Hogar Higiene Visión estereoscópica. ¿Qué es la visión estereoscópica?¿La visión humana es bidimensional o tridimensional?

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Visión estereoscópica. ¿Qué es la visión estereoscópica?¿La visión humana es bidimensional o tridimensional?

En el libro del famoso neurofisiólogo estadounidense, laureado premio Nobel, resume las ideas modernas sobre cómo se estructuran las estructuras neuronales del sistema visual, incluida la corteza cerebral, y cómo procesan la información visual. Con un alto nivel científico de presentación, el libro está escrito en un lenguaje sencillo y claro y bellamente ilustrado. ella puede servir ayuda para enseñar en fisiología de la visión y percepción visual.

Para estudiantes de universidades biológicas y médicas, neurofisiólogos, oftalmólogos, psicólogos, especialistas en tecnologia computacional e inteligencia artificial.

Libro:

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El mecanismo de estimación de distancias, basado en la comparación de dos imágenes retinianas, es tan fiable que muchas personas (salvo que sean psicólogos o especialistas en fisiología visual) ni siquiera son conscientes de su existencia. Para ver la importancia de este mecanismo, prueba a conducir un coche o una bicicleta, jugar al tenis o esquiar durante unos minutos con un ojo cerrado. Los estereoscopios han pasado de moda y sólo se pueden encontrar en tiendas de antigüedades. Sin embargo, la mayoría de los lectores vieron películas estereoscópicas (cuando el espectador tiene que usar gafas especiales). El principio de funcionamiento tanto de un estereoscopio como de gafas estereoscópicas se basa en el uso del mecanismo de estereopsis.

Las imágenes de la retina son bidimensionales, pero vemos el mundo en tres dimensiones. Obviamente, la capacidad de determinar la distancia a los objetos es importante tanto para los humanos como para los animales. De manera similar, percibir la forma tridimensional de los objetos significa juzgar la profundidad relativa. considerar como ejemplo sencillo objeto redondo. Si está situado oblicuamente con respecto a la línea de visión, su imagen en la retina será elíptica, pero normalmente percibimos fácilmente un objeto de este tipo como redondo. Esto requiere la capacidad de percibir la profundidad.

Los humanos tenemos muchos mecanismos para juzgar la profundidad. Algunas de ellas son tan obvias que apenas merecen mención. Sin embargo, los mencionaré. Si se conoce aproximadamente el tamaño de un objeto, por ejemplo en el caso de objetos como una persona, un árbol o un gato, entonces podemos estimar la distancia hasta él (aunque existe el riesgo de error si nos encontramos con un enano, un árbol enano o un león). Si un objeto está situado delante de otro y lo oscurece parcialmente, entonces percibimos que el objeto que está delante está más cerca. Si toma una proyección de líneas paralelas, por ejemplo, rieles de ferrocarril, que se alejan, en la proyección se acercarán. Este es un ejemplo de perspectiva, un indicador de profundidad muy eficaz. Una sección convexa de una pared parece más clara en su parte superior si la fuente de luz está ubicada más arriba (normalmente las fuentes de luz están ubicadas en la parte superior), y un hueco en su superficie, si se ilumina desde arriba, aparece más oscuro en la parte superior. Si la fuente de luz se coloca en la parte inferior, entonces la convexidad se verá como un hueco y el hueco se verá como una convexidad. Una señal importante servicios a distancia paralaje de movimiento- el aparente desplazamiento relativo de objetos más cercanos y más distantes si el observador mueve la cabeza hacia la izquierda y hacia la derecha o hacia arriba y hacia abajo. Si se gira un objeto sólido, incluso en un ángulo pequeño, se revela inmediatamente su forma tridimensional. Si enfocamos el cristalino de nuestro ojo sobre un objeto cercano, entonces un objeto más lejano quedará desenfocado; cambiando así la forma de la lente, es decir Al cambiar la acomodación del ojo (ver Capítulos 2 y 6), tenemos la oportunidad de evaluar la distancia de los objetos. Si cambia la dirección relativa de los ejes de ambos ojos, juntándolos o separándolos (realizando convergencia o divergencia), entonces puede juntar dos imágenes de un objeto y mantenerlas en esta posición. Así, controlando la lente o la posición de los ojos, es posible estimar la distancia de un objeto. Los diseños de varios telémetros se basan en estos principios. Con excepción de la convergencia y la divergencia, todas las demás medidas de distancia enumeradas hasta ahora son monoculares. El mecanismo más importante de percepción de profundidad, la estereopsis, depende del uso conjunto de los dos ojos. Al observar cualquier escena tridimensional, los dos ojos forman imágenes ligeramente diferentes en la retina. Puedes comprobarlo fácilmente si miras al frente y mueves rápidamente la cabeza de un lado a otro unos 10 cm, o cierras rápidamente un ojo o el otro. Si tienes un objeto plano frente a ti, no notarás mucha diferencia. Sin embargo, si la escena incluye objetos a diferentes distancias de usted, notará cambios significativos en la imagen. Durante la estereopsis, el cerebro compara imágenes de la misma escena en dos retinas y estima la profundidad relativa con gran precisión.

Supongamos que el observador fija con su mirada un determinado punto P. Esta afirmación equivale a si decimos: los ojos se dirigen de tal manera que las imágenes del punto aparecen en la fosa central de ambos ojos (F en Fig. 103) . Supongamos ahora que Q es otro punto en el espacio que al observador le parece ubicado a la misma profundidad que P. Sean Q L y QR R las imágenes del punto Q en las retinas de los ojos izquierdo y derecho. En este caso, los puntos Q L y QR se llaman puntos correspondientes dos retinas. Evidentemente serán correspondientes dos puntos coincidentes con la fóvea central de la retina. A partir de consideraciones geométricas también queda claro que el punto Q", evaluado por el observador como situado más cerca que Q, dará dos proyecciones en las retinas - Q" L y Q" R - en puntos no correspondientes situados más lejos entre sí que en el caso de que estos puntos fueran correspondientes (esta situación se muestra en el lado derecho de la figura). De la misma manera, si consideramos un punto ubicado más lejos del observador, resulta que sus proyecciones en las retinas estarán ubicadas más cerca entre sí que los puntos correspondientes. Lo dicho anteriormente sobre los puntos correspondientes son en parte definiciones y en parte declaraciones que surgen de consideraciones geométricas. Al considerar esta cuestión, también se tiene en cuenta la psicofisiología de la percepción, ya que el observador evalúa subjetivamente si un objeto se encuentra más lejos o más cerca del punto P. Introduzcamos otra definición: todos los puntos que, como el punto Q (y, por supuesto, el punto P), se perciben como equidistantes, se encuentran en horópteros- una superficie que pasa por los puntos P y Q, cuya forma difiere tanto de la de un plano como de la de una esfera y depende de nuestra capacidad para estimar la distancia, es decir de nuestro cerebro. Las distancias desde la fóvea central F hasta las proyecciones del punto Q (Q L y Q R) son cercanas, pero no iguales. Si siempre fueran iguales, entonces la línea de intersección del horóptero con el plano horizontal sería un círculo.

Arroz. 103. Izquierda: si el observador mira al punto P, entonces dos de sus imágenes (proyecciones) caen sobre la fosa central de los dos ojos (punto F). Q es un punto que, según el observador, está a la misma distancia de él que P. En este caso, se dice que dos proyecciones del punto Q (Q L y Q R) caen en puntos correspondientes de las retinas. (La superficie compuesta por todos los puntos Q que parecen estar a la misma distancia del observador que el punto P se llama horóptero que pasa por el punto P). A la derecha: si el punto Q" está más cerca del observador que Q, entonces sus proyecciones en las retinas (Q" L y Q" R) estarán más separadas horizontalmente que si estuvieran en puntos correspondientes. Si el punto Q" estuviera ubicado más lejos, entonces el las proyecciones Q" L y Q" R se desplazarían horizontalmente más cerca una de la otra.

Supongamos ahora que fijamos con la mirada un determinado punto en el espacio y que en este espacio hay dos fuentes puntuales de luz, que dan una proyección en cada retina en forma de punto de luz, y estos puntos no se corresponden: la distancia entre ellos es de varios más, que entre puntos correspondientes. Llamaremos a cualquier desviación de este tipo de la posición de los puntos correspondientes. disparidad. Si esta desviación en dirección horizontal no excede los 2° (0,6 mm en la retina), y en dirección vertical no más de varios minutos de arco, entonces percibiremos visualmente un único punto en el espacio ubicado más cerca que el que estamos fijando. . Si las distancias entre las proyecciones del punto no son mayores, pero menos, que entre puntos correspondientes, entonces este punto parecerá ubicado más lejos que el punto de fijación. Finalmente, si la desviación vertical supera varios minutos de arco o la desviación horizontal supera los 2°, entonces veremos dos puntos separados que pueden parecer situados más o más cerca del punto de fijación. Estos resultados experimentales ilustran el principio básico de la percepción estereoscópica formulado por primera vez en 1838 por Sir C. Wheatstone (quien también inventó el dispositivo conocido en ingeniería eléctrica como “puente de Wheatstone”).

Parece casi increíble que, hasta este descubrimiento, nadie pareciera darse cuenta de que la presencia de sutiles diferencias en las imágenes proyectadas en las retinas de los dos ojos podía dar lugar a una clara impresión de profundidad. Un efecto estéreo de este tipo puede ser demostrado en unos minutos por cualquiera que pueda juntar o separar arbitrariamente los ejes de sus ojos, o por alguien que tenga un lápiz, una hoja de papel y varios pequeños espejos o prismas. No está claro cómo Euclides, Arquímedes y Newton pasaron por alto este descubrimiento. En su artículo, Wheatstone señala que Leonardo da Vinci estuvo muy cerca de descubrir este principio. Leonardo señaló que una bola situada delante de cualquier escena espacial es vista de forma diferente por cada ojo: con el ojo izquierdo la vemos un poco más lejos. lado izquierdo, y con el ojo derecho, el derecho. Wheatstone señala además que si Leonardo hubiera elegido un cubo en lugar de una bola, seguramente habría notado que sus proyecciones para ojos diferentes son diferentes. Después de esto, podría interesarse, como Wheatstone, en lo que sucedería si dos imágenes similares se proyectaran especialmente en las retinas de dos ojos.

Un hecho fisiológico importante es que la sensación de profundidad (es decir, la capacidad de ver "directamente" si un objeto en particular está más lejos o más cerca del punto de fijación) ocurre en los casos en que dos imágenes retinianas están ligeramente desplazadas entre sí en la dirección horizontal: se separan o, por el contrario, se acercan (a menos que este desplazamiento exceda aproximadamente 2° y el desplazamiento vertical sea cercano a cero). Esto, por supuesto, corresponde a relaciones geométricas: si un objeto se encuentra más cerca o más lejos de un punto de referencia de cierta distancia, entonces sus proyecciones en la retina se separarán o acercarán horizontalmente, mientras que no se producirá un desplazamiento vertical significativo de las imágenes ocurrirán.

