Цветовое зрение и зрительные предметы реферат

Обновлено: 28.06.2024

а) Значение световой и темновой адаптаций для зрения. В пределах от максимальной темновой до максимальной световой адаптации чувствительность глаза к свету может изменяться в 500000-1000000 раз, при этом чувствительность автоматически приспосабливается к изменениям освещенности.

Для регистрации изображений на сетчатке необходимо определение темных и светлых пятен в изображении. Для этого чувствительность сетчатки всегда отрегулирована таким образом, чтобы рецепторы реагировали на более светлые области, не реагируя на более темные. Недостаточность адаптации сетчатки проявляется, когда, например, человек выходит из кинотеатра на яркий солнечный свет. Тогда даже темные пятна в изображении кажутся чрезмерно яркими, и вследствие этого все изображение блекнет из-за низкого контраста между его различными частями. Острота зрения в этом случае очень низкая и остается низкой до тех пор, пока сетчатка не адаптируется настолько, чтобы темные области изображения больше не стимулировали рецепторы.

Наоборот, когда человек попадает со света в темноту, чувствительность сетчатки обычно столь низка, что даже светлые пятна изображения не могут возбудить рецепторы. После тем новой адаптации светлые пятна начинают восприниматься глазом. Примером высочайшей степени световой и темновои адаптации является способность глаза видеть и при ярком солнечном свете после световой адаптации, и при свете звезд после темновои адаптации, несмотря на то, что интенсивности солнечного света и света звезд различаются примерно в 10 млрд раз.

Темновая адаптация, демонстрирующая взаимосвязь между адаптацией колбочек и палочек

Учебное видео определения темновой адаптации по методу Кравкова-Пуркинье

Цветовое зрение

Из предыдущих статей по физиологии на сайте мы узнали, что разные колбочки чувствительны к свету разного цвета. В этом разделе обсуждается механизм, с помощью которого сетчатка различает разные градации цвета в зрительном диапазоне светового спектра.

а) Трехцветный механизм определения цвета. Все теории цветового зрения основаны на хорошо известном факте, что человеческий глаз может различать почти все цветовые оттенки при соответствующем смешивании в разных комбинациях лишь трех монохроматических светов: красного, зеленого и синего.

Поглощение света пигментом палочек и пигментами трех цветочувствительных колбочек сетчатки человека Демонстрация степени стимуляции разных цветочувствительных колбочек монохроматическим светом четырех цветов: синего, зеленого, желтого и оранжевого

б) Спектральная чувствительность трех типов колбочек. На основании тестирования цветового зрения доказано, что спектральная чувствительность трех типов колбочек у человека практически совпадает с кривыми поглощения света для обнаруженных в колбочках трех типов пигментов. Эти кривые показаны на рисунках выше (с небольшими отличиями). Они могут объяснить большинство феноменов цветового зрения.

в) Интерпретация цвета в нервной системе. На втором рисунке выше видно, что оранжевый монохроматический свет с длиной волны 580 нм стимулирует красные колбочки на 99% (от их максимальной стимуляции при оптимальной длине волны), зеленые колбочки — на 42% и совсем не стимулирует синие колбочки (0%). Таким образом, отношение показателей стимуляции трех типов колбочек составляет 99 : 42 : 0. Нервная система интерпретирует такую комбинацию отношений как ощущение оранжевого. Синий монохроматический свет с длиной волны 450 нм совсем не стимулирует красные и зеленые колбочки (показатели стимуляции равны нулю), а синие колбочки стимулируются на 97%. Эта комбинация отношений (0 : 0: 97) интерпретируется нервной системой как синий цвет. Аналогично отношения 83 : 83 : 0 интерпретируются как желтый цвет, а 31 : 67 : 36 — как зеленый.

г) Ощущение белого света. Примерно равная стимуляция всех колбочек (красных, зеленых и синих) дает ощущение белого цвета. Не существует никакой длины волны, соответствующей белому цвету; белое — комбинация всех длин волн спектра. Кроме того, ощущение белого можно получить при стимуляции сетчатки комбинацией лишь трех выбранных цветов, стимулирующих соответствующие типы колбочек примерно в равной степени.

Учебное видео проверки цветоощущения - тест на дальтонизм

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Цветовое зрение (синонимы: цветоощущение, цветоразличение, хроматопсия) — способность человека различать цвет видимых объектов.
В основе цветового восприятия лежит свойство света вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения. Видимая часть спектра светового излучения образована волнами различной длины, которые воспринимаются глазом в виде семи основных цветов, выделяемых в зависимости от длины волны света в три группы.

Содержание работы

Цветовое зрение…………………………………………………………3
Нарушения цветового зрения………………………………………….6
Оценка цветоразличительной способности глаза……………………7
Список литературы…………………………………………………….9

Содержимое работы - 1 файл

катин реферат (Цветовое зрение).doc

Изюмова Екатерина Валерьевна

Цветовое зрение…………………………………………………………3
Нарушения цветового зрения………………………………………….6
Оценка цветоразличительной способности глаза……………………7
Список литературы…………………………………………………… .9

1.Цветовое зрение.

