Prilagodba na tamu je prilagodba oka. Opažanje svjetla kao glavna funkcija vida, prilagodba svjetla i tame, njihovo oštećenje

Periferni vidni organ reagira na promjene osvjetljenja i funkcionira bez obzira na stupanj osvjetljenja. Adaptacija oka je sposobnost prilagodbe različitim razinama svjetlosti. Reakcija zjenice na promjene koje se događaju daje percepciju vizualnih informacija u milijuntom rasponu intenziteta od mjesečine do jakog svjetla, unatoč relativnom dinamičkom volumenu odgovora vizualnih neurona.

Vrste adaptacije

Znanstvenici su proučavali sljedeće vrste:

• svjetlo - prilagodba vida na dnevnom ili jakom svjetlu;
• tamno - u mraku ili slabom svjetlu;
• boja - uvjeti za promjenu boje osvjetljenja objekata koji se nalaze okolo.

Kako se to događa?

Prilagodba svjetlosti

Javlja se pri prijelazu iz tame u jako svjetlo. Trenutno zasljepljuje i u početku je vidljiva samo bijela boja, jer je osjetljivost receptora prilagođena slaboj svjetlosti. Treba jedna minuta da češeri udare u oštro svjetlo da bi ga uhvatili. Kod ovisnosti se gubi svjetlosna osjetljivost mrežnice. Potpuna prilagodba oka na prirodno svjetlo događa se unutar 20 minuta. Postoje dva načina:

• oštro smanjenje osjetljivosti mrežnice;
• retinalni neuroni prolaze kroz brzu prilagodbu, inhibirajući funkciju štapića i favorizirajući sustav čunjića.

Tamna adaptacija

Prilagodba na tamu je obrnuti proces od prilagodbe svjetlosti. To se događa pri prelasku iz dobro osvijetljenog u mračno područje. U početku se primjećuje crnina jer čunjići prestaju funkcionirati pri svjetlu niskog intenziteta. Mehanizam prilagodbe može se podijeliti na četiri čimbenika:

• Intenzitet svjetla i vrijeme: povećanjem unaprijed prilagođenih razina svjetline, vrijeme dominacije stožastog mehanizma je produženo dok je prebacivanje štapnog mehanizma odgođeno.
• Veličina i položaj mrežnice: položaj ispitne točke utječe na tamnu krivulju zbog rasporeda štapića i čunjića u mrežnici.
• Valna duljina svjetlosnog praga izravno utječe na prilagodbu na tamu.
• Regeneracija rodopsina: kada se izloži svjetlosnim fotopigmentima, dolazi do strukturnih promjena u štapićastim i konusnim fotoreceptorskim stanicama.

Vrijedno je napomenuti da je noćni vid puno niže kvalitete od vida pri normalnom svjetlu, jer je ograničen smanjenom rezolucijom i omogućuje samo razlikovanje nijansi bijele i crne. Potrebno je oko pola sata da se oko prilagodi sumraku i stekne osjetljivost stotinama tisuća puta veću nego na dnevnom svjetlu.

Starijim ljudima treba puno više vremena da oči prilagode mraku nego mlađima.

Prilagodba boja

Za ljude se boje predmeta mijenjaju pod različitim uvjetima osvjetljenja samo na kratko vrijeme.

Sastoji se od promjene percepcije retinalnih receptora oka, čija je maksimalna spektralna osjetljivost locirana u različitim spektrima boja zračenja. Na primjer, kada se prirodno dnevno svjetlo promijeni u svjetlo unutarnjih svjetiljki, doći će do promjena u bojama predmeta: zelena će se odraziti u žuto-zelenoj nijansi, ružičasto - crvenoj. Takve promjene vidljive su samo kratko vrijeme; s vremenom nestaju i čini se da boja predmeta ostaje ista. Oko se navikava na zračenje koje se reflektira od predmeta i percipira ga kao na dnevnom svjetlu.

Mehanizmi percepcije svjetla. Vizualna adaptacija. (tamno i svijetlo).

Svjetlost izaziva iritaciju fotoosjetljivih elemenata mrežnice. Mrežnica sadrži vidne stanice osjetljive na svjetlo koje izgledaju poput štapića i čunjića. U ljudskom oku postoji oko 130 milijuna štapića i 7 milijuna čunjića.

Štapići su 500 puta osjetljiviji na svjetlost od čunjića. Međutim, štapići ne reagiraju na promjene valne duljine svjetlosti, tj. ne pokazuju osjetljivost na boje. Ova funkcionalna razlika objašnjava se kemijskim karakteristikama procesa vizualne recepcije koji se temelji na fotokemijskim reakcijama.

Te se reakcije odvijaju uz pomoć vizualnih pigmenata. Štapići sadrže vizualni pigment rodopsin ili "vizualno ljubičasto". Ime je dobio jer, kada se izvadi u mraku, ima crvenu boju, jer posebno snažno apsorbira zelene i plave svjetlosne zrake. Čunjići sadrže druge vizualne pigmente. Molekule vizualnih pigmenata uključene su u uređene strukture unutar lipidnog dvosloja membranskih diskova vanjskih segmenata.

Fotokemijske reakcije u štapićima i čunjićima slične su. Počinju apsorpcijom kvanta svjetlosti - fotona - koji molekulu pigmenta prenosi na višu energetsku razinu. Zatim počinje proces reverzibilnih promjena u molekulama pigmenta. U štapićima se nalazi rodopsin (vizualno ljubičasta), u čunjićima je jodopsin. Kao rezultat, svjetlosna energija se pretvara u električne signale - impulse. Dakle, pod utjecajem svjetlosti rodopsin prolazi niz kemijskih promjena – pretvara se u retinol (aldehid vitamina A) i proteinski ostatak – opsin. Zatim se pod utjecajem enzima reduktaze pretvara u vitamin A koji ulazi u pigmentni sloj. U mraku se događa suprotna reakcija - vitamin A se obnavlja, prolazeći kroz nekoliko faza.

