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 funcționarea mecanismului de vedere pe timp de noapte, dar în același timp oferă doar o percepție neutră a realității, limitată de participarea culorilor alb, gri și negru. Conurile lucrează 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 pe 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, ale căror maxime de sensibilitate se încadrează 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” sunt mai aproape de periferie, în timp ce conurile „roșii” și „verzi” sunt distribuite aleatoriu, ceea ce a fost confirmat mai mult de studii detaliateîn începutul XXI secol. Potrivirea tipurilor de conuri cu cele 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 orbitor (efectul metamerismului). Stimularea uniformă a tuturor celor trei elemente, corespunzătoare luminii zilnice medii ponderate, provoacă, de asemenea, o senzație de alb.

Lumina cu diferite lungimi de undă stimulează diferit tipuri diferite conuri. De exemplu, lumina galben-verde stimulează în mod egal conurile de tip L și M, dar stimulează conurile de tip S într-o măsură mai mică. Lumina roșie stimulează conurile de tip L mult mai puternic decât conurile de tip M, iar conurile de tip S nu stimulează aproape deloc; 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 și tijele cel mai puternic. 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 Opsin sunt responsabile pentru vederea culorilor la oameni și maimuțe. Potrivit susținătorilor teoriei 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, deci au vedere în două culori. În cazul în care 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. Miklukho-Maclay a stabilit că papuanii din Noua Guinee, care trăiesc în adâncul junglei verzi, nu au capacitatea de a distinge verdele. 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 chestiuni 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 prezentată pe scurt în limba germană. Teoria culorii adversarului lui Ewald Hering a existat în paralel. A fost dezvoltat de David H. Hubel și Torsten N. Wiesel. Ei au primit Premiul Nobel 1981 pentru descoperirea lor. Ei au sugerat că creierul nu primește deloc informații despre culorile roșu (R), verde (G) și albastru (B) (teoria culorii Jung-Helmholtz). Creierul primește informații despre diferența de luminozitate - despre diferența dintre luminozitatea 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 galben (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-b \u003d Y max - Y min; K gr \u003d G - R; K brg = B - R - G, unde K b-w, K gr , K brg - funcții ale coeficienților de balans de alb pentru orice iluminare. În practică, acest lucru se exprimă prin faptul că oamenii percep culoarea obiectelor în același mod sub diferite surse de lumină (adaptarea culorii). Teoria adversară explică în general mai bine faptul că oamenii percep culoarea obiectelor în același mod sub surse de lumină extrem de diferite (adaptarea culorii), inclusiv culori diferite ale surselor de lumină în aceeași scenă. Aceste două teorii nu sunt în întregime concordante una cu cealaltă. Dar, în ciuda acestui fapt, încă se presupune că teoria celor trei stimuli operează la nivelul retinei, totuși, informația este procesată și creierul primește date care sunt deja în concordanță cu teoria adversarului.

Acesta este unul dintre funcții esențiale ochiul pe care îl oferă conurile. Tijele sunt incapabile de a percepe 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 în culoarea principală a unei impurități de culoare diferită;

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-Jung-Helmholtz, conform căreia toate culori naturale iar nuantele lor rezulta din amestecarea celor trei culori primare: rosu, verde si albastru. În conformitate cu aceasta, se presupune că există trei tipuri de conuri sensibile la culoare în ochi: sensibile la roșu (în cel mai iritat de razele roșii, mai puțin verde și chiar mai puțin albastru), sensibil la verde (cel mai iritat de razele verzi, cel mai puțin albastru) și sensibil la albastru (cel mai excitat de razele albastre, cel mai puțin roșu). Din excitația totală a acestor trei tipuri de conuri, apare o senzație de o culoare sau alta.

Pe baza teoriei cu trei componente a vederii culorilor, persoanele care disting corect 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, fosa centrală a retinei.

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

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 dispare complet); deuteranopsie (percepția culorii verzi dispare complet, daltonism); tritanopsie (daltonism complet albastru).

3. tricromație anormală - când nu cade, ci doar percepția uneia dintre culorile primare este perturbată. În acest caz, pacientul distinge culoarea principală, dar se confundă în nuanțe: protanomalie - percepția roșului este perturbată; deuteranomalie - percepția verdelui este perturbată; tritanomalie - percepția albastrului este perturbată. Fiecare tip de tricromazie anormală este împărțit în trei grade: A, B, C. Gradul A este apropiat de dicromazie, gradul C este normal, 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 o încălcare a vederii culorilor nu este o contraindicație pentru serviciul militar, dar limitează alegerea tipului de trupe.

Diagnosticul tulburărilor de vedere a culorilor se realizează folosind tabelele policromatice ale lui Rabkin. Pe fundalul unor cercuri de culori diferite, dar de aceeași luminozitate, ele arată numere și cifre care sunt ușor de distins de tricromații normale și numere și cifre ascunse care se disting de pacienții cu unul sau altul tip de tulburare, dar nu distinge. între tricromi normali.

