Темновая адаптация глаза. Яркостная и цветовая адаптация глаза

Замечали ли Вы, что при переходе из освещенной комнаты в темную в первые секунды Ваши глаза почти ничего не видят? И, наоборот, если Вы попадали на яркий свет из темного помещения, возникало ли у Вас ощущение ослепления? Спустя пару десятков секунд ситуация меняется, и мы уже способны различать предметы в темноте или не слепнуть от яркого солнца. Такая способность глаз человека приспосабливаться к освещению называется световой адаптацией .

Световая адаптация зрения - это одна из разновидностей сенсорной адаптации, которая заключается в приспособлении глаза к различной силе освещения окружающего пространства. Различают световую адаптацию к свету и к темноте.

Адаптация к свету у среднестатистического человека происходит за 50 - 60 с. При нормальном состоянии зрительного анализатора время адаптации зависит от интенсивности и яркости попадающего в глаз света. Адаптация зрения к темноте в норме происходит за 30 - 60 мин. При этом происходит повышение чувствительности глаза в 8-10 тыс. раз. Процесс адаптации продолжается и в течение последующих часов пребывания в темноте.

На рисунке 2 Вы можете увидеть кривую темновой адаптации глаза у человека, находящегося в темноте (после пребывания на ярком свете). Сразу после попадания человека в темноту чувствительность сетчатки глаза максимально низкая, но уже в течение пары минут она возрастает в десять раз.

Это означает, что сетчатка может реагировать на освещение, интенсивность которого составляет всего 10% от предварительно требуемой интенсивности. Через двадцать минут чувствительность возрастает в 5000 - 6000 раз, а через сорок минут - приблизительно в 25000-30000 раз.

Каждый астроном-любитель, да и не только любитель, знает, как важно перед наблюдениями объектов далёкого космоса предварительно провести от получаса до часа в ночной темноте. За это время глаз адаптируется к темноте и значительно повышает свою чувствительность, что в итоге помогает астроному разглядеть такие слабосветящиеся объекты, как туманности и галактики.

Галактика Андромеда (М31).

Световая адаптация зрения осуществляется за счёт регулирования величины зрачка (зрачковый рефлекс) и изменения чувствительности фоторецепторов сетчатки глаза. Эти две функциональные возможности глаза обеспечивают его требуемым количеством света . Результатом световой адаптации является оптимальное соотношение между чувствительностью фоторецепторов и силой светового потока, попадающего на сетчатку глаза.

Перегрузка механизма адаптации вызывает значительное утомление, а также снижает производительность и качество труда. Так, водитель автомобиля при сильном слепящем эффекте теряет возможность качественно оценить дорожную обстановку в течение нескольких секунд или минут, что может создавать аварийные ситуации.

Световую адаптацию измеряют с помощью специализированных приборов (адаптометров), позволяющих количественно учитывать значительные колебания интенсивности световых раздражителей.

Способность глаз приспосабливаться к различному освещению называют световой адаптацией. Но иногда случаются сбои.

Способность органов зрения приспосабливаться к различным условиям освещения ученые изучают давно. И, что интересно, у одного и того же человека эта способность постоянно меняется на протяжении всей жизни, например, в норме к 20-30 годам световая чувствительность нарастает, а достигнув своего пика, начинает постепенно снижаться. Также адаптация зрения зависит от множества различных факторов, таких как беременность, изменение температуры воздуха, психические переживания, перепады давления и пр.

На сегодняшний день специалисты говорят про световую и темновую адаптации, а также изучают различные нарушения зрения, которые возникают вследствие изменения света. Следует заметить, что исследований на тему темновой адаптации проводится на порядок больше, в связи с чем этот аспект является более изученным. Так что же это такое?

Темновая адаптация

Если световая адаптация – это способность глаз приспосабливаться к условиямповышенной освещенности, то темновая адаптация, соответственно, наоборот, приспособление глаза в условиях пониженного освещения. В норме максимум светочувствительности при темновой адаптации достигается в течение 30-45минут, если же процесс идет со сбоями, то говорят про понижение темновой адаптации.

