Схема зрительного рецептора психология: 5.2.1. Схема строения слухового анализатора

5.2.1. Схема строения слухового анализатора

Слуховой анализатор человека располагается в толще височной кости и на самом деле включает в себя два анализатора: слуховой и вестибулярный. Оба они работают по одному принципу (регистрируют колебания жидкости в перепончатых каналах при помощи чувствительных волосковых клеток), но позволяют получать разные виды информации.

Один – о колебаниях воздуха, а второй – о движении собственного тела в пространстве (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Схема строения внутреннего уха – главного отдела рецепторной части слухового анализатора

Работа собственно слухового анализатора является хорошей иллюстрацией к феномену перехода физических явлений к психическим через стадию физиологических процессов (рис. 5.5).

Рис. 5.5. Схема возникновения слуховых ощущений

На входе слухового анализатора мы имеем чисто физический факт – колебание воздуха определенной частоты, затем в клетках кортиевого органа мы можем зарегистрировать физиологический процесс (возникновение рецепторного потенциала и формирование потенциала действия), и, наконец, на уровне височной коры возникают такие психические явления, как звуковые ощущения.

В психологии существует несколько понятий порога чувствительности (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Пороги ощущений

Нижний абсолютный порог чувствительности определяют как наименьшую силу раздражителя, которая может вызывать ощущение.

Рецепторы человека отличаются очень высокой чувствительностью к адекватному раздражителю. Так, например, нижний зрительный порог составляет всего 2–4 кванта света, а обонятельный равен 6 молекулам пахучего вещества.

Раздражители, имеющие силу менее пороговой, не вызывают ощущений. Они называются подпороговыми

и не осознаются, однако могут проникать в подсознание, определяя поведение человека, а также составляя основу его сновидений, интуиции, неосознанных влечений. Исследования психологов показывают, что подсознание человека может реагировать на очень слабые или очень короткие раздражители, которые не воспринимаются сознанием.

Верхний абсолютный порог чувствительности меняет сам характер ощущений (чаще всего – на болевой). Например, при постепенном увеличении температуры воды человек начинает воспринимать не тепло, а уже боль. То же самое происходит при сильном звуке или давлении на кожу.

Относительным порогом (порог различения) называют минимальное изменение интенсивности раздражителя, вызывающее изменения в ощущениях. Согласно закону Бугера – Вебера относительный порог ощущений является постоянным, если измерять его в процентах от исходной величины раздражения.

Закон Бугера – Вебера: «Порог различения по каждому анализатору имеет постоянную относительную величину: ДI / I = const, где I – сила раздражителя».

Константы Вебера для разных органов чувств составляют: 2 % для зрительного анализатора, 10 % для слухового (по интенсивности) и 20 % для вкусового анализатора. Это означает, что человек может заметить изменение освещенности порядка 2 %, в то время как для изменения слуховых ощущений требуется изменение силы звука на 10 %.

Закон Вебера – Фехнера определяет, как меняется интенсивность ощущений при изменении интенсивности раздражения. Он показывает, что эта зависимость носит не линейный, а логарифмический характер.

Закон Вебера – Фехнера: «Интенсивность ощущения пропорциональна логарифму силы раздражения: S =

K · lgI + C, где S – интенсивность ощущения; I – сила раздражителя; K и C – константы».

ОЩУЩЕНИЕ — Страница 2 из 6

10.12.2011 admin 0

Стандартный

(0 оценок, среднее: 0,00 из 5)
Для того чтобы оценить запись, вы должны быть зарегистрированным пользователем сайта.

Загрузка…

Ощущения являются продуктом деятельности анализаторов человека. Анализатором называют взаимосвязанный комплекс нервных образований, который осуществляет прием сигналов, их трансформацию, настройку рецепторного аппарата, передачу информации к нервным центрам, ее обработку и расшифровку. И. П. Павлов считал, что анализатор состоит из трех элементов: органа чувств, проводящего пути и коркового отдела. Согласно современным представлениям в состав анализатора входит как минимум пять отделов:

1. рецепторный;
2. проводниковый;
3. блок настройки;
4. блок фильтрации;
5. блок анализа.

Так как проводниковый отдел, по сути, представляет собой всего лишь «электрический кабель», проводящий электрические импульсы, наиболее важную роль выполняют четыре отдела анализатора (рис. 5.2). Система обратной связи позволяет вносить корректировку в работу рецепторного отдела при изменении внешних условий (например, тонкую настройку анализатора при разной силе воздействия).

Рис. 5.2. Схема строения анализатора

Если в качестве примера взять зрительный анализатор человека, через который поступает большая часть информации, то эти пять отделов представлены конкретными нервными центрами (табл. 5.1).