Согласно "Справочнику конструктора оптико-механических приборов" под ред. Панова цвета имеют следующие длины волн:

Название	Границы спектрального
цвета	диапазона в нм
Красный	620-780
Оранжевый	585-620
Желтый	575-585
Желто-Зеленый	550-575
Зеленый	510-550
Голубой	480-510
Синий	450-480
Фиолетовый	380-450

Длинноволновое световое излучение вызывает ощущение красного и оранжевого цвета, средневолновое — желтого и зеленого, коротковолновое — голубого, синего и фиолетового. Цвета разделяют на хроматические и ахроматические. Хроматические цвета обладают тремя основными качествами: цветовым тоном, который зависит от длины волны светового излучения; насыщенностью, зависящей от доли основного цветового тона и примесей других цветовых тонов; яркостью цвета, т.е. степенью близости его к белому цвету.
Различное сочетание этих качеств дает большое разнообразие оттенков хроматического цвета. Ахроматические цвета (белый, серый, черный) различаются лишь яркостью. При смешении двух спектральных цветов с разной длиной волны образуется результирующий цвет. Каждый из спектральных цветов имеет дополнительный цвет, при смешении с которым образуется ахроматический цвет — белый или серый. Многообразие

цветовых тонов и оттенков может быть получено оптическим смешением всего трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Количество цветов и их оттенков, воспринимаемых глазом человека, необычайно велико и составляет несколько тысяч.

В обычных условиях в глаз попадают излучения с различными длинами волн. Ощущение цвета, возникающее в этом случае, зависит от способности видеть один результирующий цвет, определяемый согласно законам оптического смещения цветов. Эти законы выведены Грассманом, а экспериментальное подтверждение получили они в работах Максвелла и др.

За счет различия в чувствительности рецепторов в различных участках спектра, создается возможность оценки распределения энергии в спектре, на основании чего и возникают различные цветовые ощущения. Понятно, что при такой системе цветоразличения существует большое количество излучений различного спектрального состава, которые являются визуально неразличимыми.

Функционально цветовое зрение осуществляется в 3 этапа. На 1-м этапе фоторецепторы и нервные клетки сетчатки преобразуют энергию излучения в электрические импульсы, которые кодируют информацию о спектральном составе и интенсивности излучения. На 2-м этапе эта информация преобразуется в коды 2 цветооппонентных каналов, которые формируют основную хроматическую составляющую цвета — цветовой тон, и в коды 2-х неоппонентных каналов, которые формируют ахроматическую составляющую цвета. Эта информация через нейроны латерального коленчатого тела поступает к нейронам зрительной коры, где ахроматический и хроматический коды преобразуются уже в 3 базисные сенсорные характеристики цвета: тон, насыщенность, светлоту.

Цвет оказывает воздействие на общее психофизиологическое состояние человека и в известной мере влияет на его трудоспособность. Наиболее благоприятное влияние на зрение оказывают малонасыщенные цвета средней части видимого спектра (желто-зелено-голубые), так называемые оптимальные цвета. Для цветовой сигнализации используют, наоборот, насыщенные (предохранительные) цвета.
Физиология цветового зрения недостаточно изучена. Из предложенных гипотез и теорий наибольшее распространение получила трехкомпонентная теория, основные положения которой впервые были высказаны М.В. Ломоносовым в 1756 г., а в дальнейшем развиты Юнгом (Т. Young, 1802) и Гельмгольцем (Н. L.F. Helmholtz, 1866) и подтверждены данными современных морфофизиологических и электрофизиологических исследований. Согласно этой теории в сетчатке глаза имеется три вида воспринимающих рецепторов, расположенных в колбочковом аппарате сетчатки, каждый из которых возбуждается преимущественно одним из основных цветов — красным, зеленым или синим, однако в определенной степени реагирует и на другие цвета.
Изолированное возбуждение одного вида рецепторов вызывает ощущение основного цвета. При равном раздражении всех трех видов рецепторов возникает ощущение белого цвета. В глазу происходит первичный анализ спектра излучения рассматриваемых предметов с раздельной оценкой участия в них красной, зеленой и синей областей спектра. В коре головного мозга происходит окончательный анализ и синтез светового воздействия. В соответствии с трехкомпонентной теорией цветового зрения нормальное цветоощущение называется нормальной трихромазией, и лица с нормальным цветовым зрением — нормальными трихроматами.
Одной из характеристик цветового зрения является порог цветоощущения — способность глаза воспринимать цветовой раздражитель определенной яркости. На восприятие цвета оказывает влияние сила цветового раздражителя и цветовой контраст. Для цветоразличения имеет значение яркость окружающего фона. Черный фон усиливает яркость цветных полей, но в то же время несколько ослабляет цвет. На цветовосприятие объектов существенно влияет также цветность окружающего фона. Фигуры одного и того же цвета на желтом и синем фоне выглядят по-разному (явление одновременного цветового контраста). Последовательный цветовой контраст проявляется в видении дополнительного цвета после воздействия на глаз основного.

2. Нарушения цветового зрения.

Существуют врожденные и приобретённые расстройства цветового зрения. Около 8% мужчин имеют врождённые дефекты цветовосприятия. У женщин эта патология встречается значительно реже (около 0,5%). Приобретенные изменения цветовосприятия отмечаются при заболеваниях сетчатки, зрительного нерва и центральной нервной системы.

Аномальное восприятие одного из трёх цветов обозначают соответственно как прот-, дейтер- и тританомалию. Прот- и дейтераномалии подразделяют на три типа: тип С – незначительное снижение цветовосприятия, тип В – более глубокое нарушение и тип А – на грани утраты восприятия красного и зелёного цвета.

Полное невосприятие одного из трёх цветов делает человека дихроматом и обозначается соответственно как прот-, дейтепр- или тританопия. Людей, имеющих такую патологию, называют прот-, дейтер- и тританопами. Невосприятие одного из цветов, например красного, изменяет восприятие других цветов, так как в их составе отсутствует доля красного.

Крайне редко встречаются монохроматы, воспринимающие только один из трёх основных цветов. Ещё реже, при грубой патологии колбочкового аппарата, отмечается ахромазия – чёрно-белое восприятие мира. Врожденные нарушения цветовосприятия обычно не сопровождаются другими изменениями глаза, и обладатели этой аномалии узнают о ней случайно при медицинском обследовании.

