г. Чебоксары, пр.Ленина, 98
тел. (8352) 44-38-78
Главная
Наши услуги
Статьи
Контакты
Психологи шутят
Психологические тесты

Статьи > Основы нейрофизиологии

ЗАГАДКА ЗРЕНИЯ: ЧЕМ ЧЕЛОВЕК ОТЛИЧАЕТСЯ ОТ ФОТОАППАРАТА И КОМПЬЮТЕРА


Все мы учились в средней школе, из которой вынесли основные сведения о человеческом глазе: он состоит из хрусталика, выполняющего функцию линзы, и сетчатки, предствляющей собой "экран", на который фокусируется изображение. Сетчатка состоит из клеток двух типов – палочек и колбочек. Палочки более чувствительны к свету, но обеспечивают лишь черно-белое зрение. Колбочки обеспечивают цветное зрение и бывают трех "сортов", каждый из которых чувствителен к своему цвету - красному, зеленому или голубому. При этом они менее чувствительны, чем палочки, в связи с чем мы различаем цвета только при достаточной освещенности - как говорится, в темноте все кошки серы. И поскольку любой видимый цвет можно представить как "сумму" трех вышеуказанных цветов в соответствующих пропорциях, работа трех типов колбочек позволяет нам видеть все цвета радуги.


Бесплатная консультация от psi21.ru. Задать вопрос психологу бесплатно.


Казалось бы, наши глаза в части "конструкции" очень похожи на фотоаппарат или видеокамеру – в них тоже есть "хрусталик" (объектив) и "сетчатка" (матрица). Далее напрашивается простая аналогия - палочки и колбочки играют роль "пикселей" и передают в мозг сигналы, соответствующие освещенности в заданной области спектра. Кстати, в реальных фотоаппаратах и видеокамерах пиксели состоят из трех элементов, каждый из которых чувствителен только к "своему" цвету – красному, зеленому или голубому (система RGB). Замечаете сходство? Получается, что принципы обработки изображения в наших глазах и в "электронных глазах" техники почти ничем не отличаются.


Тем не менее, внешнее сходство между человеческим и машинным зрением обманчиво. Начнем с того, что "пиксели" человеческого глаза распределены по сетчатке неравномерно, что привело бы в ужас любого разработчика матриц для фото- и видеокамер. Более того, у палочек и колбочек разные "карты" распределения. Колбочки концентрируются в центре сетчатки, и больше всего их в так называемой "центральной ямке" (fovea) – небольшом углублении, расположенном практически в центре сетчатки. Эта точка соответствует максимальной остроте зрения днем. Когда мы хотим что-то хорошо рассмотреть, мы направляем наш взгляд таким образом, чтобы интересующий нас участок изображения оказался в области центральной ямки. Палочки же, в отличие от колбочек, сконцентрированы на периферии. Из-за этого в темноте мы лучше видим боковым зрением, чем испокон веков пользовались астрономы при разглядывании слабых звезд. Но и это еще не все. Количество палочек в одном человеческом глазу составляет порядка 120 млн., т.е. в переводе на параметры электронных матриц это целых 120 мегапикселей. Но при таком разрешении мы должны были бы различать усы у кошки с расстояния 200 метров! Но это далеко от истины. Может быть, природа в процессе эволюции ошиблась? Или же все эти клетки все-таки для чего-то нужны?



Давайте взглянем на то, как в реальности устроен светочувствительный слой сетчатки. Нетрудно видеть, что он содержит не только пресловутые палочки и колбочки, но и множество других клеток. Для его же они? Палочки и колбочки действительно являются первичными "датчиками" освещенности. Но они не "подключены" напрямую к мозгу. Связь с мозгом имеют лишь ганглионарные клетки (показаны желтым), которые представляют собой разновидность нейронов. Их чувствительные окончания (дендриты) собирают сигналы со стороны светочувствительных клеток, а аксоны (окончания, передающие информацию другим нейронам) собраны в общий пучок, именуемый зрительным нервом. Вот он-то и идет в мозг. В этом нерве всего лишь порядка 1 млн. волокон, что намного меньше количества палочек и колбочек. Получается, что информация от 120 млн. палочек и 6-7 млн. колбочек каким-то образом сжимается в десятки раз, что позволяет ее передавать через относительно тонкий нерв, который в противном случае был бы с палец толщиной. Таким образом, множество промежуточных клеток (биполярные, горизонтальные, амакриновые) предназначено для предварительной обработки и сжатия информации. Как же это все работает?



Кстати, вы обратили внимание на то, что светочувствительные клетки обращены в сторону, противоположную направлению падения света? Нервные окончания, промежуточные клетки, а заодно и кровеносные сосуды (не показанные на рисунке) – все это… мешает прохождению света к палочкам и колбочкам, ухудшая качество изображения. Более того, поскольку нервные окончания, идущие от ганглионарных клеток, сходятся в одной точке, образуя зрительный нерв, на сетчатке появляется область, в которой отсутствуют светочувствительные клетки. Эта область именуется "слепым пятном". Ее наличие нам не мешает лишь благодаря тому, что наличие дополнительной информации с другого глаза позволяет нашему мозгу скомпенсировать "пробел" в изображении. Тем не менее, каждый из нас может легко удостовериться, что слепое пятно действительно существует (см. рисунок и комментарий к нему).


Продолжение следует...




Случайная цитата

Не важно, кто и что говорит о вас – принимайте все это с улыбкой и продолжайте делать свое дело.

Мать Тереза Калькуттская




Copyright © 2012-2015. Все права защищены.