Ľudské farebné videnie. Odchýlky farebného videnia

farebné videnie

Ľudské oko obsahuje dva typy fotosenzitívne bunky(fotoreceptory): vysoko citlivé tyčinky a menej citlivé čapíky. Tyčinky fungujú v relatívne slabých svetelných podmienkach a sú zodpovedné za mechanizmus nočného videnia, ale poskytujú len farebne neutrálne vnímanie reality, obmedzené na účasť bielej, šedej a čiernej farby. Kužele fungujú pri vyšších úrovniach osvetlenia ako tyče. Sú zodpovedné za mechanizmus denného videnia, charakteristický znakčo je schopnosť poskytnúť farebné videnie.

U primátov (vrátane ľudí) spôsobila mutácia objavenie sa ďalšieho tretieho typu čapíkov - farebných receptorov. Bolo to spôsobené rozšírením ekologickej niky cicavcov, prechodom niektorých druhov na denný životný štýl vrátane stromov. Mutácia bola spôsobená objavením sa zmenenej kópie génu zodpovedného za vnímanie strednej, na zeleno citlivej oblasti spektra. Poskytol lepšie rozpoznanie predmetov „denného sveta“ - ovocie, kvety, listy.

Viditeľné slnečné spektrum

V sietnici človeka existujú tri typy čapíkov, ktorých maximá citlivosti pripadajú na červenú, zelenú a modrú časť spektra. Už v 70. rokoch sa ukázalo, že rozloženie typov čapíkov v sietnici je nerovnomerné: „modré“ čapíky sa nachádzajú bližšie k periférii, zatiaľ čo „červené“ a „zelené“ čapíky sú rozmiestnené náhodne, čo sa potvrdilo viac podrobné štúdie V začiatok XXI storočí. Priradenie typov kužeľov k trom "primárnym" farbám umožňuje rozpoznanie tisícok farieb a odtieňov. Krivky spektrálnej citlivosti tri typy kužele sa čiastočne prekrývajú, čo prispieva k fenoménu metamerizmu. Veľmi silné svetlo vzrušuje všetky 3 typy receptorov, a preto je vnímané ako oslepujúce biele žiarenie (efekt metamérie). Rovnomerná stimulácia všetkých troch prvkov, zodpovedajúca váženému priemeru denného svetla, tiež spôsobuje pocit bielej.

Svetlo rôznych vlnových dĺžok stimuluje rôzne odlišné typyšišky. Napríklad žltozelené svetlo stimuluje čapíky typu L a M rovnako, ale čapíky typu S stimuluje v menšej miere. Červené svetlo stimuluje čapíky typu L oveľa silnejšie ako čapíky typu M a čapíky typu S nestimulujú takmer vôbec; zeleno-modré svetlo stimuluje receptory typu M viac ako receptory typu L a receptory typu S o niečo viac; svetlo s touto vlnovou dĺžkou tiež stimuluje tyčinky najsilnejšie. Fialové svetlo stimuluje takmer výlučne čapíky typu S. Mozog vníma kombinované informácie z rôznych receptorov, ktoré poskytuje odlišné vnímanie svetlo s rôznymi vlnovými dĺžkami. Gény kódujúce svetlocitlivé opsínové proteíny sú zodpovedné za farebné videnie u ľudí a opíc. Podľa zástancov trojzložkovej teórie stačí na vnímanie farieb prítomnosť troch rôznych proteínov, ktoré reagujú na rôzne vlnové dĺžky. Väčšina cicavcov má len dva z týchto génov, a preto majú dvojfarebné videnie. Ak má človek dva proteíny kódované rôznymi génmi, ktoré sú si príliš podobné alebo jeden z proteínov nie je syntetizovaný, vzniká farbosleposť. N. N. Miklouho-Maclay zistil, že Papuánci z Novej Guiney, žijúci v hustom prostredí zelenej džungle, nemajú schopnosť rozlíšiť zelenú farbu. Trojzložkovú teóriu farebného videnia prvýkrát vyjadril v roku 1756 M. V. Lomonosov, keď napísal „o troch záležitostiach spodnej časti oka“. O sto rokov neskôr ju vyvinul nemecký vedec G. Helmholtz, ktorý nespomína slávnu Lomonosovovu prácu „O pôvode svetla“, hoci bola publikovaná a zhrnutá v nemčine. Paralelne existovala oponentská teória farieb od Ewalda Heringa. Vyvinuli ho David H. Hubel a Torsten N. Wiesel. Dostali nobelová cena 1981 za jeho objavenie. Naznačili, že informácie, ktoré vstupujú do mozgu, nie sú o červenej (R), zelenej (G) a modrej (B) farbách (Jung-Helmholtzova teória farieb). Mozog dostáva informácie o rozdiele jasu – o rozdiele jasu bielej (Y max) a čiernej (Y min), o rozdiele medzi zelenou a červenou farbou (G – R), o rozdiele medzi modrou a žlté kvety(B - žltá) a žltá farba (žltá = R + G) je súčet červených a zelené kvety, kde R, G a B sú jasy farebných zložiek - červená, R, zelená, G a modrá, B. Máme systém rovníc - K b&w = Y max - Y min; Kgr = G - R; K brg = B - R - G, kde K b&w, K gr, K brg sú funkcie koeficientov vyváženia bielej pre akékoľvek osvetlenie. V praxi sa to prejavuje tým, že ľudia vnímajú farbu predmetov pri rôznych svetelných zdrojoch rovnako (prispôsobenie farieb). Opozičná teória vo všeobecnosti lepšie vysvetľuje skutočnosť, že ľudia vnímajú farbu predmetov rovnako pri extrémne odlišných svetelných zdrojoch (prispôsobenie farieb), vrátane rôznych farebných svetelných zdrojov v tej istej scéne. Tieto dve teórie nie sú úplne v súlade. Ale napriek tomu sa stále predpokladá, že teória troch stimulov funguje na úrovni sietnice, informácie sa však spracúvajú a mozog dostáva údaje, ktoré sú už v súlade s teóriou protivníka.

Toto je jeden z základné funkcie oči, ktoré zabezpečujú čapíky. Tyče nie sú schopné vnímať farby.

Celé spektrum farieb, ktoré existuje v prostredí, pozostáva zo 7 základných farieb: červená, oranžová, žltá, zelená, modrá, indigová a fialová.

Každá farba má nasledujúce vlastnosti:

1) odtieň je hlavnou kvalitou farby, ktorá je určená vlnovou dĺžkou. Toto nazývame „červená“, „zelená“ atď.;

2) sýtosť - charakterizovaná prítomnosťou nečistoty inej farby v hlavnej farbe;

3) jas – charakterizuje stupeň blízkosti danej farby k bielej. Toto nazývame „svetlozelená“, „tmavozelená“ atď.

Celkovo je ľudské oko schopné vnímať až 13 000 farieb a ich odtieňov.

Schopnosť oka farebného videnia vysvetľuje Lomonosov-Jung-Helmholtzova teória, podľa ktorej všetky prírodné farby a ich odtiene sú výsledkom zmiešania troch základných farieb: červenej, zelenej a modrej. V súlade s tým sa predpokladá, že v oku sú tri typy farebne citlivých čapíkov: červené citlivé (v v najväčšej miere podráždený červenými lúčmi, menej zelenými a ešte menej modrými), zelenými (najviac podráždenými zelenými, najmenej modrými) a modrými (najviac vzrušenými modrými, najmenej červenými). Z celkovej excitácie týchto troch typov kužeľov sa objavuje pocit jednej alebo druhej farby.

Na základe trojzložkovej teórie farebného videnia sa ľudia, ktorí správne rozlišujú tri základné farby (červená, zelená, modrá), nazývajú normálni trichromati.

Poruchy farebného videnia môžu byť vrodené alebo získané. Vrodené poruchy (vždy sú obojstranné) postihujú asi 8 % mužov a 0,5 % žien, ktorí sú najmä induktormi a vrodené poruchy prenášajú cez mužskú líniu. Pri ochoreniach sa vyskytujú získané poruchy (môžu byť jednostranné alebo obojstranné). optický nerv, chiasma, centrálna fovea sietnice.

Všetky poruchy farebného videnia sú zoskupené v klasifikácii Chris-Nagel-Rabkin, podľa ktorej sa rozlišujú:

1. monochromasia - videnie v jednej farbe: xanthopsia (žltá), chloropsia (zelená), erytropsia (červená), cyanopsia (modrá). Ten sa často vyskytuje po extrakcii katarakty a je prechodný.

2. dichromázia - úplné nevnímanie jednej z troch základných farieb: protanopsia (úplne sa stráca vnímanie červenej farby); deuteranopsia (úplná strata vnímania zelenej farby, farbosleposť); tritanopsia (úplná neschopnosť vnímať modré svetlo).

