Рецепторами черно белого зрения являются. Субтрактивный синтез цвета

20-07-2011, 15:43

Описание

Цветовое зрение - способность воспринимать и дифференцировать цвет, сенсорный ответ на возбуждение колбочек светом с длиной волны 400-700 нм.

Физиологическая основа цветового зрения - поглощение волн различной длины тремя типами колбочек. Характеристики цвета: оттенок, насыщенность и яркость. Оттенок («цвет») определяется длиной волны; насыщенность отражает глубину и чистоту или яркость («сочность») цвета; яркость зависит от интенсивности излучения светового потока.

Нарушения цветового зрения и цветовая слепота могут быть врождёнными и приобретёнными.

Основа вышеупомянутой патологии - потеря или нарушение функции колбочковых пигментов. Потеря колбочек, чувствительных к красному спектру, - протан-дефект, к зелёному - дейтан-дефект, к сине-жёлтому - тритан-дефект.

Исследование функции колбочек; выявление дефектов цветового зрения.

Показания

Установление типа врождённого нарушения цветового зрения.

Выявление носителей патологического гена.

Обследование лиц молодого возраста при профотборе водителей автомобильного и железнодорожного транспорта, пилотов, шахтёров, работников химической и текстильной промышленности и т.д.

Определение пригодности к военной службе.

Выявление дефектов цветового зрения в ранней и дифференциальной диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва, установление стадии и мониторинг патологического процесса, контроль проводимого лечения.

Противопоказания

Психические болезни и заболевания мозга, сопровождающиеся нарушением внимания, памяти, возбуждённым состоянием больного; ранний детский возраст.

Подготовка

Специальной подготовки нет, однако врач должен информировать обследуемого о правилах проведения теста и необходимости концентрации внимания.

Методика

Для оценки функции и дефектов цветового зрения человека используют три типа методов: спектральные, электрофизиологические, метод пигментных таблиц.

Выделяют количественные и качественные тесты для исследования; количественные тесты чувствительны и специфичны.

Аномалоскопы - приборы, действие которых основано на принципе достижения субъективно воспринимаемого равенства цветов путём дозированного составления цветовых смесей. В этих условиях пациент наблюдает излучение в виде световых потоков, а предметом измерения служат их физические характеристики при достижении визуального равенства. При этом заранее рассчитывают, какие цвета будут неразличимы для человека с тем или иным сочетанием типов колбочек.

Определённое сочетание оттенка и яркости стимула при составлении равенства позволяет выявить тот или иной вариант нарушения цветовосприятия. Пара сравниваемых цветов различается по уровню возбуждения одного из типов колбочек, например красного. При их отсутствии пациент (протаноп) неспособен видеть подобные различия. Ось чувствительных к зелёному колбочек лежит вне цветового треугольника, поскольку данный тип на всём протяжении спектра "перекрывается" либо длинноволновыми, либо коротковолновыми (синими) колбочками.

По способности уравнивания полуполя монохроматического жёлтого цвета с полуполем, составленным из смеси чисто красного и зелёного в разных пропорциях, судят о наличии или отсутствии нормальной трихромазии. Последней свойственны строго определённые пропорции смесей (уравнение Релея).

Псевдоизохроматические таблицы. Исследовать нарушения цветоразличения можно с помощью многоцветных тестов, пигментных таблиц, созданных по принципу полихроматичности. К ним относится, например, полихроматические таблицы Штиллинга, Ишихира, Шаафа, Флетчера-Гамблина, Рабкина и др. Таблицы построены по сходному принципу; каждая включает фигуры, цифры или буквы, составленные из элементов (кружков) одного тона, но разной яркости и насыщенности, располагающихся на фоне из сходного сочетания кругов другого цвета. Фигуры, составленные из кружковой мозаики одного тона, но разной яркости, различимы трихроматами, но неразличимы протанопами или дейтеранопами.

Теоретическая основа метода (например, полихроматических таблиц Рабкина) - различное восприятие цветовых тонов в длинноволновой и средневолновой части спектра нормальными трихроматами и дихроматами, а также различие распределения яркости в спектре для разных видов цветового зрения. Для протанопа по сравнению с нормальным трихроматом максимум яркости сдвинут в сторону коротковолновой части спектра (545 нм), а для дейтеранопа - в длинноволновую часть (575 нм). Для дихромата по обе стороны от максимума яркости имеются точки, равные по данному показателю, но не различаемые по цвету; нормальный трихромат же в этих условиях способен узнать тот или иной оттенок.

Точно дифференцировать формы и степень нарушения цветоощущения с помощью пигментных таблиц затруднительно. Более вероятно и надёжно разделение людей с нарушением цветового зрения на «цветосильных» и «цветослабых». Исследование широко распространено, доступно, проводится быстро.

Способ тестирования. Обследование проводят в хорошо освещенной комнате, таблицы предъявляют в вертикальном положении на расстоянии 75 см от глаз. Грамотным обследуемым демонстрируют таблицы 1-17 с изображением букв и цифр, неграмотным - таблицы 18-24 с изображением геометрических фигур. Пациент должен дать ответ в течение 3 с.