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

Viziunea culorilor se formează în paralel cu formarea clarității
vederii și apare în primele 2 luni de viață, iar la început 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. În conformitate cu prima lege, dacă amestecați culorile primare și secundare (acestea sunt culori care se află la capetele opuse ale roții de culoare a lui Newton), atunci veți obține senzația de alb. În conformitate cu a doua lege, dacă amestecați 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 — este abilitatea sistemul vizual percepe diferite culori și nuanțele lor. Senzația de culoare apare în ochi atunci când fotoreceptorii retinei sunt expuși la oscilații electromagnetice în partea vizibilă a spectrului.

Întreaga varietate de senzații de culoare se formează prin deplasarea celor șapte culori principale ale spectrului - roșu, portocaliu, galben, verde, albastru, indigo și violet. Expunerea la ochi a razelor monocromatice individuale ale spectrului provoacă o senzație de una sau alta culoare cromatică.. Ochiul uman percepe regiunea spectrului dintre raze cu o lungime de undă de 383 până la 770 nm. Razele de lumină cu o lungime de undă mare provoacă o senzație de roșu, cu o lungime de undă scurtă - culori albastru și violet. Lungimile de undă între ele provoacă senzația 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 culoarea 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 funcția deplină a tuturor celor trei componente, este asigurată o viziune 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 — este un semn al fiecărei culori care vă permite să atribuiți această 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. Întreaga varietate de nuanțe de culoare se obține prin amestecarea doar a trei culori primare: roșu, verde, albastru.

Legile amestecării culorilor se aplică dacă ambii ochi sunt iritați Culori diferite. Prin urmare, amestecarea culorilor binoculare nu diferă 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 - se numește astfel de vedere — dicromazie. Când lipsesc două componente, se numește vederea — monocromatic.

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

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

• tricromazie normală- viziunea cromatică, în care toți acești receptori sunt dezvoltați și funcționează normal;
• tricromazie anormală- unul dintre cei trei receptori nu funcționează corect. Se împarte în: protanomalie, caracterizată printr-o anomalie în dezvoltarea primului receptor (roșu); deuteranomalie, caracterizată printr-o dezvoltare anormală a 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. Dicromatia este subdivizată în:

• protanopia- orbire în principal față de roșu;
• deuteranopie- orbire în principal față de verde;
• tritanopia Orbire predominant spre albastru.

monocromazie sau acromazie — absență completă viziunea culorilor.

Tulburări mai semnificative ale vederii culorilor, denumite parțiale daltonism, apar atunci când percepția unei componente de culoare este complet pierdută. Se crede că cei care suferă de această tulburare - bicromati- poate fi protanopi când cade roșu deuteranopi- verde și tritanopi- componenta violet.

Consultați Caracteristici analizator vizualși metodele de cercetare a acestora

Saenko I. A.

1. Ghid al asistentei / 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/a: 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. Și numai în ultimii 25 de ani a devenit posibilă testarea directă a acestor teorii prin metode de electrofiziologie prin înregistrarea activității electrice a receptorilor și neuronilor unici ai sistemului 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 succesiune de apariții: roșu, galben, verde, cyan, magenta și din nou roșu. Nuanța și saturația împreună definesc croma sau nivelul de culoare. Saturația se referă la cât de mult alb sau negru este într-o culoare. De exemplu, dacă amesteci roșu pur cu alb, obții o nuanță roz. Orice culoare poate fi reprezentată printr-un punct într-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.

În sistemele de culoare metrice moderne, percepția culorii este descrisă pe baza a trei variabile - nuanță, saturație și luminozitate. ??o se face pentru a explica legile deplasării culorii, care vor fi discutate mai jos, și pentru a determina nivelurile de percepție identică a culorii. În sistemele metrice tridimensionale, un solid de culoare nesferic este format dintr-o sferă de culoare obișnuită prin intermediul deformării sale. Scopul creării unor astfel de sisteme metrice de culoare (în Germania se folosește 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 (până în prezent nu există o astfel de teorie), trebuie să poată explica 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 atunci când lumina 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 capătă o culoare roșie ca urmare a contrastului simultan de culoare. 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 sugerat că există patru culori primare - roșu, galben, verde și albastru - și că acestea erau împerecheate 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 acromatic 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, încălcând percepția culorii, 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. Mai jos sunt descrise tulburări de vedere a culorilor care sunt congenitale și afectează aproape întotdeauna ambii ochi. Cazurile de afectare a percepției culorilor cu 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 de vedere a culorilor