Ученые это состояние называют гемералопией, а народный синоним данного состояния – куриная слепота . Выяснено, что гемералопия бывает врожденной (вследствие чего она возникает пока неизвестно) и приобретенной, а в исключительных случаях даже может иметь семейно-наследственный характер.

Это ли проблема?

Кто-то скажет со скепсисом: «Ну, видит чуть хуже человек в темноте. Это ли проблема? Ведь жить это ему не мешает».

На самом деле нарушения темновой адаптации чреваты целым рядом возможных проблем и многие серьезные расстройства зрения начинаются именно с этого состояния. Начнем с того, что приобретенной гемералопии нередко сопутствуют заболевания сетчатой оболочки глаза. Это может быть и отслойка сетчатки, и ее пигментная дистрофия, и воспалительные поражения сетчатки. Пострадать также может и зрительный нерв, вероятны его атрофия и застойный диск. Также приобретенная гемералопия может являться симптомом близорукости, глаукомы и других заболеваний органов зрения.

Кроме того существует целый ряд профессий, когда хорошее зрение в темноте просто необходимо. В таких случаях обязательно проводится исследование темновой адаптации при профессиональном отборе и последующих плановых медосмотрах. Понятно, что специалисты, не прошедшие тест, не будут допущены к выполнению своих служебных обязанностей. Так что, как видите, куриная слепота может стать предвестником вполне реальных проблем.

Исследования и диагностика

Адаптометр – это специальный прибор, который определяет темновую адаптацию. Действие основано на количественном учете восприятия интенсивности светового раздражения.

В офтальмологической практике применяют разные приборы – адаптометры Дашевского Нагеля, Гартингера и пр. А в отечественных больницах чаще всего используют адаптометр Белостоцкого – очень удобный и простой в применении.

Вопросы читателей

18 October 2013, 17:25 Здраствуйте! У меня постоянное ежедневное наприжение глаз уже около года, особенно при чтении, глаза просто слизаться и болят, год назад был поставлен диагноз миопия слабой стпени, спазм аккомадации, что это может быть? часто провожу за компьютером время

Параметры, по которым определяются нарушения темновой адаптации:

• достижение максимальной световой чувствительности в течение первых 30-45 минут;
• чем меньше глаз был адаптирован к свету, тем скорее должна нарастать световая чувствительность;
• в процессе темновой адаптации светочувствительность повышается в 10 тысяч раз и более;
• после того как человек находится в темноте 45 минут световая чувствительность повышается, но незначительно.

При диагностике обязательно учитывается возраст пациента, так как стандарты нормы в 6, 10 или, например, в 30-40 лет будут совершено различными. А в некоторых возрастных категориях они могут совпадать, так, кривая темновой адаптации в 12-14 лет (в этом возрасте еще происходит повышение световой чувствительности) совпадает с кривой взрослых 30-40 лет, когда световая чувствительность уже начинает постепенно снижаться. А зависит ход кривой темновой адаптации от скорости фотохимической реакции в сетчатке глаза.

На что обратить внимание

• В сумерках человек начинает видеть значительно хуже. Адаптация к сумеречному освещению либо происходит продолжительное время, либо не наступает вообще.
• Резкий переход из яркого света в слабо освещенное пространство может вызвать на время резкую . Человеку также трудноориентироваться в этой ситуации в пространстве.
• Какие-либо болевые ощущения могут отсутствовать, а в дневное время человек с нарушениями темновой адаптации вовсе не испытывает дискомфорта.

В том случае, если проблема действительно имеется, рекомендуется не затягивать с визитом к офтальмологу. Специалист выяснит разновидность гемералопии, если это не основное заболевание, а симптом, то определит основной диагноз, после чего назначит соответствующее лечение. Например, при эссенциальной гемералопии лечение будет заключаться в полноценном питании с добавлением витаминов группы В и А, а вот если выяснится, что это симптоматическая гемералопия, то лечение будет намного более серьезным, вплоть до оперативного вмешательства.

Острота зрения

Способность различных людей видеть большие или меньшие детали предмета с одного и того же расстояния при одинаковой форме глазного яблока и одинаковой преломляющей силе диоптрической глазной системы обусловливается различием в расстоянии между чувствительными элементами сетчатки и называется остротой зрения.