Панельные тесты ранжировки цветов. Наибольшее распространение в диагностике приобретённых нарушений цветового зрения получили 15-, 85- и 100-оттеночные тесты Фарнсворта по стандартному «атласу цветов» Мюнселла. 100-оттеночные тесты, основанные на различении цветовых оттенков при последовательном их насыщении, состоят из 15 или 100 (84) цветных фишек (дисков) с поверхностью, на которой последовательно увеличивается уровень оттенка или длина волны цвета. Различие в оттенках между близко стоящими друг к другу смежными цветами составляет 1-4 нм. Пациент за 2 мин должен расставить фишки в порядке усиления оттенка и увеличения длины волны от розового через оранжевый к жёлтому; от жёлтого к зелено-голубому; от зелёно-голубого к сине-пурпурному; от синего через красно-пурпурный к розовому. При этом формируется замкнутый цветовой круг.

В последние годы тест был значительно упрощён Дж. Д. Моллоном. В предложенном им наборе имеются красные, зелёные и синие фишки, различающиеся не только по цвету, но и но его насыщенности. Перемешанные в беспорядке фишки обследуемый должен разобрать по цветам и ранжировать по насыщенности. В качестве эталона ему предлагают установленный в требуемом порядке набор из серых фишек.

Интерпретация

Оценка результатов теста по таблицам Ишихара. 13 правильных ответов свидетельствуют о нормальном цветовом зрении; 9 - о нарушенном цветовом зрении; при чтении только 12-й таблицы диагностируется полное отсутствие цветового зрения; неправильное чтение первых 7 таблиц (кроме 12-й) и неспособность читать остальные указывают на наличие дефицита в восприятии красно-зелёной части спектра; если пациент читает цифру «26» как «6» и «42» как «2», то говорят о протан-дефекте; при чтении «26» как «2» и «42» как «4» - о дейтан-дефекте.

Оценка результатов теста по таблицам Рабкина. Таблицы III, IV, XI, XIII, XVI, XVII - XXII, XXVII неправильно или совсем не различаются дихроматами. Форма аномальной трихромазии, протаномалия и дейтераномалия дифференцируются по таблицам VII, IX, XI - XVIII, XXI. Например, в таблице IX дейтераномалы различают цифру 9 (состоит из оттенков зелёного), протаномалы - цифру 6 или 8, в таблице XII дейтераномалы в отличие от протаномалов различают цифру 12 (состоит из оттенков красного цвета разной яркости).

Случаи, когда совокупность ответов исследуемого не соответствует приведённой в руководстве схеме и количество правильно прочитанных таблиц больше, чем предусмотрено для протанопов и дейтеранопов, могут быть отнесены к аномальной трихромазии. В последующем при продолжении исследования возможно определение степени её выраженности.

В 15-оттеночном тесте Фарнсворта позиции перепутанных местами фишек быстро становятся заметными, так как соединяющие их прямые линии не очерчивают, а пересекают тестовый круг.

При обработке результатов каждая фишка характеризуется суммой разностей её номера с номерами двух соседних. Если последовательность установлена правильно, сумма разностей номеров составляет 2 (нулевая отметка). При ошибочной установке сумма всегда будет превышать 2; чем выше искомый показатель, тем тяжелее дефект цветоразличения в направлении соответствующих изохром (в зависимости от этого определяется тип нарушения). Суммарная разница с учетом всех меридианов свидетельствует о степени нарушения цветоразличения. Например, при выраженном дефекте восприятия синего цвета на схеме отчётливо видна полярность нарушений в двух диаметрально противоположных направлениях от центра.

Операционные характеристики

Аномалоскоп предназначен для выявления аномальной трихромазии, исследования врождённых нарушений восприятия красно-зелёных цветов. Прибор позволяет диагностировать крайние степени дихромазии (протанопию и дейтеранопию), когда обследуемый приравнивает к жёлтому чисто красный или чисто зеленый цвета, меняя лишь яркость жёлтого полуполя, а также умеренные нарушения, заключающиеся в необычно широкой зоне, в пределах которой смешения красного с зелёным дают жёлтый цвет (протаномалия и дейтераномалия). Также возможно измерение в условных единицах порогов цветоразличения как в норме, так и при патологии, когда пороги цветоразличения измеряются отдельно вдоль каждой из осей.

Полихроматические таблицы чувствительны и специфичны, используются для выявления врождённых дефектов цветового зрения и дифференцировки их от нормальной трихромазии. Таблицы позволяют отличить дихроматы от аномальных трихроматов; кроме того, с помощью их можно уточнить форму установленного нарушения цветового зрения (протанопия, дейтеранопия, протаномалия, дейтераномалия), степень его выраженности (А, В, С) и выявить приобретённые нарушения восприятия жёлтого и синего цветов (тританопические дефекты).

Панельные тесты ранжировки цветов точны и очень чувствительны.

100-оттеночный тест Фарнсворта-Мюнселла получил наибольшее распространение в диагностике приобретённых нарушений цветового зрения для выявления начальных изменений, в том числе при патологии сетчатки и зрительного нерва. Тестирование занимает много времени, метод трудоёмкий для врача и утомительный для пациента.

Панель Д-15 15-оттеночного теста Фарнсворга в усложнённом варианте с менее насыщенными цветами применяется при профессиональном отборе.

Факторы, влияющие на результат

На скорость выполнения теста и его результаты могут влиять состояние пациента, его внимание, тренированность, степень утомления, уровень грамотности, интеллекта, освещённость панельных тестов, таблиц и помещения, в котором проводится исследование, возраст больного, наличие помутнения оптических сред, полиграфическое качество пигментных полихроматических таблиц.

