Как глаза зрительно сделать больше: Как сделать глаза визуально больше с помощью макияжа

Как сделать глаза визуально больше с помощью макияжа

Глаза считаются одной из самых красивых частей тела. Существует мнение, что именно большие глаза делают лицо соблазнительным и придают ему загадочность. И сегодня мы расскажем, как увеличить глаза с помощью макияжа!

«У нее глаза, в которых можно утонуть…». Как бы хотелось, чтобы про каждую из нас так говорили. Но природа – тетка несправедливая, и не всем выдает идеальную внешность. На то мы и женщины, чтобы уметь исправлять ее недочеты. Учимся рисовать себе самые соблазнительные большие глаза! 

ЧИТАЙ ТАКЖЕ — Как отрастить длинные ресницы (инфографика)

Маскируем темные круги под глазами

Темнота вокруг глаз визуально их углубляет, создает эффект «западания» в глазницу. Нам же нужно, чтобы глаза были главным фокусом на лице. Для этого подберите хороший консилер со светоотражающими частичками. Как правильно пользоваться консилером мы вам уже рассказывали.

Если у вас под глазами есть мешки, то нужно делать поэтапную маскировку: сначала наносить консилер с лососевым подтоном, а сверху светлый с легкой текстурой.

Выделяем брови

Красивые брови – это  обрамление лица. Если бровь аккуратно прорисована, она создает эффект увеличения области всего глаза. Не пренебрегайте этим этапом макияжа.

Высветляем нужные области

Купите кремовый карандаш или плотный консилер светлого оттенка и нанесите его под бровь, на центр верхнего века и в уголок глаза. Хорошо растушуйте продукт, он будет создавать эффект подсветки и освежит взгляд.

Подкрашиваем нижнюю слизистую

Для вечернего макияжа многие визажисты используют прием затемнения нижней слизистой кайалом, это делает глаза более яркими, но визуально их уменьшает. Чтобы, наоборот, увеличить глаза и сделать взгляд более распахнутым, прокрасьте нижнюю слизистую светлым карандашом (бежевым, светло-розовым, но не белым).

А затемнять лучше нижнюю линию роста ресниц.

Рисуем стрелки

Если для вашей формы глаз подходит стрелка с вздернутым вверх кончиком, воспользуйтесь этим приемом. Стрелка визуально распахнет взгляд, сделает его более открытым.

Подкручиваем ресницы

Не бойтесь щипчиков для подкручивания ресниц, если они хорошего качества, то вреда для ресниц никакого не будет. Возьмите за правило каждый раз перед нанесением туши пользоваться этим прибором. У многих девушек ресницы растут по направлению вниз, и даже хорошая тушь не держит завиток. Щипчики решат эту проблему, и глаза будут казаться больше.

Клеим накладные ресницы

Простое правило – чем длиннее ресницы, тем больше кажутся глаза. Каждый день, конечно, ресницы не поклеишь, но на выход такой метод вполне подходит. А если клеить небольшие пучки во внешние уголки, то можно приблизить любую форму глаз к идеальной миндалевидной.

И еще один секрет: когда подкрашиваете нижнюю роста ресниц, растушевывайте тени или карандаш немного вниз и в сторону внешнего уголка. Но не соединяйте ее во внешнем углу с верхней подводкой глаза. Этот прием поможет визуально удлинить глаза.

Все эти приемы пригодятся не только для увеличения глаз, но и чтобы скрыть усталость или недостатка сна. Светлые тени, выделенные брови, объемные ресницы и несколько небольших макияжных хитростей позволят вам больше никогда не комплексовать из-за формы или размера ваших глаз.

Помните,

все недостатки можно легко обратить в индивидуальные особенности и даже изюминки внешности, главное поменять свое отношение к ним. Будьте красивыми!

Следите за нашими новостями в соцсетях: ХОЧУ в Facebook, Вконтакте и Instagram

Как кукла. Подведенное нижнее веко и подкрученные ресницы: как сделать глаза зрительно больше | Lifestyle

Многие девушки мечтают о том, чтобы у них были большие красивые глаза. Однако далеко не всем природа подарила выразительные и огромные глаза. Иногда просто виноваты темные круги и опухшее веко. Однако при правильном уходе и применении нескольких хитростей можно визуально увеличить глаза и сделать их более притягательными. Вот несколько таких секретов красоты, чтобы выглядеть как кукла.

Уменьшить мешки под глазами

Чтобы глаза казались визуально больше, нужно избавиться от утренней припухлости при помощи ледяного освежения. Оно подразумевает под собой проведение различных процедур, от умывания лица ледяной водой с огурцом до нанесения холодных капель для глаз вокруг припухшей области.

Уменьшить темные круги

Темные круги вокруг глаз немного отодвигают ваши глаза на задний план. Можно исправить имеющуюся проблему при помощи нанесения легкого консилера, который будет на оттенок светлее вашей пудры. Очень важное значение имеет особенность нанесения косметического средства. Нужно наносить консилер в форме буквы V.

Подкрутить ресницы

Это позволит практически мгновенно приподнять ресницы и тем самым увеличить глаза. Стоит приобрести хорошие и качественные щипцы для завивки, так как они прослужат на протяжении длительного времени.

Обвести нижнее веко карандашом

В то время как черная подводка сделает ваши глаза визуально меньше, белый или нейтральный оттенок телесного цвета поможет расширить и открыть глаза. Именно поэтому нужно прорисовать нижнее веко.

Обвести складку века

Это по сути то же самое, что и нанесение румян для придания щекам большей выразительности. Чтобы придать форму своим глазам, нужно в складке века нанести более темный оттенок теней.

Осветить внутренний уголок глаза

Нужно нанести немного блестящих теней для век или хайлайтера во внутреннем уголке глаза и под дугой бровей. Это поможет сделать взгляд более открытым.

Выделить брови

Никогда не стоит недооценивать важность бровей правильной формы. Они имеют решающее значение для придания привлекательности вашему лицу. Именно поэтому стоит придать форму бровям у косметолога.

Использовать удлиняющую тушь

Тушь для ресниц имеет очень важное значение, так как она поможет визуально увеличить глаза, но важно знать то, как правильно выбрать это косметическое средство. Чтобы сделать глаза визуально больше, нужно использовать удлиняющую тушь.

Тонкая линия подводки

При нанесении подводки очень важно, чтобы линия на внутренней части глаза была тонкой и располагалась как можно ближе к краю ресниц. Нужно постепенно увеличивать толщину линии ближе к внешней стороне глаза.

Кошачий глаз

Нужно немного растянуть линию подводки, используя технику «вверх и вперед». Это позволит вам получить форму кошачьего глаза.

Использование синего цвета

Если вы хотите выделить глаза, то нужно использовать синюю тушь. Это сделает ваши глаза более яркими.

Как визуально увеличить глаза? ASK ME

«Алиса, привет! Хочу задать тебе вопрос на рубрику ask-me.У меня самой не очень большие глаза, а хотелось бы сделать их визуально больше. Я пользуюсь тушью, но глаза особо больше не становятся… Подскажи, пожалуйста, что я делаю не так? Какие есть секреты макияжа глаз? Заранее большое спасибо!»

Привет! Конечно, в идеале нужно любить себя такой, какая ты есть. Но визуально увеличить глаза вполне рельно:) Я опишу 7 различных способов увеличения глаз. Эти способы можно использовать как и пораздельности, так и все вместе. Только не переборщи, а то может получиться вот так:
[Даже поставлю спойлер]


Как сделать глаза визуально больше. 7 советов.

1. Подкручивай ресницы. Многие советуют использовать щипчики для завивки ресниц, но я считаю лучше подкрутить ресницы при помощи щеточки для ресниц (специальная кисть или высохшая кисть из-под туши) . Подкручивая, проводи щеточкой по ресницам, слегка надавливая. Так ты меньше повреждаешь ресницы. (Вообще я просто не люблю щипцы для завивки ресниц, пугают они меня бгг)
После подкручивания ресниц уже нанеси тушь.

2. Правильно расположи цвета теней.
Нанеси белые тени под бровь и во внутренний уголок глаза . Эта хитрость сделает взгляд ясным.

3. Темная подводка верхней линии роста ресниц.
Она визуально увеличит линию роста ресниц, тем самым сделает глаз больше.

4. Хайлайтер.
Используй хайлайтер не только на глаза, но и на скулы и лоб — это создаст свежий тон лица и выделит глаза.

5. Белый карандаш для глаз.
Подчеркни слизистую нижних ресниц с помощью белого/бежевого карандаша для глаз. Это визуально увеличит глаз из-за того, что ты белым карандашом визуально увеличиваешь белок глаза, тем самым увеличиваете и сам глаз. Тут ВНИМАНИЕ! Никаких черных карандашей для внутреннего века. Ты должна понимать что и для чего ты делаешь. Черный карандаш для внутреннего века только уменьшит глаз, потому что он уменьшает пространство белка и увеличивает линию роста ресниц. В итоге, при черном карандаше для внутреннего века ты только уменьшаешь глаз. Запомни: для внутреннего века используй только белый карандаш для глаз!

6. Накладные ресницы.
Честно сказать, я не особый любитель накладных волос-ногтей-ресниц. Но если ты идешь на какое-то мероприятие, то можешь добавить парочку накладных ресниц для шикарного образа. Только пожалуйста, не используй накладные ресницы в повседневной жизни, это смотрится неуместно!

7. Коррекция бровей.
Правильная форма бровей сделает веко больше, тем самым увеличив глаза.

Это были советы о том, как увеличить глаза. Как вы красите глаза? Пользуетесь накладными ресницами, белым карандашем для глаз?

Вопросы можно задать на мой э-мэйл: [email protected]

Как можно зрительно увеличить глаза?

Большие глаза во всем мире считаются эталоном красоты. И огромное количество женщин, стремясь соответствовать этому стандарту, постоянно ищут способы их увеличить. О самых популярных расскажем в этой статье.

 

Правильный макияж

Самый простой способ зрительно увеличить глаза — это грамотно воспользоваться декоративной косметикой. Вот лишь некоторые приемы мейкапа, которые помогут сделать глаза больше и выразительнее.

• Хайлайтер поможет скрыть темные круги под нижним веком и сделать контур бровей более светлым. Такой прием визуально поднимет брови и создаст эффект широко распахнутых глаз.
• Подведите контур ресниц светлым карандашом перламутрового или матового оттенка, чтобы сделать взгляд более открытым и таинственным. Этот секрет давно используют визажисты во всем мире.
• Если Вы поклонница темных теней для век, откажитесь от них в пользу светлых оттенков. 
• Хороший результат можно получить, если грамотно «расставить» теневые акценты: нанесите перламутровые светлые тени в уголки глаз, над бровью и посередине века.
• Вместо черной подводки используйте синюю, голубую или серую. Холодные цвета зрительно делают склеру более яркой, за счет чего глаза выглядят больше.
• Рисуйте стрелки только на верхнем веке. Если подвести нижнее, Вы зрительно уменьшите и без того маленькие глаза.

 

Пользуйтесь тушью, которая удлиняет ресницы, нанося ее под углом 45 градусов. 

Оптимальная форма бровей — слегка изогнутая, которая словно «приподнимает» верхнее веко. Следует избегать прямых и слишком широких бровей, которые делают взгляд тяжелым и менее выразительным.

Контактные линзы 

С появлением цветных контактных линз визуально увеличить глаза стало намного проще. Особенность цветных изделий в том, что они являются непрозрачными и окрашены в определенный цвет. Такие модели помогают менять цвет радужки по Вашему желанию или маскировать ее косметические дефекты. Производители выпускают большое количество моделей цветных линз, которые отличаются расцветкой, узорами и дополнительными спецэффектами. Если Вы хотите визуально сделать глаза больше, можно воспользоваться следующими рекомендациями. 

Отдайте предпочтение моделям с контрастным ободком вокруг радужки (например, Adria Glamorous, Adria Elegant, Офтальмикс Colors). Так называемое лимбальное кольцо делает акцент на глазах и зрительно расширяет их.

Существуют линзы увеличенного диаметра. Их рисунок на несколько миллиметров шире натуральной радужки, что и позволяет добиться нужного эффекта. 

Если Вы любите эпатаж, можно приобрести склеральные линзы, которые полностью окрашены в один цвет — например, белый или красный. Такие модели выглядят ненатурально и даже устрашающе, но глаза в них, бесспорно, кажутся больше. Такой вариант наверняка оценят поклонники Хэллоуина и тематических вечеринок. 

 

Хирургический метод

Такой способ увеличения глаз является радикальным, и к нему прибегают в основном девушки азиатской внешности. Во время подобной пластической операции хирург «приподнимает» нависшее веко, удаляет излишнюю жировую ткань и эпикантус — кожную складку в уголке глаза. После операции взгляд становится более открытым, а глаза приобретают характерный европейский разрез.

Команда MagazinLinz.ru

Eyes (для подростков) — Nemours KidsHealth

Что такое глаза и как они работают?

С одного взгляда наши глаза работают с нашим мозгом, сообщая нам размер, форму, цвет и текстуру объекта. Они сообщают нам, насколько близко он находится, стоит ли он на месте или приближается к нам, и как быстро он движется.

На лице человека видна только часть глаза. Весь глаз — глазное яблоко — имеет размер и форму мяча для настольного тенниса.

Все части глаза очень нежные, поэтому наш организм защищает их несколькими способами.Глазное яблоко находится в глазнице (также называемой орбитой) черепа, где оно окружено костью. Видимая часть глаза защищена веками и ресницами, которые защищают глаза от грязи, пыли и даже вредного яркого света.

Глаза также защищены слезами, которые увлажняют их и удаляют грязь, пыль и другие раздражители, которые проникают сквозь защиту ресниц и век. Слезы также защищают от инфекции.

С каждым миганием наши веки распределяют слой слизи, масла и слез по роговице, которая покрывает переднюю часть глаза.Слезные (произносится: ЛАК-рух-мул) железы в верхнем наружном углу каждой глазницы производят слезы, которые после увлажнения глаз текут в каналы век. Эти каналы впадают в слезный мешок, мешочек в нижнем внутреннем углу каждой глазницы. Затем слезы выходят через проход, ведущий к носу.

