Сотни дополнительных долларов, которые покупатели соглашаются платить за цветной телевизор, предпочитая его черно-белому, означают, что цветовые ощущения для нас достаточно важны. Сложный аппарат глаза и мозга может воспринимать различия в спектральном составе света, отражаемого от видимых предметов, и легко представить себе, какие преимущества давала эта способность нашим предкам. Одним из преимуществ, несомненно, было то, что она затрудняла маскировку другим животным: потенциальной добыче намного труднее слиться с окружающим фоном, если хищник может различать не только интенсивность света, но и цвет.

Столь же важным цвет может быть при поиске растительной пищи: обезьяна легко найдет ярко-красную ягоду, выделяющуюся среди зеленой листвы, и это даст животному несомненное преимущество, как, впрочем, и растению, поскольку семена проходят невредимыми через пищеварительный тракт обезьяны и рассеиваются на обширной площади. Для некоторых животных цвет важен при размножении; примерами служат ярко-красная окраска области промежности у макаков и изумительное оперение у самцов многих птиц.

Приведенные примеры показывают, что при смотрении на солнце, голубое небо или на листву можжевельника, глину и пр., освещенных светом солнца или неба, в глаз попадают излучения почти всех видимых воли. Каждое из этих излучений в отдельности бывает видно как имеющее вполне определенный цветовой тон, о чем уже говорилось выше; излучение с длиной волны в 660 mµ — красное, с длиной волны в 480 mµ — голубое и т. д. Глядя же на любой из приведенных выше цветных предметов, мы не видим каждую точку этих предметов многоцветной — одновременно и красной, и голубой, и желтой и т. д., соответственно всем монохроматическим лучам, посылаемым в глаз каждой точкой этих предметов. Да это и невозможно, поскольку невозможно одновременно в одной п той же точке пространства видеть несколько цветов. Между тем, очевидно, что биологическая целесообразность требовала того, чтобы человек видел и различал цветовые свойства окружающих его предметов.

 

Свет является естественным условием жизни на Земле, в том числе и развития человеческого организма, сохранения здоровья, обеспечения обучения, производительного труда, что связано с работой зрительного анализатора.

Новорожденные и дети первого года жизни нуждаются в высоком уровне освещенности в местах не только бодрствования, но и сна. Для малышей «ползунков» высокую освещенность необходимо создавать ближе к полу, т. е. там, где они играют. Для дошкольников светильники располагаются не только на потолке, но и на стенах ближе к полу.

Термины «свет» и «цвет» очень широко используются в различных разделах физики, где они обозначают некоторые виды электромагнитного излучения. Термином «свет» в современной физике чаще всего обозначают электромагнитное излучение в диапазоне от 400 до 700 нм (т. е. видимую часть спектра излучений), но нередко термин «свет» используется и для обозначения других участков спектра, невидимых глазом. Например: «Оптика — это раздел физики, занимающийся изучением природы света, законов его распространения и взаимодействия с веществом....

Для психофизиологии цветового зрения основное содержание понятия «цвет» заключается в его сенсорных качествах, которые мы будем рассматривать в этом разделе. Представление о цвете как об ощущении, как о сенсорном образе можно получить, если в течение некоторого времени (например, 1—3 с) световое излучение наблюдать через апертуру — маленькое отверстие в большом непрозрачном экране, или как «гансфельд» — засветку всей сетчатки однородным излучением через матовую сферическую поверхность из стекла или пластмассы.

Дифференциальное цветоразличение. Дифференциальная цветовая чувствительность определяется через несколько наиболее характерных функций. Основной функцией цветоразличения считается зависимость ?? (?), которая представляет собой непрерывную кривую при аргументе, меняющемся от 400 до 700 нм. На рис. 5.1 приводится классический образец такой функции, полученной Райтом и Питтом. Она имеет три пика наибольшей
чувствительности в областях 440—450 нм, 480—500 нм и 580— 600 нм. Между этими областями внутри спектра чувствительность несколько уменьшается, но самое резкое понижение чувствительности происходит на краях спектра, где пороги увеличиваются в 10—20 раз.

В первичной и вторичных проекционных зонах зрительной коры обезьяны выделены 4 типа нейронов, общим свойством которых является реакция только на узкополосные спектральные стимулы, а не на широкополосные сигналы любой формы. Цветовые нейроны с концентрическими рецептивными полями обнаруживают двойную цветовую оппонентность: например, реагируют по типу R+G- в центре рецептивного поля и по типу R-G+
на периферии (или, наоборот R-G+ в центре, а R+G- — на периферии) (рис. 3.4.2). Выделяются два типа оппонентных клеток — R/G и B/Y, но преобладают клетки R/G-типа. Максимальная активация таких клеток, как и аналогичных нейронов с двойл ной цветовой оппонентностью в сетчатке и НКТ, достигается при одновременном засвете центра и периферии рецептивного поля разными излучениями. Нейроны этого типа получают прямые входы от НКТ и представляют первый этап обработки информации о цвете в коре. Клетки с концентрическими цветооппонептными рецептивными полями локализуются преимущественно в IV слое.