Острота зрения - способность глаза воспринимать раздельно две точки, расположенные друг от друга на некотором расстоянии. Мерилом остроты зрения является угол зрения, то есть угол, образованный лучами, исходящими от краёв рассматриваемого предмета (или от двух точек A и B) к узловой точке (K) глаза.

Острота зрения обратно-пропорциональна углу зрения, то есть, чем он меньше, тем острота зрения выше. В норме глаз человека способен раздельно воспринимать объекты, угловое расстояние между которыми не меньше 1′ (1 минута).

Острота зрения - одна из важнейших функций зрения. Она зависит от размеров колбочек, находящихся в области жёлтого пятна, сетчатки, а также от ряда факторов: рефракции глаза, ширины зрачка, прозрачности роговицы, хрусталика (и его эластичности), стекловидного тела (кои составляют светопреломляющий аппарат), состояния сетчатой оболочки и зрительного нерва, возраста.

Адаптация зрения

Приведенные выше свойства зрения тесно связаны со способностью глаза к адаптации. Адаптация глаза - приспособление зрения к различным условиям освещения. Адаптация происходит к изменениям освещённости (различают адаптацию к свету и темноте), цветовой характеристики освещения (способность

воспринимать белые предметы белыми даже при значительном изменении спектра падающего света).

Адаптация к свету наступает быстро и заканчивается в течение 5 мин., адаптация глаза к темноте - процесс более медленный. Минимальная яркость, вызывающая ощущение света, определяет световую чувствительность глаза. Последняя быстро нарастает в первые 30 мин. пребывания в темноте, её повышение практически заканчивается через 50-60 мин. Адаптацию глаза к темноте исследуют при помощи специальных приборов - адаптометров.

Понижение адаптации глаза к темноте наблюдают при некоторых глазных (пигментная дистрофия сетчатки, глаукома) и общих (A-авитаминоз) заболеваниях.

Адаптация проявляется также в способности зрения частично компенсировать дефекты самого зрительного аппарата (оптические дефекты хрусталика, дефекты сетчатки, скотомы и пр.)

Восприятие, его виды и свойства

Внешние явления, воздействуя на наши органы чувств, вызывают субъективный эффект в виде ощущений без какой бы то ни было встречной активности субъекта по отношению к воспринимаемому воздействию. Способность ощущать дана нам и всем живым существам, обладающим нервной системой, с рождения. Способностью же воспринимать мир в виде образов наделены только человек и высшие животные, она у них складывается и совершенствуется в жизненном опыте.

В отличие от ощущений, которые не воспринимаются как свойства предметов, конкретных явлений или процессов, происходящих вне и независимо от нас, восприятие всегда выступает как субъективно соотносимое с оформленной в виде предметов, вне нас существующей действительностью, причем даже в том случае, когда мы имеем дело с иллюзиями или когда воспринимаемое свойство сравнительно элементарно, вызывает простое ощущение (в данном случае это ощущение обязательно относится к какому-либо явлению или объекту, ассоциируется с ним).

Ощущения находятся в нас самих, воспринимаемые же свойства предметов, их образы локализованы в пространстве. Этот процесс, характерный для восприятия в его отличии от ощущений, называется объективацией.

Еще одно отличие восприятия в его развитых формах от ощущений состоит в том, что итогом возникновения ощущения является некоторое чувство (например, ощущения яркости, громкости, соленого, высоты звука, равновесия и т.п.), в то время как в результате восприятия складывается образ, включающий комплекс различных взаимосвязанных ощущений, приписываемых человеческим сознанием предмету, явлению, процессу. Для того чтобы некоторый предмет был воспринят, необходимо совершить в отношении его какую-либо встречную активность, направленную на его исследование, построение и уточнение образа. Для появления ощущения этого, как правило, не требуется.

