Стереоскопическое зрение

Человек может воспринимать окружающие предметы, их формы, цвет, расстояние благодаря глазным яблокам.

Если эта функция утрачивается, он может теряться в пространстве даже в собственном доме.

Существует множество патологий, которые приводят к выключению функции зрения одного глаза, оно становится не бинокулярным, а монокулярным. Такой проблемой занимается врач- или хирург-офтальмолог.

Принцип работы стереоскопического зрения

У здорового человека луч света проходит через зрачок, преломляется в роговице и хрусталике, перемещается через стекловидное тело и проецируется на сетчатке. На ней расположены нервные окончания, которые воспринимают окружающие объекты в двухмерном изображении.

Далее сигнал от нейронов передается по зрительному нерву в центр головного мозга. Там происходит расшифровка нервных импульсов. С помощью бинокулярного зрения пациент может видеть следующие качества окружающего мира:

• цвет;
• форма;
• объем;
• расстояние до предмета;
• качество предметов (твердость, мягкость, шероховатость).

Именно стереоскопическое зрение позволяет оценить расстояние до предметов, их форму и объем. Если оно утрачивается, это становится опасным для человека. Он будет неспособен узнать, на каком расстоянии находится лестница, автомобиль, дорога. То есть благодаря стереоскопическому зрению пациент ориентируется в пространстве.

С помощью такой функции зрения человек может выявить, какой из приближающихся предметов перемещается с большей скоростью. Это важно при управлении автотранспортным средством. Распознавание основано на том, что один предмет расположен перед другим, заслоняя его частично.

Пациентам с нарушением функции стереоскопического зрения невозможно работать в профессиях, где необходимо выявить удаленность движущегося объекта (военные, полицейские, стоматологи, спортсмены).

Нарушения

Существуют разновидности нарушения функции стереоскопического зрения. Если они наблюдаются у пациента, качество его жизни значительно снижается. Он не может самостоятельно ориентироваться в пространстве, работать на многих профессиях.

При нарушении бинокулярного зрения следует незамедлительно обратиться к офтальмологу, чтобы как можно раньше выявить причину и устранить ее.

Стереопсис

Для нормального функционирования зрения необходимого включение в процессах обоих глаз. Если человек будет быстро вращать головой или поочередно закрывать глаза, он может выявить, что картинка для каждого глаза в отдельности различна. Она передается с каждого органа зрения под определенным углом. Световые лучи сливаются в аналогичных нервных рецепторах обоих глаз, передаются в центр зрения головного мозга, именно там происходит расшифровка данных.

Из работы может быть выключен 1 глаз по следующим причинам:

• внутреннее кровоизлияние;
• резкое снижение функции зрения на одном глазу, вследствие чего головной мозг полностью выключает его из функции (ленивый глаз);
• доброкачественные или злокачественные опухоли;
• механическое повреждение.

В результате вся функция зрения падает только на один глаз. Он воспринимает окружающую среду под определенным углом, остальные области окружающего пространства для человека недоступны.

Если у человека отсутствует бинокулярное зрение, он теряется в пространстве, не может выявить расстояние до предметов.

Диспарантность

На сетчатке глаз расположены нервные окончания (палочки и колбочки). Они должны взаимодействовать синхронно и одновременно, чтобы человек смог распознавать предметы окружающей среды. Если существует отклонение в этой области, человек теряет ориентацию в пространстве:

• Если угол между точками одноименных рецепторов увеличивается, человек будет воспринимать окружающие предметы ближе, чем они есть на самом деле.
• Если угол между точками уменьшается, предметы будут казаться удаленными.
• Если угол между точками больше чем на 2 градуса, предметы будут двоиться. Каждое изображение будет располагаться ближе и дальше от точки фиксации.

Диспаратность опасна для человека, так как он не сможет выявить расстояние до всех предметов. Это чревато падениями даже на ровном месте.

Картинки для выявления отклонений стереоскопического зрения

Для выявления стереоскопического зрения подойдет любая яркая картинка. Ее можно распечатать или использовать на мониторе компьютера. Экран должен быть настроенным, не слишком ярким или тусклым. Изображение ставится напротив глаз человека, спереди он ставит палец. Далее анализ внедрения проводится несколько этапов:

1. Взгляд фиксируется на изображении, при этом палец должен быть размытым или полностью невидимым.
2. Закрывается левый глаз, взгляд фиксируется на изображении. Палец оказывается с левой стороны.
3. Закрывается правый глаз, поэтому палец должен оказаться с правой стороны от изображения.

Для теста подойдет абсолютно любая картинка, на которой расположен один предмет, чтобы было легче фиксировать зрение. Он должен быть ярким и четким.

Нейрофизиология стереоскопического зрения

Врачи и исследователи выявили, что в зрительном центре головного мозга расположены 2 разновидности нейронов, отличающие стереоскопическое зрение:

• фиксирующие изображения, которые определяют одинаковые рецепторы на сетчатках двух глаз;
• фиксирующие изображения, которые находятся за корреспондирующей точкой;
• фиксирующие изображения, которые находятся перед корреспондирующей точкой.

