Главная > Препараты > Восприятие глубины пространства


Восприятие глубины пространства




0

Конвергенция, или дальномер: восприятие глубины

Рисунок показывает, как оси глаз сходятся внутрь при взгляде на близко расположенные объекты и сигналы расстояния в виде этого угла конвергенции передаются в мозг. Это, однако, далеко не все.

Простой опыт показывает, что угол конвергенции используется непосредственно в качестве сигнала расстояния. Рисунок, а показывает, что происходит, если две призмы устанавливаются под соответствующим углом, чтобы преломлять свет, поступающий в глаза; эти две призмы должны сближаться, чтобы изображение отдаленных объектов попадало на центральную часть фовеа. Если эти призмы помещены так, что они уменьшают угол конвергенции, объекты будут казаться ближе и больше; если с помощью призм угол конвергенции увеличивается, объекты кажутся дальше и меньше. Восприятие глубины осуществляется частично с помощью угла конвергенции, указывающего на расстояние аналогично тому, как это происходит в дальномере.

Однако у дальномеров есть серьезные недостатки: они могут в данный момент указывать лишь на расстояние до одного определенного объекта, а именно того, чьи изображения сливаются при данном угле конвергенции. Для того чтобы в один и тот же момент найти расстояние до многих предметов, необходимо использовать совершенно другую систему. Наш зрительный аппарат развился в подобную систему, однако для ее работы нужна сложная вычислительная техника мозга.

Диспаратность и восприятие глубины

Глаза разделены расстоянием примерно в 6,25 см и получают различные зрительные изображения. В этом легко можно убедиться, если закрыть сначала один, а потом другой глаз. Любой близко расположенный объект будет казаться смещенным в сторону по отношению к более отдаленным объектам и будет вращаться, если попеременно смотреть то левым, то правым глазом. Это небольшое различие между изображениями известно под названием диспаратности. Благодаря ему возникает восприятие глубины, или стереоскопическое зрение, что и используется в стереоскопе, являющемся важным инструментом для изучения зрения.

Стереоскоп - простой аппарат для раздельного прэдъявления двух картин левому и правому глазу. B нормальных условиях эти картины образуют стереопару, которую можно получить при раздельной съемке двумя камерами, расположенными на расстоянии глаз; таким образом получаются диспаратные изображения, которые воспринимаются мозгом стереоскопически. Стереоскоп дает возможность изучить, каким образом глаза используют диспаратность для восприятия глубины. (Стереоскоп был популярной игрушкой в викторианскую эпоху, но, к сожалению, сюжеты фотографий были строго ограничены; другие сюжеты, которые были идеальны с технической точки зрения, отвергались высокопоставленным обществом этой эпохи, и стереоскоп был забыт.)

Стереоскопические картины могут предъявляться в другой комбинации - правому глазу можно показывать картину, видимую левым глазом, и наоборот, - тогда можно получить «обратное» восприятие глубины. «Обратное» восприятие глубины будет наблюдаться при псевдоскопическом зрении (как его называют), когда это искаженное восприятие глубины не слишком сильно нарушает обычное зрение. В этих случаях лица людей не будут восприниматься перевернутыми по глубине (мы не будем видеть нос вогнутым внутрь), однако, когда глаза переводятся на другие предметы, их положение может быть обратным по глубине.

Очень просто создать такие оптические условия для глаз, при которых реальный мир будет казаться искаженным по глубине. Это можно сделать с помощью особого аппарата - псевдоскопа.

Стереоскопическое зрение - это только один из многих способов восприятия глубины, и оно функционирует лишь при взгляде на сравнительно близкие объекты: на далеких расстояниях явление диспаратности уменьшается и изображения, воспринимаемые левым и правым глазом, становятся идентичными. Мы эффективно воспринимаем одним глазом расстояния большие, чем шесть метров.

Мозг должен «знать», какой глаз - левый, какой - правый, потому что иначе восприятие глубины будет неясным. В противном случае перевернутые изображения в стереоскопе или псевдоскопе не производили бы должного впечатления. Как ни странно, почти невозможно сказать, какой глаз играет ведущую роль в восприятии глубины, и хотя можно очень легко установить роль каждого глаза при восприятии глубины, эта информация не осознается.

Если каждому глазу предъявлять различную картину (или если различие между воспринимаемыми положениями объекта так велико, что слияние изображений невозможно), наблюдается своеобразный и весьма отчетливый эффект: каждый глаз по очереди перестает видеть изображение или части его, так что происходит непрерывная флуктуация. Части каждой картины последовательно сливаются и отвергаются глазом и всякий раз по-разному. Это явление известно как «соперничество сетчаток». Такое соперничество возникает также, если обоим глазам предъявляются разные цвета, хотя в этом случае на короткие периоды возникает слияние, создающее смешение цветов.

Мы еще не знаем, как работают вычислительные механизмы мозга, превращающие различие в изображениях в восприятие глубины. Однако можно показать тип информации, который используется при этом мозгом. Это можно сделать с помощью одного фотографического трюка, который состоит в том, что негативное изображение одной стереопары помещают на прозрачный позитив, сделанный с негатива другой пары. Там, где два изображения идентичны, свет сквозь пластинки не пройдет, но свет пройдет в любой не совпадающей по изображениям точке; таким образом возникают картины одних только различий. Пример такого рода дан на рисунке. Следует отметить, что почти вся информация об исходной картине при такой обработке исчезает. Подобный отсев информации делает работу нашей внутренней «вычислительной машины» значительно экономней.