Anomaliile sunt de obicei numite acele sau alte încălcări minore ale percepției culorilor. Ele sunt moștenite ca o trăsătură recesivă legată de X. Indivizii cu o anomalie de culoare sunt toți tricromi, adică. ei, ca și oamenii cu vedere normală a culorilor, trebuie să folosească cele 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, iar în testele de potrivire a culorilor folosesc roșu și verde în proporții diferite. Testarea pe un anomaloscop arată că dacă amestecul de culori are mai mult roșu decât în ​​mod normal, iar cu deuteranomalie, amestecul are mai mult verde decât este necesar. LA 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 cu doar două culori pure. Atât protanopii, cât și deuteranopii au un canal întrerupt de roșu-verde. Protanopii confundă roșu cu negru, gri închis, maro și, în unele cazuri, ca deuteranopii, cu verde. o anumită parte 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 cu albastrul. Capătul albastru-violet al spectrului li se pare acromatic - ca o tranziție de la gri la negru. Regiunea spectrului cuprinsă între 565 și 575 nm este, de asemenea, percepută de tritanopi ca fiind acromatică.

Daltonism complet

Mai puțin de 0,01% dintre toți oamenii suferă de daltonism complet. Ei văd monocromi lumea ca un film alb-negru, i.e. se disting doar gradaţii de gri. Astfel de monocromi arată de obicei o încălcare a adaptării luminii la un nivel fotopic de iluminare. Datorită faptului că ochii monocromaților sunt ușor orbiți, ei disting slab forma la lumina zilei, ceea ce provoacă fotofobie. De aceea poartă culoarea închisă la culoare Ochelari de soare chiar și în lumina normală a zilei. În retina monocromaticilor examen histologic de obicei nu se găsesc anomalii. Se crede că în loc de pigment vizual, conurile lor conțin rodopsina.

Tulburări ale aparatului cu tije

Diagnosticul tulburărilor de vedere a culorilor

Din moment ce există întreaga linie profesiilor care necesită o vedere normală a culorilor (de exemplu, șoferi, piloți, mașiniști, designeri de modă), vederea culorilor trebuie verificată pentru toți copiii pentru a se ține cont ulterior de prezența anomaliilor la alegerea unei profesii. Într-una din teste simple Sunt folosite tabele Ishihara „pseudo-izocromatice”. Aceste tablete sunt marcate cu pete de diferite dimensiuni 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, este posibil să se detecteze în mod fiabil încălcările vederii culorilor. Diagnostic precis posibil cu teste de amestecare a culorilor.

Literatură:
1. J. Dudel, M. Zimmerman, R. Schmidt, O. Grusser et al. Human Physiology, 2 voi., tradus din engleză, Mir, 1985
2. Cap. Ed. B.V. Petrovsky. Popular enciclopedie medicală, art. „Viziune”, „Viziunea culorilor”, „Enciclopedia sovietică”, 1988
3. V. G.

viziunea culorilor

Eliseev, Yu. I. Afanasiev, 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 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 sunt receptori senzoriali secundari. Aceasta înseamnă că sunt celule specializate care transmit informații despre cuante de lumină către neuronii retinieni, inclusiv mai întâi către neuronii bipolari, apoi către celulele ganglionare, ai căror axoni alcătuiesc fibrele nervului optic; informaţia merge apoi către 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 sunt implicate și în 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 care este plasată la periferie.

Acum peste 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 unul interior egal în diametru) și conuri (având un segment mai scurt și mai gros). segmentul intern). El a atras atenția asupra faptului că animalele nocturne ( băţ, bufniță, cârtiță, pisică, arici) au predominat în retină, în timp ce conurile au dominat la animalele diurne (porumbei, găini, șopârle). Pe baza acestor date, Schultze a propus teoria dualității vederii, conform căreia tijele asigură viziunea scotopică, sau viziunea la un nivel scăzut de iluminare, iar conurile implementează viziunea fotopică și funcționează în lumină mai puternică. De remarcat, totuși, pisicile văd perfect ziua, iar aricii ținuți în captivitate se adaptează cu ușurință unui stil de viață în timpul zilei; șerpii, în a căror retină sunt preponderent conuri, sunt bine orientați la 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 zona pată galbenă există în principal conuri, iar la periferie - tije.

Construcția imaginii. Ochiul are mai multe medii de refracție: corneea, lichidul din camerele anterioare și posterioare ale ochiului, fața de cristal și corpul 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 consideră că există o singură suprafață de refracție - corneea și una punct nodal(prin ea fasciculul va zbura fără refracție), situat la o distanță de 17 mm în fața retinei (Fig. 60).