Все три типа нейронов обладают хорошей избирательностью. Они могут улавливать предметы, которые находятся в движении. Существуют патологии, при которых глаза передают разную зрительную информацию в центре головного мозга. Если такое состояние образуется продолжительно, отсутствует лечение, постепенно центральная нервная система выключает из функциональности одно из глазных яблок.

Для нормального восприятия окружающей действительности должны быть в норме следующие части зрительного анализатора:

• нейроны, расположенные на сетчатке;
• зрительный нерв, входящий от обоих глазных яблок, перекрещивающийся посередине и заканчивающийся в головном мозге;
• центр зрения в головном мозге;
• нейроны, фиксирующие изображение.

Все системы должны работать комплексно, чтобы воспринимать окружающую действительность. Если образует отклонение в одной из этих систем только на одном глазу, пациент утрачивает функцию стереоскопического зрения.

Норма стереоскопического зрения

Функция стереоскопического зрения зависит от анатомии глазных яблок и головного мозга. Должны работать все эти системы в комплекте, чтобы у человека присутствовало зрение:

• Нормальная активность глазодвигательных мышц. Если из работы выключаются мышцы одного глазного яблока, картинка будет неравномерной, постепенно пораженный орган выключится из работы.
• Одинаковая острота зрения в глазах. Она может отличаться на незначительное число диоптрии, например, 0,5 или 1 единицу. Это не будет препятствовать стереоскопическому зрению.
• Разные углы зрения для каждого глазного яблока. Они должны отличаться незначительно, чтобы человек мог воспринимать переднюю и периферийную часть окружающего пространства относительно себя.
• Взаимосвязь между конвергенцией и аккомодацией. При нарушениях этого пункта образуется косоглазие, то есть одно глазное яблоко отклоняется в сторону.

При отклонениях могут развиваться 2 осложнения в связи с нарушением стереоскопии:

• полная утрата функции одного глаза;
• косоглазие с постепенной утратой функции зрения пораженного глазного яблока.

Нарушение бинокулярного зрения образуется вследствие заболевания или отсутствия использования оптических устройств для улучшения качества зрения, если миопия или близорукость развиты больше только на одном глазу.

На сетчатке глаза образуется двухмерная картинка, но когда сигнал поступает в головной мозг, человек воспринимает мир в трехмерном изображении. Поэтому в норме люди улавливают ширину, высоту, глубину, удаленность от предметов. С помощью стереоскопического зрения можно узнать, какой предмет расположен ближе к человеку. Объекты, которые освещены сильнее, кажутся выпуклыми и приближенными, по сравнению с затемненными участками.

Стереоскопические картинки

Это специфические изображения, на которых используется два отдельных предмета, совмещая которые можно достичь стереоэффекта. Используют различные методы для просмотра изображения:

• Параллельный взгляд. Человек приближается к картинке на максимально близком расстоянии, затем постепенно удаляется назад. Когда будет достигнута точка фиксации, можно рассмотреть изображение.
• Перекрестный взгляд. Метод аналогичный предыдущему, но при максимальном приближении к картинке необходимо свести глаза друг другу.
• Применение зеркала. Перед переносицей ставится зеркало перпендикулярно к лицу или изображению, оно обращено к левому глазу. Взгляд переводится направо, при этом левый орган зрения видит изображение через зеркало. Необходимо передвигать зеркало под небольшим углом, пока не будет обнаружена необходимая картинка.
• Применение очков из светофильтра. При их использовании нет необходимости концентрирования взгляда.
• Стереоочки с затворками. Для улавливания стереоэффекта затворки открываются поочередно, человек концентрирует взгляд, пытаясь уловить изображение.

Основные методики представляют собой использование стереоскопического оборудования и очков. Существует множество разновидностей стереокартинок, которые может рассмотреть человек.

С помощью стереоскопического зрения человек может объективно смотреть на окружающую действительность. Все предметы представляются выпуклыми, в трехмерной форме. Без такой функции зрения резко снижается качество жизни человека. Если пациент замечает изменения формы объектов, указывающие на затрудненное бинокулярное зрение, необходимо экстренно обращаться к офтальмологу. Чем раньше будет замечена патология, тем выше возможность полного излечения. Часто нарушение стереоскопического зрения наблюдается у младенцев сразу после рождения, в случае образования косоглазия.

Полезное видео

Была ли статья полезной? Оцените материал по пятибалльной шкале! Если у вас остались вопросы или вы хотите поделиться своим мнением, опытом – напишите комментарий ниже.

Что еще почитать

Из-за чего портится зрение? Как предотвратить этот процесс? Ухудшается ли зрение от телевизора, телефона, компьютера и чтения книг?

На эти и другие вопросы ответил главный врач Центра зрения «Оптика Плюс», кандидат медицинских наук, Евгений Геннадьевич Тимофеев.

