20 Вопрос

Теория цветоощущения

Для объяснения цветового зрения, истинная природа которого экспериментально изучена плохо, имеется несколько теорий. Основными из них являются теория Юнга-Гельмгольца и теория Э.Геринга.

Согласно теории Юнга-Гельмгольца, зрительное ощущение возникает вследствие некоторого фотохимического процесса, выражающегося в распаде трех гипотетических светочувствительных веществ, каждое из которых обладает своим спектром поглощения. Распад молекул освобождает ионы, которые при известных условиях стимулируют нервное возбуждение.

Гельмгольц допускает существование в зрительном аппарате трех типов нервных волокон. Отдельные возбуждения этих волокон дают ощущения максимально насыщенных красного, зеленого и фиолетового цветов. Обычно свет действует не на одно, а на все три нервных волокна. Различию нервных волокон соответствует различие в мозговых центрах и различие в воспринимающих аппаратах. В случае палочкового зрения возникает фотохимический процесс выцветания зрительного пурпура. В случае колбочкового зрения предполагается, что возникает аналогичный процесс, хотя экспериментально существование трех светочувствительных веществ еще не установлено. Каждый монохроматический цвет возбуждает два или большей частью три цветочувствительных вещества.

Ощущение красного цвета вызывается возбуждением красного и отчасти зеленого вещества и т.д. <Чем сильнее возбуждение одного из цветочувствительных веществ по отношению к возбуждению двух других цветочувствительных веществ, тем сильнее насыщенность цвета. Чем слабее различие по интенсивности между всеми тремя возбуждениями, тем менее насыщенным является цвет. При уменьшении интенсивности всех трех возбуждений уменьшается светлота цвета. При каждом изменении в соотношениях интенсивности возбуждения цветочувствительных веществ возникает новое качество ощущения. Благодаря этому при наличии всего трех основных возбуждений человеческий глаз различает несколько сот тысяч цветов, отличающихся по цветному тону, светлоте и насыщенности. Ощущение черного цвета возникает, когда ни одно из цветоощущающих веществ не возбуждается вовсе

Дополнительными являются цвета, которые при своем смешении вызывают равное возбуждение всех трех веществ, т.е. вызывают ощущение белого цвета.

При утомлении глаза каким-либо цветом изменяются соответствия в силе каждого из трех процессов, вызывающих ощущение цвета. Благодаря этому изменяется чувствительность глаза к световым волнам различной длины. Этим, по теории Юнга-Гельмгольца, объясняется явление адаптации и последовательного контраста.

Э.Геринг предложил другую теорию цветоощущения. Он считает, что в глазу имеются три цветочувствительных вещества – бело-черное, красно-зеленое и желто-синее. Диссоциация веществ вызывает ощущения белого, красного и желтого, а ассимиляция вызывает ощущения черного, зеленого и синего.

Помимо теорий Юнга-Гельмгольца и Геринга существуют еще и другие многоступенные теории зрения, построенные на учете не только периферических, но и центральных процессов. По Г.Э.Мюллеру, существуют первичные процессы Р1, Р2 и Р3. Первичные процессы соответствуют трем основным возбуждениям теории Гельмгольца. Вторичные хроматические процессы имеют промежуточный характер и протекают также в сетчатой оболочке глаза, причем эти вторичные процессы, в соответствии с теорией Геринга, попарно связаны между собой. Центральных возбуждений, по Мюллеру, шесть: красное, желтое, зеленое, синее, белое и черное. Аналогичную схему предлагает также и Т.Шьелдерупп-Эббе.

Согласно теории X.Лэдд-Франклин, на первой стадии филогенетического развития зрение было ахроматическим, затем произошла дифференциация и зрение стало дихроматическим, т.е. наш глаз стал различать синие и желтые цвета. На последней, третьей, стадии развития дихроматическое зрение сделалось трихроматическим, т.е. глаз стал различать вместо желтого два цвета – красный и зеленый. С этой точки зрения, явление цветослепоты есть возврат ко второй стадии развития глаза, когда орган зрения был дихроматическим.

Как показали опыты Л.А.Шварц, предварительное слабое раздражение глаза тем или иным цветом может повлечь за собой повышение чувствительности к другому цвету в 2-3 раза на срок до получаса. Ею было установлено, что подобная сенсибилизация имеет место только для дополнительных цветов: красный – зеленый и желтый – синий, причем красный и желтый цвета оказывают значительно более сильное сенсибилизирующее действие, чем зеленый и синий. Сенсибилизация имеет место и при воздействии красным и желтым цветом на другой глаз и при мысленном воспроизведении этих цветов, в то время как зеленый и синий такого эффекта не дают. Это, по-видимому, связано с различной локализацией цветов и филогенетическим возрастом соответствующих участков мозга.

Исследование цветоощущения

Согласно трёхкомпонентной теории цветового зрения М. Ломоносова в зрительном анализаторе допускается существование трёх видов цветоощущающих компонентов, различно реагирующих на свет разной длины волны.

