao jednako udaljene, leže na horopteru - površini koja prolazi kroz tačke P i Q, čiji se oblik razlikuje i od ravni i od sfere i zavisi od na našu sposobnost procjene udaljenosti, tj. od našeg mozga. Udaljenosti od centralne fovee F do projekcija tačke Q (QL i QR) su bliske, ali nisu jednake. Da su uvijek jednaki, tada bi linija presjeka horoptera s horizontalnom ravninom bila kružnica.

Pretpostavimo sada da svojim pogledom fiksiramo određenu tačku u prostoru i da u tom prostoru postoje dva tačkasta izvora svjetlosti koji daju projekciju na svakoj mrežnjači u obliku svjetlosne točke, a ove točke nisu korespondentne: udaljenost između njih je nešto veća nego između odgovarajućih tačaka. Svako takvo odstupanje od položaja odgovarajućih tačaka nazvaćemo disparitet. Ako ovo odstupanje u horizontalnom smjeru ne prelazi 2° (0,6 mm na mrežnici), a u vertikalnom smjeru ne više od nekoliko lučnih minuta, tada ćemo vizualno uočiti jednu točku u prostoru koja se nalazi bliže od one koju fiksiramo . Ako udaljenosti između projekcija tačke nisu veće, već manje nego između odgovarajućih tačaka, tada će se činiti da se ova tačka nalazi dalje od tačke fiksacije. Konačno, ako vertikalno odstupanje premašuje nekoliko lučnih minuta ili horizontalno odstupanje prelazi 2°, tada ćemo vidjeti dvije odvojene točke za koje se može činiti da se nalaze dalje ili bliže tački fiksacije. Ovi eksperimentalni rezultati ilustruju osnovni princip stereo percepcije koji je 1838. godine prvi formulisao Sir C. Wheatstone (koji je takođe izumeo uređaj poznat u elektrotehnici kao “Wheatstoneov most”).

Čini se gotovo nevjerovatnim da do ovog otkrića niko nije shvatio da prisustvo suptilnih razlika u slikama koje se projektuju na mrežnjaču dva oka može dovesti do jasnog utiska dubine. Ovaj stereo efekat može demonstrirano za nekoliko minuta od strane bilo koje osobe koja može proizvoljno pomicati osi svojih očiju zajedno ili odvojeno, ili od nekoga ko ima olovku, komad papira i nekoliko malih ogledala ili prizmi. Nejasno je kako su Euklid, Arhimed i Njutn propustili ovo otkriće. U svom članku Wheatstone primjećuje da je Leonardo da Vinci bio vrlo blizu otkrivanju ovog principa. Leonardo je istakao da loptu koja se nalazi ispred bilo koje prostorne scene svako oko vidi drugačije - lijevim okom vidimo njenu lijevu stranu malo dalje, a desnim desnom. Wheatstone dalje primjećuje da da je Leonardo izabrao kocku umjesto lopte, sigurno bi primijetio da su njene projekcije različite za različite oči. Nakon toga, mogao bi se, poput Wheatstonea, zainteresirati za ono što bi se dogodilo da se dvije slične slike posebno projektuju na mrežnjače dva oka.

Važna fiziološka činjenica je da se osjećaj dubine (tj. sposobnost da se "direktno" vidi da li se određeni objekt nalazi dalje ili bliže od točke fiksacije) javlja u slučajevima kada su dvije slike retine malo pomaknute jedna u odnosu na drugu u horizontalnom smjeru - razmaknuti ili, obrnuto, , su blizu jedan drugom (osim ako ovaj pomak ne prelazi oko 2°, a vertikalni pomak je blizu nule). To, naravno, odgovara geometrijskim odnosima: ako se, u odnosu na referentnu tačku određene udaljenosti, objekt nalazi bliže ili dalje, tada će se njegove projekcije na mrežnjaču razmaknuti ili približiti vodoravno, dok nema značajnijeg vertikalnog pomaka slike će se pojaviti.

Nemaju svi sposobnost da percipiraju dubinu pomoću stereoskopa. Svoju stereopsiju možete lako provjeriti sami ako koristite stereo parove prikazane na Sl. 105 i 106.

Ako imate stereoskop, možete napraviti kopije ovdje prikazanih stereo parova i zalijepiti ih u stereoskop. Također možete postaviti tanak komad kartona okomito između dvije slike iz istog stereo para i pokušati pogledati svoju sliku svakim okom, postavljajući oči paralelno, kao da gledate u daljinu. Također možete naučiti pomicati oči zajedno i razdvojiti prstom, stavljajući ih između očiju i stereo para i pomicati naprijed ili nazad dok se slike ne spoje, nakon čega (ovo je najteže) možete pregledati spojenu sliku , pokušavajući da ga ne podijelim na dva. Ako to možete učiniti, prividni odnosi dubine bit će suprotni onima koji se percipiraju kada koristite stereoskop.

Čak i ako ne uspete da ponovite iskustvo sa percepcijom dubine- da li zato što nemate stereoskop, ili zato što ne možete proizvoljno da pomerate ose svojih očiju zajedno, ipak ćete moći da razumete suštinu stvari, iako nećete dobiti zadovoljstvo od stereo efekta.

U gornjem stereo paru na sl. 105 u dva kvadratna okvira nalazi se mali krug, od kojih je jedan malo pomaknut ulijevo od centra, a drugi malo udesno. Ako ovaj stereopar pregledate sa oba oka, koristeći stereoskop ili neku drugu metodu kombinovanja slika, vidjet ćete krug ne u ravnini lista, već ispred njega na udaljenosti od oko 2,5 cm. donji stereopar na sl. 105, tada će krug biti vidljiv iza ravnine lista. Na taj način percipirate položaj kruga jer mrežnice vaših očiju primaju potpuno iste informacije kao da je krug zapravo ispred ili iza ravnine okvira.

Godine 1960. Bela Jules iz Bell Telephone Laboratories došli su do vrlo korisne i elegantne tehnike za demonstriranje stereo efekta. Slika prikazana na sl. 107, na prvi pogled izgleda kao homogeni nasumični mozaik malih trouglova.

To je tačno, osim što se u središnjem dijelu nalazi veći skriveni trokut. Ako pogledate ovu sliku sa dva komada celofana u boji postavljenim ispred vaših očiju - crvenim ispred jednog oka i zelenim ispred drugog, tada biste trebali vidjeti trokut u sredini koji viri naprijed iz ravnine lista, kao u prethodnom slučaju sa malim krugom na stereo parovima. (Možda ćete morati da gledate minut ili tako prvi put dok se ne pojavi stereo efekat.) Ako zamenite komade celofana, doći će do inverzije dubine. Vrijednost ovih Yulesz stereo parova je da ako imate oštećenu stereo percepciju, nećete vidjeti trougao ispred ili iza okolne pozadine.

Da sumiramo, možemo reći da naša sposobnost da percipiramo stereo efekat zavisi od pet uslova:

5. Kada je horizontalni pomak projekcija veći od 2° ili je vertikalni pomak veći od nekoliko lučnih minuta, dolazi do dvostrukog vida.