3. abnormálna trichromázia – keď nedochádza k strate, ale je narušené len vnímanie jednej zo základných farieb. V tomto prípade pacient rozlišuje hlavnú farbu, ale je zmätený o odtieňoch: protanomália - vnímanie červenej farby je narušené; deuteranomália – narušené vnímanie zelenej; tritanomálie - je narušené vnímanie modrej farby. Každý typ abnormálnej trichromázie je rozdelený do troch stupňov: A, B, C. Stupeň A je blízky dichromázii, stupeň C je blízky normálu a stupeň B zaujíma medzipolohu.

4. achromázia - videnie v sivej a čiernej farbe.

Zo všetkých porúch farebného videnia je najbežnejšia anomálna trichromázia. Treba si uvedomiť, že zhoršené videnie farieb nie je kontraindikáciou vojenskej služby, ale obmedzuje výber vojenskej služby.

Diagnostika porúch farebného videnia sa vykonáva pomocou Rabkinových polychromatických tabuliek. V nich sú na pozadí kruhov rôznych farieb, ale rovnakého jasu zobrazené čísla a čísla, ktoré sa dajú ľahko rozlíšiť bežnými trichromatmi, a skryté čísla a čísla, ktoré rozlišujú pacienti s jedným alebo iným typom poruchy, ale sa nerozlišujú od normálnych trichromátov.

Pre objektívny výskum farebné videnie, hlavne v expertnej praxi sa využívajú anomaloskopy.

Farebné videnie sa vytvára súbežne s tvorbou ostrosti
videnie a objavuje sa v prvých 2 mesiacoch života a najskôr sa objavuje vnímanie dlhovlnnej časti spektra (červená), neskôr – stredovlnnej (žlto-zelenej) a krátkovlnnej (modrej) časti. Vo veku 4-5 rokov je farebné videnie už vyvinuté a ďalej sa zlepšuje.

Existujú zákony optického miešania farieb, ktoré sú široko používané v dizajne: všetky farby, od červenej po modrú, so všetkými prechodnými odtieňmi sú umiestnené v tzv. Newtonov kruh. Podľa prvého zákona, ak zmiešate primárne a sekundárne farby (to sú farby, ktoré ležia na opačných koncoch Newtonovho farebného kolieska), získate pocit bielej. Podľa druhého zákona, ak zmiešate dve farby cez jednu, vytvorí sa farba, ktorá sa nachádza medzi nimi.

Vnímanie farieb, podobne ako zraková ostrosť, je funkciou kužeľového aparátu sietnice.

farebné videnie — je schopnosť oka vnímať svetelné vlny rôznych vlnových dĺžok, merané v nanometroch.

farebné videnie — toto je schopnosť vizuálny systém vnímať rôzne farby a ich odtiene. Pocit farby nastáva v oku, keď sú fotoreceptory sietnice vystavené elektromagnetickým vlnám vo viditeľnej časti spektra.

Celá paleta farebných vnemov je tvorená posunom hlavných siedmich farieb spektra – červenej, oranžovej, žltej, zelenej, modrej, indigovej a fialovej. Vystavenie oka jednotlivým monochromatickým lúčom spektra spôsobuje pocit jednej alebo druhej chromatickej farby. Ľudské oko vníma časť spektra medzi lúčmi s vlnovou dĺžkou od 383 do 770 nm. Svetelné lúče s dlhou vlnovou dĺžkou spôsobujú pocit červenej, zatiaľ čo svetelné lúče s krátkou vlnovou dĺžkou spôsobujú modré a fialové farby. Vlnové dĺžky medzi nimi spôsobujú pocity oranžovej, žltej, zelenej a modré kvety.

Fyziológiu a patológiu vnímania farieb najviac vysvetľuje trojzložková teória farebného videnia Lomonosov-Jung-Helmholtz. Podľa tejto teórie existujú v sietnici človeka tri typy čapíkov, z ktorých každý vníma zodpovedajúcu primárnu farbu. Každý z týchto typov kužeľov obsahuje rôzne farebne citlivé vizuálne pigmenty – niektoré pre červenú, iné pre zelenú a iné pre modrú. Pri plnej funkcii všetkých troch zložiek je zabezpečené normálne farebné videnie, nazývané normálne trichromázia, a ľudia, ktorí to majú — trichromacia.

Celú paletu zrakových vnemov možno rozdeliť do dvoch skupín:

• achromatické- vnímanie bielej, čiernej, sivé farby, od najsvetlejšej po najtmavšiu;
• chromatické- vnímanie všetkých tónov a odtieňov farebného spektra.

Chromatické farby sa vyznačujú odtieňom, svetlosťou alebo jasom a sýtosťou.

Farebný tón — je to znak každej farby, ktorý vám umožňuje priradiť danú farbu konkrétnej farbe. Svetlosť farby je charakterizovaná stupňom jej blízkosti biela farba.

Sýtosť farieb — stupeň odlišnosti od achromatického s rovnakou svetlosťou. Všetka rozmanitosť farebných odtieňov sa získa zmiešaním iba troch základných farieb: červenej, zelenej, modrej.

Zákony miešania farieb platia, ak obe oči dráždia rôzne farby. V dôsledku toho sa binokulárne miešanie farieb nelíši od monokulárneho miešania farieb, čo naznačuje úlohu centrálneho nervového systému v tomto procese.

Rozlišovať získané a vrodené poruchy farebného videnia. Vrodené poruchy závisia od troch zložiek – toto videnie sa nazýva — dichromázia. Pri strate dvoch zložiek sa volá vízia — monochromázia.

Získané sú zriedkavé: pri ochoreniach zrakového nervu sietnice a centrálneho nervového systému.

Hodnotenie vnímania farieb sa vykonáva v súlade s klasifikáciou Chris-Nagel-Rabkin, ktorá poskytuje:

• normálna trichromázia- farebné videnie, v ktorom sú všetky tieto receptory vyvinuté a fungujú normálne;
• anomálna trichromázia- jeden z troch receptorov nefunguje správne. Delí sa na: protanomáliu, charakterizovanú anomáliou vo vývoji prvého (červeného) receptora; deuteranomália, charakterizovaná anomáliou vo vývoji druhého (zeleného) receptora; - tritanomália, charakterizovaná anomáliou vo vývoji tretieho (modrého) receptora;
• dichromázia- farebné videnie, pri ktorom nefunguje jeden z troch receptorov. Dichromázia sa delí na:

• protanopia- slepota prevažne na červenú farbu;
• deuteranopia- slepota prevažne na zelenú farbu;
• tritanopia- Prevažne modrá farbosleposť.

monochromasia alebo achromasia — úplná absencia farebné videnie.

Výraznejšie poruchy farebného videnia, nazývané čiastočné Farbosleposť, nastať, keď dôjde k úplnej strate vnímania jednej farebnej zložky. Predpokladá sa, že ľudia trpiaci touto poruchou - dichromáty- môže byť protanopy keď sa objaví červená, deuteranopes- zelené a tritanopy- fialová zložka.

Pozrite si funkcie vizuálny analyzátor a metódy ich výskumu

Saenko I. A.

1. Príručka sestry pre starostlivosť/N. I. Belova, B. A. Berenbein, D. A. Velikoretsky a ďalší; Ed. N. R. Paleeva.-M.: Medicína, 1989.
2. Ruban E. D., Gainutdinov I. K. Ošetrovateľstvo v oftalmológii. - Rostov n/d: Phoenix, 2008.

Farebné videnie

Fenomenológiu vnímania farieb popisujú zákony farebného videnia odvodené z výsledkov psychofyzikálnych experimentov. Na základe týchto zákonov sa za obdobie viac ako 100 rokov vyvinulo niekoľko teórií farebného videnia. Až v posledných približne 25 rokoch bolo možné priamo testovať tieto teórie pomocou elektrofyziologických metód zaznamenávaním elektrickej aktivity jednotlivých receptorov a neurónov vo vizuálnom systéme.

Fenomenológia vnímania farieb

Farebné tóny tvoria „prirodzené“ kontinuum. Kvantitatívne sa dá znázorniť ako farebné koliesko, na ktorom je uvedená postupnosť typov: červená, žltá, zelená, azúrová, fialová a opäť červená. Odtieň a sýtosť spolu určujú sýtosť alebo úroveň farby. Sýtosť je určená množstvom bielej alebo čiernej farby. Napríklad, ak sa zmieša čistá červená s bielou, získate ružový odtieň. Akákoľvek farba môže byť reprezentovaná bodom v trojrozmernom „farebnom tele“. Jedným z prvých príkladov „farebného tela“ je farebná sféra nemeckého umelca F. Rungeho (1810). Každá farba tu zodpovedá konkrétnej oblasti umiestnenej na povrchu alebo vo vnútri gule. Toto znázornenie možno použiť na opis nasledujúcich najdôležitejších kvalitatívnych zákonov vnímania farieb.