Отдельные ощущения как бы «привязаны» к специфическим анализаторам, и достаточно бывает воздействия стимула на их периферические органы - рецепторы, чтобы ощущение возникло. Образ, складывающийся в результате процесса восприятия, предполагает взаимодействие, скоординированную работу сразу нескольких анализаторов. В зависимости от того, какой из них работает активнее, перерабатывает больше информации, получает наиболее значимые признаки, свидетельствующие о свойствах воспринимаемого объекта, различают и виды восприятия. Соответственно выделяют зрительное, слуховое, осязательное восприятие. Четыре анализатора - зрительный, слуховой, кожный и мышечный, - чаще всего выступают как ведущие в процессе восприятия.

Восприятие, таким образом, выступает как осмысленный (включающий принятие решения) и означенный (связанный с речью) синтез разнообразных ощущений, получаемых от целостных предметов или сложных, воспринимаемых как целое явлений. Этот синтез выступает в виде образа данного предмета или явления, который складывается в ходе активного их отражения.

Предметность, целостность, константность и категориалъностъ (осмысленность и означенность) - это основные свойства образа, складывающиеся в процессе и результате восприятия. Предметность - это способность человека воспринимать мир не в виде набора не связанных друг с другом ощущений, а в форме отделенных друг от друга предметов, обладающих свойствами, вызывающими данные ощущения. Целостность восприятия выражается в том, что образ воспринимаемых предметов не дан в полностью готовом виде со всеми необходимыми элементами, а как бы мысленно достраивается до некоторой целостной формы на основе небольшого набора элементов. Это происходит и в том случае, если некоторые детали предмета человеком непосредственно в данный момент времени не воспринимаются. Константность определяется, как способность воспринимать предметы относительно постоянными по форме, цвету и величине, ряду других параметров независимо от меняющихся физических условий восприятия. Категориальность человеческого восприятия проявляется в том, что оно носит обобщенный характер, и каждый воспринимаемый предмет мы обозначаем словом-понятием, относим к определенному классу. В соответствии с этим классом нами в воспринимаемом предмете ищутся и видятся признаки, свойственные всем предметам данного класса и выраженные в объеме и содержании этого понятия.

Описанные свойства предметности, целостности, константности и категориальности восприятия с рождения человеку не присущи; они постепенно складываются в жизненном опыте, частично являясь естественным следствием работы анализаторов, синтетической деятельности мозга.

Чаще и больше всего свойства восприятия изучались на примере зрения - ведущего органа чувств у человека. Существенный вклад в понимание того, как из отдельных зрительно воспринимаемых деталей предметов складывается их целостная картина - образ, внесли представители гешталыппсихологии - направления научных исследований, сложившегося в начале XX в. в Германии. Одним из первых классификацию факторов, влияющих на организацию зрительных ощущений в образы в русле гештальтпсихологии предложил М. Вертгеймер. Выделенные им факторы следующие:

Близость друг к другу элементов зрительного поля, вызвавших соответствующие ощущения. Чем ближе друг к другу пространственно в зрительном поле располагаются соответствующие элементы, тем с большей вероятностью они объединяются друг с другом и создают единый образ.

Сходство элементов друг с другом. Это свойство проявляется в том, что похожие элементы обнаруживают тенденцию к объединению.

Фактор «естественного продолжения». Он проявляется в том, что элементы, выступающие как части знакомых нам фигур, контуров и форм, с большей вероятностью в нашем сознании объединяются именно в эти фигуры, форму и контуры, чем в другие.

Замкнутость. Данное свойство зрительного восприятия выступает, как стремление элементов зрительного поля создавать целостные, замкнутые изображения.

Принципы перцептивной организации зрительного восприятия иллюстрируются рис. 36. Ближе друг к другу расположенные линии в ряду А скорее объединяются друг с другом в нашем восприятии, чем далеко расставленные. Добавление горизонтальных, разнонаправленных отрезков к отдельным, стоящим далеко друг от друга вертикальным линиям в ряду Б побуждает нас, напротив, видеть целостные фигуры в них, а не в близко расположенных линиях. В данном случае это квадраты. Соответствующее впечатление усиливается еще больше (ряд В), становится необратимым, если контуры оказываются замкнутыми.

