Viziunea umană a culorilor. Abateri ale vederii culorilor

Viziunea culorilor

Ochiul uman conține două tipuri celule fotosensibile(fotoreceptori): tije foarte sensibile și conuri mai puțin sensibile. Tijele funcționează în condiții de lumină relativ scăzută și sunt responsabile pentru mecanismul de vedere pe timp de noapte, dar oferă doar o percepție neutră a realității, limitată la participarea culorilor alb, gri și negru. Conurile funcționează la niveluri de lumină mai ridicate decât tijele. Ei sunt responsabili pentru mecanismul vederii în timpul zilei, trăsătură distinctivă care este capacitatea de a oferi viziunea culorilor.

La primate (inclusiv oameni), mutația a provocat apariția unui al treilea tip suplimentar de conuri - receptori de culoare. Acest lucru a fost cauzat de extinderea nișei ecologice a mamiferelor, trecerea unor specii la un stil de viață diurn, inclusiv în copaci. Mutația a fost cauzată de apariția unei copii modificate a genei responsabile de percepția regiunii medii, sensibile la verde, a spectrului. A oferit o mai bună recunoaștere a obiectelor „lumii zilei” - fructe, flori, frunze.

Spectrul solar vizibil

În retina umană există trei tipuri de conuri, a căror sensibilitate maximă apare în părțile roșii, verzi și albastre ale spectrului. Încă din anii 1970, s-a demonstrat că distribuția tipurilor de conuri în retină este neuniformă: conurile „albastre” se găsesc mai aproape de periferie, în timp ce conurile „roșii” și „verzi” sunt distribuite aleatoriu, ceea ce a fost confirmat mai mult. studii detaliate V începutul lui XXI secol. Corespondența tipurilor de conuri cu trei culori „primare” permite recunoașterea a mii de culori și nuanțe. Curbe de sensibilitate spectrală trei tipuri conurile se suprapun parțial, ceea ce contribuie la fenomenul de metamerism. Lumina foarte puternică excită toate cele 3 tipuri de receptori și, prin urmare, este percepută ca o radiație albă orbitoare (efect de metamerism). Stimularea uniformă a tuturor celor trei elemente, corespunzătoare mediei ponderate a luminii zilei, provoacă, de asemenea, senzația de culoare albă.

Lumina de diferite lungimi de undă stimulează diferit tipuri diferite conuri. De exemplu, lumina galben-verde stimulează în mod egal conurile L și M, dar stimulează mai puțin conurile S. Lumina roșie stimulează conurile de tip L mult mai mult decât conurile de tip M și nu stimulează deloc conurile de tip S; lumina verde-albastru stimulează mai mult receptorii de tip M decât cei de tip L, iar receptorii de tip S puțin mai mult; lumina cu această lungime de undă stimulează, de asemenea, cel mai puternic tijele. Lumina violetă stimulează aproape exclusiv conurile de tip S. Creierul percepe informații combinate de la diferiți receptori, care furnizează percepție diferită lumină cu lungimi de undă diferite. Genele care codifică proteine ​​opsina sensibile la lumină sunt responsabile pentru vederea culorilor la oameni și maimuțe. Potrivit susținătorilor teoriei celor trei componente, prezența a trei proteine ​​diferite care răspund la lungimi de undă diferite este suficientă pentru percepția culorii. Majoritatea mamiferelor au doar două dintre aceste gene, motiv pentru care au vedere în două culori. Dacă o persoană are două proteine ​​codificate de gene diferite care sunt prea asemănătoare sau una dintre proteine ​​nu este sintetizată, se dezvoltă daltonismul. N. N. Miklouho-Maclay a descoperit că papuanii din Noua Guinee, care trăiesc în plina jungle verde, nu au capacitatea de a distinge culoarea verde. Teoria cu trei componente a vederii culorilor a fost exprimată pentru prima dată în 1756 de M. V. Lomonosov, când a scris „despre cele trei aspecte ale fundului ochiului”. O sută de ani mai târziu, a fost dezvoltat de omul de știință german G. Helmholtz, care nu menționează celebra lucrare a lui Lomonosov „Despre originea luminii”, deși a fost publicată și rezumată în limba germană. În paralel, a existat o teorie adversară a culorii. de Ewald Hering. A fost dezvoltat de David H. Hubel și Torsten N. Wiesel. Ei au primit Premiul Nobel 1981 pentru descoperirea sa. Ei au sugerat că informația care intră în creier nu este despre culorile roșu (R), verde (G) și albastru (B) (teoria culorii Jung-Helmholtz). Creierul primește informații despre diferența de luminozitate - despre diferența de luminozitate alb (Y max) și negru (Y min), despre diferența dintre culorile verde și roșu (G - R), despre diferența dintre albastru și flori galbene(B - galben), iar culoarea galbenă (galben = R + G) este suma roșului și flori verzi, unde R, G și B sunt luminozitatea componentelor de culoare - roșu, R, verde, G și albastru, B. Avem un sistem de ecuații - K b&w = Y max - Y min; K gr = G - R; K brg = B - R - G, unde K b&w, K gr, K brg sunt funcții ale coeficienților de balans de alb pentru orice iluminare. În practică, acest lucru se exprimă prin faptul că oamenii percep la fel culoarea obiectelor sub diferite surse de lumină (adaptarea culorii). Teoria opoziției explică în general mai bine faptul că oamenii percep la fel culoarea obiectelor sub surse de lumină extrem de diferite (adaptarea culorii), inclusiv surse de lumină colorate diferite în aceeași scenă. Aceste două teorii nu sunt în întregime concordante una cu cealaltă. Dar, în ciuda acestui fapt, se presupune în continuare că teoria celor trei stimuli operează la nivel retinian, dar informația este procesată și se primesc date în creier care sunt deja în concordanță cu teoria adversarului.

Acesta este unul dintre funcții esențiale ochi, care este asigurat de conuri. Tijele nu sunt capabile să perceapă culorile.

Întregul spectru de culori care există în mediul înconjurător este format din 7 culori primare: roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet.

Orice culoare are următoarele caracteristici:

1) nuanța este principala calitate a culorii, care este determinată de lungimea de undă. Aceasta este ceea ce numim „roșu”, „verde”, etc.;

2) saturație - caracterizată prin prezența unui amestec de altă culoare în culoarea principală;

3) luminozitate - caracterizează gradul de apropiere a unei culori date de alb. Acesta este ceea ce numim „verde deschis”, „verde închis”, etc.

În total, ochiul uman este capabil să perceapă până la 13.000 de culori și nuanțele acestora.

Capacitatea ochiului de a vedea culoarea este explicată de teoria Lomonosov–Young–Helmholtz, conform căreia totul culori naturale iar nuanțele lor provin din amestecul a trei culori primare: roșu, verde și albastru. În conformitate cu aceasta, se presupune că există trei tipuri de conuri sensibile la culoare în ochi: sensibile la roșu (în în cea mai mare măsură sunt iritați de razele roșii, mai puțin de verde și chiar mai puțin de albastru), sensibili la verde (cel mai iritați de razele verzi, cel mai puțin de albastru) și sensibili la albastru (cel mai emoționați de razele albastre, cel mai puțin de roșu). Din excitația totală a acestor trei tipuri de conuri, apare senzația de o culoare sau alta.

Pe baza teoriei cu trei componente a vederii culorilor, persoanele care disting corect între cele trei culori primare (roșu, verde, albastru) sunt numiți tricromi normali.

Tulburările de vedere a culorilor pot fi congenitale sau dobândite. Afecțiunile congenitale (sunt întotdeauna bilaterale) afectează aproximativ 8% dintre bărbați și 0,5% dintre femei, care sunt în principal inductori și transmit tulburările congenitale pe linia masculină. Tulburările dobândite (pot fi fie unilaterale, fie bilaterale) apar în boli nervul optic, chiasma, fovea centrală a retinei.

Toate tulburările de vedere a culorilor sunt grupate în clasificarea Chris-Nagel-Rabkin, conform căreia disting:

1. monocromazie - vedere într-o singură culoare: xantopsie (galben), cloropsie (verde), eritropsie (roșu), cianopsie (albastru). Acesta din urmă apare adesea după extracția cataractei și este tranzitorie.

2. dicromazie - nepercepția completă a uneia dintre cele trei culori primare: protanopsie (percepția culorii roșii se pierde complet); deuteranopsie (pierderea completă a percepției culorii verzi, daltonism); tritanopsie (incapacitatea completă de a percepe lumina albastră).