1.

2.

3.

Moderné metrické farebné systémy popisujú vnímanie farieb na základe troch premenných – odtieň, sýtosť a svetlosť. Toto sa robí s cieľom vysvetliť zákony posunu farieb, o ktorých budeme diskutovať nižšie, a určiť úrovne identického vnímania farieb. V metrických trojrozmerných systémoch sa z obyčajnej farebnej gule jej deformáciou vytvorí nesférické farebné teleso. Účelom vytvárania takýchto metrických farebných systémov (v Nemecku sa používa farebný systém DIN vyvinutý Richterom) nie je fyziologické vysvetlenie farebného videnia, ale skôr jednoznačný popis charakteristík vnímania farieb. Avšak, keď vyčerpávajúce fyziologická teória farebné videnie (taká teória zatiaľ neexistuje), musí vedieť vysvetliť štruktúru farebného priestoru.

Teórie farebného videnia

Trojzložková teória farebného videnia

Farebné videnie je založené na troch nezávislých fyziologické procesy. Trojzložková teória farebného videnia (Jung, Maxwell, Helmholtz) predpokladá prítomnosť troch rôzne druhy kužele, ktoré fungujú ako nezávislé prijímače, keď je svetlo na fotopickej úrovni.

Kombinácie signálov prijatých z receptorov sa spracovávajú v neurónové systémy ah vnímanie jasu a farby. Správnosť tejto teórie potvrdzujú zákony miešania farieb, ako aj mnohé psychofyziologické faktory. Napríklad pri spodnej hranici fotopickej citlivosti sa môžu v spektre líšiť len tri zložky – červená, zelená a modrá.

Teória oponentných farieb

Ak jasne zelený krúžok obklopuje sivý kruh, potom tento získa červenú farbu v dôsledku súčasného farebného kontrastu. Fenomény simultánneho farebného kontrastu a sekvenčného farebného kontrastu slúžili ako základ pre teóriu oponentných farieb, navrhnutú v 19. storočí. Goering. Hering navrhol, že existujú štyri základné farby - červená, žltá, zelená a modrá - a že boli spárované v pároch prostredníctvom dvoch antagonistických mechanizmov - zeleno-červeného mechanizmu a žlto-modrého mechanizmu. Pre achromaticky komplementárne farby bielej a čiernej bol navrhnutý aj tretí mechanizmus protivníka. Vzhľadom na polárny charakter vnímania týchto farieb nazval Hering tieto farebné dvojice „farby protivníka“. Z jeho teórie vyplýva, že nemôžu existovať také farby ako „zeleno-červená“ a „modro-žltá“.

Teória zón

Poruchy farebného videnia

Rôzne patologické zmeny, porušujúce vnímanie farieb, sa môže vyskytnúť na úrovni zrakových pigmentov, na úrovni spracovania signálu vo fotoreceptoroch alebo vo vysokých častiach zrakového systému, ako aj v samotnom dioptrickom aparáte oka. Nižšie sú popísané poruchy farebného videnia, ktoré sú vrodené a takmer vždy postihujú obe oči. Prípady zhoršeného vnímania farieb iba jedným okom sú extrémne zriedkavé. V druhom prípade má pacient možnosť popísať subjektívne javy zhoršeného farebného videnia, pretože môže porovnať svoje pocity získané pomocou pravého a ľavého oka.

Anomálie farebného videnia

Anomálie sa zvyčajne nazývajú určité menšie poruchy vo vnímaní farieb. Dedia sa ako recesívny znak spojený s chromozómom X. Jedince s farebnou anomáliou sú všetky trichromáty, t.j. Rovnako ako ľudia s normálnym farebným videním potrebujú na úplný opis viditeľnej farby použiť tri základné farby. Anomálie sú však menej schopné rozlíšiť niektoré farby ako trichromáty s normálnym zrakom a pri testoch zhody farieb používajú rôzne pomery červenej a zelenej. Testovanie anomaloskopom ukazuje, že ak je v zmesi farieb viac červenej ako normálne, a pri deuteranomálii je v zmesi viac zelenej, ako je potrebné. IN v ojedinelých prípadoch tritanomálie, práca žlto-modrého kanála je narušená.

Dichromáty

Rôzne formy dichromatopsie sa tiež dedia ako X-viazané recesívne znaky. Dichromáty dokážu opísať všetky farby, ktoré vidia, iba pomocou dvoch čistých farieb. Protanopy aj deuteranopy majú narušený červeno-zelený kanál. Protanopy si zamieňajú červenú s čiernou, tmavošedú, hnedú a v niektorých prípadoch, ako deuteranopy, so zelenou. Špecifická časť spektrum sa im zdá achromatické. Pre protanop je táto oblasť medzi 480 a 495 nm, pre deuteranope medzi 495 a 500 nm. Zriedka videné tritanopy si zamieňajú žltú a modrú. Modrofialový koniec spektra im pripadá achromatický – ako prechod zo šedej do čiernej. Spektrálna oblasť medzi 565 a 575 nm tritanopov je tiež vnímaná ako achromatická.

Úplná farbosleposť

Menej ako 0,01 % všetkých ľudí je úplne farboslepých. Vidia monochromáty svet ako čiernobiely film, t.j. rozlišujú sa iba odtiene sivej. Takéto monochromáty zvyčajne vykazujú zhoršenú adaptáciu svetla pri fotopických úrovniach osvetlenia. Keďže oči monochromátov ľahko oslepnú, pri dennom svetle ťažko rozlišujú tvary, čo spôsobuje svetloplachosť. Preto nosia tmavé Slnečné okuliare aj za normálneho denného svetla. V sietnici monochromátov s histologické vyšetrenie zvyčajne sa nezistia žiadne anomálie. Predpokladá sa, že ich šišky obsahujú rodopsín namiesto vizuálneho pigmentu.

Poruchy tyčového aparátu

Diagnostika porúch farebného videnia

Keďže existuje celý riadok Profesie, ktoré vyžadujú normálne videnie farieb (napríklad vodiči, piloti, strojníci, módni návrhári), by mali mať všetky deti testované farebné videnie, aby sa pri výbere povolania následne zohľadnila prítomnosť anomálií. V jednom z jednoduché testy Používajú sa „pseudoizochromatické“ Ishihara tabuľky. Tieto tabuľky obsahujú škvrny rôznych veľkostí a farieb, usporiadané tak, že tvoria písmená, znaky alebo čísla. Škvrny rôznych farieb majú rovnakú úroveň svetlosti. Osoby so zhoršeným farebným videním nie sú schopné vidieť niektoré symboly (závisí to od farby škvŕn, z ktorých sú tvorené). Použitím rôzne možnosti Ishihara tabuľky, poruchy farebného videnia sa dajú celkom spoľahlivo odhaliť. Presná diagnóza možné pomocou testov miešania farieb.

Literatúra:
1. J. Dudel, M. Zimmerman, R. Schmidt, O. Grüsser a kol. Fyziológia človeka, zväzok 2, preklad z angličtiny, „World“, 1985
2. Kap. Ed. B.V. Petrovský. Populárne lekárska encyklopédia, čl. "Vízia", ​​"Farebné videnie", Sovietska encyklopédia, 1988
3. V. G.

Farebné videnie

Eliseev, Yu, I. Afanasyev, N. A. Yurina. Histológia, "Medicína", 1983

zrakový vnem- individuálne vnímanie zrakového podnetu, ku ktorému dochádza, keď priame a odrazené lúče svetla dosiahnu určitú prahovú intenzitu. Reálny vizuálny objekt umiestnený v zornom poli vyvoláva komplex vnemov, ktorých integrácia tvorí vnímanie objektu.

Vnímanie vizuálnych podnetov. Vnímanie svetla sa uskutočňuje za účasti fotoreceptorov alebo neurosenzorických buniek, ktoré patria k sekundárnym senzorickým receptorom. To znamená, že ide o špecializované bunky, ktoré prenášajú informácie o svetelných kvantách do neurónov sietnice, vrátane najskôr bipolárnych neurónov, potom do gangliových buniek, ktorých axóny tvoria vlákna zrakového nervu; informácie sa potom dostávajú do subkortikálnych neurónov (thalamus a anterior colliculus) a kortikálne centrá(primárne projekčné pole 17, sekundárne projekčné pole 18 a 19) videnia. Okrem toho sa horizontálne a amakrinné bunky podieľajú aj na procesoch prenosu a spracovania informácií v sietnici. Všetky neuróny sietnice tvoria nervový aparát oka, ktorý nielen prenáša informácie do zrakových centier mozgu, ale podieľa sa aj na ich analýze a spracovaní. Preto sa sietnica nazýva časť mozgu nachádzajúca sa na periférii.