Альтернативные методы

15-панельный тест Фарнсворта (качественный) состоит из 15 цветных паттернов, располагающихся в определённой последовательности. Он менее чувствительный по сравнению со 100-оттеночным, но более быстрый и удобный для скрининговых исследований. Цветовая палитра поверхности фишек (паттернов) более насыщена, чем в 100-оттеночном тесте. Ошибки можно быстро наносить на простую круговую диаграмму, позволяющую выявлять характер нарушения цветового зрения. Данный метод широко используют в практике.

Прочие версии теста с менее насыщенными цветами используют для выявления труднораспознаваемых нарушений цветового зрения. Возможно различение врождённых и приобретённых дефектов: при первых происходит точный выбор протан- или дейтан- цветовых паттернов, при последних расстановка нерегулярна либо ошибочна. При тритан-дефекте ошибки выявляют сразу.

Пороговые таблицы Юстовой и соавт. В их основу был положен тот же пороговый принцип оценки цветослабости и дихромазии, что и в аномалоскопе Раутиана. Разница заключается лишь в том, что пороговые различия между сравниваемыми цветами в аномалоскопе улавливаются плавно, а в таблицах - дискретно. Физиологическая система цветовых координат («красный-зелёный-синий») - основа методики априорного подбора цветов, не различаемых дихроматами. Степень сложности различения пар цветов, отобранных для тестирования, измерялась количеством порогов для сильного нормального трихромата, что было установлено в экспериментах на колориметрической вертушке Максвелла. В набор включено 12 таблиц: по 4 для исследования функции красного и зелёного типов колбочек, 3 - для синего и 1 - контрольная, служащая для исключения симуляции. Таким образом, предусмотрена трёхступенчатая оценка цветослабости каждого типа колбочек, а для красного и зелёного - тест на цветослепоту.

Полихроматические таблицы могут быть представлены также компьютерными вариантами, мониторными тестами, имеющими важную диагностическую ценность при определении профессиональной пригодности для работы на транспорте и т.д.

Хроматическая периметрия используется нейроофтальмологами для выявления нарушений цветового зрения в ранней диагностике заболеваний зрительного нерва и центральных зрительных путей. При патологическом процессе первые изменения наблюдают при использовании красных или зелёных объектов. Демонстрация синих стимулов на жёлтом фоне при проведении статической хроматической периметрии используется в ранней диагностике глаукоматозной оптической нейропатии (периметр Хамфри и др.).

Электроретинография (ЭРГ) отражает функциональное состояние палочковой системы на всех её уровнях, от фоторецепторов до ганглиозных клеток. Методика основана на принципе выделения преобладающей функции красных, зелёных либо синих палочек, ЭРГ разделяют на общую (хроматическую) и локальную (макулярную). Паттерн-ЭРГ на красно-зелёный реверсивный шахматный паттерн характеризует функцию макулярной области и ганглиозных клеток.

Дополнительные сведения

Для оценки приобретённых нарушений цветового зрения в ранней диагностике заболеваний сетчатки и зрительного нерва используют топографическое картирование цветоощущения (цветовая статическая кампиметрия), основанное на методе многомерного шкалирования и оценке субъективных различий по времени сенсомоторной реакции при сравнении уравненных по яркости цветов стимула и фона. При этом время сенсомоторной реакции обратно пропорционально степени субъективного цветового различения. Исследование функции контрастирования и цветоощущения в каждой исследуемой точке центрального поля зрения осуществляется при использовании ахроматических и цветных стимулов разного цвета, насыщенности и яркости, которые могут быть уравнены по яркости с фоном, а также светлее и темнее его (ахромахического или оппонентного к цвету стимула). Метод цветовой статической кампиметрии позволяет исследовать функциональное состояние on-off-каналов колбочковой системы сетчатки, топографию контрастной и цветовой чувствительности зрительной системы.

В зависимости от задач исследования и сохранности зрительных функций используются разные схемы исследования цветоощущения, включающие использование различных по длине волны, насыщенности и яркости стимулов, предъявляемых на ахроматическом или оппонентном фоне.

Статья из книги: .

Цветовое зрение, как способность к различению цветов, функционирует за счет трех разновидностей колбочек, которые находятся в сетчатке и выполняют роль независимых приемников. У каждого типа таких рецепторов имеется своя спектральная чувствительность. Одни воспринимают красный цвет, вторые – зеленый, третьи – синий. У некоторых людей присутствует дихромазия, то есть они страдают врожденным расстройством цветоощущения.

Одна из человеческих способностей – различение цветов. Зрительный анализатор воспринимает разные по длине электромагнитные волны. Их световая часть является цветовой гаммой, которая отличается наличием постепенного перехода от красного к фиолетовому. То есть речь идет о цветовом спектре.

Основные составляющие спектра:

  • красный;
  • оранжевый;
  • желтый;
  • зеленый;
  • голубой;
  • синий;
  • фиолетовый.

Первые два обладают длинными волнами, два вторых – средними, оставшиеся – короткими. Есть оттенки промежуточные, которые глаз вполне может различать. Подобное свойство является очень важным для повседневной деятельности. Цветовыми сигналами пользуются, к примеру, в промышленной отрасли и транспортной.

Основных цвета – три. Перемеш ивая красный, зеленый и синий, получаются все существующие тона. Томас Юнг в своей работе заявил о том, что цветовое зрение существует благодаря присутствию в сетчатке трех важных элементов. Каждый воспринимает один из основных тонов, хотя могут раздражаться и двумя другими.

О трехкомпонентности цветоощущения говорили также М. Ломоносов и Г. Гельмгольц. Колбочки, находящиеся в сетчатке глаза, обладают пигментом, который оказывается под влиянием определенного монохроматического излучения. Световая волна любой длины будет по-разному воздействовать на три рецептора. Если раздражение присутствует одинаковое, все будет восприниматься в белом цвете.

