Исследование особенностей стереометрических зрительно-моторных реакций на стереометре "Visus-4D" у студентов с разным уровнем концентрации внимания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Исследование особенностей стереометрических зрительно-моторных реакций на стереометре "Visus-4D" у студентов с разным уровнем концентрации внимания

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 История изучения органа зрения и развитие офтальмологии

1.1.1 Вклад И.М. Сеченова в становление учений о зрении

1.1.2 Исследования и работы современности

1.2 Бинокулярное зрение

1.2.1 Развитие бинокулярного зрения в онтогенезе человека

1.2.2 Механизм бинокулярного зрения

1.2.3 Условия формирования бинокулярного зрения

1.2.4 Способы определения бинокулярного зрения

ГЛАВА II. МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объект исследования

2.2 Тестовый материал

2.3 Порядок проведения исследования

2.4 Проверка остроты зрения

2.5 Тест Пьерона-Рузера

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ



ВВЕДЕНИЕ

Зрение - важнейший из органов чувств человека. От него мы получаем 90% информации, передающейся в мозг от всех рецепторов тела. Зрительное восприятие это многоступенчатый процесс, начинающийся с проекции изображения на сетчатку глаза и возбуждения фоторецепторов и заканчивающийся восприятием высшими отделами, локализованными в коре головного мозга. Одним из важнейших достижений в преобразовании зрительного анализатора возможность видения трехмерности пространства, т.е. стереоскопическое зрение.

Исследование остроты стереозрения является одной из актуальных задач диагностики морфо-функционального состояния зрительной системы. В процессе развития у детей формируются модели зрительных образов, необходимые в дальнейшей адаптации к различным видам деятельности. Благодаря стереозрению осуществляется восприятие глубины и траектории движения в пространстве. При рассматривании движущихся объектов глаза совершают содружественные и вергентные (симметричные относительно координат головы) движения. Не менее важен и опыт взаимодействия сенсорных систем (зрительной и проприорецептивной, проприорецептивной и вестибулярной и т.п.). Наибольший интерес представляет система глаз-рука, так их взаимодействие лежит в основе обучения и необходимы для становления многих двигательных навыков, таких как письмо, движения в спорте, танцах, управление автомобилем и т.д.

Нарушения бинокулярного зрения встречаются довольно часто, поэтому его коррекция с помощью специальных упражнений для глаз без использования медикаментозных методов является актуальным методом восстановления стереоэффекта. В настоящее время используется большое количество методов коррекции бинокулярного зрения, наиболее перспективной является компьютерная программа «Visus-4D», позволяющая сформировать и развить стереозрение. Важно также исследование зависимости обучения стереотестам от уровня концентрации внимания.

Цель исследования: изучить особенности стереометрических зрительно-моторных реакций на стереометре «Visus-4D» у студентов с разным уровнем внимания.

Задачи:

1) Определить зависимость точности стереометрической зрительномоторной реакции от характеристик базового и тестового объектов в ручном переключении местоположения базового объекта на стереометре «Visus-4D».

2) Исследовать точность стереометрической зрительно-моторной реакции при автоматическом изменении позиции базового объекта в пространстве.

3) Определить зависимость точности стереометрической зрительномоторной реакции от уровня концентрации внимания.

4) Оценить влияние выполнения стереометрических упражнений на остроту зрения тренируемых.

зрение бинокулярный стереометрический



ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 История изучения органа зрения и развитие офтальмологии

Из сохранившихся до наших дней исторических артефактов доподлинно известно о возникновении науки о глазных болезнях. Необходимость изучения строения органа зрения и зрительных реакций, и как следствие этого, становление офтальмологии, трактовали условия древности. Войны, низкий уровень жизни, доступность осмотра органа зрения, призывали врачевателей к изучению строения глаза и лечению травм и заболеваний.

Первые древние манускрипты об офтальмологии были обнаружены в Египте в виде медицинских папирусов. Примечательно, что в то время существовали врачи, специализирующиеся по правому или левому глазу, видимо из-за существенного различия двух глаз бога Ра.

Информацией о строении органа зрения, диагностики и лечении его заболеваний, богаты тексты древнеиндийской Аюр- Веды, в которых изложено учение Сушруты.

Исторические сведения об истории офтальмологии в Древнем Китае указывают на роль «первоэлементов» в человеческом организме.

В древнегреческой медицине описание глаза и его заболеваний принадлежит Гиппократу и его ученикам. Именно в Древней Греции зародились первые теории зрения благодаря трудам Платона, Аристотеля. Первое учение об оптике принадлежит Эвклиду. Расцвет греческой медицины был возможен благодаря трудам Клавдия Галена, который отводил немало места описанию глаза и его болезней.

Обширные и систематизированные литературные сведения об анатомофизиологическом строении органа зрения и учении о его патологии были обнаружены на арабском языке в «Каноне» Авиценны.

Масштабный вклад в развитие офтальмологии внес И. Кеплер начало 17 века. Его теория имеет право на существование и в настоящее время.

В ХIХ веке впервые стало возможно измерение остроты зрения с использованием специальным таблиц, что позволило придать этому понятию цифровое значение. Во второй половине ХIХ века трудами молодых ученых А. Крамером и Г. Гельмгольцем была создана современная теория аккомодации, стало возможным применение периметрии (Ян Пуркинье), а Грефе описал основные расстройства поля зрения.