Pred viac ako 100 rokmi na základe morfologické znaky Max Schultze rozdelil fotoreceptory na dva typy - tyčinky (dlhé tenké bunky s valcovým vonkajším segmentom a vnútorným segmentom rovnakého priemeru) a kužele (s kratšími a hrubšími vnútorný segment). Upozornil na skutočnosť, že nočné zvieratá ( netopier, sova, krtko, mačka, jež) v sietnici prevládali tyčinky a u denných živočíchov (holuby, kurčatá, jašterice) prevládali čapíky. Na základe týchto údajov Schultze navrhol teóriu duálneho videnia, podľa ktorej tyčinky poskytujú skotopické videnie alebo videnie pri nízkej úrovni osvetlenia a čapíky poskytujú fotopické videnie a fungujú pri silnejšom svetle. Treba však poznamenať, že mačky počas dňa dokonale vidia a ježkovia chovaní v zajatí sa ľahko prispôsobia dennému životnému štýlu; hady, ktorých sietnica obsahuje najmä šišky, sa v šere dobre orientujú.

Morfologické znaky tyčiniek a čapíkov. V sietnici človeka obsahuje každé oko asi 110-123 miliónov tyčiniek a približne 6-7 miliónov čapíkov, t.j. 130 miliónov fotoreceptorov. V oblasti makulárna škvrna Existujú hlavne kužele a na okraji sú tyče.

Konštrukcia obrazu. Oko má niekoľko refrakčných médií: rohovka, tekutina prednej a zadnej komory oka, šošovka a sklovca. Konštrukcia obrazu v takomto systéme je to veľmi ťažké, pretože každé refrakčné médium má svoj vlastný polomer zakrivenia a index lomu. Špeciálne výpočty ukázali, že je možné použiť zjednodušený model - zmenšené oko a predpokladajme, že existuje len jedna refrakčná plocha – rohovka a jedna uzlový bod(lúč ním preletí bez lomu), nachádza sa vo vzdialenosti 17 mm pred sietnicou (obr. 60).

Ryža. 60. Umiestnenie uzlového bodu Obr. 61. Konštrukcia obrazu a zadné ohnisko oka.

Na vytvorenie obrazu objektu AB Z každého bodu sa odoberajú dva lúče, ktoré ho obmedzujú: jeden lúč prechádza ohniskom po lomu a druhý prechádza bez lomu uzlovým bodom (obr. 61). Konvergencia týchto lúčov dáva obraz bodov A A B- body A1 A B2 a podľa toho aj predmet A1B1. Obraz je skutočný, inverzný a zmenšený. Poznanie vzdialenosti od objektu k oku OD, veľkosti objektov AB a vzdialenosť od uzlového bodu k sietnici (17 mm), možno vypočítať veľkosť obrazu. Ak to chcete urobiť, z podobnosti trojuholníkov AOB a zobrazí sa rovnosť vzťahov L1B1O1:

Refrakčná sila oka je vyjadrená v dioptrie.Šošovka s ohniskovou vzdialenosťou 1 m má refrakčnú silu jednej dioptrie Na určenie refrakčnej sily šošovky v dioptriách treba jednotku vydeliť ohniskovou vzdialenosťou v stredoch. Zamerajte sa- toto je bod zbiehania po lomu lúčov rovnobežných so šošovkou. ohnisková vzdialenosť nazývajte vzdialenosť od stredu šošovky (pre oko od uzlového bodu) ho ohnisko.

Ľudské oko je nastavené tak, aby skúmalo vzdialené objekty: paralelné lúče prichádzajúce z veľmi vzdialeného svetelného bodu sa zbiehajú na sietnici, a preto je zameranie na ňu. Preto vzdialenosť OF od sietnice po uzlový bod O je ohnisková vzdialenosť pre oko. Ak to vezmeme na 17 mm, potom sa refrakčná sila oka bude rovnať:

Farebné videnie. Väčšina ľudí je schopná rozlišovať medzi základnými farbami a ich mnohými odtieňmi. Vysvetľuje sa to účinkom elektromagnetických oscilácií rôznych vlnových dĺžok na fotoreceptory vrátane tých, ktoré vyvolávajú pocit fialovej (397-424 nm), modrej (435 nm), zelenej (546 nm), žltej (589 nm) a červenej (671). - 700 nm). Dnes už nikto nepochybuje o tom, že pre normálne farebné videnie človeka možno akýkoľvek daný farebný tón získať aditívnym zmiešaním 3 základných farebných tónov – červeného (700 nm), zeleného (546 nm) a modrého (435 nm) . Biela farba vytvára zmes lúčov všetkých farieb, buď zmes troch základných farieb (červená, zelená a modrá), alebo zmiešaním dvoch takzvaných párových doplnkových farieb: červenej a modrej, žltej a modrej.

Svetelné lúče s vlnovou dĺžkou od 0,4 do 0,8 mikrónov, ktoré spôsobujú excitáciu v čapoch sietnice, spôsobujú pocit farby objektu. Pocit červenej farby nastáva pri vystavení lúčom s najdlhšou vlnovou dĺžkou, fialovej - s najkratšou.

V sietnici sú tri typy čapíkov, ktoré reagujú odlišne na červenú, zelenú a Fialová. Niektoré šišky reagujú primárne na červenú, iné na zelenú a iné na fialovú. Tieto tri farby sa nazývali primárne. Zaznamenávanie akčných potenciálov z jednotlivých gangliových buniek sietnice ukázalo, že keď je oko osvetlené lúčmi rôznych vlnových dĺžok, excitácia v niektorých bunkách - dominátorov- vyskytuje sa pôsobením akejkoľvek farby, v iných - modulátory- len pri určitej vlnovej dĺžke. V tomto prípade bolo identifikovaných 7 rôznych modulátorov, ktoré reagovali na vlnové dĺžky od 0,4 do 0,6 μm.

Optickým zmiešaním základných farieb možno získať všetky ostatné farby spektra a všetky odtiene. Niekedy dochádza k poruchám vnímania farieb, kvôli ktorým človek nedokáže rozlíšiť medzi určitými farbami. Takáto odchýlka je zaznamenaná u 8 % mužov a 0,5 % žien. Osoba nemusí byť schopná rozlíšiť jednu, dve alebo vo vzácnejších prípadoch všetky tri základné farby, takže všetky životné prostredie vnímané v šedých tónoch.

Adaptácia. Citlivosť fotoreceptorov sietnice na pôsobenie svetelných podnetov je mimoriadne vysoká. Jedna tyčinka sietnice môže byť vzrušená pôsobením 1-2 svetelných kvánt. Citlivosť sa môže meniť pri zmene svetla. V tme sa zvyšuje a na svetle klesá.

Tmavé prispôsobenie, t.j. Výrazné zvýšenie citlivosti očí sa pozoruje pri prechode zo svetlej miestnosti do tmavej. V prvých desiatich minútach pobytu v tme sa citlivosť oka na svetlo zvyšuje desaťkrát a potom v priebehu hodiny - desaťtisíckrát. V jadre temná adaptácia Existujú dva hlavné procesy - obnova vizuálnych pigmentov a zväčšenie oblasti vnímavého poľa. Najprv sa obnovia zrakové pigmenty čapíkov, čo však nevedie k veľkým zmenám citlivosti oka, keďže absolútna citlivosť čapíkov je malá. Na konci prvej hodiny pobytu v tme sa rodopsín tyčiniek obnoví, čo zvyšuje citlivosť tyčiniek na svetlo 100 000-200 000-krát (a teda zvyšuje periférne videnie). Okrem toho sa v tme v dôsledku oslabenia alebo odstránenia laterálnej inhibície (na tomto procese sa zúčastňujú neuróny podkôrových a kortikálnych centier videnia) výrazne zväčšuje oblasť excitačného centra receptívneho poľa gangliovej bunky. (súčasne sa zvyšuje konvergencia fotoreceptorov na bipolárnych neurónoch a bipolárne neuróny - na gangliovej bunke). V dôsledku týchto udalostí v dôsledku priestorovej sumácie na periférii sietnice citlivosť na svetlo v tme sa zvyšuje, ale zároveň klesá zraková ostrosť. Aktivácia sympatického nervového systému a zvýšená produkcia katecholamínov zvyšuje rýchlosť adaptácie na tmu.

