Бинокулярное зрение и оптическая коррекция его нарушений

30 Июня в 16:28 1833 0


Подавляющее большинство животных, обладающих форменным зрением, имеют два глаза. Однако только у приматов оба глаза работают как согласованная система, формирующая единый зрительный образ видимого предмета.

Способность формировать такой образ из изображений, появляющихся в двух глазах, называется бинокулярным зрением. Наибольшего развития бинокулярное зрение достигло у человека. Одновременное видение двумя глазами имеет по крайне мере три преимущества перед восприятием одним глазом (монокулярное зрение):
1) расширяется поле зрения в стороны — одним глазом без поворота головы человек может охватить около 140° пространства, двумя глазами — около 180°.
2) благодаря двойному сигналу от каждого видимого предмета усиливается его образ в коре головного мозга; острота зрения при двух открытых глазах примерно на 40% выше, чем острота зрения каждого глаза в отдельности (при втором закрытом);
3) бинокулярное зрение позволяет оценивать глубину — относительную удаленность окружающих предметов.

Способность оценивать относительную удаленность видимых предметов называют стереоскопическим зрением, или стереопсисом. Она основана на том, что предметы, находящиеся на разном удалении от глаз, проецируются на разные точки сетчаток двух глаз.

Стереоскопическое зрение
Стереоскопическое зрение

Если зрительные линии обоих глаз нацелены на черный кружок, то его изображение попадает в центральные ямки. Изображения любого предмета, находящегося на том же расстоянии от глаз, что и кружок, попадают на обе сетчатки в точку, одинаково удаленную. от центра: например, светлый кружок, находящийся слева от черного, попадет в обоих глазах в точку сетчаток справа от центра. Этого не происходит с предметами, находящимися ближе или дальше от глаз, чем черный кружок: предмет, находящийся ближе него (на нашем рисунке светлый квадрат), проецируется на сетчатках по разные стороны от центра: на правом глазу вправо, а на левом — влево от него; изображение предмета, находящегося дальше черного кружка, смещается в противоположную сторону: на правом глазу он проецируется влево, а на левом — вправо от центра.

Такое смещение видимых предметов на сетчатке создает ощущение глубины пространства, т. е. относительной удаленности предметов.

Место в пространстве, куда направлены (где пересекаются) зрительные линии двух глаз, называется точкой бификсации. Иногда ее называют точкой фиксации. Окружность, проходящую через центры двух глаз и точку бификсации, представляющую собой геометрическое место точек, равно удаленных от глаз, называют гороптером. Точки на сетчатке, куда проецируются предметы, находящиеся на горонтере, называют соответствующими, или корреспондирующими. Точки же, в которые проецируются предметы, находящиеся вне гороптера, называют диспаратными.

Величина смещения диспаратной точки (иногда ее называют величиной диспарации) определяет ощущение глубины предмета. Его измеряют в дуговых величинах—градусах, минутах и секундах. Это смещение соответствует разности углов, которые образуют линии, проведенные из центров двух глаз на предмет в гороптере и вне его. В нашем примере — разность углов а и β. Чем больше разность (а—β), тем ближе расположен к наблюдателю предмет В по сравнению с А.

В таких дуговых (угловых) величинах измеряют чувствительность или остроту (точнее, порог) стереозрения: чем меньше величина диспарации, при которой предмет начинает казаться ближе или дальше фиксируемого, тем лучше острота стереозрения. В норме острота (порог) стереозрения колеблется от 20" до 40". Отметим, что порог различения глубины значительно ниже (острота стереозрения лучше), чем порог различения двух точек, ведь при остроте зрения 1,0 он равен 1'.

Бинокулярное, в том числе стереоскопическое, зрение — очень тонкая функция. Она обеспечивается двумя механизмами: согласованными движениями обоих глаз, поддерживающими постоянное направление зрительных линий на точку бификсации; слиянием изображений двух глаз в единый зрительный образ.