Таблица 5.1. Структурно-функциональные характеристики составных элементов зрительного анализатора

Составные элементы (блоки) зрительного анализатора	Строение	Функции
Рецепторный блок	Образован специальными фоторецепторными клетками (палочками и колбочками)	Фоторецепторы способны вырабатывать электрические потенциалы в ответ на воздействие света на глаз человека
Проводящий блок	Образован сначала зрительными нервами, а после их перекреста — зрительным трактом	Проведение электрических импульсов от рецепторов к мозгу
Блок настройки	Передние бугры четверохолмия среднего мозга	Отвечает за формирование четкого изображения на сетчатке глаза. Четкость обеспечивается, во-первых, созданием оптимального уровня освещенности, а во-вторых, точной фокусировкой изображение на сетчатке. Первая задача осуществляется путем автоматического изменения диметра зрачкового отверстия, а вторая — путем изменения кривизны хрусталика
Блок фильтрации	Таламус (латеральные коленчатые тела)	Обеспечивает пропускание к коре больших полушарий только новой информации, отсеивая повторяющиеся сигналы
Блок анализа	Соответствующий участок коры больших полушарий (для зрительного анализатора — затылочная доля)	Обеспечивает подробный анализ изображения и формирование зрительных ощущений — то есть только в этом отделе мозга физиологические явления трансформируются в психические

Помимо зрительного анализатора, с помощью которого человек получает значительную долю информации об окружающем мире, для составления целостной картины мира важны и иные анализаторы, воспринимающие химические, механические, температурные и иные изменения внешней и внутренней среды (рис.

5.3).

Рис. 5.3. Основные анализаторы человека

При этом контактные и дистантные воздействия анализируются различными анализаторами. Так, у человека существуют дистантный химический анализатор (обонятельный) и контактный (вкусовой), дистантный механический анализатор (слуховой) и контактный (тактильный).

Страницы статьи: 1 2 3 4 5 6

Как мы видим | Введение в психологию

Цели обучения

• Описать базовую анатомию зрительной системы
• Опишите, как световые волны обеспечивают зрение

Анатомия зрительной системы

Глаз является основным органом чувств, участвующим в зрении (рис. 1). Есть несколько частей глаза от передней до задней стороны, включая роговицу, зрачок, радужную оболочку, хрусталик, сетчатку, ямку и зрительный нерв. Роговица, зрачок, радужка и хрусталик расположены по направлению к передней части глаза. Сзади находятся сетчатка, ямка и зрительный нерв. Слайд-шоу (на рис.

1) ниже показывает эти части по одной вместе с кратким описанием. Вы сможете попрактиковаться в конце слайда.

Рисунок 1.  В этом упражнении показана анатомия глаза.

Теперь давайте подробно рассмотрим каждую из частей.

Роговица

Роговица представляет собой прозрачное покрытие глаза. Он служит барьером между внутренним глазом и внешним миром и участвует в фокусировке световых волн, попадающих в глаз. Световые волны проходят через роговицу и попадают в глаз через зрачок.

Ученик

зрачок  это небольшое отверстие в глазу, через которое проходит свет, и размер зрачка может меняться в зависимости от уровня освещенности, а также эмоционального возбуждения. Когда уровень освещенности низкий, зрачок расширяется или расширяется, чтобы в глаз попадало больше света. Когда уровень освещенности высок, зрачок сужается или становится меньше, чтобы уменьшить количество света, попадающего в глаз.

Радужная оболочка

Радужная оболочка — это цветная часть глаза. Он связан с мышцами, которые контролируют размер зрачка.

Линза

Линза представляет собой изогнутую прозрачную структуру, которая служит для дополнительной фокусировки света, попадающего в глаз. Свет проходит через хрусталик после прохождения через зрачок. Хрусталик прикреплен к мышцам, которые могут изменять свою форму, помогая фокусировать свет, отраженный от близких или удаленных объектов.

Сетчатка

Сетчатка представляет собой светочувствительную оболочку глаза, расположенную в задней части глаза.

Фовеа

fovea , являющаяся частью сетчатки, представляет собой небольшое углубление в задней части глаза. У человека с нормальным зрением линза будет идеально фокусировать изображение на фовеа. Фовеа содержит плотно упакованные специализированные фоторецепторные клетки, известные как колбочки , которые являются светочувствительными клетками. Другой тип фоторецепторов – палочки. См. Рисунок 2.

Рисунок 2 . На этом изображении показаны два типа фоторецепторов. Колбочки окрашены в зеленый цвет, а палочки в синий.

Колбочки представляют собой специализированные типы фоторецепторов, которые лучше всего работают в условиях яркого света. Колбочки очень чувствительны к мельчайшим деталям и обеспечивают огромное пространственное разрешение. Они также напрямую связаны с нашей способностью воспринимать цвет.

В то время как колбочки сосредоточены в центральной ямке, где изображения, как правило, фокусируются, палочки, другой тип фоторецепторов, расположены по всей остальной части сетчатки. Палочки — это специализированные фоторецепторы, которые хорошо работают в условиях низкой освещенности, и, хотя им не хватает пространственного разрешения и цветовой функции колбочек, они участвуют в нашем зрении в условиях слабого освещения, а также в нашем восприятии движения на периферии.

наше поле зрения.

Все мы сталкивались с разной чувствительностью палочек и колбочек при переходе от ярко освещенной среды к тускло освещенной. Представьте, что вы собираетесь смотреть блокбастер ясным летним днем. Когда вы идете из ярко освещенного вестибюля в темный театр, вы замечаете, что вам сразу становится трудно что-либо разглядеть. Через несколько минут вы начинаете привыкать к темноте и можете видеть внутреннее убранство театра. В условиях яркого освещения в вашем зрении преобладала активность колбочек. При переходе в темную среду преобладает активность палочек, но наблюдается задержка перехода между фазами. Если ваши палочки не преобразуют свет в нервные импульсы так легко и эффективно, как должны, вам будет трудно видеть при тусклом свете — состояние, известное как куриная слепота.