В середине XX века, в 1958 г. Д. Хьюбел и Т. Визел1 обнаружили интересный факт: в стриарной коре кошки была зарегистрирована клетка, которая отвечала исключительно на стимул в виде движущейся щели с определенной ориентацией, при этом клетка реагировала на движение стимула только в одном направлении. Однако, все ориентации встречались с одинаковой частотой. Далее было обнаружено, что до 80% клеток в стриарной коре обезьян так же обладают свойствами ориентационной избирательности. Авторы нашли сходство и различия между двумя классами нейронов простыми и сложными клетками. Простые клетки реагируют на появление ориентированного стимула в виде линии, а сложные на движение этой линий в определенном направлении. Обнаружены так же клетки, которые реагируют на концы линий, на излом и на дуговые линии. Авторы заключили, что границы между светлым и темным самый важный компонент в нашем зрительном восприятии, но далеко не единственный2.

Дж.Г. Николсс соавторами писали: «Каждая микросаккада приводит к активации новой популяции простых клеток, имеющих ту же ориентацию»3. В свою очередь Г.И. Новиков показал, что саккады, вызываемые электрической микростимуляцией глубоких слоев верхнего духолмия кошки, действительно определяются дирекциональными характеристиками рецептивных полей нейронов поверхностных слоев верхнего двухолмия4.

Можно предположить, что не случайно клетки зрительной коры реагируют на углы и дуговые линии. Смена направления саккад, возможно, как и резкий излом линии, вероятно, дают сигналы клеткам коры, чтобы программировать последующие команды управления движениями глаз или использовать эту информацию для зрительного анализа. Торсионные движения глаз и глиссады во время дрейфа превращают точку в дугу. Возможно, рецептивные поля фазических фоторецепторов P. Buser, M. Imbert, а затем магноцелюлярных ганглиозных клеток кодируют информацию о движущихся проекциях от перемещающихся объектов, отличающуюся от смещений по сетчатке проекций статических объектов во время саккадических движений глаз5.

Во время дрейфа, вероятно, частоты тремора обеспечивают работу рецептивных полей. Во время тремора любая проекция точки становится линией почти перпендикулярной направлению дрейфа, которая смещается по сетчатке в соответствии с направлением дрейфа. Смещение проекций во время дрейфа совершается в одном направлении, которое определяется дирекционной чувствительностью клеток зрительных отделов ЦНС. Именно это явление обнаружили Д. Хьюбел и Т. Визел, которое назвали дирекционной чувствительностью. Напрашивается вывод, что порция зрительной информации с фоторецепторов считывается во время дрейфа, сопровождающегося тремором. Вероятно, смещение проекций во время тремора связано с работой onoff и off-on рецептивных полей, определяющих границы воспринимаемого изображения, с учетом работы оптической системы глаза. Фактически это и есть кадр, который отделен саккадами от предыдущего и последующего кадров. Дирекционная чувствительность в одном направлении схожа с процессом электронного сканирования изображения.

В России становление офтальмологии было возможным благодаря скифам. Во второй половине ХIХ века в России появляются не только самостоятельные кафедры, первая из которых была открыта в 1818 году в Петербурге.

Имена А.Н. Маклакова и А.А. Крюкова употребляются при историческом описании как основатели московской школы. Впоследствии их труды продолжали С.С. Головин, В.П. Одинцов и М.И. Авербах, которые были основоположниками отделившихся в то время молодых школ.

Согласно общей теории функциональных систем академика П.К. Анохина, результату «взаимодействия» отдельных элементов системы принадлежит ключевая роль в механизмах становления и реализации физиологических функций6.

Невозможно перечислить всех ученых и врачей, которые способствовали прогрессу офтальмологии. Создание прочной лечебнопрофилактической базы офтальмологической науки возможно исключительно при объединении теоретических исследований ученых и практических наработок клиницистов.

1.1.1 Вклад И.М. Сеченова в становление учений о зрении

За тысячелетия накоплено большое количество замечательных работ в области исследования зрения, сформировались различные гипотезы, теории, модели7. Основные направления развития гипотез, концепций и моделей зрительной системы развиты в двух направлениях сенсорные и сенсомоторные.

Мысль о сенсомоторной интеграции механизмов бинокулярного зрения впервые в России сформулировал И.М. Сеченов8. Именно он наиболее полно раскрыл научную идею о том, что механизм движений глаз, в том числе мышечное чувство, порождаемое этими движениями, вносит свой вклад в информационные потоки, необходимые для возникновения бинокулярного восприятия: оценки формы и размеров объектов, их телесности, ориентации и локализации в пространстве. «В акте зрения ассоциированы всегда чисто зрительные ощущения с мышечными, теми ощущениями, происходящими от сокращения мышц, управляющих движением глазного яблока и актом приспособления глаза. Мышечный акт сведения зрительных осей (при бинокулярном зрении), как один из наиболее часто повторяющихся, дает сознанию едва ли не яснейшее из всех мышечных чувств» писал он. Модель И.М Сеченова дополняют и укрепляют результаты научных исследований Ч.С. Шеррингтона, А.А. Ухтомского, R.Pigassou-Albouy9.

Возможную роль микровергентных движений глаз в сочетании с диспаратностью в механизмах стереовосприятия предполагал так же И.М. Сеченов.

1.1.2 Исследования и работы современности

Как говорится, «наука не стоит на месте», и, не смотря на многовековые достижения ученых, все еще остаются «белые пятна» в понимании деталей обеспечения человека способностью к восприятию, а также остаются открытыми и дискутабельными вопросы возникновения патологии органа зрения.