Ésta es la base del funcionamiento del estereoscopio inventado por Wheatstone. El estereoscopio fue tan popular durante aproximadamente medio siglo que se encontraba en casi todos los hogares. El mismo principio subyace al cine estéreo que ahora vemos con gafas Polaroid especiales. En el diseño original del estereoscopio, el observador veía dos imágenes colocadas en una caja usando dos espejos colocados de manera que cada ojo veía solo una imagen. Por conveniencia, ahora se utilizan a menudo prismas y lentes de enfoque. Las dos imágenes son idénticas en todos los sentidos excepto por ligeros desplazamientos horizontales, que crean la impresión de profundidad. Cualquiera puede producir una fotografía adecuada para usar en un estereoscopio seleccionando un objeto (o escena) estacionario, tomando una fotografía y luego moviendo la cámara 5 centímetros hacia la derecha o hacia la izquierda y tomando una segunda fotografía.

No todo el mundo tiene la capacidad de percibir la profundidad mediante un estereoscopio. Puede comprobar fácilmente su estereopsis usted mismo si utiliza los pares estéreo que se muestran en la Fig. 105 y 106. Si tiene un estereoscopio, puede hacer copias de los pares de estéreo que se muestran aquí y pegarlas en el estereoscopio. También puedes colocar un trozo delgado de cartón perpendicularmente entre dos imágenes del mismo par estéreo e intentar mirar tu imagen con cada ojo, colocándolos en paralelo, como si estuvieras mirando a lo lejos. También puedes aprender a juntar y separar los ojos con el dedo, colocándolo entre los ojos y el par estéreo y moviéndolo hacia adelante o hacia atrás hasta que las imágenes se fusionen, después de lo cual (esto es lo más difícil) puedes examinar la imagen fusionada. , intentando no partirlo en dos. Si puede hacer esto, las relaciones de profundidad aparentes serán opuestas a las que se perciben cuando se utiliza un estereoscopio.

Arroz. 104. A. Estereoscopio de Wheatstone. B. Diagrama del estereoscopio de Wheatstone, elaborado por él mismo. El observador se sienta frente a dos espejos (A y A"), colocados en un ángulo de 40° con respecto a la dirección de su mirada, y mira dos imágenes combinadas en el campo de visión: E (con el ojo derecho) y E. " (con el ojo izquierdo). Posteriormente se crearon más versión sencilla Se colocan dos imágenes una al lado de la otra de modo que la distancia entre sus centros sea aproximadamente igual a la distancia entre los ojos. Los dos prismas desvían la dirección de la mirada de modo que, con la convergencia adecuada, el ojo izquierdo ve la imagen izquierda y el ojo derecho ve la imagen derecha. Usted mismo puede intentar prescindir de un estereoscopio, imaginando que está mirando un objeto muy distante con ojos cuyos ejes están paralelos entre sí. Luego, el ojo izquierdo mirará la imagen de la izquierda y el ojo derecho mirará la derecha.

Incluso si no logras repetir el experimento con la percepción de profundidad, ya sea porque no tienes un estereoscopio o porque no puedes juntar voluntariamente los ejes de tus ojos, aún podrás comprender la esencia del asunto, aunque lo harás. No disfrutará del efecto estéreo.

En el par estéreo superior de la Fig. 105 en dos cuadros cuadrados hay un pequeño círculo, uno de los cuales está ligeramente desplazado hacia la izquierda del centro y el otro ligeramente hacia la derecha. Si examina este estereopar con ambos ojos, utilizando un estereoscopio u otro método para combinar imágenes, verá un círculo no en el plano de la hoja, sino delante de ella a una distancia de aproximadamente 2,5 cm. par estéreo inferior en la Fig. 105, entonces el círculo será visible detrás del plano de la hoja. Percibes la posición del círculo de esta manera porque las retinas de tus ojos reciben exactamente la misma información que si el círculo en realidad estaba delante o detrás del plano del marco.

Arroz. 105. Si el par estéreo superior se inserta en un estereoscopio, el círculo aparecerá ubicado frente al plano del marco. En el par estéreo inferior estará ubicado detrás del plano del marco. (Puedes hacer este experimento sin estereoscopio, por convergencia o divergencia de los ojos; para la mayoría de las personas, la convergencia es más fácil. Para facilitar la tarea, puedes tomar un trozo de cartón y colocarlo entre dos imágenes de un par estéreo. Al principio, este ejercicio puede parecerle difícil y tedioso, no se exceda la primera vez: cuando los ojos converjan en el estereopar superior, el círculo será visible más lejos que el plano, y en el inferior, más cerca).

En 1960, Bela Jules de Bell Telephone Laboratories ideó una técnica muy útil y elegante para demostrar el efecto estéreo. La imagen que se muestra en la Fig. 107, a primera vista parece un mosaico aleatorio homogéneo de pequeños triángulos. Esto es cierto, excepto que hay un triángulo oculto en la parte central. tamaño más grande. Si ve esta imagen con dos trozos de celofán de colores colocados frente a sus ojos: rojo frente a un ojo y verde frente al otro, entonces debería ver un triángulo en el centro que sobresale hacia adelante desde el plano de la hoja. como en el caso anterior con un pequeño círculo en pares estéreo. (Es posible que tengas que mirar durante aproximadamente un minuto la primera vez hasta que se produzca el efecto estéreo). Si intercambias los trozos de celofán, se producirá una inversión de profundidad. El valor de estos pares estéreo de Yulesz es que si tiene una percepción estéreo deficiente, no verá el triángulo delante o detrás del fondo circundante.

Arroz. 106. Otro par estéreo.

Resumiendo, podemos decir que nuestra capacidad para percibir el efecto estéreo depende de cinco condiciones:

1. Hay muchos signos indirectos de profundidad: oscurecimiento parcial de algunos objetos por otros, paralaje del movimiento, rotación de un objeto, tamaños relativos, proyección de sombras, perspectiva. Sin embargo, el mecanismo más poderoso es la estereopsis.

2. Si fijamos la mirada en algún punto del espacio, entonces las proyecciones de este punto caen en la fosa central de ambas retinas. Cualquier punto que se considere ubicado a la misma distancia de los ojos que el punto de fijación forma dos proyecciones en puntos correspondientes de la retina.

3. El efecto estéreo está determinado por un simple hecho geométrico: si algún objeto está más cerca del punto de fijación, entonces sus dos proyecciones en la retina están más alejadas entre sí que los puntos correspondientes.

4. La principal conclusión, basada en los resultados de los experimentos con sujetos, es la siguiente: un objeto cuyas proyecciones en las retinas de los ojos derecho e izquierdo caen sobre los puntos correspondientes se percibe como ubicado a la misma distancia de los ojos que el punto de fijación; si las proyecciones de este objeto se separan en comparación con los puntos correspondientes, el objeto parece estar ubicado más cerca del punto de fijación; si, por el contrario, están cerca, el objeto parece estar situado más lejos del punto de fijación.

5. Cuando el desplazamiento horizontal de las proyecciones es superior a 2° o el desplazamiento vertical es superior a varios minutos de arco, se produce visión doble.

Arroz. 107. Para obtener esta imagen, llamada anáglifo, Bela Jules construyó primero dos sistemas de pequeños triángulos colocados al azar; solo se diferenciaban en que 1) un sistema tenía triángulos rojos sobre un fondo blanco y el otro tenía triángulos verdes sobre un fondo blanco; 2) dentro de una gran zona triangular (cerca del centro de la imagen), todos los triángulos verdes están ligeramente desplazados hacia la izquierda en comparación con los rojos. Después de esto, los dos sistemas se combinan, pero con un ligero desplazamiento, para que los triángulos no se superpongan. Si la imagen resultante se ve a través de un filtro de celofán verde, solo se verán los elementos rojos, y si se ve a través de un filtro rojo, solo se verán los elementos verdes. Si coloca un filtro verde delante de un ojo y un filtro rojo delante del otro, verá un gran triángulo que sobresale aproximadamente 1 cm delante de la página. Si se intercambian los filtros, el triángulo será visible detrás del plano de la página.

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30-09-2011, 10:29

Descripción

El cuerpo calloso es un poderoso haz de fibras mielinizadas que conecta los dos hemisferios del cerebro. La visión estereoscópica (stereopsis) es la capacidad de percibir la profundidad del espacio y evaluar la distancia de los objetos a los ojos. Estas dos cosas no están estrechamente relacionadas, pero se sabe que una pequeña parte de las fibras del cuerpo calloso desempeña algún papel en la estereopsis. Resultó conveniente incluir ambos temas en un solo capítulo, ya que al considerarlos tendremos que tener en cuenta la misma característica de la estructura del sistema visual, a saber, que el quiasma contiene fibras tanto cruzadas como no cruzadas. nervio óptico.

Cuerpo calloso

El cuerpo calloso (corpus callosum en latín) es el haz de fibras nerviosas más grande de todo el sistema nervioso. Según una estimación aproximada, contiene alrededor de 200 millones de axones. Es probable que el número real de fibras sea incluso mayor, ya que la estimación dada se basa en datos de luz convencionales y no microscopio de electrones.

Este número es incomparable con el número de fibras en cada nervio óptico (1,5 millones) y en el nervio auditivo (32.000). El área de la sección transversal del cuerpo calloso es de unos 700 mm cuadrados, mientras que la del nervio óptico no supera unos pocos milímetros cuadrados. El cuerpo calloso, junto con un fino haz de fibras llamado comisura anterior, conecta los dos hemisferios del cerebro (Fig. 98 y 99).

Término comisario significa un conjunto de fibras que conectan dos estructuras nerviosas homólogas ubicadas en las mitades izquierda y derecha del cerebro o la médula espinal. El cuerpo calloso también se denomina a veces comisura mayor del cerebro.

Hasta aproximadamente 1950, la función del cuerpo calloso era completamente desconocida. En casos raros, hay una ausencia congénita ( aplasia) Cuerpo calloso. Esta formación también se puede eliminar total o parcialmente durante una operación neuroquirúrgica, que se realiza deliberadamente; en algunos casos, en el tratamiento de la epilepsia (para que una descarga convulsiva que se produce en un hemisferio del cerebro no pueda extenderse al otro hemisferio), en otros. casos para llegar desde arriba hasta un tumor profundo (si, por ejemplo, el tumor se encuentra en la glándula pituitaria). Según las observaciones de neurólogos y psiquiatras, después de este tipo de operación no se producen trastornos mentales. Algunos incluso han sugerido (aunque no en serio) que la única función del cuerpo calloso es mantener unidos los dos hemisferios del cerebro. Hasta la década de 1950, se sabía poco sobre los detalles de la distribución de las conexiones en el cuerpo calloso. Era obvio que Cuerpo calloso conecta los dos hemisferios, y basándose en datos obtenidos mediante métodos neurofisiológicos bastante toscos, se creía que en la corteza estriada las fibras del cuerpo calloso conectan áreas exactamente simétricas de los dos hemisferios.

En 1955, Ronald Myers., estudiante de posgrado del psicólogo Roger Sperry en la Universidad de Chicago, realizó el primer experimento que reveló algunas de las funciones de este enorme tracto de fibras. Myers entrenó gatos colocándolos en una caja con dos pantallas una al lado de la otra en las que se podían proyectar diferentes imágenes, como un círculo en una pantalla y un cuadrado en la otra. El gato fue entrenado para apoyar su nariz en la pantalla que mostraba un círculo e ignorar la otra pantalla que mostraba un cuadrado. Las respuestas correctas fueron reforzadas con comida, y por las respuestas incorrectas, los gatos fueron ligeramente castigados: se activó una campana fuerte y el gato fue alejado de la pantalla no con rudeza, sino con decisión. Con este método, a lo largo de varios miles de repeticiones, se puede llevar al gato al nivel de discriminación fiable de figuras. (Los gatos aprenden lentamente; por ejemplo, las palomas necesitan desde varias decenas hasta varios cientos de repeticiones para aprender una tarea similar, pero a una persona generalmente se le puede enseñar inmediatamente dándole instrucciones verbales. Esta diferencia parece algo extraña; después de todo, un gato tiene una cerebro muchas veces más grande que el de una paloma.)