Евгений Геннадьевич, расскажите, пожалуйста, от чего портится зрение у детей? 

Отвечая на этот вопрос, каждый второй родитель назовет телефон, телевизор и компьютер. И будет отчасти прав – современные гаджеты оказывают неблагоприятное воздействие на зрение. Однако, далеко не всегда электронные устройства являются первостепенным фактором в процессе ухудшения зрения.

Изначально все дети рождаются дальнозоркими. Это объясняется несоответствием оптического аппарата и маленького размера ещё не сформировавшегося глазного яблока. Зрение приходит в норму в 7-8 лет, когда заканчивается рост глазного яблока и формируется эмметропическая рефракция.

Эмметропия – нормальная рефракция глаза, при которой оптическая система чётко различает удалённые предметы без напряжения аккомодации.

Аккомодация – способность глаза фокусироваться на предметах, расположенных на более близких дистанциях.

При определённых обстоятельствах может запуститься механизм дальнейшего увеличения глазного яблока, связанный уже не с ростом, а с растяжением оболочек глаза. Дальнейшее увеличение размеров глаза приводит к появлению близорукости. При благоприятном исходе увеличение глазного яблока и прогрессирование близорукости заканчивается в возрасте 17-18 лет.

Однако, следует помнить, что при растяжении происходит истончение оболочек глаза. Это может привести к появлению периферической и центральной дистрофии сетчатки, а в будущем и к другим патологиям органа зрения.

Основными факторами, способствующими появлению близорукости и ее дальнейшему прогрессированию, являются:

• наследственная предрасположенность;
• врожденная слабость соединительной ткани;
• недостаточность и слабость аккомодационного аппарата;
• большие зрительные нагрузки и связанное с ними периодическое повышение внутриглазного давления.

Имеют значение и следующие предрасполагающие факторы:

• нарушения эргономики рабочего места и режима зрительной нагрузки;
• недостаточное время пребывания на открытом воздухе и слабая физическая активность;
• дефекты в питании;
• плохая экология;
• хронические инфекции, ослабляющие организм в целом.

Вы сказали о наследственности. Является ли генетический фактор основополагающим для развития какой-либо патологии зрения? 

Не обязательно. Многое определяет среда, в которой растёт и развивается ребёнок. Если у одного из родителей есть близорукость, недуг настигнет ребенка с вероятностью 25%. Если близорукость есть у обоих родителей, риск возрастает до 50%.

Таким детям необходимо повышенное внимание врача-офтальмолога. Наследственный характер могут проявлять и другие распространенные глазные заболевания: дальнозоркость, астигматизм, косоглазие, амблиопия, глаукома, центральные и периферические дистрофии сетчатки и пр. Они могут проявляться в различные периоды жизни человека.

В основе профилактики возникновения многих глазных заболеваний и сохранения зрительных функций лежит раннее выявление предрасполагающих факторов заболевания и диагностика патологического состояния на ранней стадии.

Как влияет работа за компьютером и использование телефона на зрение детей и взрослых?

Человеческий глаз привык видеть объекты в отраженном свете. Различные экраны создают изображение непривычного типа, при котором свет исходит из объекта. Пиксели экрана можно сравнить с миллионом маленьких солнц.

Мерцание, сниженная контрастность, блики на мониторе и вредные излучения, которые воздействуют на человека в течение длительного времени, усугубляют пагубное действие гаджетов и приводят к формированию нарушений аккомодации и вергенции – сводимости глаз при взгляде вблизи и вдаль. Снижается частотно-контрастная чувствительность.

Формируется компьютерный зрительный синдром (КЗС), который встречается у 60-90 % пользователей персональным компьютером. КЗС объединяет синдромы хронического зрительного утомления и синдром сухого глаза (ССГ).

Пациенты могут ощущать зрительные нарушения и физический дискомфорт в глазах разной степени, вплоть до болевых ощущений. Нередко КЗС сопровождается головными болями, нарушением осанки, болью в шее и спине, повышенной нервозностью.

Уже через 2 часа непрерывного пользования ПК наступают нарушения аккомодации – способности глаза фокусироваться на дальние и близкие расстояния. При работе более 4 часов симптомы становятся более явными, а после 6 часов дискомфорт дает о себе знать практически у 100% пользователей. В Европе работа операторов за компьютером входит в список 40 опасных для здоровья профессий.

В условиях пандемии проблема КЗС встает особенно остро: получило распространение онлайн-обучение и дистанционная работа. Экранное время увеличилось на 60-70%. Домашнее рабочее место не всегда соответствует необходимой эргономике, часто люди пользуются компьютером или телефоном лежа, что только усугубляет ситуацию.

Если не принимать мер, КЗС может привести к:

• Возникновению и прогрессированию близорукости
• Зрительным нарушениям
• Появлению избыточного напряжения аккомодации
• Снижению объема аккомодации, нарушениям вергенции, бинокулярного и стереоскопического зрения
• Снижению частотно-контрастной чувствительности

Как пользоваться электронными устройствами безопасно? Что необходимо учесть при обустройстве рабочего места?