Имя Рабичева И.Э. известно всему офтальмологическому миру нашего времени. Объектом исследования и своих работ он избрал бинокулярную систему человека в состоянии нормы и при нарушении зрительных функций. Он посвящает свои работы исследованию взаимоотношений функциональных компонентов, участвующих в организации процесса восприятия, трехмерности объектов восприятия пространства на основе клинических и психофизиологических исследований. Одним из результатов его работ является свидетельство о биологической потребности в ориентации в пространстве, восприятии дистанции и трехмерности объектов на расстояниях до 2 - 3 м от наблюдателя10.

В своих статьях Рабичев И.Э. совместно с Котовым А.В. рассматривают проблему зрительного восприятия, предлагая концепцию сенсомоторной и мотивационной интеграции в механизмах бинокулярного зрения. Представленная концепция была выдвинута после анализа большого количества источников литературы, а также с учетом собственных исследований. С точки зрения авторов, бинокулярный зрительный акт, обеспечивается кооперацией сенсорно-моторных механизмов и мотивационных сигналов11.

Отдельного внимания заслуживают его работы о стереоскопическом зрении. Рабичев И.Э. пишет в своих статьях, что «стереозрение это результат обучения зрительному навыку. Например, для того чтобы появилось стереоощущение, врач-инструктор дает представление о виртуальном, так называемом «мнимом стереообразе» (мотивирует субъекта на достижение его восприятия). Эту процедуру следует рассматривать как создание искусственного направляющего компонента в составе экстринсивно созданной мотивации: обнаружить стереообраз за счет переключения внимания с одной зоны бификсации на другую, охватывая шаг за шагом все узловые детали стереообраза, зафиксировать этот стереообраз в поле зрения, поддерживать его восприятие12. Такое обучение приводит к окончательному установлению и развитию стереозрения».

Рабичевым И.Э. уделяется внимание и проблеме стереовосприятия и участию вергентных движений глаз в этом процессе. Было доказано, что восприятие стереоскопического образа сопровождается вергентными движениями глаз, которые, необходимы для обеспечения функций «зоны Панума».

В виду свободного доступа детей к телевизору, компьютерам в настоящее время наиболее актуально изучение зрительных функций детей и подростков, а также различные формы их патологии. Этому также посвящены работы Рабичева И.Э. в трудах по изучению развитию бинокулярного зрения у детей13.

Азнауряном И.Э. с соавторами были исследованы механизмы дисбинокулярной и рефракционной амблиопии. Основные нейрофизиологические различия этих механизмов проявляются в замедлении корково-подкорковых взаимоотношений и снижении биоэлектрической активности сетчатки14. Также их работы были посвящены изучению нейрофизиологических аспектов манифестации меридиональной формы рефракционной амблиопии, разработке нового способа лечения его у детей с астигматизмом15.

В настоящее время разработана имитационная модель стереозрения человека, имеющая структурно-функциональное сходство со структурами зрительного анализатора. Ляховецким В.А. с коллегами были составлены модели форм психометрических кривых корреляции сенситивности стереоскопического зрения от степени размывания и контраста частей стереограммы.

В своих работах Боброва Е.В. прослеживает зрительный стимул. Она приходит к заключению, что при возникновении движения тела, коррелирующие с прослеживающими движениями глаз, увеличивается поток соматосенсорной афферентации, что может приводить к независимости постуральных реакций от пространственных параметров афферентной информации от экстерорецепторов18.

В этой главе нами освящено лишь небольшое число работ современных ученых в области изучения стереометрических функций зрительного анализатора человека.

1.2 Бинокулярное зрение

Бинокулярному зрительному акту присущи свойства и признаки, универсальные для функциональных систем различного уровня организации от гомеостатического до поведенческого. К таким общим свойствам и признакам относятся кооперативный характер отношений элементов и процессов в системе, а также результативность этих отношений в ходе реализации адаптивных форм активности. Конкретным проявлением системного характера организации бинокулярного зрительного акта является получение и переработка зрительной информации, поступающей от сенсорных и моторных систем с целью дальнейшей мобилизации приспособительного поведения целого организма. Это обеспечивается, в том числе и благодаря организованным движениям глаз, органически вписанным в иерархически организованную

структуру целостных форм поведенческой приспособительной деятельности человека19.

1.2.1 Развитие бинокулярного зрения в онтогенезе человека

Несмотря на многочисленные исследования, нет единого мнения о том, как формируется бинокулярная система у человека. Анатомофункциональное развитие зрительной системы и приобретение зрительного опыта ребенка, зависит от структурного и функционального состояния ЦНС. Известно, что развитие структур зрительной системы в онтогенезе проходит по этапам. В течение первых трех месяцев развития у ребенка проявляется ряд зрительных рефлексов. По Jeanrot N. Jeanrot F. «со 2 по 4 неделю учреждают саккады, появляется рефлекс преследования и фиксации цели, движущейся в горизонтальной плоскости, а затем в вертикальной. Рефлекс бинокулярной фиксации неустойчивый и является эскизом, проектом, наметкой фузии. Синергия аккомодации и конвергенции развивается быстро, вергентная аккомодация проявляется около 2 месяцев, и фузионная вергенция около 4 месяцев со дня рождения». Различными исследованиями обнаружено, что начало установления бинокулярного зрения и стереоскопического зрения происходит между 3 и 6 месяцами. Известно, что все структуры зрительной системы развиваются к 2 годам, а бинокулярная система развивается до 3 лет20. Однако функции бинокулярного зрения продолжают развиваться и совершенствоваться до 8 лет и позже21.