Чтобы видеть, глаз должен двигаться. Шесть экстраокулярных мышц окружают глазное яблоко и действуют как веревки на марионетке, перемещая глаз в разные стороны. Мышцы каждого глаза обычно двигаются вместе одновременно, позволяя двум глазам оставаться на одном уровне.

Как мы видим?

Стенка глазного яблока состоит из трех слоев, похожих на слои лука:

1. Склера (произносится: SLEER-uh) — защитный слой. Эта жесткая волокнистая ткань окружает глазное яблоко и прикрепляется к роговице, которая представляет собой прозрачную переднюю поверхность глаза. То, что мы видим белком глаза, — это склера. Над склерой лежит конъюнктива, прозрачный слой кожи, который защищает глаз от пересыхания.
2. Хориоидея (произносится: KOR-oyd) — это средний слой, содержащий кровеносные сосуды, доставляющие кислород и питательные вещества во внутренние части глаза.
3. Сетчатка (произносится: RET-nuh), самый внутренний из трех слоев, выстилает внутреннюю часть глазного яблока. Сетчатка — это мягкий светочувствительный слой ткани нервной системы. Зрительный нерв передает сигналы от сетчатки к мозгу, который интерпретирует их как зрительные образы.

Пространство в центре глазного яблока заполнено прозрачным желеобразным материалом, называемым стекловидным телом (произносится: VIH-tree-us) юмором. Этот материал позволяет свету проходить к сетчатке.Это также помогает глазам сохранять круглую форму.

Зрение — это процесс, с помощью которого изображения, захваченные глазом, интерпретируются мозгом, а в видимой части глаза начинается процесс зрения. На передней поверхности глаза находится прозрачная роговица в форме круга. Вы не можете увидеть роговицу человека так, как видите за ней цветную часть глаза — роговица похожа на прозрачное окно, которое фокусирует свет в глаз.

За роговицей находится водянистая жидкость, называемая водянистой влагой.Роговица и водянистая влага образуют внешнюю линзу, которая преломляет (изгибает) свет на его пути в глаз. Здесь выполняется большая часть работы по фокусировке глаза.

Цветная круглая оболочка глаза сразу за роговицей называется радужной оболочкой. Радужная оболочка контролирует количество света, попадающего в глаз через зрачок, который представляет собой отверстие в центре радужной оболочки, которое выглядит как крошечный черный кружок.

Подобно камере, которая контролирует количество поступающего света, чтобы предотвратить как переэкспонирование, так и недоэкспонирование, радужная оболочка становится шире и уже, изменяя размер зрачка, чтобы контролировать количество света, попадающего в глаз.Зрачок становится больше, когда нужно больше света, чтобы лучше видеть, и меньше, когда света много.

Хрусталик глаза находится сразу за радужной оболочкой. Так же, как линза фотоаппарата, линза глаза фокусирует свет для создания резких и ясных изображений.

Свет, который был сфокусирован через роговицу и водянистую влагу, попадает на хрусталик, который затем фокусирует его дальше, посылая световые лучи через стекловидное тело на сетчатку.

Чтобы четко сфокусироваться на объектах, находящихся на разном расстоянии, хрусталик глаза должен изменить форму.Цилиарное (произносится: SIL-ee-air-ee) тело содержит мышечную структуру глаза, которая изменяет форму хрусталика глаза. У людей с нормальным зрением цилиарное тело сглаживает линзу настолько, чтобы фокусировать объекты на расстоянии 20 футов или более. Чтобы видеть более близкие объекты, эта мышца сокращается, чтобы утолщить хрусталик. Маленькие дети могут видеть предметы с очень близкого расстояния; многим людям старше 45 лет приходится держать предметы все дальше и дальше, чтобы их четко видеть. Это связано с тем, что с возрастом хрусталик становится менее эластичным.

Сетчатка (мягкий светочувствительный слой ткани, выстилающий заднюю часть стенки глазного яблока) состоит из миллионов световых рецепторов, называемых палочками и колбочками.

Жезлы гораздо более чувствительны к свету, чем колбочки. Каждый глаз имеет около 120 миллионов стержней, которые помогают нам видеть при тусклом свете и обнаруживать оттенки серого, но они не могут различать цвета. Для сравнения, 6 миллионов колбочек в каждом глазу позволяют нам видеть при ярком свете, а также распознают цвета и детали.

Макула (произносится: МАК-ю-лух) — это небольшая специализированная область на сетчатке, которая помогает глазам видеть мелкие детали, когда мы смотрим прямо на объект.Он содержит в основном конусы и несколько стержней.

Когда сфокусированный свет проецируется на сетчатку, он стимулирует палочки и колбочки. Затем сетчатка посылает нервные сигналы через заднюю часть глаза к зрительному нерву. Зрительный нерв передает эти сигналы в мозг, который интерпретирует их как визуальные образы. Часть мозга, которая обрабатывает визуальные данные и интерпретирует сообщения, посылаемые глазом, называется зрительной корой.

Как и в фотоаппарате, линза глаза пропускает световые узоры в перевернутом виде. Мозг узнает, что импульсы, полученные от верхней части сетчатки, на самом деле исходят от нижней части объекта, который мы видим, и наоборот.

Большинство людей видит объект обоими глазами. Это называется бинокулярным зрением, и изображения формируются на сетчатке каждого глаза. Эти изображения немного отличаются, потому что объект рассматривается под немного разными углами. Нервные сигналы, представляющие каждое изображение, отправляются в мозг, где они интерпретируются как два изображения одного и того же объекта.Некоторые нервные волокна от каждого глаза пересекаются, поэтому каждая сторона мозга получает сообщения от обоих глаз. Благодаря опыту мозг учится определять расстояние до объекта по степени различия изображений, которые он получает от двух глаз. Эта способность ощущать расстояние называется восприятием глубины.

Что вызывает проблемы со зрением?

Vision — это отлаженный процесс. Все части глаза и мозг должны работать вместе, чтобы человек мог видеть правильно. Однако из-за сложной структуры глаза многое может пойти не так.

Некоторые из наиболее распространенных проблем со зрением — это аномалии рефракции. Это проблемы, которые глазные врачи обычно проверяют при проверке зрения. Преломление означает отклонение световых лучей для фокусировки света, исходящего от изображения. Ошибки рефракции — это проблемы с фокусировкой глаза из-за формы глаза, из-за которой изображение, которое вы видите, становится размытым.

Ошибки рефракции включают:

Астигматизм. При астигматизме (произносится: э-СТИГ-мух-ти-цум) проблема с изгибом роговицы.Это приводит к размытости части изображения глаза. Корректирующие линзы, такие как контактные линзы или очки, обычно могут исправить зрение у людей с астигматизмом.

Близорукость. Также называемая близорукостью или близорукостью, миопия (произносится: my-OP-ee-uh) возникает, когда глаз фокусирует изображение объекта перед сетчаткой, а не прямо на ней. В большинстве случаев люди плохо видят далеко, но могут ясно видеть объекты вблизи. Состояние имеет тенденцию к ухудшению в детстве и подростковом возрасте, но стабилизируется в зрелом возрасте.Людям с этим заболеванием может потребоваться носить очки или контактные линзы, чтобы исправить свое зрение. Лазерная хирургия глаза иногда используется у взрослых для постоянной коррекции близорукости путем изменения формы роговицы. Лазерная хирургия не используется для подростков, потому что глаз может все еще расти, а рефракционная ошибка меняется.

Дальнозоркость. Также называемая дальнозоркостью или дальнозоркостью, дальнозоркость (произносится: hy-per-OP-ee-uh) возникает, когда входящее изображение фокусируется не на сетчатке, а позади нее.Это может затруднить четкую видимость близких объектов и облегчить просмотр удаленных объектов. Многие дети младшего возраста страдают дальнозоркостью, но из-за способности глаза фокусироваться, возможно, не потребуются очки, чтобы исправить это. При необходимости очки или контактные линзы могут исправить эту проблему у детей и подростков. У большинства взрослых по мере взросления развивается форма дальнозоркости, называемая пресбиопией.

Почему нам нужно двигать глазами, чтобы собирать информацию о мире · Границы для молодых умов

Абстрактные

Вы, наверное, думаете о , что вы видите все время.Но задумывались ли вы когда-нибудь о , как вы видите? Чтобы видеть объекты в окружающей среде, мозгу сначала нужна информация от глаз. Когда эта информация становится доступной, мозг может использовать ее для создания мысленной картины мира. По большей части нам кажется, что мы очень ясно видим детали нашего окружения, и наше визуальное восприятие кажется плавным и непрерывным. Однако из-за того, что у нас такое плавное и четкое видение мира, можно легко не заметить, сколько усилий приходится проделывать нашим глазам и мозгу, чтобы создать этот опыт.На самом деле наши глаза постоянно двигаются, чтобы предоставить мозгу новую информацию об окружающем мире. Но зачем это нужно? В этой статье мы исследуем, как и почему двигаются наши глаза, и как мозг создает визуальный опыт из всех маленьких снимков мира, сделанных через глаза.

Почему нам нужно двигать глазами?

Один удивительный факт о человеческом зрении заключается в том, что, хотя мир кажется нам одинаково ясным, ясность визуальной информации, которую мы собираем, не одинакова во всех частях глаза.Вы можете наблюдать это сами. Сначала посмотрите на фиолетовый круг на рисунке 1. Буквы и цифры, окружающие круг, легко читать, не двигая глазами. Теперь смотрите на синий квадрат. Вы можете видеть фиолетовый круг в углу своего зрения, но, вероятно, вы больше не можете читать цифры и буквы вокруг него. Расплывчатые части вашего зрения, где вы можете собрать только ограниченную информацию, называются периферией (per-IF-er-ee). Самая ясная точка в самом центре вашего поля зрения называется ямкой (FO-vee-uh).Ямка расположена в центре важного внутреннего слоя глаза, называемого сетчаткой. Одна из причин, по которой сетчатка так важна для зрения, заключается в том, что она состоит из специальных клеток, называемых фоторецепторами.

• Рис. 1. Четкость зрения не одинакова во всех частях глаза.
• Держите страницу на нормальном расстоянии для чтения. Когда вы смотрите прямо на фиолетовый круг, вы легко можете прочитать цифры и буквы, которые его окружают. Когда вы смотрите на синий квадрат, вы все еще можете видеть фиолетовый кружок в углу глаза, но вы больше не можете читать цифры и буквы.Когда вы смотрите на что-то краем глаза, вы используете периферию. Ваше зрение лучше всего, когда вы смотрите прямо на объект; это потому, что ваша ямка, которая находится в самом центре глаза, позволяет вам видеть наиболее четко.

Когда свет попадает в глаза, он сначала проходит через роговицу, которая представляет собой прозрачный купол в передней части глаза (см. Рисунок 2). Затем свет попадает в зрачок — темное отверстие в центре глаза — и попадает в хрусталик, часть глаза, которая помогает правильно фокусировать свет. Наконец, свет проходит через основную часть внутреннего глаза, которая называется стекловидным телом. Эта камера заполнена гелеобразным веществом, называемым стекловидным телом. Свет, проходящий через камеру стекловидного тела, фокусируется на сетчатке как четкое изображение. Фоторецепторы, расположенные на сетчатке, превращают свет в нейронные сообщения, которые понимает мозг.

• Рис. 2 — Здесь показаны части глаза, вид сбоку.
• Свет сначала проходит через роговицу — прозрачный купол в передней части глаза — а затем проходит через зрачок, темное отверстие в середине радужной оболочки.Затем линза фокусирует свет на сетчатке, когда он проходит через внутреннюю часть глаза, называемую стекловидным телом. Ямка — это небольшая область в центре сетчатки, где есть много специальных клеток, называемых колбочками, которые помогают вам ясно видеть.

Фоторецепторы бывают двух видов. Палочки — это фоторецепторы, которые чувствительны к низким уровням света и позволяют нам видеть окружающую обстановку, даже когда она относительно темная. Колбочки — это фоторецепторы, которые несут информацию о цвете и обеспечивают очень четкое зрение в ярко освещенной среде.Ямка — это небольшое пространство в центре сетчатки, где много колбочек плотно прилегают друг к другу. В более удаленных от ямки участках колбочек меньше. Расположение колбочек в ямке объясняет, почему центр нашего зрения наиболее четкий. Но есть проблема с этим расположением! Поскольку ямка очень мала, она может передавать в мозг информацию только об ограниченной области мира. Проблема в том, что наше внимание часто улавливается чем-то на нашей периферии, и ямка не может быть сосредоточена более чем на одной области одновременно.

Чтобы компенсировать ограниченный размер ямки, мы делаем много быстрых движений глаз, называемых саккадами [1]. Саккады (suh-KODS) — это короткие резкие движения обоих глаз, которые изменяют направление взгляда и с одного места на другое. Взгляд относится к комбинации того, куда направлен ваш взгляд и как расположена ваша голова. Когда вы перенаправляете взгляд, ваша ямка может сосредоточиться на новом месте и предоставить мозгу четкую информацию о том, что находится в визуальной среде.Например, когда вы смотрите на эту страницу, слово, которое вы сейчас читаете (и несколько вокруг него), попадает в чистую область, предоставленную фовеа. Чтобы продолжить чтение статьи, вашим глазам необходимо совершать небольшие саккады, чтобы выделить новые области (слова). Поскольку вам постоянно нужно перемещать расположение ямок, чтобы четко видеть то, на что вы хотите смотреть, ваши глаза должны совершать около трех саккад в секунду. Это означает, что ваши глаза двигаются чаще, чем бьется ваше сердце!

Хотя вы можете совершать сотни тысяч саккад за день, саккады — не единственный вид поведения, выполняемого глазами.Между каждой саккадой есть короткий период отдыха, называемый фиксацией . Фиксации дают вашим глазам возможность сфокусироваться на том, на что вы смотрите, чтобы вы могли ясно видеть. Во время фиксации глаза посылают в мозг информацию о мельчайших деталях окружающей среды. Постепенно мозг может использовать эту информацию, чтобы составить полную картину того, что происходит в мире вокруг вас. Чтобы самостоятельно наблюдать фиксации и саккады, вы можете попробовать следующее занятие: схватить партнера и встать перед зеркалом.Сначала посмотрите на собственное отражение. Когда ваши глаза находятся в состоянии покоя, вы можете видеть собственное лицо. Теперь переместите взгляд на разные части лица. Вы не видите движения собственных глаз! Однако, если вы посмотрите на отражение вашего партнера, пока он двигает глазами, вы сможете заметить, что глаза вашего друга делают много быстрых и резких саккад.

