Среда и развитие зрения

Описание

↑ 1. Экологическая среда и развитие зрения

Быстрое развитие и усложнение организации зрительного анализатора в эмбриональном периоде составляет один из наиболее интересных разделов теоретической биологии. В практическом отношении этот вопрос важен с точки зрения выяснения причинной обусловленности организации в пространстве элементов структуры оптико-физиологической системы глаза, определяющих его основные характеристики: преломляющую способность (рефракцию) и остроту зрения.

С точки зрения морфогенеза и формообразования преломляющая способность глаза представляет собой систему наиболее тонкой сопряженности элементов структуры. Можно полагать, что данная характеристика обусловлена основополагающими биологическими законами развития, так как именно категория оптической сопряженности органа зрения составляет первичную основу для последующего его функционального развития.

Увидеть — значит своевременно обнаружить всю совокупность объектов в пространстве в их взаимоотношениях друг с другом. Другие органы чувств выполняют те же функции, но менее быстро и с несравненно более близких дистанций. Таким функциональным назначением зрительный анализатор выдвинут на передние рубежи эволюционного процесса, что должно способствовать накоплению в его основе наиболее качественного генофонда.

К настоящему времени эмбриология накопила многочисленные данные об экологической обусловленности развития приспособительных возможностей зрительного анализатора. В частности, у глубоководных рыб, куда свет почти не проникает, можно было бы ожидать редукцию органа зрения. Тем не менее, глаза у них оказались наиболее крупными и наиболее чувствительными к свету. Мало того, процесс эволюции у таких рыб способствовал развитию способности самим производить свет за счет развития специализированных люминесцентных «подсветок».

Известно, что наиболее высокая разрешающая способность остроты зрения характерна для хищных птиц, охотников, пастухов и т. д. Удивляет нас универсальность экологической обусловленности не только функциональных характеристик зрительной системы, но и морфологических. В частности, если пещерных животных с редуцированным зрением выращивать на свету, то у таких форм, как Proteus anguinus и Typhloriton spelaeus, деградация органа зрения прекращается, и глаза по своему строению приближаются к глазам родственных зрячих форм животных.

Эти сведения дают основание считать, что развитие зрительной системы определяется не столько положением в эволюционном ряду, сколько ее активностью в конкретной экологической среде. Кроме того, эти данные позволяют думать, с одной стороны, о высоком генетическом консерватизме генофонда зрительного анализатора при развитии его в относительно постоянной экологической среде, с другой — о высокой потенциальной способности к надгенетическим перестройкам при развитии его в изменяющихся условиях внешней среды.

Этот вывод, как будет показано ниже, имеет большое значение для понимания процессов формирования зрительной системы в антенатальном и постнатальном периодах развития человека. Даже приведенные выше краткие сведения указывают на то, что зрительный анализатор может быть своего рода модельным объектом для оценки влияния на развивающийся организм разнообразных эндо- и экзогенных факторов.

↑ 2. Активная роль природы и пространственного зрения в формировании единства организма с внешней средой

В таких известных работах, как «Глаз и солнце», «Глаз и мозг», «Зрение и мышление», подчеркивается, что зрительный анализатор интегрирует пространство вселенной с сознанием человека. «Чувство становится объективным в созерцании. Субъект, погруженный в созерцание, находится в непосредственной связи с ним, так, что в созерцании, собственно говоря, он не имеет еще никакого другого бытия, кроме указанного объективного пространственного и временного бытия».

До сих пор не перестает восхищать нас совершенство архитектуры эпохи Древнего Рима, Греции, Индии, основанной на тонком чувстве пространства и перспективного зрения. Завораживает архитектурное совершенство композиции сооружений Помпеи или дворца в Красном Форте: вверху — широкое окно в мир пространства, под ним — бассейн, отражающий просторы неба, вокруг — садик. Везде единство природы и пространства, рукотворного и природного. Кто был в Индии, тот непременно восхищался искусством расширения пространства с помощью узорных экранов и зеркал. И это не только красота. Пространство и цвет обладают активностью. Так, в народной тибетской медицине пространство представлено одним из первичных элементов, лежащих в основе всего сущего, в том числе и здоровья человека.