Experimenty ukázali, že adaptácia závisí od vplyvov prichádzajúcich z centrálneho nervového systému. Osvetlenie jedného oka teda spôsobuje zníženie citlivosti na svetlo druhého oka, ktoré nebolo vystavené osvetleniu.

farebné videnie a metódy jeho určovania

Predpokladá sa, že impulzy prichádzajúce z centrálneho nervového systému spôsobujú zmenu v počte fungujúcich horizontálnych buniek. So zvyšovaním ich počtu sa zvyšuje počet fotoreceptorov pripojených k jednej gangliovej bunke, teda zväčšuje sa receptívne pole. To zaisťuje reakciu pri nižšej intenzite svetelnej stimulácie. So zvyšujúcim sa osvetlením sa počet excitovaných horizontálnych buniek znižuje, čo je sprevádzané znížením citlivosti.

Pri prechode z tmy do svetla dochádza k dočasnej slepote, potom sa citlivosť oka postupne znižuje, t.j. dochádza k adaptácii na svetlo. Súvisí to hlavne so znížením plochy receptívnych polí sietnice.

Biofyzika farebného videnia FARBA A MERANIE FARBY Rôzne javy farebného videnia obzvlášť jasne ukazujú, že zrakové vnímanie závisí nielen od typu podnetov a práce receptorov, ale aj od charakteru spracovania signálu v nervový systém. Rôzne časti viditeľného spektra sa nám zdajú rôzne sfarbené a vnemy sa neustále menia, keď prechádzame od fialovej a modrej cez zelenú a žltú až po červenú. Zároveň môžeme vnímať farby, ktoré nie sú v spektre, napríklad fialový tón, ktorý sa získa zmiešaním červenej a modrej farby. Kompletne odlišný fyzické stavy vizuálna stimulácia môže viesť k rovnakému vnímaniu farieb. Napríklad monochromatickú žltú nemožno odlíšiť od určitej zmesi čistej zelenej a čistej červenej. Fenomenológiu vnímania farieb popisujú zákony farebného videnia odvodené z výsledkov psychofyzikálnych experimentov. Na základe týchto zákonov sa za obdobie viac ako 100 rokov vyvinulo niekoľko teórií farebného videnia. Až za posledných približne 25 rokov bolo možné priamo testovať tieto teórie pomocou elektrofyziológie – zaznamenávaním elektrickej aktivity jednotlivých receptorov a neurónov vo vizuálnom systéme. Fenomenológia vnímania farieb Vizuálny svet človeka s normálnym farebným videním je mimoriadne bohatý na farebné odtiene. Človek dokáže rozlíšiť približne 7 miliónov rôznych odtieňov farieb. Porovnaj – v sietnici je tiež asi 7 miliónov čapíkov. Dobrý monitor však dokáže zobraziť približne 17 miliónov farieb (presnejšie 16’777’216). Celý tento set možno rozdeliť do dvoch tried - chromatické a achromatické odtiene. Achromatické odtiene tvoria prirodzenú sekvenciu od najjasnejšej bielej po najhlbšiu čiernu, čo korešponduje s pocitom čiernej vo fenoméne simultánneho kontrastu (sivá postava na bielom pozadí pôsobí tmavšie ako tá istá postava na tmavom). Chromatické odtiene sú spojené s farbou povrchu predmetov a vyznačujú sa tromi fenomenologickými kvalitami: odtieň, sýtosť a svetlosť. V prípade svetelných svetelných podnetov (napríklad farebný svetelný zdroj) sa atribút „svetlosť“ nahrádza atribútom „osvetlenie“ (jas). Monochromatické svetelné podnety s rovnakú energiu, ale rôzne vlnové dĺžky spôsobujú rôzne pocity jasu. Krivky spektrálneho jasu (alebo krivky spektrálnej citlivosti) pre fotopické aj skotopické videnie sú konštruované na základe systematické merania emitovaná energia, ktorá je potrebná na to, aby svetelné podnety rôznych vlnových dĺžok (monochromatické podnety) vyvolali rovnaké subjektívne vnemy jasu. Farebné tóny tvoria „prirodzené“ kontinuum. Kvantitatívne sa dá znázorniť ako farebné koliesko, na ktorom je uvedená postupnosť typov: červená, žltá, zelená, azúrová, fialová a opäť červená. Odtieň a sýtosť spolu určujú sýtosť alebo úroveň farby. Sýtosť je určená množstvom bielej alebo čiernej farby. Napríklad, ak sa zmieša čistá červená s bielou, získate ružový odtieň. Akákoľvek farba môže byť reprezentovaná bodom v trojrozmernom „farebnom tele“. Jedným z prvých príkladov „farebného tela“ je farebná sféra nemeckého umelca F. Rungeho (1810). Každá farba tu zodpovedá konkrétnej oblasti umiestnenej na povrchu alebo vo vnútri gule. Toto znázornenie možno použiť na opis nasledujúcich najdôležitejších kvalitatívnych zákonov vnímania farieb. Vnímané farby tvoria kontinuum; inými slovami, blízke farby prechádzajú jedna do druhej hladko, bez skoku. Každý bod vo farebnom tele môže byť presne definovaný tromi premennými. Štruktúra farebného tela má pólové body - doplnkové farby ako čierna a biela, zelená a červená, modrá a žltá, umiestnené na opačných stranách gule. Moderné metrické farebné systémy popisujú vnímanie farieb na základe troch premenných – odtieň, sýtosť a svetlosť. Toto sa robí s cieľom vysvetliť zákony posunu farieb, o ktorých budeme diskutovať nižšie, a určiť úrovne identického vnímania farieb. V metrických trojrozmerných systémoch sa z obyčajnej farebnej gule jej deformáciou vytvorí nesférické farebné teleso. Účelom vytvárania takýchto metrických farebných systémov (v Nemecku sa používa farebný systém DIN vyvinutý Richterom) nie je fyziologické vysvetlenie farebného videnia, ale skôr jednoznačný popis charakteristík vnímania farieb. Keď sa však predloží komplexná fyziologická teória farebného videnia (zatiaľ taká teória neexistuje), musí byť schopná vysvetliť štruktúru farebného priestoru. Miešanie farieb Aditívne miešanie farieb nastáva, keď svetelné lúče rôznych vlnových dĺžok dopadajú na ten istý bod na sietnici. Napríklad v anomaloskope, nástroji používanom na diagnostiku porúch farebného videnia, sa jeden svetelný stimul (napríklad čistá žltá s vlnovou dĺžkou 589 nm) premietne na jednu polovicu kruhu, zatiaľ čo nejaká zmes farieb (napr. čisto červená s vlnovou dĺžkou 671 nm a čistá zelená s vlnovou dĺžkou 546 nm) - do svojej druhej polovice. Aditívnu spektrálnu zmes, ktorá dáva pocit identický s čistou farbou, možno nájsť z nasledujúcej „rovnice miešania farieb“: a (červená, 671) + b (zelená, 546) c (žltá, 589) (1) Symbol znamená ekvivalenciu vnemu a nemá matematický význam, a, b a c sú koeficienty osvetlenia. Pre osobu s normálnym farebným videním by sa mal koeficient pre červenú zložku brať približne 40 a pre zelenú zložku - približne 33 relatívnych jednotiek (ak sa osvetlenie pre žltú zložku berie ako 100 jednotiek). Ak vezmete dva monochromatické svetelné podnety, jeden v rozsahu od 430 do 555 nm a druhý od 492 do 660 nm, a zmiešate ich aditívne, farebný tón výslednej farebnej zmesi bude buď biely, alebo bude zodpovedať čistej farbe s vlnová dĺžka medzi vlnovými dĺžkami miešaných farieb. Ak však vlnová dĺžka jedného z monochromatických stimulov prekročí 660 nm a druhý nedosiahne 430 nm, získajú sa fialové farebné tóny, ktoré sa v spektre nenachádzajú. Biela farba. Pre každý farebný tón farebné koliesko Existuje ďalší farebný tón, ktorý po zmiešaní dáva bielu. Konštanty (váhové koeficienty a a b) zmiešavacej rovnice a(F1 ) + b (F2 )K (biela) (2) závisí od definície „bielej“.

Farba a videnie

Akýkoľvek pár farebných tónov F1, F2, ktorý spĺňa rovnicu (2), sa nazýva doplnkové farby.

Subtraktívne miešanie farieb. Od aditívneho miešania farieb sa líši tým, že ide o čisto fyzikálny proces. Ak biele svetlo prejde cez dva širokopásmové filtre – prvý žltý a potom modrý – výsledná subtraktívne zmes bude zelená, pretože cez oba filtre môže prechádzať iba zelené svetlo. Umelec pri miešaní farieb vytvára subtraktívne miešanie farieb, pretože jednotlivé granule farby fungujú ako širokopásmové farebné filtre.