Fiziologija stereoskopskog vida

Ako želimo da znamo koji su moždani mehanizmi stereopse, najlakše je započeti pitanjem: Postoje li neuroni čiji su odgovori specifično determinirani relativnim horizontalnim pomakom slika na retinama dva oka? Hajde da prvo pogledamo kako ćelije nižih nivoa vizuelnog sistema reaguju kada su oba oka istovremeno stimulisana. Moramo početi sa neuronima polja 17 ili više visoki nivo, budući da su retinalne ganglijske ćelije jasno monokularne, a ćelije lateralnog genikuliranog tijela, u kojem su ulazi iz desnog i lijevog oka raspoređeni na različite slojeve, također se mogu smatrati monokularnim - reagiraju na stimulaciju bilo jednog oka ili drugi, ali ne oboje u isto vrijeme. U području 17, otprilike polovina neurona su binokularne ćelije koje reaguju na stimulaciju oba oka.

Nakon pažljivog testiranja, pokazalo se da odgovori ovih ćelija malo zavise od relativnog položaja projekcija stimulusa na retinama dva oka. Zamislite tipičnu kompleksnu ćeliju koja reaguje kontinuiranim pražnjenjem na kretanje trake stimulusa kroz njeno receptivno polje u jednom ili drugom oku. Kada su oba oka istovremeno stimulisana, učestalost pražnjenja ove ćelije je veća nego kada je stimulisano jedno oko, ali za odgovor takve ćelije obično nije važno da li u bilo kom trenutku projekcije stimulusa padaju u potpuno iste delove dva receptivna polja.

Najbolji odgovor je zabilježen kada ove projekcije ulaze i izlaze iz odgovarajućih receptivnih polja dva oka u približno isto vrijeme; međutim, nije toliko bitno koja je projekcija malo ispred druge. Na sl. 108 prikazuje karakterističnu krivulju odgovora (na primjer, ukupan broj impulsa u odgovoru tokom jednog prolaska stimulusa kroz receptivno polje) na razliku položaja stimulusa na obje mrežnice. Ova kriva je vrlo bliska horizontalnoj pravoj liniji, što jasno daje do znanja da relativni položaj stimulusa na dvije mrežnice nije jako značajan.

Ćelija ovog tipa će dobro reagovati na liniju pravilne orijentacije bez obzira na njenu udaljenost - udaljenost do linije može biti veća od, jednaka ili manja od udaljenosti do tačke fiksirane pogledom.

U poređenju sa ovom ćelijom, neuroni čiji su odgovori predstavljeni na Sl. 109 i 110 su veoma osetljivi na relativni položaj dva stimulusa na dve mrežnjače, tj. osetljivi su na dubinu.

Prvi neuron (Sl. 109) najbolje reaguje ako stimulans pada tačno na odgovarajuća područja dve mrežnjače. Količina horizontalnog neusklađenosti stimulusa (tj. disparitet) pri kojoj ćelija prestaje da reaguje je određeni deo širine njenog receptivnog polja. Prema tome, ćelija reaguje ako i samo ako je objekat približno na istoj udaljenosti od očiju kao tačka fiksacije. Drugi neuron (slika 110) reaguje samo kada se objekat nalazi dalje od tačke fiksacije. Postoje i ćelije koje reaguju samo kada se stimulans nalazi bliže ovoj tački. Kada se stepen dispariteta promeni, neuroni poslednje dve vrste, tzv udaljene ćelije I obližnje ćelije, vrlo oštro mijenjaju intenzitet svojih odgovora na ili blizu tačke nultog dispariteta. Neuroni sva tri tipa (ćelije, podešen na disparitet) otkriveni su u polju 17 majmuna.

Još nije sasvim jasno koliko se često tamo javljaju, da li se nalaze u određenim slojevima korteksa i da li su u određenim prostornim odnosima sa očnim dominantnim stupovima. Ove ćelije su vrlo osjetljive na udaljenost objekta od očiju, što je kodirano kao relativni položaj odgovarajućih podražaja na dvije mrežnice. Još jedna karakteristika ovih ćelija je da ne reaguju na stimulaciju samo jednog oka ili reaguju, već veoma slabo. Sve ove ćelije imaju zajedničko svojstvo orijentacijske selektivnosti; koliko znamo, slične su običnim složenim ćelijama gornjih slojeva korteksa, ali imaju dodatno svojstvo - osjetljivost na dubinu. Osim toga, ove ćelije dobro reaguju na pokretne podražaje, a ponekad i na krajeve linija.

J. Poggio sa medicinske škole Johns Hopkins snimio je odgovore takvih ćelija u polju 17 budnog majmuna sa ugrađenim elektrodama, koji je prethodno bio obučen da svojim pogledom fiksira određeni predmet. Kod anesteziranih majmuna takve ćelije su također otkrivene u korteksu, ali su rijetko pronađene u području 17, a vrlo često u području 18. Bio bih izuzetno iznenađen kada bi se pokazalo da životinje i ljudi mogu stereoskopski procijeniti udaljenosti do objekata koristeći samo tri gore opisane vrste ćelija - konfigurirane na nulti disparitet, "blizu" i "daleko". Radije bih očekivao da ću pronaći kompletan set ćelija za sve moguće dubine. Kod budnih majmuna, Poggio je takođe naišao na usko podešene ćelije koje su najbolje reagovale ne na nulti disparitet, već na mala odstupanja od njega; Očigledno, mogu postojati specifični neuroni u korteksu za sve nivoe dispariteta. Iako još uvijek ne znamo točno kako mozak "rekonstruira" scenu koja uključuje mnogo široko raspoređenih objekata (šta god podrazumijevali pod "rekonstrukcijom"), ćelije poput onih gore opisanih vjerovatno su uključene u ranim fazama ovog procesa.

Neki problemi povezani sa stereoskopskim vidom

Tokom proučavanja stereopse psihofizičari su se suočili sa nizom problema. Ispostavilo se da se obrada nekih binokularnih stimulusa odvija u vizuelnom sistemu na potpuno nejasne načine. Mogao bih navesti mnogo takvih primjera, ali ću se ograničiti na samo dva.

Koristeći primjer stereo parova prikazanih na Sl. 105, vidjeli smo da je pomicanje dvije identične slike (in u ovom slučaju krugovi) jedan prema drugom dovodi do osjećaja veće bliskosti, a u smjeru jedni od drugih - do osjećaja veće udaljenosti. Pretpostavimo sada da obje ove operacije izvodimo istovremeno, za šta postavljamo dva kruga u svaki okvir, koji se nalaze jedan do drugog (slika 111).