Цвета могут быть хроматическими и ахроматическими.

  1. Цветовой тон (имеет значение то, насколько длинной является волна светового излучения).
  2. Насыщенность.
  3. Яркость.

Вторая группа отличается лишь яркостью.

Диагностика нарушений цветовосприятия

Расстройства могут иметь как врожденный характер, так и приобретенный. Зачастую врожденные дефекты цветоощущения наблюдаются у мужчин. Женщины от этого страдают намного реже.

Приобретенной патология становится, если возникают проблемы нарушения:

  • сетчатки;
  • зрительного нерва;
  • ЦНС (центральная нервная система).

Когда человек нормально воспринимает 3 основных цвета, его называют трихроматом, если только 2 из них – дихроматом. Тот, кто различает только один цвет, является монохроматом.

Крайне редко удается диагностировать ахромазию, то есть восприятие окружающего мира в черно-белых тонах. Подобное состояние провоцируется тяжелой патологией колбочкового аппарата.

При наличии врожденных нарушений цветоощущения никаких других изменений в зрительных органах обычно не бывает. Человек может узнать о том, что у него нарушено зрение цветное случайно, когда будет проходить медицинское обследование. Медосмотр в обязательном порядке назначается водителям и людям, работа которых связана с движущимися механизмами, а также представителям тех профессий, где нужно уметь отличать один тон от другого.

Наиболее серьезное нарушение – монохромазия. Какую бы окраску предмет ни имел, больной видит все серым. При этом отмечается сильное понижение зрительных функций. Монохроматы страдают от низкой световой адаптации. В дневное время у них практически не получается различать формы предметов, из-за чего возникает фотофобия. Поэтому такие люди вынуждены пользоваться солнцезащитными очками даже при дневном свете.

Гистологическое обследование зачастую никаких аномальных изменений в сетчатке страдающих от монохромазии не выявляет. Существует мнение, что в колбочках монохромата присутствует родопсин, а не зрительный пигмент.

Что касается дихромазии, то, когда происходит выпадение красного компонента, говорят о наличии протанопии. Если не воспринимается зеленый – дейтеранопия. Не различается синий – тританопия.

Оценивается цветоразличительная способность при помощи:

Зачастую при обследовании пользуются методом Е. Рабкина, суть которого – применение основных цветовых свойств (тон, насыщенность, яркость).

Таблица для диагностики представляет собой совокупность различных по яркости и насыщенности цветных кружков. Ими производится обозначение геометрических фигур, а также цифр, которые необходимо увидеть или прочитать.

Если человек является цветоаномалом, он будет не в состоянии различить определенную фигуру либо цифру, которая выводится кружками одного оттенка.

В процессе тестирования обследуемый сидит, повернувшись спиной к окну. Расстояние от глаз к таблице – от 0,5 до 1 м. На чтение таблицы дается не более 5 секунд. Если таблица сложная, тогда времени отводится больше.

Когда будут обнаружены расстройства цветоощущения, врач заполняет специальную форму. Нормальному трихромату удастся справиться со всеми 25 таблицами, а дихромату только с 7-9.

Следует сказать, что встречается аномальная трихромазия, то есть ослабленное различение основных тонов светового спектра. Человек с аномальной трихромазией справляется минимум с 12 таблицами.

Когда возникает потребность в обследовании большого количества людей, специалисты пользуются самыми трудными для распознавания таблицами. Так можно проверить наличие расстройств сразу у многих людей. Нормальная трихромазия диагностируется в том случае, когда обследуемые правильно распознают используемые тесты при троекратных повторах. Если человек не может пройти даже один тест, тогда диагноз уточняется при помощи имеющихся в запасе таблиц.

Лечение хромотерапией

Цвет может использоваться в качестве лечебного средства. Благодаря хромотерапии в организме происходит много положительных изменений.

Если правильно подобрать оттенки, можно достичь:

  1. Нормализации вещественного обмена и различных физиологических процессов.
  2. Укрепления иммунных сил.

Метод показан для применения в любых условиях – и в больнице, и дома. Если назначается лечение в домашних условиях, понадобится запастись цветными бумажными листами. Необходимо расположить лист на расстоянии 1,5 м и сконцентрироваться на нем. Достаточно 10 минут для одной процедуры, чтобы появились улучшения в эмоциональном и гормональном фонах. Подобное состояние отобразится на внутренних органах.

Если для занятий взять разноцветные лампочки, то процедура может длиться намного дольше – от часа до двух.

Домашняя хромотерапия предполагает использование ванн и душевых кабин, которые отличаются наличием разнообразных цветов. Метод хорош тем, что комбинируется с гидротерапией.

Когда пациент обращается в лечебное учреждение, специалисты применяют специальное оборудование, при этом сами принимают решение, какие оттенки на данный момент будут уместными.

Врач-психотерапевт также может помочь пациенту справиться с определенной проблемой. Для этого используется метод визуализации. Пациент в воображении рисует картины, которые озвучивает врач. Успокоение наступает, если мысленно представить, к примеру, зеленый лес, а над ним голубое небо. Когда нужна активизация, пациент рисует в мыслях предметы красных тонов.

Со временем человек самостоятельно сможет заниматься подобными упражнениями.

Не зря врачи прибегают к хромотерапии. Множественные исследования показали, насколько эффективным может быть воздействие определенного цвета, если его правильно подобрать. Каждый из трех основных цветов дает свои положительные эффекты.