TRICHROMATICITA

Pre normálne farebné videnie je možné akýkoľvek daný farebný tón (F4) získať aditívnym zmiešaním troch špecifických farebných tónov F1-F3. Táto nevyhnutná a postačujúca podmienka je popísaná nasledujúca rovnica vnímanie farieb:

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

Podľa medzinárodnej konvencie sa ako primárne (hlavné) farby F1, F2, F3 vyberajú čisté farby s vlnovými dĺžkami 700 nm (červená), 546 nm (zelená) a 435 nm (modrá), z ktorých je možné skonštruovať moderné farby. systémy). Na získanie bielej z aditívneho miešania musia byť hmotnosti týchto základných farieb (a, b a c) spojené nasledujúcim vzťahom:

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

Výsledky fyziologických experimentov s vnímaním farieb, popísané rovnicami (1) - (4), je možné prezentovať vo forme chromatického diagramu („farebný trojuholník“), ktorý je príliš zložitý na to, aby bol v tejto práci znázornený. Tento diagram sa líši od trojrozmerného znázornenia farieb tým, že chýba jeden parameter - „svetlosť“. Podľa tohto diagramu, keď sa zmiešajú dve farby, výsledná farba leží na priamke spájajúcej dve pôvodné farby. Aby ste pomocou tohto diagramu našli páry doplnkových farieb, musíte cez „biely bod“ nakresliť priamku.

Farby používané vo farebnej televízii sa získajú aditívnym zmiešaním troch farieb vybraných podobným spôsobom ako v rovnici (3).

TEÓRIE FAREBNÉHO VIDENIA

Trojzložková teória farebného videnia

Z rovnice (3) a chromatického diagramu vyplýva, že farebné videnie je založené na troch nezávislých fyziologických procesoch. Trojzložková teória farebného videnia (Jung, Maxwell, Helmholtz) predpokladá prítomnosť troch rôznych typov kužeľov, ktoré fungujú ako nezávislé prijímače, keď je osvetlenie na fotopickej úrovni. Kombinácie signálov prijatých z receptorov sa spracovávajú v nervových systémoch na vnímanie jasu a farby. Správnosť tejto teórie potvrdzujú zákony miešania farieb, ako aj mnohé psychofyziologické faktory. Napríklad pri spodnej hranici fotopickej citlivosti sa môžu v spektre líšiť len tri zložky – červená, zelená a modrá.

Prvé objektívne údaje potvrdzujúce hypotézu o prítomnosti troch typov receptorov farebného videnia boli získané pomocou mikrospektrofotometrických meraní jednotlivých čapíkov, ako aj zaznamenaním farebne špecifických receptorových potenciálov čapíkov v sietniciach zvierat s farebným videním.

Teória oponentných farieb

Ak jasne zelený krúžok obklopuje sivý kruh, potom tento získa červenú farbu v dôsledku súčasného farebného kontrastu. Fenomény simultánneho farebného kontrastu a sekvenčného farebného kontrastu slúžili ako základ pre teóriu oponentných farieb, navrhnutú v 19. storočí. Goering. Hering navrhol, že existujú štyri základné farby - červená, žltá, zelená a modrá - a že boli spárované v pároch prostredníctvom dvoch antagonistických mechanizmov - zeleno-červeného mechanizmu a žlto-modrého mechanizmu. Pre achromatické doplnkové farby bielu a čiernu bol navrhnutý aj tretí mechanizmus protivníka. Vzhľadom na polárny charakter vnímania týchto farieb nazval Hering tieto farebné dvojice „farby protivníka“. Z jeho teórie vyplýva, že nemôžu existovať také farby ako „zeleno-červená“ a „modro-žltá“.

Oponentská teória farieb teda predpokladá prítomnosť antagonistických farebne špecifických nervových mechanizmov. Napríklad, ak je takýto neurón vzrušený stimulom zeleného svetla, potom červený stimul by mal spôsobiť jeho inhibíciu. Oponentné mechanizmy navrhnuté Goeringom získali čiastočnú podporu potom, čo sa naučili registrovať aktivitu nervové bunky priamo spojené s receptormi. U niektorých stavovcov s farebným videním boli teda objavené „červeno-zelené“ a „žlto-modré“ horizontálne bunky. V bunkách „červeno-zeleného“ kanála sa pokojový membránový potenciál mení a bunka hyperpolarizuje, ak na jej receptívne pole dopadá svetlo so spektrom 400-600 nm, a depolarizuje sa, keď je stimul s vlnovou dĺžkou väčšou ako 600 nm. aplikované. Bunky „žlto-modrého“ kanála hyperpolarizujú, keď sú vystavené svetlu s vlnovou dĺžkou menšou ako 530 nm a depolarizujú sa v rozsahu 530-620 nm.

Na základe takýchto neurofyziologických údajov možno skonštruovať jednoduché neurónové siete, ktoré vysvetľujú, ako komunikovať medzi tromi nezávislými kužeľovými systémami, aby sa vytvorili farebne špecifické reakcie medzi neurónmi na vyšších úrovniach vizuálneho systému.

Teória zón

Svojho času prebiehali búrlivé debaty medzi zástancami každej z opísaných teórií. Tieto teórie však dnes možno považovať za doplnkové interpretácie farebného videnia. Teória Crissovho pásma, navrhnutá pred 80 rokmi, sa pokúsila synteticky zjednotiť tieto dve konkurenčné teórie. Ukazuje, že trojzložková teória je vhodná na opísanie fungovania receptorovej úrovne a oponentská teória je vhodná na opísanie nervových systémov viacerých vysoký stupeň vizuálny systém.

PORUCHY FAREBNÉHO VIDENIA

Na úrovni zrakových pigmentov, na úrovni spracovania signálu vo fotoreceptoroch alebo vo vysokých častiach zrakového systému, ako aj v samotnom dioptrickom aparáte oka môžu nastať rôzne patologické zmeny, ktoré narušujú vnímanie farieb.

Nižšie sú popísané poruchy farebného videnia, ktoré sú vrodené a takmer vždy postihujú obe oči. Prípady zhoršeného vnímania farieb iba jedným okom sú extrémne zriedkavé. V druhom prípade má pacient možnosť popísať subjektívne javy zhoršeného farebného videnia, pretože môže porovnať svoje pocity získané pomocou pravého a ľavého oka.

Anomálie farebného videnia

Anomálie sa zvyčajne nazývajú určité menšie poruchy vo vnímaní farieb. Dedia sa ako recesívny znak spojený s chromozómom X. Jedince s farebnou anomáliou sú všetky trichromáty, t.j. rovnako ako ľudia s normálnym farebným videním potrebujú na úplný opis viditeľnej farby použiť tri základné farby (rov. 3).

Anomálie sú však menej schopné rozlíšiť niektoré farby ako trichromáty s normálnym zrakom a pri testoch zhody farieb používajú rôzne pomery červenej a zelenej. Testovanie anomaloskopom ukazuje, že s protanomáliou v súlade s Eq. (1) vo farebnej zmesi je viac červenej ako normálne a s deuteranomáliou je v zmesi viac zelenej, ako je potrebné. V zriedkavých prípadoch tritanomálie je žlto-modrý kanál narušený.

Dichromáty

Rôzne formy dichromatopsie sa tiež dedia ako X-viazané recesívne znaky. Dichromáty dokážu opísať všetky farby, ktoré vidia, iba pomocou dvoch čistých farieb (rov. 3). Protanopy aj deuteranopy majú narušený červeno-zelený kanál. Protanopy si zamieňajú červenú s čiernou, tmavošedú, hnedú a v niektorých prípadoch, ako deuteranopy, so zelenou. Istá časť spektra sa im zdá achromatická. Pre protanop je táto oblasť medzi 480 a 495 nm, pre deuteranope je to medzi 495 a 500 nm. Zriedka videné tritanopy si zamieňajú žltú a modrú. Modrofialový koniec spektra im pripadá achromatický – ako prechod zo šedej do čiernej. Spektrálna oblasť medzi 565 a 575 nm tritanopov je tiež vnímaná ako achromatická.

Úplná farbosleposť

Menej ako 0,01 % všetkých ľudí je úplne farboslepých. Títo monochromanti vidia svet okolo seba ako čiernobiely film, t.j. rozlišujú sa iba odtiene sivej. Takéto monochromáty zvyčajne vykazujú zhoršenú adaptáciu svetla pri fotopických úrovniach osvetlenia. Keďže oči monochromátov ľahko oslepnú, pri dennom svetle ťažko rozlišujú tvary, čo spôsobuje svetloplachosť. Preto nosia tmavé slnečné okuliare aj pri bežnom dennom svetle. V sietnici monochromátov histologické vyšetrenie zvyčajne nezistí žiadne abnormality. Predpokladá sa, že ich šišky obsahujú rodopsín namiesto vizuálneho pigmentu.

Poruchy tyčového aparátu

Ľudia s abnormalitami tyčového aparátu vnímajú farby normálne, ale ich schopnosť prispôsobiť sa tme je výrazne znížená. Príčinou takejto „nočnej slepoty“ alebo nyktalopie môže byť nedostatočný obsah vitamínu A1 v konzumovanej potrave, ktorý je východiskovou látkou pre syntézu sietnice.