Палочки и колбочки связаны (через несколько вставочных нейронов) с ганглиозными клетками сетчатки. Аксоны ганглиозных клеток сетчатки сходятся и выходят через заднюю часть глаза, образуя зрительный нерв.

Зрительный нерв

Палочки и колбочки связаны (через несколько вставочных нейронов) с ганглиозными клетками сетчатки (снова см. рис. 2). Аксоны ганглиозных клеток сетчатки сходятся и выходят через заднюю часть глаза, образуя зрительный нерв. зрительный нерв  переносит визуальную информацию от сетчатки к мозгу. В поле зрения есть точка, называемая слепым пятном (не показана на рисунке 1): даже когда свет от небольшого объекта фокусируется на слепом пятне, мы его не видим. Мы не осознаем наши слепые зоны по двум причинам: во-первых, каждый глаз получает немного разное представление поля зрения; поэтому слепые зоны не перекрываются. Во-вторых, наша зрительная система заполняет слепое пятно, так что, хотя мы не можем реагировать на визуальную информацию, которая появляется в этой части поля зрения, мы также не осознаем, что информация отсутствует.

Глаз является основным органом чувств, участвующим в зрении (рис. 1). Световые волны проходят через роговицу и попадают в глаз через зрачок. Роговица — это прозрачная оболочка глаза. Он служит барьером между внутренним глазом и внешним миром и участвует в фокусировке световых волн, попадающих в глаз. Зрачок — это небольшое отверстие в глазу, через которое проходит свет, и размер зрачка может меняться в зависимости от уровня освещенности, а также эмоционального возбуждения. Когда уровень освещенности низкий, зрачок расширяется или расширяется, чтобы в глаз попадало больше света. Когда уровень освещенности высок, зрачок сужается или становится меньше, чтобы уменьшить количество света, попадающего в глаз. Размер зрачка контролируется мышцами, связанными с 9-ю0013 радужка , цветная часть глаза.

Рисунок 1 . Анатомия глаза показана на этой диаграмме.

Пройдя через зрачок, свет проходит через линзу , изогнутую прозрачную структуру, которая служит для обеспечения дополнительной фокусировки. Хрусталик прикреплен к мышцам, которые могут изменять свою форму, помогая фокусировать свет, отраженный от близких или удаленных объектов. У человека с нормальным зрением хрусталик будет идеально фокусировать изображение на небольшом углублении в задней части глаза, известном как 9.0013 ямка , которая является частью сетчатки , светочувствительной оболочки глаза. Фовеа содержит плотно упакованные специализированные фоторецепторные клетки (рис. 2). Эти фоторецепторные клетки, известные как колбочек , являются светочувствительными клетками. Колбочки — это специализированные типы фоторецепторов, которые лучше всего работают в условиях яркого света. Колбочки очень чувствительны к мельчайшим деталям и обеспечивают огромное пространственное разрешение. Они также напрямую связаны с нашей способностью воспринимать цвет.

В то время как колбочки сосредоточены в центральной ямке, где изображения имеют тенденцию быть сфокусированными, палочки, другой тип фоторецепторов, расположены по всей остальной части сетчатки. Палочки — это специализированные фоторецепторы, которые хорошо работают в условиях низкой освещенности, и, хотя им не хватает пространственного разрешения и цветовой функции колбочек, они участвуют в нашем зрении в условиях слабого освещения, а также в нашем восприятии движения на периферии. наше поле зрения.

Рисунок 2 . На этом изображении показаны два типа фоторецепторов. Колбочки окрашены в зеленый цвет, а палочки в синий.

Все мы сталкивались с разной чувствительностью палочек и колбочек при переходе из ярко освещенной среды в тускло освещенную. Представьте, что вы собираетесь смотреть блокбастер ясным летним днем. Когда вы идете из ярко освещенного вестибюля в темный театр, вы замечаете, что вам сразу становится трудно что-либо разглядеть. Через несколько минут вы начинаете привыкать к темноте и можете видеть внутреннее убранство театра. В условиях яркого освещения в вашем зрении преобладала активность колбочек. При переходе в темную среду преобладает активность палочек, но наблюдается задержка перехода между фазами. Если ваши палочки не преобразуют свет в нервные импульсы так легко и эффективно, как должны, вам будет трудно видеть при тусклом свете — состояние, известное как куриная слепота.

Палочки и колбочки связаны (через несколько вставочных нейронов) с ганглиозными клетками сетчатки. Аксоны ганглиозных клеток сетчатки сходятся и выходят через заднюю часть глаза, образуя зрительный нерв. Зрительный нерв переносит визуальную информацию от сетчатки к мозгу. В поле зрения есть точка, называемая слепым пятном : даже когда свет от небольшого объекта фокусируется на слепом пятне, мы его не видим. Мы не осознаем наши слепые зоны по двум причинам: во-первых, каждый глаз получает немного разное представление поля зрения; поэтому слепые зоны не перекрываются. Во-вторых, наша зрительная система заполняет слепое пятно, так что, хотя мы не можем реагировать на визуальную информацию, которая появляется в этой части поля зрения, мы также не осознаем, что информация отсутствует.

