А вот форму предмета, который находится в движении, человек сможет определить только тогда, если изображение этого объекта будет находиться на сетчатке как минимум 0,05 секунды. Если же это время будет меньше, то различить контуры изображения не удается.
В то же время краситель флуоресцин, способный давать окрашенный раствор зеленоватого цвета, глаз различает, когда в 1 кубическом сантиметре раствора содержится… 0,000000000000001 грамма этого вещества!
Острота зрения зависит не только от палочек, но и от мышц, которые двигают глаза и все структуры оптической системы человека. Эти мышцы сокращаются 200 000 раз в день…
Столь миниатюрная структура, оказывается, совершает и одно из наиболее скоростных движений человеческого организма – мигание. Исследования показывают, что в среднем люди моргают 1 раз в течение 2–10 секунд. Обычно делают они это рефлекторно, чтобы, во-первых, удалить с поверхности глазного яблока мелкие соринки, которые находятся в воздухе и попадают на его оболочку, и, во-вторых, для увлажнения поверхности глаз.
Что же касается самого мигания, то точные измерения показывают, что этот процесс протекает не так уж и быстро и длится в среднем 0,4 секунды. В акте моргания различают три фазы: опускание век, длящееся 0,075–0,090 секунды; состояние покоя, соответствующее полному закрытию глазам длящееся 0,013–0,017 секунды, и, наконец, подъем век, составляющий около 0,017 секунды.
Для сравнения: пока человек мигает, космическая ракета преодолевает расстояние в 4,4 километра, а комар совершает 200–240 полных взмахов.
А вот некоторые люди вообще не могут контролировать мигание своих глаз. В основном это касается пациентов с редким заболеванием, которое в научной литературе носит название блефароспазм, или неконтролируемое движение век. При этой болезни происходят спазмы лицевых мышц, во время которых рывками дергаются брови, а также веки. Иногда спазмы могут распространяться и дальше. И тогда стискиваются челюсти, искривляется лицо, шею охватывает боль.
Причины, вызывающие блефароспазм, пока неизвестны. Но существует мнение, что резкое моргание происходит потому, что между нервными клетками нарушается обмен информацией.
Незнание причин возникновения блефароспазма, естественно, порождает и проблемы при его лечении. В настоящее время облегчить страдания пациентов можно впрыскиванием в веки и брови бутулинического токсина – того же яда, который вызывает бутулизм. В результате этой процедуры наступает паралич мышц. Этот способ лечения достаточно эффективен. Правда, через несколько месяцев действие препарата прекращается, и уколы необходимо повторять.
Порой улучшает состояние больных оперативное вмешательство. В этом случае хирург разрезает нервные волокна, контролирующих движение век. Или же извлекает сжимающие мышцы внутри и вокруг верхних век…
Характерен для глаз и еще один феномен – их своеобразные движения. Действительно, ученые давно заметили, что наши глаза никогда не стоят на месте: спим ли мы или разговариваем по телефону, глаза все равно перемещаются. Эти их движения по-научному называются саккадами, что в переводе с французского означает «хлопок паруса по ветру».
Причем, как показали многолетние исследования, число саккад у одного и того же человека во время сна и при рассматривании картин одинаковое. Более того, оно сопоставимо у зрячего и слепого, у младенца во время сна и у взрослого, когда тот рассматривает живописные полотна. Однако, когда человек находится в экстремальной ситуации (например, когда он взволнован), саккад у него много и они большей амплитуды, то есть глаза перемещаются на больший угол относительно оси глаза.
Анализируя полученные данные, исследователи пришли к выводу, что в нашем организме есть механизм, который, независимо от нашей воли, задает бегающие движения глазам. Такие механизмы физиологам известны давно, и называются они пейсмейкерами (от англ. – «водитель ритма»), а само явление именуется автоматией. В автоматическом режиме работают сердце, легкие, пищеварительная система. Основную работу по настройке ритма саккад выполняют нейроны двух областей мозга. А контроль над параметрами саккад осуществляют мозговые структуры: мозжечок, лобные и затылочные области мозговой коры и т. д., которые вместе называются саккадическим центром.
В ходе 20-летнего исследования саккад ученые получили довольно любопытные сведения о закономерностях, присущих этому явлению. Так, было установлено, что приблизительно 70 % времени саккадический центр функционирует в автоматическом режиме. И лишь 30 % его работы зависят от внешних факторов. Именно эти внешние факторы и заставляют центр менять амплитуду скачков и их количество. Причем было установлено, что больше скачков глаз наблюдается тогда, когда человек рассматривает светлое поле с черным перекрестьем внутри. Если же надеть очки с «молочными» стеклами, то заметных изменений саккад нет.
С этим эффектом связано профессиональное заболевание шахтеров, наблюдавшееся в 30-е годы прошлого века, – углекопный нистагм, заключающийся в ритмических подергиваниях глаз. Возникает оно тогда, когда человек длительное время пребывает в однообразной, обедненной зрительными образами, среде. Поэтому у слепых, образная среда которых обеднена до минимума, нистагм встречается практически в 100 % случаев.
Поэтому, чтобы наш саккадный центр чувствовал себя комфортно, необходимо глазам предоставлять большее разнообразие образов окружающего мира…
ПАРАДОКСЫ И ФЕНОМЕНЫ ЗРЕНИЯ
Устройством глаза и механизмами зрения медики, анатомы, физиологи интересуются не одно столетие. И, казалось бы, за это время этот человеческий орган изучен достаточно хорошо и полно. Но, тем не менее, это не совсем так: в функционировании глаз имеется немало парадоксов, которые не всегда легко разрешить.
Так, диаметры торцов палочек и колбочек почти в десять раз крупнее минимального изображения, воспринимаемого глазом.
Зрение человека полно удивительных феноменов и парадоксов
А такое устройство, в соответствии с законами физики, предполагает, что на ярком свету мелкие детали человек должен видеть довольно плохо. Однако в действительности все как раз наоборот…
Дальше – больше. Так, в популярных, и даже научных статьях и книгах, когда пишут об устройстве глаза, почти постоянно делают акцент на том, что он подобен фотоаппарату.
Сам же механизм зрения, согласно этим, кочующим из статьи в статью, описаниям, сводится к следующему. Через хрусталик, который является своего рода объективом, изображение попадает на чувствительные рецепторы сетчатки – палочки и колбочки, которые представляют собой своеобразный миниатюрный «экран». Затем по нейронным путям, которые пока в полном объеме не исследованы, сигналы от этих рецепторов по глазному нерву попадают в мозг. Сам же глазной нерв представляет своеобразный кабель, состоящий из огромного количества нервных волокон. Однако их на несколько порядков меньше, чем палочек и колбочек.