Diagnostika porúch farebného videnia

Keďže poruchy farebného videnia sú zdedené ako X-viazaná vlastnosť, sú oveľa častejšie u mužov ako u žien. Výskyt protanomálie u mužov je približne 0,9 %, protanopie 1,1 %, deuteranomálie 3 – 4 % a deuteranopie 1,5 %. Tritanomália a tritanopia sú extrémne zriedkavé. U žien sa deuteranomália vyskytuje s frekvenciou 0,3% a protanomália - 0,5%.

Keďže existuje množstvo povolaní, ktoré vyžadujú normálne farebné videnie (napríklad vodiči, piloti, strojníci, módni návrhári), všetky deti by si mali nechať otestovať farebné videnie, aby sa pri výbere povolania následne zohľadnila prítomnosť anomálií. Jeden jednoduchý test využíva Ishiharove „pseudoizochromatické“ tabuľky. Tieto tabuľky obsahujú škvrny rôznych veľkostí a farieb, usporiadané tak, že tvoria písmená, znaky alebo čísla. Škvrny rôznych farieb majú rovnakú úroveň svetlosti. Osoby so zhoršeným farebným videním nie sú schopné vidieť niektoré symboly (závisí to od farby škvŕn, z ktorých sú tvorené). Pomocou rôznych verzií Ishiharových tabuliek je možné celkom spoľahlivo identifikovať poruchy farebného videnia.Presnú diagnostiku umožňujú testy miešania farieb zostavené na základe rovníc (1)-(3).

Literatúra

J. Dudel, M. Zimmerman, R. Schmidt, O. Grüsser a kol. Fyziológia človeka, zväzok 2, preklad z angličtiny, „World“, 1985

Ch. Ed. B.V. Petrovský. Populárna lekárska encyklopédia, článok „Vision“ „Color vision“, „Soviet Encyclopedia“, 1988

V.G. Eliseev, Yu.I. Afanasyev, N.A. Yurina. Histology, “Medicine”, 1983 Pridajte dokument na svoj blog alebo webovú stránku Vaše hodnotenie tohto dokumentu bude prvé. Vaša známka:

Vo vizuálnom analyzátore je povolená existencia hlavne troch typov prijímačov farieb alebo komponentov na snímanie farieb (obr. 35). Prvú (protos) vzrušujú najsilnejšie dlhé svetelné vlny, slabšie stredné vlny a ešte slabšie krátke. Druhý (deuteros) je silnejšie excitovaný strednými a menej dlhými a krátkymi svetelnými vlnami. Tretí (tritos) je slabo vzrušený dlhými vlnami, silnejšie strednými vlnami a predovšetkým krátkymi vlnami. V dôsledku toho svetlo akejkoľvek vlnovej dĺžky excituje všetky tri farebné receptory, ale v rôznej miere.

Ryža. 35. Trojzložkové farebné videnie (diagram); písmená označujú farby spektra.

Farebné videnie sa bežne nazýva trichromatické, pretože na vytvorenie viac ako 13 000 rôznych tónov a odtieňov sú potrebné iba 3 farby. Existujú náznaky štvorzložkového a polychromatického charakteru farebného videnia.

Poruchy farebného videnia môžu byť vrodené alebo získané.

Vrodené poruchy farebného videnia majú charakter dichromázie a závisia od oslabenia alebo úplnej straty funkcie jednej z troch zložiek (so stratou zložky, ktorá vníma červenú farbu – protanopia, zelená – deuteranopia a modrá – tritanopia).

Väčšina spoločná forma dichromasia - zmes červenej a zelenej farby. Dalton prvýkrát opísal dichromáziu, a preto sa tento typ poruchy farebného videnia nazýva farbosleposť. Vrodená tritanopia (modrá farbosleposť) je takmer nezvyčajná.

Zhoršené videnie farieb sa vyskytuje 100-krát častejšie u mužov ako u žien. Medzi chlapcami školského veku porucha farebného videnia sa nachádza približne v 5% a medzi dievčatami - iba v 0,5% prípadov. Poruchy farebného videnia sú dedičné.

Pre získané poruchy farebného videnia je charakteristické, že všetky predmety vidíte v jednej farbe. Táto patológia je vysvetlená z rôznych dôvodov. Erytropsia (vidieť všetko v červenom svetle) teda nastáva po oslepení očí svetlom s rozšírenou zrenicou. Cyanopsia (modré videnie) sa rozvinie po extrakcii katarakty, keď sa do oka dostane veľa krátkovlnných svetelných lúčov v dôsledku odstránenia šošovky, ktorá ich blokuje.

Chloropsia (vidieť zeleno) a xanthopsia (vidieť v žltá farba) vznikajú v dôsledku sfarbenia priehľadného média oka počas žltačky, otravy chinínom, santonínom, kyselina nikotínová atď. Poruchy farebného videnia sú možné so samotnou zápalovou a dystrofickou patológiou cievnatka a sietnici. Zvláštnosťou získaných porúch farebného videnia je predovšetkým to, že citlivosť oka je znížená vo vzťahu ku všetkým základným farbám, pretože táto citlivosť je premenlivá a labilná.

Farebné videnie sa najčastejšie študuje pomocou špeciálnych polychromatických Rabkinových tabuliek (samohláska metóda).

Existujú aj tiché metódy na určenie farebného videnia. Pre chlapcov je lepšie ponúknuť výber mozaík rovnakého tónu a pre dievčatá - výber vlákien.

Využitie tabuliek je obzvlášť cenné v detskej praxi, keď mnohé subjektívny výskum z dôvodu nízkeho veku pacientov nie je možné. Čísla v tabuľkách sú k dispozícii a pre mladší vek Môžete sa obmedziť na to, že dieťa pohybuje štetcom s ukazovateľom pozdĺž čísla, ktoré rozlišuje, ale nevie, ako ho nazvať.

Je potrebné pamätať na to, že vývoj vnímania farieb sa oneskorí, ak je novorodenec držaný v miestnosti so slabým osvetlením. Okrem toho je vývoj farebného videnia spôsobený rozvojom podmienených reflexných spojení. Preto pre správny vývoj farebné videnie, je potrebné vytvárať deťom podmienky s dobrým osvetlením a nízky vek upútať ich pozornosť na svetlé hračky umiestnením týchto hračiek do značnej vzdialenosti od očí (50 cm alebo viac) a zmenou ich farieb. Pri výbere hračiek by ste to mali zvážiť fovea najcitlivejšie na žltozelenú a oranžovú časť spektra a málo citlivé na modrú. So zvyšujúcim sa osvetlením sú všetky farby okrem modrej, modrozelenej, žltej a purpurovej vnímané ako žlto-biele farby v dôsledku zmeny jasu.

Detské girlandy by mali mať v strede žlté, oranžové, červené a zelené gule a na okrajoch by mali byť umiestnené gule zmiešané s modrou, modrou, bielou, tmavou farbou.

Funkcia rozlišovania farieb ľudského vizuálneho analyzátora podlieha denný biorytmus s maximálnou citlivosťou po 13-15 hodinách v červenej, žltej, zelenej a modrej časti spektra.

Kovalevsky E.I.

Schopnosť človeka rozlišovať farby je dôležitá pre mnohé aspekty jeho života, často to dáva emocionálne sfarbenie. Goethe napísal: „Žltá farba lahodí oku, rozširuje srdce, povzbudzuje ducha a hneď nám je teplo. Modrá farba, naopak, predstavuje všetko smutným spôsobom.“ Rozjímanie o rozmanitosti farieb prírody, maľby úžasných umelcov, farebné fotografie a umelecké farebné filmy, farebná televízia dáva človeku estetické potešenie.

Skvelé praktický význam farebné videnie. Rozlišovanie farieb vám umožňuje lepšie porozumieť svetu okolo vás a vytvárať tie najlepšie farby chemické reakcie, spravovať vesmírne lode, pohyb železničnej, cestnej a leteckej dopravy, stanoviť diagnózu na základe zmeny farby kože, slizníc, očného pozadia, zápalových či nádorových ložísk a pod.. Bez farebného videnia práca dermatológov, pediatrov, oční lekári a iní, ktorí sa musia zaoberať rôznymi farbami predmetov. Dokonca aj výkon človeka závisí od farby a osvetlenia miestnosti, v ktorej pracuje. Napríklad ružovkastá a zelená farba okolitých stien a predmetov upokojuje, žltkastá, oranžová povzbudzujú, čierna, červená, modrá unavujú atď. psycho-emocionálny stav riešia sa otázky maľovania stien a stropov v miestnostiach na rôzne účely (spálňa, jedáleň a pod.), hračky, oblečenie a pod.