Цветоощущающие компоненты I типа сильнее всего возбуждаются длинными световыми волнами, слабее средними и ещё слабее короткими. Компоненты II и III типа соответственно наиболее сильно возбуждаются средними и короткими волнами.

При равномерном возбуждении всех трёх компонентов создаётся ощущение белого цвета. Отсутствие раздражения даёт ощущение чёрного цвета. В зависимости от степени возбуждения каждого из трёх компонентов суммарно получается всё многообразие цветов и их оттенков.Расстройства цветоощущения бывают врождёнными и приобретёнными.

Расстройства цветоощущения могут проявляться либо аномальным восприятием цветов, которое называется цветоаномалией, или аномальной трихромазией, либо полным выпадением одного из трёх компонентов — дихромазией. В редких случаях наблюдается только чёрно-белое восприятие — монохромазия.

Каждый из трёх цветорецепторов в зависимости от порядка их расположения в спектре принято обозначать порядковыми греческими цифрами: красный — первый, зелёный — второй и синий — третий. Таким образом, аномальное восприятие красного цвета называется протаномалией, зелёного — дейтероаномалией, синего — тританомалией, а людей с таким расстройством соответственно протаномалами, дейтероаномалами и тританомалами.Дихромазия наблюдается также в трёх формах: протанопии, дейтероанопии, тританопии. Лиц с данной патологией называют протанопами, дейтероанопами и тританопами.Врождённые расстройства цветоощущения всегда двусторонние, не сопровождаются нарушением других зрительных функций и обнаруживаются только при специальном исследовании.

Приобретённые расстройства цветоощущения встречаются при заболеваниях сетчатки, зрительного нерва и ЦНС. Они бывают в одном или обоих глазах, выражаются в нарушении восприятия всех трёх цветов, обычно сопровождаются расстройствами других зрительных функций и в отличие от врождённых расстройств могут претерпевать изменения в процессе заболевания и его лечения.

К приобретённым расстройствам цветоощущения относится и видение предметов, окрашенных в какой-либо один цвет. В зависимости от тона окраски различают эритропсию, ксантопсию, хлоропсию и цианопсию. Эритропсия и цианопсия наблюдаются нередко после экстракции катаракты, а ксантопсия и хлоропсия — при отравлениях и интоксикациях.

Для исследования цветового зрения применяют два основных метода: специальные пигментные таблицы и спектральные приборы — аномалоскопы. Из пигментных таблиц наиболее совершенными признаны полихроматические таблицы Рабкина.

Расстройства цветоощущения

Расстройства цветового зрения бывают врожденными и приобретенными. Врожденные именовались раньше дальтонизмом (по имени английского ученого Дальтона, страдавшего этим дефектом зрения и впервые его описавшего). Врожденные аномалии цветоощущения наблюдаются приблизительно у 8 % мужчин и 0,5 % женщин.

Расстройства цветоощущения могут проявляться либо аномальным восприятием цветов, которое называется цветоаномалией, или аномальной трихромазией, либо полным выпадением одного из трех компонентов - дихромазией. В редких случаях наблюдается только черно-белое восприятие - монохромазия.

Каждый из трех цветорецепторов в зависимости от порядка их расположения в спектре принято обозначать порядковыми греческими цифрами: красный - первый (протос), зеленый - второй (дейтерос) и синий - третий (тритос). Таким образом, аномальное восприятие красного цвета называется протаномалией, зеленого - дейтераномалией, синего - тританомалией, а людей с таким расстройством соответственно протаномалами, дейтераномалами и тританомалами.

Дихромазия наблюдается также в трех формах: а) протанопии, б) дейтеранопии, в) тританопии. Лиц с данной патологией называют протанопами, дейтеранопами и тританопами.

Среди врожденных расстройств цветоощущения наиболее часто встречается аномальная трихромазия. На ее долю приходится до 70 % всей патологии цветоощущения.

Врожденные расстройства цветоощущения всегда двусторонние, не сопровождаются нарушением других зрительных функций и обнаруживаются только при специальном исследовании.

Приобретенные расстройства цветоощущения встречаются при заболеваниях сетчатки, зрительного нерва и центральной нервной системы. Они бывают в одном или обоих глазах, выражаются в нарушении восприятия всех трех цветов, обычно сопровождаются расстройствами других зрительных функций и в отличие от врожденных расстройств могут претерпевать изменения в процессе заболевания и его лечения.

К приобретенным расстройствам цветоощущения относится и видение предметов, окрашенных в какой-либо один цвет. В зависимости от тона окраски различают эритропсию (красный), ксантопсию (желтый), хлоропсию (зеленый) ицианопсию (синий). Эритропсия и цианопсия наблюдаются нередко после экстракции катаракты, а ксантопсия и хлоропсия - при отравлениях и интоксикациях.