No es de extrañar que los gatos de Myers aprendieron a resolver este problema también cuando uno de los ojos del animal estaba cubierto con una máscara. Tampoco es sorprendente que si el entrenamiento en una tarea como elegir un triángulo o un cuadrado se llevara a cabo con un solo ojo abierto, el izquierdo, y durante la prueba el ojo izquierdo se cerró y el derecho se abrió, entonces la precisión de discriminación sigue siendo el mismo. Esto no nos sorprende porque nosotros mismos podemos resolver fácilmente un problema similar. La facilidad para resolver este tipo de problemas es comprensible si tenemos en cuenta la anatomía del sistema visual. Cada hemisferio recibe información de ambos ojos. Como ya dijimos en el artículo, la mayoría de las células del campo 17 también reciben entradas de ambos ojos. Myers creó más situación interesante haciendo una sección longitudinal del quiasma a lo largo de la línea media. Así, cortó las fibras que se cruzaban y mantuvo intactas las que no se cruzaban (esta operación requiere cierta habilidad por parte del cirujano). Como resultado de tal sección, el ojo izquierdo del animal se conectó solo con el hemisferio izquierdo, y el ojo derecho, solo con el derecho.

idea de experimento Era entrenar al gato usando el ojo izquierdo, y en el "examen" dirigir el estímulo al ojo derecho. Si el gato puede resolver el problema correctamente, esto significará que la información necesaria se transmite del hemisferio izquierdo al derecho por el único camino conocido: a través del cuerpo calloso. Entonces Myers cortó el quiasma longitudinalmente, entrenó al gato con un ojo abierto y luego lo probó abriendo el otro ojo y cerrando el primero. En estas condiciones, los gatos resolvieron el problema con éxito. Finalmente, Myers repitió el experimento en animales en los que previamente se había cortado tanto el quiasma como el cuerpo calloso. Esta vez los gatos no solucionaron el problema. Así, Myers estableció experimentalmente que el cuerpo calloso en realidad realiza algunas funciones (aunque difícilmente se podría pensar que existe solo para que personas o animales individuales con un quiasma óptico cortado puedan resolver ciertos problemas con un ojo después de aprender a usar el otro).

Estudio de la fisiología del cuerpo calloso.

Uno de los primeros estudios neurofisiológicos en esta área se llevó a cabo varios años después de los experimentos de Myers por D. Whitteridge, que entonces trabajaba en Edimburgo. Whitteridge razonó que no tenía mucho sentido tener haces de fibras nerviosas conectando secciones homólogas simétricas en espejo de los campos 17. De hecho, no parece haber ninguna razón para neurona en el hemisferio izquierdo, asociado a algunos puntos de la mitad derecha del campo visual, conectado con una celda en el hemisferio derecho, asociada a un área simétrica de la mitad izquierda del campo visual. Para comprobar sus suposiciones, Whitteridge cortó el tracto óptico en el lado derecho del cerebro detrás del quiasma, bloqueando así el camino de las señales de entrada al lóbulo occipital derecho; pero esto, por supuesto, no excluyó la transmisión de señales desde la izquierda. lóbulo occipital a través del cuerpo calloso (Fig. 100).

Luego Whitteridge comenzó a encender el estímulo luminoso y a grabar con un electrodo de metal. actividad eléctrica desde la superficie de la corteza. Obtuvo respuestas en su experimento, pero ocurrieron sólo en el borde interior del área 17, es decir, en el área que recibe señales de entrada desde una franja vertical larga y estrecha en el medio del campo visual: cuando se estimula con pequeños puntos de luz, las respuestas aparecieron sólo cuando la luz parpadeó en o cerca de la línea media vertical. Si se enfriaba la corteza del hemisferio opuesto, suprimiendo así temporalmente su función, las respuestas se detenían; Esto también fue causado por el enfriamiento del cuerpo calloso. Entonces quedó claro que el cuerpo calloso no puede conectar todo el campo 17 del hemisferio izquierdo con todo el campo 17 del hemisferio derecho, sino que conecta solo pequeñas áreas de estos campos, donde las proyecciones de la línea vertical se encuentran en el medio de el campo visual.

Se podría haber predicho un resultado similar basándose en una serie de datos anatómicos. Sólo una porción del área 17, muy cerca del límite con el área 18, envía axones a través del cuerpo calloso al otro hemisferio, y la mayoría de ellos parecen terminar en el área 18 cerca del límite con el área 17. Si asumimos que las entradas a la corteza del NKT corresponden exactamente a las partes contralaterales del campo visual (es decir, el hemicampo izquierdo se muestra en la corteza del hemisferio derecho y el derecho, en la corteza del hemisferio izquierdo), entonces la presencia de conexiones entre los Los hemisferios a través del cuerpo calloso deberían conducir en última instancia al hecho de que cada hemisferio recibirá señales de un área ligeramente mayor que la mitad del campo de visión. En otras palabras, debido a las conexiones a través del cuerpo calloso, habrá una superposición de hemicampos proyectados hacia los dos hemisferios. Esto es exactamente lo que encontramos. Usando dos electrodos insertados en la corteza en el borde de los campos 17 y 18 en cada hemisferio, a menudo pudimos registrar la actividad de las células cuyos campos receptivos se superponían en varios grados angulares.

T. Wiesel y yo pronto fabricamos cables de microelectrodos directamente desde la zona del cuerpo calloso (en su parte más posterior) donde se encuentran las fibras asociadas con el sistema visual. Descubrimos que casi todas las fibras que podíamos activar con estímulos visuales respondían exactamente como las neuronas ordinarias en el área 17, es decir, exhibían las propiedades de células tanto simples como complejas, selectivamente sensibles a la orientación del estímulo y generalmente respondiendo al estímulo. los dos ojos. En todos estos casos, los campos receptivos estaban ubicados muy cerca de la mitad vertical debajo o encima (o al nivel de) el punto de fijación, como se muestra en la Fig. 101.

Quizás la demostración neurofisiológica más elegante del papel del cuerpo calloso fue el trabajo de G. Berlucchi y G. Rizzolatti de Pisa, realizado en 1968. Después de cortar el quiasma óptico a lo largo de la línea media, registraron respuestas en el área 17 cerca del límite con el área 18, buscando aquellas células que pudieran activarse binocularmente. Está claro que cualquier célula binocular en esta área del hemisferio derecho debe recibir señales de entrada tanto directamente del ojo derecho (a través del NKT) como del ojo izquierdo y el hemisferio izquierdo a través del cuerpo calloso. Al final resultó que, el campo receptivo de cada célula binocular capturó la vertical media de la retina, con la parte que pertenece a la mitad izquierda del campo visual entregando información desde el ojo derecho, y la parte que va hacia el derecho. la mitad del ojo izquierdo. Otras propiedades de las células estudiadas en este experimento, incluida la selectividad de orientación, resultaron ser idénticas (Fig. 102).

Los resultados mostraron claramente que el cuerpo calloso conecta las células entre sí de tal manera que sus campos receptivos pueden extenderse tanto a la derecha como a la izquierda de la vertical media. Así, parece pegar dos mitades de la imagen del mundo circundante. Para imaginarlo mejor, supongamos que inicialmente la corteza de nuestro cerebro se formó como un todo, no dividida en dos hemisferios. En este caso, el campo 17 tendría la apariencia de una capa continua sobre la que se mapearía todo el campo visual. Entonces, las células vecinas, para realizar propiedades tales como, por ejemplo, sensibilidad al movimiento y selectividad de orientación, deberían, por supuesto, tener sistema complejo conexiones mutuas. Ahora imaginemos que el "diseñador" (ya sea Dios o, digamos, seleccion natural) decidió que ya no se podía dejar así: de ahora en adelante, la mitad de todas las células deberían formar un hemisferio y la otra mitad, el otro hemisferio.

¿Qué se debe hacer entonces con toda la multitud de conexiones intercelulares si ahora dos conjuntos de células deben alejarse entre sí?

Aparentemente, es posible simplemente estirar estas conexiones, formando a partir de ellas parte del cuerpo calloso. Para eliminar el retraso en la transmisión de señales a lo largo de un camino tan largo (entre 12 y 15 centímetros en humanos), es necesario aumentar la velocidad de transmisión proporcionando a las fibras una vaina de mielina. Por supuesto, nada de esto ocurrió realmente durante la evolución; Mucho antes de que surgiera la corteza, el cerebro ya tenía dos hemisferios separados.

El experimento de Berlucchi y Rizzolatti, en mi opinión, proporcionó una de las confirmaciones más sorprendentes de la asombrosa especificidad de las conexiones neuronales. La celda que se muestra en la Fig. 108 (cerca de la punta del electrodo) y probablemente un millón de otras células similares conectadas a través del cuerpo calloso adquieren su selectividad de orientación debido a conexiones locales con células vecinas y debido a conexiones que atraviesan el cuerpo calloso desde el otro hemisferio desde células con tales la misma sensibilidad de orientación y disposición similar de los campos receptivos (lo anterior también se aplica a otras propiedades de las células, como la especificidad direccional, la capacidad de responder a los extremos de las líneas, así como la complejidad).

Cada una de las células de la corteza visual que tienen conexiones a través del cuerpo calloso debe recibir señales de entrada de células del otro hemisferio con exactamente las mismas propiedades. Conocemos muchos hechos que indican la selectividad de los compuestos en el sistema nervioso, pero creo que este ejemplo es el más sorprendente y convincente.

Los axones discutidos anteriormente. Las células de la corteza visual constituyen sólo una pequeña proporción de todas las fibras del cuerpo calloso. Se llevaron a cabo experimentos que utilizaron transporte axonal en la corteza somatosensorial, similares a los experimentos descritos en capítulos anteriores con la inyección de un aminoácido radiactivo en el ojo. Sus resultados indican que el cuerpo calloso conecta de manera similar aquellas áreas de la corteza que son activadas por receptores cutáneos y articulares ubicados cerca de la línea media del cuerpo en el tronco y la cabeza, pero no conecta las proyecciones corticales de las extremidades.

Cada área cortical se conecta con varias o incluso muchas otras áreas corticales del mismo hemisferio. Por ejemplo, la corteza visual primaria está asociada con el área 18 (área visual 2), con la corteza medial región temporal(zona MT), con área visual 4 y una o dos áreas más. Muchas áreas de la corteza también tienen conexiones con varias áreas del otro hemisferio, a través del cuerpo calloso y, en algunos casos, a través de la comisura anterior.