Профилактические меры должны быть направлены на предупреждение и купирование зрительного утомления и лечения синдрома сухого глаза (ССГ).

Важными мерами являются: организация рабочего места (регулируемая высота сиденья, спинки, расположение ступней, размещение монитора и клавиатуры, локальное и общее освещение) и правильное положение тела при работе за компьютером; качественный монитор, правильная коррекция зрения вблизи, профилактика и лечение привычно-избыточного напряжения аккомодации и ССГ.

Существует два полезных правила для предотвращения развития КЗС:

• «20-20-20-2»

Согласно этому правилу, каждые 20 минут работы за компьютером должны завершаться 20-секундной фиксацией взора на объекте вдали. Расстояние до объекта должно быть не менее 6 метров (20 футов). Пребывание на открытом воздухе не менее 2 часов в день.

• «1-2-10»

Правило гласит: расстояние от экрана смартфона до глаз должно составлять 1 фут (30 см), от монитора компьютера – 2 фута (60 см), и 10 футов (3 м) – от телевизора.

Можно ли навредить глазам при чтении?

Оптимальный вариант для зрительной работы вблизи– печатная книга с хорошим шрифтом и бумагой. При чтении с бумажного носителя глаз видит в привычном отраженном свете, зрительное утомление возникает значительно позже. Особенно это касается детей до 17-18 летнего возраста. После 19 лет зрение менее подвержено появлению и прогрессированию близорукости.

Не рекомендуется приучать детей к чтению с 4-5-ти лет. Зрительный анализатор ребенка в этом возрасте ещё слабый, не окрепший. В дальнейшем также необходимо чередование зрительных нагрузок с отдыхом и активными физическими упражнениями на открытом воздухе.

Для тех, кто предпочитает читать с экрана, существуют современные электронные книги с минимальным вредным излучением. Они дороже обычных, однако, помогут сохранить ваше зрение.

Какие профилактические меры существуют для предотвращения ухудшения зрения? Помогают ли зрительные упражнения не допустить появления зрительных заболеваний?

Корректной профилактике обучит офтальмолог. Все зависит от изначальной ситуации и индивидуальных показаний.

Желательно максимально сократить использование гаджетов, добавить физические нагрузки. Обязательно активное пребывание на открытом воздухе не менее 1,5-2 часов в день. Следите за освещением, вырабатывайте привычку сидеть ровно, используйте удобную мебель, выбирайте книги и учебники с хорошим качеством оформления, делайте физкультурные паузы, соблюдайте режим сна. Контролируйте продолжительность чтения и письма: в младших классах она не должна превышать 15-20 минут за один урок. Необходима санация очагов хронической инфекции в организме: гайморита, тонзиллита, ринита.

Зрительные упражнения, безусловно, полезны: они способствуют полноценному отдыху глазам, расслабляя глазные мышцы.

Важно не забывать моргать. Когда мы видим интересную информацию или сосредотачиваемся на чем-либо, моргательный рефлекс замедляется. Моргание обеспечивает увлажнение глазной поверхности и способствует профилактике утомления. Это относится не только к работе за компьютером, но и к чтению.

Важно правильно подобрать очки. Часто близорукие пациенты снимают свои очки при работе за компьютером. Так делать не стоит. Необходимо выбрать правильный вариант: монофокальные, прогрессивные с разными зонами для дали, близи и работы за компьютером, бифокальные, перифокальные.

Пациентам может быть показано: аппаратное лечение, повышающее аккомодационные способности глаза и устойчивость глаз к зрительным нагрузкам, ночные жесткие или мягкие дефокусные линзы, медикаментозное лечение нарушений аккомодации, для снятия избыточного напряжения цилиарной мышцы глаз, выполнение других лечебных рекомендаций и упражнений на дому.

Медикаментозное лечение нарушений аккомодации направлено на снятие избыточного напряжения цилиарной мышцы и нормализации её состояния. Могут назначаться препараты «искусственной слезы». Это целая группа препаратов, которая объединяет растворы (с консервантом или без) и гели.

Важно не только 2-3 раза в год проводить рекомендованные курсы лечения в офтальмологических центрах, но и выполнять назначенные рекомендации между курсами, в домашних условиях.

Все ли подвержены возрастным ухудшениям зрения? Почему так происходит? В каком возрасте происходят эти изменения?

Когда человек взрослеет, у него портится зрение. Увы, это неизбежно. В основном это касается способности фокусировки глаза на предметах, расположенных на разном расстоянии, что связано с возрастным ухудшением аккомодационных возможностей хрусталика.

В юности хрусталик представляет собой каплю глицерина, помещенную в капсульный мешок. Хрусталик легко изменяет свою кривизну, в зависимости от аккомодационных потребностей человека. Но уже с 21 года начинается процесс уплотнения хрусталика. Ощутимые изменения человек замечает в 40 лет, когда ухудшается видимость близко расположенных мелких объектов. Процесс продолжается вплоть до 60 лет, когда хрусталик становится плотным и окончательно теряет способность аккомодировать.