Očigledno, s obzirom na ovo stereo parovi može dovesti do percepcije dva kruga – jednog bližeg a drugog dalje od ravni fiksacije. Međutim, može se pretpostaviti još jedna opcija: jednostavno ćemo vidjeti dva kruga koji leže jedan pored drugog u ravni fiksiranja. Činjenica je da ove dvije prostorne situacije odgovaraju istim slikama na mrežnjačima. U stvarnosti, ovaj par podražaja može se percipirati samo kao dva kruga u ravni fiksacije, što se lako može provjeriti ako se kvadratni okviri na slici 1 na bilo koji način spoje. 111.

Na potpuno isti način, možemo zamisliti situaciju u kojoj razmatramo dva lanca znakova x, recimo, šest znakova po lancu. Ako ih posmatramo kroz stereoskop, onda se u principu može uočiti bilo koja od brojnih mogućih konfiguracija ovisno o tome koji se znak x iz lijevog lanca spaja s određenim znakom x u desnom lancu. Zapravo, ako takav stereopar ispitamo kroz stereoskop (ili na drugi način koji stvara stereo efekat), uvijek ćemo vidjeti šest znakova x u ravni fiksacije. Još uvijek ne znamo kako mozak rješava ovu dvosmislenost i bira najjednostavniju moguću kombinaciju. Zbog ove vrste dvosmislenosti, teško je i zamisliti kako uspijevamo da percipiramo trodimenzionalni prizor koji uključuje mnoštvo grana različitih veličina koje se nalaze na različitim udaljenostima od nas. Istina, fiziološki dokazi sugeriraju da zadatak možda i nije tako težak, budući da će različite grane vjerovatno imati različite orijentacije, a već znamo da su ćelije uključene u stereopsu uvijek selektivne na orijentaciju.

Drugi primjer nepredvidivosti binokularnih efekata, u vezi sa stereopsom je takozvana borba vidnih polja, koju takođe pominjemo u odeljku o strabizmu (9. poglavlje). Ako se na mrežnici desnog i lijevog oka stvaraju vrlo različite slike, često se jedna od njih prestaje percipirati. Ako lijevim okom gledate u mrežu okomitih linija, a desnim u mrežu horizontalnih linija (Sl. 112; možete koristiti stereoskop ili konvergenciju oka), očekivali biste da vidite mrežu linija koje se ukrštaju .

Međutim, u stvarnosti je gotovo nemoguće vidjeti oba niza linija u isto vrijeme. Vidljivo je ili jedno ili drugo, svaki od njih samo nekoliko sekundi, nakon čega nestaje, a drugi se pojavljuje. Ponekad možete vidjeti i svojevrsni mozaik ove dvije slike, u kojem će se pojedinačni homogeniji dijelovi pomicati, spajati ili razdvajati, a orijentacija linija u njima će se promijeniti (vidi sliku 112, ispod). Iz nekog razloga, nervni sistem ne može da percipira toliko različitih podražaja istovremeno u istom dijelu vidnog polja i potiskuje obradu jednog od njih.

riječ " potisnuti"Ovdje koristimo jednostavno kao još jedan opis istog fenomena: u stvari, ne znamo kako se takva supresija provodi i na kojem nivou centralnog nervnog sistema se dešava. Mislim da mozaičnost percipirane slike kada se vizuelna polja nadmeću sugeriše da se "donošenje odluka" u ovom procesu dešava prilično rano u obradi vizuelnih informacija, možda u polju 17 ili 18. (Drago mi je što ne moram braniti ovu pretpostavku.)

Fenomen borbe vidnog polja znači da u slučajevima kada vizuelni sistem ne može da kombinuje slike na dve mrežnjače (u ravnu scenu ako su slike iste, ili u trodimenzionalnu scenu ako postoji samo mali horizontalni disparitet), on jednostavno odbacuje jednu od slika - bilo potpuno kada, na primjer, gledamo kroz mikroskop dok drugo oko držimo otvorenim, bilo djelomično ili privremeno, kao u gore opisanom primjeru. U mikroskopskoj situaciji, pažnja igra značajnu ulogu, ali neuronski mehanizmi koji su u osnovi ovog pomaka pažnje su također nepoznati.

Još jedan primjer borbe između vidnih polja možete vidjeti ako jednostavno pogledate neku višebojnu scenu ili sliku kroz naočale s crvenim i zelenim filterima. Utisci različitih posmatrača u ovom slučaju mogu biti vrlo različiti, ali većina ljudi (uključujući i mene) primjećuje prelaze iz općeg crvenkastog tona u zelenkasti ton i nazad, ali bez žuta boja, koji se dobija jednostavnim mešanjem crvene svetlosti sa zelenim.

Stereo sljepilo

Ako je osoba slijepa na jedno oko, onda je očito da neće imati stereoskopski vid. Međutim, nema ga i kod nekih ljudi čiji je vid inače normalan. Iznenađujuće je da udio takvih ljudi nije premali. Dakle, ako prikažete stereo parove poput onih prikazanih na Sl. 105 i 106, sa stotinu studentskih subjekata (koristeći polaroide i polarizirano svjetlo), obično se nađe da njih četiri ili pet ne mogu postići stereo efekat.

To ih često iznenadi, jer u svakodnevnim uslovima ne doživljavaju nikakve neprijatnosti. Ovo posljednje može izgledati čudno svakome ko je, radi eksperimenta, pokušao voziti auto sa jednim zatvorenim okom. Očigledno je nedostatak stereopse prilično dobro nadoknađen upotrebom drugih znakova dubine, kao što su paralaksa pokreta, perspektiva, djelomična okluzija nekih objekata od strane drugih, itd. U 9. poglavlju ćemo razmotriti slučajeve kongenitalnog strabizma, kada se oči dugo vrijeme rade nedosledno. To može dovesti do prekida veza u korteksu koje pružaju binokularnu interakciju i kao rezultat toga do gubitka stereopse. Strabizam nije vrlo rijedak, pa čak i njegov blagi stepen, koji može proći nezapaženo, u nekim slučajevima može uzrokovati stereosljepoću. U drugim slučajevima, poremećaj stereopse, poput daltonizma, može biti nasljedan.

Budući da se ovo poglavlje bavilo i corpus callosum i stereoskopskim vidom, iskoristit ću ovu priliku da kažem nešto o povezanosti ove dvije stvari. Pokušajte se postaviti pitanje: kakve se smetnje stereopse mogu očekivati kod osobe sa posječenim corpus callosum? Odgovor na ovo pitanje je jasan iz dijagrama prikazanog na Sl. 113.

Ako osoba fiksira tačku P svojim pogledom, tada će se u lijevom i desnom oku na suprotnim stranama fovee pojaviti projekcije tačke Q, smještene bliže očima unutar oštrog ugla FPF - QL i QR. Shodno tome, Ql projekcija prenosi informaciju na lijevu hemisferu, a Qr projekcija - na desnu hemisferu. Da biste vidjeli da je tačka Q bliža od P (tj. da biste dobili stereo efekat), morate kombinirati informacije iz lijeve i desne hemisfere. Ali jedini način da se to učini je prijenos informacija duž corpus callosum. Ako je put kroz corpus callosum uništen, osoba će biti stereoslijepa u području zasjenjenom na slici. Godine 1970. D. Mitchell i K. Blakemore sa Univerziteta u Kaliforniji, Berkeley, proučavali su stereoskopski vid kod jedne osobe sa presječenim corpus callosumom i dobili su upravo gore predviđeni rezultat.