Por lo tanto podemos considerar estos comisural Las conexiones son simplemente un tipo especial de conexiones cortico-corticales. Es fácil imaginar que esto se evidencia en un ejemplo tan simple: si les digo que tengo la mano izquierda fría o que vi algo a la izquierda, entonces formulo palabras usando mis áreas corticales del habla ubicadas en el hemisferio izquierdo (lo que lo que se dice puede ser, y no del todo cierto, ya que soy zurdo); la información proveniente de la mitad izquierda del campo visual o de la mano izquierda se transmite a mi hemisferio derecho; luego las señales correspondientes deben transmitirse a través del cuerpo calloso a la zona del habla de la corteza del otro hemisferio para que pueda decir algo sobre mis sensaciones. En una serie de estudios que comenzaron a principios de la década de 1960, R. Sperry (ahora en el Instituto de Tecnología de California) y sus asociados demostraron que una persona a la que se le corta el cuerpo calloso (para tratar la epilepsia) pierde la capacidad de hablar sobre eventos sobre los cuales se informa información. entra en el hemisferio derecho. El trabajo con estos sujetos se ha convertido en una valiosa fuente de nueva información sobre diversas funciones de la corteza, incluidos el pensamiento y la conciencia. Los primeros artículos al respecto aparecieron en la revista Brain; Son extremadamente interesantes y cualquiera que haya leído el libro real puede entenderlos fácilmente.

Visión estereoscópica

Las imágenes de la retina son bidimensionales., y sin embargo vemos el mundo en tres dimensiones. Obviamente, la capacidad de determinar la distancia a los objetos es importante tanto para los humanos como para los animales. De manera similar, percibir la forma tridimensional de los objetos significa juzgar la profundidad relativa. Tomemos un objeto redondo como ejemplo sencillo. Si está situado oblicuamente con respecto a la línea de visión, su imagen en la retina será elíptica, pero normalmente percibimos fácilmente un objeto de este tipo como redondo. Esto requiere la capacidad de percibir la profundidad.

Los humanos tenemos muchos mecanismos para juzgar la profundidad. Algunas de ellas son tan obvias que apenas merecen mención. Sin embargo, los mencionaré. Si se conoce aproximadamente el tamaño de un objeto, por ejemplo en el caso de objetos como una persona, un árbol o un gato, entonces podemos estimar la distancia hasta él (aunque existe el riesgo de error si nos encontramos con un enano, un árbol enano o un león). Si un objeto está situado delante de otro y lo oscurece parcialmente, entonces percibimos que el objeto que está delante está más cerca. Si toma una proyección de líneas paralelas, por ejemplo, rieles de ferrocarril, que se alejan, en la proyección se acercarán. Este es un ejemplo de perspectiva, un indicador de profundidad muy eficaz.

Una sección convexa de una pared parece más clara en su parte superior si la fuente de luz está ubicada más arriba (normalmente las fuentes de luz están ubicadas en la parte superior), y un hueco en su superficie, si se ilumina desde arriba, aparece más oscuro en la parte superior. Si la fuente de luz se coloca en la parte inferior, entonces la convexidad se verá como un hueco y el hueco se verá como una convexidad. Un signo importante de la distancia es el paralaje del movimiento: el aparente desplazamiento relativo de objetos cercanos y distantes si el observador mueve la cabeza de izquierda a derecha o de arriba a abajo. Si se gira un objeto sólido, incluso en un ángulo pequeño, se revela inmediatamente su forma tridimensional. Si enfocamos el cristalino de nuestro ojo sobre un objeto cercano, entonces un objeto más lejano quedará desenfocado; Así, cambiando la forma del cristalino, es decir, cambiando la acomodación del ojo, podemos evaluar la distancia de los objetos.

Si cambia la dirección relativa de los ejes de ambos ojos, juntándolos o separándolos(realizando convergencia o divergencia), entonces puedes juntar dos imágenes de un objeto y mantenerlas en esta posición. Así, controlando la lente o la posición de los ojos, es posible estimar la distancia de un objeto. Los diseños de varios telémetros se basan en estos principios. Con excepción de la convergencia y la divergencia, todas las demás medidas de distancia enumeradas hasta ahora son monoculares. El mecanismo más importante de percepción de profundidad, la estereopsis, depende del uso conjunto de los dos ojos.

Al observar cualquier escena tridimensional, los dos ojos forman imágenes ligeramente diferentes en la retina. Puedes comprobarlo fácilmente si miras al frente y mueves rápidamente la cabeza de un lado a otro unos 10 cm, o cierras rápidamente un ojo o el otro. Si tienes un objeto plano frente a ti, no notarás mucha diferencia. Sin embargo, si la escena incluye objetos a diferentes distancias de usted, notará cambios significativos en la imagen. Durante la estereopsis, el cerebro compara imágenes de la misma escena en dos retinas y estima la profundidad relativa con gran precisión.

Supongamos ahora que Q es otro punto en el espacio que al observador le parece situado a la misma profundidad que P. Sean Qlh Qr las imágenes del punto Q en las retinas de los ojos izquierdo y derecho. En este caso, los puntos QL y QR se denominan puntos correspondientes de las dos retinas. Evidentemente serán correspondientes dos puntos coincidentes con la fóvea central de la retina. Por consideraciones geométricas también se desprende claramente que el punto Q", evaluado por el observador como situado más cerca que Q, dará dos proyecciones en las retinas - y Q"R - en puntos no correspondientes situados más alejados entre sí que si estos fueran los mismos. los puntos eran correspondientes (esta situación se muestra en el lado derecho de la figura). De la misma forma, si consideramos un punto ubicado más lejos del observador, resulta que sus proyecciones en las retinas estarán ubicadas más cerca entre sí que los puntos correspondientes.

Lo dicho anteriormente sobre los puntos correspondientes son en parte definiciones y en parte declaraciones que surgen de consideraciones geométricas. Al considerar esta cuestión también se tiene en cuenta la psicofisiología de la percepción, ya que el observador evalúa subjetivamente si el objeto se encuentra más lejos o más cerca del punto P. Introduzcamos una definición más. Todos los puntos que, como el punto Q (y, por supuesto, el punto P), se perciben como equidistantes, se encuentran en el horóptero, una superficie que pasa por los puntos P y Q, cuya forma difiere tanto de un plano como de una esfera y depende depende de nuestra capacidad para evaluar la distancia, es decir, de nuestro cerebro. Las distancias desde la fóvea central F hasta las proyecciones del punto Q (QL y QR) son cercanas, pero no iguales. Si siempre fueran iguales, entonces la línea de intersección del horóptero con el plano horizontal sería un círculo.

Supongamos ahora que fijamos con la mirada un determinado punto en el espacio y que en ese espacio hay dos fuentes puntuales de luz que dan una proyección en cada retina en forma de punto de luz, y estos puntos no se corresponden: el la distancia entre ellos es ligeramente mayor que entre los puntos correspondientes. Llamaremos a cualquier desviación de este tipo de la posición de los puntos correspondientes. disparidad. Si esta desviación en dirección horizontal no excede los 2° (0,6 mm en la retina), y en dirección vertical no más de varios minutos de arco, entonces percibiremos visualmente un único punto en el espacio ubicado más cerca que el que estamos fijando. . Si las distancias entre las proyecciones de un punto no son mayores, sino menores, que entre los puntos correspondientes, entonces este punto parecerá estar ubicado más lejos que el punto de fijación. Finalmente, si la desviación vertical supera varios minutos de arco o la desviación horizontal supera los 2°, entonces veremos dos puntos separados que pueden parecer situados más o más cerca del punto de fijación. Estos resultados experimentales ilustran el principio básico de la percepción estereoscópica formulado por primera vez en 1838 por Sir C. Wheatstone (quien también inventó el dispositivo conocido en ingeniería eléctrica como “puente de Wheatstone”).

Parece casi increíble que, hasta este descubrimiento, nadie pareciera darse cuenta de que la presencia de sutiles diferencias en las imágenes proyectadas en las retinas de los dos ojos podía dar lugar a una clara impresión de profundidad. Este efecto estéreo puede Lo demuestra en pocos minutos cualquier persona que pueda acercar o separar arbitrariamente los ejes de sus ojos, o alguien que tenga un lápiz, un trozo de papel y varios pequeños espejos o prismas. No está claro cómo Euclides, Arquímedes y Newton pasaron por alto este descubrimiento. En su artículo, Wheatstone señala que Leonardo da Vinci estuvo muy cerca de descubrir este principio. Leonardo señaló que cada ojo ve una bola ubicada frente a cualquier escena espacial de manera diferente: con el ojo izquierdo vemos su lado izquierdo un poco más lejos y con el ojo derecho vemos el lado derecho. Wheatstone señala además que si Leonardo hubiera elegido un cubo en lugar de una bola, seguramente habría notado que sus proyecciones eran diferentes para diferentes ojos. Después de esto, podría interesarse, como Wheatstone, en lo que sucedería si dos imágenes similares se proyectaran especialmente en las retinas de dos ojos.

Un hecho fisiológico importante. es que la sensación de profundidad (es decir, la capacidad de ver "directamente" si un objeto en particular está ubicado más lejos o más cerca que el punto de fijación) ocurre en los casos en que dos imágenes retinianas están ligeramente desplazadas entre sí en la dirección horizontal. se separan o, por el contrario, están muy juntos (a menos que este desplazamiento exceda aproximadamente 2° y el desplazamiento vertical sea cercano a cero). Esto, por supuesto, corresponde a relaciones geométricas: si un objeto se encuentra más cerca o más lejos de un punto de referencia de cierta distancia, entonces sus proyecciones en la retina se separarán o acercarán horizontalmente, mientras que no se producirá un desplazamiento vertical significativo de las imágenes ocurrirán.

Si tiene un estereoscopio, puede hacer copias de los pares de estéreo que se muestran aquí y pegarlas en el estereoscopio. También puedes colocar un trozo delgado de cartón perpendicularmente entre dos imágenes del mismo par estéreo e intentar mirar tu imagen con cada ojo, colocándolos en paralelo, como si estuvieras mirando a lo lejos. También puedes aprender a juntar y separar los ojos con el dedo, colocándolo entre los ojos y el par estéreo y moviéndolo hacia adelante o hacia atrás hasta que las imágenes se fusionen, después de lo cual (esto es lo más difícil) puedes examinar la imagen fusionada. , intentando no partirlo en dos. Si puede hacer esto, las relaciones de profundidad aparentes serán opuestas a las que se perciben cuando se utiliza un estereoscopio.

Incluso si no logras repetir la experiencia con la percepción de profundidad.- Ya sea porque no tiene un estereoscopio o porque no puede mover arbitrariamente los ejes de sus ojos, aún podrá comprender la esencia del asunto, aunque no disfrutará del efecto estéreo.

En el par estéreo superior de la Fig. 105 en dos cuadros cuadrados hay un pequeño círculo, uno de los cuales está ligeramente desplazado hacia la izquierda del centro y el otro ligeramente hacia la derecha. Si examina este estereopar con ambos ojos, utilizando un estereoscopio u otro método para combinar imágenes, verá un círculo no en el plano de la hoja, sino delante de ella a una distancia de aproximadamente 2,5 cm. par estéreo inferior en la Fig. 105, entonces el círculo será visible detrás del plano de la hoja. Percibes la posición del círculo de esta manera porque las retinas de tus ojos reciben exactamente la misma información que si el círculo estuviera realmente delante o detrás del plano del marco.

En 1960 Béla Jules de Bell Telephone Laboratories ideó una técnica muy útil y elegante para demostrar el efecto estéreo. La imagen que se muestra en la Fig. 107, a primera vista parece un mosaico aleatorio homogéneo de pequeños triángulos.

Esto es cierto, excepto que hay un triángulo oculto más grande en la parte central. Si ve esta imagen con dos trozos de celofán de colores colocados frente a sus ojos: rojo frente a un ojo y verde frente al otro, entonces debería ver un triángulo en el centro que sobresale hacia adelante desde el plano de la hoja. como en el caso anterior con un pequeño círculo en pares estéreo. (Es posible que tengas que mirar durante aproximadamente un minuto la primera vez hasta que se produzca el efecto estéreo). Si intercambias los trozos de celofán, se producirá una inversión de profundidad. El valor de estos pares estéreo de Yulesz es que si tiene una percepción estéreo deficiente, no verá el triángulo delante o detrás del fondo circundante.