И.М. Сеченов писал «В акте зрения всегда ассоциированы чисто зрительные ощущения с мышечными». И.М. Сеченов объясняет, что в процессе развития ребенка формируются ассоциации мышечно-зрительная, мышечнослуховая, зрительно-слуховая и др22.

Pigassou-Albouy R высказала мысль, что «зрительное восприятие двумя глазами, иначе говоря, бинокулярное зрение это, по сути, конструкция, созданная нашим мозгом. Зрение каждого глаза результат объединения и взаимодействия: сенсорной, моторной, аккомодационной, вестибулярной систем, а также системы положения тела и систем, обеспечивающих оптические свойства глаза. А уровень развития бинокулярности определяется уровнем интеграции на подкорковых и корковых структурах мозга, взаимодействующих модулей систем, обеспечивающих функции зрения правого и левого глаза. До одного года эта интеграция незначительна, к трем годам достигает (условно) половину необходимого взаимодействия и полная интеграция, вероятно, завершается, к 8 - 16 годам».

Анализ литературы позволяет сделать вывод, что бинокулярное восприятие это результат сенсорно-моторной интеграции. На развитие полноценного бинокулярного зрения требуется больше времени, потому что формирование ассоциаций зависит от двигательной активности и активности обучения ребенка.

По данным литературы число случаев проявления многообразных форм косоглазия возникает в период развития от 1 года до 3 лет, с 3 до 8 лет косоглазие проявляется реже, и еще реже с 8 до 16 лет. С 16 до 25 лет встречаются единичные случаи функционального косоглазия. Чем выше уровень развития бинокулярной системы, тем устойчивее зрительные функции по отношению к различным патологическим воздействиям.

Фактически ребенок с нормальной ЦНС рождается с готовой предпосылкой развития всех сенсорных систем, и каждый сенсорный модуль интегрируется с моторными единицами по ходу развития ребенка. Из размышлений А.А. Ухтомского, вытекает, что бинокулярное зрение это наивысший уровень управляемой кооперации и интеграции сенсорных и моторных модальностей. Нельзя вырвать из общей организации бинокулярной системы только фоторецепцию глаз, а все остальное назвать вспомогательными элементами. А.А. Ухтомский заключил: «Таким образом, в зрительной рецепции предметов человек руководится отнюдь не исключительно тем диоптрическим построением, которое получаем мы в отдельной камере глаза, а прежде всего проекцией сетчаткового образа на кору полушарий и затем теми связями, которые входят в кортикальный образ, по мере его формирования, со стороны одновременных рецепций слухового, вестибулярного, тактильного и проприоцептивного аппаратов».

Обобщенный анализ состояния фузии и амплитуды вергентных движений глаз (из одной области бификсации в другую находящуюся на большем или меньшем расстоянии от наблюдателя) выполняет функцию измерителя дистанции до объекта и между объектами. Субъективное восприятие абсолютной и относительной удаленности объектов в пространстве, восприятие величины, ориентации в системе координат, восприятие рельефа объектов зависит от полимодальных сенсорных и моторных взаимодействий, происходящих на разных анатомо-физиологических уровнях бинокулярной системы24.

Рабичевым И.Э. и коллегами экспериментально получены данные, что каждая монокулярная подсистема правого и левого глаза выполняет действие в зависимости от поставленной задачи в данный момент времени, направляя переработанную сенсорную и моторную информацию в аналитические центры бинокулярной системы. В зависимости от выполнения зрительной задачи изменяется характер движений глаз, синхронизация сменяется асинхронной работой, и вновь синхронизацией. Движения правого и левого глаз могут быть идентичны или ассиметричны, сдвинуты по фазе, а так же может быть множество различных вариаций, зависящих от изменения фокусировки и вергенции. Чем выше развитие ребенка, тем движения глаз более совершенны и точны. Развитая бинокулярная система становится измерителем протяженности пространства, трехмерности, величины, формы и ориентации объектов в окружающем мире. «Определителем удаленного предмета является упражненное мышечное чувство, соответствующее степени сведения зрительных осей. Величина предмета стоит в связи с предыдущим моментом и углом зрения, измеряемыми в свою очередь мышечными движениями. Телесность определяется известной несовпадаемостью образов на сетчатках обоих глаз и, вероятно, соизмерением их при посредстве очень мелких передвижений глазных осей».

Таким образом, развитие бинокулярного зрения у ребенка это процесс интеграции, кооперации и взаимодействия между сенсорными, окуломоторными, аккомодационными - оптическими (монокулярными и бинокулярными) подсистемами зрения, к которым присоединяются «авто-рефлексы», «мышечное чувство положения шеи и тела» (проприоцепция), контроль и действие вестибулярной системы, волевое управление движениями. В процессе зрительного восприятия имеют место факторы психические, факторы обучения, внимания и познания, а также формирование различных ассоциаций с другими сенсорными системами.

1.1.3 Механизм бинокулярного зрения

Следующий раздел нашей работы хотелось бы посвятить описанию механизма возникновения бинокулярного зрения.

Очевидно, роль глазодвигательной системы, как источника мотосенсорной информации, значительна в зрительном восприятии. Поиск и съ?м зрительной информации выполняются согласованно с прослеживающими, фиксационными движениями глаз, конъюгированными (верзионными и вергентными), торсионными движениями глаз, которые скоординированы с бинауральной, вестибулярной и постуральной системами.