Отношение между конвергенцией и стереоскопическим восприятием глубины

Теперь мы переходим к удивительной особенности стереоскопического восприятия глубины. Существует взаимосвязь между двумя механизмами, описанными выше: 1) конвергенцией глаз, которая служит своего рода дальномером, и 2) различием между двумя изображениями, называемым диспаратностью. Угол конвергенции является регулятором системы диспаратности. Когда глаза фокусируют отдаленный предмет, любая диспаратность между изображениями означает большие различия по глубине, чем в тех случаях, когда глаза конвергируют для восприятия близко расположенных объектов.

Если бы этого не было, отдаленные предметы казались бы ближе друг к другу по глубине, чем близкие предметы, расположенные на том же расстоянии друг от друга, потому что диспаратность тем больше, чем ближе находятся предметы. Действие механизма координации, компенсирующего эти геометрические соотношения, довольно легко наблюдать, если нарушить конвергенцию, сохранив прежнюю диспаратность. Если заставить глаза конвергировать с помощью призмы, ориентировав их на бесконечность, и рассматривать в это время близлежащие предметы, то они воспринимаются как растянутые в глубину. Таким образом мы можем видеть нашу конвергентно-диспарационную систему компенсации в действии.

Очень остроумный эксперимент был недавно проведен Джулезом (Julesz) в лабораториях телефонной компании «Белл». Автор с помощью вычислительной машины создал пару специальных рисунков, каждый из них представлял собой случайный набор линий и не содержал контуров знакомых предметов или структур, но, взятые вместе, они создавали структуру, обладающую глубиной. Этот тонкий эксперимент показывает, что мозговые механизмы, обеспечивающие стереоскопическое восприятие глубины, могут интегрировать наборы линий, воспринимаемые каждым глазом отдельно, синтезировать объекты из двух случайных структур и эффективно находить диспаратность. Эта методика, предложенная Джулезом, видимо, будет иметь большое значение для исследования зрительного восприятия. Она является первым примером использования электронных вычислительных машин в исследовании зрительной системы.

Используемая литература: Р. Л. Грегори
Глаз и мозг. Психология зрительного восприятия: Л.Р. Грегори
под ред. Э. Пчелкина, С. Елинсон.-м. 1970 г.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера.

Механизмы, с помощью которых мы судим о размере объекта и его расстоянии от нас оченьсложные. Стереоскопическое (пространственное) зрение, благодаря которому мы видим мир трехмерным, возможно только при бинокулярном зрении. Кмеханизмам, участвующим в восприятии глубины пространства при бинокулярном зрении, относятся:

· Диспарантность – самый ясный и широко известный механизм. При рассматривании любой трехмерной сцены два глаза формируют несколько различные изображения на сетчатках. В процессе стереопсиса мозг сравнивает изображения одной и той же сцены на двух сетчатках, их различия, и прежде, чем два монокулярных изображения сольются в одно объемное изображение (фузия) с большой точностью оценивает размер и расстояние от объекта, т.е относительную глубину. Люди с монокулярным зрением теряют эту способность.

Рис.2. Механизм диспарантности (Бреди, 1994).

· Конвергенция – сведение обоих глаз, когда зрительные оси перекрещиваются в точке фиксации. Этот механизм позволяет мозгу на основании разности углов, под которыми каждый глаз видит предмет, оценивать удаленность объекта. Люди с монокулярным зрением теряют эту способность.

Рис.3. Механизм конвергенции (Бреди, 1994).

· Аккомодация – способность глаза, благодаря изменению кривизны хрусталика и сокращению цилиарной мышцы, фокусировать на сетчатке лучи, отраженные от рассматриваемых предметов, вне зависимости от расстояния, на котором они расположены. Если мы фокусируем хрусталик нашего глаза на близко расположенном предмете, то более удаленный предмет будет не в фокусе. Таким образом, при изменении аккомодации мозг получает возможность оценивать удаленность предметов. Суждение о расстоянии, основанное на аккомодации в одном глазу, не точное, имеет значение при небольших дистанциях в 2 – 5 метров, но это единственный из трех механизмов, остающийся у людей с монокулярным зрением.

Рис.4. Механизм аккомодации (Бреди, 1994).

Если человек слеп на один глаз , то очевидно, что он не будет обладать стереоскопическим зрением. Но восприятие пространства при монокулярном зрении может обеспечиваться глубинным зрением, которое представляет собой такую разновидность зрительной функции, при помощи которой осуществляется оценка пространственных взаимоотношений между отдельными предметами с одной стороны, и между субъектом и этими предметами – с другой. Оно достигается другими обстоятельствами, а именно вторичными факторами восприятия глубины, связанными с прошлым опытом. К ним относятся:

· Определение расстояния по величине объекта. Так, когда величина объекта нам известна, восприятие его удаленности опирается на соотношение воспринимаемой его величины с объективной собственной величиной предмета. Если объект неизвестной нам величины расположен поблизости от известных нам по величине объектов, то удаленность этого объекта оценивается в восприятии косвенно по отношению к этим ближе расположенным известным по величине объектам.


· Параллакс движения – кажущееся относительное смещение близких и более далеких предметов, если наблюдатель будет двигать головой влево и вправо или вверх и вниз. Механизм основан на зависимости величины угловых скоростей объектов только от их удаленности от наблюдателя.

· Интерпозиция – наложение одного предмета на другой, т.е. если один предмет расположен впереди другого и частично его заслоняет, то мы воспринимаем передний объект как расположенный ближе.

· Перспектива – весьма эффективный показатель глубины. Линейная перспектива: параллельные линии в проекции кажутся ближе друг к другу, чем дальше они расположены от наблюдателя. Воздушная перспектива передает изменения в цвете и в ясности очертаний предмета на расстоянии: чем ближе расположен объект, тем ярче и четче он выглядит. Обратная перспектива: объекты на переднем плане занимают больше места, чем объекты того же самого размера на расстоянии.