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

Pentru a construi o imagine a unui obiect AB din fiecare punct care îl limitează se iau două raze: după ce a fost refractă, o rază trece prin focar, iar a doua trece fără refracție prin punctul nodal (Fig. 61). Punctul de convergență al acestor raze dă imaginea punctelor DARși B- puncte A1și B2și, în consecință, subiectul A1B1. Imaginea este reală, inversată și redusă. Cunoașterea distanței de la obiect la ochi OD, amploarea subiectului 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 rapoartelor este derivată:

Puterea de refracție a ochiului este exprimată ca 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, trebuie împărțită la distanța focală în centre. Concentrează-te- acesta este punctul de convergență după refracția razelor paralele cu lentila. distanta focala numiți distanța de la centrul lentilei (pentru ochi de la punctul nodal) ho focus.

Ochiul uman este setat să privească obiecte îndepărtate: razele paralele care vin dintr-un punct luminos foarte îndepărtat converg spre retină și, prin urmare, se concentrează asupra acesteia. Prin urmare, distanța DE de la retină la punctul nodal O 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 datorează efectului 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 dă un amestec de raze de toate culorile, sau un amestec de trei culori primare (roșu, verde și albastru), sau prin amestecarea a două așa-numite culori complementare pereche: roșu și albastru, galben și albastru.

Razele de lumină cu o lungime de undă de 0,4 până la 0,8 microni, care provoacă excitație în conurile retinei, provoacă apariția unei senzații de culoare a obiectului. Senzația de culoare roșie apare sub acțiunea razelor cu cea mai mare lungime de undă, violet - cu cea mai mică.

Există trei tipuri de conuri în retină care răspund diferit la roșu, verde și Violet. Unele conuri reacţionează în principal la roşu, altele la verde, iar 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 cu 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 răspund la o lungime 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 încălcări ale percepției culorilor, în legătură cu care o persoană nu distinge anumite culori. O astfel de abatere este observată la 8% dintre bărbați și 0,5% dintre femei. O persoană poate să nu distingă una, două și, în cazuri mai rare, toate cele trei culori primare, astfel încât întregul mediu inconjurator percepute în tonuri de gri.

Adaptare. Sensibilitatea fotoreceptorilor retinieni la actiunea stimulilor luminosi este extrem de mare. Un stick al retinei poate fi excitat prin acțiunea a 1-2 cuante de lumină. Sensibilitatea se poate schimba pe măsură ce lumina se schimbă. În întuneric crește, iar la lumină scade.

Adaptare întunecată, adică se observă o creștere semnificativă a sensibilității ochiului la trecerea 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 o creștere a 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 scăzută. Până la sfârșitul primei ore de ședere într-o notă întunecată, rodopsina tijelor este restabilită, ceea ce crește sensibilitatea tijelor la lumină de 100.000-200.000 de ori (și, în consecință, crește Vedere periferică). În plus, în întuneric, din cauza slăbirii sau înlăturării inhibării laterale (neuronii centrilor subcorticali și corticali ai vederii iau parte la acest proces), zona centrului excitator al câmpului receptiv al celulei ganglionare crește. semnificativ (în același timp, convergența fotoreceptorilor către neuronii bipolari crește, iar neuronii bipolari - pe celula ganglionară). Ca urmare a acestor evenimente datorate 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. Odată cu creșterea numărului lor, numărul de fotoreceptori conectați la o celulă ganglionară crește, adică crește câmpul receptiv. Aceasta oferă o reacție la o intensitate mai mică a stimulării luminii. Cu o creștere a iluminării, numărul de celule orizontale excitate scade, ceea ce este însoțit de o scădere a sensibilității.