3. tricromazie anormală - când nu există pierderi, ci doar percepția uneia dintre culorile primare este perturbată. În acest caz, pacientul distinge culoarea principală, dar este confuz cu privire la nuanțe: protanomalie - percepția culorii roșii este afectată; deuteranomalie – percepția verde este afectată; tritanomalie - percepția culorii albastre este afectată. Fiecare tip de tricromazie anormală este împărțit în trei grade: A, B, C. Gradul A este apropiat de dicromazie, gradul C este aproape de normal, iar gradul B ocupă o poziție intermediară.

4. acromazie - viziune în culori gri și negru.

Dintre toate tulburările de vedere a culorilor, tricromazia anormală este cea mai frecventă. Trebuie remarcat faptul că afectarea vederii culorilor nu este o contraindicație pentru serviciul militar, dar limitează alegerea serviciului militar.

Diagnosticul tulburărilor de vedere a culorilor se realizează folosind tabelele policromatice ale lui Rabkin. În ele, pe un fundal de cercuri de culori diferite, dar de aceeași luminozitate, sunt descrise numere și figuri care se disting cu ușurință prin tricromații normale și numere și figuri ascunse care se disting de pacienții cu unul sau altul tip de tulburare, dar nu se disting prin tricromi normali.

Pentru cercetare obiectivă vedere în culori, în special în practica expertă, se folosesc anomaloscoape.

Vederea culorilor se formează în paralel cu formarea acuității
vederii și apare în primele 2 luni de viață, iar mai întâi apare percepția părții cu undă lungă a spectrului (roșu), ulterior – părțile cu undă medie (galben-verde) și unde scurte (albastru). La 4-5 ani, vederea culorilor este deja dezvoltată și se îmbunătățește în continuare.

Există legi ale amestecării optice a culorilor care sunt utilizate pe scară largă în design: toate culorile, de la roșu la albastru, cu toate nuanțele de tranziție sunt plasate în așa-numitele. cercul lui Newton. Conform primei legi, dacă amesteci culori primare și secundare (acestea sunt culori care se află la capetele opuse ale roții cromatice a lui Newton), ai senzația de alb. Conform celei de-a doua legi, dacă amesteci două culori printr-una, se formează culoarea situată între ele.

Percepția culorilor, ca și acuitatea vizuală, este o funcție a aparatului conic al retinei.

Viziunea culorilor — este capacitatea ochiului de a percepe unde luminoase de diferite lungimi de undă, măsurate în nanometri.

Viziunea culorilor — aceasta este o abilitate sistemul vizual percepe diferite culori și nuanțele lor. Senzația de culoare apare în ochi atunci când fotoreceptorii retinei sunt expuși undelor electromagnetice în partea vizibilă a spectrului.

Întreaga varietate de senzații de culoare se formează prin schimbarea principalelor șapte culori ale spectrului - roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Expunerea ochiului la razele monocromatice individuale ale spectrului provoacă senzația uneia sau a altei culori cromatice. Ochiul uman percepe partea din spectru dintre raze cu o lungime de undă de la 383 la 770 nm. Razele de lumină cu lungime de undă mare provoacă senzația de roșu, în timp ce razele de lumină cu lungime de undă scurtă provoacă culori albastre și violete. Lungimile de undă între ele provoacă senzații de portocaliu, galben, verde și flori albastre.

Fiziologia și patologia percepției culorilor este explicată cel mai pe deplin de teoria cu trei componente a vederii culorilor Lomonosov-Jung-Helmholtz. Conform acestei teorii, în retina umană există trei tipuri de conuri, fiecare dintre ele percepând o culoare primară corespunzătoare. Fiecare dintre aceste tipuri de conuri conține diferiți pigmenți vizuali sensibili la culoare - unii pentru roșu, alții pentru verde și alții pentru albastru. Cu funcționarea deplină a tuturor celor trei componente, este asigurată viziunea normală a culorilor, numită normală tricromazie, și oamenii care o au — tricromatie.

Întreaga varietate de senzații vizuale poate fi împărțită în două grupuri:

• acromatic- percepția albului, negru, culorile gri, de la cel mai deschis la cel mai întunecat;
• cromatic- percepția tuturor tonurilor și nuanțelor spectrului de culori.

Culorile cromatice se disting prin nuanță, luminozitate sau luminozitate și saturație.

Nuanta de culoare — acesta este un semn al fiecărei culori care vă permite să atribuiți o anumită culoare unei anumite culori. Luminozitatea unei culori se caracterizează prin gradul de apropiere a acesteia culoare alba.

Saturația culorii — grad de diferență față de acromatic de aceeași luminozitate. Toată varietatea de nuanțe de culoare este obținută prin amestecarea doar a trei culori primare: roșu, verde, albastru.

Legile amestecării culorilor se aplică dacă ambii ochi sunt iritanți Culori diferite. În consecință, amestecarea culorilor binoculare nu este diferită de amestecarea culorilor monoculare, ceea ce indică rolul sistemului nervos central în acest proces.

Distinge dobândite și congenitale tulburări de vedere a culorilor. Tulburările congenitale depind de trei componente - această viziune se numește — dicromazie. Când se pierd două componente, se numește vederea — monocromazie.

Dobândite sunt rare: pentru boli ale nervului optic al retinei și ale sistemului nervos central.

Evaluarea percepției culorilor se realizează în conformitate cu clasificarea Chris-Nagel-Rabkin, care oferă:

• tricromazie normală- viziunea cromatică, în care toți acești receptori sunt dezvoltați și funcționează normal;
• tricromazie anormală- unul dintre cei trei receptori nu functioneaza corect. Se împarte în: protanomalie, caracterizată printr-o anomalie în dezvoltarea primului receptor (roșu); deuteranomalie, caracterizată printr-o anomalie în dezvoltarea celui de-al doilea receptor (verde); - tritanomalie, caracterizată printr-o anomalie în dezvoltarea celui de-al treilea receptor (albastru);
• dicromazie- vedere color, în care unul dintre cei trei receptori nu funcționează. Dicromazia se împarte în:

• protanopia- orbire predominant la culoarea rosie;
• deuteranopie- orbire predominant la culoarea verde;
• tritanopia- daltonism predominant albastru.

monocromazie sau acromazie — absență completă viziunea culorilor.

Tulburări mai semnificative ale vederii culorilor, numite parțiale daltonism, apar atunci când există o pierdere completă a percepției unei componente de culoare. Se crede că cei care suferă de această tulburare - dicromati- poate fi protanopi când apare roșu, deuteranopi- verde și tritanopi- componenta violeta.

Vezi funcții analizator vizualși metodele de cercetare a acestora

Saenko I. A.

1. Manualul asistentei medicale pentru îngrijire/N. I. Belova, B. A. Berenbein, D. A. Velikoretsky și alții; Ed. N. R. Paleeva. - M.: Medicină, 1989.
2. Ruban E. D., Gainutdinov I. K. Nursing în oftalmologie. - Rostov n/d: Phoenix, 2008.

Viziunea culorilor

Fenomenologia percepției culorilor este descrisă de legile vederii culorilor derivate din rezultatele experimentelor psihofizice. Pe baza acestor legi, mai multe teorii ale vederii culorilor au fost dezvoltate pe o perioadă de peste 100 de ani. Abia în ultimii 25 de ani a devenit posibilă testarea directă a acestor teorii folosind metode electrofiziologice prin înregistrarea activității electrice a receptorilor individuali și a neuronilor din sistemul vizual.

Fenomenologia percepției culorilor

Tonurile de culoare formează un continuum „natural”. Cantitativ, poate fi descris ca o roată de culori, pe care este dată o secvență de tipuri: roșu, galben, verde, cyan, violet și din nou roșu. Nuanța și saturația împreună determină croma sau nivelul de culoare. Saturația este determinată de cantitatea de alb sau negru dintr-o culoare. De exemplu, dacă roșu pur este amestecat cu alb, obțineți o nuanță roz. Orice culoare poate fi reprezentată printr-un punct dintr-un „corp de culoare” tridimensional. Unul dintre primele exemple de „corp de culoare” este sfera de culoare a artistului german F. Runge (1810). Fiecare culoare aici corespunde unei anumite zone situate la suprafata sau in interiorul sferei. Această reprezentare poate fi folosită pentru a descrie următoarele cele mai importante legi calitative ale percepției culorilor.

1.

2.

3.