Попробуйте

Зрительный нерв каждого глаза сливается чуть ниже мозга в точке, называемой перекрестом зрительных нервов . Как показано на рис. 3, перекрест зрительных нервов представляет собой Х-образную структуру, расположенную чуть ниже коры головного мозга в передней части мозга. В точке зрительного перекреста информация из правого поля зрения (которое поступает от обоих глаз) отправляется в левую часть мозга, а информация из левого поля зрения отправляется в правую часть мозга.

Рисунок 3 . На этой иллюстрации показаны перекрест зрительных нервов в передней части мозга и пути к затылочной доле в задней части мозга, где визуальные ощущения перерабатываются в осмысленные восприятия.

Оказавшись внутри мозга, визуальная информация отправляется через ряд структур в затылочную долю в задней части мозга для обработки. Визуальная информация может обрабатываться параллельными путями, которые обычно можно описать как путь «какой» (вентральный путь) и путь «где/как» (дорсальный путь). Путь «какой» связан с распознаванием и идентификацией объекта, тогда как путь «где/как» связан с местоположением в пространстве и с тем, как человек может взаимодействовать с конкретным визуальным стимулом (Milner & Goodale, 2008; Ungerleider & Haxby, 19). 94). Например, когда вы видите мяч, катящийся по улице, «какой путь» определяет, что представляет собой объект, а «где/как путь» определяет его местоположение или движение в пространстве.

 

Рисунок 4 . Зрительные зоны в головном мозге.

что вы думаете?

Этика исследований с использованием животных

Дэвид Хьюбел и Торстен Визель были удостоены Нобелевской премии по медицине в 1981 году за исследования зрительной системы. Они сотрудничали более двадцати лет и сделали важные открытия в области неврологии зрительного восприятия (Hubel & Wiesel, 19).59, 1962, 1963, 1970; Визель и Хьюбель, 1963). Они изучали животных, в основном кошек и обезьян. Несмотря на то, что они использовали несколько методов, они сделали большое количество отдельных записей, во время которых крошечные электроды были вставлены в мозг животного, чтобы определить, когда активируется отдельная клетка. Среди своих многочисленных открытий они обнаружили, что определенные клетки мозга реагируют на линии с определенной ориентацией (так называемое окулярное доминирование), и они нанесли на карту расположение этих клеток в областях зрительной коры, известных как столбцы и гиперстолбцы.

В ходе некоторых исследований они зашивали один глаз новорожденных котят и наблюдали за развитием зрения у котят. Они обнаружили, что существует критический период развития зрения. Если котят лишали информации от одного глаза, другие области их зрительной коры заполняли область, которая обычно использовалась зашитым глазом. Другими словами, нейронные связи, существующие при рождении, могут быть утеряны, если они лишены сенсорной информации.

Что вы думаете о зашивании глаза котенку для исследования? Многим защитникам животных это покажется жестоким, оскорбительным и неэтичным. Что, если бы вы могли провести исследование, которое помогло бы убедиться, что младенцы и дети, рожденные с определенными заболеваниями, могли бы развивать нормальное зрение, а не слепнуть? Хотели бы вы, чтобы это исследование было проведено? Вы бы стали проводить такое исследование, даже если бы это означало причинение вреда кошкам? Если бы вы были родителем такого ребенка, вы бы думали так же? А если бы вы работали в приюте для животных?

Как и практически в любой другой промышленно развитой стране, в Соединенных Штатах разрешены медицинские эксперименты на животных с некоторыми ограничениями (при наличии достаточного научного обоснования). Цель любых существующих законов состоит не в том, чтобы запретить такие тесты, а в том, чтобы ограничить ненужные страдания животных, установив стандарты гуманного обращения и содержания животных в лабораториях.

Как объяснил Стивен Латам, директор Междисциплинарного центра биоэтики в Йельском университете (2012 г.), возможные правовые и нормативные подходы к испытаниям на животных варьируются в непрерывном диапазоне от строгого государственного регулирования и мониторинга всех экспериментов с одной стороны до самоконтроля. -регулируемый подход, который зависит от этики исследователей на другом конце. В Соединенном Королевстве действует наиболее значительная схема регулирования, в то время как в Японии используется подход саморегулирования. Подход США находится где-то посередине и является результатом постепенного смешения двух подходов.

Нет никаких сомнений в том, что медицинские исследования являются ценной и важной практикой. Вопрос в том, является ли использование животных необходимой или даже лучшей практикой для получения наиболее надежных результатов. Альтернативы включают использование баз данных пациентов о лекарствах, виртуальные испытания лекарств, компьютерные модели и симуляции, а также неинвазивные методы визуализации, такие как магнитно-резонансная томография и компьютерная томография («Животные в науке/Альтернативы», n.d.). В других методах, таких как микродозирование, люди используются не в качестве подопытных животных, а в качестве средства повышения точности и надежности результатов испытаний. Методы in vitro, основанные на культурах клеток и тканей человека, стволовых клетках и методах генетического тестирования, также становятся все более доступными.