Выяснилось, что восприятие человеком более сложных, осмысленных изображений происходит по-иному. Здесь в первую очередь срабатывает механизм влияния прошлого опыта и мышления, выделяющий в воспринимаемом изображении наиболее информативные места, на основе которых, соотнеся полученную информацию с памятью, можно о нем составить целостное представление. Анализ записей движений глаз, проведенный АЛ. Ярбусом 1, показал, что элементы плоскостных изображений, привлекающих внимание человека, содержат участки, несущие в себе наиболее интересную и полезную для воспринимающего информацию. При внимательном изучении таких элементов, на которых более всего останавливается взор в процессе рассматривания картин, обнаруживается, что движения глаз фактически отражают процесс человеческого мышления. Установлено, что при рассматривании человеческого лица наблюдатель больше всего внимания уделяет глазам, губам и носу. Глаза и губы человека действительно являются наиболее выразительными и подвижными элементами лица, по характеру и движениям которых мы судим о психологии человека и его состоянии. Они многое могут сказать наблюдателю о настроении человека, о его характере, отношении к окружающим людям и многом другом.

Адаптация - это приспособление глаза к изменившимся условиям освещенности. Обеспечивается: изменением диаметра отверстия зрачка, перемещением черного пигмента в слоях сетчатки, различной реакцией палочек и колбочек. Зрачок может изменяться в диаметре от 2 до 8 мм, при этом его площадь и, соответственно, световой поток изменяются в 16 раз. Сокращение зрачка происходит за 5 секунд, а его полное расширение - за 5 минут.

Цветовая адаптация

Восприятие цвета может изменяться в зависимости от внешних условий освещенности, однако зрение человека адаптируется к источнику света. Это позволяет идентифицировать свет как один и тот же. У разных людей имеется неодинаковая чувствительность глаз к каждому из трех цветов.

Темновая адаптация

Происходит при переходе от больших яркостей к малым. Если в глаз первоначально попадал яркий свет, то палочки были ослеплены, родопсин выцвел, черный пигмент проник в сетчатку, заслоняя колбочки от света. Если внезапно яркость света значительно уменьшится, то вначале расширится зрачок. Затем из сетчатки начнет уходить черный пигмент, родопсин будет восстанавливаться, и когда его наберется достаточно, начнут функционировать палочки. Так как колбочки не чувствительны к слабым яркостям, то сначала глаз не будет ничего различать, пока не начнет действие новый механизм зрения. Чувствительность глаза достигает максимального значения через 50-60 минут пребывания в темноте.

Световая адаптация

Процесс приспособления глаза при переходе от малых яркостей к большим. При этом чрезвычайно сильно происходит раздражение палочек благодаря быстрому разложению родопсина, они "ослеплены"; и даже колбочки, не защищенные еще зернами черного пигмента, раздражены слишком сильно. Только по истечении достаточного времени приспособление глаза к новым условиям заканчивается, прекращается неприятное чувство ослепления и глаз приобретает полное развитие всех зрительных функций. Световая адаптация продолжается 8-10 минут.

Для различения цветов решающее значение имеет их яркость. Приспособление глаза к различным уровням яркости называется адаптацией. Различают световую и темновую адаптации.

Световая адаптация означает снижение чувствительности глаза к свету в условиях большой освещенности. При световой адаптации функционирует колбочковый аппарат сетчатки. Практически световая адаптация происходит за 1 – 4 мин. Полное время световой адаптации – 20-30 мин.

Темновая адаптация – это повышение чувствительности глаза к свету в условиях малой освещенности. При темновой адаптации функционирует палочковый аппарат сетчатки.

При яркостях от 10-3 до 1 кд/м 2 происходит совместная работа палочек и колбочек. Это так называемое сумеречное зрение .

Цветовая адаптация предполагает изменение характеристик цвета под действием хроматической адаптации. Этим термином называют снижение чувствительности глаза к цвету при более или менее длительном наблюдении его.

4.3. Закономерности цветовой индукции

Цветовая индукция – это изменение характеристик цвета под влиянием наблюдения другого цвета, или, проще говоря, взаимное влияние цветов. Цветовая индукция – это стремление глаза к единству и цельности, к замыканию цветового круга, что в свою очередь служит верным знаком стремления человека к слиянию с миром во всей его цельности.

Приотрицательной индукции характеристики двух взаимно индуцирующих цветов изменяются в противоположном направлении.