Sistemele de culoare metrice moderne descriu percepția culorii pe baza a trei variabile - nuanță, saturație și luminozitate. Acest lucru se face pentru a explica legile deplasării culorii, pe care le vom discuta mai jos, și pentru a determina niveluri de percepție identică a culorilor. În sistemele metrice tridimensionale, un corp de culoare nesferic este format dintr-o sferă de culoare obișnuită prin deformarea sa. Scopul creării unor astfel de sisteme metrice de culoare (în Germania este folosit sistemul de culoare DIN dezvoltat de Richter) nu este o explicație fiziologică a vederii culorilor, ci mai degrabă o descriere fără ambiguitate a caracteristicilor percepției culorilor. Cu toate acestea, atunci când este exhaustiv teoria fiziologică viziunea culorilor (nu există încă o astfel de teorie), trebuie să fie capabilă să explice structura spațiului de culoare.

Teorii ale vederii culorilor

Teoria tricomponentă a vederii culorilor

Viziunea culorilor se bazează pe trei independente procese fiziologice. Teoria cu trei componente a vederii culorilor (Jung, Maxwell, Helmholtz) postulează prezența a trei tipuri variate conuri, care acționează ca receptori independenți dacă iluminarea este la un nivel fotopic.

Combinațiile de semnale primite de la receptori sunt procesate în sistemele neuronale ah percepția de luminozitate și culoare. Corectitudinea acestei teorii este confirmată de legile amestecării culorilor, precum și de mulți factori psihofiziologici. De exemplu, la limita inferioară a sensibilității fotopice, doar trei componente pot diferi în spectru - roșu, verde și albastru.

Teoria oponentului culorii

Dacă un inel verde strălucitor înconjoară un cerc gri, atunci acesta din urmă, ca urmare a contrastului simultan de culoare, capătă o culoare roșie. Fenomenele de contrast de culoare simultan și de contrast de culoare secvenţial au servit drept bază pentru teoria culorilor adversare, propusă în secolul al XIX-lea. Goering. Hering a propus că există patru culori primare - roșu, galben, verde și albastru - și că acestea erau cuplate în perechi prin două mecanisme antagoniste - mecanismul verde-roșu și mecanismul galben-albastru. Un al treilea mecanism oponent a fost, de asemenea, postulat pentru culorile complementare acromatice de alb și negru. Datorită naturii polare a percepției acestor culori, Hering a numit aceste perechi de culori „culori adverse”. Din teoria sa rezultă că nu pot exista culori precum „roșu-verzui” și „galben-albăstrui”.

Teoria zonei

Tulburări de vedere a culorilor

Variat modificări patologice, perturbarea percepției culorilor poate apărea la nivelul pigmenților vizuali, la nivelul prelucrării semnalului în fotoreceptori sau în părțile înalte ale sistemului vizual, precum și în aparatul dioptric al ochiului însuși. Următoarele descriu tulburările de vedere a culorilor care sunt congenitale și afectează aproape întotdeauna ambii ochi. Cazurile de afectare a vederii culorilor la un singur ochi sunt extrem de rare. În acest din urmă caz, pacientul are posibilitatea de a descrie fenomenele subiective de afectare a vederii culorilor, deoarece își poate compara senzațiile obținute cu ajutorul ochiului drept și al ochiului stâng.

Anomalii ale vederii culorilor

Anomaliile sunt de obicei numite anumite tulburări minore în percepția culorilor. Ele sunt moștenite ca o trăsătură recesivă legată de cromozomul X. Indivizii cu o anomalie de culoare sunt toți tricromi, adică. Ei, ca și oamenii cu vedere normală a culorilor, trebuie să folosească trei culori primare pentru a descrie pe deplin culoarea vizibilă. Cu toate acestea, anomaliile sunt mai puțin capabile să distingă unele culori decât tricromații cu vedere normală și folosesc proporții diferite de roșu și verde în testele de potrivire a culorilor. Testarea cu un anomaloscop arată că dacă în amestecul de culori există mai mult roșu decât în ​​mod normal, iar în cazul deuteranomaliei există mai mult verde în amestec decât este necesar. ÎN în cazuri rare tritanomalie, activitatea canalului galben-albastru este perturbată.

Dicromati

Diferite forme de dicromatopsie sunt, de asemenea, moștenite ca trăsături recesive legate de X. Dicromații pot descrie toate culorile pe care le văd folosind doar două culori pure. Atât protanopii, cât și deuteranopii au funcționare afectată a canalului roșu-verde. Protanopii confundă roșu cu negru, gri închis, maro și, în unele cazuri, ca deuteranopii, cu verde. Parte specifică spectrul li se pare acromatic. Pentru protanope această regiune este între 480 și 495 nm, pentru deuteranope între 495 și 500 nm. Tritanopii rar întâlniți confundă galbenul și albastrul. Capătul albastru-violet al spectrului le pare acromatic - ca o tranziție de la gri la negru. Regiunea spectrală între 565 și 575 nm a tritanopelor este, de asemenea, percepută ca acromatică.

Daltonism complet

Mai puțin de 0,01% dintre toți oamenii sunt complet orbi de culoare. Ei văd monocromi lumea ca un film alb-negru, i.e. se disting doar nuante de gri. Astfel de monocromi prezintă de obicei o adaptare defectuoasă la lumină la niveluri de iluminare fotopică. Deoarece ochii monocromaților sunt ușor orbiți, ei întâmpină dificultăți în a distinge formele în lumina zilei, ceea ce provoacă fotofobie. De aceea poartă cele închise la culoare Ochelari de soare chiar și în lumina normală a zilei. În retina monocromaţilor cu examen histologic de obicei nu se găsesc anomalii. Se crede că conurile lor conțin rodopsina în loc de pigment vizual.

Tulburări ale aparatului tijei

Diagnosticul tulburărilor de vedere a culorilor

Din moment ce există întreaga linie Profesiile care necesită o vedere normală a culorilor (de exemplu, șoferi, piloți, mașiniști, designeri de modă), tuturor copiilor ar trebui să li se testeze vederea cromatică pentru ca ulterior să țină cont de prezența anomaliilor la alegerea unei profesii. Într-una din teste simple Sunt folosite tabele Ishihara „pseudo-izocromatice”. Aceste tabele contin pete de diferite marimi si culori, dispuse astfel incat sa formeze litere, semne sau cifre. Petele de culori diferite au același nivel de luminozitate. Persoanele cu vedere afectată a culorilor nu pot vedea unele simboluri (acest lucru depinde de culoarea petelor din care sunt formate). Folosind diverse opțiuni Tabelele Ishihara, tulburările de vedere a culorilor pot fi detectate destul de sigur. Diagnostic precis posibil folosind teste de amestecare a culorilor.

Literatură:
1. J. Dudel, M. Zimmerman, R. Schmidt, O. Grüsser et al. Fiziologia umană, volumul 2, traducere din engleză, „World”, 1985
2. Ch. Ed. B.V. Petrovsky. Popular enciclopedie medicală, art. „Viziune”, „Viziunea culorilor”,” Enciclopedia Sovietică”, 1988
3. V. G.

Viziunea culorilor

Eliseev, Yu. I. Afanasyev, N. A. Yurina. Histologie, „Medicina”, 1983

Senzație vizuală- percepția individuală a unui stimul vizual care apare atunci când razele de lumină directe și reflectate de obiecte ating un anumit prag de intensitate. Un obiect vizual real situat în câmpul vizual evocă un complex de senzații, a căror integrare formează percepția obiectului.

Percepția stimulilor vizuali. Percepția luminii se realizează cu participarea fotoreceptorilor sau a celulelor neurosenzoriale, care aparțin receptorilor senzoriali secundari. Aceasta înseamnă că sunt celule specializate care transmit informații despre cuante de lumină către neuronii retiniani, inclusiv neuronii bipolari mai întâi, apoi către celulele ganglionare, ai căror axoni alcătuiesc fibrele nervului optic; informaţia pătrunde apoi în neuronii subcorticali (talamus şi coliculul anterior) şi centrii corticali(câmpul de proiecție primar 17, câmpurile de proiecție secundare 18 și 19) ale vederii. În plus, celulele orizontale și amacrine participă și la procesele de transmitere și procesare a informațiilor în retină. Toți neuronii retinieni formează aparatul nervos al ochiului, care nu numai că transmite informații către centrii vizuali ai creierului, ci participă și la analiza și procesarea acestuia. Prin urmare, retina este numită partea a creierului situată la periferie.