Сегодня на местном уровне любое учреждение, использующее животных и получающее федеральное финансирование, должно иметь Институциональный комитет по уходу и использованию животных (IACUC), который обеспечивает соблюдение рекомендаций NIH. В IACUC должны входить исследователи, администраторы, ветеринар и по крайней мере один человек, не связанный с учреждением, то есть заинтересованный гражданин. Этот комитет также проводит проверки лабораторий и протоколов.

Попробуйте

Амплитуда и длина волны

Как упоминалось выше, свет проникает в ваши глаза в виде волны. Важно понимать некоторые основные свойства волн, чтобы понять, как они влияют на то, что мы видим. Двумя физическими характеристиками волны являются амплитуда и длина волны (рис. 5). Амплитуда волны — это высота волны, измеренная от самой высокой точки волны (пик или гребень ) до самой низкой точки волны (впадины). Длина волны относится к длине волны от одного пика до другого.

Рисунок 5 . Амплитуда или высота волны измеряется от пика до впадины. Длина волны измеряется от пика к пику.

Длина волны напрямую связана с частотой данной формы волны. Частота относится к числу волн, которые проходят данную точку в данный период времени и часто выражается в единицах герц ( Гц) или циклов в секунду. Более длинные волны будут иметь более низкие частоты, а более короткие волны будут иметь более высокие частоты (рис. 6).

Рисунок 6 . На этом рисунке показаны волны разных длин волн/частот. В верхней части рисунка красная волна имеет большую длину волны/короткую частоту. Двигаясь сверху вниз, длины волн уменьшаются, а частоты увеличиваются.

Световые волны

Видимый спектр — это часть большого электромагнитного спектра, которую мы можем видеть. Как показано на рис. 7, электромагнитный спектр охватывает все электромагнитное излучение, встречающееся в окружающей среде, включая гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовый свет, видимый свет, инфракрасный свет, микроволны и радиоволны. Видимый спектр у человека связан с длинами волн в диапазоне от 380 до 740 нм — очень маленькое расстояние, поскольку нанометр (нм) составляет одну миллиардную часть метра. Другие виды могут обнаруживать другие части электромагнитного спектра. Например, медоносные пчелы могут видеть свет в ультрафиолетовом диапазоне (Wakakuwa, Stavenga, & Arikawa, 2007), а некоторые змеи могут обнаруживать инфракрасное излучение в дополнение к более традиционным зрительным световым сигналам (Chen, Deng, Brauth, Ding, & Tang, 2012). ; Хартлайн, Касс и Луп, 19 лет78).

Рисунок 7 . Свет, видимый человеку, составляет лишь небольшую часть электромагнитного спектра.

У человека длина волны света связана с восприятием цвета (рис. 8). В видимом спектре наше восприятие красного цвета связано с более длинными волнами, зеленый цвет занимает промежуточное положение, а синий и фиолетовый цвета имеют более короткую длину волны. (Легкий способ запомнить это — мнемоника ROYGBIV: r ed, o range, y желтый, g зеленый, b синий, i ndigo, v iolet.) Амплитуда световых волн связана с нашим восприятием яркости или интенсивности цвета, причем большие амплитуды кажутся ярче.

Рисунок 8 . Различные длины волн света связаны с нашим восприятием разных цветов. (кредит: модификация работы Йоханнеса Альмана)

Попробуйте

Глоссарий

амплитуда: высота волны

слепое пятно: точка, в которой мы не можем реагировать на визуальную информацию в этой части поля зрения глаз

электромагнитный спектр: все электромагнитное излучение, встречающееся в окружающей среде

ямка:  небольшое углубление в сетчатке, содержащее колбочки

частота:  количество волн, проходящих данную точку за заданный период времени

герц (Гц):  циклов в секунду; мера частоты

радужная оболочка: цветная часть глаза

хрусталик: изогнутая прозрачная структура, обеспечивающая дополнительный фокус для света, попадающего в глаз вентральная поверхность; представляет собой слияние зрительных нервов от двух глаз и разделение информации с двух сторон поля зрения на противоположную сторону мозга

зрительный нерв: несет визуальную информацию от сетчатки к мозгу

пик: (также гребень) высшая точка волны

фоторецептор: светочувствительная клетка

4 маленькое отверстие зрачка 900 в глазу, через который проходит свет

сетчатка:  светочувствительная оболочка глаза

палочка:  специализированный фоторецептор, который хорошо работает в условиях низкой освещенности

желоб:  нижняя точка волны

видимый спектр: часть электромагнитного спектра, которую мы можем видеть

длина волны: длина волны от одного пика до следующего пика

Поддержите!

У вас есть идеи по улучшению этого контента? Мы будем признательны за ваш вклад.