Točno nasuprot zjenice u mrežnici nalazi se zaobljena žuta mrlja - mrlja mrežnice s foveom u sredini, u kojoj je koncentriran veliki broj čunjeva. Ovaj dio mrežnice je područje najbolje vidne percepcije i određuje vidnu oštrinu očiju, dok svi ostali dijelovi mrežnice određuju vidno polje. Iz svjetlosno osjetljivih elemenata oka (štapići i čunjići) protežu se živčana vlakna koja, spojena, tvore vidni živac.

Mjesto gdje vidni živac izlazi iz mrežnice naziva se optički disk. U području glave vidnog živca nema fotoosjetljivih elemenata. Stoga ovo mjesto ne pruža vizualni osjet i naziva se slijepa pjega.

Vizualna prilagodba je proces optimizacije vizualne percepcije, koji se sastoji od promjene apsolutne i selektivne osjetljivosti ovisno o razini osvjetljenja.

Svjetlosna vizualna adaptacija je promjena pragova osjetljivosti fotoreceptora na postojeći svjetlosni podražaj konstantnog intenziteta. Tijekom lagane vizualne adaptacije dolazi do povećanja apsolutnih pragova i pragova diskriminacije. Lagana vizualna adaptacija potpuno je gotova za 5-7 minuta.

Prilagodba vida na tamu je postupno povećanje vizualne osjetljivosti tijekom prijelaza iz svjetla u sumrak. Adaptacija tamnog vida odvija se u dvije faze:

1- 40-90 sekundi. povećava se osjetljivost čunjeva;

2- kako se vidni pigmenti u čunjićima obnavljaju, povećava se osjetljivost štapića na svjetlost.

Prilagodba vida na tamu je gotova za 50-60 minuta.

Mehanizmi percepcije svjetla. Vizualna adaptacija.

Apsolutna svjetlosna osjetljivost je vrijednost obrnuto proporcionalna najnižoj svjetlini ili osvjetljenju objekta dovoljnoj da kod osobe izazove osjećaj svjetlosti. Osjetljivost na svjetlo ovisit će o uvjetima osvjetljenja. Pri slabom osvjetljenju razvija se adaptacija na tamu, a pri jakom svjetlu. Kako se razvija prilagodba na tamu, ASP će se povećati, maksimalna vrijednost će se postići za 30-35 minuta. Svjetlosna prilagodba se izražava u smanjenju svjetlosne osjetljivosti s povećanjem osvjetljenja. Razvija se u minuti. Kada se osvjetljenje promijeni, BURmezanizmi se aktiviraju, osiguravajući procese prilagodbe. Veličina zjenice regulirana je mehanizmom bezuvjetnog refleksa; tijekom adaptacije na tamu, radijalni mišić šarenice će se stegnuti, a zjenica će se proširiti (ova reakcija se naziva midrijaza). Osim apsolutne svjetlosne osjetljivosti, postoji i kontrastna osjetljivost. Ocjenjuje se prema najmanjoj razlici u osvjetljenju koju ispitanik može razlikovati.

3. Dinamika krvnog tlaka, linearne i volumetrijske brzine protoka krvi u sustavnoj cirkulaciji.

37.) Teorije percepcije boja ,

percepcija boja, sposobnost ljudskog oka i mnogih vrsta životinja s dnevnom aktivnošću da razlikuju boje, odnosno da osjete razlike u spektralnom sastavu vidljivog zračenja i u boji predmeta. Ljudsko oko sadrži dvije vrste svjetla-. osjetljive stanice (receptori): visokoosjetljivi štapići odgovorni za sumrak (noćni vid, i manje osjetljivi čunjići odgovorni za vid boja.

U ljudskoj mrežnici postoje tri vrste čunjića, čija najveća osjetljivost pada na crveni, zeleni i plavi dio spektra, odnosno odgovara trima "primarnim" bojama. Omogućuju prepoznavanje tisuća boja i nijansi. Krivulje spektralne osjetljivosti tri vrste čunjića djelomično se preklapaju. Vrlo jako svjetlo pobuđuje sve 3 vrste receptora, pa se percipira kao zasljepljujuće bijelo zračenje (efekt metamerizma).

Jednolika stimulacija sva tri elementa, koja odgovara ponderiranom prosjeku dnevnog svjetla, također proizvodi osjet bijele boje.

Osnova percepcije boja je svojstvo svjetlosti da izazove određeni vizualni osjet u skladu sa spektralnim sastavom reflektiranog ili emitiranog zračenja.

Boje se dijele na kromatske i akromatske. Kromatske boje imaju tri glavne kvalitete: nijansu, koja ovisi o valnoj duljini svjetlosti; zasićenost, ovisno o udjelu glavnog tona boje i primjesa drugih tonova boje; svjetlina boje, tj. stupanj njegove blizine bijeloj boji. Različite kombinacije ovih svojstava daju širok izbor nijansi kromatskih boja. Akromatske boje (bijela, siva, crna) razlikuju se samo po svjetlini. Kada se pomiješaju dvije spektralne boje različitih valnih duljina, nastaje rezultirajuća boja. Svaka od spektralnih boja ima dodatnu boju, kada se pomiješa s kojom nastaje akromatska bijela ili siva boja. Različiti tonovi i nijanse mogu se dobiti optičkim miješanjem samo tri osnovne boje: crvene, zelene i plave. Broj boja i njihovih nijansi koje percipira ljudsko oko neobično je velik i iznosi nekoliko tisuća.

Mehanizmi percepcije boja.