Acum mai bine de 100 de ani, pe baza caracteristici morfologice Max Schultze a împărțit fotoreceptorii în două tipuri - tije (celule lungi și subțiri cu un segment exterior cilindric și un segment interior egal în diametru) și conuri (cu mai scurte și mai groase). segment intern). El a atras atenția asupra faptului că animalele nocturne ( băţ, bufniță, cârtiță, pisică, arici) au predominat în retină, iar conurile au predominat la animalele diurne (porumbei, găini, șopârle). Pe baza acestor date, Schultze a propus o teorie a vederii duale, conform căreia tijele asigură viziunea scotopică, sau viziunea la niveluri scăzute de lumină, iar conurile oferă viziune fotopică și funcționează în lumină mai puternică. De remarcat, însă, că pisicile văd perfect ziua, iar aricii ținuți în captivitate se adaptează cu ușurință unui stil de viață diurn; Șerpii, a căror retină conține în principal conuri, sunt bine orientați în amurg.

Caracteristici morfologice ale tijelor și conurilor. În retina umană, fiecare ochi conține aproximativ 110-123 de milioane de bastonașe și aproximativ 6-7 milioane de conuri, adică. 130 de milioane de fotoreceptori. În zonă pată maculară Există în principal conuri, iar la periferie există tije.

Construcția imaginii. Ochiul are mai multe medii de refracție: corneea, lichidul din camerele anterioare și posterioare ale ochiului, cristalinul și vitros. Construcția imaginiiîntr-un astfel de sistem este foarte dificil, deoarece fiecare mediu de refracție are propria sa rază de curbură și indice de refracție. Calcule speciale au arătat că este posibil să se utilizeze un model simplificat - ochi redusși să presupunem că există o singură suprafață de refracție - corneea și una punct nodal(raza va zbura prin ea fără refracție), situată la o distanță de 17 mm în fața retinei (Fig. 60).

Orez. 60. Localizarea punctului nodal Fig. 61. Construcția imaginii și focalizarea din spate a ochiului.

Pentru a construi o imagine a unui obiect AB Din fiecare punct se iau două raze care îl limitează: o rază trece prin focar după refracție, iar a doua trece fără refracție prin punctul nodal (Fig. 61). Convergența acestor raze oferă o imagine a punctelor AȘi B- puncte A1Și B2 si in consecinta subiectul A1B1. Imaginea este reală, inversă și redusă. Cunoașterea distanței de la obiect la ochi OD, dimensiunile obiectelor AB iar distanța de la punctul nodal la retină (17 mm), se poate calcula dimensiunea imaginii. Pentru a face acest lucru, din asemănarea triunghiurilor AOBși L1B1O1 egalitatea relațiilor este afișată:

Puterea de refracție a ochiului este exprimată în dioptrii. O lentilă cu o distanță focală de 1 m are o putere de refracție de o dioptrie Pentru a determina puterea de refracție a unei lentile în dioptrii, unitatea trebuie împărțită la distanța focală în centre. Concentrează-te- acesta este punctul de convergență după refracția razelor incidente paralel cu lentila. Distanta focala numiți distanța de la centrul lentilei (pentru ochi de la punctul nodal) ho focus.

Ochiul uman este setat să examineze obiecte îndepărtate: razele paralele care vin dintr-un punct luminos foarte îndepărtat converg spre retină și, prin urmare, accentul este pus pe ea. Prin urmare distanța DE de la retină până la punctul nodal DESPRE este distanța focală pentru ochi. Dacă o luăm egală cu 17 mm, atunci puterea de refracție a ochiului va fi egală cu:

Viziunea culorilor. Majoritatea oamenilor sunt capabili să distingă între culorile primare și numeroasele lor nuanțe. Acest lucru se explică prin efectul asupra fotoreceptorilor al oscilațiilor electromagnetice de diferite lungimi de undă, inclusiv cele care dau senzația de violet (397-424 nm), albastru (435 nm), verde (546 nm), galben (589 nm) și roșu (671). - 700 nm). Astăzi, nimeni nu se îndoiește că, pentru vederea umană normală a culorii, orice ton de culoare poate fi obținut prin amestecarea aditivă a 3 tonuri de culoare primară - roșu (700 nm), verde (546 nm) și albastru (435 nm). Culoarea albă produce un amestec de raze de toate culorile, fie un amestec de trei culori primare (roșu, verde și albastru), fie prin amestecarea a două așa-numite culori complementare pereche: roșu și albastru, galben și albastru.

Razele de lumină cu o lungime de undă de la 0,4 la 0,8 microni, provocând excitație în conurile retinei, provoacă senzația de culoare a unui obiect. Senzația de culoare roșie apare atunci când este expus la razele cu cea mai mare lungime de undă, violet - cu cea mai scurtă.

Există trei tipuri de conuri în retină care răspund diferit la roșu, verde și Violet. Unele conuri răspund în primul rând la roșu, altele la verde și altele la violet. Aceste trei culori au fost numite primare. Înregistrarea potențialelor de acțiune din celulele ganglionare ale retinei unice a arătat că atunci când ochiul este iluminat de raze de diferite lungimi de undă, excitația în unele celule - dominatori- apare sub acțiunea oricărei culori, în altele - modulatori- doar la o anumită lungime de undă. În acest caz, au fost identificați 7 modulatori diferiți care au răspuns la lungimi de undă de la 0,4 la 0,6 μm.

Prin amestecarea optică a culorilor primare, pot fi obținute toate celelalte culori ale spectrului și toate nuanțele. Uneori există tulburări în percepția culorilor, din cauza cărora o persoană nu poate distinge anumite culori. Această abatere se observă la 8% dintre bărbați și 0,5% dintre femei. Este posibil ca o persoană să nu poată distinge una, două sau, în cazuri mai rare, toate cele trei culori primare, astfel încât toate mediu inconjurator percepute în nuanțe de gri.

Adaptare. Sensibilitatea fotoreceptorilor retinieni la actiunea stimulilor luminosi este extrem de mare. O tijă retiniană poate fi excitată prin acțiunea a 1-2 cuante de lumină. Sensibilitatea se poate modifica odată cu schimbarea condițiilor de iluminare. În întuneric crește, iar la lumină scade.

Adaptare întunecată, adică O creștere semnificativă a sensibilității ochilor este observată atunci când treceți dintr-o cameră luminoasă într-una întunecată. În primele zece minute de a fi în întuneric, sensibilitatea ochiului la lumină crește de zeci de ori, iar apoi în decurs de o oră - de zeci de mii de ori. In nucleu adaptare întunecată Există două procese principale - restaurarea pigmenților vizuali și creșterea zonei câmpului receptiv. La început, pigmenții vizuali ai conurilor sunt restabiliți, ceea ce, totuși, nu duce la modificări mari ale sensibilității ochiului, deoarece sensibilitatea absolută a aparatului conului este mică. Până la sfârșitul primei ore de întuneric, rodopsina este restabilită, ceea ce crește sensibilitatea tijelor la lumină de 100.000-200.000 de ori (și, prin urmare, crește Vedere periferică). În plus, în întuneric, din cauza slăbirii sau înlăturării inhibării laterale (neuronii centrilor de vedere subcortical și corticali participă la acest proces), zona centrului excitator al câmpului receptiv al celulei ganglionare crește semnificativ. (în același timp, crește convergența fotoreceptorilor pe neuronii bipolari, iar neuronii bipolari - pe celulă ganglionară). Ca urmare a acestor evenimente, datorită însumării spațiale la periferia retinei sensibilitate la lumină pe întuneric crește, dar în același timp scade acuitatea vizuală. Activarea sistemului nervos simpatic și creșterea producției de catecolamine cresc rata de adaptare la întuneric.

Experimentele au arătat că adaptarea depinde de influențele care vin din sistemul nervos central. Astfel, iluminarea unui ochi determină o scădere a sensibilității la lumină a celui de-al doilea ochi, care nu a fost expus la iluminare.

viziunea culorilor și metodele de determinare a acesteia

Se presupune că impulsurile care vin din sistemul nervos central provoacă o modificare a numărului de celule orizontale funcționale. Pe măsură ce numărul lor crește, numărul de fotoreceptori conectați la o celulă ganglionară crește, adică crește câmpul receptiv. Aceasta asigură o reacție la o intensitate mai mică a stimulării luminii. Pe măsură ce iluminarea crește, numărul de celule orizontale excitate scade, ceea ce este însoțit de o scădere a sensibilității.

La trecerea de la întuneric la lumină, apare orbirea temporară, apoi sensibilitatea ochiului scade treptat, adică. are loc adaptarea la lumină. Este asociată în principal cu o scădere a zonei câmpurilor receptive ale retinei.