Используя приемы анализа законов перспективного видения формирования зрительного ощущения и представления основоположник отечественной физиологической школы И.М. Сеченов в работах «Впечатление и действительность», «Предметная мысль и действительность», «О предметном мышлении с физиологической точки зрения» всесторонне обосновывает положение, согласно которому реальная действительность через зрительную систему формирует адекватное ей пространственно-метрическое зрительно-образное отображение.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Значимость способности зрительного анализатора к наиболее объективному отображению характеристик пространства резко возрастает в эру космических полетов. В условиях невесомости, когда фактически выключается мышечное и вестибулярное чувство, зрительный анализатор становится, чуть ли не единственной системой, позволяющей объективно отображать внешний мир и адекватно ориентироваться в пространстве.

Кроме совершенной сигнально-отражательной способности характеристик пространства, с помощью которых происходит формирование психических функций человека, зрительный анализатор принимает участие и в фотопериодической «настройке» организма на экологическую среду. Не случайно в основе функциональной организации всех живых организмов лежат циркадные ритмы. Небезынтересно отметить, что основой уже получившей определенное распространение светоцветотерапии как раз и является эффект оптимизации эндогенных биоритмов с помощью «навязывания» определенных световых и цветовых характеристик. Например, в журнале «За рубежом» (1985, № 9) сообщается, что только изменение цветовой гаммы и освещения в одной из канадских школ привело к повышению успеваемости и укреплению дисциплины учащихся. Предпочтительными цветами оказались белый, бежевый и коричневый. Более того, синий цвет снимает напряжение и уменьшает чувство страха. Настроиться на аккуратную и эффективную работу помогают голубой и бежевый цвета.

О том, что продолжительный сенсорный контакт формирует адекватное экологическое чувство, мышление и действие, показали исследования отдела физиолого-клинических особенностей развития сенсорных систем Института медицинских проблем Севера СО АМН СССР, проведенные на примере коренных народностей Севера. Известно, что наиболее характерными особенностями традиционной экосреды, в которой происходит формирование зрительной системы коренных народностей Севера, в том числе и ее высших отражательных функций, являются широкий панорамный обзор, относительно слабая предметная насыщенность, низкие скорости подвижности объектов в пространстве, бедность цветовых колоритов в течение продолжительной полярной зимы, резко сменяющаяся богатством цветовой гаммы в течение короткого полярного лета, и т. д. Даже традиционные виды деятельности коренных народностей, направленные на поддержание их жизни (охота, оленеводство, рыболовство), как правило, не выходили за рамки натурального зрительно-экологического взаимодействия.

Именно такой этноэкологической характеристикой среды и можно объяснить выявленные сотрудниками отдела физиолого-клинических особенностей развития сенсорных систем Института медицинских проблем Севера СО АМН СССР особенности зрительного восприятия и действия северян: обостренное чувство пространства, сочетающееся с высокой потребностью к зрительно-двигательной поисковой активности в режиме дальнего зрения, и относительно низкая адаптивность к продолжительному функционированию в режиме ближнего зрения; обостренное чувство цельного зрительного восприятия объектов в пространстве и относительно низкая способность к поэлементному анализу различных множеств, и особенно в режиме ближнего зрения; высокое чувство локализации объектов в режиме дальнего зрения и относительно низкая способность к продолжительному выполнению тонко координаторных зрительно-ручных процессов; относительно высокая способность к зрительно-образному (художественному) мышлению и относительно замедленный словесный (логико-вербальный) тип анализа; относительно высокая адаптивность к функционированию в природных условиях, в том числе фотоэкстремальных, и низкая адаптивность к продолжительному воздействию искусственной и особенно мелькающей освещенности (экраны телевизоров, люминесцентное освещение) и др.

Приведенные сведения указывают, что развитие и функционирование зрительного анализатора отражает глубокий филогенетический «настрой» его на естественную экологическую среду. В этих условиях значимость систематического сенсорного контакта с природой наиболее остро ощущается на том этапе развития детей, когда происходит формирование сенсорно-вегетативного и оптико-психогенного равновесия организма с внешней средой.