Vidni pigmenti čunjića slični su rodopsinu u štapićima i sastoje se od molekule koja apsorbira svjetlost retinala i opsina, koji se po sastavu aminokiselina razlikuje od proteinskog dijela rodopsina. Osim toga, čunjići sadrže manje vizualnog pigmenta od štapića i zahtijevaju energiju od nekoliko stotina fotona da ih pobude. Stoga se čunjići aktiviraju samo pri dnevnom svjetlu ili dovoljno jakom umjetnom svjetlu;

U ljudskoj mrežnici postoje tri vrste čunjića (plavo-, zeleno- i crveno-osjetljivi) koji se razlikuju po sastavu aminokiselina u opsinu vidnog pigmenta. Razlike u proteinskom dijelu molekule određuju karakteristike interakcije svakog od tri oblika opsina s mrežnicom i specifičnu osjetljivost na svjetlosne valove različitih duljina (slika 17.7). Jedna od tri vrste čunjića apsorbira maksimalno kratke valne duljine svjetlosti duljine 419 nm, što je potrebno za percepciju plave svjetlosti. Druga vrsta vidnog pigmenta je najosjetljivija na srednje valne duljine i ima maksimum apsorpcije na 531 nm; služi za percepciju zelene boje. Treća vrsta vidnog pigmenta apsorbira najviše dugih valnih duljina s maksimumom na 559 nm, što nam omogućuje percepciju crvene boje. Prisutnost tri vrste čunjića omogućuje osobi percepciju cijele palete boja, u kojoj postoji više od sedam milijuna gradacija boja, dok skotopični sustav štapića omogućuje razlikovanje samo oko pet stotina crno-bijelih gradacija.

Receptorski potencijal štapića i čunjića

Specifičnost fotoreceptora je tamna struja kationa kroz otvorene membranske kanale vanjskih segmenata (slika 17.8). Ti se kanali otvaraju kada postoji visoka koncentracija cikličkog gvanozin monofosfata, koji je sekundarni glasnik proteina receptora (vidni pigment). Tamna kationska struja depolarizira fotoreceptorsku membranu na približno -40 mV, što dovodi do otpuštanja transmitera na njegovom sinaptičkom terminalu. Molekule vidnog pigmenta aktivirane apsorpcijom svjetla potiču aktivnost fosfodiesteraze, enzima koji razgrađuje cGMP, stoga kada svjetlost djeluje na fotoreceptore koncentracija cGMP-a u njima opada. Kao rezultat toga, zatvaraju se kationski kanali koje kontrolira ovaj posrednik, a protok kationa u stanicu prestaje. Zbog kontinuiranog otpuštanja iona kalija iz stanica, fotoreceptorska membrana se hiperpolarizira na približno -70 mV, ta hiperpolarizacija membrane je receptorski potencijal. Kada se pojavi receptorski potencijal, prestaje oslobađanje glutamata u sinaptičkim završecima fotoreceptora.

Fotoreceptori tvore sinapse s dvije vrste bipolarnih stanica, koje se razlikuju po načinu na koji kontroliraju kemozavisne natrijeve kanale u sinapsama. Djelovanje glutamata dovodi do otvaranja kanala za natrijeve ione i depolarizacije membrane nekih bipolarnih stanica te do zatvaranja natrijevih kanala i hiperpolarizacije drugih vrsta bipolarnih stanica. Za stvaranje antagonizma između središta i periferije receptivnih polja ganglijskih stanica neophodna je prisutnost dviju vrsta bipolarnih stanica.

Prilagodba fotoreceptora na promjene u osvjetljenju

Privremena sljepoća tijekom brzog prijelaza iz tame u jako svjetlo nestaje nakon nekoliko sekundi zbog procesa prilagodbe svjetlu. Jedan od mehanizama prilagodbe svjetlosti je refleksno sužavanje zjenica, a drugi ovisi o koncentraciji kalcijevih iona u čunjićima. Kad se svjetlost apsorbira, kationski kanali u fotoreceptorskim membranama se zatvaraju, što zaustavlja ulazak iona natrija i kalcija i smanjuje njihovu unutarstaničnu koncentraciju. Visoka koncentracija iona kalcija u mraku inhibira aktivnost gvanilat ciklaze, enzima koji određuje stvaranje cGMP-a iz gvanozin trifosfata. Zbog smanjenja koncentracije kalcija uslijed apsorpcije svjetla, povećava se aktivnost gvanilat ciklaze, što dovodi do dodatne sinteze cGMP. Povećanje koncentracije ove tvari dovodi do otvaranja kationskih kanala, obnavljanja protoka kationa u stanicu i, sukladno tome, sposobnosti čunjića da reagiraju na svjetlosne podražaje kao i obično. Niska koncentracija kalcijevih iona potiče desenzibilizaciju čunjića, tj. smanjenje njihove osjetljivosti na svjetlost. Desenzibilizacija je uzrokovana promjenama u svojstvima fosfodiesteraze i proteina kationskih kanala, koji postaju manje osjetljivi na koncentraciju cGMP.

Sposobnost razlikovanja okolnih objekata nestaje na neko vrijeme tijekom brzog prijelaza iz jarke svjetlosti u tamu. Postupno se obnavlja tijekom adaptacije na tamu, uzrokovane širenjem zjenica i prebacivanjem vizualne percepcije s fotopskog na skotopni sustav. Prilagodba štapića na tamu određena je sporim promjenama u funkcionalnoj aktivnosti proteina, što dovodi do povećanja njihove osjetljivosti. Horizontalne stanice također sudjeluju u mehanizmu adaptacije na tamu, pridonoseći povećanju središnjeg dijela receptivnih polja u uvjetima slabog osvjetljenja.

