Адамның кеңістіктік көру зейін психофизиологиясы

Адам көру қабілеті өте жақсы және ол қоршаған ортаны тану үшін маңызды талдағыш болып табылады. Адамның көру қабілеті жоғары, Ол түсті (приматтар – трихроматтар). Біздің көрермендер әлемі көлемді. Бас қозғалысы, жүру, жүгіру, секіру кезінде қоршаған көру әлемі торлы бейненің қатты ығысуына қарамастан тұрақты болып қала береді. Торлы қабықтың анатомиясынан күндізгі және түрлі – түсті көрудің колбочкалары – сары дақта (fovea) шоғырланған, ол тор көзінде тек 2°жуық алады. Олар жоғары көру мүмкіндігін, түс қабылдауды, пәндік көруді қамтамасыз етеді. Торлы қабықтың қалған кеңістігін алатын таяқшалар ғана жұмыс істеген кезде көз көруі өте жетілмеген – заттардың контурлары ғана қабылданады (түнде барлық мысықтар сұр). Қандай нейрофизиологиялық механизмдер фоторецепторлардың өзінен басқа біздің көзқарасымызды жетілдіруді қамтамасыз етеді? Мұны түсіну үшін омыртқалы жануарлар қатарындағы көру мүшелерінің эволюциясына жүгінеміз.

Көрудің даму дәрежесі жануардың сыртқы ортаға бағытталу қажеттілігімен толық анықталады. Балықтарда көру жақсы дамыған. Балықтардың торлы қабығы сүтқоректілердің торларынан айырмашылығы жоқ. Аккомодация (кедір-бұдырлыққа арналған нысан), рас, дөңгелек қытырлақ арқылы торшықтан жақынырақ-жер үсті омыртқа сияқты, хрусталик қисығының өзгеруімен емес, орақша жасушалы өсіндінің көмегімен жүзеге асырылады. Біртекті су ортасы жағдайында балықтарда малдың қозғалысы кезінде торлы қабықтағы бейнені тұрақтандырудың арнайы механизмінің қажеттілігі туындады. Балықтың басы тікелей денемен біріктірілген, сондықтан орбитадағы көздің орналасуы дененің жағдайына байланысты. Орбитадағы көз қозғалысы екі рефлекспен анықталады: вестибулоокулярлы және оптомоторлы.

Вестибулоокулярлы рефлекс вестибулярлы рецепторлардан іске қосылады, бұл ретте орбитадағы көз бүкіл дененің айналу бағытына қатысты кері айналады. Осы рефлекстің арқасында жануарды қоршаған кеңістіктегі көру осьтерінің абсолюттік жағдайы жануардың қозғалысы кезінде тұрақтанады. Бұл рефлекс өз жұмысы үшін көрерменді ынталандыруды талап етпейді. Бұл оптикалық рефлексті іске қосу үшін құрылымдалған көру фонын талап етеді. Зертханада оптомоторлы рефлекс жануарды айналмалы цилиндрдің ортасында қою оңай, оның қабырғалары қара-ақ жолақтармен боялған. Бұл екі рефлекс сыртқы жағынан бірдей көрінеді: вестибулоокулярлық рефлекс кеңістіктегі көздің көру осьтерінің өзгермейтін жағдайын сақтай отырып, бас айналу кезінде орбитадағы көзді кері айналдырады, ал оптомоторлы рефлекс сондай-ақ орбитадағы көзді кері айналдырады, бірақ көздің құрылымдалған көру өрісіне қатысты көру осьтерін тұрақтандырады. Екі рефлекстердің тағайындалуы-жануардың айналуында немесе жануарға қатысты көру әлемінің қозғалуында бейненің шашырауын болдырмау.