· Распределение света и тени: источник света отбрасывая тень вырисовывает все неоднородности и рельефность объекта, например, выпуклый участок стены, кажется, более светлым в верхней своей части, если источник света расположен выше, а углубление в ее поверхности кажется в верхней части более темным.

Таким образом, у пациентов, потерявших зрение одного глаза, постепенно восстанавливается глубинное зрение, хотя и не такое совершенное, как при бинокулярном зрении.

Людям, лишившимся глаза, требуется определенный период (до 1 года) привыкания к своему состоянию , повседневной активности, вождению автомобиля, выполнению различных работ.

Страница 7 из 10

Восприятие пространства: восприятие формы, величины, глубины и удаленности предметов, направления. Зрительные иллюзии.

Восприятие пространства играет большую роль во взаимодействии человека с окружающей средой, являясь необходимым условием ориентировки в ней человека. Восприятие пространства представляет собой отражение объективно существующего пространства и включает восприятие формы, величины и взаимного расположения объектов, их рельефа, удаленности и направления, в котором они находятся.

Взаимодействие человека со средой включает и само тело человека с характерной для него системой координат. Сам ощущающий человек - материальное тело, занимающее определенное место в пространстве и обладающее известными пространственными признаками (величиной, формой, тремя измерениями тела, направлениями движений в пространстве).

Определение формы, величины, местоположения и перемещения пред­метов относительно друг друга и одновременный анализ положения собствен­но­го тела относительно окружающих предметов совершаются в процессе двигательной деятельности организма и составляют особое высшее проявле­ние аналитико-синтетической деятельности, называемое пространст­венным анализом. Установлено, что в основе различных форм пространственного анализа лежит деятельность комплекса анализаторов, ни одному из которых не присуща монопольная роль в анализе пространственных факторов среды.

Особую роль в пространственной ориентировке выполняет двигательный анализатор, с помощью которого устанавливается взаимодействие между различными анализаторами. К специальным механизмам пространственной ориентировки следует отнести нервные связи между обоими полушариями в анализаторной деятельности: бинокулярное зрение, бинауральный слух, бимануальное осязание, дириническое обоняние и т.д. Важную роль в отражении пространственных свойств предметов играет функциональная симметрия, которая характерна для всех парных анализаторов. Функциональ­ная асимметрия состоит в том, что одна из сторон анализатора является в определенном отношении ведущей, доминирующей. Было показано, что отношения между сторонами анализатора в смысле их доминирования динамичны и неоднозначны. Так, глаз, доминирующий по остроте зрения, может быть не ведущим по величине ноля зрения и т. п.

Восприятие формы предметов обычно осуществляется с помощью зрительного, тактильного и кинестезического анализаторов.

У некоторых животных наблюдаются врожденные реакции, так называемые врожденные пусковые механизмы поведения, при воздействии объектов, имеющих определенную форму. Эти врожденные механизмы строго специализированы. Примером может служить оборонительная реакция молодняка семейства куриных на картонный крест, имитирующий силуэт хищной птицы.

В восприятии формы предметов принимают участие три основные группы факторов:

1. Врожденная способность нервных клеток коры головного мозга избирательно реагировать на элементы изображений, имеющие опре­деленную насыщенность, ориентацию, конфигурацию и длину. Такие клетки называются клетками-детекторами. Благодаря свойствам своих рецептивных полей, они выделяют в зрительном поле вполне определенные элементы, например световые линии конкретной длины, ширины и наклона, острые углы, контрасты, изломы на контурных изображениях.

2. Законы образования фигур, форм и контуров, выделенные гештальтпсихологами и описанные выше.

3. Жизненный опыт, получаемый за счет движений руки по контуру и поверхности объектов, перемещения человека и частей его тела в пространстве.

Зрительное восприятие формы предмета определяется также условиями наблюдения: величиной предмета, его расстоянием от глаз наблюдателя, освещенностью, контрастом между яркостью объекта и фона и т. п.

Наиболее информативный признак, который нужно выделить при ознакомлении с формой, это контур. Именно контур служит раздельной гранью двух реальностей, т. е. фигуры и фона. Благодаря микродвижениям глаз может выделять границы объектов (контур и мелкие детали). Зрительная система должна быть способна не только выделять границу между объектом и фоном, но и научиться следовать по ней. Это осуществляется посредством движений глаза, которые как бы вторично выделяют контур и являются необходимым условием создания образа формы предмета.

Аналогичный процесс мы имеем в осязательном восприятии. Чтобы определить на ощупь форму невидимого предмета, необходимо брать этот предмет, поворачивать его, прикасаться к нему с разных сторон. При этом рука ощупывает предмет легкими движениями, то и дело возвращаясь назад, как бы проверяя, правильно ли воспринята та или иная его часть. Формирующийся образ предмета складывается на основании объединения в комплекс тактильных и кинестезических ощущений.

Общую закономерность восприятия различных объектов отражает так называемых закон перцепции, предполагающий дихотомию сменяющихся качественно различных уровней образа воспринимаемого объекта. Закон перцепции - закон восприятия, открытый немецким психологом Н. Ланге, суть которого заключается в следующем: процесс восприятия представляет собой быструю смену менее конкретного, более общего восприятия предмета, явления более частным, конкретным, дифференцированным.

Восприятие величины предмета. Воспринимаемая величина предметов определяется величиной их изображения на сетчатке глаза и удаленностью от глаз наблюдателя. Приспособление глаза к четкому видению различно удаленных предметов осуществляется с помощью двух механизмов: аккомодации и конвергенции.