Receptivna polja percepcije boja

Percepcija boje temelji se na postojanju šest osnovnih boja, koje tvore tri antagonistička, ili suprotstavljena para boja: crvena - zelena, plava - žuta, bijela - crna. Ganglijske stanice, koje prenose informacije o boji u središnji živčani sustav, razlikuju se u organizaciji svojih receptivnih polja, koja se sastoje od kombinacija tri postojeće vrste čunjića. Svaki stožac je dizajniran da apsorbira određenu valnu duljinu elektromagnetskih valova, ali oni sami ne kodiraju informacije o valnoj duljini i sposobni su reagirati na vrlo jarko bijelo svjetlo. I samo prisutnost antagonističkih fotoreceptora u receptivnom polju ganglijske stanice stvara neuralni kanal za prijenos informacija o određenoj boji. Ako postoji samo jedna vrsta čunjića (monokromazija), osoba ne može razlikovati nijednu boju i percipira svijet oko sebe crno-bijelo, kao kod skotopičnog vida. Sa samo dvije vrste čunjića (dikromazija) percepcija boja je ograničena, a samo postojanje tri vrste čunjića (trikromazija) omogućuje potpunu percepciju boja. Pojava monokromazije i dikromazije kod ljudi uzrokovana je genetskim defektima X kromosoma.

Koncentrične širokopojasne ganglijske stanice imaju zaobljena uključena ili isključena receptivna polja koja su oblikovana čunjićima, ali su namijenjena fotopičkom crno-bijelom vidu. Bijelo svjetlo koje ulazi u centar ili periferiju takvog receptivnog polja pobuđuje ili inhibira aktivnost odgovarajuće ganglijske stanice, koja u konačnici prenosi informaciju o osvjetljenju. Koncentrične širokopojasne stanice sažimaju signale iz crvenih i zelenih apsorbirajućih čunjića smještenih u središtu i na periferiji receptivnog polja. Signali s obje vrste čunjića javljaju se neovisno jedan o drugome i stoga ne stvaraju antagonizam boja i ne dopuštaju širokopojasnim stanicama da razlikuju boju (Sl. 17.10).

Najsnažniji podražaj za koncentrične antibojne ganglijske stanice retine je djelovanje antagonističkih boja na središte i periferiju receptivnog polja. Jedna vrsta antibojnih ganglijskih stanica pobuđuje se djelovanjem crvene boje na središte receptivnog polja, u kojem su koncentrirani čunjići osjetljivi na crveni dio spektra, te zelenom bojom na periferiji, gdje se nalaze čunjići osjetljivi na to. Druga vrsta koncentričnih antibojnih stanica ima čunjiće u središtu receptivnog polja koji su osjetljivi na zeleni dio spektra, a na periferiji - na crveno. Ove dvije vrste koncentričnih antibojnih stanica razlikuju se u svojim odgovorima na djelovanje crvene ili zelene boje na središte ili periferiju receptivnog polja, kao što se on- i off-neuroni razlikuju ovisno o djelovanju svjetla na središte ili periferiju receptivno polje. Svaka od dvije vrste stanica protiv boja je neuralni kanal koji prenosi informacije o djelovanju crvene ili zelene boje, a prijenos informacija je inhibiran djelovanjem antagonističke ili protivničke boje.

Oponentni odnosi u percepciji plave i žute boje osigurani su kao rezultat kombinacije u receptivnom polju čunjića koji apsorbiraju kratke valove (plavo) s kombinacijom čunjića koji reagiraju na zelenu i crvenu, što u miješanju daje percepciju žuta boja. Plava i žuta boja su nasuprot jedna drugoj, a kombinacija čunjića u receptivnom polju koji apsorbiraju te boje omogućuje suprotnoj ganglijskoj stanici prijenos informacija o djelovanju jedne od njih. Ono što se točno ispostavlja da je ovaj neuralni kanal, tj. prijenos informacija o plavoj ili žutoj boji, određuje položaj čunjića unutar receptivnog polja koncentrične antibojne stanice. Ovisno o tome, neuralni kanal je pobuđen plavom ili žutom bojom, a inhibiran suprotnom bojom.

M- i P-tipovi ganglijskih stanica retine

Vizualna percepcija nastaje kao rezultat međusobnog usklađivanja različitih informacija o promatranim objektima. Ali na nižim hijerarhijskim razinama vidnog sustava, počevši od mrežnice, provodi se neovisna obrada informacija o obliku i dubini objekta, njegovoj boji i kretanju. Paralelna obrada informacija o tim kvalitetama vizualnih objekata osigurava se specijalizacijom ganglijskih stanica retine, koje se dijele na magnocelularne (M-stanice) i parvocelularne (P-stanice). U velikom receptivnom polju relativno velikih M-stanica, koje se pretežno sastoje od štapića, može se projicirati cjelovita slika velikih objekata: M-stanice registriraju grube značajke takvih objekata i njihovo kretanje u vidnom polju, odgovarajući na stimulaciju cjelokupno receptivno polje s kratkotrajnom impulsnom aktivnošću. Stanice tipa P imaju mala receptivna polja koja se uglavnom sastoje od čunjića i dizajnirana su za opažanje sitnih detalja oblika predmeta ili za opažanje boje. Među ganglijskim stanicama svake vrste postoje i on-neuroni i off-neuroni, koji daju najjači odgovor na stimulaciju centra ili periferije receptivnog polja. Postojanje M- i P-tipa ganglijskih stanica omogućuje razdvajanje informacija o različitim kvalitetama promatranog objekta, koje se neovisno obrađuju u paralelnim putovima vidnog sustava: o sitnim detaljima objekta i njegovoj boji ( putovi počinju od odgovarajućih receptivnih polja stanica tipa P) i o objektima kretanja u vidnom polju (put od stanica tipa M).

Percepcija boje primjetno se mijenja ovisno o vanjskim uvjetima. Ista se boja različito opaža na sunčevoj svjetlosti i na svjetlosti svijeće. Međutim ljudski vid se prilagođava izvoru svjetla, što omogućuje da se svjetlo identificira kao isto u oba slučaja - događa se prilagodba boja . Kod tamnih naočala isprva se čini da je sve obojeno u boju naočala, no taj efekt nakon nekog vremena nestaje. Kao i kod okusa, njuha, sluha i ostalih osjetila, i percepcija boja je individualna. Ljudi se čak razlikuju jedni od drugih po svojoj osjetljivosti na raspon vidljive svjetlosti.