Существует мнение, что с годами близорукость уходит, превращаясь в дальнозоркость. Это заблуждение. При близорукости (миопии) человек вынужден использовать очки для дали, так как оптическая система близорукого человека настроена на близкое расстояние. В молодом возрасте в очках для дали он видит хорошо и вблизи, благодаря аккомодационным свойствам хрусталика.

В пожилом возрасте ему также будут нужны очки для дали. Однако, вблизи они будут слишком сильны из-за постепенной утраты аккомодационных возможностей хрусталика. В этих случаях у близоруких пожилых людей появляется потребность в очках и для близи: они будут слабее, и с меньшими диоптриями, чем для дали.

К возрастным заболеваниям, которые чаще появляются после 50 лет, относят следующие глазные болезни: глаукома, катаракта, макулодистрофия, атрофия зрительного нерва, патологические изменения сосудов и сетчатки при гипертонической болезни, сахарном диабете и др.

Что делать, если портится зрение? Не паниковать: все эти заболевания легко лечатся. Главное – не затягивать с визитом к врачу при наличии жалоб.

Имеет ли значение освещение помещения? Портится ли зрение в темноте? Какой свет не оказывает негативного влияния на органы зрения? 

Даже в дневное время важно подсвечивать помещение. Особенно если речь идет о рабочем пространстве.

Свет подразделяется на теплый и холодный. Первый помогает расслабится, а второй, напротив, держит человека в тонусе. Поэтому сказать, что один из них плохой, а второй – хороший, некорректно. Важно подбирать освещение, исходя из нужд помещения.

Теплый (2700-3500 К) подходит для зон отдыха, нейтральный (3500-5000 К) – для промежуточных помещений (например, коридора), а холодный (5000-5400 К) –  для офиса или домашнего рабочего места.

При организации рабочего места важно использовать не только верхний, но и локальный свет.

Как часто необходимо посещать офтальмолога при отсутствии проблем со зрением? 

Рекомендуются периодически посещать офтальмолога, даже если симптомы ухудшения зрения не наблюдаются. На начальной стадии заболевание может не проявляться, а в запущенной стадии его сложнее лечить.

Женщинам во время беременности необходимо посещать врача в первом и последнем триместре, чтобы исключить риск отслоения сетчатки и убедиться в возможности естественных родов. Офтальмолог определит, нужно ли провести профилактическое укрепление сетчатки с помощью барьерной лазерной коагуляции.

У детей зрительный анализатор развивается и формируется. Обследование зрения требуется регулярно, чтобы своевременно обнаружить и скорректировать возникающие аномалии в развитии глаз ребенка. Осмотры рекомендуется проводить вскоре после рождения, затем в 5-6 месяцев, 1 год, и далее –  ежегодно до 17-18 лет. Установлено, что всего около 3% заболеваний зрительной системы являются наследственными, а остальные 97% — приобретенными.

В возрасте с 19 до 39 лет осмотр рекомендуется проводить один раз в три года, с 40 до 49 лет – один раз в два года, а с 50 лет – ежегодно. Многое зависит от возраста и индивидуальных особенностей каждого пациента.

Пациентам, постоянно использующим мягкие контактные линзы необходимо посещать врача 1 – 2 раза в год вне зависимости от возраста. Линза – инородное тело для нашего глаза, она может вызвать малозаметные поначалу изменения. В процессе использования МКЛ могут появиться и противопоказания к их ношению.

Регулярная диагностика зрения необходима:

• при сахарном диабете, гипертонии, гипотонии, нервных заболеваний;
• если среди родственников (в том числе дальних) была глаукома;
• пациентам, перенёсшим травму глаза, воспалительные заболевания (увеиты, иридоциклиты и т.д.) глаз, операции на глазах;
• при длительном курсе лечения гормональными препаратами и пр.

Берегите глаза и будьте здоровы!

Статья составлена на основе интервью с главным врачом-офтальмологом глазной клиники Оптика Плюс Тимофеевым Е.Г. и проверена им 18.03.2021. Беседовала Юлия Туркина.

Вернуть бинокулярное зрение — оно делает мир объемным — позволит уникальный прибор, созданный российскими офтальмологами. Устройство представляет собой очки с микропроцессором и жидкокристаллическими стеклами-дисплеями. С помощью меняющегося изображения прибор может натренировать нейроны так, что к человеку вернется способность видеть полноценную 3D-картину мира. Лечение будет проходить в домашних условиях и займет всего несколько месяцев. Сейчас пациенты с такой глазной патологией вынуждены годами ездить в специализированные медицинские центры.

Картонный мир

Приобретенное и врожденное косоглазие, травмы, вирусные заболевания, болезни щитовидной железы и другие патологии нередко приводят к тому, что человек теряет бинокулярное (стереоскопическое) зрение. В запущенных случаях пациент фактически видит мир плоским, как лист картона.