Drugo pitanje, usko povezano s prvim, je do kakvog će poremećaja stereopse doći ako se optički hijazam preseče duž srednje linije (kao što je R. Myers učinio na mačkama). Rezultat će ovdje biti u određenom smislu suprotan. Od sl. 114 treba biti jasno da će u tom slučaju svako oko postati slijepo za nadražaje koji padaju na nosni dio mrežnjače, odnosno koji izlaze iz temporalnog dijela vidnog polja.

Dakle, neće biti stereopse u svetlijoj oblasti prostora, gde je inače prisutna. Lateralne zone izvan ovog područja uglavnom su dostupne samo jednom oku, tako da ovdje nema stereopse ni u normalnim uvjetima, a nakon transekcije hijazme biće zone sljepila (to je jasnije prikazano na slici). tamne boje). U području iza tačke fiksacije, gdje se preklapaju temporalni dijelovi vidnih polja, sada nevidljivih, doći će i do sljepoće.

Međutim, u području bliže tački fiksacije, preostala hemipolja oba oka se preklapaju, tako da ovdje treba sačuvati stereopsu, osim ako je corpus callosum oštećen. K. Blakemore je ipak pronašao pacijenta sa potpunim presijecanjem hijazme u srednjoj liniji (ovaj pacijent je kao dijete zadobio prijelom lubanje dok je vozio bicikl, što je očigledno dovelo do uzdužne rupture hijazme). Prilikom pregleda utvrđeno je da ima upravo onu kombinaciju oštećenja vida koju smo hipotetički opisali.

Članak iz knjige: .

Slika objekata na mrežnjači očiju je dvodimenzionalna, ali u međuvremenu osoba vidi svijet u tri dimenzije, tj. ima sposobnost da percipira dubinu prostora, odnosno stereoskopski (stereo - od grčkog stereos - čvrst, prostoran) vid.

Ljudi imaju mnogo mehanizama za procjenu dubine. Neki od njih su prilično očigledni. Na primjer, ako je veličina nekog objekta (osobe, drveta, itd.) približno poznata, tada možete procijeniti udaljenost do njega ili razumjeti koji je objekt bliži upoređujući ugaonu veličinu objekta. Ako se jedan objekt nalazi ispred drugog i djelomično ga zaklanja, tada osoba doživljava prednji objekt kao bliži. Ako uzmete projekciju paralelnih linija, na primjer, željezničke šine, koje idu u daljinu, tada će se u projekciji približiti. Ovo je primjer perspektive, vrlo efikasan pokazatelj dubine prostora.

Konveksni dio zida izgleda svjetlije u svom gornjem dijelu ako je izvor svjetlosti lociran više, a udubljenje na njegovoj površini izgleda tamnije u gornjem dijelu. Važan znak udaljenosti je paralaksa kretanja - prividno relativno pomicanje bližih i udaljenijih objekata ako promatrač pomiče glavu lijevo-desno ili gore-dolje. „Efekat željeznice“ poznat je kada se posmatra sa prozora voza u pokretu: prividna brzina kretanja blisko lociranih objekata veća je od onih koji se nalaze na velikoj udaljenosti.

Udaljenost objekata može se procijeniti i količinom akomodacije oka, tj. prema napetosti cilijarnog tijela i cinovih zonula, koje kontrolišu sočivo. Povećanjem konvergencije ili divergencije, može se procijeniti i udaljenost objekta koji se promatra. Uz izuzetak posljednjeg, svi gore navedeni indikatori udaljenosti su monokularni. Najvažniji mehanizam za sagledavanje dubine u prostoru, stereopsa, zavisi od zajedničkog korišćenja dva oka. Kada gledate bilo koju trodimenzionalnu scenu, dva oka formiraju malo različite slike na mrežnjači.

Tokom stereopse, mozak upoređuje slike iste scene na dvije mrežnice i procjenjuje relativnu dubinu sa velikom preciznošću. Spajanje dve monokularne slike, koje su odvojeno vidljive desnim i levim okom kada se objekti posmatraju istovremeno sa oba oka, u jednu trodimenzionalnu sliku naziva se fuzija.

Pretpostavimo da posmatrač svojim pogledom fiksira određenu tačku R, (slika 1) u ovom slučaju slike tačke se pojavljuju u centralnoj fovei (fovea) F oba oka. Neka je Q druga tačka u prostoru za koju se posmatraču čini da se nalazi na istoj dubini kao i tačka R, dok su Q L i Q R slike tačke Q na retini lijevog i desnog oka. U ovom slučaju, tačke Q L i Q R se nazivaju odgovarajući tačke dve mrežnjače.

Slika 1. Geometrijski dijagram koji objašnjava stereo efekat

Očigledno je da dvije tačke koje se poklapaju sa centralnom foveom mrežnice također odgovaraju. Iz geometrijskih razmatranja jasno je da će tačka Q′, koju posmatrači procijeniti kao locirana bliže od tačke Q, proizvesti dvije slike na mrežnjači – Q′ L i Q′ R – u neodgovarajućim (različitim) tačkama koje se nalaze dalje jedna od druge. nego na u slučaju da su ove tačke bile odgovarajuće.

Na isti način, ako uzmemo u obzir tačku koja se nalazi dalje od posmatrača, ispada da će se njene projekcije na mrežnjaču nalaziti bliže jedna drugoj od odgovarajućih tačaka. Sve tačke koje, poput tačaka Q i R, percipiraju se kao jednako udaljeni, leže na horoptera– površina koja prolazi kroz tačke R i Q, čiji se oblik razlikuje od sfere i zavisi od sposobnosti osobe da proceni udaljenost. Udaljenosti od fovee F projekcijama Q R i Q L za desno i lijevo oko su bliske, ali nisu jednake; kada bi uvijek bile jednake, tada bi linija presjeka horoptera sa horizontalnom ravninom bila kružnica.

Uglovi α i α′ u stereoskopiji se nazivaju paralaktičkim uglovima. Njihova vrijednost će se promijeniti od nule, kada je tačka fiksacije u beskonačnosti, i do 15°, kada je tačka fiksacije na udaljenosti od 250 mm.

Pretpostavimo sada da svojim pogledom fiksiramo određenu tačku u prostoru i da u tom prostoru postoje dva tačkasta izvora svjetlosti, od kojih se jedan projektuje samo na mrežnicu lijevog oka, a drugi na desno oko u oblik svjetlosnih tačaka, a ove tačke su ne-odgovarajuće: udaljenost između njih je nešto veća nego između odgovarajućih tačaka. Svako takvo odstupanje od položaja odgovarajućih tačaka naziva se disparitet. Ako ovo odstupanje u horizontalnom smjeru ne prelazi 2° (0,6 mm na mrežnici), au vertikalnom smjeru - ne više od nekoliko lučnih minuta, tada ćemo vizualno uočiti jednu točku u prostoru koja se nalazi bliže od točke fiksacije .