3. Оценка цветоразличительной способности глаза.

Исследования проводят на специальных приборах – аномалоскопах или с помощью полихроматических таблиц. Общепринятым считается метод, предложенный Е.Б. Рабкиным, основанный на использовании основных свойств цвета.

Диагностические таблицы построены по принципу уравнения кружочков разного цвета по яркости и насыщенности. С их помощью обозначены геометрические фигуры и цифры ("ловушки"), которые видят и читают цветоаномалы. В то же время они не замечают цифру или фигурку, выведенную кружочками одного цвета. Следовательно, это и есть тот цвет, который не воспринимает обследуемый. Во время исследования пациент должен сидеть спиной к окну. Врач держит таблицу на уровне его глаз на расстоянии 0,5—1 м. Каждая таблица экспонируется 5 с. Дольше можно демонстрировать только наиболее сложные таблицы.

При выявлении нарушений цветоощущения составляют карточку обследуемого, образец которой имеется в приложениях к таблицам Рабкина. Нормальный трихромат прочитает все 25 таблиц, аномальный трихромат типа С — более 12, дихромат — 7-9.

При массовых обследованиях, предъявляя наиболее трудные для распознавания таблицы из каждой группы, можно весьма быстро обследовать большие контингенты. Если обследуемые четко распознают названные тесты при троекратном повторе, то можно и без предъявления остальных сделать заключение о наличии нормальной трихромазии. В том случае, если хотя бы один из этих тестов не распознан, делают вывод о наличии цветослабости и для уточнения диагноза продолжают предъявление всех остальных таблиц.

Выявленные нарушения цветоощущения оценивают по таблице как цветослабость I, II или III степени соответственно на красный (про-тодефицит), зеленый (дейтеродефицит) и синий (тритодефицит) цвета либо цветослепоту — дихромазия (прот-, дейтер- или тританопия). С целью диагностики расстройств цветоощущения в клинической практике также используют пороговые таблицы, разработанные Е. Н. Юстовой и соавт. для определения порогов цветоразличения (цветосилы) зрительного анализатора. С помощью этих таблиц определяют способность уловить минимальные различия в тонах двух цветов, занимающих более или менее близкие позиции в цветовом треугольнике.

Список литературы

1. Бирич Т.А., Чекина А.Ю., Марченко Л.Н. Глазные болезни- М., 2005. – 343с;

Различные феномены цветового зрения особенно ясно показывают, что зрительное восприятие зависит не только от вида стимулов и работы рецепторов, но также и от характера переработки сигналов в нервной системе. Различные участки видимого спектра кажутся нам по-разному окрашенными, причем отмечается непрерывное изменение ощущений при переходе от фиолетового и синего через зеленый и желтый цвета - к красному. Вместе с тем мы можем воспринимать цвета, отсутствующие в спектре, например, пурпурный тон, который получается при смешении красного и синего цветов. Совершенно различные физические условия зрительной стимуляции могут приводить к идентичному восприятию цвета. Например, монохроматический желтый цвет невозможно отличить от определенной смеси чисто зеленого и чисто красного.

Феноменологию цветовосприятия описывают законы цветового зрения, выведенные по результатам психофизических экспериментов. На основе этих законов за период более 100 лет было разработано несколько теорий цветового зрения. И только в последние 25 лет или около того появилась возможность непосредственно проверить эти теории методами электрофизиологии - путем регистрации электрической активности одиночных рецепторов и нейронов зрительной системы.

Феноменология цветовосприятия

Зрительный мир человека с нормальным цветовым зрением чрезвычайно насыщен цветовыми оттенками. Человек может различать примерно 7 миллионов различных цветовых оттенков. Сравните - в сетчатке глаза насчитывается тоже около 7 миллионов колбочек . Впрочем, хороший монитор в состоянии отобразить около 17 миллионов оттенков (точнее, 16’777’216).

Весь этот набор можно разбить на два класса - хроматические и ахроматические оттенки. Ахроматические оттенки образуют естественную последовательность от самого яркого белого к глубокому черному, который соответствует ощущению черного в явлении одновременного контраста (серая фигура на белом фоне кажется темнее, чем та же самая фигура на темном ). Хроматические оттенки связаны с окраской поверхности предметов и характеризуются тремя феноменологическими качествами: цветовым тоном, насыщенностью и светлотой. В случае светящихся световых стимулов (например, цветной источник света) признак “светлота” заменяется на признак “освещенность” (яркость). Монохроматические световые стимулы с одинаковой энергией, но разной длиной волны вызывают различное ощущение яркости. Кривые спектральной яркости (или кривые спектральной чувствительности) как для фотопического, так и для скотопического зрения строятся на основании систематических измерений излучаемой энергии, которая необходима для того, чтобы световые стимулы с разной длиной волны (монохроматические стимулы) вызывали равное субъективное ощущение яркости.

Цветовые тона образуют “естественный” континуум . Количественно он может быть изображен как цветовой круг, на котором задана последовательность вида: красный, желтый, зеленый, голубой, пурпурный и снова красный. Тон и насыщенность вместе определяют цветность, или уровень цвета. Насыщенность определяется тем, каково в цвете содержание белого или черного. Например, если чистый красный смешать с белым, то получится розовый оттенок. Любой цвет может быть представлен точкой в трехмерном “цветовом теле”. Один из первых примеров “цветового тела” - цветовая сфера немецкого художника Ф.Рунге (1810). Каждому цвету здесь соответствует определенный участок, расположенный на поверхности или внутри сферы. Такое представление может быть использовано для описания следующих наиболееважныхкачественных законов цветовосприятия.

1. 1. Воспринимаемые цвета образуют континуум; иными словами, близкие цвета переходят один в другой плавно, без скачка.