В свете изложенного проблема сенсорного синтеза организма с природой особенно остро встает на этапе НТР, когда наиболее характерной чертой микросреды обитания становятся закрытые помещения и ограниченные пространства. А то, что данную проблему можно успешно решать, показывает следующий пример. Канадцы на «Экспо-70» в Осаке поставили облицованные зеркалами стены не вертикально, а наклонно. Это позволило создать ситуацию, при которой в них отражалось небо, солнце и облака. Дом зрительно как бы растворялся и сливался с природой.

С позиции синтеза законов пространственно-перспективного зрения с теорией обучения представлены идеи одного из выдающихся мыслителей средневековья Т. Кампанеллы. «На внешних стенах храма и на завесах... изображены все звезды с обозначением при каждой из них в трех стихах ее сил и движений. На внутренней стороне стены первого круга изображены все математические фигуры... Величина их находится в соответствии с размерами стен, и каждая из них снабжена подходящей объяснительной надписью в одном стихе...». В беседах с А.В. Луначарским по поводу данной идеи Т. Кампанеллы В.И. Ленин подчеркнул: «Мне кажется, что это далеко не наивно, и с известными, изменениями могло бы быть нами усвоено и осуществлено теперь же». Близкая мысль заложена и в такое понятие, как детский сад. А является ли сегодняшний детский сад, в пределах которого наши дети проводят не только больший, но и главный период своего развития (имеется в виду биологическое время), садом для детей в полном смысле этого слова? Садом, в котором бы дети росли, развивались и познавали живые законы естественного мира? К сожалению, анализ архитектуры типового проекта детского сада, а также сложившихся программ воспитания и обучения детей приводит к выводу, что сегодняшний детский сад далек от того первоначального смысла, который когда-то в него вкладывался. Не случайно детский сад теперь стали называть комбинатом. Чем-то режимным, конвейерным веет от этого понятия. А «комбинатная» жизнь сменяется 10-летним периодом школьного обучения. И здесь, как писала «Правда» от 8 июля 1986 г., не время, проведенное в школе, а наоборот, время, проведенное вне ее, раскрывает в детях многие черты и способности, не проявленные в школьных буднях, — инициативность, ловкость, трудовую смекалку, наблюдательность, отвагу, пытливость.

Как показали наши исследования на Крайнем Севере, первопричиной угнетения процессов физического и функционального развития детей, в том числе формирования школьных форм патологии, стали не суровые природно-климатические факторы, а продолжительное пребывание детей в специфической микросреде обитания — закрытых помещениях и ограниченных пространствах.

Следовательно, образ жизни детей в условиях НТР и особенно процессы воспитания и обучения требуют значительного совершенствования в направлении приближения их к природосообразным установкам организма.

↑ 3. Развитие зрения у детей, проживающих в различных экологических регионах

К настоящему времени в литературе накопилась определенная информация о явном влиянии факторов внешней среды на формирование зрительной системы. В частности, М.Т. Михалева, анализируя состояние зрения учащихся 264 школ РСФСР, установила, что колебания удельного веса близорукости в различных географических зонах составили от 3,3 до 24,3%. Исследуя процесс формирования рефракции глаз в различных условиях урбанизации, А.А. Малиновский и В.М. Мещенко выявили, что в сельской местности удельный вес близорукости в 1,5—2 раза меньше, чем в городе. Ими обнаружена явная зависимость частоты встречаемости близорукости и от географической широты. В частности, в северных районах ее удельный вес достигал 32,3%, в южных 3,7—5,3%. К сожалению, приведенные сведения были получены на различной методической основе, поэтому отражают лишь те или иные тенденции. Специальное эпидемиологическое изучение распространенности различных видов рефракции глаз, в том числе и среди детского населения, проживающего в различных условиях внешней среды, на основе выборочного обследования репрезентативных групп населения было выполнено под руководством П.Г, Макарова. Данной работой подтверждена закономерность возрастания частоты возникновения аномалий развития рефракции глаз, в том числе и близорукости, в северных зонах. Следует также обратить особое внимание на то, что в северной зоне отмечался не просто количественный рост школьной близорукости, но и более быстрое ее прогрессирование. Б связи с этим распространенность близорукости высоких степеней среди учащихся, проживающих в северной зоне Красноярского края, была почти в 7 раз выше по сравнению с южной.