Resumiendo, podemos decir que nuestra capacidad para percibir el efecto estéreo depende de cinco condiciones:

5. Cuando el desplazamiento horizontal de las proyecciones es superior a 2° o el desplazamiento vertical es superior a varios minutos de arco, se produce visión doble.

Fisiología de la visión estereoscópica.

Si queremos saber cuáles son los mecanismos cerebrales de la estereopsis, el lugar más fácil para comenzar es preguntando: ¿Existen neuronas cuyas respuestas estén determinadas específicamente por el desplazamiento horizontal relativo de las imágenes en las retinas de los dos ojos? Veamos primero cómo responden las células de los niveles inferiores del sistema visual cuando ambos ojos son estimulados simultáneamente. Debemos empezar con neuronas de campo 17 o más. nivel alto, dado que las células ganglionares de la retina son claramente monoculares, y las células del cuerpo geniculado lateral, en las que las entradas de los ojos derecho e izquierdo se distribuyen en diferentes capas, también pueden considerarse monoculares: responden a la estimulación de un ojo o el otro, pero no ambos al mismo tiempo. En el área 17, aproximadamente la mitad de las neuronas son células binoculares que responden a la estimulación de ambos ojos.

Tras pruebas cuidadosas, resulta que las respuestas de estas células parecen depender poco de la posición relativa de las proyecciones de estímulo en las retinas de los dos ojos. Consideremos una célula compleja típica que responde con una descarga continua al movimiento de una tira de estímulo a través de su campo receptivo en un ojo o en el otro. Cuando se estimulan ambos ojos simultáneamente, la frecuencia de descargas de esta célula es mayor que cuando se estimula un ojo, pero normalmente no es importante para la respuesta de dicha célula si en cualquier momento las proyecciones del estímulo caen exactamente en las mismas partes de los dos campos receptivos.

La mejor respuesta se registra cuando estas proyecciones entran y salen de los respectivos campos receptivos de los dos ojos aproximadamente al mismo tiempo; sin embargo, no es tan importante qué proyección está ligeramente por delante de la otra. En la Fig. 108 muestra una curva característica de la respuesta (por ejemplo, el número total de impulsos en la respuesta durante un paso del estímulo a través del campo receptivo) sobre la diferencia en la posición del estímulo en ambas retinas. Esta curva se acerca mucho a una recta horizontal, lo que deja claro que la posición relativa de los estímulos en las dos retinas no es muy significativa.

Una célula de este tipo responderá bien a una línea con la orientación adecuada independientemente de su distancia: la distancia a la línea puede ser mayor, igual o menor que la distancia al punto fijado por la mirada.

En comparación con esta célula, las neuronas cuyas respuestas se presentan en la Fig. 109 y 110 son muy sensibles a la posición relativa de los dos estímulos en las dos retinas, es decir, son sensibles a la profundidad.

La primera neurona (Fig. 109) responde mejor si los estímulos inciden exactamente en las áreas correspondientes de las dos retinas. La cantidad de desalineación horizontal de estímulos (es decir, disparidad) en la que la célula deja de responder es una cierta fracción del ancho de su campo receptivo. Por tanto, la célula responde si y sólo si el objeto está aproximadamente a la misma distancia de los ojos que el punto de fijación. La segunda neurona (Fig. 110) responde solo cuando el objeto se encuentra más allá del punto de fijación. También hay células que responden sólo cuando el estímulo se sitúa más cerca de este punto. Cuando el grado de disparidad cambia, las neuronas de los dos últimos tipos, llamadas células distantes Y celdas cercanas, cambian muy drásticamente la intensidad de sus respuestas en o cerca del punto de disparidad cero. Neuronas de los tres tipos (células, sintonizado con la disparidad) fueron descubiertos en el campo 17 monos.

Aún no está del todo claro con qué frecuencia aparecen allí, si se encuentran en determinadas capas de la corteza y si mantienen determinadas relaciones espaciales con las columnas de dominancia ocular. Estas células son muy sensibles a la distancia de un objeto a los ojos, que se codifica como la posición relativa de los estímulos correspondientes en ambas retinas. Otra característica de estas células es que no responden a la estimulación de un solo ojo o responden muy débilmente. Todas estas células tienen la propiedad común de selectividad de orientación; Hasta donde sabemos, son similares a las células complejas ordinarias de las capas superiores de la corteza, pero tienen una propiedad adicional: la sensibilidad a la profundidad. Además, estas células responden bien a estímulos en movimiento y, en ocasiones, a los extremos de las líneas.

J. Poggio, de la Facultad de Medicina Johns Hopkins, registró las respuestas de dichas células en el campo 17 de un mono despierto con electrodos implantados, que previamente había sido entrenado para fijar con la mirada un objeto específico. En monos anestesiados, estas células también se detectaron en la corteza, pero rara vez se encontraron en el área 17 y muy a menudo en el área 18. Me sorprendería mucho si resultara que los animales y los humanos pueden estimar estereoscópicamente distancias a objetos usando solo los tres Tipos de celdas descritos anteriormente: configurados con disparidad cero, "cerca" y "lejos". Preferiría encontrar un conjunto completo de celdas para todas las profundidades posibles. En monos despiertos, Poggio también encontró células estrechamente sintonizadas que respondían mejor no a una disparidad cero, sino a pequeñas desviaciones de ella; Al parecer, puede haber neuronas específicas en la corteza para todos los niveles de disparidad. Aunque todavía no sabemos exactamente cómo el cerebro "reconstruye" una escena que involucra muchos objetos muy espaciados (lo que sea que entendamos por "reconstrucción"), es probable que células como las descritas anteriormente estén involucradas en las primeras etapas de este proceso.

Algunos problemas asociados a la visión estereoscópica

Durante el estudio de la estereopsis. Los psicofísicos se enfrentaron a una serie de problemas. Resultó que el procesamiento de algunos estímulos binoculares se produce en el sistema visual de formas completamente confusas. Podría dar muchos ejemplos de este tipo, pero me limitaré a sólo dos.

Usando el ejemplo de pares estéreo mostrados en la Fig. 105, vimos que el desplazamiento de dos imágenes idénticas (en en este caso círculos) entre sí conduce a una sensación de mayor cercanía, y en la dirección entre sí, a una sensación de mayor distancia. Supongamos ahora que realizamos ambas operaciones simultáneamente, para lo cual colocamos dos círculos en cada cuadro, ubicados uno al lado del otro (Fig. 111).

Obviamente, considerando esto pares estéreo podría conducir a la percepción de dos círculos, uno más cercano y otro más alejado del plano de fijación. Sin embargo, se puede suponer otra opción: simplemente veremos dos círculos uno al lado del otro en el plano de fijación. El hecho es que estas dos situaciones espaciales corresponden a las mismas imágenes en las retinas. En realidad, este par de estímulos sólo puede percibirse como dos círculos en el plano de fijación, lo que puede verificarse fácilmente si los marcos cuadrados de la Fig. 1 se fusionan de alguna manera. 111.

Exactamente de la misma manera, podemos imaginar una situación en la que consideramos dos cadenas de signos x, digamos seis caracteres por cadena. Si los miramos a través de un estereoscopio, entonces, en principio, uno puede percibir cualquiera de varias configuraciones posibles dependiendo de qué signo x de la cadena izquierda se fusiona con un determinado signo x en la cadena derecha. De hecho, si examinamos dicho estereopar a través de un estereoscopio (o de otra forma que cree un efecto estéreo), siempre veremos seis signos x en el plano de fijación. Todavía no sabemos cómo el cerebro resuelve esta ambigüedad y elige la combinación más simple posible. Debido a este tipo de ambigüedad, es difícil siquiera imaginar cómo logramos percibir una escena tridimensional que incluye muchas ramas de diferentes tamaños ubicadas a diferentes distancias de nosotros. Es cierto que la evidencia fisiológica sugiere que la tarea puede no ser tan difícil, ya que es probable que diferentes ramas tengan diferentes orientaciones, y ya sabemos que las células involucradas en la estereopsis son siempre selectivas en cuanto a orientación.

Un segundo ejemplo de la imprevisibilidad de los efectos binoculares, relacionada con la estereopsis está la llamada lucha de los campos visuales, que también mencionamos en la sección sobre estrabismo (Capítulo 9). Si se crean imágenes muy diferentes en las retinas del ojo derecho e izquierdo, a menudo una de ellas deja de percibirse. Si mira con el ojo izquierdo una cuadrícula de líneas verticales y con el ojo derecho una cuadrícula de líneas horizontales (Fig. 112; puede usar un estereoscopio o convergencia ocular), esperaría ver una cuadrícula de líneas que se cruzan. .

Sin embargo, en realidad es casi imposible ver ambos conjuntos de líneas al mismo tiempo. O uno u otro es visible, cada uno de ellos sólo durante unos segundos, tras los cuales desaparece y aparece el otro. A veces también se puede ver una especie de mosaico de estas dos imágenes, en el que secciones individuales más homogéneas se moverán, fusionarán o separarán, y la orientación de las líneas en ellas cambiará (ver Fig. 112, a continuación). Por alguna razón, el sistema nervioso no puede percibir tantos estímulos diferentes simultáneamente en la misma parte del campo visual y suprime el procesamiento de uno de ellos.

Palabra " reprimir" utilizamos aquí simplemente como otra descripción del mismo fenómeno: de hecho, no sabemos cómo se lleva a cabo dicha supresión y en qué nivel del sistema nervioso central ocurre. Creo que la naturaleza mosaico de la imagen percibida cuando los campos visuales compiten sugiere que la "toma de decisiones" en este proceso ocurre bastante temprano en el procesamiento de la información visual, tal vez en el campo 17 o 18. (Me alegro de no haberlo hecho). Tengo que defender esta suposición.)

El fenómeno de la lucha del campo visual significa que en los casos en que el sistema visual no puede combinar las imágenes de las dos retinas (en una escena plana si las imágenes son iguales, o en una escena tridimensional si solo hay una ligera disparidad horizontal), simplemente rechaza una de las imágenes. - ya sea completamente cuando, por ejemplo, miramos a través de un microscopio manteniendo el otro ojo abierto, ya sea parcial o temporalmente, como en el ejemplo descrito anteriormente. En la situación del microscopio, la atención juega un papel importante, pero también se desconocen los mecanismos neuronales subyacentes a este cambio de atención.

Puedes observar otro ejemplo de la lucha entre campos visuales si simplemente miras una escena o imagen multicolor a través de gafas con filtros rojos y verdes. Las impresiones de diferentes observadores en este caso pueden ser muy diferentes, pero la mayoría de las personas (incluyéndome a mí) notan transiciones de un tono rojizo general a un tono verdoso y viceversa, pero sin color amarillo, que se obtiene simplemente mezclando luz roja con verde.

Ceguera estéreo

Si una persona es ciega de un ojo, es obvio que no tendrá visión estereoscópica. Sin embargo, también está ausente en algunas personas cuya visión es normal. Lo sorprendente es que la proporción de estas personas no es demasiado pequeña. Entonces, si muestra pares estéreo como los que se muestran en la Fig. 105 y 106, con cien estudiantes (utilizando Polaroids y luz polarizada), normalmente se descubre que cuatro o cinco de ellos no pueden lograr el efecto estéreo.

