2.4. Глазодвигательная система. Движения глаз и их функции

Г лаза человека расположены в углублениях черепа и способны вращаться. Движения глаз позволяют нам удержать на сетчатке изображения движущихся объектов – следить за объектами, плавно переводя взгляд, не поворачивая корпус или голову. Движениями глаз управляют 6 окуломоторных мышц (см. рис. 2.3).

Движения глаза бывают произвольные, возникающие в результате сигналов, поступающих из центра, и непроизвольные – систематические небольшие смещения изображения на сетчатке при кажущемся постоянстве фиксации объекта наблюдения. Произвольными являются конвергенция, дивергенция и слежение, непроизвольными – саккады, тремор и дрейф.

Конвергенция и дивергенция – соответственно, сведение и разведение осей двух глаз, обеспечивают согласованную работу правого и левого глаз при наблюдении предметов, удаленных на различные расстояния. Конвергенция и аккомодация вызываются одной причиной – приближением наблюдаемого объекта. При бинокулярном наблюдении это соответствие состояний аккомодации и конвергенции называют мышечным балансом глаза, который является критерием утомления организма в результате напряженной зрительной работы.

Плавные движения глаз, называемые слежением или панорамированием, служат для фиксации движущегося объекта. При фиксации объекта на плавные движения глаз корректируются саккадическими движениями. При слежении за быстро движущимися объектами (скорость перемещения изображения по сетчатке 180 град/с и выше) координация движений глаз обычно осуществляется за счет последующих движений головы.

Саккады – быстрые, строго согласованные движения глаз, происходящие одновременно и в одном направлении. Чаще всего саккады относят к непроизвольным движениям глаза, поскольку они характеризуются рефлекторностью возникновения и автоматией. Автоматия саккад – это свойство глазодвигательного аппарата совершать быстрые движения глаз непроизвольно в определенном ритме. Саккады могут совершаться в бодрствующем состоянии при наличии зрительных объектов (в этом случае с помощью саккад происходит изменение точки фиксации взора, благодаря чему осуществляется рассматривание зрительного объекта), при отсутствии зрительных объектов, а также во время парадоксальной стадии. Наибольшее число саккад следует через 0,2 -0,6 секунд, амплитуда саккад изменяется в большом диапазоне от 2 угл. мин до 15 угл. град, длительность 50-70 мс, ориентированы саккады практически во всех направлениях (вправо, влево, вверх, вниз), но обычно их число больше в горизонтальной плоскости.

Тремор (дрожание) – непроизвольные колебания глазного яблока относительно направления зрительной оси. Частота тремора 20–150 Гц, амплитуда 5–15 угл. сек. Тремор в значительной степени обусловливает саму возможность зрительного восприятия, приводя к постоянному изменению освещённости тех фоторецепторов, которые лежат на границах по-разному освещенных мест сетчатки (полная стабилизация изображения на сетчатке через несколько секунд приводит к тому, что оно перестаёт восприниматься зрительными центрами мозга).

Дрейф – относительно медленные плавные смещения глаз во время продолжительной произвольной фиксации, в результате которых точка фиксации уходит от фиксируемого объекта. Дрейф, как и тремор, препятствует появлению «пустого поля», когда объект перестает восприниматься. Скорость дрейфа от 0,8 до 10 угл. мин/с, а амплитуда 3–30 угл. мин.

В двигательной работе глаза есть очень много общего с работой руки. Глаз, как и рука, последовательно осматривает, как будто «ощупывает» контуры рисунка и предмета. Анализ функций движений глаза в процессе зрения показал, что они делятся на два больших класса [8]. В первый входят движения поисковые, установочные и корректирующие. С их помощью осуществляется поиск заданного объекта восприятия, установка глаза в «исходную позицию», корректировка этой позиции. Во второй класс входят движения, участвующие в построении образа, в измерении пространственных характеристик объекта, в опознании знакомых объектов и т. д. Это класс собственно гностических движений, перцептивных действий.