Благодаря влиянию красного происходит:

Действие синего приводит к таким эффектам:

  • уменьшению возбужденности;
  • успокоению, расслаблению;
  • исчезновению тревожности;
  • подавлению активности инфекции;
  • уменьшению сердцебиения;
  • понижению давления, в том числе и внутриглазного;
  • устранению расстройств нервного характера;
  • уменьшению эпилептических припадков, а также воспалительных процессов.

Результат влияния зеленого:

  • внутреннее спокойствие;
  • уменьшение сердцебиения;
  • понижение давления;
  • устранение спазматических явлений;
  • исчезновение возбуждения и эмоционального напряжения.

Как показывает практика, при любой болезни хромотерапия благоприятным образом сказывается на самочувствии пациента.

У большинства людей цветовое зрение находится в нормальном состоянии, что существенно облегчает выполнять ту или иную работу. Однако следует регулярно появляться на консультацию к офтальмологу, чтобы исключить вероятность возникновения приобретенного расстройства цветоощущения. Эффективные методы помогут выявить имеющуюся аномалию.

1047 06.03.2019 5 мин.

Зрение – одно из важнейших чувств для восприятия окружающего мира. С помощью него мы видим объекты и предметы вокруг нас, можем оценить их размеры и форму. Если верить исследованиям, при помощи зрения мы получаем не менее 90% информации об окружающей реальности. За цветное зрение отвечает несколько зрительных компонентов, что позволяет более точно и правильно передавать изображение объектов в головной мозг для дальнейшей обработки информации. Существует несколько патологий нарушения передачи цветов, которые существенно ухудшают взаимодействие с миром и снижают качество жизни в целом.

Как устроен орган зрения?

Глаз представляет собой сложную оптическую систему, которая состоит из множества элементов, связанных между собой. Восприятие различных параметров окружающих объектов (величина, удалённость, форма и другие) обеспечивает периферическая часть зрительного анализатора, представленная глазным яблоком. Это орган шаровидной формы с тремя оболочками, который имеет два полюса – внутренний и внешний. Глазное яблоко размещено в защищенной с трех сторон костной впадине – глазнице или орбите, где окружено тонкой жировой прослойкой. Спереди находятся веки, необходимые для защиты слизистой оболочки органа и его очистки. Именно в их толще находятся железы, необходимые для постоянного увлажнения глаз и беспрепятственной работы смыкания и размыкания непосредственно век. Движение глазного яблока обеспечивают 6 разных по функциям мышц, что позволяет выполнять содружественные действия этого парного органа. Помимо этого глаз соединен с кровеносной системой разными по величине многочисленными кровеносными сосудами, а с нервной системой – несколькими нервными окончаниями.

Особенность зрения в том, что мы не видим непосредственно объект, а лишь лучи, отражающиеся от него . Дальнейшая обработка информации происходит в головном мозге, точнее его затылочной части. Лучи света изначально поступают на роговицу, а затем переходят на хрусталик, стекловидное тело и сетчатку. За восприятие лучей света отвечает естественная линза человека – хрусталик, а за его восприятие ответственна светочувствительная оболочка – сетчатка. Она имеет сложное строение, в котором выделяют 10 различных слоев клеток. Среди них особенно важными являются колбочки и палочки, которые неравномерно распределены по всему слою. Именно колбочки являются необходимым элементом, который отвечает за цветовое зрение человека.

Наибольшая концентрация колбочек отмечается в центральной ямке – воспринимающей изображения области в желтом пятне. В ее пределах плотность колбочек достигает 147 тыс. на 1 мм 2 .

Цветовое восприятие

Человеческий глаз является самой сложной и совершенной зрительной системой среди всех млекопитающих. Он способен воспринимать более 150 тыс. различных цветов и их оттенков. Восприятие цвета возможно благодаря колбочкам – специализированным фоторецепторам, расположенным в желтом пятне . Вспомогательную роль выполняют палочки – клетки, отвечающие за сумеречное и ночное зрение. Воспринимать весь цветовой спектр возможно с помощью всего трех видов колбочек, каждый их которых восприимчив к определенному участку цветовой гаммы (зеленый, синий и красный) за счет содержания в них йодопсина. У человека с полноценным зрением имеется 6-7 млн. колбочек, а если их количество меньше или имеются патологии в их составе, возникают различные нарушения цветовосприятия.

Строение глаза

Зрение мужчины и женщин существенно отличается. Доказано, что женщины способы распознавать больше различных оттенков цветов, в то время как представители сильного пола обладают лучшей способностью распознавать движущиеся предметы и дольше удерживать концентрацию на конкретном объекте.

Отклонения цветового зрения

Аномалии цветового зрения – редкая группа офтальмологических нарушений, которая характеризуется искажением восприятия цветов. Практически всегда эти заболевания передаются по наследству по рецессивному типу. С физиологической точки зрения все люди являются трихроматами – для полного различения цвета используют три части спектра (синий, зеленый и красный), но при патологии нарушается пропорция цветов или какой-то из них полностью или частично выпадает. Дальтонизм является лишь частным случаем патологии, при котором наблюдается полная или частичная слепота к какому-либо цвету.