Prilagodba oka na promjenjive uvjete osvjetljenja naziva se prilagodba. Postoji tamna i svijetla adaptacija.

Tamna adaptacija javlja se tijekom prijelaza s visokih na niske svjetline. Ako se oko u početku bavilo visokom svjetlinom, tada su čunjići radili, rodopsin u štapićima je izblijedio, a crni pigment je prodro u mrežnicu, štiteći čunjiće od svjetla. Ako se osvijetljenost vidljivih površina iznenada značajno smanji, otvor zjenice će se prvo otvoriti šire, omogućujući više svjetla da uđe u oko. Tada će crni pigment početi napuštati mrežnicu, rodopsin će se obnoviti, a tek kada ga bude dovoljno, štapići će početi funkcionirati. Budući da čunjići uopće nisu osjetljivi na vrlo slabu svjetlinu, oko u početku neće ništa razlikovati, a tek postupno dolazi do izražaja novi mehanizam vida. Samo kroz 50-60 min U mraku, osjetljivost oka doseže maksimalnu vrijednost.

Prilagodba svjetlosti - ovo je proces prilagodbe oka tijekom prijelaza s niske svjetline na visoku svjetlinu. U tom slučaju dolazi do suprotnog niza pojava: iritacija štapića zbog brze razgradnje rodopsina je izuzetno jaka (oni su “slijepi”), štoviše, čunjići, koji još nisu zaštićeni zrncima crnog pigmenta, mogu se razviti i umrijeti. previše su iritirani. Tek nakon dovoljno vremena završava prilagodba oka na nove uvjete, prestaje neugodan osjećaj sljepoće i oko dobiva puni razvoj svih vidnih funkcija. Prilagodba svjetla se nastavlja 8-10 min.

Kada se osvjetljenje mijenja, zjenica može promijeniti promjer od 2 prije 8 mm, dok se njegova površina i, sukladno tome, svjetlosni tok mijenjaju 16 puta. Zjenica se tijekom 5 sek, a njegovo potpuno proširenje je za 5 minuta.

Dakle, prilagodbu osiguravaju tri fenomena:

· promjena promjera otvora zjenice;

· kretanje crnog pigmenta u slojevima retine;

· različite reakcije štapića i čunjića.

Optičke iluzije

Optički (vizualni ) iluzije – to su tipični slučajevi neslaganja između vizualne percepcije i stvarnih svojstava promatranih objekata. Ove su iluzije karakteristične za normalan vid i stoga se razlikuju od halucinacije. Ukupno je poznato više od stotinu optičkih iluzija, ali ne postoji njihova općeprihvaćena klasifikacija, kao ni uvjerljiva objašnjenja za većinu iluzija.

A ) Kada gledate nepokretni objekti Postoje sljedeći mehanizmi za nastanak iluzija:

1) nesavršenost oka kao optički instrument -

· prividan blistava struktura mali svijetli izvori;

· kromatizam leća (iridescentni rubovi predmeta) itd.

2) značajke obrade vizualnih informacija u različitim fazama vizualne percepcije (u oku, u mozgu) –

· na pozornici ekstrakcija signala pogreška percepcije proizlazi iz pozadine" optička iluzija(upotreba zaštitnih boja za kamuflažu u životinjskom svijetu temelji se na optičkoj varki);

· u sljedećoj fazi klasifikacija signala pojavljuju se greške

- identificiranje figura(riža. A),

- procjena parametara objekta(svjetlina, oblik, relativni položaj, sl. b);

· na pozornici obrada vizualnih informacija pojavljuju se greške

U ocjenjivanje karakteristika objekata, kao što su površine, kutovi, boje, duljine (na primjer, " strijele Muller - Liera , riža. A), tj. geometrijske iluzije,

- izobličenje perspektive(riža. b),

- zračenje iluzija, tj. očito povećanje veličine svijetlih objekata u usporedbi s tamnim (sl. V).

B ) Na kretanje predmeta proces vizualne percepcije postaje kompliciraniji i može dovesti do neadekvatne percepcije, pa se iluzije mogu spojiti u skupinu dinamičan :

· ako promatrate pokretni objekt dugo vremena i odmah prestanete promatrati, tada se objekt čini kretanje u suprotnom smjeru, ili " efekt vodopada ", otvoren Aristotel(ako gledate vodopad i zatvorite oči, potok se "diže"),

· ako gledate vremenski modulirani tok bijele svjetlosti, onda osjećaj za boju , Na primjer, prilikom rotacije Benhamov disk , s crno-bijelim sektorima,

· inercija vida (tj. svojstvo oka da zadrži vizualni dojam o 0,1 s) dovodi do svih vrsta stroboskopski efekt i promatranje trag iz pokretnog izvora svjetlosti (tromost vida temelj je kina i televizije).

Higijena vida

Vizija - fiziološki proces koji omogućuje stjecanje predodžbe o veličini, obliku i boji predmeta, njihovom relativnom položaju i udaljenosti između njih. Vid je moguć samo uz normalno funkcioniranje vizualnog analizatora u cjelini.

Prema učenju I. P. Pavlova, vizualni analizator uključuje periferni upareni organ vida - oko sa svojim fotoreceptorima koji opažaju svjetlost - štapićima i čunjcima mrežnice (slika), optičkim živcima, vidnim putovima, subkortikalnim i kortikalnim vizualnim centrima. . Normalni nadražaj renijevog organa je svjetlost. Štapići i čunjići mrežnice percipiraju svjetlosne vibracije i pretvaraju svoju energiju u živčanu stimulaciju, koja se putem optičkog živca prenosi do vidnog središta mozga, gdje se javlja vizualni osjet.