Б ыло замечено, что совокупная траектория перемещений глаз повторяет контуры и расположение существенных деталей сложного изображения (см. рис. 2.4). Соответствие движений глаз характеристикам среды называется перцептивно-окуломоторное соответствие (копирование) [9]: соответствие 1) пространственно-временных характеристик среды, 2) паттернов движений или направлений глаз (окуломоторных структур) и 3) содержания зрительного образа. Так, чем точнее прослеживается движущийся объект, тем точнее оценивается его направление и скорость; их рассогласование становится причиной иллюзий восприятия движения. Оптические оси глаз как будто играют роль «зондов», которые, скользя по поверхности предметов, постоянно «упираются» в ее неоднородность или границы (контуры), упорядочивая зрительные впечатления в пространстве и времени. В зависимости от разновидности предметов, их расположения относительно наблюдателя и решаемой задачи, «оптический зонд» может укорачиваться или удлиняться, становиться более подвижным или, наоборот, инертным, но во всех случаях рисунок его движений сохраняет сходство с пространственно-временными свойствами и отношениями внешней действительности.

Представление о копировании опирается на следующую формулу процесса построения зрительного образа: предмет → перцептивное действие, включающее окуломоторный акт в качестве материальной основы, → зрительный образ. Предмет исходно афферентирует действие наблюдателя, которое, в свою очередь, «вылепливает» образ, адекватный свойствам предмета. Средний элемент формулы рассматривается как наиболее гибкий, пластичный и универсальный. В специальных терминах данная формула означает, что функционирование глазодвигательной системы подчиняется пространственно-временным характеристикам предмета и посредством проприоцептивной и/или зрительной обратной связей включается в содержание его зрительного образа.

Развернутые формы окуломоторной активности необходимы на ранних этапах перцептогенеза (при становлении зрительного восприятия в детском возрасте), а также при восприятии нового объекта. В ходе научения, формирования системы эталонов и укрупнения оперативных единиц восприятия¹ окуломоторика «свертывается» (уменьшается объем, амплитуда движений глаз и их пространственно-временная «привязка» к предмету – степень подобия), а процесс построения зрительного образа замещается процессом опознания. Для опознания обязательны сличение, идентификация и категоризация. Идентификация есть отождествление двух одновременно воспринимаемых стимулов или отождествление непосредственно воспринимаемого стимула с образом, хранящимся в памяти. Категоризация – отнесение предъявляемого стимула к определенному классу объектов, воспринимавшихся ранее и извлечение соответствующего эталона из долговременной памяти.

При опознании движения глаза начинают выполнять функцию не построения образа, а сличения сформированного образа с предъявляемым объектом. При этом появляется возможность так называемого симультанного опознания, т. е. мгновенного узнавания уже известного.

Опознанию предшествуют операции обнаружения и построения образа, выделения адекватного информативного содержания и сличения. Однако все эти операции не осуществляются последовательно: сначала обнаружил, затем различил, далее сопоставил и, наконец, опознал. В развитых формах восприятия все эти операции, осуществляющиеся в составе опознавательного действия, практически сливаются с опознанием. Весь этот процесс может занимать микроинтервалы времени, равные временному промежутку между двумя движениями глаза, т. е. времени фиксации.

Опознавательный процесс переключается на другой «алфавит объектов». Объект как бы запечатлевается на сетчатке, и в то время, когда он относительно неподвижен, происходит съем информации, опосредствованный более тонкими и мелкими движениями глаз, т. е. осуществляется внутреннее перцептивное действие. Таким образом, более тщательный анализ моторных компонентов зрительного восприятия показал, что они присутствуют и на стадии симультанного опознания, но с их помощью совершается съем информации не из внешнего мира, а с послеобраза, запечатленного сетчаткой глаза. Система перцептивных действий, имеющая источником информации след на сетчатке, была названа викарной, т. е. замещающей внешние перцептивные действия.