Если ваши глаза постоянно делают быстрые движения, почему вы этого не замечаете? Разве во время саккад мир не должен выглядеть размытым? Несмотря на то, что ваши глаза постоянно совершают короткие быстрые движения, ваш мозг создает плавное и стабильное представление об окружающей среде. Когда ваши глаза двигаются, вы сознательно не распознаете визуальную информацию, поступающую в мозг. Это позволяет видеть мир четко и стабильно, но не означает, что информации нет. Хотя этот процесс еще недостаточно изучен, ученые считают, что визуальная информация, собранная во время саккад, присутствует в мозге в области, называемой корой головного мозга. Кора головного мозга может хранить информацию, собранную во время саккад, но это не единственная область мозга, участвующая в движениях глаз.

Нейронный контроль саккадов

Саккады и фиксации работают вместе, снабжая мозг информацией, необходимой для создания мысленной картины мира, но мозг участвует в управлении, куда глаза будут двигаться дальше. Мозгу необходимо сообщать глазам, как далеко и в каком направлении они должны двигаться. Когда что-то привлекает ваше внимание и вы направляете на это свои ямки, две структуры мозга важны, сообщая глазам, когда и как двигаться: верхний бугорок и передние глазные поля.

Область мозга, называемая верхним холмиком, принимает информацию от ваших глаз, ушей и других органов чувств и использует эту информацию, чтобы направлять ваши глаза к вещам, привлекающим ваше внимание [2]. Например, если вы находитесь в школе и слышите, как в углу комнаты срабатывает пожарная сигнализация, ваши глаза, скорее всего, будут двигаться в направлении этого звука, даже если вы даже не задумаетесь об этом. Верхний бугорок сообщает вашим глазам, когда и куда двигаться, но он также помогает контролировать то, как вы поворачиваете голову и плечи.Это важно, потому что иногда то, на что вы хотите смотреть, выходит за пределы диапазона движений ваших глаз. Если, например, ваше внимание привлекает шум сзади, вам нужно будет двигать больше телом, чем просто глазами, чтобы увидеть, что вызвало шум.

Другая область мозга, называемая лобными полями глаза, важна для того, чтобы помочь вам переместить взгляд в область, на которую вы намеренно хотите смотреть [3]. Эта часть мозга составляет план для глаз, чтобы они знали, как и куда двигаться, в зависимости от ваших целей и визуальных характеристик объектов в вашем окружении.Визуальный элемент — это то, что описывает объект, например форму, размер или цвет. Вы можете думать о фронтальных полях глаз как о картографе. Эта область мозга отображает визуальные особенности вашего окружения и их важность или заметность. Если вы ищете круглые часы, то круглые формы важны в области фронтальных глаз. Также можно отметить важную область, если она привлекает внимание, например, ярко-розовая кофейная кружка на мягком коричневом столе. Область карты, которая считается наиболее важной в целом, — это то, куда ваши глаза будут двигаться дальше.Теперь, когда вы немного знаете о том, как работают движения глаз, давайте посмотрим, как и почему ученые изучают движения глаз.

Как и почему ученые изучают движение глаз

Отслеживание взгляда — это технология, которая позволяет компьютеру вычислять, куда направлен ваш взгляд. Это позволяет ученым измерять саккады и фиксации, которые создают ваши глаза. Есть несколько различных типов айтрекеров. Некоторые айтрекеры требуют, чтобы вы сидели перед экраном компьютера, положив голову на упор для подбородка (см. Рис. 3A), в то время как другие можно прикрепить к оправе очков или очкам, чтобы вы могли ходить.В айтрекерах обычно используется небольшое устройство, которое излучает инфракрасный свет (тип света, который не может быть виден людьми) в направлении ваших глаз. Инфракрасный свет вызывает небольшое отражение на роговице. Камера, расположенная перед глазом, может обнаружить это отражение роговицы и использовать его для измерения движений глаз.

• Рис. 3. Отслеживание взгляда: (A) В эксперименте с отслеживанием взгляда участник сидит, подперев голову подбородком, и смотрит на экран компьютера.
• Устройство слежения за глазами, состоящее из камеры и инфракрасного осветителя, находится между экраном и участником и регистрирует движения глаз. (B) Пример пути, по которому глаза участника могли бы двигаться по экрану во время эксперимента по визуальному поиску, который требовал от участника поиска колокольчика. Круги представляют собой фиксации, а линии — саккады. Знание того, куда человек смотрит во время визуального поиска, говорит ученым, куда направлено его внимание.

Движение глаз интересно ученым, потому что существует тесная взаимосвязь между тем, на что человек смотрит, и тем, что он думает [4].Обычно, когда вы смотрите на объект в своем окружении, ваше внимание также направляется на этот объект. Например, предположим, что вы смотрите в окно, потому что слышите пение птицы и хотите посмотреть, как она выглядит. Ваше внимание сосредоточено на птице, и вы, вероятно, также думаете о том, насколько приятна ее песня или что ее перья имеют приятный оттенок синего. Хотя взгляд и внимание не всегда связаны таким образом, общепринято, что вы обращаете внимание на объекты, на которые смотрите.

Из-за тесной взаимосвязи между движениями глаз и вниманием люди, которые хотят изучить, как работает внимание, часто используют отслеживание глаз. Например, владелец магазина, который хочет знать, где разместить товары, может использовать отслеживание глаз, чтобы определить, на какие области люди чаще всего смотрят при совершении покупок. Еще одно применение отслеживания взгляда — это изучение того, как люди ищут определенные объекты в своей среде — эта область исследований называется визуальным поиском. В экспериментах по визуальному поиску участникам дают цель (конкретное изображение или изображение) искать среди других отвлекающих изображений или изображений.Если вы когда-либо работали над фильмом «Где Уолдо», искали пропавшую игрушку в своей комнате или помогали родителям найти ключи, вы выполняли визуальный поиск. Использование айтрекеров для изучения визуального поиска позволяет ученым исследовать, как люди выбирают, на что обращать внимание, когда они ищут цель (см. Рисунок 3B).

Изучение движений глаз научило ученых не только тому, как глаза и мозг работают вместе, чтобы видеть мир, но также приблизило нас к пониманию того, как действуют умственные действия, такие как внимание.Глаза (и движения, которые они делают) помогают людям собирать визуальную информацию, необходимую им для осмысления окружающей среды. Каждый раз, когда мы двигаем глазами, мы снабжаем наш мозг важной новой информацией о вещах в мире; короче говоря, мы получаем новый «снимок» того, что происходит в каждой области пространства вокруг нас. Такая информация, как формы, цвета, текстуры и края объектов. Мозг использует эту информацию, чтобы помочь нам понять окружающий мир. Например, пушистая оранжевая текстура перед нами принадлежит кошке, на которую нам нужно не наступать, а острый край, который мы видим, — это угол стола, с которым нам нужно избегать столкновений.Изучая движения глаз, мы видим, что даже самые маленькие и простые движения могут иметь большое влияние на нашу жизнь.

Глоссарий

Периферия : ↑ Область сетчатки за пределами ямки. В этой области меньше колбочек по сравнению с ямкой, поэтому зрение здесь более размытое.

Ямка : ↑ Небольшая область в центре сетчатки, обеспечивающая очень четкое зрение из-за большого количества колбочек в этой области.

Saccade : ↑ Короткое резкое движение обоих глаз, которое переводит взгляд из одного места в другое.

Взгляд : ↑ Сочетание направления глаз и положения головы в пространстве.

Фиксация : ↑ Период времени между саккадами, когда глаза находятся в состоянии покоя.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

---

Список литературы

[1] ↑ Ярбус, А. Л. 1967. «Саккадические движения глаз», Движения глаз и зрение (Бостон, Массачусетс: Springer). п. 129–46.

[2] ↑ Клиер, Э. М., Ван, Х. и Кроуфорд, Дж. Д. 2001. Верхний бугорок кодирует команды взгляда в координатах сетчатки. Nat. Neurosci. 4: 627. DOI: 10.1038 / 88450

[3] ↑ Пурвес, Д., Августин, Дж. Дж., Фицпатрик, Д., Кац, Л. К., Ламантия, А.С., Макнамара, Дж. О. и др. 2001. Неврология. 2-е изд. Нейронный контроль саккадических движений глаз. Сандерленд, Массачусетс: Sinauer Associates. Доступно в Интернете по адресу: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10992/

[4] ↑ Джаст, М. А., и Карпентер, П. А. 1980. Теория чтения: от фиксации взгляда к пониманию. Psychol. Версия 87: 329.

Как работает зрение — Любопытно

С небольшой помощью оптической иллюзии загляните в свои глаза, чтобы попытаться понять, как работает ваше зрение и как его можно обмануть.

ХЭНК ЗЕЛЕНЫЙ: Посмотри на это как следует. Мы запутаемся с твоим мозгом. Это первая стадия оптической иллюзии. Многие иллюзии используют паттерны света или перспективы, чтобы эксплуатировать разрыв, существующий между ощущениями и восприятием — между тем, что видят ваши глаза, и тем, что понимает ваш мозг. Но не все иллюзии так работают. Некоторые из них создают побочные эффекты или остаточные изображения, которые используют сбой в физиологии человеческого зрения. Как этот флаг. Я не пытаюсь делать здесь политическое заявление, и я не собираюсь просить вас присягать на верность Республике Хэнка или чему-то еще.То есть, если бы я собирался основать свою страну, мой флаг был бы намного круче, не то чтобы я об этом много думал. А теперь посмотрите на этот белый экран. Если вы смотрите на этот флаг хотя бы 30 секунд, не двигая глазами, вы что-то увидите, даже если экран пустой — остаточное изображение флага. Но вместо бирюзового, черно-желтого, красного, белого и синего.

Хорошо, это довольно круто, но я здесь не только для того, чтобы развлекать вас. Такая иллюзия — отличный способ объяснить ваше очень сложное зрение.И я имею в виду комплекс. Около 70 процентов всех сенсорных рецепторов всего вашего тела находятся в глазах. Не только это, но и для того, чтобы вы что-то видели, воспринимали и узнавали — будь то флаг или красивый парень в очках и спортивной куртке, сидящий за столом — должна быть задействована почти половина всей коры вашего головного мозга.

Видение считается доминирующим чувством человека, и хотя мы можем обойтись без него, и его можно обмануть, то, что вы собираетесь изучить, не является иллюзией.

Когда мы говорили о вашем слухе, мы начали с механики звука. Поэтому, прежде чем мы перейдем к тому, как работают ваши глазные яблоки, имеет смысл поговорить о том, что они на самом деле видят — о свете, отражающемся от предметов.

Свет — это электромагнитное излучение, распространяющееся волнами. Помните, как высота и громкость звука определяются частотой и амплитудой его волны? Что ж, это похоже на свет, за исключением того, что частота световой волны определяет ее оттенок, а амплитуда относится к ее яркости.

Мы регистрируем короткие волны на высоких частотах как голубоватые цвета, в то время как длинные низкие частоты кажутся нам красноватыми. Между тем, этот красный цвет может казаться тусклым и приглушенным, если волна движется с меньшей амплитудой, но очень ярким, если волна имеет большую амплитуду и, следовательно, более высокую интенсивность.

Но видимый свет, который мы можем видеть, — это лишь крошечный кусок полного электромагнитного спектра, который варьируется от короткого гамма-излучения и рентгеновских лучей до длинных радиоволн.

Подобно тому, как механорецепторы уха или хеморецепторы языка преобразуют звуки и химические вещества в потенциалы действия, фоторецепторы ваших глаз также преобразуют световую энергию в нервные импульсы, которые мозг может понять.

Чтобы понять, как все это работает, давайте начнем с понимания анатомии глаза.

Некоторые из первых вещей, которые вы заметите вокруг своей обычной пары глаз, — это все внешние аксессуары, такие как брови, которые помогают удерживать пот, если вы забыли головную повязку в ракетболе, и сверхчувствительные ресницы, которые вызывают рефлекторное моргание. как если бы вы оказались на песчаном пляже во время шторма.

Эти особенности, наряду с веками и слезоточивым аппаратом, помогают защитить ваши хрупкие глазные яблоки.

Само глазное яблоко имеет неправильную сферическую форму, диаметр взрослого человека составляет около 2,5 сантиметра. По сути, он полый, наполненный жидкостями, которые помогают сохранять форму, и вы действительно можете видеть только переднюю шестую часть всего шара. Остальная часть заправлена ​​в карман из защитного жира, привязана шестью внешними мышцами глаза, похожими на ремни, и зажата в костной орбите вашего черепа.

Хотя все это оборудование обычно отлично удерживает ваши глазные яблоки внутри головы, что хорошо, в очень редких случаях, например, после травмы головы или даже очень сильного чихания, эти присоски могут выскочить прямо из головы — состояние, называемое земной шар, который вы действительно не хотите гуглить.Я просто сижу здесь, пока ты погуглишь.

Теперь вам не нужно высовывать глазное яблоко, чтобы узнать, как оно устроено. Я избавлю вас от хлопот и скажу, что его стенка состоит из трех отдельных слоев — фиброзного, сосудистого и внутреннего. Наружный фиброзный слой состоит из соединительной ткани. По большей части это белое вещество, называемое склерой, а самая передняя часть — это прозрачная роговица.

Роговица подобна окну, пропускающему свет в глаз, и если вы когда-либо испытывали мучительную боль поцарапанного глаза, вы знаете, как ужасно может быть повредить что-то, настолько нагруженное болевыми рецепторами.

Спускаясь немного глубже, средний сосудистый слой стенки содержит заднюю сосудистую оболочку, мембрану, которая снабжает кровью все слои. В передней части есть также цилиарное тело, кольцо из мышечной ткани, которое окружает хрусталик, но наиболее известной частью этого среднего слоя является радужная оболочка. Радужная оболочка — это та отличительная цветная часть глаза, которая принадлежит только вам. Он состоит из гладкой мышечной ткани, имеющей форму сплющенного пончика, и зажат между роговицей и линзой.Эти круглые мышцы сфинктера — да, именно так, сфинктеры есть повсюду! — сжимаются и расширяются, изменяя размер темной точки вашего зрачка.