В отечественной литературе имеются единичные работы, целенаправленно освещающие особенности развития зрительной системы у детей и подростков в такой специфически напряженной среде, как Крайний Север. При этом все авторы подтверждают закономерность снижения остроты зрения и роста близорукости среди детей и подростков, проживающих в данном регионе. В частности, Е.М. Белостоцкая приводит сравнительные данные состояния остроты зрения и рефракции у 2262 учащихся Норильска и 1119 учащихся Ставропольского края. Автором выявлена значительно меньшая частота миопизации школьников Ставропольского края по сравнению с учащимися Крайнего Севера. Причем, по мере увеличения продолжительности проживания детей на Севере удельный вес пониженного зрения и близорукости существенно возрастал. Так, среди школьников, проживающих в Норильске 5 лет и более, близорукость достигала 32,2%, в то время как среди детей из Ставрополья — лишь 18,2%. К сожалению, сравниваемые группы детей и подростков существенно отличались по возрастно-половому составу. Например, в Норильске обследовались дети и подростки в возрасте 8—18 лет, а в Ставрополье — 12—18 лет. Учитывая же, что частота встречаемости близорукости среди учащихся прямо пропорциональна продолжительности их школьного обучения, при стандартизации возрастно-полового состава сравниваемых групп отмеченная разница еще увеличится.

Обследуя учащихся одной из средних школ такого крупного северного города, как Мурманск, Ю.З. Розенблюм установил, что удельный вес числа детей с пониженной остротой зрения без коррекции составил 45,6%, в том числе из-за близорукости — 38,6%. Необходимо заметить, что среди школьников, обследованных как Е.М. Белостоцкой, так и Ю.З. Розенблюмом, имеется значительное число детей, приехавших жить на Север из других (в том числе и южных) регионов нашей страны. Следовательно, истинный показатель близорукости среди родившихся и выросших на Крайнем Севере должен быть еще выше. Действительно, специальное обследование выпускников школ Норильска, родившихся и выросших в данном регионе, показало, что частота миопизации глаз среди них достигает 58,1%.

Приведенные выше данные отражают состояние зрения у детей и подростков так называемого пришлого населения Крайнего Севера. Сведения же о состоянии зрения у коренных народностей Севера еще более немногочисленны. Вместе с тем именно коренные народности являются наиболее адаптированными к естественной экологической среде Севера и наименее — к условиям НТР. Учитывая, что охота и оленеводство для них были главными источниками жизнеобеспечения, в которых зрительная система играла ведущую роль, имеются все основания полагать, что функциональные возможности их зрения должны быть высокими. Действительно, у коренного населения Крайнего Севера, проживающего в нативно-средовых условиях и занимающегося традиционными видами промыслов, выявляются высокие показатели функций зрения. Наиболее распространенными видами рефракций среди них были такие функционально соразмерные, как эмметропия и слабая гиперметропия. Близорукость как наиболее распространенная аномалия рефракции глаз среди населения, проживающего в условиях НТР, среди них встречалась редко.

Факт возрастания частоты возникновения аномалий развития рефракции глаз, в том числе и близорукости, среди молодых поколений эскимосов отмечают F. Young, F. Young, G. Leary, J. Grossvenor, R.W. Morgan, M. Munro, R.W. Morgan с соавторами и др. В частности, R.W, Morgan, R.W. Morgan, M. Munro установили, что у лиц молодого возраста (как правило, обучавшихся в учебных заведениях) близорукость наблюдалась в 8 раз чаще по сравнению с лицами старше 30 лет и не имеющими образования. Необходимо заметить, что рост частоты возникновения близорукости у коренных народностей Севера нельзя объяснить только адаптацией органа зрения к нагрузкам в условиях ближнего зрения. На это указывают, в частности, факты возрастания среди них и других аномалий развития органа зрения, в том числе врожденных.