Выделяют три группы аномалий цветового зрения:

  • Дихроматизм или дихромазия . Патология заключается в том, что для получения любого цвета используются только два участка спектра. Существует , в зависимости от выпадающего участка цветовой палитры. Наиболее часто встречается дейтеранопия – невозможность воспринимать зеленый цвет;
  • Полная цветовая слепота . Встречается лишь у 0,01% всех людей. Существует две разновидности патологии: ахроматопсия (ахромазия) , при которой полностью отсутствует пигмент в колбочках на сетчатке, а любые цвета воспринимаются как оттенки серого, и колбочковая монохромазия – разные цвета воспринимаются одинаково. Аномалия является генетической и связана с тем, что в составе цветовых фоторецепторов вместо йодопсина содержится родопсин;

Любые цветовые отклонения являются причиной множества ограничений, например, для вождения транспортных средств или службы в армии. В некоторых случаях аномалии цветовосприятия являются поводом получения инвалидности по зрению.

Определение и виды дальтонизма

Одна из самых частых патологий восприятия цвета, которая имеет генетическую природу или развивается на фоне . Существует полная (ахромазия) или частичная невозможность (дихромазия и монохромазия) воспринимать цвета, подробнее патологии описаны выше.

Традиционно выделяют несколько видов дальтонизма в форме дихромазии, в зависимости от выпадения участка цветового спектра.

  • Протанопия . Возникает цветовая слепота красного участка спектра, встречается у 1% мужчин и у менее 0,1% женщин;
  • Дейтеранопия . Из воспринимаемой гаммы цветов выпадает зеленый участок спектра, встречается чаще всего;
  • Тританопия . Невозможность различать оттенки цветов сине-фиолетовой гаммы, плюс к этому нередко наблюдается отсутствие сумеречного зрения из-за нарушений работы палочек.

Отдельно выделяют трихромазию. Это редкий вид дальтонизма, при котором человек различает все цвета, но из-за нарушения концентрации йодопсина происходит искажение цветовосприятия. Особенную сложность люди с этой аномалией испытывают при интерпретации оттенков. Кроме того, нередко наблюдается эффект гиперкомпенсации при этой патологии, например, при невозможности отличить зеленый и красный цвет возникает улучшенное различение оттенков цвета хаки.

Виды дальтонизма

Аномалия носит имя Дж. Дальтона, который описал заболевание еще в 18 веке. Большой интерес к болезни связан с тем, что сам исследователь и его братья страдали от протанопии.

Тест на определение дальтонизма

В последние годы для определения аномалий цветовосприятия применяются , которые представляют собой изображения цифр и фигур, нанесенные на подобранный фон при помощи различных по диаметру кругов. Всего разработано 27 картинок, каждая из которых имеет определённую цель. Плюс к этому, в стимульном материале имеются специальные изображения для выявления симулирования заболевания, поскольку тест является важным при прохождении некоторых профессиональных медицинских комиссий и при постановке на воинский учет. Интерпретацию теста должен проводить только специалист, поскольку анализ результатов – довольно сложный и трудоемкий процесс.

Считается, что можно использовать только распечатанные карточки, так как на мониторе или экране может происходить искажение цветов.

Видео

Выводы

Зрение человека – сложный и многогранный процесс, за который отвечает множество элементов. Любые аномалии восприятия окружающего мира не только снижают качество жизни, но могут быть угрозой для жизни в некоторых ситуациях. Большинство зрительных патологий являются врожденными, поэтому при диагностировании у ребенка отклонения нужно не только пройти необходимое лечение и грамотно подобрать корректирующую оптику, но и научить его жить с этой проблемой.

Способность человека различать цвета имеет значение для многих сторон его жизни, часто придавая ей эмоциональную окраску. Гете писал: «Желтый цвет радует глаз, расширяет сердце, бодрит дух и мы сразу ощущаем тепло. Синий цвет, наоборот, представляет все в печальном виде». Созерцание многообразия красок природы, картин замечательных художников, цветных фотографий и художественных цветных кинокартин, цветное телевидение доставляют человеку эстетическое наслаждение.

Велико практическое значение цветового зрения. Различение цветов позволяет лучше познавать окружающий мир, производить тончайшие цветные химические реакции, управлять космическими кораблями, движением железно-дорожного, авто- и авиатранспорта, ставить диагноз по изменениям цвета кожи, слизистых оболочек, глазного дна, воспалительных или опухолевых очагов и т. д. Без цветового зрения невозможна работа дерматологов, педиатров, глазных врачей и других, кому приходится иметь дело с различной окраской объектов. Даже работоспособность человека зависит от цветности и освещенности помещения, в котором он работает. Например, розоватый и зеленый цвет окружающих стен и предметов успокаивает, желтоватый, оранжевый — бодрит, черный, красный, синий — утомляет и т. д. С учетом воздействия цветов на психоэмоциональное состояние решаются вопросы окраски стен и потолка в помещениях различного назначения (спальня, столовая и др.), игрушек, одежды и т. п.

Развитие цветового зрения идет параллельно развитию остроты зрения, но судить о его наличии удается значительно позже. Первая более или менее отчетливая реакция на яркие красные, желтые и зеленые цвета появляется у ребенка к первому полугодию его жизни. Нормальное формирование цветового зрения зависит от интенсивности света.

Доказано, что свет распространяется в виде волн различной длины, измеряемой в нанометрах (нм). Участок видимого глазом спектра лежит между лучами с длинами волн от 393 до 759 нм. Это видимый спектр можно разделить на участки с различной цветностью. Лучи света с большой длиной волны вызывают ощущение красного, с малой — синего и фиолетового цветов. Лучи света, длина которого лежит в промежутке между ними, вызывает ощущение оранжевого, желтого, зеленого и голубого цветов (табл. 4).