Сам зрачок — это отверстие в радужной оболочке, через которое свет проникает в глаз. Вы можете увидеть, как радужная оболочка защищает глаз от слишком большого количества света, если направить фонарик в глаз друга в темной комнате. Их зрачки превратятся из расширенных в точечные за пару секунд.

Свет проходит через роговицу и зрачок и попадает на хрусталик — выпуклый прозрачный диск, который фокусирует этот свет и проецирует его на сетчатку, которая составляет внутренний слой в задней части глазного яблока.

Ваша сетчатка наполнена миллионами фоторецепторов, которые выполняют важную работу по преобразованию световой энергии в электрические сигналы, которые будет принимать ваш мозг. Эти рецепторные клетки бывают двух видов — палочки и колбочки, к которым я вернусь через минуту. Но сама сетчатка имеет два слоя: внешний пигментированный слой, который помогает поглощать свет, чтобы он не рассеивался вокруг глазного яблока, и внутренний нервный слой. И этот слой, как видно из названия, содержит нейроны — не только фоторецепторы, но также биполярные нейроны и нейроны ганглиев. Эти два типа нервных клеток объединяются, чтобы создать своего рода путь для света или, по крайней мере, данных о свете.

Биполярные нейроны имеют синапсы на обоих концах, образуя своего рода мост: на одном конце он синапс с фоторецептором, а на другом — с ганглиозным нейроном, который формирует зрительный нерв.

Допустим, вас только что ударили ослепляющим лучом фонарика. Этот свет попадает в заднюю сетчатку и распространяется от фоторецепторов к биполярным клеткам прямо под ними, к самым внутренним ганглиозным клеткам, где они затем генерируют потенциалы действия.

Аксоны всех этих ганглиозных клеток сплетаются вместе, образуя толстый веревочный зрительный нерв — второй черепной нерв, — который выходит из задней части глазного яблока и переносит эти импульсы вверх к таламусу, а затем в зрительную кору головного мозга.

Итак, это основная анатомия и последовательность событий человеческого зрения, но на самом деле я хочу поговорить об этих двух типах фоторецепторов — ваших палочках и колбочках.

Колбочки располагаются рядом с центром сетчатки и распознают мелкие детали и цвет.Их можно разделить на типы, чувствительные к красному, зеленому и синему, в зависимости от того, как они реагируют на различные типы света. Но они не очень чувствительны и достигают порога активации только при ярком освещении. Жезлы же более многочисленны и более светочувствительны. Но они не могут уловить настоящий цвет. Вместо этого они регистрируют только черно-белую шкалу серого. Они торчат по краям сетчатки и управляют периферическим зрением.

Поскольку эти рецепторы функционируют по-разному, вы, возможно, не удивитесь, узнав, что ваши палочки и колбочки также по-разному связаны с сетчаткой.

К одной ганглиозной клетке могут подключаться до 100 различных стержней, но поскольку все они отправляют информацию в ганглион одновременно, мозг не может определить, какие отдельные стержни были активированы, и поэтому они не очень хороши. при предоставлении подробных изображений. Все, что они действительно могут сделать, это дать вам информацию об общей форме объектов, будь то свет или темнота.

У каждой колбочки, напротив, есть своя личная ганглиозная клетка, с которой можно соединяться, что обеспечивает очень детальное цветовое зрение, по крайней мере, при достаточно ярких условиях.

И все это возвращает нас к тому странному флагу. Почему, глядя на этот флаг, а затем глядя на пустое белое пространство, мы видим фантомный флаг разных цветов? Ну, все начинается с того, что наши фоторецепторы могут заставить нас видеть остаточные изображения.

Некоторые стимулы, такие как действительно яркие цвета или действительно яркий свет, настолько сильны, что наши фоторецепторы будут продолжать активировать потенциалы действия даже после того, как мы закроем глаза или отведем взгляд. Другая часть иллюзии связана с другой ошибкой в ​​нашем визуальном программировании… и просто наши шишки могут устать.

Если вы достаточно долго смотрите на ярко окрашенное изображение, ваши колбочки будут слишком долго получать один и тот же стимул и в основном перестанут реагировать. В случае с флагом вы смотрели изображение с яркими бирюзовыми полосами. Поскольку в вашей сетчатке есть зеленые, красные и синие чувствительные колбочки, синие и зеленые через некоторое время устали, оставив гореть только красные. Затем вы посмотрели на белый экран. Этот белый свет включал все цвета и длины волн видимого света.Итак, ваши глаза все еще получали красный, зеленый и синий свет, но только красные колбочки могли реагировать. В результате, когда начали появляться остаточные изображения, эти полосы выглядели красными.

То же самое произошло с вашими стержнями, за исключением того, что они регистрируют только черное и белое, остаточное изображение было похоже на просмотр негативной фотографии — темный заменен светом. Вот так эти черные звезды и полосы стали белыми.

Итак, да, человеческое зрение подвержено ошибкам, но те ошибки, которые оно совершает, могут помочь нам понять эту удивительно сложную систему.И эта удивительно сложная система, вероятно, помогла вам узнать об анатомии и физиологии зрения сегодня, начиная со структуры глаза и его трех слоев: фиброзного, сосудистого и внутреннего. Мы потратили большую часть времени на изучение внутреннего слоя, который состоит из сетчатки и трех ее типов нейронов: фоторецепторов, биполярных клеток и нейронов ганглия. И после того, как мы научились отличать наши стержни от наших колбочек, мы проанализировали, как работает иллюзия странного флага.

5.2 Видение — Введение в психологию — 1-е канадское издание

Цели обучения

1. Определите ключевые структуры глаза и их роль в зрении.
2. Обобщите, как глаз и зрительная кора работают вместе, чтобы ощущать и воспринимать визуальные стимулы в окружающей среде, включая обработку цветов, формы, глубины и движения.

В то время как другие животные в первую очередь полагаются на слух, обоняние или осязание, чтобы понять окружающий мир, люди в значительной степени полагаются на зрение.Большая часть коры головного мозга предназначена для зрения, и мы обладаем значительными визуальными навыками. Видение начинается, когда свет падает на глаза, инициируя процесс трансдукции. Как только эта визуальная информация достигает зрительной коры головного мозга, она обрабатывается множеством нейронов, которые обнаруживают цвета, формы и движение и создают осмысленное восприятие поступающих стимулов.

Воздух вокруг нас наполнен морем электромагнитной энергии : импульсов энергетических волн, которые могут переносить информацию с места на место .Как вы можете видеть на Рисунке 5.6, «Электромагнитный спектр», электромагнитные волны различаются по длине волны –, расстояние между пиком одной волны и пиком следующей волны — , причем самые короткие гамма-волны составляют лишь доли миллиметра. длина, а самые длинные радиоволны составляют сотни километров. Люди слепы почти ко всей этой энергии — наши глаза обнаруживают только диапазон от 400 до 700 миллиардных долей метра, часть электромагнитного спектра, известную как как видимый спектр .

Чувствующий глаз и воспринимающая зрительная кора

Как вы можете видеть на Рисунке 5. 7, «Анатомия человеческого глаза», свет проникает в глаз через роговицу , , — прозрачное покрытие, которое защищает глаз и начинает фокусировать падающий свет. Затем свет проходит через зрачок , , — небольшое отверстие в центре глаза . Зрачок окружен радужной оболочкой , , — цветной частью глаза, которая контролирует размер зрачка путем сужения или расширения в зависимости от интенсивности света .Например, когда мы заходим в темный кинотеатр в солнечный день, мышцы радужной оболочки открывают зрачок и пропускают больше света. Полная адаптация к темноте может занять до 20 минут.

Позади зрачка находится линза , — структура, которая фокусирует падающий свет на сетчатке , , , , слой ткани в задней части глаза, который содержит фоторецепторные клетки . Когда наши глаза перемещаются от близких к удаленным объектам, происходит процесс, известный как зрительная аккомодация . Зрительная аккомодация — это процесс изменения кривизны линзы, чтобы свет, попадающий в глаз, фокусировался на сетчатке. Лучи из верхней части изображения попадают в нижнюю часть сетчатки и наоборот, а лучи из левой части изображения падают на правую часть сетчатки и наоборот, в результате чего изображение на сетчатке оказывается перевернутым и обратным. . Кроме того, изображение, проецируемое на сетчатку, является плоским, и все же наше окончательное восприятие изображения будет трехмерным.

Рисунок 5.7 Анатомия человеческого глаза. Свет попадает в глаз через прозрачную роговицу, проходя через зрачок в центре радужной оболочки. Линза регулируется, чтобы фокусировать свет на сетчатке, где он оказывается перевернутым и направленным назад. Рецепторные клетки сетчатки отправляют информацию через зрительный нерв в зрительную кору.

Аккомодация не всегда идеальна (рис. 5.8) , если фокус находится перед сетчаткой , мы говорим, что человек близорукий , и , когда фокус находится за сетчаткой, мы говорим, что человек Дальновидный . Очки и контактные линзы решают эту проблему, добавляя еще одну линзу перед глазом, а лазерная хирургия глаза исправляет проблему, изменяя форму собственной линзы глаза.

Рис. 5.8. Нормальные, близорукие и дальнозоркие глаза. У людей с нормальным зрением (слева) линза правильно фокусирует падающий свет на сетчатке. Для людей с близорукостью (в центре) изображения от далеких объектов фокусируются слишком далеко перед сетчаткой, тогда как для людей с дальнозоркостью (справа) изображения от близких объектов фокусируются слишком далеко за сетчаткой.Очки решают эту проблему, добавляя вторичную корректирующую линзу.

Сетчатка содержит слои нейронов, специализирующихся на реакции на свет (см. Рисунок 5.9, «Сетчатка с ее специализированными клетками»). Когда свет падает на сетчатку, он сначала активирует рецепторные клетки, известные как стержни , и колбочек. Активация этих клеток затем распространяется на биполярные клетки и затем на ганглиозные клетки , которые собираются вместе и сходятся, как нити веревки, образуя зрительный нерв . Зрительный нерв — это набор миллионов нейронов ганглиев, которые через таламус отправляют огромное количество визуальной информации в мозг . Поскольку сетчатка и зрительный нерв являются активными обработчиками и анализаторами зрительной информации, уместно думать об этих структурах как о продолжении самого мозга.

Рисунок 5.9 Сетчатка с ее специализированными клетками. Когда свет падает на сетчатку, он вызывает фотохимическую реакцию в палочках и колбочках на задней части сетчатки.Затем реакции продолжаются в биполярных клетках, ганглиозных клетках и, в конечном итоге, в зрительном нерве.

Жезлы — это визуальных нейронов, которые специализируются на обнаружении черного, белого и серого цветов . В каждом глазу около 120 миллионов стержней. Стержни не дают много деталей об изображениях, которые мы видим, но поскольку они очень чувствительны к более коротковолновым (более темному) и слабому свету, они помогают нам видеть при тусклом свете — например, ночью. Поскольку стержни расположены в основном по краям сетчатки, они особенно активны при периферическом зрении (когда вам нужно что-то увидеть ночью, попробуйте отвести взгляд от того, что вы хотите увидеть). Конусы — это зрительных нейронов, которые специализируются на обнаружении мелких деталей и цветов . Около пяти миллионов колбочек в каждом глазу позволяют нам видеть в цвете, но лучше всего они работают при ярком свете. Колбочки расположены в основном внутри и вокруг ямки , которая на является центральной точкой сетчатки .

Чтобы продемонстрировать разницу между стержнями и колбочками во внимании к деталям, выберите слово в этом тексте и сосредоточьтесь на нем. Вы замечаете, что слова, расположенные в нескольких сантиметрах в сторону, кажутся более размытыми? Это связано с тем, что слово, на котором вы фокусируетесь, поражает конусы, ориентированные на детали, в то время как слова, окружающие его, поражают стержни, ориентированные на менее детали, которые расположены на периферии.

Маргарет Ливингстон (2000) (рис. 5.10) обнаружила интересный эффект, который демонстрирует разные возможности обработки палочек и колбочек глаза, а именно то, что улыбка Моны Лизы, которую часто называют «неуловимой», воспринимается по-разному в зависимости от как смотреть на картину. Поскольку Леонардо да Винчи рисовал улыбку мазками кисти с низкой детализацией, эти детали лучше воспринимаются нашим периферийным зрением (стержнями), чем колбочками. Ливингстон обнаружил, что люди оценивали Мона Лизу как более жизнерадостную, когда им приказывали сосредоточить внимание на ее глазах, чем когда их просили смотреть прямо в ее рот.Как выразился Ливингстон: «Она улыбается, пока вы не смотрите на ее рот, а затем он исчезает, как тусклая звезда, которая исчезает, когда вы смотрите прямо на нее».

Рисунок 5.10 Улыбка Моны Лизы.

Как вы можете видеть на Рисунке 5.11, «Путь визуальных образов через таламус и в зрительную кору», сенсорная информация, полученная сетчаткой, передается через таламус в соответствующие области зрительной коры, которая расположена в затылочной области. доля в задней части мозга. Хотя принцип контралатерального контроля может заставить вас ожидать, что левый глаз будет отправлять информацию в правое полушарие мозга и наоборот, природа умнее этого.Фактически, левый и правый глаза посылают информацию как в левое, так и в правое полушарие, а зрительная кора обрабатывает каждую из сигналов отдельно и параллельно. Это адаптационное преимущество для организма, который теряет зрение на один глаз, потому что даже если функционирует только один глаз, оба полушария все равно будут получать информацию от него.

Рис. 5.11. Путь визуальных образов через таламус в зрительную кору. Левый и правый глаз посылают информацию как в левое, так и в правое полушарие мозга.

Зрительная кора состоит из специализированных нейронов, которые превращают ощущения, которые они получают от зрительного нерва, в значимые изображения. Поскольку в месте отрыва зрительного нерва от сетчатки нет фоторецепторных клеток, создается слепое пятно лунок или в нашем зрении (см. Рисунок 5.12, «Демонстрация слепого пятна»). Когда оба глаза открыты, у нас не возникает проблем, потому что наши глаза постоянно двигаются, и один глаз компенсирует то, что пропускает другой.Но зрительная система также предназначена для решения этой проблемы, если открыт только один глаз — зрительная кора просто заполняет маленькую дыру в нашем зрении похожими узорами из окружающих областей, и мы никогда не замечаем разницы. Способность зрительной системы справляться со слепым пятном — еще один пример того, как ощущение и восприятие работают вместе, чтобы создать значимый опыт.

Рисунок 5.12 Демонстрация слепых зон. Вы можете получить представление о степени слепого пятна (места, где зрительный нерв выходит из сетчатки), попробовав следующее: закройте левый глаз и посмотрите правым глазом на крест на диаграмме.Вы должны увидеть изображение слона справа (не смотрите на него, просто обратите внимание, что он там есть). Если вы не видите слона, подойдите ближе или дальше, пока не сможете. Теперь медленно двигайтесь так, чтобы приблизиться к изображению, продолжая смотреть на крест. На некотором расстоянии (примерно фут или около того) слон полностью исчезнет из поля зрения, потому что его изображение попало в слепую зону.

Восприятие создается частично за счет одновременного действия тысяч нейронов детектора признаков — специализированных нейронов, расположенных в зрительной коре, которые реагируют на силу, углы, формы, края и движения зрительного стимула (Келси , 1997; Ливингстон и Хьюбел, 1988).Детекторы признаков работают параллельно, каждый из которых выполняет определенную функцию. Например, при столкновении с красным квадратом активируются детекторы признаков параллельных линий, детекторы признаков горизонтальных линий и детекторы признаков красного цвета. Эта активация затем передается в другие части зрительной коры, где другие нейроны сравнивают информацию, предоставленную детекторами признаков, с изображениями, хранящимися в памяти. Внезапно, во вспышке узнавания, множество нейронов срабатывают вместе, создавая единое изображение красного квадрата, которое мы видим (Rodriguez et al., 1999). См. Рисунок 5.13 для объяснения куба Неккера.

Рисунок 5.13 Куб Неккера. Куб Неккера — это пример того, как зрительная система создает восприятие из ощущений. Мы не видим серию линий, а, скорее, куб. Какой куб мы видим, зависит от мгновенного результата процессов восприятия в зрительной коре.

Некоторые детекторы функций настроены так, чтобы выборочно реагировать на особо важные объекты, такие как лица, улыбки и другие части тела (Даунинг, Цзян, Шуман и Канвишер, 2001; Haxby et al., 2001). Когда исследователи нарушили функции распознавания лиц в областях коры головного мозга с помощью магнитных импульсов транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), люди временно не могли распознавать лица, но все же они могли распознавать дома (McKone, Kanwisher, & Duchaine, 2007; Pitcher, Уолш, Йовель и Дюшен, 2007).

Восприятие цвета

Было подсчитано, что зрительная система человека может обнаруживать и различать семь миллионов цветовых вариаций (Geldard, 1972), но все эти вариации создаются комбинациями трех основных цветов: красного, зеленого и синего. Оттенок цвета , известный как оттенок , передается длиной волны света, попадающего в глаз (мы видим более короткие волны как более синие, а более длинные — как более красные), и мы определяем яркость по интенсивности или высота волны (большие или более интенсивные волны воспринимаются как более яркие), как показано на Рисунке 5.14.

Рис. 5.14. Синусоидальные волны низкой и высокой частоты, а также синусоидальные волны низкой и высокой интенсивности и их соответствующие цвета. Световые волны с более короткими частотами воспринимаются более синими, чем красные; световые волны с большей интенсивностью кажутся ярче.

В своем важном исследовании цветового зрения Герман фон Гельмгольц (1821–1894) предположил, что цвет воспринимается потому, что колбочки в сетчатке глаза бывают трех типов. Один тип конуса реагирует в первую очередь на синий свет (короткие длины волн), другой — в первую очередь на зеленый свет (средние длины волн), а третий — в первую очередь на красный свет (длинные волны). Затем зрительная кора головного мозга обнаруживает и сравнивает силу сигналов от каждого из трех типов колбочек, создавая ощущение цвета.Согласно теории трехцветного цвета Янга-Гельмгольца , какой цвет мы видим, зависит от смеси сигналов от трех типов колбочек . Например, если мозг получает в основном красный и синий сигналы, он будет воспринимать фиолетовый; если он получает в основном красный и зеленый сигналы, он будет воспринимать желтый; и если он получает сообщения от всех трех типов колбочек, он будет воспринимать белый цвет.

Различные функции трех типов колбочек очевидны для людей, страдающих дальтонизмом – — неспособностью распознавать зеленый и / или красный цвета. Примерно у одного из 50 человек, в основном мужчин, отсутствуют функции чувствительных к красному или зеленому цвету колбочек, в результате чего они могут воспринимать только один или два цвета (рис. 5.15).

Рисунок 5.15 Дальтонизм. Люди с нормальным цветовым зрением могут видеть число 42 на первом изображении и число 12 на втором (они расплывчаты, но очевидны). Однако дальтоники вообще не могут видеть цифры.

Однако теория трехцветного цвета не может объяснить все человеческое зрение. Во-первых, хотя фиолетовый цвет кажется нам смесью красного и синего, желтый не кажется смесью красного и зеленого.А люди с дальтонизмом, которые не видят ни зеленого, ни красного, тем не менее могут видеть желтый. Альтернативный подход к теории Янга-Гельмгольца, известный как теория цвета процесса оппонента , , предлагает анализировать сенсорную информацию не с точки зрения трех цветов, а с точки зрения трех наборов «цветов оппонента»: красно-зеленого, желтого -синий и бело-черный. Доказательства теории процесса-оппонента исходят из того факта, что некоторые нейроны сетчатки и зрительной коры головного мозга возбуждаются одним цветом (например,g., красный), но ингибируется другим цветом (например, зеленым).

Один из примеров обработки оппонента происходит в восприятии остаточного изображения. Если вы смотрите на фигуру в верхнем левом углу рисунка 5. 16, «Остаточные изображения», примерно 30 секунд (чем дольше вы смотрите, тем лучше эффект), а затем переводите взгляд на пустую область справа от нее, вы увидите остаточное изображение. Теперь попробуйте это, посмотрев на изображение итальянского флага внизу, а затем переместив взгляд на пустую область рядом с ним.Когда мы смотрим на зеленую полосу, наши зеленые рецепторы привыкают и начинают обрабатывать меньше, в то время как красные рецепторы остаются в полной силе. Когда мы меняем взгляд, мы видим прежде всего красную часть процесса оппонента. Подобные процессы создают синий цвет после желтого и белый после черного.

Рисунок 5.16 Остаточные изображения.

Триколор и механизмы оппонента работают вместе, создавая цветное зрение. Когда световые лучи попадают в глаз, красный, синий и зеленый колбочки на сетчатке реагируют в разной степени и посылают через зрительный нерв сигналы разной силы красного, синего и зеленого цветов.Затем цветовые сигналы обрабатываются как ганглиозными клетками, так и нейронами зрительной коры (Gegenfurtner & Kiper, 2003).

Восприятие формы

Один из важных процессов, необходимых для зрения, — это восприятие формы. Немецкие психологи 1930-х и 1940-х годов, в том числе Макс Вертхаймер (1880-1943), Курт Коффка (1886-1941) и Вольфганг Кёлер (1887-1967), утверждали, что мы создаем формы из составляющих их ощущений, основываясь на идее гештальт , осмысленно организованное целое .Идея гештальта состоит в том, что «целое — это больше, чем сумма его частей». Некоторые примеры того, как принципы гештальта приводят нас к большему, чем есть на самом деле, приведены в Таблице 5.1 «Краткое изложение гештальт-принципов восприятия формы».

Таблица 5.1 Краткое изложение гештальт-принципов восприятия формы.

[Пропустить таблицу]
Принцип	Описание	Пример	Изображение
Фигурка и фон	Мы структурируем ввод так, чтобы мы всегда видели фигуру (изображение) на фоне (фоне).	Справа вы можете увидеть вазу или два лица, но в любом случае вы организуете изображение как фигуру на фоне земли.
Сходство	Схожие друг с другом стимулы, как правило, группируются вместе.	Вы, скорее всего, увидите три одинаковых столбца среди символов XYX справа, чем четыре строки.
Близость	Мы склонны группировать соседние фигуры вместе.	Вы видите четыре или восемь изображений справа? Принципы близости предполагают, что вы можете увидеть только четыре.
Непрерывность	Мы склонны воспринимать стимулы плавно, непрерывно, а не более прерывисто.	Справа большинство людей видят линию точек, которая движется из нижнего левого угла в верхний правый, а не линию, которая движется слева, а затем внезапно поворачивает вниз. Принцип непрерывности приводит нас к тому, что большинство линий следует по максимально плавному пути.
Крышка	Мы склонны заполнять пробелы в неполном изображении, чтобы создать законченный, цельный объект.	Замыкание приводит нас к тому, что мы видим один сферический объект справа, а не набор не связанных между собой конусов.

Глубина восприятия

Восприятие глубины — это способность воспринимать трехмерное пространство и точно определять расстояние .Без восприятия глубины мы не смогли бы водить машину, продевать нитку в иголку или просто перемещаться по супермаркету (Howard & Rogers, 2001). Исследования показали, что восприятие глубины частично основано на врожденных способностях, а частично на опыте (Witherington, 2005).

Психологи Элеонора Гибсон и Ричард Уолк (1960) протестировали способность воспринимать глубину у младенцев в возрасте от шести до 14 месяцев, поместив их на визуальный обрыв , — механизм, который дает ощущение опасного падения. в котором младенцы могут быть безопасно проверены на восприятие глубины (Рисунок 5.17 «Визуальный обрыв»). Младенцев поместили с одной стороны «утеса», а матери взывали к ним с другой стороны. Гибсон и Уолк обнаружили, что большинство младенцев либо отползали от обрыва, либо оставались на доске и плакали, потому что хотели подойти к матери, но младенцы чувствовали пропасть, которую они инстинктивно не могли преодолеть. Дальнейшие исследования показали, что даже очень маленькие дети, которые еще не умеют ползать, боятся высоты (Campos, Langer, & Krowitz, 1970). С другой стороны, исследования также показали, что младенцы улучшают зрительно-моторную координацию по мере того, как они учатся лучше схватывать предметы и приобретают больший опыт ползания, что указывает на то, что восприятие глубины также приобретается (Adolph, 2000).

Рисунок 5.17 Визуальный обрыв. Младенцы, кажется, обладают врожденной способностью воспринимать глубину, о чем свидетельствует его нежелание пересекать «визуальный обрыв».

Восприятие глубины является результатом использования нами сигналов глубины , , сообщений от нашего тела и внешней среды, которые снабжают нас информацией о пространстве и расстоянии . Бинокулярные метки глубины — это метки глубины , которые создаются несоответствием изображения сетчатки — то есть пространством между нашими глазами — и, таким образом, требуют координации обоих глаз. Одним из следствий несоответствия сетчатки является то, что изображения, проецируемые на каждый глаз, немного отличаются друг от друга. Зрительная кора автоматически объединяет два изображения в одно, позволяя нам воспринимать глубину. В трехмерных фильмах используется диспаратность сетчатки за счет использования трехмерных очков, которые носит зритель, чтобы создать различное изображение для каждого глаза. Система восприятия быстро, легко и бессознательно превращает несоответствие в трехмерное.

Важным признаком глубины для бинокля является конвергенция , , — поворот наших глаз внутрь, необходимый для фокусировки на объектах, находящихся на расстоянии менее 50 футов от нас . Зрительная кора использует размер угла конвергенции между глазами, чтобы оценить расстояние до объекта. Вы сможете почувствовать, как ваши глаза сходятся, если медленно поднести палец к носу, продолжая фокусировать на нем внимание. Когда вы закрываете один глаз, вы больше не чувствуете напряжения — конвергенция — это бинокулярный сигнал глубины, требующий работы обоих глаз.

Визуальная система также использует аккомодации от до для определения глубины . Когда линза изменяет свою кривизну, чтобы сфокусироваться на удаленных или близких объектах, информация, передаваемая от мышц, прикрепленных к линзе, помогает нам определить расстояние до объекта.Однако приспособление эффективно только на небольших расстояниях обзора, поэтому, хотя оно пригодится при заправке нити в иглу или завязке шнурков, оно гораздо менее эффективно при вождении или занятиях спортом.

Хотя лучшие признаки глубины появляются, когда оба глаза работают вместе, мы можем видеть глубину даже с одним закрытым глазом. Монокулярные метки глубины — это меток глубины, которые помогают нам воспринимать глубину, используя только один глаз (Sekuler & Blake, 2006). Некоторые из наиболее важных приведены в Таблице 5.2, «Монокулярные метки глубины, которые помогают нам определять глубину на расстоянии».

Таблица 5.2 Монокулярные метки глубины, которые помогают нам определять глубину на расстоянии.

[Пропустить таблицу]
Имя	Описание	Пример	Изображение
Положение	Мы склонны видеть объекты выше в нашем поле зрения и дальше.	Столбы забора справа кажутся дальше не только потому, что они становятся меньше, но и потому, что на снимке они кажутся выше.
Относительный размер	Предполагая, что объекты в сцене имеют одинаковый размер, меньшие объекты воспринимаются как более удаленные.	Справа машины вдалеке кажутся меньше тех, что ближе к нам.
Линейная перспектива	Кажется, что параллельные линии сходятся на расстоянии.	Мы знаем, что пути справа параллельны. Когда они появляются ближе друг к другу, мы определяем, что они дальше.
Свет и тень	Глаз получает больше отраженного света от предметов, которые находятся ближе к нам. Обычно свет идет сверху, поэтому более темные изображения остаются в тени.	Мы видим, что изображения справа расширяются и имеют отступ в соответствии с их затемнением. Если мы перевернем картинку, изображения перевернутся.
Взаимодействие	Когда один объект перекрывает другой объект, мы видим его ближе.	Справа, поскольку голубая звезда закрывает розовую полосу, она кажется ближе, чем желтая луна.
Вид с воздуха	Объекты, которые кажутся мутными или покрыты смогом или пылью, кажутся дальше.	Художник, нарисовавший картину справа, использовал воздушную перспективу, чтобы сделать облака более туманными и, таким образом, казаться более далекими.

Восприятие движения

Многие животные, в том числе люди, обладают очень сложными навыками восприятия, которые позволяют им координировать собственное движение с движением движущихся объектов, чтобы создать столкновение с этим объектом.Летучие мыши и птицы используют этот механизм, чтобы догнать добычу, собаки используют его, чтобы поймать фрисби, а люди используют его, чтобы поймать движущийся футбольный мяч. Мозг обнаруживает движение частично по изменению размера изображения на сетчатке (объекты, которые кажутся больше, обычно ближе к нам), а частично по относительной яркости объектов.

Мы также ощущаем движение, когда объекты рядом друг с другом меняют свой внешний вид. Бета-эффект относится к восприятию движения, которое возникает, когда разные изображения последовательно отображаются рядом друг с другом (см. «Бета-эффект и фи-феномен»).Зрительная кора заполняет недостающую часть движения, и мы видим, как объект движется. Бета-эффект используется в фильмах для создания ощущения движения. Связанный эффект — это феномен phi , в котором мы воспринимаем ощущение движения, вызванное появлением и исчезновением объектов, которые находятся рядом друг с другом . Феномен фи выглядит как движущаяся зона или облако фонового цвета, окружающее мигающие объекты. Бета-эффект и фи-феномен — другие примеры важности гештальта — нашей тенденции «видеть больше, чем просто сумму частей.”

Бета-эффект и фи-феномен

В бета-эффекте наши глаза обнаруживают движение из серии неподвижных изображений, на каждом из которых объект находится в разных местах. Это фундаментальный механизм кинофильмов. В феномене фи восприятие движения основано на мгновенном сокрытии изображения.

Феномен

Phi: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6e/Lilac-Chaser.gif

Бета-эффект: http://upload. wikimedia.org/wikipedia/commons/0/09/Phi_phenomenom_no_watermark.gif

Ключевые выводы

• Зрение — это процесс обнаружения окружающей нас электромагнитной энергии. Человек видит лишь небольшую часть электромагнитного спектра.
• Зрительные рецепторные клетки сетчатки определяют форму, цвет, движение и глубину.
• Свет попадает в глаз через прозрачную роговицу и проходит через зрачок в центре радужной оболочки. Линза регулируется, чтобы фокусировать свет на сетчатке, где он оказывается перевернутым и направленным назад.Рецепторные клетки сетчатки возбуждаются или подавляются светом и отправляют информацию в зрительную кору через зрительный нерв.
• Сетчатка имеет два типа фоторецепторных клеток: палочки, которые определяют яркость и реагируют на черное и белое, и колбочки, которые реагируют на красный, зеленый и синий. Дальтонизм возникает, когда у людей отсутствуют функции колбочки, чувствительной к красному или зеленому цвету.
• Нейроны-детекторы признаков в зрительной коре головного мозга помогают нам распознавать объекты, а некоторые нейроны выборочно реагируют на лица и другие части тела.
• Теория трехцветного цвета Юнга-Гельмгольца предполагает, что восприятие цвета является результатом сигналов, посылаемых тремя типами колбочек, тогда как теория цвета процесса оппонента предполагает, что мы воспринимаем цвет как три набора цветов оппонента: красно-зеленый, желтый -синий и бело-черный.
• Способность воспринимать глубину возникает в результате бинокулярных и монокулярных сигналов глубины.
• Движение воспринимается как функция размера и яркости объектов. Бета-эффект и феномен фи являются примерами воспринимаемого движения.

Упражнения и критическое мышление

1. Подумайте, как процессы визуального восприятия помогают вам участвовать в повседневной деятельности, например, вождении автомобиля или велосипеде.
2. Представьте на мгновение, какой была бы ваша жизнь, если бы вы не могли видеть. Как вы думаете, сможете ли вы компенсировать потерю зрения с помощью других органов чувств?

Список литературы

Адольф, К. Э. (2000). Специфика обучения: почему младенцы падают с настоящей скалы. Психологическая наука, 11 (4), 290–295.

Кампос, Дж. Дж., Лангер, А., и Кровиц, А. (1970). Сердечные реакции на визуальный обрыв у прелокомоторных младенцев. Science, 170 (3954), 196–197.

Даунинг П. Э., Цзян Ю., Шуман М. и Канвишер Н. (2001). Область коры, отобранная для визуальной обработки человеческого тела. Science, 293 (5539), 2470–2473.

Гегенфуртнер, К. Р. и Кипер, Д. К. (2003). Цветовое зрение. Ежегодный обзор нейробиологии, 26 , 181–206.

Гелдард, Ф. А. (1972). Человеческие чувства (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: John Wiley & Sons.

Гибсон, Э. Дж., И Уолк, Р. Д. (1960). «Визуальный обрыв». Scientific American, 202 (4), 64–71.

Хэксби, Дж. В., Гоббини, М. И., Фьюри, М. Л., Ишаи, А., Схоутен, Дж. Л., и Пьетрини, П. (2001). Распределенные и перекрывающиеся изображения лиц и предметов в вентральной височной коре. Science, 293 (5539), 2425–2430.

Ховард И. П. и Роджерс Б. Дж. (2001). Взгляд в глубину: Основные механизмы (Том 1). Торонто, Онтарио: Портеус.

Келси, К.А. (1997). Обнаружение визуальной информации. В У. Р. Хенди и П. Н. Т. Уэллс (ред.), Восприятие визуальной информации (2-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer Verlag.

Ливингстон, М., и Хьюбел, Д. (1998). Разделение формы, цвета, движения и глубины: анатомия, физиология и восприятие. Science, 240 , 740–749.

Ливингстон М. С. (2000). Тепло? Это реально? Или просто низкая пространственная частота? Наука, 290, 1299.

МакКоун, Э., Канвишер, Н., Дюшейн, Б.С. (2007). Может ли общий опыт объяснить особую обработку лиц? Тенденции в когнитивных науках, 11 , 8–15.

Питчер Д., Уолш В., Йовель Г. и Дюшен Б. (2007). Доказательства ТМС вовлечения правой затылочной области лица в раннюю обработку лица. Current Biology, 17 , 1568–1573.

Родригес, Э. , Джордж, Н., Лашо, Ж.-П., Мартинери, Дж., Рено, Б., и Варела, Ф. Дж. (1999). Тень восприятия: синхронизация активности человеческого мозга на большом расстоянии. Nature, 397 (6718), 430–433.

Секулер Р. и Блейк Р. (2006). Восприятие (5-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.

Уизерингтон, Д. К. (2005). Развитие предполагаемого контроля за хватанием между 5 и 7 месяцами: продольное исследование. Младенчество, 7 (2), 143–161.

Авторство изображений

Рисунок 5.10: Детальное лицо Моны Лизы (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mona_Lisa_detail_face.jpg) находится в общественном достоянии.

Рисунок 5.15: Плита Исихара № 11 (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ishihara_11.PNG) и плита Исихара № 23 (http://commons.wikimedia.org/wiki/File : Ishihara_23.PNG) находится в открытом доступе.

Рисунок 5.16: Nachbild, автор Freddy2001 (http: // commons. wikimedia.org/wiki/File:Nachbild-1.svg) и итальянский флаг, инвертированный Pcessna (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ItalianFlagInverted.gif), являются общественным достоянием.

Рисунок 5.17: Perception-Conception (http://perception-connection.wikispaces.com/3)+Key+Findings), используемый с CC-BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by- sa / 3.0 /).

Анатомия глаза | Глазной центр Kellogg

• Хориоидея
  Слой, содержащий кровеносные сосуды, выстилающий заднюю часть глаза и расположен между сетчаткой (внутренний светочувствительный слой) и склерой (внешней белой стенкой глаза).
• Цилиарное тело
  Структура, содержащая мышцы, расположена за радужной оболочкой, на которую фокусируется хрусталик.
• Роговица
  Прозрачное переднее окно глаза, которое пропускает и фокусирует (то есть резкость или ясность) свет в глаз. Корректирующая лазерная хирургия изменяет форму роговицы, меняя фокус.
• Ямка
  Центр макулы, обеспечивающий четкое зрение.
• Ирис
  Цветная часть глаза, которая помогает регулировать количество света, попадающего в глаз.При ярком свете радужная оболочка закрывает зрачок, чтобы пропускать меньше света. А при слабом освещении радужная оболочка открывает зрачок, пропуская больше света.
• Линза
  Направляет световые лучи на сетчатку. Линза прозрачная, при необходимости ее можно заменить. Наши линзы ухудшаются с возрастом, поэтому нам нужны очки для чтения. Интраокулярные линзы используются для замены линз, помутненных катарактой.
• Макула
  Область сетчатки, содержащая специальные светочувствительные клетки.Эти светочувствительные клетки желтого пятна позволяют нам ясно видеть мелкие детали в центре поля зрения. Ухудшение желтого пятна — обычное заболевание с возрастом (возрастная дегенерация желтого пятна или ARMD).
• Зрительный нерв
  Пучок из более чем миллиона нервных волокон, передающих визуальные сообщения от сетчатки к мозгу. (Чтобы видеть, у нас должен быть свет, а наши глаза должны быть связаны с мозгом.) Ваш мозг фактически контролирует то, что вы видите, поскольку он комбинирует изображения.Сетчатка видит изображения в перевернутом виде, но мозг переворачивает изображения вверх ногами. Этот переворот изображений, который мы видим, очень похож на зеркало в фотоаппарате. Глаукома — одно из наиболее распространенных заболеваний глаз, связанных с повреждением зрительного нерва.
• Зрачок
  Темное отверстие в центре радужки. Зрачок меняет размер, чтобы приспособиться к количеству доступного света (меньше для яркого света и больше для слабого). Это открытие и закрытие света в глазу очень похоже на диафрагму в большинстве 35-миллиметровых камер, которая пропускает больше или меньше света в зависимости от условий.
• Сетчатка
  Нервный слой, выстилающий заднюю часть глаза. Сетчатка воспринимает свет и создает электрические импульсы, которые через зрительный нерв отправляются в мозг.
• Склера
  Белая внешняя оболочка глаза, окружающая радужную оболочку.
• Стекловидное тело
  Прозрачное студенистое вещество, заполняющее центральную полость глаза.

Как работает глаз

Пять чувств включают зрение, звук, вкус, слух и осязание.Зрение, как и другие чувства, тесно связано с другими частями нашей анатомии. Глаз связан с мозгом и зависит от мозга, чтобы интерпретировать то, что мы видим.

Как мы видим, зависит от передачи света. Свет проходит через переднюю часть глаза (роговицу) к хрусталику. Роговица и хрусталик помогают фокусировать световые лучи на задней части глаза (сетчатке). Клетки сетчатки поглощают и преобразуют свет в электрохимические импульсы, которые передаются по зрительному нерву, а затем в мозг.

Глаз работает так же, как фотоаппарат. Затвор камеры может закрываться или открываться в зависимости от количества света, необходимого для экспонирования пленки в задней части камеры. Глаз, как и затвор фотоаппарата, работает точно так же. Радужная оболочка и зрачок определяют количество света, попадающего в заднюю часть глаза. Когда очень темно, наши зрачки очень большие, пропускают больше света. Объектив фотоаппарата может фокусироваться на удаленных и близких объектах с помощью зеркал и других механических устройств.Хрусталик глаза помогает нам сфокусироваться, но иногда требуется дополнительная помощь, чтобы четко сфокусироваться. Очки, контактные линзы и искусственные линзы помогают нам видеть более четко.

Четыре технологии, которые могут изменить лечение слепоты

Во всем мире 36 миллионов человек страдают полной потерей зрения ¹ . Они не могут видеть формы или даже источники света. Для большинства из этих людей слепота связана с излечимыми проблемами, такими как катаракта, — они просто не имеют доступа к надлежащей медицинской помощи.Остальные миллионы, однако, слепы из-за состояний, которые в настоящее время не имеют эффективного лечения.

«Слепота — одно из самых изменяющих жизнь состояний, с которыми может столкнуться человек», — говорит Уильям Хаусвирт, офтальмолог из Университета Флориды в Гейнсвилле. Наряду с трудностями, которые оно вызывает для передвижения и поиска работы, нарушение зрения связано с множеством других проблем со здоровьем, включая бессонницу, беспокойство и депрессию и даже риск самоубийства.«Восстановление полезного зрения приведет к почти невообразимому улучшению качества жизни», — говорит Хаусвирт.

В странах с высоким уровнем доходов, где регулярно устраняются предотвратимые причины нарушения зрения, основной причиной слепоты является дегенерация сетчатки. Эта ткань, расположенная в задней части глаза, содержит специализированные клетки, которые реагируют на свет и обрабатывают визуальные сигналы, и поэтому имеют решающее значение для зрения. Фоторецепторные клетки — нейроны, обычно известные как палочки и колбочки — преобразуют свет, попадающий на сетчатку, в электрохимические сигналы. Затем эти сигналы фильтруются через сложную сеть других нейронов, включая биполярные клетки, амакриновые клетки и горизонтальные клетки, прежде чем достигнут нейронов, известных как ганглиозные клетки сетчатки. Длинные выступы или аксоны этих клеток образуют зрительный нерв, по которому сигналы от сетчатки передаются в зрительную кору головного мозга, где они интерпретируются как изображения.

Заболевания сетчатки обычно связаны с потерей фоторецепторных клеток, что снижает чувствительность глаза к свету.При некоторых заболеваниях сетчатки, включая возрастную дегенерацию желтого пятна (AMD), эта потеря возникает в результате отказа эпителиальных клеток, которые образуют слой на задней стороне сетчатки, известный как пигментный эпителий сетчатки (RPE). RPE поддерживает здоровье фоторецепторных клеток за счет очистки от токсичных побочных продуктов, образующихся во время реакции светом, а также путем предоставления питательных веществ. При заболеваниях сетчатки, при которых фоторецепторы остаются в хорошей форме, основной причиной слепоты является дегенерация ганглиозных клеток сетчатки.

Слушать аудио версию статьи

Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

Разнообразие причин нарушения зрения затрудняет поиск решений. Но успехи в нескольких областях вселяют надежду на то, что почти все формы заболеваний сетчатки могут стать излечимыми.

Один из подходов — увеличить или обойти поврежденные глаза с помощью функциональных протезов. В настоящее время такие бионические глаза могут восстановить только ограниченное зрение, но исследователи продолжают расширять возможности устройств.Другой вариант — генная терапия. Уже доступный для людей с конкретными генетическими мутациями, исследователи стремятся распространить этот подход на большее количество людей и условий. Некоторые ученые также проводят лечение, основанное на родственной методике, известной как оптогенетика, которая включает генетическое изменение клеток для восстановления светочувствительности сетчатки. Эта работа находится на начальной стадии, но исследователи надеются, что этот подход в конечном итоге сможет помочь широкому кругу людей, поскольку он не зависит от причин дегенерации сетчатки.И усилия по замене потерянных или поврежденных клеток сетчатки, либо in situ, , либо посредством трансплантации клеток, намекают на то, что даже заболевания сетчатки на поздних стадиях в конечном итоге могут стать излечимыми.