Слепой метод: что помогает незрячим ориентироваться в телефоне и мире Прототипов сотни, реально доступных устройств — единицы

Группа ученых под руководством президента российской Ассоциации офтальмологов страбизмологов (страбизмология изучает нарушения двигательной функции глаз. — «Известия») доктора медицинских наук Игоря Азнауряна разработала прибор, который способен вернуть стереоскопическое зрение различным категориям пациентов. Самое главное, что он может помочь детям с врожденными нарушениями.

— В России 5% детей страдают от нарушений двигательных функций глаз, — отметил врач. — Все они имеют нарушения стереоскопического зрения, то есть видят мир, как будто он нарисован на картинке. Если ситуация врожденная, то это серьезно ухудшает качество жизни, к примеру, делает недоступной массу профессий в будущем (водитель, пилот, ювелир и т.д.).

Разработанная методика позволяет исправить патологию восприятия 3D-изображения у детей от шести месяцев. Врачи подсчитали, что такая проблема диагностируется у каждого 475-го младенца. В дальнейшем многие из них могут стать инвалидами.

Жидкокристаллические очки

Устройство выполнено в виде очков, которые весят не больше обычных. В их дужку встроен микропроцессор. Он запрограммирован таким образом, что может с помощью слабого электрического тока управлять частотой миганий, которые возникают на поверхности стекол. Сами линзы очков представляют из себя жидкокристаллические дисплеи, которые поляризуются (становятся непроницаемыми для света с определенной периодичностью) специальным образом под воздействием процессора.

Не в глаз, а в мозг: почему от 3D-кино болит голова Неприятные ощущения чаще возникают у зрителей, которые не пользуются бинокулярным зрением при обработке объемной информации

— Таким образом прибор стимулирует нейроны головного мозга и провоцирует восстановление рефлекса бификсации — способности наводить зрительные оси на объект, — пояснил Игорь Азнаурян.

Предполагается, что человек будет носить такие очки час в день. Курс лечения составит от одного месяца до шести. Разработчики уверяют, что методика может быть эффективна в 95% случаев потери бинокулярного зрения.

Как пояснили в Ассоциации офтальмологов страбизмологов, сейчас лечение детей и взрослых с нарушениями стереоскопического зрения затруднено. Требуется консервативная терапия, которая может длиться годы и всё равно результат не будет достигнут. Само лечение между тем требует специально оборудованного медицинского кабинета, в котором медики выводят «мигания» на большой экран. Эффективность такой методики в три раза ниже, чем при использовании новой.

Заставить нейроны работать

Внедрение компьютерных очков в клиническую практику позволит значительно повысить доступность высокотехнологичной офтальмологической коррекции, уверен профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета (вуза — участника проекта «5-100») Константин Бразовский.

Я буду твоими глазами: новый гаджет поможет слепым «видеть» предметы Нейросеть проанализирует поступающую информацию и «переведет» ее в текст

— Немаловажный аспект заключается в том, что восстановление стереоскопического зрения происходит без хирургического вмешательства, за счет собственных ресурсов головного мозга, — пояснил эксперт. — Механизмы нейрональной пластичности, отвечающие за восстановление пространственного восприятия, всё еще требуют детального изучения. Поэтому применение современных технологий визуализации позволяет активизировать эти процессы и заставить нейроны работать.

Профессор, заведующий кафедрой глазных болезней медицинского института РУДН Михаил Фролов считает, что аппаратная терапия является важной составляющей в лечении патологии бинокулярного зрения. К ней относятся лазерная стимуляция, магнитотерапия, приборы для тренировки глазодвигательных мышц и аккомодации, аппараты, стимулирующие фузионные резервы (слияние изображений от двух глаз в единую картинку), цветоимпульсное лечение и т.д.

— Несомненно, данное устройство в виде очков может занять свою нишу в процессе лечения патологии бинокулярного действия, — считает эксперт.

Прибор уже прошел этап клинической апробации. Сейчас идет подготовка к его массовому производству. Предполагается, что использовать такие очки пациенты будут под контролем лечащего врача-офтальмолога.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ Тюремная слепота: заключенные вынуждены месяцами обходиться без очков Правозащитники предлагают смягчить ограничения Голосовая связка: как незрячим помогают оценить театральные постановки Что такое тифлокомментирование и почему оно так важно Читайте также

В самом простом смысле зрение — это в первую очередь два глаза, которые получают и обрабатывают информацию об окружающем нас мире. На самом деле человеческое зрение, разумеется, устроено гораздо сложнее, и информация от органов чувств (то есть глаз) проходит несколько этапов обработки: как самим глазом, так и далее — мозгом. Вместе с офтальмологической клиникой 3Z рассказываем, как зрительная система человека формирует изображение действительности, и объясняем, почему мы не видим мир перевернутым, маленьким, трясущимся и разделенным на две части.