Все цвета делятся на ахроматические (белые, черные и все промежуточные между ними, серые) и хроматические (остальные). Хроматические цвета отличаются друг от друга по трем основным признакам: цветовому тону, светлоте и насыщенност и.
Цветовой тон — это основное количество каждого хроматического цвета, признак, позволяющий отнести данный цвет по сходству к тому или иному цвету спектра (ахроматические цвета цветового тона не имеют). Глаз человека может различать до 180 цветовых тонов.
Светлота, или яркость, цвета характеризуется степенью его близости к белому цвету. Яркость — субъективное наиболее простое ощущение интенсивности света, доходящего до глаза. Человеческий глаз может отличать до 600 градаций каждого цветового тона по его светлоте, яркости.

Насыщенность хроматического цвета — это степень его отличия от ахроматического такой же светлоты. Это как бы «густота» основного цветового тона и различных примесей к нему. Человеческий глаз может отличать приблизительно 10 градаций различной насыщенности цветовых тонов.

Если перемножить число различимых градаций цветовых тонов, светлоты и насыщенности хроматических цветов (180x600x10 « 1 080 000)» то окажется, что глаз человека может различать свыше миллиона цветовых оттенков, В действительности же глаз человека различает только около 13 000 цветовых оттенков.

Зрительный анализатор человека обладает синтетической способностью, заключающейся в оптическом смешении цветов. Это проявляется, например, в том, что сложный дневной свет ощущается как белый. Оптическое смешение цветов вызывается одновременным возбуждением глаза разными цветами и вместо нескольких составляющих цветов получается один результирующий.

Смешение цветов получается не только тогда, когда оба цвета посылаются в один глаз, но также и тогда, когда в один глаз направляют монохроматический свет одного тона, а во второй — другого. Такое бинокулярное смешение цветов говорит о том, что основную роль в его осуществлении играют центральные (в головном мозге), а не периферические (в сетчатке) процессы.

М. В. Ломоносов в 1757 г. впервые показал, что если в цветовом круге считать 3 цвета основными, то их попарным смешением (3 пары) можно создать любые другие (промежуточные в этих парах в цветовом круге). Это подтвердили Томас Юнг в Англии (1802), позднее — Гельмгольц в Германии. Таким образом были заложены основы трехкомпонентной теории цветового зрения, которая схематично заключается в следующем.
В зрительном анализаторе допускается существование преимущественно трех видов цветовых приемников, или цветоощущающих компонентов (рис. 35). Первый (протос) возбуждается сильнее всего длинными световыми волнами, слабее — средними и еще слабее — короткими. Второй (дейтерос) сильнее возбуждается средними, слабее — длинными и короткими световыми волнами. Третий (тритос) слабо возбуждается длинными, сильнее — средними и более всего — короткими волнами. Следовательно, свет любой длины волны возбуждает все три цветовых приемника, но в различной степени.

Цветовое зрение в норме называют трихроматичным, ибо для получения более 13 000 различных тонов и оттенков нужны лишь 3 цвета. Имеются указания на четырехкомпонентную и полихроматическую природу цветового зрения.
Расстройства цветового зрения могут быть врожденные и приобретенные.

Врожденные цветового зрения носят характер дихромазии и зависят от ослабления или полного выпадения функции одного из трех компонентов (при вы-падении компонента, воспринимающего красный цвет, — протанопия, зеленый — дейтеранопия и синий — тританопия). Наиболее частая форма дихромазии — смешение красного и зеленого цветов. Впервые дихромазию описал Дальтон, и поэтому этот вид расстройства цветового зрения носит название дальтонизм. Врожден паи тританопия (слепота на синий цвет) почти не встречается.

Понижение цветоощущения встречается у мужчин в 100 раз чаще, чем у женщин. Среди мальчиков школьного возраста расстройство цветового зрения обнаруживается примерно в 5%, а среди девочек — только в 0,5% случаев. Расстройства цветоощущения передаются по наследству.
Приобретенные расстройства цветового зрения характеризуются видением всех предметов в какомглибо одном цвете. Такая патология объясняется разными причинами. Так, эритропсия (видение всего в красном свете) возникает после ослепления глаз светом при расширенном зрачке. Цианопсия (видение в синем цвете) развивается после экстракций катаракты, когда в глаз попадает много коротко-волновых лучей света вследствие удаления задерживающего их хрусталика. Хлоропсия (видение в зеленом цвете) и ксантопсия (видение в желтом цвете) возникают вследствие окраски прозрачных сред глаза при желтухе, отравлении акрихином, сантонином, никотиновой кислотой и т. д. Нарушения цветового зрения возможны при воспалительной и дистрофической патологии собственно сосудистой оболочки и сетчатки. Особенность приобретенных нарушений цветовосприятия состоит прежде всего в том, что чувствительность глаза снижается в отношении всех основных цветов, так как эта чувствительность изменчива, лабильна.

Цветовое зрение исследуют чаще всего с помощью специальных полихроматических таблиц Рабкина (гласный метод).
Существуют и немые методы определения цветового зреия. Мальчикам лучше предлагать отбор одинаковой по тону мозаики, а девочкам — отбор ниток.

Применение таблиц особенно ценно в детской практике, когда многие субъективные исследования вследствие малого возраста пациентов невыполнимы. Цифры на таблицах доступны, а для самого младшего возраста можно ограничиться тем, что ребенок водит кисточкой ими указкой по цифре, которую он различает, но не знает, как ее назвать.