Заметной работой последних лет, анализирующей состояние зрения у школьников коренного населения Севера, проживающих в небольших поселках Ямало-Ненецкого и Чукотского автономных округов, является исследование Ю.З. Розенблюма. По данным автора, удельный вес пониженного зрения среди учащихся Ямало-Ненецкого АО достигает 43%. К сожалению, автор не приводит показатели зрения у старшеклассников, среди которых близорукость встречается в несколько раз чаще по сравнению с учащимися начальных классов. Следует подчеркнуть также, что среди отмеченной группы учащихся такой показатель «разбалансировки» оптической системы глаза, как астигматизм, встретился в 2—2,5 раза чаще, чем у школьников пришлого населения
Севера.

Приведенные данные дают основание утверждать, что состояние зрения у молодого поколения коренного населения Крайнего Севера отражает реакцию не столько на воздействие суровых природных условий, сколько на процесс интенсивного приобщения их к образу жизни в условиях НТР, в том числе к сложившемуся «европейскому» типу обучения. Значительный рост среди них высоких степеней близорукости и астигматизма указывает, что в данном случае имеются глубокие процессы разбалансировки развития рефракции глаз.

↑ 4. Проблемы зрения на этапе научно-технической революции

Анализ состояния зрения коренного населения Крайнего Севера показал, насколько глубоко отразился на развитии зрительной системы процесс урбанизации и НТР, а также несбалансированный переход к «европейскому» режиму обучения. И это не случайно, так как в условиях НТР зрительный анализатор оказался как бы в эпицентре «информационного взрыва», переориентируясь из специфической свето-цветоносной сигнально-поисковой системы в пространстве в ведущий орган напряженного труда в режиме ближнего зрения. В настоящее время не только происходят интенсификация и ускорение обучения, но и появляются целые отрасли производства так называемого напряженного зрительного профиля (электронная, радио, часовая и др.).

Как отмечалось выше, своим развитием и функциональным совершенством зрительный анализатор обязан универсальному равновесию организма с природной средой. Здесь и высокая зрительно-поисковая активность в пространстве, и светоцветовая насыщенность среды, и разнообразие сенсорной информации, и т. д. Отличительной особенностью динамического стереотипа человека, в том числе и школьника, в условиях НТР является систематическое пребывание его в вынужденных статически напряженных состояниях (с концентрацией наибольших напряжений на органе зрения), а также продолжительное воздействие на него ограниченных пространств, бесцветного фона, информационной избыточности и других факторов. Анализируя функциональное состояние лиц, занятых тонкими работами и производственными процессами, требующими особого напряжения зрения, И. Краузе-Либшер отметил у многих из них наличие периодических болей во лбу и затылке, ночных болей в области сердца, состояние страха, бессонницы, обмороков, тошноты. Следует подчеркнуть, что наиболее выраженные функциональные нарушения отмечались у работников, находившихся при выполнении тех или иных точных операций в вынужденной неестественной позе. Именно рабочие этой группы чаще жаловались на боли в области лба и затылка, нарушение сна и приступы сердцебиений в ночное время. В дальнейшем у таких лиц часто возникал цервикальный синдром: боли в плече и предплечье, затруднения при поворотах головы. Постепенно развивался синдром сдавливания шейных сосудов с нарушением питания продолговатого мозга и ствола и нейроциркуляторной дистонией. Длительное напряжение шейных мышц способствовало сдавливанию пограничного симпатического ствола, а через него угнетению ретикулярной формации. В заключение автор приходит к выводу, что лица, занятые на тонких и точных операциях, должны находиться под специальным диспансерным
наблюдением.