2. 2. Каждая точка в цветовом теле может быть точно определена тремя переменными.

3. 3. В структуре цветового тела имеются полюсные точки - такие дополнительные цвета, как черный и белый, зеленый и красный, голубой и желтый, расположены на противоположных сторонах сферы.

В современных метрических цветовых системах цветовосприятие описывается на основе трех переменных - тона, насыщенности и светлоты. Это делается для того, чтобы объяснить законы смещения цветов, которые обсудим ниже, и для того, чтобы определить уровни идентичного цветоощущения. В метрических трехмерных системах из обычной цветовой сферы посредством ее деформации образуется несферическое цветовое тело. Целью создания таких метрических цветовых систем (в Германии используется цветовая система DIN, разработанная Рихтером) является не физиологическое объяснение цветового зрения, а скорее однозначное описание особенностей цветовосприятия. Тем не менее, когда выдвигается исчерпывающая физиологическая теория цветового зрения (пока такой теории еще нет), она должна обладать способностью объяснить структуру цветового пространства.

Смешение цветов

Аддитивное смешение цветов производится тогда, когда световые лучи с разной длиной волны падают на одну и ту же точку сетчатки. Например, в аномалоскопе - приборе, который используется для диагностики нарушений цветового зрения, - один световой стимул (например, чисто желтый с длиной волны 589 нм) проецируется на одну половину круга, тогда как некоторая смесь цветов (например, чисто красный с длиной волны 671 нм и чисто зеленый с длиной волны 546 нм) - на другую его половину. Аддитивная спектральная смесь, которая дает ощущение, идентичное чистому цвету, может быть найдена из следующего “уравнения смешения цветов”:

а (красный, 671) + b (зеленый, 546) @ c (желтый, 589) (1)

Символ @ означает эквивалентность ощущения и не имеет математического смысла, a, b и c - коэффициенты освещенности. Для человека с нормальным цветовым зрением для красной составляющей коэффициент должен быть взят примерно равным 40, а для зеленой составляющей - примерно 33 относительным единицам (если за 100 единиц взять освещенность для желтой составляющей ).

Если взять два монохроматических световых стимула, один в диапазоне от 430 до 555 нм, а другой в диапазоне от 492 до 660 нм, и смешать их аддитивно, то цветовой тон получившейся цветовой смеси либо будет белым, либо будет соответствовать чистому цвету с длиной волны между длинами волн смешиваемых цветов. Однако, если длина волны одного из монохроматических стимулов превышает 660, а другого - не достигает 430 нм, то получаются пурпурные цветовые тона, которых в спектре нет.

Белый цвет. Для каждого цветового тона на цветовом круге имеется такой другой цветовой тон, который при смешении дает белый цвет. Константы (весовые коэффициенты a иb)уравнения смешения

зависят от определения понятия “белый”. Любую пару цветовых тонов F1, F2, которая удовлетворяет уравнению (2), называют дополнительными цветами.

Субтрактивное смешение цветов. Оно отличается от аддитивного смешения цветов тем, что является чисто физическим процессом. Если белый цвет пропустить через два фильтра с широкой полосой пропускания - сначала через желтый, а затем через голубой, - то получившаяся в результате субтрактивная смесь будет иметь зеленый цвет, поскольку световые лучи только зеленого цвета могут пройти через оба фильтра. Художник, смешивая краски, производит субтрактивное смешение цветов, поскольку отдельные гранулы красок действуют как цветные фильтры с широкой полосой пропускания.

ТРИХРОМАТИЧНОСТЬ

Для нормального цветового зрения любой заданный цветовой тон (F₄) может бытьполученпутем аддитивного смешения трех определенных цветовых тонов F₁-F₃ . Это необходимое и достаточноеусловиеописывается следующим уравнением цветоощущения:

Согласно международной конвенции, в качестве первичных (главных) цветов F₁,F₂,F₃, которые могут использоваться для построения современных цветовых систем, выбраны чистые цвета с длинами волн 700 нм (красный цвет), 546 нм (зеленый цвет) и 435 нм (голубой). Для получения белого цвета при аддитивном смешивании весовые коэффициенты этих основных цветов (a, b и c) должны быть связаны следующим соотношением:

a + b + c + d = 1 (4)

Результаты физиологических экспериментов по цветовосприятию, описываемые уравнениями (1) - (4), могут быть представлены в виде диаграммы цветности, (“цветового треугольника”), которая слишком сложна для изображения в данной работе. Такая диаграмма отличается от трехмерного представления цветов тем, что здесь отсутствует один параметр - “светлота”. Согласно этой диаграмме, при смешении двух цветов получаемый цвет лежит на прямой, соединяющей два исходных цвета. Для того, чтобы по этой диаграмме найти пары дополнительных цветов, необходимо провести прямую через “белую точку”.

Цвета, используемые в цветном телевидении, получаются путем аддитивного смешения трех цветов, выбранных по аналогии с уравнением (3).

ТЕОРИИ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ

Трехкомпонентная теория цветового зрения

Из уравнения (3) и диаграммы цветности следует, что цветовое зрение основано на трех независимых физиологических процессах. В трехкомпонентной теории цветового зрения (Юнг, Максвелл, Гельмгольц) постулируется наличие трех различных типов колбочек, которые работают как независимые приемники, если освещенность имеет фотопический уровень. Комбинации получаемых от рецепторов сигналов обрабатываются в нейронных системах восприятия яркости и цвета. Правильность данной теории подтверждается законами смешения цветов, а также многими психофизиологическими факторами. Например, на нижней границе фотопической чувствительности в спектре могут различаться только три составляющие - красный, зеленый и синий.