Ako udaljenosti između projekcija tačke nisu veće, već manje nego između odgovarajućih tačaka, tada će se činiti da se ova tačka nalazi dalje od tačke fiksacije. Konačno, ako vertikalno odstupanje premašuje nekoliko lučnih minuta ili horizontalno odstupanje prelazi 2°, tada ćemo vidjeti dvije odvojene točke za koje se može činiti da se nalaze dalje ili bliže tački fiksacije. Takav eksperiment ilustruje osnovni princip stereo percepcije, koji je prvi formulisao Charles Wheatstone 1838. godine i koji je u osnovi stvaranja čitavog niza stereoskopskih instrumenata, počevši od Wheatstone stereoskopa do stereo daljinomjera i stereo televizije.

Nema svaka osoba sposobnost da percipira dubinu pomoću stereoskopa. Možete lako i sami provjeriti svoju stereopsu ako koristite sliku 2. Ako imate stereoskop, možete napraviti kopije ovdje prikazanih stereo parova i zalijepiti ih u stereoskop. Također možete postaviti tanak list kartona okomito između dvije slike iz istog stereo para i pokušati pogledati svoju sliku svakim okom, postavljajući oči paralelne kao da gledate u daljinu.

Slika 2. Primjeri stereo parova

1960. godine, Bela Jules (Bell Telephone Laboratories, SAD) predložio je originalan način da se demonstrira stereo efekat, eliminišući monokularno posmatranje objekta.

Na osnovu ovog principa, inače, objavljen je čitav niz zabavnih knjiga koje se ujedno mogu koristiti i za trening stereopse. Slika 3 prikazuje crno-bijelo jedan od crteža iz ove knjige. Postavljanjem vizualnih linija očiju paralelno (da biste to učinili, morate gledati u daljinu, kao kroz crtež), možete vidjeti stereoskopsku sliku. Takvi crteži se nazivaju autostereogrami. Na osnovu metode Bel Jules, na Novosibirskom državnom medicinskom institutu zajedno sa Novosibirskim državnim tehničkim univerzitetom kreiran je uređaj za proučavanje praga stereoskopskog vida, a mi smo predložili njegovu modifikaciju koja omogućava povećanje tačnosti određivanja prag stereoskopskog vida. Osnova za mjerenje praga stereoskopskog vida je predstavljanje test objekata svakom oku promatrača na takozvanoj randomiziranoj pozadini. Svaki od ovih testnih objekata je skup tačaka na ravni koja se nalazi prema individualnom zakonu vjerovatnoće. Štaviše, na svakom ispitnom objektu postoje identične oblasti tačaka, koje mogu predstavljati figuru proizvoljnog oblika.

Ako identične tačke figura na ispitnom objektu imaju nulte vrijednosti paralaktičkih uglova, tada promatrač vidi na generaliziranoj slici cjelokupnu sliku u obliku slučajne raspodjele tačaka, drugim riječima, promatrač nije u stanju identificirati brojka na nasumično odabranoj pozadini. Dakle, monokularni vid figure je isključen. Ako se jedan od testnih objekata pomakne okomito na optičku os sistema, tada će se paralaktički ugao između figura promijeniti, a pri određenoj vrijednosti promatrač će vidjeti figuru koja će izgledati kao da se odvaja od pozadine i počinje pristupiti ili udaljiti od njega. Ugao paralakse se mijenja pomoću optičkog kompenzatora umetnutog u jednu od grana uređaja. U trenutku kada se figura pojavi u vidnom polju posmatrač snima, a na indikatoru se pojavljuje odgovarajuća vrednost praga stereoskopskog vida.

Slika 3. Autostereogram

Istraživanja posljednjih desetljeća u području neurofiziologije stereoskopskog vida omogućila su identifikaciju specifičnih stanica u primarnom vidnom korteksu mozga koje su podešene na disparitet. Otkrivene su ćelije koje reaguju samo ako podražaji padaju tačno na odgovarajuća područja dvije retine. Ćelije drugog tipa reaguju ako i samo ako se objekt nalazi dalje od tačke fiksiranja. Postoje i ćelije koje reaguju samo kada se stimulans nalazi bliže tački fiksacije. Očigledno, u primarnom vidnom korteksu mogu postojati specifični neuroni za različitih stepeni disparitet. Sve ove ćelije takođe imaju svojstvo orijentacijske selektivnosti i dobro reaguju na pokretne podražaje i na krajeve linija. Prema D. Hubelu, “iako još uvijek ne znamo točno kako mozak “rekonstruiše” scenu koja uključuje mnogo objekata na različitim udaljenostima, ćelije s osjetljivošću na disparitet uključene su u ranim fazama ovog procesa.”

Prilikom proučavanja stereopse, istraživači su naišli na niz problema. Pokazalo se da se obrada nekih binokularnih stimulusa odvija u vizuelnom sistemu na potpuno nejasan način. Na primjer, ako se ponovo okrenemo stereo parovima predstavljenim na Sl. 37a i 37b, onda imamo osjećaj da se u jednom slučaju krug nalazi bliže, u drugom - dalje od ravni okvira. Ako se kombinuju dva stereo para, tj. U svaki okvir postavite dva kruga koji se nalaze jedan pored drugog, tada bi se činilo da bismo jedan krug trebali vidjeti bliže, drugi dalje. Međutim, u stvarnosti to neće funkcionirati: oba kruga su vidljiva na istoj udaljenosti kao i okvir.

Drugi primjer nepredvidivosti binokularnih efekata je takozvana borba vidnih polja. Ako se na mrežnici desnog i lijevog oka stvaraju vrlo različite slike, često se jedna od njih prestaje percipirati. Ako lijevim okom gledate mrežu okomitih linija, a desnim okom mrežu horizontalnih linija (na primjer, kroz stereoskop), nemoguće je vidjeti oba niza linija istovremeno. Vidljivo je ili jedno ili drugo, a svaki od njih je vidljiv samo nekoliko sekundi; ponekad možete vidjeti mozaik ovih slika. Fenomen borbe vidnog polja znači da u slučajevima kada vizuelni sistem ne može da kombinuje slike na dve mrežnjače, on jednostavno odbacuje jednu od slika, bilo potpuno ili delimično.

Dakle, za normalan stereoskopski vid to je neophodno sledećim uslovima: normalno funkcionisanje okulomotornog sistema očiju; dovoljna vidna oštrina i ne velika razlika u oštrini desnog i lijevog oka; jaka veza između akomodacije, konvergencije i fuzije; mala razlika u skali slika u lijevom i desnom oku.