Biofizica vederii culorilor MĂSURARE CULORII ȘI CULORII Diverse fenomene ale vederii culorilor arată în mod deosebit de clar că percepția vizuală depinde nu numai de tipul de stimuli și de activitatea receptorilor, ci și de natura procesării semnalului în sistem nervos. Diferite părți ale spectrului vizibil ni se par colorate diferit și există o schimbare continuă a senzațiilor pe măsură ce trecem de la violet și albastru la verde și galben la roșu. În același timp, putem percepe culori care nu sunt în spectru, de exemplu, tonul violet care se obține prin amestecarea culorilor roșu și albastru. Complet diferit condiţiile fizice stimularea vizuală poate duce la percepția identică a culorii. De exemplu, galbenul monocromatic nu poate fi distins de un anumit amestec de verde pur și roșu pur. Fenomenologia percepției culorilor este descrisă de legile vederii culorilor derivate din rezultatele experimentelor psihofizice. Pe baza acestor legi, mai multe teorii ale vederii culorilor au fost dezvoltate pe o perioadă de peste 100 de ani. Abia în ultimii 25 de ani a devenit posibilă testarea directă a acestor teorii folosind electrofiziologie - prin înregistrarea activității electrice a receptorilor și neuronilor unici din sistemul vizual. Fenomenologia percepției culorilor Lumea vizuală a unei persoane cu vedere normală a culorilor este extrem de bogată în nuanțe de culoare. O persoană poate distinge aproximativ 7 milioane de nuanțe diferite de culoare. Comparați - există și aproximativ 7 milioane de conuri în retină. Cu toate acestea, un monitor bun poate afișa aproximativ 17 milioane de culori (mai precis, 16’777’216). Întregul set poate fi împărțit în două clase - nuanțe cromatice și acromatice. Nuanțele acromatice formează o secvență naturală de la cel mai strălucitor alb la cel mai profund negru, care corespunde senzației de negru în fenomenul de contrast simultan (o figură gri pe fundal alb apare mai întunecată decât aceeași figură pe una întunecată). Nuanțele cromatice sunt asociate cu culoarea suprafeței obiectelor și se caracterizează prin trei calități fenomenologice: nuanța, saturația și luminozitatea. În cazul stimulilor de lumină luminoasă (de exemplu, o sursă de lumină colorată), atributul „luminozitate” este înlocuit cu atributul „iluminare” (luminozitate). Stimuli de lumină monocromatică cu aceeași energie, dar lungimi de undă diferite provoacă senzații diferite de luminozitate. Curbele de luminanță spectrală (sau curbele de sensibilitate spectrală) atât pentru viziunea fotopică, cât și pentru cea scotopică sunt construite pe baza măsurători sistematice energie emisă care este necesară pentru ca stimulii de lumină de diferite lungimi de undă (stimuli monocromatici) să producă senzații subiective egale de luminozitate. Tonurile de culoare formează un continuum „natural”. Cantitativ, poate fi descris ca o roată de culori, pe care este dată o secvență de tipuri: roșu, galben, verde, cyan, violet și din nou roșu. Nuanța și saturația împreună determină croma sau nivelul de culoare. Saturația este determinată de cantitatea de alb sau negru dintr-o culoare. De exemplu, dacă roșu pur este amestecat cu alb, obțineți o nuanță roz. Orice culoare poate fi reprezentată printr-un punct dintr-un „corp de culoare” tridimensional. Unul dintre primele exemple de „corp de culoare” este sfera de culoare a artistului german F. Runge (1810). Fiecare culoare aici corespunde unei anumite zone situate la suprafata sau in interiorul sferei. Această reprezentare poate fi folosită pentru a descrie următoarele cele mai importante legi calitative ale percepției culorilor. Culorile percepute formează un continuum; cu alte cuvinte, culori similare se transformă una în alta fără probleme, fără sărituri. Fiecare punct din solidul de culoare poate fi definit cu precizie de trei variabile. Structura corpului de culoare are puncte polare - culori complementare precum alb-negru, verde și roșu, albastru și galben, situate pe părțile opuse ale sferei. Sistemele de culoare metrice moderne descriu percepția culorii pe baza a trei variabile - nuanță, saturație și luminozitate. Acest lucru se face pentru a explica legile deplasării culorii, pe care le vom discuta mai jos, și pentru a determina niveluri de percepție identică a culorilor. În sistemele metrice tridimensionale, un corp de culoare nesferic este format dintr-o sferă de culoare obișnuită prin deformarea sa. Scopul creării unor astfel de sisteme metrice de culoare (în Germania este folosit sistemul de culoare DIN dezvoltat de Richter) nu este o explicație fiziologică a vederii culorilor, ci mai degrabă o descriere fără ambiguitate a caracteristicilor percepției culorilor. Cu toate acestea, atunci când este prezentată o teorie fiziologică cuprinzătoare a vederii culorilor (nu există încă o astfel de teorie), aceasta trebuie să fie capabilă să explice structura spațiului de culoare. Amestecarea culorilor Amestecarea aditivă a culorilor are loc atunci când razele de lumină de lungimi de undă diferite cad în același punct de pe retină. De exemplu, într-un anomaloscop, un instrument folosit pentru a diagnostica tulburările de vedere a culorilor, un stimul luminos (de exemplu, galben pur cu o lungime de undă de 589 nm) este proiectat pe o jumătate a cercului, în timp ce un amestec de culori (de exemplu, roșu pur cu o lungime de undă de 671 nm și verde pur cu o lungime de undă de 546 nm) - până la cealaltă jumătate. Un amestec spectral aditiv care dă o senzație identică cu o culoare pură poate fi găsit din următoarea „ecuație de amestecare a culorilor”: a (roșu, 671) + b (verde, 546) c (galben, 589)(1) Simbolul înseamnă echivalența senzației și nu are semnificație matematică, a, b și c sunt coeficienți de iluminare. Pentru o persoană cu vedere normală a culorii, coeficientul pentru componenta roșie trebuie luat aproximativ egal cu 40, iar pentru componenta verde - aproximativ 33 de unități relative (dacă iluminarea pentru componenta galbenă este luată ca 100 de unități). Dacă luați doi stimuli de lumină monocromatică, unul în intervalul de la 430 la 555 nm și celălalt de la 492 la 660 nm și îi amestecați suplimentar, tonul de culoare al amestecului de culori rezultat va fi fie alb, fie se va potrivi cu o culoare pură cu un lungimea de undă dintre lungimile de undă ale culorilor care se amestecă. Cu toate acestea, dacă lungimea de undă a unuia dintre stimulii monocromatici depășește 660 nm, iar celălalt nu atinge 430 nm, atunci se obțin tonuri de culoare violet, care nu sunt prezente în spectru. Culoare alba. Pentru fiecare ton de culoare paletă de culori Există un alt ton de culoare care, atunci când este amestecat, dă alb. Constantele (coeficienții de ponderare a și b) ale ecuației de amestecare a(F1 ) + b (F2 )K (alb) (2) depinde de definiția „albului”.

Culoare și viziune

Orice pereche de tonuri de culoare F1, F2 care satisface ecuația (2) se numește culori complementare.

Amestecare subtractivă a culorilor. Diferă de amestecarea aditivă a culorilor prin faptul că este un proces pur fizic. Dacă lumina albă este trecută prin două filtre cu lățime de bandă largă - mai întâi galben și apoi albastru - amestecul subtractiv rezultat va fi verde, deoarece numai lumina verde poate trece prin ambele filtre. Artistul, atunci când amestecă vopsele, produce amestecarea subtractivă a culorilor, deoarece granulele individuale de vopsea acționează ca filtre de culoare cu lățime de bandă largă.

TRICHROMATICITATE

Pentru vederea normală a culorii, orice ton de culoare dat (F4) poate fi obținut prin amestecarea aditivă a trei tonuri de culoare specifice F1-F3. Este descrisă această condiție necesară și suficientă următoarea ecuație percepția culorii:

a(F1 ) + b (F2 ) + c (F3 ) d (F4 } (3)

Conform convenției internaționale, culorile pure cu lungimi de undă de 700 nm (roșu), 546 nm (verde) și 435 nm (albastru) sunt selectate ca culori primare (principale) F1, F2, F3, care pot fi utilizate pentru a construi culori moderne. sisteme). Pentru a obține alb din amestecarea aditivă, greutățile acestor culori primare (a, b și c) trebuie să fie legate prin următoarea relație:

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

Rezultatele experimentelor fiziologice privind percepția culorilor, descrise prin ecuațiile (1) - (4), pot fi prezentate sub forma unei diagrame de cromaticitate („triunghiul culorilor”), care este prea complexă pentru a fi descrisă în această lucrare. Această diagramă diferă de reprezentarea tridimensională a culorilor prin faptul că lipsește un parametru - „luminozitate”. Conform acestei diagrame, atunci când două culori sunt amestecate, culoarea rezultată se află pe linia dreaptă care leagă cele două culori originale. Pentru a găsi perechi de culori complementare folosind această diagramă, trebuie să trasați o linie dreaptă prin „punctul alb”.