Бинокулярные движения двух глаз бывают двух типов: верзионные движения, представляющие собой согласованные повороты двух глаз на один и тот же угол; вергентные движения, при которых общее направление взора двух глаз (т. е. направление биссектрисы угла между зрительными линиями) остается прежним, а угол между зрительными линиями изменяется.



Очевидно, что верзионные движения необходимы при переносе взора с одного объекта на другой, находящийся на таком же удалении от глаз, а вергентные движения необходимы при переносе взора с дальнего на ближний объект и обратно.

Вергентные движения называют положительными, или конвергенцией, когда взор переводится с дальнего на ближний объект, и отрицательными, или дивергенцией,— с ближнего на дальний.

Вергентные движения измеряются в градусах — по углу, образуемому зрительными линиями. Когда взор направлен на очень далекие предметы, например звезды на небе, зрительные линии двух глаз параллельны, т. е. угол конвергенции равен нулю.

Конвергенция
Конвергенция:
а — взор направлен на очень далекий предмет; б — взор направлен на близкий предмет

При фиксации предмета, находящегося на конечном расстоянии, угол конвергенции тем больше, чем это расстояние меньше. Его можно определить по формуле:

K=arctg(а/d)

где К — угол конвергенции, °;
а — расстояние между центрами вращения глаз (обычно за него принимают расстояние между центрами зрачков, мм);
d — расстояние от глаз до фиксируемого предмета, мм.

Угол конвергенции иногда измеряют также в призменных диоптриях. Он соответствует силе призмы, которая так преломляет зрительную линию одного глаза, чтобы она стала параллельной зрительной лиши второго глаза. Так как 1 прдптр равна 34', т. е. около 0,5°, то число призменных диоптрий, выражающих угол конвергенции, примерно вдвое больше числа градусов.

Поскольку конвергенция служит для рассматривания ближних объектов, она тесно связана с аккомодацией. При этом на какое расстояние удалена от глаз точка, на которую глаза конвергируют, на такое же примерно расстояние происходит и аккомодация каждого глаза.

Так, при фиксации точки, удаленной на 1 м, угол конвергенции равен примерно 3,5° (arctg = 3,5°), а напряжение аккомодации 1,0 дптр; при фиксации точки, удаленной на 33 см, соответственно 10,3° и 3,0 дптр.

Хотя глаза непрерывно совершают оба вида движений, верзионные движения производятся значительно быстрее и точнее, чем вергентные.

Непрерывность слитного, одиночного видения предметов обеспечивается вторым механизмом бинокулярного зрения—слиянием изображений, поступающих в головной мозг от двух глаз, в единый образ. Это слияние носит название фузии.

Этот механизм обладает высокой прочностью. Если сигналы от двух глаз настолько сходны, что в мозге возникает образ одного предмета, то он сохраняется единым, даже если зрительная линия одного из глаз слегка отклоняется от объекта фиксации.

Фузия и вергентные движения тесно связаны. Если изменять направление зрительной линии одного из глаз, например с помощью призмы, то глаз повернется так, чтобы сохранить положение проекции рассматриваемого предмета на обеих центральных ямках, т. е. бификсацию. Величина, на которую можно повернуть зрительную линию кнутри (к носу) без нарушения фузии, называется положительным фузионным резервом, или резервом конвергенции, а на которую можно повернуть ее кнаружи (к виску),— отрицательным фузионным резервом, или резервом дивергенции.

В норме резерв конвергенции равен 20—25°, а резерв дивергенции — 3—5°.

Нарушения бинокулярного зрения чаще всего проявляются в виде косоглазия.

Косоглазие — это отклонение зрительной линии одного из глаз от совместной точки фиксации.

Если эта линия отклоняется на один и тот же угол при равных направлениях взора (т. е. верзионные движения сохранены), то косоглазие называется содружественным. Если отклонение в каком-то направлении взора уменьшается, увеличивается или исчезает (т. е. нарушены верзионные движения, что бывает связано с параличом одной или нескольких глазных мышц), то косоглазие называется паралитическим.

Ю.З. Розенблюм
Похожие статьи
показать еще
 
Офтальмология