Из школьного курса физики вы можете помнить про линзы — приборы из прозрачного материала с преломляющей поверхностью, способные, в зависимости от своей формы, собирать или рассеивать попадающий на них свет. Именно линзам мы обязаны тому, что в мире существуют фотоаппараты, видеокамеры, телескопы, бинокли и, конечно, контактные линзы и очки, которые носят люди. Человеческий глаз — это точно такая же линза, а точнее — сложная оптическая система, состоящая из нескольких биологических линз.

Первая из них — роговица, внешняя оболочка глаза, наиболее выпуклая его часть. Роговица — это вогнуто-выпуклая линза, которая принимает лучи, исходящие из каждой точки предмета, и передает их дальше через переднюю камеру, заполненную влагой, и зрачок к хрусталику. Хрусталик, в свою очередь, представляет собой двояковыпуклую линзу, по форме напоминающую миндаль или сплющенную сферу.

Двояковыпуклая линза — собирающая: лучи, проходящие через ее поверхность, собираются за ней в одну точку, после чего формируется копия наблюдаемого предмета. Интересный момент состоит в том, что изображение объекта, сформированное на заднем фокусе такой линзы, — действительное (то есть соответствует тому самому наблюдаемому предмету), перевернутое и уменьшенное. Изображение, которое формируется за хрусталиком, поэтому, точно такое же.

То, что изображение уменьшенное, позволяет глазу видеть объекты, по величине в несколько десятков, сотен и тысяч раз превосходящие его по размеру. Другими словами, хрусталик компактно складывает изображение и в таком же виде отдает его сетчатке, выстилающей бо́льшую часть внутренней поверхности глаза — места заднего фокуса хрусталика. Вместе роговица и хрусталик, таким образом, — это компонент зрительной системы, который собирает рассеянные лучи, исходящие от объекта, в одну точку и формирует их проекцию на сетчатке. Строго говоря, никакой «картинки» на сетчатке на самом деле нет: это всего лишь следы фотонов, которые затем преобразуются рецепторами и нейронами сетчатки в электрический сигнал.

Этот электрический сигнал затем проходит в головной мозг, где обрабатывается отделами зрительной коры. Все вместе эти отделы отвечают за то, чтобы преобразовать сигналы о расположении фотонов — единственную информацию, которую получает сам глаз — в имеющие смысл образы. При этом мозг — система взаимосвязанная, и за то, как мы воспринимаем то, что происходит в действительности, отвечают не только наши глаза и зрительная система, но и другие органы чувств, способные получать информацию. Мы не видим мир перевернутым благодаря тому, что у нашего вестибулярного аппарата есть информация о том, что мы стоим ровно, двумя ногами на земле, и дерево, растущее из земли, соответственно, перевернутым быть не должно.

Подтверждение этому — эксперимент, который поставил на самом себе американский психолог Джордж Стрэттон (George Stratton) в 1896 году: ученый изобрел специальное устройство — инвертоскоп, чьи линзы также могут переворачивать изображение, на которое смотрит тот, кто их носит. В своем устройстве Стрэттон проходил неделю и при этом не сошел с ума от необходимости передвигаться в перевернутом пространстве. Его зрительная система быстро адаптировалась под измененные обстоятельства, и уже через пару дней ученый видел мир таким, каким привык видеть его с детства.

Другими словами, в мозге нет специального отдела, который переворачивает изображение, поступившее на сетчатку: за это отвечает вся зрительная система головного мозга, которая, с учетом информации от других органов чувств, позволяет нам точно определить ориентацию объектов в пространстве.

Клиники 3Z – крупнейшая в России сеть офтальмологических клиник, которая насчитывает 36 диагностических центров и клиник в восьми регионах России. За 15 лет работы офтальмохирурги 3Z провели более 210 тысяч операций, из них около 65 тысяч — по передовым технологиям коррекции зрения.

Первые и главные нейроны, участвующие в обработке светового стимула, — это фоторецепторы (светочувствительные сенсорные нейроны). Два основных вида фоторецепторов в сетчатке — это палочки и колбочки, получившие свои название за палочко- и колбочкообразную форму, соответственно. Палочки и колбочки заполнены светочувствительными пигментами — родопсином и йодопсином соответственно. Родопсин в разы чувствительнее к свету, чем йодопсин, но только к свету с одной длиной волны (около 500 нанометров в видимой области) — именно поэтому палочки, содержащие родопсин, отвечают за зрение человека в темноте: они улавливают даже мельчайшие лучи, помогая нам различать очертания предметов, при этом не позволяя точно определить их цвет. А вот за цветовосприятие уже как раз отвечают «дневные» фоторецепторы — колбочки.