Culorile utilizate în televiziunea color sunt obținute prin amestecarea aditivă a trei culori alese într-un mod similar cu ecuația (3).

TEORII ALE VIZIUNII CULORII

Teoria tricomponentă a vederii culorilor

Din ecuația (3) și diagrama de cromaticitate rezultă că viziunea culorilor se bazează pe trei procese fiziologice independente. Teoria cu trei componente a vederii culorilor (Jung, Maxwell, Helmholtz) postulează prezența a trei tipuri diferite de conuri care acționează ca receptori independenți atunci când iluminarea este la niveluri fotopice. Combinațiile de semnale primite de la receptori sunt procesate în sistemele neuronale pentru perceperea luminozității și culorii. Corectitudinea acestei teorii este confirmată de legile amestecării culorilor, precum și de mulți factori psihofiziologici. De exemplu, la limita inferioară a sensibilității fotopice, doar trei componente pot diferi în spectru - roșu, verde și albastru.

Primele date obiective care confirmă ipoteza prezenței a trei tipuri de receptori de viziune a culorilor au fost obținute utilizând măsurători microspectrofotometrice ale unor conuri unice, precum și prin înregistrarea potențialelor receptorilor specifice culorii conurilor în retinele animalelor cu vedere colorată.

Teoria oponentului culorii

Dacă un inel verde strălucitor înconjoară un cerc gri, atunci acesta din urmă, ca urmare a contrastului simultan de culoare, capătă o culoare roșie. Fenomenele de contrast de culoare simultan și de contrast de culoare secvenţial au servit drept bază pentru teoria culorilor adversare, propusă în secolul al XIX-lea. Goering. Hering a propus că există patru culori primare - roșu, galben, verde și albastru - și că acestea erau cuplate în perechi prin două mecanisme antagoniste - mecanismul verde-roșu și mecanismul galben-albastru. Un al treilea mecanism oponent a fost, de asemenea, postulat pentru culorile complementare acromatice alb și negru. Datorită naturii polare a percepției acestor culori, Hering a numit aceste perechi de culori „culori adverse”. Din teoria sa rezultă că nu pot exista culori precum „roșu-verzui” și „galben-albăstrui”.

Astfel, teoria culorii adversarului postulează prezența unor mecanisme neuronale antagoniste specifice culorii. De exemplu, dacă un astfel de neuron este excitat de un stimul de lumină verde, atunci un stimul roșu ar trebui să provoace inhibarea acestuia. Mecanismele de oponent propuse de Goering au primit sprijin parțial după ce au învățat să înregistreze activitatea celule nervoase asociat direct cu receptorii. Astfel, la unele vertebrate cu vedere în culori au fost descoperite celule orizontale „roș-verde” și „galben-albastru”. În celulele canalului „roșu-verde”, potențialul membranei de repaus se modifică și celula se hiperpolarizează dacă lumina cu un spectru de 400-600 nm cade pe câmpul său receptiv și se depolarizează atunci când este un stimul cu o lungime de undă mai mare de 600 nm. aplicat. Celulele canalului „galben-albastru” hiperpolariză atunci când sunt expuse la lumină cu o lungime de undă mai mică de 530 nm și se depolarizează în intervalul 530-620 nm.

Pe baza unor astfel de date neurofiziologice, pot fi construite rețele neuronale simple care explică cum să comunice între trei sisteme de conuri independente pentru a produce răspunsuri specifice culorii între neuronii de la niveluri superioare ale sistemului vizual.

Teoria zonei

La un moment dat, au existat dezbateri aprinse între susținătorii fiecăreia dintre teoriile descrise. Cu toate acestea, aceste teorii pot fi considerate acum interpretări complementare ale vederii culorilor. Teoria benzilor Criss, propusă în urmă cu 80 de ani, a încercat să unifice sintetic aceste două teorii concurente. Arată că teoria cu trei componente este potrivită pentru a descrie funcționarea nivelului receptorului, iar teoria adversarului este potrivită pentru a descrie sisteme neuronale de mai multe. nivel inalt sistemul vizual.

TULBURĂRI DE VEDERE A CULORILOR

Diverse modificări patologice care perturbă percepția culorii pot apărea la nivelul pigmenților vizuali, la nivelul procesării semnalului în fotoreceptori sau în părțile înalte ale sistemului vizual, precum și în aparatul dioptriic al ochiului însuși.

Următoarele descriu tulburările de vedere a culorilor care sunt congenitale și afectează aproape întotdeauna ambii ochi. Cazurile de afectare a vederii culorilor la un singur ochi sunt extrem de rare. În acest din urmă caz, pacientul are posibilitatea de a descrie fenomenele subiective de afectare a vederii culorilor, deoarece își poate compara senzațiile obținute cu ajutorul ochiului drept și al ochiului stâng.

Anomalii ale vederii culorilor

Anomaliile sunt de obicei numite anumite tulburări minore în percepția culorilor. Ele sunt moștenite ca o trăsătură recesivă legată de cromozomul X. Indivizii cu o anomalie de culoare sunt toți tricromi, adică. ei, la fel ca persoanele cu vedere normală a culorilor, trebuie să folosească trei culori primare pentru a descrie pe deplin culoarea vizibilă (ecu. 3).

Cu toate acestea, anomaliile sunt mai puțin capabile să distingă unele culori decât tricromații cu vedere normală și folosesc proporții diferite de roșu și verde în testele de potrivire a culorilor. Testarea cu un anomaloscop arată că cu protanomalie în conformitate cu Eq. (1) în amestecul de culori există mai mult roșu decât în ​​mod normal, iar în cazul deuteranomaliei există mai mult verde în amestec decât este necesar. În cazuri rare de tritanomalie, canalul galben-albastru este perturbat.

Dicromati

Diferite forme de dicromatopsie sunt, de asemenea, moștenite ca trăsături recesive legate de X. Dicromații pot descrie toate culorile pe care le văd folosind doar două culori pure (ecuația 3). Atât protanopii, cât și deuteranopii au funcționare afectată a canalului roșu-verde. Protanopii confundă roșu cu negru, gri închis, maro și, în unele cazuri, ca deuteranopii, cu verde. O anumită parte a spectrului li se pare acromatică. Pentru protanope această regiune este între 480 și 495 nm, pentru deuteranope este între 495 și 500 nm. Tritanopii rar întâlniți confundă galbenul și albastrul. Capătul albastru-violet al spectrului le pare acromatic - ca o tranziție de la gri la negru. Regiunea spectrală între 565 și 575 nm a tritanopelor este, de asemenea, percepută ca acromatică.

Daltonism complet

Mai puțin de 0,01% dintre toți oamenii sunt complet orbi de culoare. Acești monocromi văd lumea din jurul lor ca pe un film alb-negru, adică. se disting doar nuante de gri. Astfel de monocromi prezintă de obicei o adaptare defectuoasă la lumină la niveluri de iluminare fotopică. Deoarece ochii monocromaților sunt ușor orbiți, ei întâmpină dificultăți în a distinge formele în lumina zilei, ceea ce provoacă fotofobie. Prin urmare, poartă ochelari de soare întunecați chiar și în lumina normală a zilei. În retina monocromaților, examenul histologic nu găsește de obicei anomalii. Se crede că conurile lor conțin rodopsina în loc de pigment vizual.

Tulburări ale aparatului tijei

Persoanele cu anomalii ale aparatului tijei percep culoarea în mod normal, dar capacitatea lor de a se adapta la întuneric este semnificativ redusă. Cauza unei astfel de „orbiri nocturne”, sau nictalopie, poate fi un conținut insuficient de vitamina A1 din alimentele consumate, care este substanța de pornire pentru sinteza retinei.