Pod utjecajem svjetla vidni pigmenti (rodopsin i jodopsin) raspadaju se u štapićima i čunjićima. Štapići funkcioniraju pri svjetlu niskog intenziteta, u sumrak; vizualni osjećaji dobiveni u ovom slučaju su bezbojni. Čunjići funkcioniraju danju i pri jakom svjetlu: njihova funkcija određuje osjećaj boje. Pri prijelazu s dnevnog svjetla na sumrak maksimum svjetlosne osjetljivosti u spektru pomiče se prema njegovom kratkovalnom dijelu i crveni objekti (mak) izgledaju crni, a plavi (različak) vrlo svijetli (Purkinjeov fenomen).

Ljudski vizualni analizator u normalnim uvjetima osigurava binokularni vid, odnosno vid s dva oka s jednom vizualnom percepcijom. Glavni refleksni mehanizam binokularnog vida je refleks fuzije slike - refleks fuzije (fuzije), koji se javlja uz istodobnu stimulaciju funkcionalno nejednakih neuronskih elemenata mrežnice oba oka. Kao rezultat toga, javlja se fiziološki dvoslike predmeta koji se nalaze bliže ili dalje od fiksne točke. Fiziološki dvoslik pomaže u procjeni udaljenosti predmeta od očiju i stvara osjećaj olakšanja, odnosno stereoskopski vid.

Kod gledanja na jedno oko (monokularni vid), stereoskopski vid je nemoguć, a percepciju dubine provodi Ch. arr. zahvaljujući sekundarnim pomoćnim znakovima udaljenosti (prividna veličina predmeta, linearna i zračna perspektiva, zaklanjanje jednih predmeta drugima, akomodacija oka itd.).

Da bi se vidna funkcija odvijala dovoljno dugo bez zamora, potrebno je pridržavati se niza higijenskih uvjeta koji olakšavaju 3. Ovi uvjeti su spojeni u koncept<гигиена-зрения>. Tu spadaju: dobro ravnomjerno osvjetljenje radnog mjesta prirodnim ili umjetnim svjetlom, ograničenje bliještanja, oštrih sjena, pravilan položaj tijela i glave tijekom rada (bez pretjeranog saginjanja nad knjigom), dovoljna udaljenost predmeta od očiju ( prosječno 30-35 cm), kratke pauze svakih 40-45 minuta. raditi.

Najbolja rasvjeta je prirodno dnevno svjetlo. U tom slučaju trebali biste izbjegavati osvjetljavanje očiju izravnim sunčevim svjetlom jer imaju zasljepljujući učinak. Umjetna rasvjeta stvara se pomoću svjetiljki s konvencionalnim električnim ili fluorescentnim svjetiljkama. Kako bi se uklonilo i ograničilo blještanje izvora svjetlosti i reflektirajućih površina, visina ovjesa svjetiljki mora biti najmanje 2,8 m od poda. Dobro osvjetljenje posebno je važno u školskim učionicama. Umjetno osvjetljenje na stolovima i pločama treba biti najmanje 150 luksa [lux (lx) - jedinica osvjetljenja] kada se osvjetljavaju žaruljama sa žarnom niti i najmanje 300 luksa kada se koristi fluorescentna rasvjeta. Potrebno je stvoriti dovoljno osvjetljenja radnog mjesta kod kuće: danju treba raditi uz prozor, a navečer uz stolnu lampu od 60 W prekrivenu abažurom. Svjetiljka se postavlja lijevo od predmeta rada. Djeca s kratkovidnošću i dalekovidnošću trebaju odgovarajuće naočale.

Razne bolesti oka, vidnog živca i središnjeg živčanog sustava dovode do smanjenja vida, pa čak i do sljepoće. Na vid utječu: narušena prozirnost rožnice, leće, staklastog tijela, patološke promjene na mrežnici, posebno u području makule, upalni i atrofični procesi vidnog živca, bolesti mozga. U nekim je slučajevima smanjeni vid povezan s profesionalnim bolestima oka. Tu spadaju: katarakta uzrokovana sustavnim izlaganjem energiji zračenja značajnog intenziteta (X-zrake, infracrvene zrake); progresivna miopija u uvjetima stalnog vizualnog naprezanja tijekom preciznog finog rada; konjunktivitis i keratokonjunktivitis kod osoba u kontaktu sa sumporovodikom i dimetilsulfatom. Za prevenciju ovih bolesti od velike je važnosti poštivanje pravila javne i individualne zaštite očiju od štetnih čimbenika.

3-11-2012, 22:44

Opis

Raspon svjetline koji percipira oko

Prilagodba naziva se restrukturiranje vizualnog sustava kako bi se najbolje prilagodio određenoj razini svjetline. Oko mora raditi sa svjetlinama koje variraju u iznimno širokom rasponu, od približno 104 do 10-6 cd/m2, tj. unutar deset reda veličine. Kada se promijeni razina svjetline vidnog polja, automatski se aktivira niz mehanizama koji osiguravaju adaptivno restrukturiranje vida. Ako se razina svjetline ne mijenja značajno dulje vrijeme, stanje prilagodbe dolazi u skladu s tom razinom. U takvim slučajevima više se ne može govoriti o procesu prilagodbe, već o stanju: prilagodba oka na takvu i takvu svjetlost L.

Kada dođe do nagle promjene svjetline, jaz između svjetline i stanja vidnog sustava, jaz, koji služi kao signal za aktivaciju mehanizama prilagodbe.

Ovisno o predznaku promjene svjetline razlikujemo svjetlosnu adaptaciju - prilagodbu na veću svjetlinu i tamnu adaptaciju - prilagodbu na nižu svjetlinu.