Аккомодация - это изменение кривизны хрусталика при настройке глаза на четкое восприятие близких и отдаленных объектов. Так, при взгляде на близко расположенные предметы происходит мышечное сокращение, в результате чего уменьшается степень натяжения хрусталика и его форма становится более выпуклой. С возрастом хрусталик постепенно становится менее подвижным и теряет способность к аккомодации, т. е. к изменению своей формы при взгляде на различно удаленные предметы. В результате развивается дальнозоркость, которая выражается в том, что ближайшая точка ясного видения с возрастом отодвигается все дальше и дальше.

Аккомодация обычно связана с конвергенцией , т.е. сведением зрительных осей на фиксируемом объекте или в одну точку зрительного пространства. Определенное состояние аккомодации вызывает и определенную степень сведения зрительных осей, и наоборот, тому или иному сведению зрительных осей соответствует определенная степень аккомодации.

Угол конвергенции непосредственно используется как индикатор расстояния, как своеобразный дальномер. Можно изменить угол конвергенции для данного расстояния с помощью призм, помещенных перед объектом. Если при этом угол конвергенции увеличивается, видимая величина объекта тоже увеличивается, а воспринимаемое до него расстояние уменьшается. Если же призмы расположены так, что угол конвергенции уменьшается, то видимый размер объекта тоже уменьшается, а расстояние до него увеличивается.

Комбинация двух раздражителей - величины изображения предмета на сетчатке и напряжения глазных мышц в результате аккомодации и конвергенции - и является условно-рефлекторным сигналом размера воспринимаемого предмета.

Восприятие глубины и удаленности предметов. Аккомодация и конвергенция действуют лишь в очень небольших пределах, на небольших расстояниях: аккомодация - в пределах 5-6 метров, конвергенция - до 450 метров. Между тем человек способен различать глубину воспринимаемых предметов и занимаемого ими пространства на расстоянии до 2,5 километров.

Эта способность оценивать глубину, на первый взгляд, кажется врожденной. В эксперименте ребенка-ползунка помещали на настил, рядом с которым находился обрыв, где поверх пустого пространства было положено толстое стекло. Эксперимент показал, что ребенок, свободно ползающий по настилу, не покидает его и останавливается перед стеклом.

При более углубленном исследовании выяснилось, что ребенок реагирует остановкой не на глубину, открывающуюся в обрыве, а на новизну ситуации, связанной с необходимостью перемещения на новую, неизвестную еще поверхность. Останавливает ребенка не глубина, а новизна, вызывающая ориентировочную реакцию и задержку движения. Аналогичный результат имел место, когда за пределами настила под стеклом помещали блестящую фольгу - ребенок также останавливался на границе двух разных поверхностей.

Восприятие глубины и удаленности предметов осуществляется главным образом благодаря бинокулярному зрению. При бинокулярной фиксации дальних объектов (например, звезд на небе) зрительные линии обоих глаз параллельны. При этом изображения удаленных предметов видятся нами в одних и тех же местах пространства, независимо от того, падают ли эти изображения на сетчатку правого или левого глаза или обоих глаз. Следовательно, некоторым точкам сетчатки одного глаза соответствуют определенные точки сетчатки другого глаза. Эти симметрично расположенные точки сетчаток обоих глаз называются корреспондирующими точками. Корреспондирующие точки - такие точки сетчатки, которые совпали бы, если бы при наложении одной сетчатки на другую вертикальные и горизонтальные оси совместились.

Возбуждение корреспондирующих точек сетчатки дает ощущение одного объекта в поле зрения. При каждом положении глаз корреспондирующим точкам сетчаток соответствуют строго определенные точки во внешнем пространстве. Графическое изображение точек пространства, обеспечивающих видение одного объекта при данном положении глаз, называется гороптером.

Если изображение предмета падает в оба глаза на различно удаленные от центра сетчатки некорреспондирующие, или диспаратные, точки, то имеет место один из двух эффектов: возникновение двойственных изображений (если диспаратность точек достаточно велика) или впечатление большей или меньшей удаленности данного объекта по сравнению с фиксируемым (если диспаратность невелика). В последнем случае появляется впечатление объемности, или стереоскопический эффект .

Этот эффект можно наблюдать с помощью стереоскопа - аппарата для раздельного предъявления двух картин левому глазу. Эти картины образуют стереопару, которая получается при раздельной съемке двумя фотокамерами, расположенными на расстоянии, равном расстоянию между глазами. Таким образом получаются диспаратные изображения, при рассматривании которых возникает рельефное изображение.

Если в стереоскопе предъявляют два изображения, различия между которыми настолько велики, что не обеспечивают слияния изображений, то возникает своеобразный эффект: то одна, то другая фигура появляются в чередующейся последовательности. Это явление известно как бинокулярное соревнование. Иногда при этом два объекта выступают в форме, представляющей собой комбинацию обеих фигур. Например, рисунок изгороди, предъявляемый одному глазу, и рисунок лошади, предъявляемый другому, могут вызвать впечатление, что лошадь прыгает через изгородь.

Восприятие глубины может достигаться благодаря вторичным признакам, являющимся условными сигналами удаленности: видимая величина предмета, линейная перспектива, загораживание одних предметов другими, их цвет.

Хорошо известны рисунки, используемые, например, в черчении, дающие двойственное восприятие глубины. В некоторых ситуациях тот факт, что интерпретация глубины может полностью меняться на обратную, имеет исключительное значение. Так, при посадке самолета может случиться, что восприятие посадочной полосы пилотом будет перевернутым по глубине. Подобное явление наблюдается ночью или во время тумана, когда не видны те детали обстановки, которые служат для пилота условными сигналами, помогающими адекватному отражению удаленности предметов. Одним из таких сигналов является, например, яркость огней на посадочной полосе (известно, что яркие источники света кажутся расположенными ближе, чем тусклые), и достаточно неудачного сочетания световых сигналов, чтобы возникло перевернутое восприятие глубины.