Первые объективные данные, подтверждающие гипотезу о наличии трех типов рецепторов цветового зрения, были получены с помощью микроспектрофотометрических измерений одиночных колбочек, а также посредством регистрации цветоспецифичных рецепторных потенциалов колбочек в сетчатках животных, обладающих цветовым зрением.

Теория оппонентных цветов

Если яркое зеленое кольцо окружает серый круг, то последний в результате одновременного цветового контраста приобретает красный цвет. Явления одновременного цветового контраста и последовательного цветового контраста послужили основойдлятеории оппонентных цветов, предложенной в XIX в. Герингом. Геринг предполагал, что имеются четыре основных цвета - красный, желтый, зеленый и синий - и что они попарно связаны с помощью двух антагонистических механизмов - зелено-красного механизма и желто-синего механизма. Постулировался также третий оппонентный механизм для ахроматически дополнительных цветов - белого и черного. Из-за полярного характера восприятия этих цветов Геринг назвал эти цветовые пары “оппонентными цветами”. Из его теории следует, что не может быть таких цветов, как “зеленовато-красный” и “синевато - желтый”.

Таким образом, теория оппонентных цветов постулирует наличие антагонистических цветоспецифических нейронных механизмов. Например, если такой нейрон возбуждается под действием зеленого светового стимула, то красный стимул должен вызывать его торможение. Предложенные Герингом оппонентные механизмы получили частичную поддержку после того, как научились регистрировать активность нервных клеток, непосредственно связанных с рецепторами. Так, у некоторых позвоночных, обладающих цветовым зрением, были обнаружены “красно-зеленые” и “желто-синие” горизонтальные клетки. У клеток “красно-зеленого” канала мембранный потенциал покоя изменяется и клетка гиперполяризуется, если на ее рецептивное поле падает свет спектра 400-600 нм, и деполяризуется при подаче стимула с длиной волны больше 600 нм. Клетки “желто-синего” канала гиперполяризуются при действии света с длиной волны меньше 530 нм и деполяризуются в интервале 530-620 нм.

На основании таких нейрофизиологических данных можно составить несложные нейронные сети, которые позволяют объяснить, как осуществить взаимную связь между тремя независимыми системами колбочек, чтобы вызвать цветоспецифическую реакцию нейронов на более высоких уровнях зрительной системы.

Зонная теория

В свое время между сторонниками каждой из описанных теорий велись жаркие споры. Однако сейчас эти теории можно считать взаимно дополняющими интерпретациями цветового зрения. В зонной теории Крисса, предложенной 80 лет назад, была сделана попытка синтетического объединения этих двух конкурирующих теорий. Она показывает, что трехкомпонентная теория пригодна для описания функционирования уровня рецепторов, а оппонентная теория - для описания нейронных систем более высокого уровня зрительной системы.

НАРУШЕНИЯ ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ

Различные патологические изменения, нарушающие цветовосприятие, могут происходить на уровне зрительных пигментов, на уровне обработки сигналов в фоторецепторах или в высоких отделах зрительной системы, а также в самом диоптрическом аппарате глаза. Ниже описываются нарушения цветового зрения, имеющие врожденный характер и почти всегда поражающие оба глаза. Случаи нарушения цветовосприятия только одним глазом крайне редки. В последнем случае больной имеет возможность описывать субъективные феномены нарушенного цветового зрения, поскольку может сравнивать свои ощущения, полученные с помощью правого и левого глаза.

Аномалии цветового зрения

Аномалиями обычно называют те или иные незначительные нарушения цветовосприятия. Они передаются по наследству как рецессивный признак, сцепленный с X-хромосомой. Лица с цветовой аномалией все являются трихроматами, т.е. им, как и людям с нормальным цветовым зрением, для полного описания видимого цвета необходимо использовать три основных цвета (ур.3). Однако аномалы хуже различают некоторые цвета, чем трихроматы с нормальным зрением, а в тестах на сопоставление цветов они используют красный и зеленый цвет в других пропорциях. Тестирование на аномалоскопе показывает, что при протаномалии в соответствии с ур. (1) в цветовой смеси больше красного цвета, чем в норме, а при дейтераномалии в смеси больше, чем нужно, зеленого. В редких случаях тританомалии нарушается работа желто-синего канала.

Различные формы дихроматопсии также наследуются как рецессивные сцепленные с Х-хромосомой признаки. Дихроматы могут описывать все цвета, которые видят, только с помощью двух чистых цветов (ур.3). Как у протанопов, так и у дейтеранопов нарушена работа красно-зеленого канала. Протанопы путают красный цвет с черным, темно-серым, коричневым и в некоторых случаях, подобно дейтеранопам, с зеленым. Определенная часть спектра кажется им ахроматической. Для протанопа эта область между 480 и 495 нм, для дейтеранопа - между 495 и 500 нм. Редко встречающиеся тританопы путают желтый цвет и синий. Сине-фиолетовый конец спектра кажется им ахроматическим - как переход от серого к черному. Область спектра между 565 и 575 нм тританопы также воспринимают как ахроматический.

Полная цветовая слепота

Менее 0,01% всех людей страдают полной цветовой слепотой. Эти монохроматы видят окружающий мир как черно-белый фильм, т.е. различают только градации серого. У таких монохроматов обычно отмечается нарушение световой адаптации при фотопическом уровне освещения. Из-за того, что глаза монохроматов легко ослепляются, они плохо различают форму при дневном свете, что вызывает фотофобию. Поэтому они носят темные солнцезащитные очки даже при нормальном дневном освещении. В сетчатке монохроматов при гистологическом исследовании обычно не находят никаких аномалий. Считается, что в их колбочках вместо зрительного пигмента содержится родопсин.