Светочувствительный йодопсин, входящий в состав колбочек, бывает трех видов в зависимости от того, к свету с какой длиной волны он чувствителен. В нормальном состоянии колбочки человеческого глаза реагируют на свет с длинной, средней и короткой волной, что примерно соответствует красно-желтому, желто-зеленому и сине-фиолетовому цветам (а если проще — красному, зеленому и синему). Колбочек, которые содержат тот или иной вид йодопсина, в сетчатке разное количество, и их баланс как раз и помогает различать все краски окружающего мира. В случае, когда колбочек с тем или иным видом йодопсина, недостаточно или просто нет, говорят о наличии дальтонизма — особенности зрения, при котором недоступно распознавание всех или некоторых цветов. Вид дальтонизма напрямую зависит от того, какие именно колбочки «не работают», но самым распространенным у человека считается дейтеранопия — при ней отсутствуют колбочки, чей йодопсин чувствителен к свету со средней длиной волны (то есть плохо воспринимают зеленый цвет или не воспринимают его вообще).

При этом палочки и колбочки покрывают не весь соответствующий слой поверхности сетчатки: в ней присутствует так называемое слепое пятно, не содержащее светочувствительных рецепторов вообще. Так как их нет, свет в границах пятна обрабатывать нечему — именно поэтому те объекты, которые попадают в «поле зрения» слепого пятна, для человека невидимы. Зрение любого человека (к счастью или к сожалению) не позволяет увидеть эти слепые пятна, но некоторые заболевания приводят к появлению скотомы (то есть слепого участка в поле зрения) и вне соответствующего места на сетчатке.

Сигнал, получаемый и обрабатываемый фоторецепторами, затем переходит к другому слою нейронов — биполярным клеткам. Такие клетки — своеобразные посредники, которые связывают колбочки и палочки с ганглионарными клетками — нейронами сетчатки, которые генерируют нервные импульсы и затем передают их по зрительному нерву в зрительную кору головного мозга через латеральное коленчатое тело (небольшой бугорок на поверхности таламуса).

Латеральное коленчатое тело, принявшее сигналы от ганглионарных клеток сетчатки, сначала передает их первичной зрительной коре — наиболее эволюционно древней части зрительной системы головного мозга (для удобства и лаконичности ее также называют V1). В этом месте начинается формирование действительного изображения того, что происходит вокруг нас, — фотоны, принятые глазом, начинают обретать форму, и цвет, очертания, наличие движения и другие аспекты изображения превращаются в электрическую активность. В зависимости от того, что эти сигналы передают (движение объекта в пространстве или же его форму), они далее посылаются для обработки по вентральному и дорсальному пути в другие отделы зрительной коры. К примеру, средняя височная зрительная область (ее порядковый номер — пять, то есть кратко ее называют V5) считается частью дорсального пути, так как отвечает за обработку движения, а четвертая зона (V4) отвечает за обработку цвета, поэтому относится к вентральному пути.

Современные технологии помогают решить проблемы со зрением. Для коррекции близорукости, дальнозоркости и астигматизма в клиниках 3Z собраны 6 лучших мировых практик коррекции зрения: ReLEx SMILE, ReLEx FLEx, Femto Super LASIK, Super LASIK, ФРК и имплантация факичных интраокулярных линз. Каждому пациенту технология подбирается индивидуально, чтобы обеспечить наилучший результат. Поэтому острота зрения после операции часто составляет 120% или даже 150%. Отделы, отвечающие за обработку информации от органов чувств и, как мы уже выяснили, помогающие воссоздавать картину реального мира зрительной системе, — не единственные участки мозга, которые участвуют в процессе зрения. Важную роль также играет и моторная кора головного мозга, отвечающая за обработку движений. Важна моторная кора потому, что глаза все время двигаются: перемещение взгляда помогает следить за движущимся изображением или рассмотреть то, что не попадает в поле зрения целиком. 

В спокойном состоянии (тогда, когда мы смотрим на статичный предмет или даже на фон) глаза все равно двигаются, совершая очень быстрые синхронные движения (до 80 миллисекунд) — саккады. Информация о том, что глазу нужно изменить положение, посылается к нему из моторной коры. Чуть раньше точно такой же (или, по крайней мере, похожий) сигнал посылается к зрительной коре в качестве так называемой «эфферентной копии». Благодаря этому зрительная кора получает информацию о том, что глаз будет двигаться, еще до того, как это движение начнется — это помогает зрительной коре игнорировать возможные мелкие движения. 

Поэтому механизм того, как формируется в нашем мозге изображение действительности, — это не только оптика и химические реакции, происходящие на сетчатке. Важнейшую роль в создании этой картинки играет наш мозг — причем не только зрительная кора, которая делает фигуры объемными, отделяет их от фона и раскрашивает в нужные цвета, но и остальные отделы, которые отвечают за жизненно важные функции. В клинике 3Z работают со всеми видами нарушения зрения, возникающими из-за неправильной формы глаза (близорукость и дальнозоркость) или чрезмерной кривизны роговицы (астигматизм). До 15 июля коррекцию зрения в 3Z можно сделать в рассрочку без предварительного взноса и переплат. Акция действует на все виды лазерной коррекции зрения, а также на имплантацию факичных интраокулярных линз (ФИОЛ).

Елизавета Ивтушок