Восприятие направления. Одним из важных моментов пространствен­ного различения является восприятие направления, в котором находятся объекты по отношению к другим объектам или наблюдателю. Направление, в котором мы видим объект, определяется местом его изображения на сетчатке глаза и положением нашего тела по отношению к окружающим предметам. Для человека характерно вертикальное положение тела по отношению к горизонтальной плоскости земли. Это положение, созданное общественно-трудовой природой человека, является исходным для определения направления, в котором человек распознает окружающие предметы. Поэтому в пространственном видении, в том числе и восприятии направления, помимо зрительных ощущений, большую роль играют не только кинестезические ощущения движений глаз или рук, но и статические ощущения, т. е. ощущения равновесия и положения тела.

При бинокулярном зрении направление видимого предмета определяется законом тождественного направления . По этому закону, раздражители, падающие на корреспондирующие точки сетчатки, видятся нами в одном и том же направлении. Это направление дается линией, соединяющей пересечение зрительных линий обоих глаз с точкой, соответствующей середине расстояния между обоими глазами. Иными словами, изображения, попадающие на корреспондирующие точки, мы видим на прямой, идущей как бы от одного “циклопического глаза”, находящегося посередине лба.

Известно, что на сетчатке глаза образуется перевернутое изображение тех предметов, на которые мы смотрим. Перемещение наблюдаемого объекта вызывает перемещение сетчаточного изображения в обратном направлении. Однако мы воспринимаем предметы, и движущиеся и неподвижные, не в искаженном виде, а такими, какими их передает на сетчатку оптическая система глаз. Это происходит благодаря сочетанию зрительных ощущений с тактильными, кинестезическими и другими сигналами.

Интересные данные были получены в опытах, в которых ориентация изображений на сетчатке глаз испытуемых намеренно искажалась с помощью специальных оптических приспособлений. Последние давали возможность получать изображения, перевернутые как в вертикальном, так и в горизонталь­ном направлении. Оказалось, что спустя некоторое время наступает адаптация и мир, видимый испытуемыми, перестраивается, хотя и не полностью.

Подобное приспособление оказалось невозможным у животных. Очевидно, врожденные зрительные реакции у животных на расположение предметов не могут изменяться под влиянием обучения, если требуется, чтобы животное усвоило реакцию, антагонистическую инстинктивной.

Восприятие направления, в котором находятся объекты, возможно не только с помощью зрительного, но и с помощью слухового и обонятельного анализаторов. Для животных нередко звук и запах - единственные сигналы, действующие на расстоянии и предупреждающие об опасности.

Восприятие направления звука осуществляется при бинокулярном слушании. Основу дифференцировки направлений звука составляет разность во времени поступления сигналов в кору головного мозга от обоих ушей. Звуки могут локализоваться не только в левом и правом направлении по горизонтали, но и по направлению вверх и вниз. Экспериментальные данные показали, что в последнем случае для восприятия пространственного расположения звука необходимы движения головы испытуемого.

Таким образом, механизм локализации звука учитывает не только слуховые сигналы, но и данные других анализаторных систем.

Зрительные иллюзии. Всегда ли восприятие дает нам адекватное отражение предметов объективного мира? Описаны многочисленные факты и условия ошибок в восприятии, главным образом зрительные иллюзии.

1. Иллюзия стрелы. Она основана на принципе сходящихся и расходящихся линий: стрела с расходящимися наконечниками кажется длиннее, хотя фактически обе стрелы одинаковой длины (А).

2. Иллюзия железнодорожных путей. Линия, расположенная в более узкой части пространства, заключенного между двумя сходящимися прямыми, кажется длиннее, хотя на самом деле обе шпалы одинаковы (Б).


3. Переоценка вертикальных линий. Высота цилиндра кажется больше, чем ширина полей, хотя они равны (В).


4. Иллюзия веера. Параллельные линии вследствие влияния фона ближе к центру кажутся выпуклыми, а дальше от центра – вогнутыми (Г).


5. Иллюзия пересечения. На одной прямой лежат отрезки А и Х, а не В и Х, как кажется (Д).


6. Иллюзия концентрических окружностей. Представленные на рисунке концентрические окружности воспринимаются как спираль из-за того, что короткие отрезки прямых (изображены белым) пересекают эти окружности в местах их пересечения с фоном (Е).

Е.

Зрительные иллюзии были обнаружены и у животных. На практическом использовании зрительных иллюзий основана маскировка, которая для бесчисленного множества зверей, рыб, птиц и насекомых является защитным приспособлением. Один из эффективных способов маскировки - мимикрия - слияние с фоном. Другой способ маскировки состоит в использовании деформирующего рисунка, в такой степени нарушающего очертания животного, что его нельзя различить и опознать. Пример деформирующего рисунка - яркие полосы зебры, благодаря которым с определенного расстояния невозможно выделить контур животного.

Все эти явления убеждают в том, что существуют какие-то общие факторы, вызывающие возникновение зрительных иллюзий. Выдвигались различные объяснения ряда наблюдаемых зрительных иллюзий. Так, иллюзия стрелы объясняется свойством целостности восприятия: мы воспринимаем видимые нами фигуры и их части не отдельно, а в некотором соотношении, и свойства всей фигуры ошибочно переносим на ее части (если целое больше, то больше и его части). Аналогично можно объяснить и иллюзию веера. Переоценка вертикальных линий объясняется тем, что движения глаз в вертикальной плоскости требуют большего мышечного напряжения, чем движения в горизонтальной плоскости. Поскольку интенсивность мышечного напряжения может служить мерой пройденного пути, вертикальные расстояния кажутся нам больше горизонтальных.