Улучшить эту страницуПодробнее

Введение в психологию – Рейнке

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Описать основную анатомию зрительной системы
• Обсудите, как палочки и колбочки влияют на различные аспекты зрения
• Опишите, как монокулярные и бинокулярные сигналы используются для восприятия глубины

 

Зрительная система создает мысленное представление об окружающем нас мире ([ссылка]). Это способствует нашей способности успешно перемещаться в физическом пространстве и взаимодействовать с важными людьми и объектами в нашем окружении. В этом разделе будет представлен обзор базовой анатомии и функций зрительной системы. Кроме того, мы исследуем нашу способность воспринимать цвет и глубину.

Наши глаза воспринимают сенсорную информацию, которая помогает нам понять окружающий мир. (кредит «вверху слева»: модификация работы «rajkumar1220″/Flickr»; кредит «вверху справа»: модификация работы Томаса Лойтхарда; кредит «средний слева»: модификация работы Демитриха Бейкера; кредит «средний справа»: модификация работы «kaybee07»/Flickr; кредит «внизу слева»: модификация работы «Isengardt»/Flickr; кредит «внизу справа»: модификация работы Виллема Хеербаарта)

АНАТОМИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Глаз является основным органом чувств, участвующим в зрении ([ссылка]). Световые волны проходят через роговицу и попадают в глаз через зрачок. Роговица – это прозрачная оболочка глаза. Он служит барьером между внутренним глазом и внешним миром и участвует в фокусировке световых волн, попадающих в глаз. Зрачок — это небольшое отверстие в глазу, через которое проходит свет, и размер зрачка может меняться в зависимости от уровня освещенности, а также эмоционального возбуждения. Когда уровень освещенности низкий, зрачок расширяется или расширяется, чтобы в глаз попадало больше света. Когда уровень освещенности высок, зрачок сужается или становится меньше, чтобы уменьшить количество света, попадающего в глаз. Размер зрачка контролируется мышцами, которые связаны с радужной оболочкой, которая является цветной частью глаза.

Анатомия глаза показана на этой диаграмме.

Пройдя через зрачок, свет попадает на линзу — изогнутую прозрачную структуру, которая обеспечивает дополнительную фокусировку. Хрусталик прикреплен к мышцам, которые могут изменять свою форму, помогая фокусировать свет, отраженный от близких или удаленных объектов. У человека с нормальным зрением хрусталик будет идеально фокусировать изображение на небольшой выемке в задней части глаза, известной как ямка, которая является частью сетчатки, светочувствительной оболочки глаза. Фовеа содержит плотно упакованные специализированные фоторецепторные клетки ([ссылка]). Эти фоторецепторные клетки, известные как колбочки, являются светочувствительными клетками. Колбочки — это специализированные типы фоторецепторов, которые лучше всего работают в условиях яркого света. Колбочки очень чувствительны к мельчайшим деталям и обеспечивают огромное пространственное разрешение. Они также напрямую связаны с нашей способностью воспринимать цвет.

В то время как колбочки сосредоточены в центральной ямке, где изображения, как правило, фокусируются, палочки, другой тип фоторецепторов, расположены по всей остальной части сетчатки. Палочки — это специализированные фоторецепторы, которые хорошо работают в условиях низкой освещенности, и, хотя им не хватает пространственного разрешения и цветовой функции колбочек, они участвуют в нашем зрении в условиях слабого освещения, а также в нашем восприятии движения на периферии нашего зрительного поля. поле.

На этом изображении показаны два типа фоторецепторов. Палочки окрашены в зеленый цвет, а колбочки в синий.

Все мы сталкивались с разной чувствительностью палочек и колбочек при переходе из ярко освещенной среды в тускло освещенную. Представьте, что вы собираетесь смотреть блокбастер ясным летним днем. Когда вы идете из ярко освещенного вестибюля в темный театр, вы замечаете, что вам сразу становится трудно что-либо разглядеть. Через несколько минут вы начинаете привыкать к темноте и можете видеть внутреннее убранство театра. В условиях яркого освещения в вашем зрении преобладала активность колбочек. При переходе в темную среду преобладает активность палочек, но наблюдается задержка перехода между фазами. Если ваши палочки не преобразуют свет в нервные импульсы так легко и эффективно, как должны, вам будет трудно видеть при тусклом свете — состояние, известное как куриная слепота.

Палочки и колбочки связаны (через несколько вставочных нейронов) с ганглиозными клетками сетчатки. Аксоны ганглиозных клеток сетчатки сходятся и выходят через заднюю часть глаза, образуя зрительный нерв. Зрительный нерв переносит визуальную информацию от сетчатки к мозгу. В поле зрения есть точка, называемая слепым пятном: даже когда свет от небольшого объекта фокусируется на слепом пятне, мы его не видим. Мы не осознаем наши слепые зоны по двум причинам: во-первых, каждый глаз получает немного разное представление поля зрения; поэтому слепые зоны не перекрываются. Во-вторых, наша зрительная система заполняет слепое пятно, так что, хотя мы не можем реагировать на визуальную информацию, которая появляется в этой части поля зрения, мы также не осознаем, что информация отсутствует.

Зрительный нерв от каждого глаза сливается чуть ниже мозга в точке, называемой перекрестом зрительных нервов. Как показывает [ссылка], перекрест зрительных нервов представляет собой Х-образную структуру, расположенную чуть ниже коры головного мозга в передней части мозга. В точке зрительного перекреста информация из правого поля зрения (которое поступает от обоих глаз) отправляется в левую часть мозга, а информация из левого поля зрения отправляется в правую часть мозга.