Благодаря движениям глаз, поле четкого видения расширяется. Известно, что в области макулы находится зона четкого видения в пределах 3-40 мкм, зона более четкого зрения фовеа, а в ее центре находится фовеола в диаметре 350 мкм, где плотность колбочек еще выше, это зона наилучшей четкости. Колбочки в этой области построены в правильную треугольную решетку с расстоянием между центрами 2,5-3,0мкм25.

Любые движения глаз содержат периодически чередующиеся компоненты: скачки саккады (микросаккады), дрейф (микродрейф), тремор. Организация движений глаз очень сложна, по мнению В.В. Шульговского26, состоит из четырех уровневого управления.

Благодаря механизму координации движений глаз, согласованному с процессом поступления и переработки сигналов в подкорковых и корковых зрительных центрах, зрительная информация наилучшей четкости, поступающая в мозг дискретно, воспринимается как целостная картина. Порции зрительной информации разделены актами моргания и саккадами. При этом важное место в зрительном процессе занимает механизм саккадического подавления. К вышесказанному дополним мнение А.И. Когана, что «Программа любого акта фиксационно-оптической установки глаз целиком определяется координацией двух сенсорных центростремительных сигналов: зрительного и проприоцептивного». R.F. Lewisс коллегами получили результаты, свидетельствующие, что проприоцептивная чувствительность участвует в управлении движениями глаз у приматов.

Главной основой бинокулярного зрения является фузия. По мнению P. Buisseret, фузия есть результат сенсорной, моторной и проприоцептивной кооперации. Благодаря фузии в «зоне Панума» объекты воспринимаются трехмерными. P. Buser, M. Imbert предположили, что возможен механизм стереовосприятия, в котором, кроме диспаратности «в зоне Панума», существенную роль играют вергентные движения глаз.

1.1.4 Условия формирования бинокулярного зрения

Формирование бинокулярного зрения и получение стереоизображения, возможно только при соблюдении определенных условий функционирования зрительного анализатора, отсутствий патологий, как со стороны периферического его отдела, так и со стороны центрального «пункта» восприятия.

Значимым их них являются:

1. скоординированные движения обоих глазных яблок, то есть гармоничная деятельность всех глазодвигательных мышц, благодаря которым обеспечиваются конвергентные установочные движения глаз и фиксацию их на избранной точке пространства, то есть параллелизм глазных яблок при взгляде вдаль и конвергенция в виде сведения зрительных осей при взгляде вблизи, а также правильные ассоциированные движения глаз в направлении рассматриваемого объекта;

2. состояние глазодвигательного аппарата, обеспечивающее полный мышечный баланс, называется ортофория;

3. острота зрения обоих глаз (не ниже 0,3-0,4 диоптрий) для получения четкого изображения;

4. симметричность полей зрения;

5. отсутствие рефракции;

6. соответствующая конвергенция и аккомодация;

7. прозрачность оптических сред (роговица, хрусталик, стекловиднотело);

8. отсутствие патологических изменений в сетчатке, зрительном нервеи более высоких отделах зрительного анализатора (хиазма, зрительный тракт, подкорковые центры, кора больших полушарий).

качественная конвергенция полученного изображения от корреспондирующих участков обоих сетчаток, то есть сохранение фузионного рефлекса. Немаловажную роль играет и само состояние центральной нервной системы для обеспечения процесса восприятия.

1.2.4 Способы определения бинокулярного зрения

Исследование бинокулярного взаимодействия основано на определении бинокулярной динамической рефракции, бинокулярных затрат аккомодации и фузионных резервов2829.

В клинической практике врача-офтальмолога существуют целый арсенал для определения бинокулярного зрения и его патологии:

1. Проба с промахиванием (способ Кальфа).

2. Опыт Соколова (с «дырой» в ладони).

3. Проба с чтением с карандашом.

4. Четырехточечный тест

С подробным описанием этих и других методик можно ознакомиться в любом клиническом руководстве.



ГЛАВА II. МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объект исследования

Исследование проходило на базе Московского государственного университета. В исследовании принимали участие 22 студента 2,3 и 4 курсов.

2.2 Тестовый материал

Для исследования зрительно-моторной реакции мы использовали новую компьютерную программу стереометр «Visus 4 D». Работа проводилась с помощью поляроидного разделения полей зрения (рис. 1.2.), и специальных очков, линзы которых также имели поляроидное разделение полей зрения. Зрение исследуемых корректировалось с помощью специальных линз (рис.2.2.). Изучали стереозрение при статически изменяющейся вергенции.

Рис.1.2. Экран с поляроидным разделением полей зрения

Рис.2.2. Оптометрические очки с поляроидами и линзы для корректировки зрения.

2.3Порядок проведения исследования

Для выполнения исследования было выбрано различное сочетание и местоположение базовых (БО) и тестовых (ТО) объектов разной степени сложности:

• Кошка (БО) белая мышка (ТО внизу) простой объект (рис.3.2.)

• Лебедь (БО) лиса (ТО внизу) простой объект (рис.4.2.)

• Кошка(БО) - черная мышка (ТО в центре) сложный(рис.5.2.)

Рис.3.2. Кошка Рис.4.2. Лебедь-Лиса Рис.5.2. Кошка белая мышка мышкаЧерная

Так же было выбрано два типа тестов:

1. Статика ручное переключение базового объекта

Исследование точности стереометрической зрительно-моторной реакции при изменении позиции базового объекта в пространстве при помощи компьютерной мыши. Исследуемому предоставлялось 10 попыток за максимальное время тестирования 180 секунд. Выставлялась диспаратность 15.