Приположительной индукции характеристики цветов сближаются, происходит их "подравнивание", нивелирование.

Одновременная индукция наблюдается во всякой цветовой композиции при сопоставлении различных цветовых пятен.

Последовательную индукцию можно наблюдать на простом опыте. Если положить цветной квадрат (20х20 мм) на белый фон и фиксировать на нем взгляд в течение полминуты, то затем на белом фоне мы увидим цвет, контрастный цвету выкраски (квадрата).

Хроматическая индукция – это изменение цвета любого пятна на хроматическом фоне в сравнении с цветом того же пятна на белом фоне.

Яркостная индукция. При большом контрасте по яркости явление хроматической индукции значительно ослабевает. Чем меньше различие по яркости между двумя цветами, тем сильнее на восприятие этих цветов влияет их цветовой тон.

Основные закономерности отрицательной цветовой индукции.

На меру индукционного окрашивания влияют следующие факторы .

Расстояние между пятнами. Чем меньше расстояние между пятнами, тем больше контраст. Этим объясняется явление краевого контраста – кажущееся изменение цвета к краю пятна.

Четкость контура. Четкий контур увеличивает яркостный контраст и уменьшает хроматический.

Отношение яркостей цветовых пятен. Чем ближе значения яркости пятен, тем сильнее хроматическая индукция. И наоборот, увеличение яркостного контраста приводит к уменьшению хроматического.

Отношение площадей пятен. Чем больше площадь одного пятна относительно площади другого, тем сильнее его индукционное действие.

Насыщенность пятна. Насыщенность пятна пропорциональна его индукционному действию.

Время наблюдения. При длительном фиксировании пятен контраст уменьшается и может даже исчезнуть совсем. Лучше всего индукция воспринимается при быстром взгляде.

Область сетчатки, фиксирующая цветовые пятна. Периферические области сетчатки чувствительнее к индукции, чем центральная. Поэтому отношения цветов более точно оцениваются, если смотреть несколько в сторону от места их контакта.

В практике нередко возникает задача ослабления или устранения индукционного окрашивания. Этого можно достичь следующими способами:

подмешиванием цвета фона в цвет пятна;

обведением пятна четким темным контуром;

обобщением силуэта пятен, сокращением их периметра;

взаимным удалением пятен в пространстве.

Oтрицательная индукция может быть вызвана следующими причинами:

местной адаптацией – снижением чувствительности участка сетчатки к фиксируемому цвету, в результате чего цвет, который наблюдается вслед за первым, как бы теряет способность интенсивного возбуждения соответствующего центра;

автоиндукцией , т. е. способностью органа зрения в ответ на раздражение каким-либо цветом продуцировать противоположный цвет.

Цветовая индукция – причина множества явлений, объединяемых общим термином "контрасты". В научной терминологии под контрастом подразумевают вообще всякое различие, но при этом вводят понятие меры. Контраст и индукция не одно и то же, поскольку контраст – мера индукции.

Яркостный контраст характеризуется отношением разности яркости пятен к большей яркости. Яркостный контраст может быть большим, средним и малым.

Контраст по насыщенности характеризуется отношением разности величин насыщенности к большей насыщенности. Контраст по насыщенности краски может быть большим, средним и малым.

Контраст по цветовому тону характеризуется величиной интервала между цветами в 10-ти ступенчатом круге. Контраст по цветовому тону может быть большим, средним и малым.

Большой контраст:

большой контраст по цветовому тону при среднем и большом контрасте по насыщенности и яркости;

средний контраст по цветовому тону при большом контрасте по насыщенности или яркости.

Средний контраст:

средний контраст по цветовому тону при среднем контрасте по насыщенности или яркости;

малый контраст по цветовому тону при большом контрасте по насыщенности или яркости.

Малый контраст:

малый контраст по цветовому тону при среднем и малом контрасте по насыщенности или яркости;

средний контраст по цветовому тону при малом контрасте по насыщенности или яркости;

большой контраст по цветовому тону при малом контрасте по насыщенности и яркости.

Полярный контраст (диаметральный) формируется при достижении различиями в своих крайних проявлениях. Наши органы чувств функционируют только посредством сравнений.