Nejednakost veličine ili različita skala slika dobijenih na mrežnjači desnog i lijevog oka pri gledanju istog objekta naziva se aniseikonia. Aniseikonija je jedan od uzroka nestabilnog ili odsutnog stereoskopskog vida. Aniseikonija se najčešće zasniva na razlikama u prelamanju očiju, tj. anisometronia. Ako aniseikonija ne prelazi 2 - 2,5%, onda se može korigirati konvencionalnim stigmatičnim sočivima, inače se koriste aniseikonija naočale.

Povreda veze između akomodacije i konvergencije jedan je od razloga za pojavu različitih vrsta strabizma. Osim što je kozmetički nedostatak, očigledan strabizam obično dovodi do smanjenja vidne oštrine oka koje škilji sve dok se ono ne isključi iz procesa vida. Skriveni strabizam, ili heteroforija, ne stvara kozmetički nedostatak, ali može ometati stereopsu. Dakle, osobe sa heteroforijom većom od 3° ne mogu raditi sa binokularnim uređajima.

Stereoskopski prag vida karakteriše minimalna razlika u paralaktičkim uglovima Δα, koju posmatrač još uvek opaža. Odnos između Δα (u sekundama) i minimalna udaljenost Δ l između objekata koje posmatrač percipira kao različite udaljenosti je sledeće:

Gdje b– udaljenost između zenica očiju posmatrača;
l– udaljenost od oka do najbližeg objekta koji se razmatra.

Prag za stereoskopski vid zavisi od razni faktori: o svjetlini pozadine (najveća oštrina se uočava pri svjetlini pozadine od oko 300 cd/m2), kontrastu objekata (sa povećanjem kontrasta smanjuje se prag dubinskog vida), trajanju posmatranja (slika 4.). ).

Slika 4. Zavisnost praga stereoskopskog vida o trajanju posmatranja

Prag percepcije dubine u optimalnim uslovima posmatranja kreće se od 10 – 12 do 5″ (za neke posmatrače dostiže 2 – 5″).

Uzimajući vrijednost Δα = 10″ kao prag, možemo izračunati maksimalnu udaljenost na kojoj oko još uvijek percipira dubinu. Ovo je udaljenost l= 1400 m (radijus stereoskopskog vida).

Postoji nekoliko načina za procjenu, definiranje i proučavanje stereoskopske vizije:

1) korišćenjem stereoskopa prema Pulfrichovim tabelama (minimalni prag za stereoskopsku percepciju određen ovom metodom je 15″);
2) korišćenje razne vrste stereoskopi sa setom tačnijih tablica s opsegom mjerenja od 10 – 90″;
3) korišćenjem gore navedenog uređaja korišćenjem randomizovane pozadine, isključujući monokularno posmatranje objekata, greška merenja 1 - 2″.

Ljudski vid je neverovatna sposobnost tela da opaža svijet u svim svojim bojama.

Zahvaljujući posebnoj strukturi vizuelnog sistema, svaka osoba je u mogućnosti da proceni okolinu u smislu zapremine, udaljenosti, oblika, širine i visine.

Takođe, oči su u stanju da percipiraju sve dostupne boje i nijanse, da percipiraju boju u svim njenim gradacijama.

Ali dešava se da dođe do kvara u sistemu i oni koji su pogođeni neće moći da cene sve dubine spoljašnjeg okruženja.

Šta je binokularni i stereoskopski vid?

Oči su upareni organ koji harmonično radi jedno s drugim i sa mozgom. Kada osoba gleda u jedan predmet, vidi jedan predmet, a ne dva objekta. Osim toga, kada gleda u predmet, osoba automatski i trenutno može odrediti njegovu veličinu, volumen, oblik i druge parametre i karakteristike. Ovo je binokularni vid.

Stereoskopski vid - sposobnost trodimenzionalnog gledanja - je kvaliteta binokularnog vida, zahvaljujući kojoj osoba vidi olakšanje, dubinu, odnosno percipira svijet trodimenzionalno.

Upravo je stereoskopska vizija bila osnova nekadašnje inovacije - 3D tehnologije, koja je osvojila svijet. Binokularnim vidom širi se vidno polje i povećava se vidna oštrina.

Kako odrediti binokularni vid?

Za to se koriste mnoge tehnike. Najpopularnija tehnika je Sokolova test.

Za izvođenje testa trebat će vam: uzeti bilo koju bilježnicu koju ćete trebati umotati u tubu i staviti je na desno oko. U to vrijeme, lijeva ruka ispružite se naprijed, mentalno oslonite dlan u daljinu. Udaljenost od dlana do lijevog oka treba biti oko 15 cm.

Na taj način se dobijaju dvije "slike" - dlan i "tunel". Gledajući ih u isto vrijeme, ove slike se preklapaju. Kao rezultat, formira se "rupa na dlanu". Ovo ukazuje da je vid binokularan.

Šta je potrebno za razvoj binokularnog vida?

Binokularni vid je moguć kada:

Oštrina vida od najmanje 0,4 DPT, što osigurava jasan otisak objekata na mrežnjači.
Postoji slobodna pokretljivost obe očne jabučice. To ukazuje da su svi mišići tonirani. A to je preduslov za binokularni vid.

Mišići su ti koji osiguravaju potrebno paralelno poravnanje osa vida, što jamči prelamanje svjetlosnih zraka upravo na retini oka.

Uzroci oštećenja binokularnog vida

Stereoskopski vid (binokularni) je norma za ljude. Ali postoji niz razloga koji mogu poremetiti normalan tijek vitalne aktivnosti organa vida.

Ovi razlozi su:

Imajte na umu da oštećenje binokularnog vida zahtijeva hitnu dijagnozu od strane oftalmologa, jer predstavlja prijetnju za svog vlasnika. Sa minimalnim oštećenjem binokularnosti, osoba postaje neprofesionalna i njena aktivnost postaje ograničena.

Šta uzrokuje monokularni vid?

Monokularni vid je gledanje na jedno oko. Odnosno, sa monokularnim vidom okruženje percipirani indirektno. Odnosno, sve se percipira na osnovu veličine i oblika predmeta. Sa monokularnim vidom, trodimenzionalni vid nije moguć. Na primjer, osoba koja vidi na jedno oko imat će velikih poteškoća da sipa vodu u čašu, a još manje da uvuče konac u oko.

To značajno ograničava mogućnosti osobe, kako društvene tako i profesionalne.

Uzroci monokularnog vida su uzroci koji narušavaju binokularni vid. O ovim razlozima pisali smo ranije.

Da biste provjerili da li je oštećen binokularni vid, odnosno da li postoji monokularni vid, možete učiniti sljedeće:

Uzmite jednu naoštrenu olovku u obje ruke.
Sada malo ispružite ruku, zatvorite jedno oko i spojite ruke s olovkama, pokušavajući spojiti oštre olovke.
Što je to teže učiniti, to je više znakova monokularnog vida.

Vid u boji: šta je to i koji poremećaji postoje

Vizija boja je obezbeđena čunjevima - receptori za boju, koji su nastali kao rezultat mutacije. Danas ova mutacija određuje korisnost vida, za koji se smatra da je vid sposoban da percipira, razlikuje i osjeti boje svih spektra.