Нарушения палочкового аппарата

Люди с аномалиями палочкового аппарата воспринимают цвет нормально, однако у них значительно снижена способность к темновой адаптации. Причиной такой “ночной слепоты”, или никталопии, может быть недостаточное содержание в употребляемой пище витамина А₁, который является исходным веществом для синтеза ретиналя.

Диагностика нарушений цветового зрения

Так как нарушения цветового зрения наследуются как признак, сцепленный с Х-хромосомой, то они гораздо чаще встречаются у мужчин, чем у женщин. Частота протаномалии у мужчин составляет примерно 0,9%, протанопии - 1,1%, дейтераномалии 3-4% и дейтеранопии - 1,5%. Тританомалия и тританопия встречаются крайне редко. У женщин дейтераномалия встречается с частотой 0,3%, а протаномалии - 0,5%.

Поскольку существует целый ряд профессий, при которых необходимо нормальное цветовое зрение (например, шоферы, летчики, машинисты, художники-модельеры), у всех детей следует проверять цветовое зрение, чтобы впоследствии учесть наличие аномалий при выборе профессии. В одном из простых тестов используются “псевдоизохроматические” таблицы Ишихары. На этих таблицах нанесены пятна разных размеров и цветов, расположенные так, что они образуют буквы, знаки или цифры. Пятна разного цвета имеют одинаковый уровень светлоты. Лица с нарушенным цветовым зрением не способны увидеть некоторые символы (это зависит от цвета пятен, из которых они образованы). Используя различные варианты таблиц Ишихары, можно достаточно надежно выявить нарушения цветового зрения.Точная диагностика возможна с помощью тестов на смешение цветов, построенных на основе уравнений (1)-(3).

Литература:

1. 1. Дж. Дудел, М. Циммерман, Р. Шмидт, О. Грюссер и др. Физиология человека, 2 том, перевод с английского, “Мир”, 1985

2. 2. Гл. Ред. Б.В. Петровский. Популярная медицинская энциклопедия, ст.. “Зрение”, “Цветовое зрение”, ”Советская энциклопедия”, 1988

3. 3. В.Г. Елисеев, Ю.И. Афанасьев, Н.А. Юрина. Гистология, “Медицина”, 1983

Глаза человека способны различать около десяти миллионов цветов и оттенков. Эта функция работает благодаря наличию фоторецепторов. В сетчатке размещаются специальные колбочки, которые и отвечают за цветовосприятие. Они проявляют чувствительность к световым лучам трех спектров - красный, синий и зеленый. Особенности цветового зрения человека рассмотрим в статье ниже.

Цветовое восприятие

Среди млекающих человек обладает самой сложной и совершенной зрительной системой. Основной особенностью цветового зрения является способность различить огромное количество цветов и их оттенков. Цветовосприятие осуществляется благодаря наличию фоторецепторов. В них содержится йодопсин, который отвечает за цветовосприимчивость глаза к различным тонам.

Если у человека не диагностировано зрительных патологий, в его глазном яблоке насчитывается около 7 млн колбочек. Если их количество значительно меньше или изменился состав, офтальмологи говорят о дисфункции цветового зрения человека.

Согласно офтальмологическим исследованиям, мужчины и женщины видят окружающий мир по-разному. Например, представительницы слабого пола различают большее количество цветов. Мужчины, лучше и быстрее фокусируют взгляд на передвигающемся объекте.

Как мы видим цвет

На поверхности сетчатки глаза располагаются светочувствительные фоторецепторы (палочки и колбочки). С их помощью человек способен воспринимать цвета. Активизация палочек происходит в темноте. Они чувствительны к яркому свету и несут ответственность за ночное зрение. Именно поэтому глаза при плохом освещении не способны различать цвета и оттенки. Все предметы кажутся серо-черными.

Отвечают за цветовое зрение человека колбочки. Нормально функционировать и различать тона фоторецепторы способны при ярком освещении. Всего различают три вида колбочек:

Волны синего цвета - воспринимают короткие световые излучения;
Зеленые - восприимчивы к волнам средней длины;
Красные - дают возможность распознать длинные волны.

Восприятие других цветов осуществляется за счет раздражения одновременно двух фоторецепторов. При активизации трех видов колбочек мы способны увидеть белый цвет. Предметы серого цвета получается распознать, также благодаря активизации трех рецепторов. Но при этом уровень их возбудимости намного ниже, чем в ситуации с белым тоном. Если три типа фоторецептора находятся в состоянии покоя, значит перед глазами черный цвет.

При ярком освещении глаза лучше всего воспринимают зеленые оттенки. А вот короткие волны, отвечающие за восприятие синего цвета, наименее активны. С наступлением темноты глаз начинает лучше видеть предметы синего оттенка, а вот красный цвет, наоборот, становится трудно различимым.

Почему мы воспринимаем один и тот же цвет по-разному

Насколько правильно человек способен распознавать оттенки зависит следующих факторов:

Дальтонизм - врожденная или приобретенная патология, из-за которой глаза не способны различать некоторые оттенки. Развивается она из-за отсутствия некоторых видов колбочек в сетчатке. Чаще всего люди с дальтонизмом не различают красный и зеленый цвет. Также бывают случаи полной цветовой слепоты;
Возрастные изменения - чувствительность фоторецепторов у людей после 60 лет значительно снижается. В этом возрасте люди не способны различить некоторые оттенки, например, голубой и синий, оранжевый и красный. Также нарушение цветовосприятия происходит вследствие офтальмологических заболеваний (катаракта);
Настроение - под воздействием негативных эмоций человек видит окружающий мир в более тусклых тонах;
Уровень освещенности - восприятие цветов также зависит от источника света. Один и тот же оттенок может восприниматься по-разному при искусственном или естественном освещении;
Оптические иллюзии - перед тем, как определить правильный оттенок цвета, мозг анализирует источник света. От принятого решения зависит, какой именно цвет будет исключен при определении тона.