Главным достижением XIX в. в исследовании цветового зрения явилась математическая модель смешения цветов, основанная на трехкомпонентной теории Юнга—Гельмгольца. Ее теоретическое значение состояло в установлении прямой связи между феноменами цветового смешения и тремя светочувствительными приемниками сетчатки, а практическое — в разработке системы спецификации цвета по спектральному составу излучения (Стандартный Наблюдатель МКО-31).

Человеческий глаз различает электромагнитные волны световой части (от 396 до 760 нм) по их длине.
Восприятие зрительным анализатором волн различной длины человек определяет, как различные цвета. Вся световая часть электромагнитных волн создает цветовую гамму с постепенным переходом от красного до фиолетового (цветовой спектр).
Спектр состоит из 7 основных цветов (красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового), но глаз различает промежуточные оттенки цвета, расположенные между основными цветами и полученные от смешения и вычитания цветов. Эмпирически установлено, что человек может различить до 150 000 цветовых тонов и оттенков.

Изучение природы цветового зрения представляет интерес со многих точек зрения. Прежде всего наша способность видеть цвета окружающего нас мира необычайно важна практически. Благодаря тому, что мы видим цвета предметов, мы оказываемся в состоянии лучше различать предметы. Цветовая фотография покрытого различными растениями поля дает возможность заметить больше разнообразия, чем фотография бесцветная, воспроизводящая все лишь в серых тонах. Как трудно было бы находить ягоды земляники в траве, если бы они не выделялись из окружающего зеленого фона своим красным цветом!

Обладание цветовым зрением есть проявление более высокой, более совершенной степени приспособления животного к познанию окружающего. Различая цвета, животному легче находить пищу и избегать опасностей.

 

Основной функцией зрительного анализатора человека является восприятие света, а также формы предметов окружающего мира и их положения в пространстве. Свет вызывает сложные изменения в сетчатке, обусловливающие так называемый зрительный акт.

Считается, что световое раздражение в первую очередь воспринимает родопсин (зрительный пурпур).

Трансформация световой энергии в сетчатке осуществляется в результате процессов жизнедеятельности фоторецепторов — палочек и колбочек, включающих в себя фотохимические реакции разрушения и восстановления родопсина в тесной связи с обменом веществ. Продукты химических превращений в фоторецепторах, а также возникающие при этом электрические потенциалы служат раздражающим фактором для других слоев сетчатки, где возникают импульсы возбуждения, несущие зрительную информацию к ЦНС. Возбуждение от палочек и колбочек передается на биполярные и ганглиозные клетки сетчатки. Непрерывный фотохимический процесс (синтез родопсина) невозможен без наличия витаминов А и В2, аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), никотинамида и др. При недостатке в организме этих веществ нарушаются такие зрительные функции, как светоощущение, адаптация, развивается гемералопия (куриная слепота). Однако процесс восприятия, как правило, не ограничивается зрением, но предполагает осязательные, вкусовые ощущения. Процессы зрительного восприятия, протекающие в глазу, являются неотъемлемой частью деятельности мозга. Они тесно связаны с мышлением.

Вследствие ограниченной скорости света (3x1010см/с) и определенной задержки нервных импульсов, поступающих в мозг, человек видит прошлое (исчезнувшее). За одну секунду световой луч успевает более 7 раз промчаться вокруг Земли.

Воспринимающая свет сетчатка в функциональном отношении может быть разделена на центральную (область пятна сетчатки) и периферическую (вся остальная поверхность сетчатки). Соответственно этому различают центральное и периферическое зрение. Кроме того, выделяют еще характер зрения (монокулярное, бинокулярное).

Наиболее совершенное зрительное восприятие возможно при условии, если изображение предмета падает на область пятна сетчатки, особенно его центральной ямки. Периферическая часть сетчатки этой способностью обладает в значительно меньшей степени. Чем дальше от центра к периферии сетчатки проецируется изображение предмета, тем менее оно отчетливо.

Центральный аппарат сетчатки (колбочки) обеспечивает дневное, фотопическое, зрение (острота зрения и цветоощущение), а периферический (палочки) — ночное (скогопическое), или сумеречное (мезопическое), зрение (светоощущение, темновая адаптация).

 

Определение состояния глазного дна (рис.228—230), т.е. суждение о норме и патологии сетчатки и зрительного нерва, а также собственно сосудистой оболочки, может быть осуществлено прежде всего путем определения зрительных функций. Наиболее простой и в то же время информативной в этом плане является острота зрения.