Объекты исследования:

Кошка (БО) черная мышка (ТО в центре) Кошка (БО) белая мышка (ТО в низу) Лебедь (БО) лиса (ТО в низу)

2. Автономное переключение положения базового объекта

Исследование точности стереометрической зрительно-моторной реакции при автоматическом изменении позиции базового объекта в пространстве на стереометре «Visus-4D» осуществлялась в режиме: 10 попыток за 60 секунд, диспаратность 15.

Объекты:

Кошка (БО) черная мышка (ТО в центре) Кошка (БО) белая мышка (ТО в низу)

Итоги совмещений тестового и базового объектов, движение и остановка руки во всех тестах обрабатывались статистически (с вычислением средней арифметической и дисперсии) и записывались в виде таблицы и графика с помощью программы «Visus 4D». Пример таблицы можно увидеть на рисунке 1.2.

Таблица 1.2. Пример построения таблицы статистичеких данных программой «Visus-4D»

Данная величина	Средний	Дисперсия	Стандартное отклонение	Мин	Макс
Разница | ТО-БО |,cm	0.439	0.13	0.36	0	2.361
Разница (TO-BO),cm	-0.098	0.313	0.559	1.718	2.361
Разница (BO -Экран), cm	0.005	28.163	5.307	-7.5	7.282
Разница (TO -Экран), cm	-0.092	27.364	5.231	-8.5	7.282
Время, с				0	120.011

Анализируя данные теста, делали заключение о наличии у тестируемого стереозрения и и о скорости реакции глаз-рука.

2.4 Проверка остроты зрения

Для измерения остроты зрения исследуемых, использовали стандартные таблицы (с буквами русского алфавита) и таблицы Головина (с кольцами Ландольта) (рис.6.2.).

Рис. 6.2. Таблица для измерения остроты зрения с буквами русского алфавита и кольцами Ландольта

Измерение проводили на расстоянии 5 метров до таблицы. Исследуемые закрывали сначала левый, затем правый глаз. Фиксировалась последняя видимая строка на таблицах. Затем исследуемые смотрели на таблицу обоими глазами, также определялась, какую строчку они видят. Расстояние от исследуемого

Для точности определения остроты зрения, мы предлагали исследуемым пройти тест на более близком расстоянии (0,35 м) с помощью таблицы, представленной ниже (рис.7.2.).

Рис.7.2. Таблица для измерения остроты зрения

2.5 Тест Пьерона-Рузера

Тест Пьерона-Рузерапозволял определить уровень концентрации внимания. Для прохождения теста были необходимы бланк теста ПьеронаРузера(рис. 8.2.), карандаш и секундомер.

Рис.8.2. Бланк для заполнения теста Пьерона-Рузера

По сигналу "Начали" исследуемый расставлял следующие знаки в эти геометрические фигуры: в квадрат - плюс, в треугольник - минус, в кружок - ничего и в ромб - точку. Знаки расставлялись подряд построчно. Время на работу отпускалось 60 секунд. По сигналу "Стоп!" исследуемый прекращал расставлять знаки. В ходе исследования время контролировалось с помощью секундомера, и подавались команды "Начали!" и "Стоп!". Для надежности результатов исследования мы проводили повторное тестирование через значительный интервал времени (1 час).

Результатами данного тестирования являются: количество обработанных испытуемым за 60 секунд геометрических фигур, считая и незаполняемый кружок, и количество допущенных ошибок.

Уровень концентрации внимания определяют по данной таблицерасшифровке данных теста (табл.2.2.).

Табл. 2.2 Расшифровка данных теста Пьерона-Рузера.

Число обработанных фигур	Ранг	Уровень концентрации внимания
100	1	очень высокий
91-99	2	высокий
80-90 65-79	3 4	средний низкий
64 и меньше	5	очень низкий

За допущенные при выполнении задания ошибки ранг снижается. Если ошибок 1-2. то ранг снижается на единицу, если 3-4 - концентрация внимания считается хуже на два ранга, а если ошибок больше 4, то снижение на три ранга.



ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В результате выполнения задачи на стереослежение в ручном режиме, было выявлено, что наиболее сложным для выполнения совмещения тестового с базовым объектом было сочетание: Кошка (БО) Черная мышь (ТО в центре). Мы полагаем, что это может быть связано с нарушением логического восприятия образов (черная мышь внутри кошки, что не может быть в реальности). Последнее подавляет чувство стереовосприятия. Исследуемым было сложно осознать, что «мышка проходит сквозь кошку». Ниже представлен график примера прохождения теста с данным сочетанием объектов (рис. 1.3.).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.1.3. Фрагмент графика со сложным сочетанием объектов

(1) Несовпадение линий движения базового и тестового объекта.

(2) Исследуемому удалось сопоставить объекты, но с большой задержкой.

Стереослежение в ручном режиме одновременно являлось и обучением.

На основании обучения нами было выделено три группы студентов:

· Быстрообучаемые

· Среднеобучаемые

· Медленнообучаемые

Тест проходил в свободных условиях, на его выполнение давалось 600 секунд и 10 попыток. Быстрообучаемые студенты отличались высокой скоростью научения. Уже через 15-20 секунд у них наблюдалось улучшение выполнения тестирования. На графике (рис.2.3.) представлен фрагмент выполнения стереослежения «быстрообучаемым» студентом. Уровень совпадений движения базового (желтая) и тестового объектов (синяя линия) в начале тестирования низкий, а уже через несколько секунд повышается.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.2.3. График быстрообучаемого студента

Медленнообучаемым студентам требовалось больше всего времени на научение. Некоторые из них так и не смогли сопоставить движения объектов даже к концу общего тестирования. Ниже представлены графики медленно-обучаемого студента в начале (рис.3.3.) и конце (рис.4.3.) тестирования,и видна динамика обучаемости тесту.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.3.3. График медленнообучаемого студента в начале тестирования (Лебедь-Лиса(ТО снизу))

Рис.4.3. График медленнообучаемого студента в конце тестирования (Лебедь-Лиса(ТО снизу))



После окончания обучения студенты переходили к тестам с автоматическим режимом изменения положения базового объекта. Для выполнения теститрования отводилась одна минута, но количество попыток оставалось без изменений (10).

Из анализа данных выявлено, что тестирование с автоматическим режимом управления при любом сочетании объектов лучше выполняли студенты, относящиеся к группе быстрообучаемые. Ниже представлены примеры графиков высокого (у быстрообучаемых, рис.5.3.) и низкого (у медленнообучаемых, рис.6.3.) совпадений движения тестового и базового объектов.

Рис.5.3. График высого совпадения движения базового и тестового объектов. Стрелками указаны моменты совпадения движения объектов

Рис.6.3. График низкого совпадения движений базового и тестового объектов. Стрелочками указаны моменты несовпадений линий движения объектов

Анализ данных теста Пьерона-Рузера показал, что среди исследуемых студентов преобладают лица со средним уровнем концентрации внимания (%). Число студентов с высоким и низким уровнем внимания примерно одинаково (соответственно 3 и 4) (диаг.1.3, 2.3.).

Диаграмма 1.3. Данные результатов теста в процентном соотношении

Диаграмма.2.3. Количество людей с тем или иным уровнем концентрации внимания

Сопоставление качества прохождения тестов сданными уровня концентрации внимания позволило выявить связь этих показателей. Студенты с высоким уровнем концентрации внимания быстрее обучались и лучше выполняли тестирование(рис.9.3.). Небольшие пики в течение теста указывают скорее не на отвлечение от выполнения задания, а на время, которое требуется студенту для осознания момента передвижения базового объекта.

Рис 9.3. График прохождения теста студента с высоким уровнем концентрации внимания 1- Моменты отклонения в связи с «осознанием передвижения объекта»

Студенты со средним уровнем концентрации внимания (рис.10.3.) хорошо выполняли начало тестового задания. Но в конце у них появлялись ошибки совмещения (синие стрелки на графике). Данный феномен указывает на то, что у данной группы студентов хорошие стереометрические зрительно-моторные реакции, но недостаточная сосредоточенность внимания, что является причиной ошибок в тестировании.

Рис.10.3. График прохождения теста студента со средним уровнем концентрации внимания. Стрелочками указаны моменты потери концентрации

Студентам с низким уровнем концентрации внимания удавалось быть сосредоточенными и хорошо выполнять задания по стереослежению лишь первые несколько секунд (рис. 11.3.). При выполнении заданий они отвлекались на окружающих, вследствие чего качество прохождения теста снижалось. В случае полного изолирования студентов от возможных отвлекающих моментов, качество прохождения теста повышалось, что доказывает наличие у них способности к стереовосприятию и подтверждает данные теста Пьерона-Рузера.



Рис.11.3. График прохождения теста студента с низким уровнем концентрации внимания. Стрелочками указаны моменты снижения внимания.

Одной из задач исследования была оценка влияния выполнения стереометрических упражнений на остроту зрения тренируемых. Сравнение показателей остроты зрения ДО и ПОСЛЕ тестирования выявило повышение остроты монокулярного зрения на 0,2-0,4 единицы у 90% исследуемых. Мы предполагаем, что это может быть связано со снятием спазма аккомодации.

Спазм аккомодации результат зрительного переутомления, в результате которого человек плохо видит вдаль. При прохождении тестирования с помощью программы «Visus-4D» происходит тренировка глазодвигательных и цилиарной мышц. Цилиарная мышца расслабляется, спазм снимается.



ВЫВОДЫ

В соответствии с поставленными задачами и полученными данными исследования, нами были сделаны следующие выводы.

1. Изучение зрительно-моторной реакции при ручном переключении выявило зависимость точности стереослежения от характеристик объектов: стереослежение с простыми объектами выполнялось лучше, чем со сложными.

2. В ходе эксперимента показано, что точность стереометрической зрительно-моторной реакции при автоматическом изменении позиции базового объекта в пространстве выше у студентов группы «быстрообучаемые».

3. Обнаружена связь точности зрительно-моторной реакции с уровнем концентрации внимания: чем выше уровень концентрации внимания, тем точнее выполняются упражнения на стереослежение.

4. Упражнения на стереослежение способствуют улучшению остроты зрения.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Азнаурян И.Э. Изучение зрительных вызванных потенциалов при диагностике меридиональной формы рефракционной амблиопии.// Материалы III международной конференции «Современные аспекты реабилитации в медицине», Ереван-Агверан, 2007, С.227-228.

2. Азнаурян И.Э., Цамерян А.П., Багрова И.С., Баласанян В.О.Рефракционная патология глаз у детей школьного возраста.// Материалы ІІІНаучно-практической конференции с международным участием «Актуальные проблемы медико-социальной реабилитации детей с инвалидизирующей глазной патологией» Евпатория, АР Крым, Украина, 2006 С.28-29.

3. Анохин П.К. Теория функциональной системы // Общие вопросы физиологических механизмов. Анализ и моделирование биологических систем. М., 1970.-С.6-41.

4. Е.В. Боброва, В.И. Кучер, Ю.С. Левик, И.Н. Богачева. Сравнительный анализ динамики системы поддержания вертикальной позы при фиксации и прослеживании зрительной цели// Биофизика. 2007. N 2. C.355-361.

5. Корнюшина, Т.А. Физиологические механизмы развития зрительного утомления при выполнении зрительно напряженных работ / Т.А. Корнюшина // Вестник Офтальмологии,2000. № 4. с. 33-36.

6. Ляховецкий В.А, Попечителев Е.П. Модель стереозрения и методики исследования стереовосприятия на ее основе // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Серия ЇБиотехнические системы в медицине и экологии?.- 2003.-№1.- С.29-31.

7. Ляховецкий В.А., Илюшов Г.С. Моделирование функций зрительного анализатора человека с помощью простых логических функций / Управление в условиях неопределенности.СПб.: изд-во СПбГТУ, 2002.-Гл.4.1.С.294-315

8. Николе Дж.Г., Мартин А.Р., Валлас Б.Дж., Фукс П.А. От нейрона к мозгу / Пер. с англ. М.: Едиториал УРСС, 2003. 672 с.

9. Новиков Г.И. Наличие дирекциональных колонок в верхнем двухолмии кошки обеспечивает интимные нейронные механизмы координации непроизвольных движений глаз. Системные и клеточные механизмы в физиологии двигательной системы / VВсеросс. с международным участием школа-конференция по физиологии мышц и мышечной деятельности. 2-5 февраля 2009 г. М., 2009. С. 40.

10. Офтальмология: учебник для вузов / Под ред. Е.А. Егорова 2010.

11. Рабичев И.Э. Котов А.В. Концепция сенсомоторной и мотивационной интеграции в механизмах бинокулярного зрения. Научный журнал «Наука и образование» Якутск. 2012, 2 (66).

12. Рабичев И.Э. Системная организация функции бинокулярного восприятия пространства и стереовосприятия. // Труды межведомственного научного совета по экспериментальной и прикладной физиологии. Том 12. Системный подход в физиологии. М. 2004.С. 234-244

13. Рабичев И.Э., Котов А.В. «Мнимый зрительный образ» как информационный эквивалент объектов внешней среды // Информационные модели функциональных систем/ Под общей редакцией проф. К.В.Судакова и проф. А.А.Гусарова. -- М.: Фонд «Новое тысячелетие», 2004. -- С. 191--206.

14. Рабичев И.Э., Котов А.В. Зрительные иллюзии и виртуальные зрительные образы: сравнительные аспекты // Теоретическая и экспериментальная психология. - 2013. -Т. 6. - № 2. - С. 94-98.

15. Рабичев И.Э., Котов А.В. Поляков А.Р.Формирование специфической мотивации и обучение методам функциональной коррекции остроты зрения у школьников. Научный журнал «Наука и образование» Якутск. 2014, 2.С. С.100-103

16. Рабичев Н.Э., Котов А.В. «Мнимый зрительный образ» как информационный эквивалент нормы при направленной коррекции зрения // Тр. Межведомственного научного совета по экспериментальной и прикладной физиологии. Т. 11. Системные аспекты физиологических функций. М., 2002. С.81-84.

17. Сеченов И.М. Элементы мысли .СПб.: Питер, 2001.416 с.

18. Смит К.Ю. Биология сенсорных систем / Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. 583 с.

19. Состояние аккомодационной способности, бинокулярных функций и их взаимодействие при содружественных формах косоглазия // Российская педиатрическая офтальмология 2008 №2 Стр 30-33

20. Судаков К.В. Функциональные системы в саморегуляции поведения и психической деятельности // Труды межведомственного научного совета по экспериментальной и прикладной физиологии. Том 16. Системная саморегляция функций организма. -- М., 2011. -- С. 6--17.

21. Передерий В.А. Глазные болезни. Полный справочник. - М.:Изд. Эксмо,2008. - с.104

22. Ухтомский А.А. Собрание сочинений. В 5 т. Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1954. Т.4. 231 с.

23. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение / Пер.санг. М.: Мир, 1990.-239 с.

24. Шульговский В. В. Физиология целенаправленного поведения млекопитающих. М.: Изд-во МГУ, 1993.-224 с.

25. BuserP.,ImbertM. Vision. Neurophysiologiefonctionnelle. V. IY. Hermann, Paris, 1987. 505 p.

26. Hubel D.H., Wiesel T.N. Brain and visual perception / The story of a 25year collaboration. - Oxford University Press. New York, 2005. - 729 p.

27. Jeanrot N. Jeanrot F. Manuel de strabologiepratique. (Aspects cliniques et therapeutiques)Masson., Paris, 1994, 172 p.

28. Pigassou-Albouy R. Comment et porquoipercevons-nous simple avec nosdeuxyeux ? // Journal Franзaisd'Ophtalmol. 2000 N. 23. 9, P. 952-961.

29. Wade N.J., Tatler B.W. The moving tablet of the eye (The origins of modern eye movement research) // Oxford university press . 2005. 312 p.

Размещено на Allbest.ru