Esto a menudo les sorprende, ya que en las condiciones cotidianas no experimentan ningún inconveniente. Esto último puede parecer extraño para cualquiera que, por motivos de experimento, haya intentado conducir un coche con un ojo cerrado. Aparentemente, la falta de estereopsis se compensa bastante bien con el uso de otras señales de profundidad, como el paralaje del movimiento, la perspectiva, la oclusión parcial de algunos objetos por otros, etc. En el Capítulo 9 consideraremos casos de estrabismo congénito, cuando los ojos largo tiempo trabajar de manera inconsistente. Esto puede provocar la interrupción de las conexiones en la corteza que proporcionan la interacción binocular y, como resultado, la pérdida de la estereopsis. El estrabismo no es muy raro, e incluso un grado leve, que puede pasar desapercibido, es probable que cause estereoceguera en algunos casos. En otros casos, el trastorno de estereopsis, como el daltonismo, puede ser hereditario.

Dado que este capítulo ha tratado tanto del cuerpo calloso como de la visión estereoscópica, aprovecharé esta oportunidad para decir algo sobre la conexión entre estas dos cosas. Intente hacerse la pregunta: ¿qué tipo de alteraciones de la estereopsis se pueden esperar en una persona con un cuerpo calloso cortado? La respuesta a esta pregunta queda clara en el diagrama que se muestra en la Fig. 113.

Si una persona fija el punto P con la mirada, entonces las proyecciones del punto Q, ubicado más cerca de los ojos dentro del ángulo agudo FPF (QL y QR), aparecerán en los ojos izquierdo y derecho en lados opuestos de la fóvea. En consecuencia, la proyección Ql transmite información al hemisferio izquierdo y la proyección Qr, al hemisferio derecho. Para ver que el punto Q está más cerca que P (es decir, para obtener un efecto estéreo), es necesario combinar información de los hemisferios izquierdo y derecho. Pero la única forma de hacerlo es transmitir información a lo largo del cuerpo calloso. Si se destruye el camino a través del cuerpo calloso, la persona quedará estereociega en el área sombreada en la figura. En 1970, D. Mitchell y K. Blakemore de la Universidad de California, Berkeley, estudiaron la visión estereoscópica en una persona con un cuerpo calloso seccionado y obtuvieron exactamente el resultado predicho anteriormente.

La segunda pregunta, estrechamente relacionada con la primera, es qué alteración de la estereopsis se producirá si se corta el quiasma óptico a lo largo de la línea media (como hizo R. Myers en los gatos). El resultado aquí será, en cierto sentido, el contrario. De la Fig. 114 debe quedar claro que en este caso cada ojo quedará ciego a los estímulos que caen sobre la región nasal de la retina, es decir, que emanan de la parte temporal del campo visual.

Por lo tanto, no habrá estereopsis en el área del espacio de color más claro, donde normalmente está presente. Las zonas laterales fuera de esta área generalmente son accesibles solo para un ojo, por lo que aquí no hay estereopsis incluso en condiciones normales, y después de la sección del quiasma serán zonas de ceguera (esto se muestra más claramente en la figura). color oscuro). En la zona detrás del punto de fijación, donde se superponen las partes temporales de los campos visuales, ahora invisibles, también se producirá ceguera.

Sin embargo, en el área más cercana al punto de fijación, los hemicampos restantes de ambos ojos se superponen, por lo que aquí se debe conservar la estereopsis, a menos que el cuerpo calloso esté dañado. Sin embargo, K. Blakemore encontró un paciente con un corte completo del quiasma en la línea media (este paciente, cuando era niño, sufrió una fractura de cráneo mientras andaba en bicicleta, lo que aparentemente provocó una ruptura longitudinal del quiasma). Durante el examen se descubrió que tenía exactamente la combinación de defectos de visión que acabamos de describir hipotéticamente.

Artículo del libro: .

La imagen de los objetos en la retina de los ojos es bidimensional, pero mientras tanto una persona ve el mundo en tres dimensiones, es decir. tiene la capacidad de percibir la profundidad del espacio, o visión estereoscópica (estéreo, del griego estéreos, sólida, espacial).

Los humanos tenemos muchos mecanismos para juzgar la profundidad. Algunas de ellas son bastante obvias. Por ejemplo, si se conoce aproximadamente el tamaño de un objeto (una persona, un árbol, etc.), entonces se puede estimar la distancia hasta él o comprender qué objeto está más cerca comparando el tamaño angular del objeto. Si un objeto está situado delante de otro y lo oscurece parcialmente, entonces la persona percibe el objeto de delante como si estuviera más cerca. Si toma una proyección de líneas paralelas, por ejemplo, rieles de ferrocarril, que se alejan, en la proyección se acercarán. Este es un ejemplo de perspectiva, un indicador muy eficaz de la profundidad del espacio.

Una sección convexa de una pared aparece más clara en su parte superior si la fuente de luz está situada más arriba, y un hueco en su superficie aparece más oscuro en su parte superior. Un signo importante de la distancia es el paralaje del movimiento: el aparente desplazamiento relativo de objetos cercanos y más distantes si el observador mueve la cabeza de izquierda a derecha o de arriba a abajo. El “efecto ferrocarril” se conoce cuando se observa desde la ventana de un tren en movimiento: la velocidad aparente de movimiento de objetos ubicados cerca es mayor que la de aquellos ubicados a gran distancia.

La distancia de los objetos también se puede evaluar mediante la cantidad de acomodación del ojo, es decir, según la tensión del cuerpo ciliar y las zónulas de Zinn, que controlan el cristalino. Al aumentar la convergencia o divergencia, también se puede juzgar la distancia del objeto observado. A excepción de este último, todos los indicadores de distancia anteriores son monoculares. El mecanismo más importante para percibir la profundidad en el espacio, la estereopsis, depende del uso conjunto de los dos ojos. Al observar cualquier escena tridimensional, los dos ojos forman imágenes ligeramente diferentes en la retina.

Durante la estereopsis, el cerebro compara imágenes de la misma escena en dos retinas y estima la profundidad relativa con gran precisión. La fusión de dos imágenes monoculares, visibles por separado para el ojo derecho e izquierdo al observar objetos simultáneamente con ambos ojos, en una imagen tridimensional se llama fusión.

Supongamos que el observador fija con su mirada un determinado punto R, (Fig. 1) en este caso las imágenes del punto aparecen en la fóvea central (fóvea) F los dos ojos. Sea Q otro punto en el espacio que al observador le parece estar situado a la misma profundidad que el punto R, mientras que Q L y QR son imágenes del punto Q en las retinas de los ojos izquierdo y derecho. En este caso, los puntos Q L y QR se llaman correspondiente Puntos de dos retinas.

Fig 1. Diagrama geométrico que explica el efecto estéreo.

Es obvio que los dos puntos que coinciden con la fóvea central de la retina también se corresponden. A partir de consideraciones geométricas, está claro que el punto Q′, evaluado por los observadores como ubicado más cerca que el punto Q, producirá dos imágenes en las retinas - Q′ L y Q′ R - en puntos no correspondientes (dispares) ubicados más lejos uno del otro. que en el caso de que estos puntos fueran correspondientes.

De la misma forma, si consideramos un punto ubicado más lejos del observador, resulta que sus proyecciones en las retinas estarán ubicadas más cerca entre sí que los puntos correspondientes. Todos los puntos que, como los puntos Q y R, se perciben como equidistantes, se encuentran sobre horópteros– superficie que pasa por puntos R y Q, cuya forma es diferente a la de una esfera y depende de la capacidad de una persona para juzgar la distancia. Distancias desde fóvea F a las proyecciones Q R y Q L para los ojos derecho e izquierdo son cercanas, pero no iguales, si siempre fueran iguales, entonces la línea de intersección del horóptero con el plano horizontal sería un círculo.

Los ángulos α y α′ en estereoscopía se llaman ángulos paralácticos. Su valor cambiará de cero, cuando el punto de fijación se encuentre en el infinito, y de 15°, cuando el punto de fijación esté a una distancia de 250 mm.

Supongamos ahora que fijamos con la mirada un determinado punto en el espacio y que en este espacio hay dos fuentes puntuales de luz, una de las cuales se proyecta únicamente en la retina del ojo izquierdo y la otra en el ojo derecho. la forma de puntos de luz, y estos puntos no son correspondientes: la distancia entre ellos es ligeramente mayor que entre los puntos correspondientes. Cualquier desviación de este tipo de la posición de los puntos correspondientes se denomina disparidad. Si esta desviación en la dirección horizontal no excede los 2° (0,6 mm en la retina), y en la dirección vertical, no más de unos pocos minutos de arco, entonces percibiremos visualmente un único punto en el espacio ubicado más cerca que el punto de fijación. .

Si las distancias entre las proyecciones de un punto no son mayores, sino menores, que entre los puntos correspondientes, entonces este punto parecerá estar ubicado más lejos que el punto de fijación. Finalmente, si la desviación vertical supera varios minutos de arco o la desviación horizontal supera los 2°, entonces veremos dos puntos separados que pueden parecer situados más o más cerca del punto de fijación. Un experimento de este tipo ilustra el principio básico de la percepción estéreo, formulado por primera vez por Charles Wheatstone en 1838 y que subyace a la creación de toda una serie de instrumentos estereoscópicos, desde el estereoscopio de Wheatstone hasta los telémetros estéreo y la televisión estéreo.

No todas las personas tienen la capacidad de percibir la profundidad con un estereoscopio. Puede comprobar fácilmente su estereopsis usted mismo si utiliza la Fig. 2. Si tiene un estereoscopio, puede hacer copias de los pares de estéreo que se muestran aquí y pegarlas en el estereoscopio. También puedes colocar una fina hoja de cartón perpendicularmente entre dos imágenes del mismo par estéreo e intentar mirar tu imagen con cada ojo, colocándolos en paralelo como si estuvieras mirando a lo lejos.

Fig 2. Ejemplos de pares estéreo

En 1960, Bela Jules (Bell Telephone Laboratories, EE. UU.) propuso una forma original de demostrar el efecto estéreo, eliminando la observación monocular del objeto.

Por cierto, sobre la base de este principio se ha publicado toda una serie de libros entretenidos que, al mismo tiempo, pueden utilizarse para entrenar la estereopsis. La figura 3 muestra uno de los dibujos de este libro en blanco y negro. Al colocar las líneas visuales de sus ojos en paralelo (para hacer esto, debe mirar a lo lejos, como a través de un dibujo), puede ver una imagen estereoscópica. Estos dibujos se denominan autoestereogramas. Basado en el método Bel Jules, en el Instituto Médico Estatal de Novosibirsk junto con la Universidad Técnica Estatal de Novosibirsk se creó un dispositivo para estudiar el umbral de la visión estereoscópica, y propusimos una modificación del mismo que permite aumentar la precisión de la determinación del Umbral de visión estereoscópica. La base para medir el umbral de la visión estereoscópica es la presentación de objetos de prueba a cada ojo del observador sobre un fondo llamado aleatorio. Cada uno de estos objetos de prueba es un conjunto de puntos en un plano ubicado según una ley probabilística individual. Además, en cada objeto de prueba hay áreas idénticas de puntos que pueden representar una figura de forma arbitraria.