В некоторых случаях от самих предметов поступают противоречивые стимулы, способные вызвать два разных (противоречивых) восприятия, причем бывает, что нет признака, который позволил бы определить, что является фоном, а что – фигурой. То же относится и к признакам, одновременно присутствующим в изображении и создающим впечатления глубины, перспективы, формы или величины, которые, вступая в противоречия между собой, порождают зрительные иллюзии.

Одно из самых правдоподобных объяснений ряда иллюзий основано на нашей склонности воспринимать как более крупное то, что находится дальше, с учетом эффекта перспективы. Это заставляет наш мозг преувеличивать размеры того или другого из двух равных предметов, который дальше удален.

Еще одна забавная иллюзия возникает при восприятии лица на фотографии или рисунке: глаза будут всегда смотреть прямо на нас независимо от угла, под которым мы на него смотрим (рис. 5).


Рис. 5

Однако эта иллюзия создается лишь в том случае, если изображенный глядел прямо в объектив или прямо в глаза художника, когда тот рисовал портрет (действительно, ничего подобного не происходит, если позирующий смотрит чуть-чуть в сторону). Эта иллюзия еще не получила полного объяснения: по-видимому, она связана с тем, что изображение глаз даетсялишь в двух измерениях. В самом деле, при восприятии скульптурных изображений такой иллюзии не возникает.

Итак, иллюзия характеризуется наличием сенсорных сообщений, неправильно расшифрованных одним человеком, а иногда и многими людьми. Напротив, в случае галлюцинации зрительные, слуховые или иные ощущения появляются у человека при отсутствии каких-либо сенсорных стимулов, воспринимаемых также и другими людьми. Галлюцинация - всего лишь часть его внутренней реальности. На возникновение галлюцинаций во многом влияет психическое состояние человека – утомление, рассеянность, состояние ожидания или страха.

Несмотря на наличие объяснительных предположений относительно существования ряда иллюзий, далеко не для всех видов зрительных иллюзий в настоящее время найдено убедительное истолкование.

Бинокуля́рное зре́ние - способность одновременно чётко видеть изображение предмета обоими глазами; в этом случае животное или человек видит одно изображение предмета, на который смотрит, то есть это зрение двумя глазами, с подсознательным соединением в зрительном анализаторе (коре головного мозга) изображений полученных каждым глазом в единый образ. Создаёт объёмность изображения. Бинокулярное зрение также называют стереоскопическим.

Основной механизм бинокулярного зрения - фузионный рефлекс - способность к слиянию в коре большого мозга двух изображений от обеих сетчаток в единую стереоскопическую картину.

Для получения единого образа предмета , необходимо, чтобы полученные на сетчатке изображения соответствовали друг другу по величине и форме и падали на идентичные, так называемые, корреспондирующие, участки сетчатой оболочки. Каждая точка поверхности одной сетчатки имеет в другой сетчатке свою корреспондирующую точку. Неидентичные точки - это множество несимметричных участков. Они называются диспаратными. Если изображение предмета попадает на диспаратные точки сетчатки, то слияния изображения не произойдет, и возникнет двоение.

У новорожденного отсутствуют согласованные движения глазных яблок, поэтому бинокулярного зрения нет. В возрасте 6-8 недель у детей уже появляется способность фиксировать объект обоими глазами, а у 3-4-месячного - устойчивая бинокулярная фиксация. К 5-6 мес. формируется непосредственно фузионный рефлекс. Формирование полноценного бинокулярного зрения заканчивается к 12 годам, поэтому нарушение бинокулярного зрения (косоглазие) считается патологией дошкольного возраста.

Нормальное бинокулярное зрение возможно при определенных условиях:

Cпособность к слиянию изображений (фузии).

Cогласованная работа всех глазодвигательных мышц, обеспечивающая параллельное положение глазных яблок при взгляде вдаль и соответствующее сведение зрительных осей (конвергенция) при взгляде вблизи, а также правильные ассоциированные движения глаз в направлении рассматриваемого объекта.

Расположение глаз в одной фронтальной и горизонтальной плоскости. При смещении одного из глаз вследствие травмы, воспалительного процесса в орбите, новообразования нарушается симметричность совмещения полей зрения.

Острота зрения обоих глаз не менее 0,3-0,4, т.е. достаточная для формирования четкого изображения на сетчатке.

Равные величины изображений на сетчатке обоих глазах - изейкония . Разные по величине изображения возникают при анизометропии - разной рефракции двух глаз. Для сохранения бинокулярного зрения допустимая степень анизометропии – до 2,0-3,0 диоптрий, это надо учитывать при подборе очков – если разница между корригирующими линзами очень большая, то, даже имея высокую остроту зрения в очках, пациент не будет обладать бинокулярным зрением.

Естественно, необходима прозрачность оптических сред (роговица, хрусталик, стекловидное тело), отсутствие патологических изменений в сетчатке, зрительном нерве и более высоких отделах зрительного анализатора (хиазма, зрительный тракт, подкорковые центры, кора больших полушарий).

Функцию бинокулярного сигнала для восприятия удаленности (глубины) выполняют явления конвергенции и дивергенции . При переводе взгляда с более удаленного объекта на менее удаленный зрительные оси глаз сводятся с помощью мышечной системы глазных яблок. Это явление получило название конвергенции глаз. Обратная операция разведения осей глаз называется дивергенцией.