Обследуя операторов-микроскопистов в возрасте 20—35 лет, Э.С. Аветисов с соавторами у 61% женщин выявили невротические реакции. Анализируя динамику функционального состояния работниц, труд которых относится к разряду работ высокой точности, Т.П. Тетерина и другие нашли, что выраженное зрительное утомление среди них начинало проявляться уже со второго часа. Кроме того, у многих из них наблюдался психогенный синдром, который характеризовался депрессивным состоянием, повышенной эмоциональной возбудимостью, вегетативной лабильностью и др. Причем частота и выраженность данных симптомов нарастала с возрастом.

В.Г. Абрамов и Т.Г. Путипцева вскрыли, что у художников-миниатюристов к концу рабочего дня бинокулярное зрение вдаль нарушалось в 47% случаев. В начале же рабочего дня у всех оно было в норме.

При обследовании лиц, занятых на напряженных зрительных работах, Ю.З. Розенблюм и его соавторы обнаружили, что в течение рабочего дня появлялись разнообразные астенопические жалобы. З.А. Желобова выявила в процессе выполнения напряженной зрительной работы снижение световой и цветовой чувствительности зрительного анализатора, критической частоты влияния световых мельканий, времени зрительно-моторной реакции. В аналогичных ситуациях И.В. Цапенко и Г.И, Бархаш диагностировали снижение временного порога устойчивости и скорости зрительного восприятия.

Значительные изменения в ЦНС и нервно-мышечном аппарате при зрительно-напряженных работах позволили В.Л. Веселовой отнести последние к категориям с ранним профессиональным старением, а Л.В. Донской с соавторами — к факторам, подлежащим обязательной регламентации и нормированию. Анализируя данную проблему, П. Рей отметил, что работы с напряженным зрительным режимом оказывают стрессирующее воздействие на весь организм.

В свете приведенных данных особую обеспокоенность должно вызвать то обстоятельство, что труд современного школьника приравнен к труду лиц, которые заняты на отмеченных выше напряженных зрительных работах. При этом если основная тяжесть указанных напряжений у взрослых приходится на период зрелости и наибольшей устойчивости систем организма, то у детей — на организм, находящийся на стадии интенсивного развития. К сожалению, анализ последствий такого труда на физическое, функциональное и психическое развитие детей почти не проводился. Обобщение же имеющихся данных указывает на то, что режим школьного обучения существенно отягощает физическое и функциональное развитие детей и подростков. В частности, И.А. Лаптева установила, что уже после 4 недель школьного обучения наступает существенная перестройка вегетативного статуса организма учащихся. Е.П. Коринская, исследуя динамику работоспособности учащихся 4-го класса, определила, что к концу недели существенно понижались такие показатели функционального состояния, как подвижность нервных процессов (до 16%), сила активного торможения (на 55%), качество работоспособности (на 100%), интенсивность работоспособности (на 58%) и т.д.

Т.С. Розанова, изучая годичную динамику работоспособности и вегетативных показателей у школьников с различной продолжительностью урока, обнаружила, что сокращение его только на 10 мин привело к тому, что на протяжении всего учебного года наблюдался более высокий уровень функциональных возможностей ЦНС и работоспособности. Не случайно еще в 70-х годах Г.Н. Сердюковская предлагала сократить традиционный 45-минутный урок. На то, что именно интенсивность зрительных нагрузок накладывает глубокий отпечаток на формирование рефракции глаз, в том числе и на возникновение близорукости у школьников, указывает работа Э.Н. Вильшанского и М.И. Рубинчик. Авторы приводят данные о развитии рефракции глаз у учащихся двух школ, в одной из которых занятия проходили по обычной программе, во-второй — с дополнительными нагрузками за счет занятий английским языком. При этом обнаружено, что к 4-му классу частота встречаемости близорукости в специализированной школе была в 2 раза выше. Причем если процесс миопизации детей в обычной школе начинался с 5-го класса, то в специализированной — с 3-го.

Приведенные данные со всей убедительностью указывают на необходимость совершенствования режимов и технологий учебно-познавательной деятельности с учетом естественных функциональных установок организма детей и подростков, и в первую очередь зрительной системы как ведущего инструмента такой деятельности.

---

Статья из книги: Зрение у детей. Проблемы развития | Базарный В.Ф.