Торлы бейнені тұрақтандыру есебін шешудегі қиындықтар жер бетіндегі сүтқоректілерде бірнеше есе өседі. Бұл жануарлардың Басы қозғалмалы мойынға орналастырылады. Бұл қоршаған ортаны зерттеуге қосымша мүмкіндік береді,бірақ сонымен бірге тор көзді бейнелеудің тұрақтандыру проблемасын күрт күрделендіреді. Торлы бейнені тұрақтандырудың қиындықтары өседі, себебі бұл жануарлар тез қозғалуға қабілетті (жүгіру, секіру және т.б.).

Жоғары сүтқоректілердің торлы қабығының эволюциясы торлы қабықты жоғары ажыратымдылығы бар аймаққа (area centralis – тұяқтылар, жыртқыш және кейбір басқалары және fovea – приматтарда) саралау жолымен жүрді, ол, мысалы, адамда шамамен 2°алады. Торлы қабықтың қалған бөлігі ақылға қонымды көрудің таяқшалары – рецепторларымен айналысады. Area centralis бар жануарлар тобында (оларды шартты түрде афовеалдық деп атауға болады) көру міндеті көлденең меридиан бойынша қозғалатын объектілерді бақылаумен шектеледі, сондықтан орбитадағы көз қозғалысы тегіс бақылау қозғалысымен шектеледі. Фовеалдық Жануарлар тобында (приматтар отрядында) принципті басқа да көру міндеті – қоршаған ортаны белсенді зерттеу. Бұған дейін айтылғандай, табиғат fovea-мен приматтардың торлы қабығын жасады,оның аумағында күндізгі және түсті көрудің колбочек – рецепторларының жоғары тығыздығы бар. Қоршаған ортаны зерттеу міндетін шешу үшін fovea (фовеация) объектілерінің торлы бейнелерінің ақпараттық маңызды бөлшектерінің белсенді бөлмесінің көз қозғаушы механизмін құру қажет болды.

Адамда жоғарыда аталған рефлекстердің барлығы байқалады, олардың көмегімен тор көзінде бейнені тұрақтандыру және қоршаған ортаны қарау жүзеге асырылады. Бұл рефлекстерді атаңыз. Вестибулоокулярлық рефлекс тік оське айналатын арнайы креслода адамның айналуын алу оңай. Көз алмасының қозғалысын тіркеу адамның қараңғы бөлмеде айналуы кезінде орбитада тербелмелі қозғалыстар (вестибулярлы нистагм): айналу бағытындағы қозғалыстың баяу фазасы, ал жылдам – қарама-қарсы бағытта. Мысалы, бұл рефлекс взор орнатуға қатысады. Егер көрермендік нысанды көру өрісінің шетіне көрсетсе, онда адам алдымен секіру тәрізді қозғалысты (саккаду) көзбен жасайды және сол арқылы суретті fovea-ға орналастырады. Бірақ орбитадағы көздер бұл жағдайда өте жоғары. Сондықтан бас көру нысанына қарай бұрыла бастайды. Бұл жағдайда көз орбитада fovea объект кескінін ұстап тұрады. Барлық осы қозғалыстардың арқасында (орбитадағы көз және бас) кеңістіктегі көру осінің жағдайы (fovea мен көру нысанын қосатын жалған сызық) өзгеріссіз қалады. Орнату көзбен көру жалғасуда болғанша көз » орбитах емес алады орталық ережелері. Оптомоторлық рефлекс сыналушының көзімен қозғалғанда кезектесетін қара-ақ жолақтарды алады. Бұл жағдайда орбитада көз қозғалысы вестибулоокулярлық рефлекстен – Фон қозғалысы бағытында нистагмның баяу фазасы, ал жылдам – қарама-қарсы бағытта ерекшеленбейді. Көру рефлексі бүйірлік көру аймағында объект күтпеген пайда болғанда жақсы көрінеді. Бұл жағдайда көз секіру арқылы бұл нысанды тор көз орталығына әкеледі және содан кейін бастың қатысуымен көздің тегіс қадағалайтын қозғалыстары жүзеге асырылады. Толық көлемде тек приматтарда, адамды қоса алғанда, бірегей көз қозғалысы-саккады (фр. — желкен мақта).

Қазіргі нейрофизиология көз қозғалысының осы түрін өндіруде діңгекті нейрондық генератор іске қосылғанын анықтады. Ми маймылының ми діңінің сагитталдық кесіндісінде саккад өндірісіне жауапты Облыстың орналасқан жері көрсетілген, — ол көпірдің ретикулярлы формациясының парамедиандық аймағында орналасқан. Бұл аймақта нейрондардың бірнеше түрі бар. Бұл нейрондарды басқару жоғарғы екі полмийден жасалады, сондай-ақ бұл аймақ үлкен жарты шардағы қабықтың алдыңғы көз қозғағыш өрісінен тікелей кіріс алады. Соңғы байланыстың арқасында саккаданы басқару ерікті болуы мүмкін. Көздің саккадты қозғалыстарымен адам қоршаған көру әлемін белсенді зерттеуге қабілетті. Науқас адамның көз жағдайын басқару қабілеті бұзылған және мұндай науқастардың есебі ұсынылған картинаға сәйкес келмейді.

Сипатталған көз қозғаушы реакциялар көру қабылдау үшін өте маңызды. Мысалы, кейбір неврологиялық ауруларда немесе ғарышкерлерде ғарыштық ұшуда байқалатын вестибулоокулярлық рефлекстің бұзылуы торлы бейнені тұрақтандыруға қабілетсіздігіне және осының салдары ретінде қарастырылатын объектіні көру өрісінен жоғалтуға әкеп соқтырады. Саккад механизмі қоршаған ортаны белсенді зерттеу үшін қажет, ол оқуларға, телевизиялық хабарлар мен т. б. көруге тікелей қатысады. Адамның саккадалық жүйесінің кейбір қасиеттерін сипаттауға көшеміз.

Біз саккадты бағдарламалауда үш кезеңді болжайтын үш деңгейлі секскад жүйесінің гипотезасын ұстанатын боламыз: назар аудару процестері, шешім қабылдау және саккад сипаттамаларын анықтау. Бұл идея зейін гипотезасы деп аталды. Осы гипотезаға сәйкес, назар аудару механизмін фовеациямен және назар аударумен аяқталуы мүмкін зейін қосу процесіне бөлуге болады. Соңғы процесс нәтижесінде ақпарат көру мақсатын оқшаулау жүйесіне келіп түседі және сыртқы көру нысанын таңдау жүреді. Зейін түсіру көру қабылдауы болмаған кезде орын алуы мүмкін. Бұл гипотезаны тұжырымдауға әкелген экспериментті сипаттаймыз.

Қараңғыланған бөлмеде сыналушы экранның алдында болады, оның ортасында кішкентай (шамамен 2°) көру мақсаты жанып тұрады, ол фиксациялық нүкте (ФТ) деп аталады. Сыналатын адам эксперимент алдында «жарылатын нүктеде жарықты бекіту»нұсқаулығын алады. Егер кенеттен сыналушы үшін ФТ сөніп, көлденең меридиан бойынша 20° жуық қашықтықта басқа стимулды жағып – шеткі стимул (ПС), онда ПС-дағы саккаданың латентті кезеңі дені сау адамда шамамен 200-250 мс құрайды. Бұл эксперимент басқаша жүргіземіз-фиксациялық стимулды (ФС) өшіргеннен кейін келесі КС тек 200 мс кейін пайда болады. Мұндай қараңғы саңылауды енгізу саккаданың жасырын кезеңі ҚС-ға орташа есеппен 40-60 мс-ға қысқарады. Взорды бір нүктеден екіншісіне ауыстыру келесі кезеңдерден тұрады: взорды фиксациясынан босату – зейін түсіру, келесі саккаданың параметрлерін есептеу және взорды ПС-ға ауыстыру. Екінші кезең (Фс назар аудару) 40-60 мс алады және толық қараңғыда болуы мүмкін.