Большая часть этих исследований находится в зачаточном состоянии. Но Хаусвирт позитивно оценивает уже достигнутый прогресс. Десять лет назад, по его словам, ему часто приходилось говорить пациентам, что он ничего не может для них сделать. «Для многих из этих болезней все полностью изменилось».

Бионические глаза

Почти 30 лет назад Марк Хумаюн, биомедицинский инженер из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе, начал электрическую стимуляцию сетчатки слепых людей.Работая с коллегами из компании Second Sight Medical Products, занимающейся медицинскими технологиями, из Сильмара, штат Калифорния, его эксперименты показали, что такая стимуляция может вызвать визуальное восприятие световых пятен, называемых фосфенами. После десятилетия работы на животных по определению количества электрического тока, которое можно было бы безопасно приложить к глазу, и вооружившись значительно расширенными знаниями о количестве и типах клеток, которые сохраняются в дегенерирующих сетчатках человека, команда Хумаюна была готова приступить к работе. с людьми.В период с 2002 по 2004 год исследователи имплантировали бионический глаз каждому из шести человек, у которых была полная или почти полная слепота на один глаз — первое в своем роде испытание. Получатели устройства, известного как Argus I, сообщили, что способны воспринимать фосфены, направленное движение и даже формы ² . Около 300 человек теперь знакомятся с миром через преемника этого устройства, Argus II, который был одобрен регулирующими органами в Европе в 2011 году для использования у людей с пигментным ретинитом — группой редких генетических заболеваний, вызывающих дегенерацию фоторецепторных клеток.Два года спустя этому примеру последовало Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA).

Имплант Argus II состоит из набора электродов, прикрепленных к поверхности сетчатки. Фото: Ринго Чиу / ZUMA / Alamy

При установке Argus II пациенты подвергаются операции по прикреплению чипа, содержащего электродную решетку, к поверхности сетчатки. Чтобы «видеть» с помощью устройства, миниатюрная видеокамера, установленная на очках, передает сигналы на блок обработки, который носит получатель.Процессор преобразует сигналы в инструкции, которые передаются на имплантированное устройство по беспроводной сети. Затем электроды стимулируют ганглиозные клетки сетчатки в передней части сетчатки. Использование протеза — это процесс обучения. Получатели должны тренировать свой мозг для интерпретации нового типа получаемой информации. А поскольку видеокамера не отслеживает движение глаза, они также должны научиться двигать головой, чтобы направлять взгляд.

Устройство обеспечивает только ограниченное зрение.Пользователи могут обнаруживать источники света и объекты с высококонтрастными краями, такие как двери или окна, а некоторые могут расшифровывать большие буквы. Эти ограничения частично возникают из-за того, что 60 электродов устройства обеспечивают очень низкое разрешение по сравнению с миллионами фоторецепторных клеток в здоровом глазу. Но даже это минимальное улучшение может значительно улучшить жизнь людей.

В то время как Argus II представляет собой эпиретинальный имплант, то есть он располагается на поверхности сетчатки, другие разрабатываемые устройства предназначены для размещения под сетчаткой.Эти субретинальные имплантаты могут стимулировать клетки, которые ближе к тем, которые обычно передают сигналы сетчатке — фоторецепторным клеткам. Стимулируя клетки на более высоких уровнях зрительного пути, исследователи надеются сохранить большую часть обработки сигналов, которую выполняет здоровая сетчатка.

Retina Implant, биотехнологическая компания из Ройтлингена, Германия, создала субретинальный имплантат, содержащий фотодиоды (полупроводниковые устройства, преобразующие свет в электрический ток), которые непосредственно воспринимают свет, попадающий в глаз.Это устраняет необходимость во внешней видеокамере, позволяя пользователям естественно направлять взгляд. Питание подается от портативного устройства через катушку, которая имплантируется под кожу над ухом. Alpha AMS, текущая версия системы, получила одобрение регулирующих органов в Европе для использования у людей с пигментным ретинитом.

Pixium Vision в Париже тестирует фотоэлектрический субретинальный имплант под названием Prima. Система проецирует сигналы с видеокамеры, установленной на очках, в глаз, используя ближний инфракрасный свет, длина волны которого оптимально управляет фотодиодами в устройстве для стимуляции клеток сетчатки.Такое проецирование изображений дает пользователям некоторый контроль над направлением их взгляда, поскольку они могут исследовать сцену, двигая только глазами. Электропитание также обеспечивается ближним инфракрасным светом, что упрощает беспроводную установку имплантата и операцию по его установке. «Пациенты быстрее учатся восстанавливать зрение, и разрешение кажется лучше», — говорит Хосе-Ален Сахель, офтальмолог из Университета Питтсбурга, штат Пенсильвания, который проводит испытания устройства на безопасность у десяти человек с AMD.«Пока рано, но это очень многообещающе».

Все эти устройства работают только тогда, когда функционирующие клетки остаются в сетчатке. При обычных заболеваниях глаз, которые затрагивают в основном фоторецепторные клетки, включая пигментный ретинит и AMD, обычно остается несколько клеток, которые нужно стимулировать. Но когда умирает слишком много ганглиозных клеток сетчатки, как это происходит при запущенной диабетической ретинопатии и глаукоме, такие имплантаты не могут помочь. Для людей, у которых сетчатка не сохранилась из-за болезни или травмы, альтернативный бионический подход может быть более актуальным.

Хумаюн и его коллеги работают над системой, которая обходит глаз, посылая сигналы прямо в мозг. Идея не нова: в 1970-х годах американский биомедицинский инженер Уильям Добелль показал, что прямая стимуляция зрительной коры головного мозга запускает восприятие фосфенов ³ . Но технология бионического глаза только сейчас догоняет. Компания Second Sight разработала Orion, систему, которая, по словам Хумаюна, «в основном представляет собой модифицированный Аргус II». Как и в оригинале, он использует видеокамеру и сигнальный процессор, которые обмениваются данными с имплантатом по беспроводной сети, но чип размещается на поверхности зрительной коры, а не на сетчатке.Устройство тестируется на пяти людях с ограниченным или отсутствующим восприятием света из-за травмы глаза или повреждения сетчатки или зрительного нерва. «Пока результаты хорошие», — говорит он. «Мы пока ничем не удивлены».

Учитывая, что некоторые технологии уже опробованы на людях, Хумаюн надеется, что система может получить одобрение регулирующих органов в течение нескольких лет. «Очевидно, что операция на головном мозге имеет другой уровень риска, но процедура довольно проста, и Orion может помочь гораздо большему количеству пациентов», — говорит он.Однако о стимуляции мозга для обеспечения полезного зрения известно гораздо меньше. «Мы много знаем о сетчатке, но очень мало о коре», — говорит Ботонд Роска, нейробиолог из Института молекулярной и клинической офтальмологии Базеля в Швейцарии. «Но мы никогда не узнаем достаточно, если не попробуем», — говорит он.

Генная терапия

Глаз — идеальная мишень для генной терапии. Поскольку он относительно самодостаточен, вирусы, которые используются для переноса генов в клетки сетчатки, не должны перемещаться в другие части тела.А поскольку глаз является иммунопривилегированным участком, иммунная система с меньшей вероятностью обеспечит там защиту от такого вируса.

Офтальмолог Альберт Магуайр исследует глаза девочки с врожденным амаврозом Лебера, зрение которой было восстановлено с помощью генной терапии voretigene neparvovec (Luxturna). Фото: Детская больница Филадельфии

В ходе первой демонстрации потенциала генной терапии в борьбе со слепотой три группы исследователей использовали этот метод для успешного лечения людей с врожденным амаврозом Лебера (ВМС).Это наследственное заболевание приводит к серьезным нарушениям зрения и начинается в первые несколько лет жизни, часто проявляясь как куриная слепота, а затем прогрессирует до обширной потери зрения, которая начинается на периферии поля зрения. Им страдает примерно 1 ребенок из 40 000.

Исследователи решили бороться с особой формой заболевания, известной как LCA 2. Это вызвано мутациями в RPE65 , гене, который экспрессируется RPE. Мутировавший ген отрицательно влияет на функцию RPE, которая, в свою очередь, повреждает фоторецепторные клетки.В 2008 году три команды, в том числе одна во главе с Хаусвиртом, продемонстрировали в ходе ранних клинических испытаний, что доставка здоровой копии RPE65 на сетчатку была безопасной и привела к ограниченному улучшению зрения ^{4 , 5 , 6} . Клинические испытания фазы III под руководством Альберта Магуайра, офтальмолога из Пенсильванского университета в Филадельфии, показали в августе 2017 года, что люди с LCA 2, которые получали лечение, лучше могли преодолевать полосы препятствий при различных уровнях освещения, чем те, кто этого не делал. ⁷ .В декабре 2017 года FDA одобрило лечение voretigene neparvovec (Luxturna), что сделало его первой генной терапией для любого состояния, получившей зеленый свет для клинического использования.

Таким образом можно лечить LCA 2, потому что вовлеченные генетические мутации демонстрируют рецессивный паттерн наследования. Это означает, что обе копии человека RPE65 должны нести соответствующие мутации, чтобы вызвать расстройство. Таким образом, поставка единственной неизмененной версии решает проблему. Однако состояния, вызванные доминантно наследуемыми мутациями, требуют для проявления только одной мутированной копии гена.В большинстве случаев простое добавление нормальной копии гена не поможет; вместо этого необходимо инактивировать мутировавший ген. Один из вариантов — заставить его замолчать, добавив определенные молекулы РНК, которые перехватывают инструкции мутированного гена по созданию дефектного белка, а затем предоставят нормальную копию гена для выполнения его функций — подход, называемый подавлением и заменой. Другой способ — исправить мутацию с помощью метода редактирования генов CRISPR – Cas9. Исследователи из Университета Модены и Реджио-Эмилии в Модене, Италия, продемонстрировали этот подход на мышиной модели пигментного ретинита ⁸ в 2016 году.В следующем году команда из США использовала его для исправления мутации, вызывающей тип глаукомы как у мышей, так и в культивируемых человеческих клетках ⁹ .

Важным двигателем прогресса генной терапии стало использование аденоассоциированного вируса (AAV) для доставки замещающих генов в клетки. Было доказано, что AAV безопасны, отчасти потому, что они, как правило, не интегрируются в геном своей клетки-хозяина, что сводит к минимуму риск превращения клеток в злокачественные. А их небольшой размер позволяет им широко распространяться через глаз и, следовательно, инфицировать большое количество клеток.Но способность AAV доставлять гены имеет ограничения: некоторые гены слишком велики для AAV, включая ABCA4 , мутации в которых могут привести к болезни Штаргардта, наследственной форме дегенерации желтого пятна. В настоящее время разрабатываются два обходных пути. Первый использует вирус с большей несущей способностью, такой как лентивирус, для доставки замещающих генов. Безопасность и эффективность этого подхода неизвестны, но клинические испытания продолжаются. Вторая стратегия состоит в том, чтобы разбить заменяющий ген на две части и транспортировать каждую половину отдельно в клетку вместе со средствами их рекомбинации.«Сейчас это работает по крайней мере на одной модели животных», — говорит Хаусвирт.

Независимо от подхода, генная терапия имеет значительные ограничения. Более 250 генов вовлечены в слепоту, и, поскольку каждый может быть затронут многочисленными типами мутаций, число потенциальных терапевтических мишеней огромно. Например, более 100 мутаций в гене RHO приводят к пигментному ретиниту, наиболее распространенному доминантно наследуемому заболеванию сетчатки. По словам Хаусвирта, разработка генной терапии для каждой мутации непрактична.

Исследователи работают над потенциальным решением, которое изменяет подход подавления и замены. Вместо того, чтобы нацеливаться на копии RHO , содержащие специфическую мутацию, они используют сайленсирующую РНК для подавления всей экспрессии гена, вне зависимости от того, мутирован ли RHO или нет, при доставке замещающей копии, которая невосприимчива к сайленсирующей РНК. Команда под руководством Джейн Фаррар, генетика из Тринити-колледжа в Дублине, показала перспективность этой стратегии в 2011 году на мышиной модели доминантного пигментного ретинита ¹⁰ .В 2018 году Хаусвирт и его коллеги протестировали этот подход на собаках с пигментным ретинитом ¹¹ . Они показали, что дегенерацию фоторецепторных клеток в обработанных областях сетчатки можно остановить — улучшение, которое сохранялось не менее восьми месяцев. Эта стратегия устраняет все мутации, которые могут вызвать доминантно наследуемый пигментный ретинит, за одно лечение и, следовательно, расширяет генную терапию от рецессивных до доминантно наследуемых состояний «довольно простым способом», — говорит Хаусвирт.Он планирует изучить, насколько хорошо собаки, прошедшие лечение, могут перемещаться по лабиринту, и собирает данные о безопасности, необходимые для начала клинических испытаний.

Optogenetics

Генная терапия работает только у людей, чья слепота вызвана генетической мутацией. Он также не подходит для лечения терминальной стадии заболевания сетчатки, при которой остается недостаточное количество клеток для восстановления. Но связанный подход, основанный на технике, называемой оптогенетикой, не зависит от расстройства и может привести к лечению различных стадий дегенерации.В оптогенетике гены, которые позволяют клеткам производить светочувствительные белки, известные как опсины, доставляются вирусом. Введение опсинов может восстановить некоторую светочувствительность поврежденных фоторецепторов или даже сделать другие клетки сетчатки, включая биполярные клетки или ганглиозные клетки сетчатки, чувствительными к свету.