Диагностика нарушений

Нарушения цветовосприятия бывают врожденными и приобретенными. Чаще всего врожденная патология наблюдается у мужчин. Приобретенные сбои в восприятии некоторых оттенков случаются из-за:

Проблем с сетчаткой (дистрофия, отслоение, ожог);
Заболеваний центральной нервной системы;
Дисфункции зрительного нерва.

Также к факторам, которые могут спровоцировать нарушение цветового зрения у человека, относятся:

Травмы глазного яблока;
Катаракта;
Онкологические заболевания зрительной системы;
Синдром Паркинсона;
Болезни сердечно-сосудистой системы;
Сахарный диабет.

Приобретенные нарушения восприятия цветов являются следствием первопричинного заболевания. Следовательно, нормализовать работу зрительного аппарата можно после устранения основной проблемы.

Если глаза воспринимают одинаково три базовых тона, человека называют трихромат. Дихроматом называют пациента, фоторецепторы которого восприимчивы лишь к двум основным цветам, а монохроматом - к одному.

Диагностика расстройств цветового зрения проводится с помощью:

Полихроматических специальных таблиц;
Офтальмологических приборов - аномалоскопов.

Чтобы своевременно выявить нарушение цветовосприятия и другие офтальмологические проблемы необходимо регулярно посещать окулиста. В клинике ЭЛИТ ПЛЮС, которая специализируется на восстановлении зрительной функции с помощью ортокератологических линз, можно пройти полное обследование зрительного аппарата, получить рекомендации по устранению проблем, пройти курс терапии.

Лечение аномалий цветовосприятия

Чтобы нормализовать работу фоторецепторов и вернуть глазам способность правильно различать все цвета, необходимо лечить заболевание, которое спровоцировало дисфункцию цветового зрения. Для этого офтальмологу необходимо определить причину появления симптома.

Если пациент перестал различать некоторые оттенки из-за катаракты, необходимо произвести хирургическое вмешательство и заменить помутневший хрусталик на имплант. Если же патология развивается на фоне сахарного диабета, пациенту необходимо принимать лекарственные препараты, которые не допустят развития ретинопатии и макулодистрофии.

Методики лечения врожденных нарушений цветовосприятия не существует. Офтальмологи могут корректировать цветовое зрение с помощью специальных линз или очков с тонированными фильтрами. Использование таких средств помогает снизить степень проявления патологии.

Полезное видео: Как работает цветное зрение

Часто задаваемые вопросы

❓ Как человек видит цвет?

✅ Глаза воспринимают цвета и оттенки с помощью специальных фоторецепторов, которые расположены на поверхности сетчатой оболочки. Они называются палочки и колбочки.

❓ Как выявляются нарушения цветового зрения?

✅ Диагностировать патологию можно с помощью специальных полихроматических таблиц (например, таблицы Рыбкина). также выявить заболевание помогают специальные офтальмологические приборы - аномалоскопы.

❓ Как лечатся цветовые патологии?

✅ Врожденную форму заболевания вылечить невозможно. Если нарушения цветовосприятия носит приобретенный характер, необходимо проводить терапию первопричины - болезни, вследствие которой возникла дисфункция. Также окулисты применяют коррекционную оптику с тонированными фильтрами.

котор ой находится отверст ие ( зрачок), пропуска ющее в нее свето вые луч и.

Вся внут ренняя п овер хность камеры глазного яблока выс тлана сетчатой

оболочко й, сос тоящей и з элементов воспринимающи х световые лучи и

перерабатывающ их их энергию в первое раздражение, кот орое передается

По форме глазное яблоко имеет не совсем прави льну ю шаровидную

форму: передне-задний размер у взрос лого челове ка в среднем -24,3 мм,

верти кальны й - 23,4 мм и гор изонталь ный - 23,6. Размеры глазного яблока

могут быть больше или меньше. Глазное я блоко имеет три оболочки:

наружн ую , средн юю и внутренн юю и ядро, то- ест ь хр усталик, и

стекло видное тело - студенистую массу, заключен ную в прозрач ную

Наружная оболочка глаза построе на из плот ной соединитель ной

ткани. Это самая плотная из всех трех оболочек , благодаря ей глазное

Нару жная оболоч ка в основ ном белая, поэтому ее называю т белком

или cклерой. Это непрозрач ная оболочка, занимающая 5/6 повер хности

глазного яблока. Передняя ее част ь отчас ти видна в области глазной щели,

централ ьная ее част ь более выпукла. В св оем переднем отделе она

Вместе они образуют роговидно - ск леральную капсулу глаза, которая

является наиболее плотной и упругой наружной частью глаза, выполня ет

защитну ю функци ю, составляя как бы скелет глаза. Склера сформирова на

из плотных соединений волокон, толщина ее в среднем около одного

миллимет ра. Склера сил ьно исто нчена в области заднего полюса глаза, гд е

она превращается в решетчатую пластинку, через котору ю проходят

волок на, образующие зр ительн ые нерв глаза. Спереди склера покрыта

тонко й слизистой оболочк ой - коньюкт ив ой. Эта оболочка переходит и на

заднюю, обращенную к глазу по верхнос ть век. При сомкнутых веках

образуется коньюкт ив альны й мешок, откры вающи йся спереди через

Рого вица глаза нап ом инает ч асовое сте кло. Она имеет передню ю

выпук лую и заднюю вог нутую поверх ность. Толщина рогов ицы в центре

около 0,6, а на пе риф ерии до 1 мм. Роговица является н аиболее

преломля ющейся средой глаза. Она как бы явля ется окном, через которо е в

глаз проходят пути света. В роговице нет кровеносн ых сосудов и ее

питан ие осуществляется за счет диффузии из сосудистой сети,

расположенн ой на границе между рогови цей и склерой.

