Акварельный эффект

Один из экспериментов с иллюзорным цветом показывает, насколько велико значение цвета для восприятия размеров и формы фигуры. При определенных условиях окраска предмета меняется в зависимости от оттенка фона, на котором он рассматривается: он может казаться более контрастным или ассимилироваться.

Ученые обнаружили, что если белая область ограничена двумя контурами различного цвета (причем внутренний светлее наружного), то оттенок внутреннего контура как бы растекается на всю поверхность.

Данную иллюзию называют акварельным эффектом. Было обнаружено, что цвет распространяется, когда оба контура непрерывны, т.е. наружная темная линия выступает как некий барьер, заключающий цвет внутри себя и не дающий ему выйти наружу. Фигура выглядит плотной и слегка приподнятой. Если поменять цвета контуров, тот же участок покажется абсолютно белым и немного утопленным.

Акварельный эффект больше влияет на выделение фигуры из фона, чем такие свойства, как близость, непрерывность, замкнутость, симметрия и др., открытые гештальт- психологами в начале XX в. Заполнение цветом происходит со стороны более светлой линии контура, и именно эта область воспринимается как фигура, а то, что расположено со стороны темного контура, становится фоном. Такая особенность восприятия позволяет преодолеть двусмысленность изображения.

С точки зрения нейрофизиологии акварельную иллюзию можно объяснить тем, что сочетание на белом фоне светлого контура с ограничивающим его более темным стимулирует нейроны, реагирующие либо на границы, которые светлее с внутренней стороны, чем с наружной, либо наоборот, но не те и другие одновременно.

Радиальные линии

Иллюзия с радиальными линиями также подтверждает, что цвет участвует в выделении фигуры из фона. В 1941 г. немецкий психолог Вальтер Эренштейн (Walter Ehrenstein) продемонстрировал, что на участке, заключенном между концами радиально расходящихся линий, возникает иллюзорный яркий круг, как будто расположенный немного впереди лучей. Однако ни самой фигуры, ни ее границы в реальности не существует.

Выраженность данного феномена зависит от длины, ширины, количества и контрастности веерообразных отрезков. Видимо, в основе иллюзии лежит работа нейронов, реагирующих на концы линий. Такие клетки, называемые нейронами с концевым торможением, были обнаружены в зрительной коре. Сигналы от них объединяются и подаются на другой нейрон более высокого порядка, благодаря которому центральная область изображения кажется яркой.

К сожалению, пока ученые не могут понять причины возникновения данной иллюзии. Она столь сложна, что вряд ли порождается каким-то одним простым процессом. Скорее всего она представляет собой попытку мозга примирить противоречащие друг другу сигналы в различных специализированных путях.

Аномалии рефракции глаза

Близорукость. Если продольная ось глаза слишком длинная, то главный фокус будет находиться не на сетчатке, а перед ней, в стекловидном теле. В этом случае параллельные лучи сходятся в одну точку не на сетчатке, а где-то ближе нее, а на сетчатке вместо точки возникает круг светорассеяния. Такой глаз называется близоруким – миопическим. У близорукого дальняя точка ясного видения находится не в бесконечности, а на конечном (и довольно близком) расстоянии. Чтобы ясно видеть вдаль, близорукий должен поместить перед глазами вогнутые стекла, которые уменьшают преломляющую силу хрусталика и тем самым отодвигают сфокусированное изображение на сетчатку.

Дальнозоркость. Противоположностью близорукости является дальнозоркость – гиперметропия. В дальнозорком глазу продольная ось глаза короткая, и поэтому параллельные лучи, идущие от далеких предметов, собираются сзади сетчатки, а на ней получается неясное, расплывчатое изображение предмета. Этот недостаток рефракции может быть компенсирован путем аккомодирующего усилия, т.е. увеличения выпуклости хрусталика. Поэтому дальнозоркий человек напрягает аккомодационную мышцу, смотря не только вблизи, но и вдаль.

Астигматизм. К аномалиям рефракции следует отнести также астигматизм, т.е. неодинаковое преломление лучей в разных направлениях (например, по горизонтальному и вертикальному меридиану). Все люди в небольшой степени являются астигматиками, поэтому астигматизм следует отнести к несовершенству строения глаза как оптического инструмента.

Астигматизм обусловлен тем, что роговая оболочка не является строго сферической поверхностью, в различных направлениях она имеет различный радиус кривизны. При сильных степенях астигматизма эта поверхность приближается к цилиндрической, что дает искаженное изображение на сетчатке. Исправляется астигматизм помещением перед глазами специальных цилиндрических стекол. Если, например, роговая оболочка преломляет слабее в вертикальном направлении, то стекло должно преломлять в этом направлении сильнее.

Катаракта (от греч. katarrháktes - водопад), помутнение хрусталика глаза, препятствующее прохождению лучей света в глаз и приводящее к снижению остроты зрения, вплоть до полной слепоты. Прогрессирование катаракты всегда приводит к развитию тяжелого воспалительного процесса, конечным итогом которого может стать разрушение глазного яблока как органа. Лечение только хирургическое, заключается в как можно более раннем удалении помутневшего хрусталика и имплантации на его место прозрачного искусственного. Своевременно и качественно проведенная операция полностью восстанавливает утраченное зрение. Правильно имплантированный искусственный хрусталик не может помутнеть и обеспечивает возможность зрительных функций на всю жизнь.