În timpul trecerii 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 în timpul tranziției de la violet și albastru la verde și galben la roșu. Cu toate acestea, putem percepe culori care nu sunt în spectru, precum violetul, care se obține prin amestecarea roșului cu albastrul. Complet diferit condiţiile fizice stimularea vizuală poate duce la percepția identică a culorii. De exemplu, galbenul monocromatic nu poate fi distins de un amestec specific 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. Și numai în ultimii 25 de ani a devenit posibilă testarea directă a acestor teorii prin metode de electrofiziologie - prin înregistrarea activității electrice a receptorilor individuali și a neuronilor sistemului vizual. Fenomenologia percepției culorilor Lumea vizuală a unei persoane cu viziune normală a culorilor este extrem de saturată de nuanțe de culoare. O persoană poate distinge aproximativ 7 milioane de nuanțe de culori diferite. Comparați - în retină, există și aproximativ 7 milioane de conuri. Cu toate acestea, un monitor bun este capabil să afișeze aproximativ 17 milioane de culori (mai precis, 16'777'216). Tot acest set poate fi împărțit în două clase - nuanțe cromatice și acromatice. Nuanțele acromatice formează o progresie 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 închisă 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 „luminozitate” (luminozitate). Stimuli de lumină monocromatică cu aceeași energie, dar lungimi de undă diferite provoacă o senzație diferită de luminozitate. Curbele de luminozitate spectrală (sau curbele de sensibilitate spectrală) atât pentru viziunea fotopică, cât și pentru cea scotopică sunt construite pe baza măsurători sistematice cantitatea de energie radiată necesară pentru stimuli de lumină cu lungimi de undă diferite (stimuli monocromatici) pentru a produce o senzație subiectivă egală de luminozitate. Tonurile de culoare formează un continuum „natural”. Cantitativ, poate fi descris ca o roată de culori pe care este dată o succesiune de apariții: roșu, galben, verde, cyan, magenta și din nou roșu. Nuanța și saturația împreună definesc croma sau nivelul de culoare. Saturația se referă la cât de mult alb sau negru este într-o culoare. De exemplu, dacă amesteci roșu pur cu alb, obții o nuanță roz. Orice culoare poate fi reprezentată printr-un punct într-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, culorile apropiate trec una în alta lin, fără sărituri. Fiecare punct dintr-un corp de culoare poate fi definit exact de trei variabile. În structura corpului de culoare există puncte polare - astfel de culori complementare precum alb și negru, verde și roșu, albastru și galben, sunt situate pe părțile opuse ale sferei. În sistemele de culoare metrice moderne, percepția culorii este descrisă pe baza a trei variabile - nuanță, saturație și luminozitate. Acest lucru se face pentru a explica legile deplasării culorii, care vor fi discutate mai jos, și pentru a determina nivelurile de percepție identică a culorilor. În sistemele metrice tridimensionale, un solid de culoare nesferic este format dintr-o sferă de culoare obișnuită prin intermediul deformării sale. Scopul creării unor astfel de sisteme metrice de culoare (în Germania se folosește 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 (încă nu există o astfel de teorie), ea 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 la o lungime de undă de 589 nm) este proiectat pe o jumătate de cerc, în timp ce un amestec de culori (de exemplu, roșu pur la o lungime de undă de 671 nm și verde pur cu o lungime de undă de 546 nm) - pe 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 pentru componenta roșie, coeficientul 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 luăm doi stimuli de lumină monocromatică, unul în intervalul de la 430 la 555 nm și celălalt în intervalul de la 492 la 660 nm și îi amestecăm suplimentar, atunci nuanța amestecului de culori rezultat va fi fie albă, fie va corespunde cu o culoare pură cu o lungime de undă între lungimi de undă de culori mixte. Cu toate acestea, dacă lungimea de undă a unuia dintre stimulii monocromatici depășește 660, iar celălalt nu atinge 430 nm, atunci se obțin tonuri de culoare violet, care nu sunt în spectru. Culoare alba. Pentru fiecare ton de culoare paletă de culori există un ton de culoare atât de diferit, încât, atunci când este amestecat, dă o culoare albă. Constantele (factorii de ponderare a și b) ecuații de amestecare a(F1 ) + b (F2 )K (alb) (2) depind de definiția „albului”.

Culoare și viziune

Orice pereche de nuanțe 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 albul este trecut prin două filtre cu lățime de bandă largă, mai întâi galben și apoi cyan, amestecul subtractiv rezultat va fi verde, deoarece numai lumina verde poate trece prin ambele filtre. Un artist care amestecă vopsea produce amestecarea subtractivă a culorilor, deoarece granulele individuale de vopsea acționează ca filtre de culoare cu o lățime de bandă largă.

TRICHROMATICITATE

Pentru vederea normală a culorilor, orice ton de culoare dat (F4) poate fi obținut prin amestecarea aditivă a trei tonuri de culoare definite 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 alese ca culori primare (primare) F1, F2, F3, care pot fi folosite pentru a construi culoarea modernă. sisteme. ). Pentru a obține culoarea albă cu amestecare aditivă, coeficienții de greutate ai acestor culori primare (a, b și c) trebuie legați prin următoarea relație:

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

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

Culorile utilizate în televiziunea color sunt obținute prin amestecarea aditivă a trei culori selectate prin analogie cu ecuația (3).

TEORII ALE VIZIUNII CULORII

Teoria tricomponentă a vederii culorilor

Din ecuația (3) și diagrama de culori rezultă că vederea în culori 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 funcționează ca receptori independenți dacă iluminarea este fotopică. 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 susțin ipoteza prezenței a trei tipuri de receptori de viziune a culorilor au fost obținute folosind măsurători microspectrofotometrice ale unor conuri unice, precum și prin înregistrarea potențialelor receptorilor de conuri specifice culorii în retinele animalelor cu vedere colorată.