Явление суперпозиции участвует в восприятии удаленности объектов предшествующим опытом сопоставления объектов по занимаемым ими пространственным позициям и другим сопутствующим этому признаку факторам. Это иллюстрируется перекрытием одного объекта другим. Очевидно, что темный объект находится перед светлым.

Явление линейной перспективы состоит в сближении удаляющихся от наблюдателя параллельных линий, принадлежащих воспринимаемому объекту. Таковыми человек воспринимает стены длинного туннеля, уходящие вдаль железнодорожные рельсы, обочины автострады и т.д.

Явление градиента текстуры свидетельствует об удалении объекта на основании визуального признака увеличения уплотнения пространства между множеством однородных предметов. Например, луг, усеянный цветами, вдали как бы состоит из сплошной цветовой массы, но вблизи различается каждый цветок в отдельности. Аналогична картина с мелкими камнями на берегу.

В основе бинокулярного восприятия глубины и объемности лежит бинокулярный параллакс - различия в проекционных изображениях объекта на сетчатке левого и правого глаз, возникающие вследствие различий в пространственном положении обоих глаз.

Основное свойство и функции резистивных кровеносных сосудов.

Функциональная классификация сосудов:

- Упруго-растяжимые (аорта и легочная артерия), сосуды «котла» или «компрессионной камеры» - сосуды эластического типа, принимающие порцию крови за счет растяжения стенок, обеспечивают непрерывный, пульсирующий ток крови, формируют в динамике систолическое и пульсовое давление в большом и малом кругах кровообращения, определяют характер пульсовой волны.

- Транзиторные (крупные, средние артерии и крупные вены) - сосуды мышечно-эластического типа, почти не подвержены нерным и гуморальным влияниям, не влияют на характер кровотока.


- Резистивные (мелкие артерии, артериолы и венулы) - сосуды мышечного типа, вносят основной вклад в формирования сопротивлению тока крови, существенно изменяют свой просвет под действием нервных и гуморальных влияний. Важнейшую роль играют артериолы. Они окончательно гасят пульсирующие характеристики кровотока, в них перестает регистрироваться пульсовое давления, стабилизируются характеристики объемной и линейной скорости кровотока. Изменение просвета артериол существенно изменяет сопротивление кровотоку и выраженно изменяет давление в артериальной системе. Они «краны ССС», регулируют объем крови, оттекающей из артериальной системы и притекающей к обменным сосудам

- Обменные (капилляры ). В этих сосудах происходит обмен между кровью и тканями.

- Емкостные (мелкие и средние вены) - сосуды в которых находится основной объем крови. Хорошо реагируют на нервные и гуморальные воздействия. Обеспечивают адекватный возврат крови к сердцу. Изменение давления в венах на несколько мм.рт.ст. увеличивает количество крови в емкостных сосудах в 2-3 раза.

- Шунтирующие (артерио-венозные анастомозы) - обеспечивают переход крови из артериальной системы в венозную, минуя обменные сосуды.

- Сосуды-сфинктеры (прекапиллярные и посткапиллярные) - определяют зональное включение и выключение обменных сосудов в кровоток.


В системе кровообращения можно выделить три области:

Область высокого давления (артериальная- большой и малый круги кровообращения), содержит 15-20% общего объема крови и характеризуется высоким давлением.

Область транскапиллярного обмена

Область большого объема (венозная - большой и малый круги кровообращения), содержит 75-80% общего объема крови и сравнительно низким давлением
Общая характеристика движения крови по сосудам

Движущей силой кровотока является энергия, задаваемая сердцем потоку крови и градиент давления в начале и конце каждого из кругов кровообращения.
Большой круг кровообращения. Из аорты (сАД-100мм.рт.ст.) кровь течет в систему артерий (80 мм.рт.ст.), артериол (40-60 мм.рт.ст.), в систему капилляров (15-25 мм.рт.ст.).

Билет 5

1. Реакции невозбудимых и возбудимых мембран на раздражители, градуальность и закон "всё или ничего".

Под действием многих раздражителей изменяется уровень мембранного потенциала . Такая реакция невозбудимых мембран связана, как правило, с изменением их ионной проницаемости за счет открывания или закрывания неспецифических потенциалнезависимых каналов. Между сдвигом мембранного потенциала невозбудимой мембраны и интенсивностью раздражителя, вызвавшего его, существует пропорциональная зависимость. Это свойство получило название градуалъности . Оно присуще невозбудимой мембране во всем диапазоне изменений разности потенциалов на ней. Градуальность свойственна и возбудимой мембране, но только в том случае, если трансмембранная разность потенциалов, изменяясь под действием раздражителя, не достигает критического мембранного потенциала.

Такие раздражители, не доводящие деполяризацию до критического мембранного потенциала, и, следовательно, не вызывающие потенциала действия, называются подпороговыми для возбудимой ткани. Стимул, вызывающий сдвиг мембранного потенциала до КМП, считается пороговым , поскольку под действием его возникает потенциал действия (возбуждение).

Раздражитель может иметь разную природу (механическую, химическую, электрическую и т. д.), но пороговым он будет тогда, когда сдвинет уровень мембранного потенциала от потенциала покоя до критического мембранного потенциала: Un = |ПП| - |КМП|. Надпороговые (более сильные) раздражители возбудимой мембраны тем более вызывают потенциал действия.

Понятно, что градуальность характерна и для отклонений трансмембранной разности потенциалов (от уровня потенциала покоя) в сторону, противоположную деполяризации (в аксоне кальмара от -85 до -90 мВ и более). Такой сдвиг мембранного потенциала называют гиперполяризацией . Следовательно, градуальность присуща возбудимой мембране при любой ее гиперполяризации и при подпороговой (до критического мембранного потенциала) деполяризации.

Иллюстрацией сказанному служит реакция возбудимой мембраны на пропускание через нее слабого постоянного электрического тока. Под катодом развивается деполяризация, а под анодом - гиперполяризация. Де- и гиперполяризационные сдвиги мембранного потенциала равны по абсолютной величине. Они тем больше, чем сильнее пропускаемый ток. Однако градуальность деполяризационных ответов под катодом свойственна только подпороговым электрическим стимулам, не приводящим к возбуждению. Не вызывая возбуждения, подпороговый электрический ток изменяет возбудимость возбудимой мембраны. Изменения возбудимости под действием подпорогового электрического тока называются электротоническими явлениями . Их установил в 1859 г. Э. Пфлюгер.

Как уже говорилось, под действием порогового и надпорогового раздражителей возбудимая мембрана генерирует потенциал действия. Для этого процесса характерен закон ≪все или ничего≫. Он является антитезой градуальности. Смысл закона состоит в том , что параметры потенциала действия (амплитуда, длительность, фронты) не зависят от интенсивности раздражителя. Как только достигается критический мембранный потенциал , изменения разности потенциалов на возбудимой мембране определяются только свойствами ее потенциалзависимых ионных каналов, которые обеспечивают входящий ток (из межклеточной среды в цитоплазму). Среди них внешний стимул открывает только самые чувствительные. Другие открываются за счет предыдущих, уже независимо от раздражителя. Говорят о спонтанном (самопроизвольном) характере процесса вовлечения в трансмембранный перенос ионов все новых потенциалзависимых ионных калалов. Поэтому амплитуда, длительность, крутизна переднего и заднего фронтов потенциала действия зависят только от ионных градиентов на клеточной мембране и кинетических характеристик ее каналов.

Закон ≪все или ничего≫ - характернейшее свойство одиночных клеток и волокон, обладающих возбудимой мембраной. Большинству многоклеточных образований он не свойствен, поскольку разные клетки даже в одном органе имеют неодинаковый порог возбуждения. Чем больше клеток вовлекают в возбуждение, тем сильнее ответ многоклеточной структуры. Исключение составляют структуры, организованные по типу синцития. Их возбуждение подчиняется закону ≪все или ничего≫.

Мы хорошо знаем, что окружающие нас предметы трехмерны, поэтому естественно возникает вопрос: как в условиях построения практически плоского оптического изображения на сетчатке у человека возникает ощущение глубины пространства?

Механизмы, которые обеспечивают это свойство наших ощущений, весьма сложны и неоднозначны при работе на разных расстояниях. На малых дистанциях (1-3-5 метров и особенно ближе 1 метра) основным является взаимодействие между правым и левым глазом, или, как это называют, бинокулярное зрение. В отличие от многих других парных органов человеческого организма, в том числе и парных органов чувств, левый и правый глаз не просто дополняют друг друга, расширяя тем самым поле зрения, но во взаимодействии дают новую качественную способность оценки глубины пространства.

Если сравнить поля зрения правого и левого глаза, то обращает на себя внимание, что они на значительной площади перекрывают одно другое. А если это так, то от одной точки пространства будут возникать изображения в правом и левом глазу. Но почему же при этом у нас возникает ощущение одной точки, а не двух? А теперь давайте проделаем такой опыт: глядя на какой-нибудь предмет, находящийся на расстоянии 2-4 метров, пальцем руки слегка сместим глазное яблоко, при этом возникает двоение изображения. Уже из одного такого факта можно сделать вывод, что на сетчатках правого и левого глаза имеются участки, раздражение которых приводит к возникновению возбуждения в одних и тех же нейронах зрительных центров. И этот вывод очень четко подтверждается самыми сложными экспериментами. Такие точки сетчатки были названы идентичными (или соответственными) в отличие от диспаратных точек, раздражение которых дает ощущение двоения.

Для того чтобы изображения от одних и тех же точек объекта падали на идентичные участки сетчатки, человек, глядя на тот или иной предмет, подсознательно производит сведение или разведение зрительных осей (это называют соответственно конвергенцией и дивергенцией). В процессе такого акта работает глазодвигательная мускулатура, по степени напряжения которой, а также по возникающему при этом незначительному и неощутимому двоению у человека и формируется восприятие глубины пространства.

При рассматривании предметов на близких расстояниях в оценке удаленности предмета или его деталей определенное значение имеет и механизм аккомодации. Сущность этого механизма заключается в том, что при «наводке глаза на резкость» принимают участие также определенные мышцы, по оценка степени напряжения которых у человека вырабатываются представления об удаленности предмета.

Вместе с тем каждый на основании своего индивидуального опыта хорошо знает, что при рассматривании изображений на плоскости (фотографии, рисунки, кинофильмы, экран телевизора и так далее), то есть когда по существу нет глубины пространства, мы достаточно хорошо воспринимаем и степень удаленности предметов. В этом случае, равно как и при наблюдении за достаточно удаленными предметами, основное значение в оценке глубины пространства принадлежит другим механизмам, которые в полной мере могут быть осуществлены и при монокулярном зрении. Здесь основную роль играют величина изображения знакомого предмета на сетчатке, заполненность пространства, соотношение между кажущимися размерами разноудаленных предметов и тому подобное. Таким образом, все эти признаки формируются на основании индивидуального опыта каждого человека. И если такой опыт отсутствует, то оценка удаленности предмета становится затруднительной. Вот почему Луна и Солнце нам представляются одинаково удаленными, равно как и все звезды. Поэтому при рассматривании незнакомых предметов в так называемом «пустом» пространстве оценить расстояния до них становится невозможным.