Diagnosticul tulburărilor de vedere a culorilor

Deoarece tulburările de vedere a culorilor sunt moștenite ca o trăsătură legată de X, ele sunt mult mai frecvente la bărbați decât la femei. Incidența protanomaliei la bărbați este de aproximativ 0,9%, protanopia 1,1%, deuteranomalie 3-4% și deuteranopia 1,5%. Tritanomalia și tritanopia sunt extrem de rare. La femei, deuteranomalia apare cu o frecvență de 0,3%, iar protanomalia - 0,5%.

Deoarece există o serie de profesii care necesită o vedere normală a culorilor (de exemplu, șoferi, piloți, mașiniști, designeri de modă), toți copiii ar trebui să li se testeze vederea culorilor pentru a ține cont ulterior de prezența unor anomalii atunci când aleg o profesie. Un test simplu folosește tabelele „pseudo-izocromatice” ale lui Ishihara. Aceste tabele contin pete de diferite marimi si culori, dispuse astfel incat sa formeze litere, semne sau cifre. Petele de culori diferite au același nivel de luminozitate. Persoanele cu vedere afectată a culorilor nu pot vedea unele simboluri (acest lucru depinde de culoarea petelor din care sunt formate). Folosind diferite versiuni ale tabelelor Ishihara, tulburările de vedere a culorilor pot fi identificate destul de sigur.Diagnoza precisă este posibilă folosind teste de amestecare a culorilor construite pe baza ecuațiilor (1)-(3).

Literatură

J. Dudel, M. Zimmerman, R. Schmidt, O. Grüsser et al. Fiziologia umană, volumul 2, traducere din engleză, „World”, 1985

Ch. Ed. B.V. Petrovsky. Enciclopedie medicală populară, articolul „Vision” „Viziunea culorii”, „Enciclopedia sovietică”, 1988

V.G. Eliseev, Yu.I. Afanasiev, N.A. Yurina. Histologie, „Medicina”, 1983 Adăugați un document pe blogul sau pe site-ul dvs. web Evaluarea dumneavoastră a acestui document va fi prima. marca ta:

În analizatorul vizual este permisă existența în principal a trei tipuri de receptori de culoare, sau componente de detectare a culorii (Fig. 35). Primul (protos) este excitat cel mai puternic de undele luminoase lungi, mai slab de undele medii și chiar mai slab de undele scurte. Al doilea (deuteros) este mai puternic excitat de undele medii și mai puțin de undele luminoase lungi și scurte. Al treilea (tritos) este slab excitat de undele lungi, mai puternic de undele medii și mai ales de undele scurte. În consecință, lumina de orice lungime de undă excită toți cei trei receptori de culoare, dar în grade diferite.

Orez. 35. Viziunea cromatică cu trei componente (diagrama); literele indică culorile spectrului.

Viziunea culorilor se numește în mod normal tricromatică, deoarece pentru a produce mai mult de 13.000 de tonuri și nuanțe diferite, sunt necesare doar 3 culori. Există indicii ale naturii cu patru componente și policromatice a vederii culorilor.

Tulburările de vedere a culorilor pot fi congenitale sau dobândite.

Tulburările congenitale ale vederii culorilor sunt de natura dicromaziei și depind de slăbirea sau pierderea completă a funcției uneia dintre cele trei componente (cu pierderea componentei care percepe culoarea roșie - protanopia, verde - deuteranopia și albastru - tritanopia).

Cel mai formă comună dicromazie - un amestec de culori roșii și verzi. Dalton a descris prima dată dicromazia și, prin urmare, acest tip de tulburare a vederii culorilor se numește daltonism. Tritanopia congenitală (daltonismul albastru) este aproape neobișnuită.

Scăderea vederii culorilor apare de 100 de ori mai des la bărbați decât la femei. Printre băieți varsta scolara tulburarea vederii culorilor se întâlnește la aproximativ 5%, iar la fete - doar în 0,5% din cazuri. Tulburările de vedere a culorilor sunt moștenite.

Tulburările dobândite de vedere a culorilor se caracterizează prin vedea toate obiectele într-o singură culoare. Această patologie este explicată din diferite motive. Astfel, eritropsia (văzând totul în lumină roșie) apare după ce ochii sunt orbiți de lumină cu o pupila dilatată. Cianopsia (viziunea albastră) se dezvoltă după extracția cataractei, când multe raze de lumină cu lungime de undă scurtă intră în ochi datorită îndepărtării cristalinului care le blochează.

Chloropsia (văzând în verde) și xantopsie (văzând în Culoarea galbena) apar din cauza colorării mediului transparent al ochiului în timpul icterului, otrăvirii cu chinină, santonină, Acid nicotinic etc. Tulburările de vedere a culorilor sunt posibile cu patologia inflamatorie și distrofică în sine coroidă si retina. Particularitatea tulburărilor dobândite de vedere a culorilor este, în primul rând, că sensibilitatea ochiului este redusă în raport cu toate culorile primare, deoarece această sensibilitate este variabilă și labilă.

Vederea culorilor este studiată cel mai adesea folosind tabele Rabkin policromatice speciale (metoda vocalelor).

Există și metode silențioase pentru determinarea vederii culorilor. Este mai bine pentru băieți să ofere o selecție de mozaicuri de același ton, iar pentru fete - o selecție de fire.

Utilizarea tabelelor este deosebit de valoroasă în practica pediatrică, când sunt multe cercetare subiectivă din cauza vârstei mici a pacienţilor nu sunt fezabile. Numerele de pe tabele sunt disponibile, iar pentru vârstă mai tânără Te poți limita la faptul că copilul mișcă o perie cu un indicator de-a lungul unui număr pe care îl distinge, dar nu știe cum să-l numească.

Trebuie amintit că dezvoltarea percepției culorilor este întârziată dacă nou-născutul este ținut într-o cameră cu iluminare slabă. În plus, dezvoltarea vederii culorilor se datorează dezvoltării conexiunilor reflexe condiționate. Prin urmare, pentru dezvoltare adecvată viziunea culorilor, este necesar să se creeze condiții pentru copii cu iluminare bună și vârstă fragedă atrageți-le atenția asupra jucăriilor strălucitoare, plasând aceste jucării la o distanță considerabilă de ochi (50 cm sau mai mult) și schimbându-le culorile. Atunci când alegeți jucăriile, ar trebui să luați în considerare acest lucru fovea cel mai sensibil la părțile galben-verde și portocalie ale spectrului și puțin sensibil la albastru. Odată cu creșterea iluminării, toate culorile, cu excepția albastrului, albastru-verde, galben și magenta, sunt percepute ca culori galben-alb din cauza schimbării luminozității.

Ghirlandele pentru copii trebuie să aibă în centru bile galbene, portocalii, roșii și verzi, iar pe margini să fie așezate bile amestecate cu albastru, albastru, alb, închis.

Funcția de discriminare a culorii a analizorului vizual uman este supusă bioritmul zilnic cu sensibilitate maximă la 13-15 ore în părțile roșii, galbene, verzi și albastre ale spectrului.

Kovalevsky E.I.

Capacitatea unei persoane de a distinge culorile este importantă pentru multe aspecte ale vieții sale, dându-i adesea colorare emoțională. Goethe scria: „Culoarea galbenă mulțumește ochiul, mărește inima, revigorează spiritul și ne simțim imediat cald. Culoarea albastră, dimpotrivă, reprezintă totul într-un mod trist.” Contemplând varietatea de culori ale naturii, picturi ale artiștilor minunați, fotografii color și filme artistice color, televiziunea color oferă unei persoane plăcere estetică.

Grozav semnificație practică viziunea culorilor. Culorile distinctive vă permit să înțelegeți mai bine lumea din jurul vostru și să produceți cele mai fine culori reacții chimice, administra nave spațiale, circulația transportului feroviar, rutier și aerian, face un diagnostic pe baza modificărilor de culoare a pielii, mucoaselor, fundului ochiului, focarelor inflamatorii sau tumorale etc. Fără viziunea colorată, munca dermatologilor, pediatrilor, oftalmologi și alții care trebuie să aibă de-a face cu diferite colorări ale obiectelor. Chiar și performanța unei persoane depinde de culoarea și iluminarea camerei în care lucrează. De exemplu, culorile roz și verde ale pereților și obiectelor din jur sunt liniștitoare, gălbui, portocalii sunt revigorante, negrul, roșu, albastru sunt obositoare etc. Ținând cont de efectul culorilor asupra stare psiho-emoțională se rezolvă probleme de vopsire a pereților și tavanelor în încăperi în diverse scopuri (dormitor, sufragerie etc.), jucării, haine etc.