Si los puntos idénticos de las figuras en el objeto de prueba tienen valores cero de ángulos paralácticos, entonces el observador ve en la imagen generalizada la imagen general en forma de una distribución aleatoria de puntos, en otras palabras, el observador no puede identificar la figura contra un fondo aleatorio. Por tanto, se excluye la visión monocular de la figura. Si uno de los objetos de prueba se desplaza perpendicular al eje óptico del sistema, entonces el ángulo paraláctico entre las figuras cambiará y, a un cierto valor, el observador verá una figura que parecerá separarse del fondo y comenzar acercarse o alejarse de él. El ángulo de paralaje se cambia mediante un compensador óptico insertado en una de las ramas del dispositivo. El observador registra el momento en que la figura aparece en el campo de visión y el valor correspondiente del umbral de visión estereoscópica aparece en el indicador.

Fig 3. Autoestereograma

Las investigaciones de las últimas décadas en el campo de la neurofisiología de la visión estereoscópica han permitido identificar células específicas en la corteza visual primaria del cerebro que están sintonizadas con la disparidad. Se han descubierto células que responden sólo si los estímulos inciden exactamente en las zonas correspondientes de las dos retinas. Las células del segundo tipo responden si y sólo si el objeto está ubicado más allá del punto de fijación. También hay células que responden sólo cuando el estímulo se sitúa más cerca del punto de fijación. Al parecer, en la corteza visual primaria puede haber neuronas específicas para diferentes grados disparidad. Todas estas células también tienen la propiedad de selectividad de orientación y responden bien a estímulos en movimiento y a los extremos de las líneas. Según D. Hubel, “aunque todavía no sabemos exactamente cómo el cerebro “reconstruye” una escena que incluye muchos objetos a diferentes distancias, en las primeras etapas de este proceso intervienen células con sensibilidad a la disparidad”.

Al estudiar la estereopsis, los investigadores encontraron una serie de problemas. Resultó que el procesamiento de algunos estímulos binoculares se produce en el sistema visual de forma completamente confusa. Por ejemplo, si volvemos a los pares estéreo presentados en la Fig. 37a y 37b, entonces tenemos la sensación de que en un caso el círculo está ubicado más cerca, en el otro, más lejos que el plano del marco. Si se combinan dos pares estéreo, es decir En cada cuadro, coloque dos círculos ubicados uno al lado del otro, entonces parecería que deberíamos ver un círculo más cerca y el otro más lejos. Sin embargo, en realidad esto no funcionará: ambos círculos son visibles a la misma distancia que el marco.

El segundo ejemplo de la imprevisibilidad de los efectos binoculares es la llamada lucha de campos visuales. Si se crean imágenes muy diferentes en las retinas del ojo derecho e izquierdo, a menudo una de ellas deja de percibirse. Si miras con el ojo izquierdo una cuadrícula de líneas verticales y con el ojo derecho una cuadrícula de líneas horizontales (por ejemplo, a través de un estereoscopio), es imposible ver ambos conjuntos de líneas al mismo tiempo. O uno u otro es visible, y cada uno de ellos es visible sólo durante unos segundos; A veces se puede ver un mosaico de estas imágenes. El fenómeno de la lucha del campo visual significa que en los casos en que el sistema visual no puede combinar imágenes en las dos retinas, simplemente rechaza una de las imágenes, total o parcialmente.

Entonces, para una visión estereoscópica normal es necesario siguientes condiciones: funcionamiento normal del sistema oculomotor de los ojos; agudeza visual suficiente y no una diferencia muy grande en la agudeza del ojo derecho e izquierdo; fuerte conexión entre acomodación, convergencia y fusión; pequeña diferencia en la escala de imágenes en el ojo izquierdo y derecho.

La desigualdad de tamaño o diferente escala de imágenes obtenidas en las retinas del ojo derecho e izquierdo al observar el mismo objeto se llama aniseiconia. La aniseiconia es una de las causas de la visión estereoscópica inestable o ausente. La aniseiconia se basa con mayor frecuencia en diferencias en la refracción del ojo, es decir, anisometonía. Si la aniseiconia no supera el 2 - 2,5%, se puede corregir con lentes estigmáticas convencionales; en caso contrario, se utilizan gafas de aniseiconia.

La violación de la conexión entre acomodación y convergencia es una de las razones de la aparición de varios tipos de estrabismo. Además de ser un defecto cosmético, el estrabismo evidente suele provocar una disminución de la agudeza visual del ojo entrecerrado hasta excluirlo del proceso visual. Estrabismo oculto, o heteroforia, no crea un defecto cosmético, pero puede interferir con la estereopsis. Por tanto, las personas con heteroforia de más de 3° no pueden trabajar con dispositivos binoculares.

Umbral de visión estereoscópica caracterizado por la mínima diferencia en los ángulos paralácticos Δα, que aún es percibida por el observador. Relación entre Δα (en segundos) y distancia minima Δ yo entre objetos que el observador percibe a diferentes distancias es el siguiente:

Dónde b– la distancia entre las pupilas de los ojos del observador;
yo– la distancia desde el ojo hasta el objeto considerado más cercano.

El umbral para la visión estereoscópica depende de varios factores: en el brillo del fondo (la mayor agudeza se observa con un brillo de fondo de aproximadamente 300 cd/m2), el contraste de los objetos (a medida que aumenta el contraste, el umbral para la visión profunda disminuye), la duración de la observación (Fig. 4 ).

Figura 4. Dependencia del umbral de visión estereoscópica de la duración de la observación.

El umbral de percepción de profundidad en condiciones óptimas de observación oscila entre 10 – 12 y 5″ (para algunos observadores llega a 2 – 5″).

Tomando como umbral el valor Δα = 10″, podemos calcular la distancia máxima a la que el ojo todavía percibe la profundidad. esta es la distancia yo= 1400 m (radio de visión estereoscópica).

Existen varias formas de evaluar, definir y estudiar la visión estereoscópica:

1) utilizando un estereoscopio según las tablas de Pulfrich (el umbral mínimo para la percepción estereoscópica determinado por este método es de 15 pulgadas);
2) usando varios tipos estereoscopios con un conjunto de mesas más precisas con un rango de medición de 10 – 90″;
3) utilizando el dispositivo mencionado anteriormente utilizando un fondo aleatorio, excluyendo la observación monocular de objetos, error de medición de 1 a 2 pulgadas.

La visión humana es la asombrosa capacidad del cuerpo para percibir. el mundo en todos sus colores.

Gracias a la estructura especial del sistema visual, cada persona puede evaluar el entorno en términos de volumen, distancia, forma, ancho y alto.

Además, los ojos son capaces de percibir todos los colores y matices disponibles, de percibir el color en todas sus gradaciones.

Pero sucede que se produce un fallo en el sistema y los afectados no podrán apreciar todas las profundidades del entorno exterior.

¿Qué es la visión binocular y estereoscópica?

Los ojos son un órgano emparejado que funciona armoniosamente entre sí y con el cerebro. Cuando una persona mira un objeto, ve un objeto, no dos objetos. Además, al mirar un objeto, una persona puede determinar automática e instantáneamente su tamaño, volumen, forma y otros parámetros y características. Esta es la visión binocular.

La visión estereoscópica, la capacidad de ver en tres dimensiones, es la cualidad de la visión binocular, gracias a la cual una persona ve el relieve, la profundidad, es decir, percibe el mundo en tres dimensiones.

Fue la visión estereoscópica la que formó la base de lo que alguna vez fue una innovación: la tecnología 3D, que conquistó el mundo. Con la visión binocular, el campo de visión se expande y aumenta la agudeza visual.

¿Cómo determinar la visión binocular?

Para ello se utilizan muchas técnicas. La técnica más popular es la prueba de Sokolova.

Para realizar la prueba necesitará: tomar cualquier cuaderno, que deberá enrollar en un tubo y colocarlo en su ojo derecho. En ese tiempo, mano izquierda estírese hacia adelante, apoyando mentalmente la palma de la mano en la distancia. La distancia desde la palma hasta el ojo izquierdo debe ser de unos 15 cm.

De esta manera se obtienen dos "imágenes": una palma y un "túnel". Mirándolas al mismo tiempo, estas imágenes se superponen. Como resultado, se forma un "agujero en la palma". Esto indica que la visión es binocular.

¿Qué es necesario para desarrollar la visión binocular?

La visión binocular es posible cuando:

Agudeza visual de al menos 0,4 DPT, lo que garantiza una impresión clara de los objetos en la retina.
Hay libre movilidad de ambos globos oculares. Esto indica que todos los músculos están tonificados. Y este es un requisito previo para la visión binocular.

Son los músculos los que aseguran la necesaria alineación paralela de los ejes visuales, lo que garantiza la refracción de los rayos de luz precisamente en la retina del ojo.

Causas de la discapacidad de la visión binocular.

La visión estereoscópica (binocular) es la norma para los humanos. Pero hay una serie de razones que pueden alterar el curso normal de la actividad vital del órgano de la visión.

Estas razones son:

Tenga en cuenta que la visión binocular deteriorada requiere un diagnóstico rápido por parte de un oftalmólogo, ya que representa una amenaza para su dueño. Al tener un deterioro mínimo de la binocularidad, una persona se vuelve poco profesional y su actividad se vuelve limitada.

¿Qué causa la visión monocular?

La visión monocular es ver a través de un ojo. Es decir, con visión monocular. ambiente percibido indirectamente. Es decir, todo se percibe en función del tamaño y forma de los objetos. Con la visión monocular, la visión tridimensional no es posible. Por ejemplo, una persona que puede ver con un ojo tendrá grandes dificultades para verter agua en un vaso, y mucho menos para pasar un hilo por un ojo.

Esto limita significativamente las capacidades de una persona, tanto social como profesionalmente.

Las causas de la visión monocular son las causas que perjudican la visión binocular. Escribimos sobre estas razones anteriormente.

Para comprobar si la visión binocular está alterada, es decir, si se produce visión monocular, puede hacer lo siguiente:

Tome un lápiz afilado con ambas manos.
Ahora extiende un poco el brazo, cierra un ojo y conecta las manos con los lápices, intentando conectar las puntas afiladas de los lápices.
Cuanto más difícil es hacer esto, más signos de visión monocular aparecen.

Visión de colores: qué es y qué trastornos hay

La visión del color la proporcionan los conos. receptores de color, que se formaron como resultado de una mutación. Hoy en día, esta mutación determina la utilidad de la visión, que se considera aquella capaz de percibir, distinguir y sentir colores de todos los espectros.

La visión de los colores es una ventaja de los primates superiores, los humanos, que distingue su retina de la retina de otros representantes de este orden.

¿Cómo funciona la visión del color?

Normalmente, el iris del ojo contiene, además de otros receptores, conos de tres diferentes tipos. Cada cono absorbe rayos de diferentes longitudes. Rayos de diferentes longitudes forman la característica del color.

El color se caracteriza por: matiz, saturación de color y brillo. La saturación, a su vez, refleja la profundidad, pureza y brillo del color y su matiz. Y el brillo del color depende de la intensidad del flujo de luz.

Violaciones la visión del color

Los trastornos de la visión del color pueden ser congénitos o adquiridos. Como regla general, la percepción innata del color es más típica de los hombres.

La principal causa de la pérdida de la percepción del color es la pérdida de conos. Dependiendo del cono que falte, el ojo pierde la capacidad de percibir el espectro de colores que "lee" este cono.