Необходимо помнить, что развитие цветоощущения задерживается, если новорожденного содержат в помещении с плохой освещенностью. Кроме того, становление цветового зрения обусловлено развитием условнорефлекторных связей. Следовательно, для правильного развития цветового зрения необходимо создать детям условия хорошей освещенности и с раннего возраста привлекать их внимание к ярким игрушкам, располагая эти игрушки на значительном расстоянии от глаз (50 см и более) и меняя их цвета. При выборе игрушек следует учитывать, что центральная ямка более всего чувствительна к желто-зеленой и оранжевой части спектра и мало чувствительна к синей. С усилением освещенности все цвета, кроме синего, сине-зеленого, желтого и пурпурно-малинового, в связи с изменением яркости воспринимаются как желто-белые цвета.
Детские гирлянды должны иметь в центре желтые, оранжевые, красные и зеленые шары, а шары с примесью синего, синие, белые, темные необходимо помещать по краям.

Цветоразличительная функция зрительного анализатора человека подвержена суточному биоритму с максимумом чувствительности к 13—15 ч в красном, желтом, зеленом и синем участках спектра.

Это одна из важнейших функций глаза, которую обеспечивают колбочки. Палочки не способны воспринимать цвета.

Весь спектр цветов, существующий в окружающей среде, состоит из 7 основных цветов: красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового.

Любой цвет имеет такие характеристики:

1) цветовой тон – это главное качество цвета, которое определяется длиной волны. Это то, что мы называем «красный», «зеленый», и др.;

2) насыщенность - характеризуется наличием в основном цвете примеси другого цвета;

3) яркость - характеризует степень приближенности данного цвета к белому. Это то, что мы называем «светло-зеленый», «темно-зеленый» и др.

Всего глаз человека способен воспринимать до 13 000 цветов и их оттенков.

Способность глаза к цветовому зрению объясняется теорией Ломоносова – Юнга – Гельмгольца, в соответствии с которой все естественные цвета и их оттенки возникают в результате смешивания трех основных цветов: красного, зеленого и синего. В соответствии с этим допускается, что в глазу существуют три типа цветочувствительных колбочек: красночувствительные (в наибольшей степени раздражаются красными лучами, менее - зелеными и еще менее - синими), зеленочувствительные (в наибольшей степени раздражаются зелеными лучами, менее всего - синими) и синечувствительные (сильнее всего возбуждаются синими лучами, менее всего - красными). От суммарного возбуждения этих трех типов колбочек и появляется ощущение того или иного цвета.

Исходя из трехкомпонентной теории цветового зрения, люди, правильно различающие три основные цвета (красный, зеленый, синий), называются нормальными трихроматами.

Нарушения цветового зрения могут быть врожденными и приобретенными. Врожденными нарушениями (они всегда двусторонние) страдают около 8% мужчин и 0,5% женщин, которые, в основном, являются индукторами и передают врожденные нарушения по мужской линии. Приобретенные нарушения (могут быть как одно-, так и двусторонними) встречаются при заболеваниях зрительного нерва, хиазмы, центральной ямки сетчатки.

Все нарушения цветового зрения сгруппированы в классификации Криса-Нагеля-Рабкина, в соответствии с которой выделяют:

1. монохромазию - видение в одном цвете: ксантопсия (желтом), хлоропсия (зеленом), эритропсия (красном), цианопсия (синем). Последняя часто встречается после экстракции катаракты и имеет преходящий характер.

2. дихромазию - полное невосприятие одного из трех основных цветов: протанопсия (полностью выпадает восприятие красного цвета); дейтеранопсия (полностью выпадает восприятие зеленого цвета, дальтонизм); тританопсия (полное невосприятие синего цвета).


3. аномальную трихромазию - когда не выпадает, а только нарушается восприятие одного из основных цветов. При этом пациент основной цвет различает, но путается в оттенках: протаномалия - нарушается восприятие красного цвета; дейтераномалия – нарушается восприятие зеленого; тританомалия – нарушается восприятие синего цвета. Каждая разновидность аномальной трихромазии делится на три степени: А, В, С. Степень А близка к дихромазии, степень С - к норме, степень В занимает промежуточное положение.

4. ахромазия - видение в сером и черном цветах.

Из всех нарушений цветового зрения чаще всего встречается аномальная трихромазия. Следует отметить, что нарушение цветового зрения не является противопоказанием к службе в армии, но ограничивает выбор рода войск.

Диагностика расстройств цветового зрения осуществляется с помощью полихроматических таблиц Рабкина. В них на фоне кружков разного цвета, но одинаковой яркости, изображены цифры и фигуры, легко различаемые нормальными трихроматами, и скрытые цифры и фигуры, которые различают пациенты с тем или иным типом нарушений, но не различают нормальные трихроматы.

Для объективного исследования цветового зрения, в основном в экспертной практике, применяют аномалоскопы.

Цветовое зрение формируется параллельно с формированием остроты
зрения и появляется в первые 2 месяца жизни, причем сначала появляется восприятие длинноволновой части спектра (красной), позднее – средневолновой (желто-зеленой) и коротковолновой (синей) частей. В 4-5 лет цветовое зрение уже развито и совершенствуется далее.

Существуют законы оптического смешивания цветов, которые широко применяются в дизайне: все цвета, от красного до синего, со всеми переходными оттенками размещены в т.н. круге Ньютона. В соответствии с первым законом, если смешать между собой основной и дополнительный цвета (это цвета, лежащие на противоположных концах цветового круга Ньютона), то получается ощущение белого цвета. В соответствии со вторым законом, если смешать два цвета через один, образуется цвет, расположенный между ними.