На этом рисунке показаны перекрест зрительных нервов в передней части мозга и пути к затылочной доле в задней части мозга, где визуальные ощущения перерабатываются в осмысленные восприятия.

Оказавшись внутри мозга, визуальная информация отправляется через ряд структур в затылочную долю в задней части мозга для обработки. Визуальная информация может обрабатываться параллельными путями, которые обычно можно описать как «какой путь» и «где/как». Путь «какой» связан с распознаванием и идентификацией объекта, тогда как путь «где/как» связан с местоположением в пространстве и с тем, как человек может взаимодействовать с конкретным визуальным стимулом (Milner & Goodale, 2008; Ungerleider & Haxby, 19).94). Например, когда вы видите мяч, катящийся по улице, «какой путь» определяет, что представляет собой объект, а «где/как путь» определяет его местоположение или движение в пространстве.

ВОСПРИЯТИЕ ЦВЕТА И ГЛУБИНЫ

Мы не видим мир черно-белым; мы также не видим его двумерным (2-D) или плоским (только высота и ширина, без глубины). Давайте посмотрим, как работает цветовое зрение и как мы воспринимаем три измерения (высоту, ширину и глубину).

Цветовое зрение

Люди с нормальным зрением имеют три различных типа колбочек, которые обеспечивают цветовое зрение. Каждый из этих типов колбочек максимально чувствителен к немного отличающейся длине волны света. Согласно трихроматической теории цветового зрения, показанной в [ссылка], все цвета в спектре могут быть получены путем соединения красного, зеленого и синего. Каждый из трех типов колбочек воспринимает один из цветов.

На этом рисунке показана различная чувствительность трех типов колбочек у человека с нормальным зрением. (кредит: модификация работы Ванессы Эзековиц)

Трихроматическая теория цветового зрения — не единственная теория — другая важная теория цветового зрения известна как теория противоположного процесса. Согласно этой теории, цвет закодирован в парах противников: черный-белый, желтый-синий и зеленый-красный. Основная идея состоит в том, что некоторые клетки зрительной системы возбуждаются одним из противоположных цветов и тормозятся другим. Таким образом, клетка, возбуждаемая длинами волн, связанными с зеленым, будет тормозиться длинами волн, связанными с красным, и наоборот. Одним из следствий процессинга оппонента является то, что мы не воспринимаем зеленовато-красный или желтовато-синий как цвета. Другое значение состоит в том, что это приводит к переживанию негативных остаточных образов. Остаточное изображение описывает продолжение зрительного ощущения после устранения раздражителя. Например, когда вы кратко смотрите на солнце, а затем отводите от него взгляд, вы все равно можете увидеть пятно света, хотя раздражитель (солнце) был удален. Когда в стимуле участвует цвет, цветовые пары, определенные в теории противоположного процесса, приводят к отрицательному послеобразу. Вы можете проверить эту концепцию, используя флаг в [ссылка].

Смотрите на белую точку в течение 30–60 секунд, а затем переведите взгляд на чистый лист белой бумаги. Что ты видишь? Это известно как негативное остаточное изображение, и оно обеспечивает эмпирическую поддержку теории цветового зрения, основанной на противоположном процессе.

Но эти две теории — трихроматическая теория цветового зрения и теория противоположного процесса — не исключают друг друга. Исследования показали, что они просто применимы к разным уровням нервной системы. Для визуальной обработки сетчатки применяется трихроматическая теория: колбочки реагируют на три разные длины волн, которые представляют красный, синий и зеленый цвета. Но как только сигнал проходит мимо сетчатки по пути в мозг, клетки реагируют так, как это согласуется с теорией оппозиционного процесса (Land, 19).59; Кайзер, 1997).

 

Восприятие глубины

Наша способность воспринимать пространственные отношения в трехмерном (3-D) пространстве известна как восприятие глубины. С помощью восприятия глубины мы можем описывать вещи как находящиеся впереди, сзади, сверху, снизу или сбоку от других вещей.

Наш мир трехмерен, поэтому вполне логично, что наше мысленное представление о мире обладает трехмерными свойствами. Мы используем различные сигналы в визуальной сцене, чтобы установить наше чувство глубины. Некоторые из них являются бинокулярными сигналами, что означает, что они полагаются на использование обоих глаз. Одним из примеров бинокулярного признака глубины является бинокулярное несоответствие, немного отличающееся представление о мире, которое воспринимает каждый из наших глаз. Чтобы ощутить немного другой вид, выполните простое упражнение: полностью вытяните руку и выпрямите один из пальцев и сосредоточьтесь на этом пальце. Теперь закройте левый глаз, не двигая головой, затем откройте левый глаз и закройте правый глаз, не двигая головой. Вы заметите, что ваш палец, кажется, смещается, когда вы переключаетесь между двумя глазами из-за немного отличающегося взгляда каждого глаза на ваш палец.

Трехмерное кино работает по тому же принципу: специальные очки, которые вы носите, позволяют видеть два немного разных изображения, проецируемых на экран, левым и правым глазом по отдельности. Когда ваш мозг обрабатывает эти изображения, у вас возникает иллюзия, что прыгающее животное или бегущий человек приближается прямо к вам.