Vid u boji prednost je viših primata - ljudi, po čemu se njegova mrežnica razlikuje od retine drugih predstavnika ovog reda.

Kako funkcioniše vid u boji?

Normalno, šarenica oka sadrži, pored ostalih receptora, tri čunjeva različite vrste. Svaki konus upija zrake različite dužine. Zraci različitih dužina čine karakteristiku boje.

Boju karakteriziraju: nijansa, zasićenost boja i svjetlina. Zasićenost, zauzvrat, odražava dubinu, čistoću i svjetlinu boje i njene nijanse. A svjetlina boje ovisi o intenzitetu svjetlosnog toka.

Kršenja vid u boji

Poremećaji vida boja mogu biti urođeni ili stečeni. Po pravilu, urođena percepcija boja tipičnija je za muškarce.

Glavni uzrok gubitka percepcije boja je gubitak čunjeva. U zavisnosti od toga koji konus nedostaje, oko gubi sposobnost da percipira spektar boja koji ovaj konus „čita“.

Gubitak sposobnosti percepcije boja u narodu je poznat kao daltonizam. Ova patologija je dobila ime po Daltonu, koji je i sam patio od oštećenja vida boja i bio uključen u proučavanje ovog poremećaja i vida boja općenito.

Danas se pravi razlika između normalne i abnormalne trihromazije. Podsjetimo, svako ko razlikuje sva tri spektra boja je trikromat. Prema tome, oni koji razlikuju samo dva spektra boja su dihromati. Ranije smo pisali o tome šta je tipično za svaku grupu i koji drugi poremećaji vida boja postoje.

Stoga vrijedi još jednom obratiti pažnju na to koliko je ljudski vizualni sistem jedinstven, koliko je važno štititi ga i stalno brinuti o njemu. Kao rezultat toga, patologije raznih vrsta jednostavno vam neće biti zastrašujuće.

Video

Binokularni vid omogućava trodimenzionalnu percepciju okolnog svijeta u trodimenzionalnom prostoru. Uz pomoć ove vizualne funkcije, osoba može s pažnjom pokriti ne samo predmete ispred sebe, već i one koji se nalaze sa strane. Binokularni vid se naziva i stereoskopski vid. Koje su posljedice narušavanja stereoskopske percepcije svijeta i kako poboljšati vizualnu funkciju? Pogledajmo pitanja u članku.

Šta je binokularni vid? Njegova funkcija je da pruži monolitnu vizuelnu sliku kombinovanjem slika oba oka u jednu sliku. Značajka binokularne percepcije je formiranje trodimenzionalne slike svijeta s određivanjem lokacije objekata u perspektivi i udaljenosti između njih.

Monokularni vid je sposoban da odredi visinu i zapreminu objekta, ali ne daje ideju o relativnom položaju objekata na ravni. Binokularnost je prostorna percepcija svijeta koja daje potpunu 3D sliku okolne stvarnosti.

Bilješka! Binokularnost poboljšava vidnu oštrinu, pružajući jasnu percepciju vizuelnih slika.

Trodimenzionalnost percepcije počinje se formirati u dobi od dvije godine: dijete je u stanju da percipira svijet u trodimenzionalnoj slici. Neposredno nakon rođenja, ova sposobnost izostaje zbog nedosljednosti u kretanju očnih jabučica - oči "lebde". U dobi od dva mjeseca beba već može očima fiksirati predmet. Sa tri mjeseca, beba prati objekte u pokretu koji se nalaze u neposrednoj blizini očiju - viseće svijetle igračke. To jest, formiraju se binokularna fiksacija i fuzijski refleks.

U dobi od šest mjeseci, bebe već mogu vidjeti predmete na različitim udaljenostima. Do dobi od 12-16 godina, fundus oka je potpuno stabiliziran, što ukazuje na završetak procesa formiranja binokularnosti.

Zašto je binokularni vid oštećen? Za savršen razvoj stereoskopskih slika potrebni su određeni uvjeti:

odsustvo strabizma;
koordiniran rad očnih mišića;
koordinirani pokreti očnih jabučica;
vidna oštrina od 0,4;
jednaka oštrina vida na oba oka;
pravilno funkcionisanje perifernog i centralnog nervnog sistema;
odsutnost patologije u strukturi sočiva, retine i rožnice.

Takođe, za normalno funkcionisanje vidnih centara neophodna je simetrija lokacije očnih jabučica, odsustvo patologije očnih živaca, podudarnost stepena prelamanja rožnica oba oka i isto vid oba oka. U nedostatku ovih parametara binokularni vid je oštećen. Takođe, stereoskopski vid je nemoguć u nedostatku jednog oka.

Stereoskopski vid ovisi o pravilnom funkcioniranju vizualnih centara mozga, koji koordinira refleks fuzije spajanja dvije slike u jednu.

Stereoskopsko oštećenje vida

Da bi se dobila jasna trodimenzionalna slika, potreban je koordiniran rad oba oka. Ako funkcionisanje očiju nije usklađeno, govorimo o patologiji vidne funkcije.

Do oštećenja binokularnog vida može doći iz sljedećih razloga:

patologija mišićne koordinacije - poremećaj motiliteta;
patologija mehanizma za sinkronizaciju slika u jednu cjelinu - senzorni poremećaj;
kombinacija senzornog i motoričkog poremećaja.

Binokularni vid se određuje pomoću ortoptičkih uređaja. Prvi test se provodi sa tri godine: kod djece se testira funkcionisanje senzornih i motoričkih komponenti vidne funkcije. U slučaju strabizma vrši se dodatni test senzorne komponente binokularnog vida. Oftalmolog je specijalizovan za probleme stereoskopskog vida.

Pravovremeni pregled djeteta od strane oftalmologa sprječava razvoj strabizma i ozbiljni problemi sa vizijom za budućnost.

Šta uzrokuje kršenje stereoskopskog vida? To uključuje:

nedosljedna refrakcija oka;
defekti očnih mišića;
deformacija kranijalnih kostiju;
patološki procesi orbitalnog tkiva;
patologije mozga;
toksično trovanje;
neoplazme u mozgu;
tumori vidnih organa.

Posljedica oštećenja binokularnosti je strabizam, najčešća patologija vidnog sistema.

Strabizam

Strabizam je uvijek nedostatak binokularnog vida, jer se vidne ose obje očne jabučice ne konvergiraju. Postoji nekoliko oblika patologije:

validan;
false;
skriveno.

Kod lažnog oblika strabizma prisutna je stereoskopska percepcija svijeta - to omogućava razlikovanje od pravog strabizma. Lažni strabizam ne zahtijeva liječenje.

Otkriva se heteroforija (skriveni strabizam). sledeći metod. Ako pacijent pokrije jedno oko listom papira, ono će skrenuti u stranu. Ako se list papira ukloni, očna jabučica zauzima ispravan položaj. Ova karakteristika nije kvar i ne zahtijeva liječenje.