Vývoj farebného videnia je paralelný s vývojom zrakovej ostrosti, ale jeho prítomnosť sa dá posúdiť oveľa neskôr. Prvá viac či menej výrazná reakcia na jasne červenú, žltú a zelenú farbu sa u dieťaťa objavuje v prvej polovici jeho života. Normálna tvorba farebného videnia závisí od intenzity svetla.

Bolo dokázané, že svetlo sa šíri vo forme vĺn rôznych vlnových dĺžok, meraných v nanometroch (nm). Okom viditeľná časť spektra leží medzi lúčmi s vlnovými dĺžkami od 393 do 759 nm. Toto viditeľné spektrum možno rozdeliť do sekcií s rôznou farebnosťou. Svetelné lúče s dlhou vlnovou dĺžkou spôsobujú pocit červenej, zatiaľ čo svetelné lúče s krátkou vlnovou dĺžkou spôsobujú modré a fialové farby. Lúče svetla, ktorých dĺžka leží v intervale medzi nimi, spôsobujú pocit oranžovej, žltej, zelenej a modrej (tabuľka 4).

Všetky farby sú rozdelené na achromatické (biela, čierna a všetko medzi tým, sivá) a chromatické (zvyšok). Chromatické farby sa od seba líšia tromi hlavnými spôsobmi: odtieň, svetlosť a sýtosť atď.
Farebný tón je hlavným množstvom každej chromatickej farby, čo je vlastnosť, ktorá umožňuje klasifikáciu danej farby podľa podobnosti s jednou alebo druhou farbou spektra (achromatické farby nemajú farebný tón). Ľudské oko dokáže rozlíšiť až 180 farebných tónov.
Svetlosť alebo jas farby je charakterizovaný stupňom jej blízkosti k bielej. Jas je najjednoduchší subjektívny pocit intenzity svetla dopadajúceho do oka. Ľudské oko dokáže rozlíšiť až 600 gradácií každého farebného tónu podľa jeho svetlosti a jasu.

Sýtosť chromatickej farby je miera, do akej sa líši od achromatickej farby rovnakej svetlosti. To je, ako to bolo, "hustota" hlavného farebného tónu a rôznych nečistôt k nemu. Ľudské oko dokáže rozlíšiť približne 10 stupňov rôznych sýtostí farebných tónov.

Ak vynásobíte počet rozlíšiteľných gradácií farebných tónov, svetlosti a sýtosti chromatických farieb (180x600x10 "1 080 000)" vyjde vám, že ľudské oko dokáže rozlíšiť viac ako milión farebných odtieňov. V skutočnosti ľudské oko rozlišuje len asi 13 000 farieb odtiene.

Ľudský vizuálny analyzátor má syntetickú schopnosť, ktorá spočíva v optickom miešaní farieb. Prejavuje sa to napríklad tým, že komplexné denné svetlo je vnímané ako biele. Optické miešanie farieb je spôsobené súčasnou stimuláciou oka rôznymi farbami a namiesto niekoľkých zložkových farieb sa získa jeden výsledok.

K miešaniu farieb dochádza nielen vtedy, keď sa obe farby posielajú do jedného oka, ale aj vtedy, keď sa monochromatické svetlo jedného tónu posiela do jedného oka a druhého do druhého. Toto binokulárne miešanie farieb naznačuje, že hlavnú úlohu pri jeho realizácii zohrávajú centrálne (v mozgu), a nie periférne (v sietnici) procesy.

M.V. Lomonosov ako prvý v roku 1757 ukázal, že ak sa 3 farby považujú za primárne vo farebnom kruhu, potom ich zmiešaním v pároch (3 páry) môžete vytvoriť akékoľvek ďalšie (medzi týmito pármi vo farebnom kruhu). Potvrdil to Thomas Jung v Anglicku (1802), neskôr Helmholtz v Nemecku. Tak boli položené základy trojzložkovej teórie farebného videnia, ktorá je schematicky nasledovná.
Vo vizuálnom analyzátore je povolená existencia hlavne troch typov prijímačov farieb alebo komponentov na snímanie farieb (obr. 35). Prvú (protos) vzrušujú najsilnejšie dlhé svetelné vlny, slabšie stredné vlny a ešte slabšie krátke. Druhý (deuteros) je silnejšie excitovaný strednými a menej dlhými a krátkymi svetelnými vlnami. Tretí (tritos) je slabo vzrušený dlhými vlnami, silnejšie strednými vlnami a predovšetkým krátkymi vlnami. V dôsledku toho svetlo akejkoľvek vlnovej dĺžky excituje všetky tri farebné receptory, ale v rôznej miere.

Farebné videnie sa bežne nazýva trichromatické, pretože na vytvorenie viac ako 13 000 rôznych tónov a odtieňov sú potrebné iba 3 farby. Existujú náznaky štvorzložkového a polychromatického charakteru farebného videnia.
Poruchy farebného videnia môžu byť vrodené alebo získané.

Vrodené farebné videnie má charakter dichromázie a závisí od oslabenia alebo úplnej straty funkcie jednej z troch zložiek (so stratou zložky, ktorá vníma červenú farbu - protanopia, zelená - deuteranopia a modrá - tritanopia). Najbežnejšou formou dichromázie je zmes červenej a zelenej farby. Dalton prvýkrát opísal dichromáziu, a preto sa tento typ poruchy farebného videnia nazýva farbosleposť. Vrodená tritanopia (modrá slepota) sa takmer nikdy nenachádza.

Zhoršené videnie farieb sa vyskytuje 100-krát častejšie u mužov ako u žien. Medzi chlapcami v školskom veku je porucha farebného videnia zistená približne v 5% a medzi dievčatami - iba v 0,5% prípadov. Poruchy farebného videnia sú dedičné.
Pre získané poruchy farebného videnia je charakteristické, že všetky predmety vidíte v jednej farbe. Táto patológia je spôsobená rôznymi dôvodmi. Erytropsia (vidieť všetko v červenom svetle) teda nastáva po oslepení očí svetlom s rozšírenou zrenicou. Cyanopsia (modré videnie) vzniká po extrakcii šedého zákalu, keď sa do oka dostane veľa krátkovlnných lúčov svetla v dôsledku odstránenia šošovky, ktorá ich blokuje. Chloropsia (videnie na zeleno) a xanthopsia (videnie na žlto) sa vyskytuje v dôsledku sfarbenia priehľadného média oka v dôsledku žltačky, otravy chinínom, santonínom, kyselinou nikotínovou atď. Poruchy farebného videnia sú možné pri zápalových a degeneratívnych ochoreniach cievovky a samotnej sietnice. Zvláštnosťou získaných porúch farebného videnia je predovšetkým to, že citlivosť oka je znížená vo vzťahu ku všetkým základným farbám, pretože táto citlivosť je premenlivá a labilná.

Farebné videnie sa najčastejšie študuje pomocou špeciálnych polychromatických Rabkinových tabuliek (samohláska metóda).
Existujú aj tiché metódy na určenie farebného videnia. Pre chlapcov je lepšie ponúknuť výber mozaík rovnakého tónu a pre dievčatá - výber vlákien.

Využitie tabuliek je cenné najmä v pediatrickej praxi, kedy mnohé subjektívne štúdie nie sú realizovateľné pre nízky vek pacientov. Čísla na tabuľkách sú prístupné, ale pre najmenší vek sa môžete obmedziť na to, že dieťa pohybuje štetcom s ukazovateľom po čísle, ktoré rozlišuje, ale nevie, ako ho nazvať.

Je potrebné pamätať na to, že vývoj vnímania farieb sa oneskorí, ak je novorodenec držaný v miestnosti so slabým osvetlením. Okrem toho je vývoj farebného videnia spôsobený rozvojom podmienených reflexných spojení. Pre správny vývoj farebného videnia je preto potrebné deťom vytvárať podmienky s dobrým osvetlením a už od útleho veku upútať ich pozornosť na svetlé hračky, pričom tieto hračky umiestnite do značnej vzdialenosti od očí (50 cm a viac). a meniť ich farby. Pri výbere hračiek treba brať do úvahy, že fovea je najcitlivejšia na žltozelenú a oranžovú časť spektra a menej citlivá na modrú. So zvyšujúcim sa osvetlením sú všetky farby okrem modrej, modrozelenej, žltej a purpurovej vnímané ako žlto-biele farby v dôsledku zmeny jasu.
Detské girlandy by mali mať v strede žlté, oranžové, červené a zelené gule a na okrajoch by mali byť umiestnené gule zmiešané s modrou, modrou, bielou, tmavou farbou.

Funkcia rozlišovania farieb ľudského vizuálneho analyzátora podlieha dennému biorytmu s maximálnou citlivosťou 13-15 hodín v červenej, žltej, zelenej a modrej časti spektra.