Оптогенетика использовалась для восстановления светочувствительности колбочек (зеленый) на мышиной модели пигментного ретинита; Успешность метода оценивалась путем измерения активности ганглиозных клеток сетчатки (пурпурных), которые стимулируются колбочками в ответ на свет.Кредит: IOB.ch

Однако проблематично, хотя фоторецепторные клетки глаза могут справляться с широким диапазоном интенсивности света — хорошо работая как при ярком солнечном свете, так и в сумерках — опсины имеют ограниченный диапазон и часто лучше работают при высокой интенсивности света. Потенциальным решением является использование настройки, которая работает аналогично системе бионических глаз Pixium Vision Prima, в которой получатели снабжены очками, в которых есть видеокамера, фиксирующая вид пользователя, и проектор, указывающий им в глаза. .Как и в случае с Prima, преимущество состоит в том, что природа света, попадающего в глаз, может быть адаптирована к модификации сетчатки; однако в этом случае выбранная интенсивность и длина волны — это те, которые лучше управляют вновь введенными опсинами, а не имплантированными фотодиодами.

GenSight Biologics, биотехнологическая компания в Париже, среди основателей которой Sahel и Roska, уже тестирует такую ​​систему. Он направлен на доставку опсина к ганглиозным клеткам сетчатки, но есть потенциальная загвоздка: ганглиозные клетки сетчатки от природы чувствительны к свету.Они экспрессируют меланопсин, белок, участвующий в световом рефлексе зрачка, при котором зрачок глаза сужается в ответ на яркий свет. Чтобы избежать этого, исследователи GenSight используют опсин, который реагирует на красные волны света, потому что меланопсин реагирует преимущественно на свет в синем конце спектра. В октябре 2018 года компания начала клинические испытания на ранней стадии на людях с запущенным пигментным ретинитом, у которых осталось минимальное зрение. В испытании будут участвовать когорты из Великобритании, Франции и США, а первые результаты ожидаются к концу 2020 года.

«Это простой подход, и мы должны посмотреть, что будет достигнуто», — говорит Роска. «Тогда мы можем переходить к все более и более изощренным подходам». Остается одна проблема: многие расстройства, которые можно лечить с помощью оптогенетических методов, связаны с дегенерацией определенных частей сетчатки, при этом полезное зрение сохраняется в других областях. Свет, управляющий опсинами, виден и может мешать естественному зрению. В будущем опсины, которые реагируют на ближний инфракрасный свет, могут позволить оптогенетическим методам лечения работать в тандеме с остаточным естественным зрением.

Регенерация клеток

Терапия стволовыми клетками потенциально может вылечить слепоту даже на поздних стадиях заболевания. Поскольку стволовые клетки можно уговорить стать клетками любого типа, их можно использовать для выращивания свежих клеток сетчатки для трансплантации в глаз, чтобы заменить те, которые были потеряны. Однако исследования на животных показали, что лишь небольшая часть трансплантированных нейронов способна правильно интегрироваться в сложные нейронные цепи сетчатки. Это серьезное препятствие для лечения стволовыми клетками, направленного на замену нейронов сетчатки.

Сложная клеточная структура сетчатки включает слои фоторецепторов (зеленые) и кровеносные сосуды и нервы (пурпурный). Фото: Луиза Хьюз / SPL

Клетки, составляющие пигментный эпителий сетчатки, с другой стороны, находятся вне контуров сетчатки. Поэтому методы лечения на основе стволовых клеток наиболее перспективны при таких состояниях, как AMD и пигментный ретинит, которые вызывают дегенерацию клеток RPE. «Фоторецепторы должны подключаться к схемам, а пигментный эпителий сетчатки — нет», — говорит Роска.«Вот где люди ближе всего к успеху». Первоначально исследователи пытались ввести в сетчатку суспензию клеток РПЭ, полученных из стволовых клеток, но слишком мало оставалось там, где они были необходимы. Несколько команд теперь считают, что лучшим подходом является трансплантация клеток RPE в глаз в виде предварительно сформированного листа, который затем удерживается на месте с помощью биосовместимого каркаса. «Подход с использованием каркаса — это огромное улучшение по сравнению с суспензией для клеток РПЭ», — говорит Сахель.

В марте 2018 года Лондонский проект по лечению слепоты — сотрудничество между Университетским колледжем Лондона и глазной больницей Мурфилдс в Лондоне — объявил о результатах исследования фазы I, в котором лист клеток RPE был имплантирован в сетчатку двух людей с влажная AMD (редкая, серьезная форма AMD, сопровождающаяся аномальным ростом и утечкой кровеносных сосудов).Оба реципиента хорошо перенесли процедуру и смогли прочитать на 21–29 букв больше, чем до лечения. ¹² . В следующем месяце группа под руководством Хумаюна сообщила об аналогичных результатах фазы I у пяти человек с сухой AMD, более распространенной формой состояния ¹³ . Эти первые результаты полны надежд. «Это вызвало большое волнение», — говорит Хумаюн. Но результаты должны быть подтверждены испытаниями фазы III на большем количестве участников, и Хумаюн предупреждает, что лечение может быть через много лет от использования в клинике, потому что никакая терапия стволовыми клетками для заболевания сетчатки еще не прошла. процесс утверждения.

Родственный подход, все еще находящийся на ранних стадиях фундаментальных исследований, мог бы оправдать надежду на замену потерянных нейронов, открыв дверь для лечения широкого спектра глазных болезней. У людей зрелые нейроны не делятся и, следовательно, не могут регенерировать, что особенно затрудняет восстановление зрения. Но это не относится ко всем животным. Рептилии и некоторые рыбы могут регенерировать нейроны сетчатки, а птицы также обладают некоторой регенеративной способностью. Томас Рех, нейробиолог из Вашингтонского университета в Сиэтле, пытается раскрыть эту способность у людей.Но вместо того, чтобы пересаживать клетки, выращенные в лаборатории, Ре стремится заставить клетки, которые уже находятся в сетчатке, дифференцироваться в свежие нейроны.

В 2001 году Рех предположил, что глия Мюллера — клетки, которые обеспечивают структуру сетчатки и поддерживают ее функцию — являются источником новых нейронов, которые наблюдались у рыб и птиц ¹⁴ . Затем он и его команда приступили к выяснению того, можно ли использовать Мюллерглию для генерации новых нейронов у мышей. В 2015 году они сконструировали мышей для производства Ascl1, белка, который важен для производства нейронов у рыб, а затем повредили сетчатку животных ¹⁵ .Они надеялись, что Ascl1 спровоцирует трансформацию глии Мюллера в нейроны.

Эксперимент не смог произвести новые нейроны у взрослых мышей, но успешен у молодых мышей. Николас Йорстад, биохимик и аспирант в команде Рехса, предположил, что химические модификации, внесенные в хроматин (комплекс ДНК, РНК и белков) в ядре клетки во время развития, могут блокировать доступ зрелых клеток к генам, которые позволяют глии Мюллера трансформировать в нейроны. В августе 2017 года команда Рэя показала, что, введя фермент, который обращает вспять такие модификации, они могут уговорить Мюллерову глию дифференцировать ¹⁶ .«Впервые мы смогли регенерировать нейроны у взрослых мышей», — говорит Рех. «После всех этих лет я был очень взволнован». Хотя они не были настоящими фоторецепторными клетками и были больше похожи на биполярные клетки, нейроны, подключенные к существующим схемам, были чувствительны к свету. «Я был удивлен, что они соединяются так же хорошо, как и они», — говорит Рех.

Хотя эта работа далека от того, чтобы лечить заболевания сетчатки у людей, эта работа имеет огромный потенциал. Следующим шагом будет повторение исследований на животных с глазами, более похожими на глаза человека.Команда Рэя уже работает с культурами клеток сетчатки от нечеловеческих приматов. Исследователям также необходимо решить, как направить процесс дифференцировки для производства определенных типов клеток, таких как палочки и колбочки. «Теперь, когда мы занимаемся производством нейронов, колбочки были бы замечательными», — говорит Рех.

В случае успеха подход может быть широко применим. «В конечном счете, именно так будут лечиться все эти глазные болезни», — прогнозирует Рех. «В этом есть смысл. Вам не нужно беспокоиться о правильной трансплантации.Ваши клетки находятся именно там, где они вам нужны ».

Хумаюн также воодушевлен работой. «Я поддерживаю любого, кто предлагает новую хорошую идею», — говорит он. «Еще очень рано, это большой риск, но никогда не говори никогда. Вот что я узнал ».

Определение

, части глаз и здоровья глаз

Обзор

Что такое зрение?

Ваше видение — это то, что позволяет вам видеть мир вокруг себя. У вас есть зрение благодаря нескольким компонентам вашего глаза и мозга, которые работают вместе.Эти части включают:

• Объектив.
• Retina.
• Зрительный нерв.

Каждая деталь превращает световые и электрические сигналы в изображения, которые вы можете видеть.

Анатомия

Какие части вашего глаза составляют зрение?

Есть много разных частей вашего глаза и мозга, которые работают вместе, чтобы помочь вам видеть. Основные компоненты вашего видения включают:

• Роговица : это передний слой глаза.Роговица имеет куполообразную форму и работает, отклоняя свет, попадающий в ваш глаз.
• Зрачок : Зрачок — это черная точка в центре вашего глаза, которая действует как проход для света. Он расширяется при тусклом свете и сжимается при ярком свете. Это контролируется радужной оболочкой.
• Ирис : эта часть обычно называется цветом глаз. Радужная оболочка — это мышца, которая контролирует размер зрачка и количество света, попадающего в глаз.
• Объектив : Объектив находится за радужной оболочкой и зрачком.Он работает с вашей роговицей, чтобы фокусировать свет, попадающий в ваш глаз, так же, как камера. Объектив четко фокусирует изображение перед вами, что позволяет четко видеть детали.
• Сетчатка : сетчатка, расположенная в задней части глаза, представляет собой слой ткани, который преобразует свет, попадающий в ваш глаз, в электрические сигналы. Эти сигналы отправляются в мозг, где они распознаются как изображения.
• Зрительный нерв : Эта часть вашего зрения работает как связующий элемент между сетчаткой и мозгом.Ваш зрительный нерв передает электрические сигналы, сформированные в сетчатке глаза, в мозг. Оказавшись там, мозг создает образы.
• Слезы: Хотя их чаще всего называют слезами, они предназначены для того, чтобы ваши глаза оставались влажными и помогали четко сосредоточиться. Они также помогают защитить глаза от раздражения и инфекции.

Состояния и расстройства

Какие условия могут повлиять на мое зрение?

Есть много разных условий, которые могут повлиять на ваше зрение.Эти условия часто мешают прохождению света от глаза к мозгу. Медицинские работники часто могут предотвратить или исправить многие из этих состояний. Условия, влияющие на ваше зрение, могут включать:

• Старение: По мере того, как вы становитесь старше, ваш риск ухудшения зрения увеличивается. Общие расстройства включают катаракту (помутнение хрусталика глаза) и возрастную дегенерацию желтого пятна (AMD), состояние, которое вызывает потерю или искажение зрения.
• Повреждение: Травмы могут вызвать отслоение сетчатки или помутнение роговицы или хрусталика.Это повреждение может препятствовать прохождению света через ваш глаз и вызывать потерю зрения.
• Нарушения развития: Проблемы со зрением, такие как амблиопия (ленивый глаз), возникают, когда один или оба глаза аномально развиваются в детстве.
• Болезнь: Заболевания, такие как глаукома (повышенное давление жидкости в глазу), могут повредить зрительный нерв. В результате они ухудшают способность мозга превращать электрические сигналы в изображения.
• Инфекция: Инфекция в любой части глаза может повлиять на вашу способность видеть.
• Ошибки рефракции: Проблемы со зрением могут возникать, когда ваш глаз неправильно излучает свет. Эта проблема может ухудшить способность вашего глаза фокусироваться и вызвать нечеткое зрение. Корректирующие линзы, такие как очки или контактные линзы, часто могут улучшить способность ваших глаз видеть.

Забота

Как сохранить зрение здоровым?

Есть несколько вещей, которые нужно делать ежедневно, чтобы способствовать здоровому зрению. Вот некоторые из этих советов:

• Регулярные осмотры глаз: Ваш глазной врач может выявлять и лечить проблемы со зрением на ранней стадии.Важно планировать ежегодные визиты к врачу-офтальмологу, чтобы можно было лечить любые развивающиеся проблемы как можно раньше.
• Ношение солнцезащитных очков: Солнцезащитные очки — это больше, чем просто заявление о моде, они защищают ваши глаза от вредных солнечных лучей и могут замедлить процесс старения ваших глаз.
• Использование средств защиты глаз : Если у вас есть работа или деятельность, на которой вы можете получить травму глаз, всегда используйте средства защиты глаз. Это могут быть различные виды спорта, строительные или заводские работы.
• Соблюдайте здоровую диету : Выбирайте продукты, полезные для глаз, например фрукты, овощи и лосось. Листовая зелень (шпинат, капуста и капуста) особенно полезна для ваших глаз.
• Регулярные занятия спортом : Выделение времени на регулярные физические упражнения может помочь предотвратить различные проблемы со здоровьем на протяжении всей вашей жизни. К ним могут относиться диабет и высокое кровяное давление, которые могут вызвать проблемы со зрением.
• Избегайте курения: Отказ от курения может снизить риск развития таких заболеваний, как катаракта и дегенерация желтого пятна.

Часто задаваемые вопросы

Существуют ли разные типы врачей по уходу за глазами?

Есть два типа офтальмологов, которые отличаются от вашего лечащего врача. Оптометрист — это врач оптометрии, который занимается лечением проблем со зрением и здоровьем глаз. Офтальмолог — это врач, который лечит эти проблемы, а также выполняет операции на глазах.

Как врач проверит мое зрение?

Ваш врач проведет осмотр зрения в офисе во время обычного приема.Во время этого приема может быть несколько тестов. Вас могут попросить прикрыть один глаз и прочитать таблицу. Ваш врач может также прописать вам глазные капли, чтобы расширить глаза. Это увеличивает размер ваших зрачков. Этот тест позволяет вашему врачу увидеть любые признаки повреждения или заболевания сетчатки или зрительного нерва.

Когда мне следует позвонить своему врачу по поводу моего зрения?

Обратитесь за неотложной медицинской помощью в отделение неотложной помощи, если вы внезапно потеряли зрение. Внезапная потеря зрения может быть признаком серьезной проблемы со здоровьем.Обратитесь к офтальмологу, если вы внезапно почувствуете нечеткость зрения, вспышки света или если нечеткое зрение мешает вашей повседневной деятельности. Если у вас в семье есть проблемы со зрением, вам следует ежегодно проходить обследование глаз, чтобы следить за своим здоровьем и зрением.