Poremećaj vidne funkcije sa strabizmom izražava se u sljedećim simptomima:

bifurkacija rezultirajuće slike svijeta;
česte vrtoglavice s mučninom;
naginjanje glave prema zahvaćenom očnom mišiću;
blokira pokretljivost očnog mišića.

Razlozi za razvoj strabizma su sljedeći:

nasljedni faktor;
povreda glave;
teške infekcije;
mentalni poremećaj;
patologije centralnog nervnog sistema.

Strabizam se može korigovati, posebno u rane godine. Za liječenje bolesti koriste se različite metode:

upotreba fizioterapije;
fizioterapija;
Očne leće i naočale;
laserska korekcija.

Sa heteroforijom je moguće brza zamornost oči, dvostruki vid. U ovom slučaju, prizmatična stakla se koriste za stalno nošenje. U slučajevima teške heteroforije vrši se hirurška korekcija, kao i kod očiglednog strabizma.

Kod paralitičkog strabizma prvo se uklanja uzrok koji je uzrokovao vizualni defekt. Kongenitalni paralitički strabizam kod djece mora se liječiti što je prije moguće. Stečeni paralitički strabizam tipičan je za odrasle pacijente koji su pretrpjeli teške infekcije ili oboljenja unutrašnjih organa. Liječenje za uklanjanje uzroka strabizma obično je dugotrajno.

Posttraumatski strabizam se ne koriguje odmah: od trenutka povrede mora proći 6 meseci. U ovom slučaju indicirana je hirurška intervencija.

Kako dijagnosticirati binokularni vid

Binokularni vid se određuje pomoću sljedećih instrumenata:

autofluorofraktometar;
oftalmoskop;
prorezna lampa;
monobinoskop.

Kako sami odrediti binokularni vid? Za to su razvijene jednostavne tehnike. Pogledajmo ih.

Sokolova tehnika

Držite šuplji predmet nalik dvogledu, kao što je smotani papir, prema jednom oku. Usmjerite pogled kroz cijev na jedan udaljeni predmet. Sada ga dovedite otvori oko vaš dlan: nalazi se blizu kraja cijevi. Ako binokularnost nije izbalansirana, naći ćete rupu na dlanu kroz koju možete vidjeti udaljeni objekt.

Kalfa tehnika

Uzmite par markera/olovki: držite jednu unutra horizontalni položaj, drugi - vertikalno. Sada pokušajte ciljati i povezati vertikalnu olovku s horizontalnom. Ako binokularnost nije narušena, to možete učiniti bez poteškoća, jer je prostorna orijentacija dobro razvijena.

Metoda čitanja

Držite olovku ili olovku ispred vrha nosa (2-3 cm) i pokušajte da pročitate odštampani tekst. Ako možete potpuno pokriti tekst svojom vizijom i čitati, to znači da je vaš motor i dodirne funkcije nije prekršena. Strani predmet (olovka ispred nosa) ne bi trebao ometati percepciju teksta.

Prevencija binokularnih defekata

Binokularni vid kod odraslih može biti oslabljen iz nekoliko razloga. Korekcija se sastoji od vježbi za jačanje očnih mišića. U tom slučaju, zdravo oko je zatvoreno, a pacijent je opterećen.

Vježbajte

Ova vježba za razvoj stereoskopskog vida može se izvoditi kod kuće. Algoritam akcija je sljedeći:

Pričvrstite vizualni objekt na zid.
Odmaknite se dva metra od zida.
Ispružite ruku naprijed sa podignutim kažiprstom.
Preusmjerite fokus na vizualni objekt i gledajte ga kroz vrh prsta – vrh prsta bi se trebao rastaviti.
Prebacite fokus sa prsta na vizuelni objekat - sada bi trebalo da se podeli na dva dela.

Svrha ove vježbe je naizmjenično prebacivanje fokusa pažnje s prsta na predmet. Važan pokazatelj Ispravan razvoj stereoskopskog vida je jasnoća percipirane slike. Ako je slika mutna, to ukazuje na monokularni vid.

Bitan! Bilo kakve vježbe za oči treba unaprijed razgovarati s oftalmologom.

Prevencija oštećenja vida kod djece i odraslih:

Ne možete čitati knjige dok ležite;
radno mesto treba da bude dobro osvetljeno;
Redovno uzimajte vitamin C kako biste spriječili gubitak vida povezan s godinama;
redovno nadopunjujte svoje tijelo kompleksom esencijalnih minerala;
treba redovno istovarati očne mišiće od napetosti - pogledajte u daljinu, zatvorite i otvorite oči, rotirajte očne jabučice.

Takođe bi trebalo da budete redovno na pregledima kod oftalmologa i da se pridržavate zdrav imidžživota, rasteretite oči i ne dozvolite im da se umaraju, izvodite vježbe za oči, blagovremeno liječite očne bolesti.

Zaključak

Binokularni vid je sposobnost percipiranja slike svijeta s oba oka, određivanja oblika i parametara objekata, navigacije u prostoru i određivanja položaja objekata u odnosu jedan prema drugom. Nedostatak binokularnosti je uvijek pad kvalitete života zbog ograničene percepcije svjetonazora, kao i zdravstveni problem. Strabizam je jedna od posljedica oštećenja binokularnog vida, koja može biti urođena ili stečena. Moderna medicina lako se nosi s obnavljanjem vizualnih funkcija. Što prije počnete s korekcijom vida, to će rezultat biti uspješniji.

Stereoskopski vid. Šta je stereoskopski vid?Da li je ljudska vizija dvodimenzionalna ili trodimenzionalna?

knjiga:

Opis

Corpus callosum

Proučavanje fiziologije corpus callosum

Stereoskopski vid

Fiziologija stereoskopskog vida

Neki problemi povezani sa stereoskopskim vidom

Stereo sljepilo

Šta je binokularni i stereoskopski vid?

Šta uzrokuje monokularni vid?

Vid u boji: šta je to i koji poremećaji postoje

Video

Stereoskopsko oštećenje vida

Strabizam

Kako dijagnosticirati binokularni vid

Sokolova tehnika

Kalfa tehnika

Metoda čitanja

Prevencija binokularnih defekata

Vježbajte

Zaključak

Novo na sajtu

Zašto se obilježava Međunarodni dan ljudskih prava?Međunarodni dan ljudskih prava

Salata sa patlidžanom i paradajzom - najbolji izbor recepata Svježa salata sa patlidžanom i paradajzom

Meso na francuski način u rerni

Recept za ptičje mlijeko kod kuće sa želatinom

Domaći žele od kompota Recept za žele od kompota za 2 porcije

Najpopularniji

Da li je Ukrajini potrebna vojna oprema sa Krima?

Chechil sir - koristi i šteta

Kako je ledolomac "Krasin" spasio ekspediciju Nobile

Poslovice i izreke o radu za djecu i roditelje Ilustrativna zbirka poslovica naroda svijeta o radu

Bog ljubavi Kupidon Osnovne informacije o bogu ljubavi Erosu

POPULAR SECTIONS