Dezvoltarea vederii culorilor este paralelă cu dezvoltarea acuității vizuale, dar prezența acesteia poate fi apreciată mult mai târziu. Prima reacție mai mult sau mai puțin distinctă la culorile roșu, galben și verde aprins apare la un copil în prima jumătate a vieții sale. Dezvoltarea normală a vederii culorilor depinde de intensitatea luminii.

S-a dovedit că lumina se deplasează sub formă de unde de diferite lungimi de undă, măsurate în nanometri (nm). Porțiunea spectrului vizibilă pentru ochi se află între razele cu lungimi de undă de la 393 la 759 nm. Acest spectru vizibil poate fi împărțit în regiuni de culori diferite. Razele de lumină cu lungime de undă mare provoacă senzația de roșu, în timp ce razele de lumină cu lungime de undă scurtă provoacă culori albastre și violete. Razele de lumină a căror lungime se află în intervalul dintre ele provoacă senzația de portocaliu, galben, verde și albastru (Tabelul 4).

Toate culorile sunt împărțite în acromatice (alb, negru și tot ce se află între ele, gri) și cromatice (restul). Culorile cromatice diferă unele de altele în trei moduri principale: nuanță, luminozitate și saturație etc.
Tonul de culoare este cantitatea principală a fiecărei culori cromatice, o caracteristică care permite ca o anumită culoare să fie clasificată după asemănarea cu una sau alta culoare a spectrului (culorile cromatice nu au un ton de culoare). Ochiul uman poate distinge până la 180 de tonuri de culoare.
Luminozitatea sau luminozitatea unei culori se caracterizează prin gradul de apropiere a acesteia de alb. Luminozitatea este cea mai simplă senzație subiectivă a intensității luminii care ajunge la ochi. Ochiul uman poate distinge până la 600 de gradări ale fiecărei tonuri de culoare prin luminozitate și luminozitate.

Saturația unei culori cromatice este gradul în care aceasta diferă de o culoare acromatică de aceeași luminozitate. Aceasta este ca „densitatea” tonului de culoare principal și diferitele impurități ale acestuia. Ochiul uman poate distinge aproximativ 10 gradații de saturații diferite de tonuri de culoare.

Dacă înmulțiți numărul de gradații distinse ale tonurilor de culoare, luminozitatea și saturația culorilor cromatice (180x600x10 "1.080.000)", rezultă că ochiul uman poate distinge peste un milion de nuanțe de culoare. În realitate, ochiul uman distinge doar aproximativ 13.000 de culori. nuanțe.

Analizorul vizual uman are o capacitate sintetică, care constă în amestecarea optică a culorilor. Acest lucru se manifestă, de exemplu, în lumina dificilă a zilei fiind percepută ca fiind albă. Amestecarea optică a culorilor este cauzată de stimularea simultană a ochiului cu diferite culori și în loc de mai multe culori componente, se obține un singur rezultat.

Amestecarea culorilor are loc nu numai atunci când ambele culori sunt trimise unui ochi, ci și atunci când lumina monocromatică a unui ton este trimisă unui ochi și altuia celuilalt. Această amestecare a culorilor binoculare sugerează că rolul principal în implementarea sa este jucat de procesele centrale (în creier) și nu periferice (în retină).

M.V. Lomonosov a fost primul care a arătat în 1757 că, dacă 3 culori sunt considerate primare în roata de culori, atunci prin amestecarea lor în perechi (3 perechi) puteți crea oricare altele (intermediare în aceste perechi în roata de culori). Acest lucru a fost confirmat de Thomas Young în Anglia (1802), iar mai târziu de Helmholtz în Germania. Astfel, au fost puse bazele teoriei cu trei componente a vederii culorilor, care este schematic după cum urmează.
În analizatorul vizual este permisă existența în principal a trei tipuri de receptori de culoare, sau componente de detectare a culorii (Fig. 35). Primul (protos) este excitat cel mai puternic de undele luminoase lungi, mai slab de undele medii și chiar mai slab de undele scurte. Al doilea (deuteros) este mai puternic excitat de undele medii și mai puțin de undele luminoase lungi și scurte. Al treilea (tritos) este slab excitat de undele lungi, mai puternic de undele medii și mai ales de undele scurte. În consecință, lumina de orice lungime de undă excită toți cei trei receptori de culoare, dar în grade diferite.

Viziunea culorilor se numește în mod normal tricromatică, deoarece pentru a produce mai mult de 13.000 de tonuri și nuanțe diferite, sunt necesare doar 3 culori. Există indicii ale naturii cu patru componente și policromatice a vederii culorilor.
Tulburările de vedere a culorilor pot fi congenitale sau dobândite.

Vederea cromatică congenitală este de natura dicromaziei și depinde de slăbirea sau pierderea completă a funcției uneia dintre cele trei componente (cu pierderea componentei care percepe culoarea roșie - protanopia, verde - deuteranopia și albastru - tritanopia). Cea mai comună formă de dicromazie este un amestec de culori roșii și verzi. Dalton a descris prima dată dicromazia și, prin urmare, acest tip de tulburare a vederii culorilor se numește daltonism. Tritanopia congenitală (daltonismul albastru) nu este aproape niciodată găsită.

Scăderea vederii culorilor apare de 100 de ori mai des la bărbați decât la femei. La băieții de vârstă școlară, tulburarea vederii culorilor este detectată în aproximativ 5%, iar la fete - doar în 0,5% din cazuri. Tulburările de vedere a culorilor sunt moștenite.
Tulburările dobândite de vedere a culorilor se caracterizează prin vedea toate obiectele într-o singură culoare. Această patologie se explică prin diferite motive. Astfel, eritropsia (văzând totul în lumină roșie) apare după ce ochii sunt orbiți de lumină cu o pupila dilatată. Cianopsia (viziunea albastră) se dezvoltă după extracțiile cataractei, când multe raze de lumină cu undă scurtă intră în ochi datorită îndepărtării cristalinului care le blochează. Cloropsia (viziunea în verde) și xantopsia (viziunea în galben) apar din cauza colorării mediilor transparente ale ochiului din cauza icterului, otrăvirii cu chinină, santonină, acid nicotinic etc. Tulburările vederii culorii sunt posibile cu patologii inflamatorii și degenerative. a coroidei şi a retinei însăşi . Particularitatea tulburărilor dobândite de vedere a culorilor este, în primul rând, că sensibilitatea ochiului este redusă în raport cu toate culorile primare, deoarece această sensibilitate este variabilă și labilă.

Vederea culorilor este studiată cel mai adesea folosind tabele Rabkin policromatice speciale (metoda vocalelor).
Există și metode silențioase pentru determinarea vederii culorilor. Este mai bine pentru băieți să ofere o selecție de mozaicuri de același ton, iar pentru fete - o selecție de fire.

Utilizarea tabelelor este deosebit de valoroasă în practica pediatrică, când multe studii subiective nu sunt fezabile din cauza vârstei fragede a pacienților. Numerele de pe tabele sunt accesibile, dar pentru cea mai mică vârstă, vă puteți limita la faptul că copilul mișcă o perie cu un indicator de-a lungul unui număr pe care îl distinge, dar nu știe cum să-l numească.

Trebuie amintit că dezvoltarea percepției culorilor este întârziată dacă nou-născutul este ținut într-o cameră cu iluminare slabă. În plus, dezvoltarea vederii culorilor se datorează dezvoltării conexiunilor reflexe condiționate. Prin urmare, pentru dezvoltarea corectă a vederii culorilor, este necesar să se creeze condiții pentru copii cu iluminare bună și de la o vârstă fragedă să le atragă atenția asupra jucăriilor strălucitoare, plasând aceste jucării la o distanță considerabilă de ochi (50 cm sau mai mult) și schimbându-și culorile. Atunci când alegeți jucăriile, trebuie luat în considerare faptul că fovea este cea mai sensibilă la partea galben-verde și portocalie a spectrului și este mai puțin sensibilă la albastru. Odată cu creșterea iluminării, toate culorile, cu excepția albastrului, albastru-verde, galben și magenta, sunt percepute ca culori galben-alb din cauza schimbării luminozității.
Ghirlandele pentru copii trebuie să aibă în centru bile galbene, portocalii, roșii și verzi, iar pe margini să fie așezate bile amestecate cu albastru, albastru, alb, închis.

Funcția de discriminare a culorii a analizorului vizual uman este supusă unui bioritm zilnic cu sensibilitate maximă la 13-15 ore în părțile roșii, galbene, verzi și albastre ale spectrului.