Prilagodba svjetlosti

Prilagodba svjetlosti odvija se mnogo brže od tamnog. Izlazeći iz mračne sobe na jarko dnevno svjetlo, osoba je zaslijepljena i u prvim sekundama ne vidi gotovo ništa. Slikovito govoreći, vizualni uređaj je izvan razmjera. Ali ako milivoltmetar izgori pri pokušaju mjerenja napona od desetaka volti, tada oko odbija raditi samo kratko vrijeme. Njegova osjetljivost automatski i vrlo brzo opada. Prije svega, zjenica se sužava. Osim toga, pod izravnim utjecajem svjetlosti, vizualno ljubičasta boja štapića blijedi, zbog čega njihova osjetljivost naglo pada. Počinju djelovati češeri, koji očito imaju inhibicijski učinak na aparat štapa i isključuju ga. Konačno, postoji restrukturiranje živčanih veza u mrežnici i smanjenje ekscitabilnosti moždanih centara. Kao rezultat toga, u roku od nekoliko sekundi osoba počinje vidjeti okolnu sliku općenito, a nakon pet minuta svjetlosna osjetljivost njegovog vida dolazi u potpunu usklađenost s okolnom svjetlinom, što osigurava normalno funkcioniranje oka u novim uvjetima.

Tamna adaptacija. Adaptometar

Tamna adaptacija proučena je puno bolje od svjetlosti, što se uvelike objašnjava praktičnom važnošću ovog procesa. U mnogim slučajevima, kada se osoba nađe u uvjetima slabog osvjetljenja, važno je unaprijed znati koliko će to trajati i što će moći vidjeti. Osim toga, normalni tijek adaptacije na tamu je poremećen u nekim bolestima, pa stoga njegovo proučavanje ima dijagnostičku vrijednost. Stoga su stvoreni posebni uređaji za proučavanje prilagodbe na tamu - adaptometri. Adaptometar ADM se komercijalno proizvodi u Sovjetskom Savezu. Opišimo njegovu strukturu i način rada s njim. Optički dizajn uređaja prikazan je na sl. 22.

Riža. 22. Dijagram ADM adaptometra

Pacijent prisloni lice na gumenu polumasku 2 i s oba oka gleda u kuglu 1, obloženu iznutra bijelim barijevim oksidom. Kroz rupu 12 liječnik može vidjeti pacijentove oči. Pomoću svjetiljke 3 i filtara 4, zidovima lopte se može dati svjetlina Lc, stvarajući preliminarnu prilagodbu svjetla, tijekom koje se rupe lopte zatvaraju kapcima 6 i 33, bijelim iznutra.

Prilikom mjerenja svjetlosne osjetljivosti lampa 3 se gasi, a zatvarači 6 i 33 se pale i centriranje njene žarne niti se provjerava pomoću slike na ploči 20. Lampa 22 osvjetljava staklo za mlijeko 25 kroz kondenzator 23 i filtar dnevnog svjetla 24, koji služi kao sekundarni izvor svjetla za staklenu ploču za mlijeko 16. Dio ove ploče, vidljiv pacijentu kroz jedan od izreza na disku 15, služi kao ispitni objekt pri mjerenju praga svjetline. Svjetlina ispitnog objekta se podešava u koracima pomoću filtera 27-31 i glatko pomoću otvora blende 26, čija se površina mijenja kada se bubanj 17 okreće, ima optičku gustoću od 2, tj. propusnost od 1%. a preostali filtri imaju gustoću 1. 3, tj. transmisiju 5%. Iluminator 7-11 služi za bočno osvjetljenje očiju kroz otvor 5 pri proučavanju oštrine vida u uvjetima zasljepljivanja. Prilikom uklanjanja krivulje prilagodbe, žaruljica 7 se gasi.

Mala rupa u ploči 14, prekrivena filtrom crvene svjetlosti, osvijetljena lampom 22 pomoću mat ploče 18 i zrcala 19, služi kao točka fiksacije, koju pacijent vidi kroz rupu 13.

Osnovni postupak za mjerenje napretka prilagodbe na tamu je sljedeći. U zamračenoj sobi pacijent sjedi ispred adaptometra i gleda unutar lopte, čvrsto pritišćući lice na polumasku. Liječnik pali lampu 3, pomoću filtera 4 postavlja svjetlinu Lc na 38 cd/m2. Pacijent se prilagođava ovoj svjetlini unutar 10 minuta. Okretanjem diska 15 postavlja pacijentu vidljivu kružnu dijafragmu pod kut od 10°, liječnik nakon 10 minuta gasi lampu 3, pali lampu 22, filter 31 i otvara otvor 32. Dijafragmom i filterom 31 potpuno otvoreno, svjetlina L1 stakla 16 je 0,07 cd/m2. Pacijentu se kaže da pogleda u točku fiksacije 14 i kaže "Vidim" čim vidi svijetlu točku na mjestu ploče 16. Liječnik bilježi da ovaj put t1 smanjuje svjetlinu ploče 16 na vrijednost L2, čeka dok pacijent ponovno kaže "Vidim", bilježi vrijeme t2 i ponovno smanjuje svjetlinu. Mjerenje traje 1 sat nakon isključivanja adaptivne svjetline. Dobiva se niz ti vrijednosti, od kojih svaka ima svoj L1, što omogućuje konstruiranje ovisnosti praga svjetline Ln ili svjetlosne osjetljivosti Sc o vremenu adaptacije na tamu t.

Označimo s Lm maksimalnu svjetlinu ploče 16, tj. njezinu svjetlinu kada je otvor 26 potpuno otvoren i s isključenim filterima. Označimo li ukupni prijenos filtara i dijafragme? Optička gustoća Df sustava koji prigušuje svjetlinu jednaka je logaritmu njegove recipročne vrijednosti.

To znači da je svjetlina s uvedenim prigušivačima L = Lm ?ph, a logL, = logLm - Dph.

Budući da je osjetljivost na svjetlo obrnuto proporcionalna pragu svjetline, tj.