Teoria oponentului culorii

Dacă un inel verde strălucitor înconjoară un cerc gri, atunci acesta din urmă capătă o culoare roșie ca urmare a contrastului simultan de culoare. 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 sugerat că există patru culori primare - roșu, galben, verde și albastru - și că acestea erau împerecheate 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 acromatic - 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 culorilor adversare postulează prezența unor mecanisme neuronale antagoniste specifice culorii. De exemplu, dacă un astfel de neuron este excitat sub acțiunea unui stimul de lumină verde, atunci stimulul roșu ar trebui să provoace inhibarea acestuia. Mecanismele de oponent propuse de Goering au primit sprijin parțial după ce au învățat cum să înregistreze activitatea celule nervoase asociat direct cu receptorii. Deci, la unele vertebrate cu vedere în culori, au fost găsite celule orizontale „roș-verde” și „galben-albastru”. În celulele canalului „roșu-verde”, potențialul membranei de repaus se modifică și celula se hiperpolarizează dacă lumina din spectrul 400-600 nm cade pe câmpul său receptiv și se depolarizează atunci când este aplicat un stimul cu o lungime de undă mai mare de 600 nm. . Celulele canalului „galben-albastru” hiperpolariză sub acțiunea luminii 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 permit explicarea modului de interconectare a trei sisteme de conuri independente pentru a provoca un răspuns specific de culoare al neuronilor 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 zonală a lui Criss, propusă în urmă cu 80 de ani, a încercat să combine aceste două teorii concurente în mod sintetic. Arată că teoria cu trei componente este potrivită pentru a descrie funcționarea nivelului receptorului, iar teoria adversarului este potrivită pentru a descrie mai mult sistemele neuronale. 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.

Mai jos sunt descrise tulburări de vedere a culorilor care sunt congenitale și afectează aproape întotdeauna ambii ochi. Cazurile de afectare a percepției culorilor cu 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 de vedere a culorilor

Anomaliile sunt de obicei numite acele sau alte încălcări minore ale percepției culorilor. Ele sunt moștenite ca o trăsătură recesivă legată de 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 (Ecuația 3).

Cu toate acestea, anomaliile sunt mai puțin capabile să distingă unele culori decât tricromații cu vedere normală, iar în testele de potrivire a culorilor folosesc roșu și verde în proporții diferite. Testarea pe un anomaloscop arată că cu protanomalie în conformitate cu ur. (1) în amestecul de culori există mai mult roșu decât în ​​mod normal, iar în deuteranomalie există mai mult verde decât este necesar în amestec. 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 cu doar două culori pure (Ec. 3). Atât protanopii, cât și deuteranopii au un canal întrerupt de 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, între 495 și 500 nm. Tritanopii rar întâlniți confundă galbenul cu albastrul. Capătul albastru-violet al spectrului li se pare acromatic - ca o tranziție de la gri la negru. Regiunea spectrului cuprinsă între 565 și 575 nm este, de asemenea, percepută de tritanopi ca fiind acromatică.

Daltonism complet

Mai puțin de 0,01% dintre toți oamenii suferă de daltonism complet. Acești monocromi văd lumea din jurul lor ca pe un film alb-negru, adică. se disting doar gradaţii de gri. Astfel de monocromi arată de obicei o încălcare a adaptării luminii la un nivel fotopic de iluminare. Datorită faptului că ochii monocromaților sunt ușor orbiți, ei disting slab forma la 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 în loc de pigment vizual, conurile lor conțin rodopsina.

Tulburări ale aparatului cu tije

Persoanele cu anomalii ale tijei percep culoarea în mod normal, dar au o capacitate semnificativ redusă de a se adapta la întuneric. Motivul pentru o astfel de „orbire nocturnă” sau nictalopie poate fi conținutul insuficient de vitamina A1 din alimentele consumate, care este materialul 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. Frecvența 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 viziune normală a culorilor (de exemplu, șoferi, piloți, mașiniști, designeri de modă), vederea culorilor trebuie verificată pentru toți copiii pentru a se ține cont ulterior de prezența unor anomalii în alegerea unei profesii. Un test simplu folosește tabele Ishihara „pseudo-izocromatice”. Aceste tablete sunt marcate cu pete de diferite dimensiuni 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, este posibilă detectarea în mod fiabil a tulburărilor de vedere a culorilor. Diagnosticul precis este posibil folosind teste de amestecare a culorilor bazate pe ecuațiile (1) - (3).

Literatură

J. Dudel, M. Zimmerman, R. Schmidt, O. Grusser, et al. Human Physiology, 2 voi., tradus din engleză, Mir, 1985

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

V.G. Eliseev, Yu.I. Afanasiev, N.A. Yurina. Histologie, „Medicina”, 1983 Adăugați document pe blogul sau 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 cel mai puternic excitat de undele luminoase lungi, mai slab de undele medii și chiar mai slab de undele scurte. Al doilea (deuteros) este mai puternic excitat de medii, mai slab - de unde luminoase lungi și scurte. Al treilea (tritos) este slab excitat de undele lungi, mai puternic de undele medii și mai ales de undele scurte. Prin urmare, lumina de orice lungime de undă excită toți cei trei receptori de culoare, dar în grade diferite.