В поверхност ных слоях роговицы располагаются многочисленные

нервны е окончан ия, по этому она самая чувстви тельная часть тела. Даже

легкое касание вызывает рефлекторное мгновенное смыкание век, что

предупреждает попадание на роговицу инород ных тел и ограждает ее от

Средняя оболочка носит название сосудистой , пот ому что в ней

сосредоточена основ ная масса крове носных сосудов, питающих ткан и глаза.

В состав сосудистой оболочки входит радужка с отверстием

посредине, выполняющ ая роль диафрагмы на пути лучей, идущих в

Радуж ная оболочка является передним, хорошо видимым отделом

сосудистого тракта. Она представляет собой пигментир ованную круглую

пластин ку, располо женную между рогов ой оболочко й и хрустал иком.

Радужка имеет исключител ьно своеобразный рисунок, обусловленный

радиально расположенными довольно густо переплетенными между собой

В переднем отделе радужки содержится много отросчатых пигментн ых

клето к-хроматографов. Задний участ ок раду жки имеет черный цвет.

Постоя нный цвет радужка приобретае т к 10 - 12 годам жизни ребенка.

В радужной оболочке и м еются две м ышц: мышца, сужив ающая зрач ок

и мышца, расширяющая зрачок. Радужка имеет губчатую ст руктуру и

содержит пигмент, в зависимост и от количеств а и толщины которог о

оболочки глаза могут быть темными (черны м и и ли к оричнев ыми) или

Радужка переходит в цилиарное тело, образованное из гладких

мышечных волоко н, рыхлой, богатой пигментными клетками

соединитель ной ткани и большого количест ва сосудов. В цилиарном теле

имеется мышца непроизволь ного действия, участв ующая в аккомодации

глаза, обеспеч ивающая фокус ирование зрения, т.е. возможность видеть

предметы, расположенные на разных расстояниях от чело века.

Внутрення я оболочка глаза – сетчатка - самая важная часть глаза.

Имеет очень сложное строен ие и состоит глазным образом из нервны х

клето к. По анатомическому строению сетчатка состоит из десяти слоев. В

ней различа ют пигмент ный, нерв оклеточный, фоторе цепторный и др.

Наиболее в ажным из них является слой зрительных кле ток, состоящи й

из светово спринимающих клеток - палочек и колбочек, осуществля ю щих

также восприят ие цвета. Ко личество палочек в сетч атке человека дост игает

130 млн., колбочек около 7 млн. Палочки способны воспринима ть даже

слабые световые раздражения и являются органами сумеречного зрения , а

колбочк и – органами дневного зрения. В них происходит преобразование

физической энерг ии лучей света, попадающи х в глаз, в первичный импульс,

котор ый по зрит ельно перво м у пути передается в за тылочну ю долю

головног о м озга, где и формируе тся зрител ьный образ.

В центре сетчатки расположе на область желтого пятна, которое

осуществля ет наиболее тонко е и диф ференцир ованное зрение. В носово й

поло вине сетчатой оболочки примерно в четырех мм от желтого пятна,

находится место выхода зрительно го нерва, образующее диск диаметром 1,5

Из центра диска зрительно го нерва выходят сосуды артерии и века,

котор ые делятся на ветви, расп ред еляющиеся поч ти по всей сет чатой

оболочки. По лость глаза заполнена хрус таликом и стекло видным телом.

Оптичес кую часть глаза составляют светопреломля ющие среды:

рогов ица, хрусталик, стекл овидное тело. Благодаря им световые луч и,

идущие от предметов вешнег о мира, после своего преломления в них дают

Хрусталик является важне йшей оптич еской средой. Он представляет

собой д вояковы пуклую линзу, состоящую из многочисленных клето к,

наслаивающ ихся друг на друга пластами. Он расположен между радужной

оболочко й и стекло видным телом. Сосудов и нервов в хрустали ке нет.

Благодаря св оим элас тичным свойствам хрусталик м оже т м енят ь с вою

форму и станови ться то более, то менее выпуклым в за висимости от того,

рассматривае тся предмет близкого или дальнего расстояния. Этот процесс

(аккомодац ия) осуществляется посредством особой системы глазны х мышц,

связанны х тонкими нитями с прозрачно й сумкой, в к оторой заклю чен

хрустал ик. С окращение этих м ышц об уславливае т изменение кривизны

хрустал ика: он станов иться выпуклее и сильнее преломляет лучи при

рассматрива нии близко расположенны х предметов, а при рассматривании

далеко расположе нных предметов - станов иться более плоским,

Стеклов идное т ело - бесцветная студенистая масса, занимающая

большую часть полости глаза. Оно располагается позади хрусталика и

составля ет 65 % содержимого массы глаза ( 4 г ). Стеклов идное тело

является опор ной тка нью глазного яблока. Благодаря отно сительному

постоянс тву состава и формы, практ ической однородност и и прозрач ности

струк туры, эласти чности и уп ругости, тесному контакт у с ц илиарн ым

телом, хруста ликом и сетчатко й, стек ловидное тело обеспечивае т свободное

прохо ж дение световы х лучей к сетчатке, пассивно участвует в акте

аккомодации. Оно создает благоприятные условия для постоянс тва

внутр иглазного дав ления и ст абильной формы глазного яблока. Кроме того,

оно выполняет и защитую функцию, предохраняет внутрен ние оболочки

глаза (сетчатку, цилиарное тело, хрустал ик ) от дислокац ии, особенно при

Читайте также: