В статье описывается процесс движения глаз вместе.
Ключевые слова: движение глаз вместе.
Любопытный Тимофей
Смотрит влево…
Смотрит вправо…
А потом опять вперёд.
Тим немного отдохнёт;
Шея не напряжена
И расслаблена…
Однажды моя мама играла с младшим братиком, рассказывая этот стишок. Я посмотрел на Тимофея и обратил внимание на то, что его глазки двигаются вместе. Раньше я на это внимания не обращал, а теперь решил понять, почему же так происходит.
У нас, у людей, два глаза. Если сравнивать, у нас также есть две ноги, две руки, но они могут двигаться самостоятельно друг от друга, а глаза нет — они всегда двигаются вместе, несмотря на то, что они разделены границей в виде носа. И почему-то мы видим не два стоящих рядом изображения, а одно единственное.
Слово «глаз» появилось в XVI веке. Оно употреблялось в переносном смысле и обозначало камешек. Глаз человека по форме — неправильный шар диаметром примерно 2,5см и весом приблизительно 8граммов. Этот шар называют глазным яблоком. Человеческий глаз содержит два рода клеток — колбочки и палочки. Колбочки видят при ярком освещении и различают цвета. Благодаря палочкам у человека появляется ночное зрение.
В глаз поступает свет, который отражается от окружающих нас предметов. Аппарат, который воспринимает этот свет, находится на задней стенке глазного яблока и называется сетчаткой. Он состоит из нескольких слоев светочувствительных клеток, которые обрабатывают поступающую к ним информацию и отправляют ее в мозг по зрительному нерву. Но для того, чтобы лучи света, поступающие в глаз со всех сторон, сфокусировались на такой небольшой площади, которую занимает сетчатка, они должны претерпеть преломление и сфокусироваться именно на сетчатке. Для этого в глазном яблоке есть естественная двояковыпуклая линза — хрусталик. Он находится в передней части глазного яблока. В преломлении света участвует также вещество, которым заполнена большая часть (2/3 объема) глазного яблока — стекловидное тело. Свет поступает на хрусталик не по всей передней поверхности глаза, а через маленькое отверстие — зрачок. Мышцы зрачка находятся врадужной оболочке. Радужка, помимо мышц, содержит пигментные клетки, которые определяют цвет наших глаз. Снаружи глазное яблоко покрыто прочной белковой оболочкой толщиной 0,3–1 мм — склерой. Склера имеет белый цвет с молочным отливом, за исключением передней стенки, которая прозрачна. Ее называют роговицей. В роговице происходит первичное преломление лучей света. Под белковой оболочкой находится сосудистая оболочка, которая богата кровеносными капиллярами и обеспечивает клетки глаза питанием. Защиту глаза обеспечивают также веки — верхнее и нижнее — и ресницы. В толще век находятся слезные железы. Жидкость, которую они выделяют, постоянно увлажняет слизистую оболочку глаза.
Под веками находится 3 пары мышц, которые обеспечивают подвижность глазного яблока. Глазные мышцы — наиболее активныесреди всехмышцчеловеческого организма. Неспроста люди говорят «не успеешь глазом моргнуть», так как это самая быстрая мышца в теле. Моргание длится около 100–150 миллисекунд, и мы можем моргнуть 5 раз в секунду.
Итак, свет входит в глаз через роговицу, проходит последовательно сквозь жидкость передней камеры, хрусталик и стекловидное тело, и в конечном итоге попадает на сетчатку, состоящую из светочувствительных клеток. На сетчатке глаза формируется уменьшенное перевернутое изображение внешнего мира — результат действия законов оптики. Но мы видим мир не перевернутым, потому что в зрительном центре мозга происходит анализ полученной информации с учетом этой «поправки».
А теперь разберемся: почему у человека два глаза.
Разумеется, по два глаза имеют не только люди. Парные органы зрения есть у всех позвоночных: млекопитающих, амфибий, рептилий, птиц и рыб. Тем не менее, в человеческих глазах есть кое-что особенное, что отличает их от глаз животных. Почти у всех позвоночных, от рыб до мышей, глаза расположены по обеим сторонам головы и двигаются независимо друг от друга. Таким образом, животное постоянно имеет круговой обзор. Человеческие же глаза направлены вперед и двигаются синхронно, то есть, по сути, выполняют функцию одного органа. Такое фронтальное зрение есть только у приматов и некоторых хищных животных: сов, ястребов, волков, змей и акул.
В процессе исследования, я обратил внимание на одну очень интересную вещь:
— видеть одно изображение дольше десяти секунд очень тяжело. Глядя на что-нибудь небольшое, мои глаза либо начинают переключаться на лежащий рядом объект и показывают их поочередно, либо взгляд затуманивается, изображение расплывается и начинает двоиться. Мои глаза самостоятельно меняют изображение, без моего желания;
— движущиеся объекты видно намного дольше, чем неподвижные.
В связи с этим, я задумался: «Может это происходит потому, что каждый глаз видит свою картинку?». Разберемся.
Два направленных вперед глаза дают нам, людям и животным бинокулярное зрение. Картинки, которые мы воспринимаем каждым из глаз, практически идентичны. Практически — но не полностью, так как наши глаза все же несколько разнесены. И это небольшое отличие имеет для нас огромное значение.
Большую часть времени мы даже не замечаем этого, потому что видим перед глазами одну общую картинку. Можно сказать, что наши глаза смотрят не совсем одинаково, но мы этого не ощущаем. Однако есть психологические и физиологические эксперименты, с помощью которых можно выявить «ведущий» и «зависимый» глаз. Удивительно, что наш мозг умеет совмещать две слегка не соотетствующие друг другу картинку в одну и придавать ей глубину
Эту функцию нашего мозга ещё называют парадоксом Леонардо, потому что великий гений эпохи Возрождения никак не мог понять, почему изображения, которые мы видим каждым из глаз, различаются, но при этом картинка остается цельной. Тем не менее он сознавал, что такое строение глаз позволяет нам видеть мир в трех измерениях, то есть воспринимать объёмные объекты, а не плоские изображения, и отчаянно пытался создавать картины, которые бы отражали такое видение мира. Исследования, проведенные в 1960-х годах Дэвидом Хьюбелем и Торстеном Визелем, показали, что изображения, которые создаются на сетчатке обоих глаз, регистрируются в одном и том же месте в мозгу. Так они накладываются друг на друга и, возникает тот единый цельный образ окружающего мира, который мы видим каждый раз, открывая глаза.
Чуть позже австралийские ученые Джек Петтигрю, Хорас Барлоу, Колин Блекмор и Питер Бишоп обнаружили, что наш мозг также регистрирует мельчайшие различия в избражениях, которые мы видим правым и левым глазом, и что именно эти различия придают нашему видению трехмерный эффект. Таким образом, можно сказать, что мы видим мозгом, так как зрение на 90 % является результатом работы головного мозга.
Чем ближе к нам расположен объект, на который мы смотрим, тем сильнее будет проявляться трехмерный эффект, потому что различий между двумя картинками в данном случае окажется больше. С увеличением расстояния уменьшается наша способность видеть объем предметов.
Глаза передают в мозг огромное количество информации каждый час. Пропускная способность канала, передающего информацию от глаза к мозгу, сопоставима с мощностью канала единственного интернет-провайдера крупного мегаполиса (с населением ~300000 человек).
Бинокулярное зрение — это не единственный инструмент, который мы используем, чтобы оценить расстояние. При формировании своего видения мира мы также учитываем перспективу, смену фокуса и некоторые оптические явления (например, тот факт, что предметы, расположенные за другими видны нам лишь частично). Поэтому нельзя сказать, что человек с одним глазом будет воспринимать расстояния неверно. Мы так привыкли к трехмерному зрению, что можем закрыть один глаз и все равно видеть предметы объёмными. Для тех людей, которые всю жизнь имели только один глаз, это может оказаться несколько сложнее.
Кстати сказать, пираты носили повязку на одном глазу, не длятого, чтобы скрыть повреждения глаза, а для того, чтобы лучше видеть в темном трюме, как и любой моряк, которому надо было часто спускаться в трюм. Причина в том, что океан, освещённый солнечным светом, слепил глаза, а вот в трюмах было очень темно. Чтобы не тратить времени на привыкание глаз к смене освещения, один глаз моряки держали в постоянной темноте, а спускаясь в трюм, открывали его и сразу хорошо видели.
Удивительно и то, как идеально синхронизировано движение наших глаз. Для того, чтобы мы постоянно видели мир, как единое целое, изображения на обеих сетчатках должны быть идентичными, за исключением небольших различий, обусловленных точкой наблюдения. Изменения в таких изображениях должны происходить одновременно, вместе с движением глаз. Сетчатка имеет небольшие размеры, поэтому даже крошечное расхождение способно испортить всю картину.
Горизонтальные движения глаз называют содружественным поворотом. На самом деле, когда мы рассматриваем что-то, находящееся перед нами, наши глаза автоматически двигаются из стороны в сторону — незаметно для нас. Такое явление называется саккадами, или скачкообразными движениями, и это самые быстрые движения в нашем организме — каждую секунду человеческий глаз в совокупности охватывает 900 градусов.Помимо горизонтального движения, наши глаза легко могут фокусироваться на одном предмете, когда мы поворачиваем голову. Кроме того, они могут быстро двигаться в противоположных направлениях, чтобы заметить объекты, находящиеся далеко или близко к нам. Когда наши глаза фокусируются на объекте, расположенном поблизости, они поворачиваются друг к другу. Такое движение называется конвергенцией. Если же мы рассматриваем что-то вдалеке,происходит дивергенция, то есть взгляды обоих глаз немного расходятся. Двоение, образующееся при переводе взгляда с предметов на разном расстоянии, подавляется корой головного мозга. А размытое или нечеткое зрение нередко вызвано не проблемами глаз, а затрудненностью восприятия зрительной корой головного мозга.
Все манипуляции с глазами мы проделываем автоматически, но не так сложно научиться это контролировать. Например, существуют такие картинки, как стереограммы. Суть их в том, чтобы смотреть на экран не так, как мы смотрим в повседневной жизни, скосив глаза в одну точку, а так, чтобы изображение двоилось, а зрительные линии были параллельны. И так, каждый глаз будет видеть две одинаковых картинки, слегка смещенных относительно друг друга. А благодаря тому, что фактура картинки повторяется, некоторые элементы совпадут друг с другом. Изображения наложатся друг на друга, а часть совпадет, как в примере с Моной Лизой.
Глаза представляют собой механические инструменты для получения изображения. Когда эти образы доходят до мозга, происходит оценка полученной информации. Клетки мозга должны определить, что они думают о данном образе.
А мозг говорит о том, что глаза проделали определенный путь, поскольку мозг имеет представление об энергии и времени, потраченных для перемещения глаза в разных направлениях.
О глазах говорят, что это зеркало души. На самом деле глаза человека — это огромный источник информации о самом человеке. Причем неважно, говорит он в этот момент или жестикулирует — все равно мы обращаем внимание на глаза и, проявив свою наблюдательность, можем понять, о чем человек думает на самом деле. Такое ощущение, что первичный контакт с людьми начинается с глаз. Более того, у меня есть собака, и она при встрече всегда смотрит в глаза — для нее точно это источник информации. Глаза передают эмоции.
Итак, в процессе своего исследования я выяснил, что мы, люди, обладаем одной из наиболее изумительных зрительных систем и бинокулярным зрением, для правильной работы которого необходима скоординированная деятельность обоих глаз, проще говоря, это видение двумя глазами. Оно образуется:
- При одновременном направлении оптических осей глаза на один объект фиксации.
- При слиянии зрительных образов, полученных каждым глазом, в единую картинку.
- При локализации созданного изображения в соответствующем пространстве.
Использование сразу двух глаз одновременно даёт нам возможность компенсировать повреждения одного глаза за счёт другого и лежит в основе стереоскопического зрения, которое позволяет нам видеть объекты трехмерными.
Бинокулярное зрение расширяет поля зрения по горизонтали до 180°. Это позволяет достигать более четкого восприятия видимых образов вследствие суммирования всех зрительных раздражений.
Интересно, но дети рождаются без бинокулярного зрения — оно появляется примерно через 2–3 недели. К 3–4 годам его считают сформированным, а окончательно развитым к 6–7 годам. При этом период его формирования является особо опасным — если бинокулярное зрение нарушится, то может развиться косоглазие.
Чтобы этого не произошло, нужно поддерживать глаза, в частности, сетчатку и глазные мышцы. Для этого необходимо приучить себя к зрительной гигиене и постоянно питаться витаминами.
«И помните, мир интересней, чем вам кажется!»