Хотя мы полагаемся на бинокулярные сигналы, чтобы ощутить глубину в нашем трехмерном мире, мы также можем воспринимать глубину в двумерных массивах. Подумайте обо всех картинах и фотографиях, которые вы видели. Как правило, вы улавливаете глубину этих изображений, даже если визуальный стимул является двухмерным. Когда мы делаем это, мы полагаемся на ряд монокулярных сигналов или сигналов, которые требуют только одного глаза. Если вы думаете, что не можете увидеть глубину одним глазом, обратите внимание, что вы не натыкаетесь на предметы, используя только один глаз во время ходьбы, и на самом деле у нас больше монокулярных ориентиров, чем бинокулярных.

Примером монокулярного сигнала может быть то, что известно как линейная перспектива. Линейная перспектива относится к тому факту, что мы воспринимаем глубину, когда видим две параллельные линии, которые кажутся сходящимися на изображении ([ссылка]). Некоторые другие монокулярные признаки глубины — это интерпозиция, частичное перекрытие объектов, а также относительный размер и близость изображений к горизонту.

Мы воспринимаем глубину двумерной фигуры, подобной этой, благодаря использованию монокулярных признаков, таких как линейная перспектива, как параллельные линии, сходящиеся по мере того, как дорога сужается вдали. (кредит: Марк Далмалдер)

Копать глубже: стереослепота

Брюс Бриджмен родился с крайним случаем ленивого глаза, в результате чего он стал стереослепым или неспособным реагировать на бинокулярные сигналы глубины. Он в значительной степени полагался на монокулярные признаки глубины, но у него никогда не было истинного понимания трехмерной природы окружающего мира. Все изменилось в одну ночь в 2012 году, когда Брюс смотрел фильм со своей женой.

Фильм, который пара собиралась посмотреть, был снят в формате 3D, и хотя он думал, что это пустая трата денег, Брюс заплатил за 3D-очки при покупке билета. Как только начался фильм, Брюс надел очки и испытал нечто совершенно новое. Впервые в жизни он оценил истинную глубину окружающего мира. Примечательно, что его способность воспринимать глубину сохранялась за пределами кинотеатра.

В нервной системе есть клетки, которые реагируют на бинокулярные сигналы глубины. Обычно эти клетки требуют активации на раннем этапе развития, чтобы сохраниться, поэтому эксперты, знакомые со случаем Брюса (и другими людьми, подобными ему), предполагают, что в какой-то момент своего развития Брюс должен был хотя бы на мгновение испытать бинокулярное зрение. Этого было достаточно, чтобы обеспечить выживание клеток зрительной системы, настроенных на бинокулярные сигналы. Теперь остается загадкой, почему Брюсу потребовалось почти 70 лет, чтобы активировать эти клетки (Peck, 2012).

Интеграция с другими модальностями

Vision не является инкапсулированной системой. Он взаимодействует с другими сенсорными модальностями и зависит от них. Например, когда вы двигаете головой в одном направлении, ваши глаза рефлекторно двигаются в противоположном направлении, чтобы компенсировать это, позволяя вам удерживать взгляд на объекте, на который вы смотрите. Этот рефлекс называется вестибулоокулярным рефлексом. Это достигается за счет интеграции информации как от зрительной, так и от вестибулярной системы (которая знает о движении и положении тела). Вы можете испытать эту компенсацию довольно просто. Во-первых, пока вы держите голову неподвижно, а взгляд смотрит прямо перед собой, помашите пальцем перед собой из стороны в сторону. Обратите внимание, как изображение пальца выглядит размытым. Теперь держите палец неподвижно и смотрите на него, двигая головой из стороны в сторону. Обратите внимание, как ваши глаза рефлекторно двигаются, чтобы компенсировать движение головы, и как изображение пальца остается четким и стабильным. Зрение также взаимодействует с вашей проприоцептивной системой, чтобы помочь вам определить, где находятся все части вашего тела, и со слуховой системой, чтобы помочь вам понять звуки, которые люди издают, когда говорят. Подробнее об этом можно узнать в мультимодальном модуле.

Наконец, зрение также часто связано с феноменом смешения ощущений, известным как синестезия. Синестезия возникает, когда один сенсорный сигнал вызывает два или более ощущений. Наиболее распространенным типом является графемно-цветовая синестезия. Примерно 1 из 200 человек испытывает ощущение цвета, связанное с определенными буквами, числами или словами: цифра 1 всегда может восприниматься как красная, цифра 2 — как оранжевая и т. д. Но более увлекательные формы синестезии смешивают ощущения совершенно разных цветов. сенсорные модальности, такие как вкус и цвет или музыка и цвет: например, вкус курицы может вызвать ощущение зеленого цвета, а тембр скрипки — темно-фиолетового.

Резюме

Световые волны пересекают роговицу и входят в глаз через зрачок. Хрусталик глаза фокусирует этот свет, так что изображение фокусируется на области сетчатки, известной как центральная ямка. Фовеа содержит колбочки, которые обладают высокой остротой зрения и лучше всего работают в условиях яркого освещения.