La pérdida de la capacidad de percibir colores se conoce popularmente como daltonismo. Esta patología lleva el nombre de Dalton, quien padecía una discapacidad en la visión de los colores y participó en el estudio de este trastorno y de la visión de los colores en general.

Hoy en día se distingue entre tricromasia normal y anormal. Recordemos que todo aquel que distingue los tres espectros de colores es tricromático. En consecuencia, aquellos que distinguen sólo dos espectros de color son dicrómatas. Escribimos anteriormente sobre lo que es típico de cada grupo y qué otros trastornos de la visión de los colores existen.

Por lo tanto, vale la pena prestar atención una vez más a lo único que es el sistema visual humano, lo importante que es protegerlo y cuidarlo constantemente. Como resultado, las patologías de diversos tipos simplemente no le darán miedo.

Video

La visión binocular proporciona una percepción tridimensional del mundo circundante en un espacio tridimensional. Con la ayuda de esta función visual, una persona puede prestar atención no solo a los objetos que tiene frente a él, sino también a los que se encuentran a los lados. La visión binocular también se llama visión estereoscópica. ¿Cuáles son las consecuencias de una violación de la percepción estereoscópica del mundo y cómo mejorar la función visual? Veamos las preguntas del artículo.

¿Qué es la visión binocular? Su función es proporcionar una imagen visual monolítica combinando las imágenes de ambos ojos en una sola imagen. Una característica de la percepción binocular es la formación de una imagen tridimensional del mundo con la determinación de la ubicación de los objetos en perspectiva y la distancia entre ellos.

La visión monocular es capaz de determinar la altura y el volumen de un objeto, pero no da una idea de la posición relativa de los objetos en un plano. La binocularidad es una percepción espacial del mundo, que proporciona una imagen tridimensional completa de la realidad circundante.

¡Nota! La binocularidad mejora la agudeza visual, proporcionando una percepción clara de las imágenes visuales.

La percepción tridimensional comienza a formarse a la edad de dos años: el niño es capaz de percibir el mundo en una imagen tridimensional. Inmediatamente después del nacimiento, esta capacidad desaparece debido a la inconsistencia en el movimiento de los globos oculares: los ojos "flotan". A la edad de dos meses, el bebé ya puede fijar un objeto con los ojos. A los tres meses, el bebé sigue los objetos en movimiento ubicados muy cerca de los ojos: juguetes brillantes que cuelgan. Es decir, se forman la fijación binocular y el reflejo de fusión.

A los seis meses, los bebés ya pueden ver objetos a diferentes distancias. A la edad de 12 a 16 años, el fondo del ojo está completamente estabilizado, lo que indica la finalización del proceso de formación de la binocularidad.

¿Por qué se deteriora la visión binocular? Para el perfecto desarrollo de imágenes estereoscópicas son necesarias ciertas condiciones:

ausencia de estrabismo;
trabajo coordinado de los músculos oculares;
movimientos coordinados de los globos oculares;
agudeza visual desde 0,4;
igual agudeza visual en ambos ojos;
buen funcionamiento de los sistemas nerviosos periférico y central;
ausencia de patología en la estructura del cristalino, retina y córnea.

Además, para el funcionamiento normal de los centros visuales, es necesaria la simetría de la ubicación de los globos oculares, la ausencia de patología de los nervios ópticos, la coincidencia del grado de refracción de las córneas de ambos ojos y el mismo. visión de ambos ojos. En ausencia de estos parámetros, la visión binocular se ve afectada. Además, la visión estereoscópica es imposible sin un ojo.

La visión estereoscópica depende del correcto funcionamiento de los centros visuales del cerebro, que coordinan el reflejo de fusión de fusionar dos imágenes en una.

Deterioro de la visión estereoscópica

Para obtener una imagen tridimensional clara, se requiere el trabajo coordinado de ambos ojos. Si el funcionamiento de los ojos no está coordinado, estamos hablando de una patología de la función visual.

La discapacidad de la visión binocular puede ocurrir por las siguientes razones:

patología de la coordinación muscular: trastorno de la motilidad;
patología del mecanismo para sincronizar imágenes en un todo: trastorno sensorial;
Combinación de trastornos sensoriales y motores.

La visión binocular se determina mediante dispositivos ortópticos. La primera prueba se lleva a cabo a los tres años: se examina a los niños para determinar el funcionamiento de los componentes sensoriales y motores de la función visual. En caso de estrabismo, se realiza una prueba adicional del componente sensorial de la visión binocular. Un oftalmólogo se especializa en problemas de visión estereoscópica.

El examen oportuno del niño por parte de un oftalmólogo previene el desarrollo de estrabismo y problemas serios con visión de futuro.

¿Qué causa una violación de la visión estereoscópica? Éstas incluyen:

refracción ocular inconsistente;
defectos de los músculos oculares;
deformación de los huesos del cráneo;
procesos patológicos del tejido orbitario;
patologías cerebrales;
envenenamiento tóxico;
neoplasias en el cerebro;
Tumores de los órganos visuales.

La consecuencia de la alteración de la binocularidad es el estrabismo, la patología más común del sistema visual.

Estrabismo

El estrabismo es siempre una falta de visión binocular, ya que los ejes visuales de ambos globos oculares no convergen. Hay varias formas de patología:

válido;
FALSO;
oculto.

Con una forma falsa de estrabismo, está presente una percepción estereoscópica del mundo, lo que permite distinguirlo del estrabismo real. Falso estrabismo no requiere tratamiento.

Se detecta heteroforia (estrabismo oculto) siguiente método. Si un paciente cubre un ojo con una hoja de papel, éste se desviará hacia un lado. Si se retira la hoja de papel, el globo ocular adopta la posición correcta. Esta característica no es un defecto y no requiere tratamiento.

La función visual deteriorada con estrabismo se expresa en los siguientes síntomas:

bifurcación de la imagen resultante del mundo;
mareos frecuentes con náuseas;
inclinar la cabeza hacia el músculo del ojo afectado;
bloqueando la movilidad del músculo ocular.

Las razones del desarrollo del estrabismo son las siguientes:

factor hereditario;
lesión craneal;
infecciones graves;
trastorno mental;
patologías del sistema nervioso central.

El estrabismo se puede corregir, especialmente en temprana edad. Se utilizan varios métodos para tratar la enfermedad:

el uso de fisioterapia;
fisioterapia;
lentes y gafas;
Corrección láser.

Con heteroforia es posible fatigabilidad rápida ojos, visión doble. En este caso se utilizan vasos prismáticos para un uso constante. En casos de heteroforia grave se realiza corrección quirúrgica, como en casos de estrabismo evidente.

En el estrabismo paralítico, primero se elimina la causa que provocó el defecto visual. El estrabismo paralítico congénito en niños debe tratarse lo antes posible. El estrabismo paralítico adquirido es típico de pacientes adultos que han sufrido infecciones graves o dolencias de órganos internos. El tratamiento para eliminar la causa del estrabismo suele ser a largo plazo.

El estrabismo postraumático no se corrige inmediatamente: deben pasar 6 meses desde el momento de la lesión. En este caso, está indicada la intervención quirúrgica.

Cómo diagnosticar la visión binocular

La visión binocular se determina mediante los siguientes instrumentos:

autofluorofractómetro;
oftalmoscopio;
lampara de hendidura;
monobinoscopio.

¿Cómo determinar usted mismo la visión binocular? Para ello se han desarrollado técnicas sencillas. Mirémoslos.

La técnica de Sokolov.

Sostenga un objeto hueco parecido a unos binoculares, como un papel enrollado, hacia un ojo. Enfoca tu mirada a través de la tubería en un objeto distante. Ahora tráelo a ojo abierto tu palma: está ubicada cerca del final del tubo. Si la binocularidad no está equilibrada, encontrará un agujero en la palma de su mano a través del cual podrá ver un objeto distante.

técnica de kalfa

Tome un par de marcadores/lápices: sostenga uno posicion horizontal, el otro - en vertical. Ahora intenta apuntar y conectar el lápiz vertical con el horizontal. Si la binocularidad no se ve afectada, podrá hacerlo sin dificultad, ya que la orientación espacial está bien desarrollada.

Método de lectura

Sostenga un bolígrafo o lápiz frente a la punta de la nariz (2-3 cm) e intente leer el texto impreso. Si puedes cubrir completamente el texto con tu visión y lectura, significa que tu motor y funciones táctiles no violado. Un objeto extraño (un bolígrafo delante de la nariz) no debe interferir con la percepción del texto.

Prevención de defectos binoculares.

La visión binocular en adultos puede verse afectada por varias razones. La corrección consiste en ejercicios para fortalecer los músculos oculares. En este caso, se cierra el ojo sano y se carga al paciente.

Ejercicio

Este ejercicio para desarrollar la visión estereoscópica se puede realizar en casa. El algoritmo de acciones es el siguiente:

Fije el objeto visual a la pared.
Aléjese dos metros de la pared.
Extiende tu brazo hacia adelante con el dedo índice levantado.
Cambie su atención al objeto visual y mírelo a través de la punta de su dedo; la punta de su dedo debe bifurcarse.
Cambie su atención de su dedo al objeto visual; ahora debería dividirse en dos.

El objetivo de este ejercicio es cambiar alternativamente el foco de atención del dedo al objeto. Un indicador importante El correcto desarrollo de la visión estereoscópica es la claridad de la imagen percibida. Si la imagen está borrosa, esto indica visión monocular.

¡Importante! Cualquier ejercicio ocular debe consultarse previamente con un oftalmólogo.

Prevención de la discapacidad visual en niños y adultos:

No puedes leer libros mientras estás acostado;
el lugar de trabajo debería estar bien iluminado;
Tome vitamina C con regularidad para prevenir la pérdida de la visión relacionada con la edad;
reponga regularmente su cuerpo con un complejo de minerales esenciales;
debe descargarse periódicamente músculos de los ojos de la tensión: mire a lo lejos, cierre y abra los ojos, gire los globos oculares.

También debe ser examinado periódicamente por un oftalmólogo y cumplir con las imagen saludable vida, aliviar los ojos y no permitir que se cansen, realizar ejercicios oculares, tratar las enfermedades oculares de manera oportuna.

Línea de fondo

La visión binocular es la capacidad de percibir la imagen del mundo con ambos ojos, determinar la forma y los parámetros de los objetos, navegar en el espacio y determinar la ubicación de los objetos entre sí. La falta de binocularidad es siempre una disminución de la calidad de vida debido a una percepción limitada de la cosmovisión, además de un problema de salud. El estrabismo es una de las consecuencias de la alteración de la visión binocular, que puede ser congénita o adquirida. Medicina moderna Hace frente fácilmente a la restauración de las funciones visuales. Cuanto antes comience a corregir la visión, más exitoso será el resultado.

Visión estereoscópica. ¿Qué es la visión estereoscópica?¿La visión humana es bidimensional o tridimensional?

Libro:

Descripción

Cuerpo calloso

Estudio de la fisiología del cuerpo calloso.

Visión estereoscópica

Fisiología de la visión estereoscópica.

Algunos problemas asociados a la visión estereoscópica

Ceguera estéreo

¿Qué es la visión binocular y estereoscópica?

¿Qué causa la visión monocular?

Visión de colores: qué es y qué trastornos hay

Video

Deterioro de la visión estereoscópica

Estrabismo

Cómo diagnosticar la visión binocular

La técnica de Sokolov.

técnica de kalfa

Método de lectura

Prevención de defectos binoculares.

Ejercicio

Línea de fondo

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