U ADM adaptometru Lm je 7 cd/m2.

Opis adaptometra pokazuje ovisnost D o vremenu adaptacije na tamu t, što liječnici prihvaćaju kao normu. Odstupanje tijeka adaptacije na tamu od norme ukazuje na niz bolesti ne samo oka, nego i cijelog tijela. Date su prosječne vrijednosti Df i dopuštene granične vrijednosti koje još ne prelaze normu. Na temelju vrijednosti Df izračunali smo pomoću formule (50) i na sl. 24

Riža. 24. Normalni tijek ovisnosti Sc o vremenu adaptacije na tamu t

Prikazujemo ovisnost Sc o t u polulogaritamskom mjerilu.

Detaljnije proučavanje adaptacije na tamu ukazuje na veću složenost ovog procesa. Tijek krivulje ovisi o mnogim čimbenicima: od svjetline preliminarnog osvjetljenja očiju Lc, od mjesta na mrežnici na koje se ispitni objekt projicira, od njegove površine itd. Ne ulazeći u detalje, ukazati ćemo na razliku u adaptivnim svojstvima čunjića. i šipke. Na sl. 25

Riža. 25. Krivulja adaptacije na tamu prema N. I. Pineginu

prikazuje graf opadanja praga svjetline preuzet iz Pinegina rada. Krivulja je snimljena nakon jakog izlaganja očiju bijeloj svjetlosti s Ls = 27 000 cd/m2. Ispitno polje bilo je osvijetljeno zelenim svjetlom s? = 546 nm, testni objekt od 20" projiciran je na periferiju mrežnice. Na apscisnoj osi prikazano je vrijeme prilagodbe na tamu t, ordinatna os je lg (Lp/L0), gdje je L0 prag svjetline pri t = 0, a Ln je u bilo kojem drugom trenutku da se osjetljivost povećava 10 puta, au sljedećih 8 minuta ponovno se povećava osjetljivost (svjetlina praga). , a zatim opet postaje spora, čunjići se u početku brzo prilagođavaju, ali nakon 10 minuta prilagodbe mogućnosti čunjeva su iscrpljene štapići, koji osiguravaju daljnje povećanje osjetljivosti, već su dezinhibirani.

Čimbenici koji povećavaju osjetljivost na svjetlo tijekom adaptacije

Ranije, kada se proučavala prilagodba na tamu, glavna se važnost pridavala povećanju koncentracije tvari osjetljive na svjetlost u receptorima mrežnice, uglavnom rodopsin. Akademik P.P. Lazarev, kada je konstruirao teoriju procesa adaptacije na tamu, polazio je od pretpostavke da je osjetljivost na svjetlo Sc proporcionalna koncentraciji fotoosjetljive tvari. Hecht je dijelio iste stavove. U međuvremenu, lako je pokazati da doprinos povećanja koncentracije ukupnom povećanju osjetljivosti nije tako velik.

U paragrafu 30 naveli smo granice svjetline na kojima oko mora raditi - od 104 do 10-6 cd/m2. Na donjoj granici, prag svjetline može se smatrati jednakim samoj granici Lp = 10-6 cd/m2. A na vrhu? Na visokoj razini prilagodbe L, prag svjetline Lp može se nazvati minimalnom svjetlinom koja se još uvijek može razlikovati od potpune tame. Koristeći eksperimentalni materijal rada, možemo zaključiti da je Lp pri visokim svjetlinama približno 0,006L. Dakle, potrebno je procijeniti ulogu različitih čimbenika pri smanjenju praga svjetline sa 60 na 10_6 cd/m2, tj. "... 60 milijuna puta. Nabrojimo ove faktore:

1. Prijelaz s konusnog na štapićasti vid. Iz činjenice da za točkasti izvor, kada možemo pretpostaviti da svjetlost djeluje na jedan receptor, En = 2-10-9 luksa, i Ec = 2-10-8 luksa, možemo zaključiti da je štap 10 puta osjetljiviji nego konus.
2. Proširenje zjenice je od 2 do 8 mm, tj. 16 puta po površini.
3. Povećanje vremena vizualne inercije s 0,05 na 0,2 s, tj. 4 puta.
4. Povećanje površine na kojoj se zbraja učinak svjetla na mrežnicu. Koja je granica kutne rezolucije pri visokoj svjetlini? = 0,6", a na niskom? = 50". Povećanje tog broja znači da se mnogi receptori udružuju da zajednički percipiraju svjetlost, tvoreći, kako fiziolozi obično kažu, jedno receptivno polje (Gleser). Površina receptivnog polja povećava se 6900 puta.
5. Povećana osjetljivost centara za vid mozga.
6. Povećanje koncentracije fotoosjetljive tvari. Upravo taj faktor želimo procijeniti.

Pretpostavimo da je povećanje osjetljivosti mozga malo i da se može zanemariti. Tada ćemo moći procijeniti učinak povećanja a ili barem gornju granicu mogućeg povećanja koncentracije.

Dakle, povećanje osjetljivosti samo zbog prvih faktora bit će 10X16X4X6900 = 4,4-106. Sada možemo procijeniti koliko puta se povećava osjetljivost zbog povećanja koncentracije fotoosjetljive tvari: (60-106)/(4,4-10)6 = 13,6, tj. otprilike 14 puta. Ovaj broj je mali u usporedbi sa 60 milijuna.

Kao što smo već spomenuli, prilagodba je vrlo složen proces. Sada, bez ulaženja u njegov mehanizam, kvantitativno smo procijenili značaj njegovih pojedinačnih poveznica.

Treba napomenuti da pogoršanje vidne oštrine sa smanjenjem svjetline, ne postoji samo nedostatak vida, već aktivan proces koji omogućuje, uz nedostatak svjetla, vidjeti barem velike predmete ili detalje u vidnom polju.