Глауко́ма (др.-греч. γλαύκωμα — «синее помутнение глаза» от γλαυκός — «светло-синий, голубой») — большая группа глазных заболеваний, характеризующаяся постоянным или периодическим повышением внутриглазного давления с последующим развитием типичных дефектов поля зрения, снижением зрения и атрофией зрительного нерва.

Различают две основные формы глаукомы: открытоугольная и закрытоугольная. Кроме того, существуют врожденная глаукома, ювенильная, различные формы вторичной глаукомы, в том числе связанные с аномалиями развития глаза.

Открытоугольная глаукома составляет более 90 % всех случаев заболевания этим недугом. При этой форме глаукомы радужно-роговичный угол открыт, что и обусловило её название. Отток внутриглазной жидкости снижается за счёт уменьшения промежутков между трабекулами гребешковой связки (фонтановы пространства). Это приводит к её накоплению и постепенному, но постоянному повышению давления, которое в конечном счете может разрушить зрительный нерв и вызвать потерю зрения, если не обнаружить это вовремя и не начать медикаментозное лечение под контролем врача.

Формы открытоугольной глаукомы: первичная, псевдоэксфолиативная и пигментная.

Закрытоугольная глаукома — более редкая форма глаукомы, которая в основном бывает при дальнозоркости у людей в возрасте старше 30 лет. При этой форме глаукомы давление в глазу поднимается быстро. Все, что заставляет зрачок расширяться, например тусклый свет, некоторые медикаменты и даже расширяющие капли для глаз, которые закапывают перед обследованием глаза, может стать причиной того, что у некоторых людей радужная оболочка заблокирует отток внутриглазной жидкости. Когда возникает такая форма заболевания, глазное яблоко быстро затвердевает и неожиданное давление вызывает боль и затуманивание зрения.

Формы закрытоугольной глаукомы: острый приступ и хроническая.

Развитие глаукомы ведет к необратимому процессу полной потери зрения. Сначала начинает ухудшаться периферийное зрение. Затем изменения происходят во всем поле зрения. Если давление продолжает расти, а больной не прибегает к лечению, — зрение постепенно ухудшается вплоть до слепоты, так как отмирает глазной нерв.

Зачастую пациенты, заболевшие глаукомой, проходят обследование уже после достижения состояния необратимой слепоты. Такая ситуация возникает вследствие того, что в начале течения заболевания глаукома может никак не проявлять себя, то есть протекать бессимптомно — незаметно для заболевшего. Человек может начать отмечать снижение зрения уже тогда, когда необратимо повреждено более половины волокон зрительного нерва.

Около десятой части случаев закрытоугольной глаукомы может вызывать острый приступ — резкое повышение давления и резкую боль в глазу. Но даже при такой форме глаукомы зачастую симптомы неспецифичны, то есть присущи и ряду прочих, менее опасных глазных болезней или синдромов: например, «радужные круги», появляющиеся около источников света, покраснение склеры глаза и болезненность глазного яблока, «пелена» перед глазами и другие.

Исследователи из Лондонского университетского колледжа (Великобритания) сумели восстановить зрение слепой мыши, пересадив в её сетчатку клетки-предшественницы палочек.

Как известно, фоторецепторы в нашем глазу делятся на две группы — палочки и колбочки. Палочки чувствуют самое незначительное количество света: именно благодаря им достаточно самого ничтожного освещения, чтобы понять, где мы находимся.

Исследователи брали незрелые палочки у одной мыши и вводили их в глаз другой, у которой эти фоточувствительные элементы были полностью неактивны.

Спустя 4–6 недель после пересадки новые клетки приживались в чужой сетчатке, превращались в зрелые палочки и образовывали проводящие каналы для передачи зрительной информации в мозг.

Исследователи запускали мышь в полутёмный лабиринт и смотрели, найдёт ли она выход. Если животное было слепым, то выход обнаруживался случайно, путём беспорядочного исследования территории. Ну а мышь с пересаженными светочувствительными клетками явно использовала зрение, чтобы найти выход из лабиринта, и проделывала это намного быстрее.

Ранее эти же авторы доказали принципиальную возможность пересадки фоточувствительных клеток сетчатки. Но в предыдущих экспериментах в качестве донора брали мышь на определённом этапе развития, когда сетчатка ещё не полностью сформировалась. На сей раз исследователям удалось сильно увеличить число палочек, пересадив клетки-предшественницы, и продемонстрировать восстановление функции сетчатки — то бишь возврат зрения.

Причиной слепоты часто бывает именно поломка фоторецепторов сетчатки, и происходит это по самым разным причинам и при самых разных болезнях, от возрастной макулярной дегенерации сетчатки до сахарного диабета. Теперь осталось выяснить, можно ли адаптировать эту методику человеческому глазу.