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

Viziunea culorilor se numește în mod normal tricromatică, deoarece pentru a obține 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 de vedere a culorilor sunt de natura dicromaziei și depind de slăbirea sau pierderea completă a funcției uneia dintre cele trei componente (cu pierderea unei componente care percepe roșu - protanopia, verde - deuteranopia și albastru - tritanopia).

Cel mai formă comună dicromazie - un amestec de culori roșii și verzi. Pentru prima dată, dicromația a fost descrisă de Dalton și, prin urmare, acest tip de tulburare a vederii culorilor se numește daltonism. Tritanopia congenitală (orbire față de culoarea albastră) nu este aproape niciodată găsită.

O scădere a percepției culorilor apare la bărbați de 100 de ori mai des 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 de vedere a culorilor dobândite sunt caracterizate prin vederea tuturor obiectelor în orice culoare. Această patologie este explicată motive diferite. Deci, eritropsia (văzând totul în lumină roșie) apare după orbirea ochilor cu lumină cu o pupila mărită. Cianopsia (viziunea albastră) se dezvoltă după extracția cataractei, când o mulțime de raze de lumină cu lungime de undă scurtă intră în ochi din cauza îndepărtării cristalinului care le întârzie.

Chloropsia (viziunea în verde) și xantopsia (viziunea în galben) apar din cauza colorării mediilor transparente ale ochiului cu icter, otrăvire cu chinacrină, santonină, Acid nicotinic etc. Încălcări ale vederii culorilor sunt posibile cu patologia inflamatorie și distrofică propriu-zisă coroidăși retinele. Particularitatea tulburărilor dobândite de percepție a culorii este în primul rând că sensibilitatea ochiului este redusă în raport cu toate culorile primare, deoarece această sensibilitate este schimbătoare, labilă.

Viziunea culorilor este studiată cel mai adesea folosind tabelele policromatice speciale ale lui Rabkin (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 - selecție de fire.

Folosirea tabelelor este deosebit de valoroasă în practica copiilor, când mulți cercetare subiectivă din cauza vârstei mici a pacienților nu este fezabilă. Numerele de pe tabele sunt disponibile, iar pentru vârstă mai tânără ne putem limita la faptul că copilul conduce pensula cu un indicator de-a lungul numărului, 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, formarea 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 cu 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, rețineți că fovea cel mai sensibil la părțile galben-verde și portocaliu ale spectrului și mai puțin sensibil la albastru. Odată cu creșterea iluminării, toate culorile, cu excepția albastrului, albastru-verde, galben și violet-purpuriu, 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 trebuie așezate bile cu un amestec de albastru, albastru, alb, închis.

Funcția de distincție a culorilor a analizatorului vizual uman este supusă bioritmul zilnic cu o 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 a scris: „Culoarea galbenă face plăcere ochiului, extinde inima, revigorează spiritul și simțim imediat căldură. Culoarea albastră, dimpotrivă, reprezintă totul într-un mod trist. Contemplarea diversității culorilor naturii, picturile unor mari artiști, fotografiile color și filmele artistice color, televiziunea color oferă unei persoane plăcere estetică.

Veliko valoare practică viziunea culorilor. Culorile distinctive vă permit să cunoașteți mai bine lumea din jurul vostru, să produceți cea mai fină culoare reacții chimice, a conduce nave spațiale, mișcarea transportului feroviar, rutier și aerian, pentru a diagnostica modificări ale culorii pielii, mucoaselor, fundului de ochi, focare inflamatorii sau tumorale etc.. Fără viziunea culorilor, munca dermatologilor, pediatrilor, oftalmologilor și altora care au a avea de-a face cu diferite culori ale obiectelor. Chiar și performanța unei persoane depinde de culoarea și iluminarea camerei în care lucrează. De exemplu, culoarea roz și verde a pereților și obiectelor din jur calmează, gălbuie, portocalie - revigorează, negru, roșu, albastru - cauciucuri etc. Ținând cont de efectul culorilor asupra stare psiho-emoțională probleme de vopsire a pereților și tavanelor în camere în diverse scopuri (dormitor, sufragerie etc.), jucării, haine etc.

Dezvoltarea vederii culorilor merge paralel cu dezvoltarea acuității vizuale, dar este posibil să se judece prezența acesteia mult mai târziu. Prima reacție mai mult sau mai puțin distinctă la culorile roșu, galben și verde aprins apare la un copil în primele șase luni de viață. Formarea 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). Partea 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 secțiuni cu cromaticitate diferită. Razele de lumină cu o lungime de undă mare provoacă o senzație de roșu, cu o lungime de undă mică - albastru și violet. Razele de lumină, a căror lungime se află în decalajul dintre ele, provoacă senzația de culori portocalii, galbene, verzi și albastre (Tabelul 4).

