Зрение. 
Общая психология

Зрительные ощущения

Зрительные ощущения — это реакция на световое излучение. Электромагнитная волна, которую зрительная система интерпретирует как свет, характеризуется интенсивностью (количеством энергии, исходящим от источника) и длиной волны. Интенсивность переживается как яркость зрительного образа, а длина волны — как цвета и оттенки. Человек реагирует на электромагнитные волны в узкой полосе спектра с длиной волны от 380 до 760 нанометров (1 нанометр = 1 миллиардная часть метра). Волны именно этого диапазона ощущаются нами как свет и являются соответственно нижним и верхним абсолютным порогом относительно данного свойства световой стимуляции. Вне чувствительности нашей зрительной системы остается огромное разнообразие электромагнитных воздействий — от коротких (гамма лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовые лучи) до длинноволнового излучения, которое используется в телевидении и радиовещании. В то же время некоторые представители животного мира обладают способностью ощущать световую энергию в более широкой части диапазона. Так, змеи видят в инфракрасном излучении, а насекомые — в ультрафиолете. Яркость света принято измерять в количестве свечей на кв. м. Абсолютным верхним порогом (ослепление) в данном случае будет яркость в 3 200 000 000 свечи на кв. м, что соответствует свечению поверхности солнца в полдень. Нижний абсолютный порог зрительного ощущения составляет 0,32 свечи на кв. м. Для переживания яркости зрительного образа верен закон Фехнера, где значение константы Вебера — Бугера равно 1,7%. Другими словами, для того чтобы переживаемая яркость увеличилась в два раза, необходимо увеличение интенсивности источника света в восемь раз.

Строение глаза

Глазами, которые формируют изображение, располагают членистоногие, моллюски и позвоночные. Сенсорной поверхностью, специализированной для реагирования на свет в зрительной системе, является сетчатка (retina). Однако, прежде чем достичь ее, луч света проходит сквозь роговицу, радужку, хрусталик и стекловидное тело. Вес перечисленные элементы вместе с мышечно-связочным аппаратом и представляют собой части сложного оптического устройства — глаза. Они идеально приспособлены к тому, чтобы создать сетчатке оптимальные условия для приема световой информации при меняющихся внешних условиях. Например, отверстие в радужке — зрачок — изменяет свой размер, расширяясь при недостаточном освещении и сужаясь при избыточном (зрачок способен изменять свой размер в 16 раз). Данная реакция носит автоматический характер и называется рефлексом Витта. Интересно, что радужная оболочка глаза уникальна для каждого человека и включает в себя более 250 отличительных характеристик, что значительно превосходит специфичность отпечатков пальцев. Изображение глаза человека представлено на рис. 7.7.

Рис. 7.7. Глаз человека.

Пройдя через все структурные компоненты глаза, свет попадает на сетчатку (название этого ансамбля рецепторов происходит от слова «сеть», так как сетчатка насыщена густой сетью кровеносных сосудов). Она представляет собой тонкий слой взаимно связанных между собой светочувствительных нейронов, которые преобразуют поток света в электрические импульсы. Сетчатка содержит большое количество зрительного пигмента родопсина, так что зрение начинается, в сущности, как фотохимическая реакция разложения родопсина под действием света.

Сетчатка — это часть коры головного мозга, вынесенная вовне, поэтому она является не просто пассивным «преобразователем» световой энергии в электрические импульсы. Сетчатка содержит два типа светочувствительных клеток — палочки и колбочки, которые получили свое название в соответствии с внешним видом. Цветное зрение при ярком свете (фотопическое) обеспечивается колбочками, а черно-белое сумеречное зрение (скотопическое) — палочками. Колбочки концентрируются на одном участке сетчатки, который называется фота, или центральная ямка. Попадание света на этот участок необходимо для эффекта цветового зрения. В области центральной ямки насчитывается около 6−8 млн колбочек. Палочки распределены по всей поверхности сетчатки и гораздо более многочисленны (120−130 млн). Светочувствительные клетки соединены со слоем ганглиозных биполярных клеток, которые формируют зрительный нерв, проводящий электрические импульсы в мозг. Каждая ганглиозная клетка посылает в зрительный нерв одно волокно. В итоге зрительный нерв состоит в среднем из 800 тыс. волокон. Место, где зрительный нерв покидает сетчатку, получило название слепого пятна, так как в нем сетчатка не содержит светочувствительных клеток и, следовательно, зрение отсутствует.

Зона коры больших полушарий, ответственная за зрение, находится в задних отделах мозга и называется зрительным проекционным полем. В зрительной коре более 50% нейронов занято анализом информации, идущей от центральной ямки, которая занимает не более 10% зрительного поля. Таким образом, именно та часть изображения, которая соответствует фовеальной области, перерабатывается максимально детально.