Toate culorile sunt împărțite în acromatice (alb, negru și tot ce se află între ele, gri) și cromatice (altele). Culorile cromatice diferă unele de altele în trei moduri principale: nuanță, luminozitate și saturație.
Nuanța este cantitatea principală a fiecărei culori cromatice, semn care vă permite să atribuiți o anumită culoare prin similitudine cu o anumită culoare a spectrului (culorile cromatice nu au o nuanță). 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, luminozitate.

Saturația unei culori cromatice este gradul în care aceasta diferă de o culoare acromatică de aceeași luminozitate. Aceasta este, parcă, „densitatea” tonului de culoare principal și diferitele impurități ale acestuia. Ochiul uman poate distinge aproximativ 10 gradații de saturație diferită a tonurilor de culoare.

Dacă înmulțim 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. nuanțe de culoare.

Analizorul vizual uman are o capacitate sintetică, care constă în amestecarea optică a culorilor. Acest lucru se manifestă, de exemplu, prin faptul că lumina naturală complexă este percepută ca fiind albă. Amestecarea optică a culorilor este cauzată de excitarea simultană a ochiului cu diferite culori și în loc de mai multe culori componente, se obține o culoare rezultată.

Un amestec de culori se obține nu numai atunci când ambele culori sunt trimise către un ochi, ci și atunci când lumina monocromatică a unui ton este direcționată către un ochi și altul către celălalt. O astfel de 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 în 1757 a arătat pentru prima dată 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 Jung 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 cel mai puternic excitat de undele luminoase lungi, mai slab de undele medii și chiar mai slab de undele scurte. Al doilea (deuteros) este mai puternic excitat de medii, mai slab - de unde luminoase lungi și scurte. Al treilea (tritos) este slab excitat de undele lungi, mai puternic de undele medii și mai ales de undele scurte. Prin urmare, 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 obține 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 unei componente care percepe roșu - protanopia, verde - deuteranopia și albastru - tritanopia). Cea mai comună formă de dicromație este un amestec de roșu și verde. Pentru prima dată, dicromația a fost descrisă de Dalton și, prin urmare, acest tip de tulburare a vederii culorilor se numește daltonism. Pai tritanopia congenitală (orbire față de culoarea albastră) nu este aproape niciodată găsită.

O scădere a percepției culorilor apare la bărbați de 100 de ori mai des decât la femei. La băieții de vârstă școlară, 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 de vedere a culorilor dobândite sunt caracterizate prin vederea tuturor obiectelor în orice culoare. Această patologie se datorează diferitelor motive. Deci, eritropsia (văzând totul în lumină roșie) apare după orbirea ochilor cu lumină cu o pupila mărită. Cianopsia (viziunea albastră) se dezvoltă după extracțiile cataractei, când o mulțime de raze de lumină cu lungime de undă scurtă intră în ochi din cauza îndepărtării cristalinului care le întârzie. Cloropsia (viziunea în verde) și xantopsia (viziunea în galben) apar din cauza colorării mediilor transparente ale ochiului cu icter, otrăvire cu quinacrină, santonină, acid nicotinic etc. Tulburările vederii culorii sunt posibile cu patologia inflamatorie și degenerativă a coroida si retina propriu-zisa . Particularitatea tulburărilor dobândite de percepție a culorii este în primul rând că sensibilitatea ochiului este redusă în raport cu toate culorile primare, deoarece această sensibilitate este schimbătoare, labilă.

Viziunea culorilor este studiată cel mai adesea folosind tabelele policromatice speciale ale lui Rabkin (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 - selecție de fire.

Utilizarea tabelelor este deosebit de valoroasă în practica pediatrică, când multe studii subiective nu sunt fezabile din cauza vârstei mici a pacienților. Numerele de pe tabele sunt disponibile, iar pentru cei mai mici vârste, vă puteți limita la faptul că copilul îi conduce cu o perie cu un indicator de-a lungul numărului pe care îl distinge, dar nu știe să-l numească.

Trebuie amintit că dezvoltarea percepției culorilor este întârziată dacă nou-născutul este ținut într-o cameră cu iluminare slabă. În plus, formarea vederii culorilor se datorează dezvoltării conexiunilor reflexe condiționate. Prin urmare, pentru dezvoltarea corectă a vederii culorilor, este necesar să se creeze condiții bune de iluminare pentru copii 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 avut în vedere faptul că fovea este cea mai sensibilă la părțile galben-verde și portocaliu ale spectrului și nu este foarte sensibilă la albastru. Odată cu creșterea iluminării, toate culorile, cu excepția albastrului, albastru-verde, galben și violet-purpuriu, sunt percepute ca culori galben-alb din cauza unei schimbări a luminozității.
Ghirlandele pentru copii trebuie să aibă în centru bile galbene, portocalii, roșii și verzi, iar pe margini trebuie așezate bile cu un amestec de albastru, albastru, alb, închis.

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