Движения глаз человека

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

 

Федеральное государственное  автономное образовательное  
учреждение высшего профессионального образования

«Южный федеральный  университет»

 

Факультет психологии

Кафедра психофизиологии и клинической психологии

 

Научно-исследовательский  институт нейрокибернетики им. А.Б. Когана

 

 

 

 

 

 

 

КУРСОВАЯ  РАБОТА

на  тему:

 

«Движения глаз человека»

 

 

 

 

Выполнила:

студентка 2 курса 1 группы ДО

ЛОМАКИНА О.В.

 

Научный руководитель:

профессор, д.б.н. КИРОЙ В.Н.

 

  Соруководитель:

м.н.с., аспирант КОЛТУНОВА Т.И.

 

 

 

 

 

 

 

Ростов-на-Дону

2012

 

Содержание.

Введение           3

Глава 1. Описание основных типов движений глаз 5

1. Фиксации          7

1.2.  Дрейф          7

1.3. Тремор           9

1.4.   Микросаккады         9

1.5. Нистагм           10

1.6. Саккады           11

1.7. Вергентные движения        13

1.8. Прослеживающие движения глаз      15

1.9 Заключение         19

Глава 2. Функции  движений глаз     21

2.1. Мигания          22

2.2. Микросаккады          23

2.3. Фиксации           26

2.4. Саккады          27

2.5. Заключение         28

Заключение          30

Список  литературы        31

 

Введение

В настоящее время выделяются следующие виды движений глаз: фиксации, саккады, микросаккады, тремор, нистагм, дрейф, вергентные и прослеживающие движения [17, 24]. Существует много оснований дополнительной классификаций. Так, иногда используют деление на быстрые движения глаз, такие как саккады, тремор и дрейф, и медленные, такие как прослеживание и вергентные движения глаз [21]. Другие авторы разделяют движения глаз на согласованные и несогласованные [13, 18, 24]. Саккады относят к согласованным, а вергентные движения глаз, тремор и дрейф — к несогласованным.

Развернутую характеристику всем основным типам движений глаз дал А.Л. Ярбус в 1965 году [24]. Он же подробно описал физиологические параметры каждого из них. В настоящее время исследования направлены на изучение функционального значения всех видов движений глаз, и их связи с когнитивными процессами. Однако, несмотря на многочисленные описания свойств движений глаз, остается еще много нерешенных вопросов, связанных с процессами, участвующими в их формировании, или имеющих с ними другие функциональные связи.

Цель данной работы – изучение свойств и функций различных движений глаз на основании данных литературы. В связи с этим, работа состоит из двух глав. В первой описаны параметры,  по которым различают виды движений глаз, а во второй указаны их функции и те свойства, которые могут служить показателями для изучения сопутствующих им психических процессов.

 Для реализации этой цели решались следующие задачи:

• анализ литературных данных о таких движениях глаз, как фиксации, саккады, микросаккады, дрейф, вергентные движения, тремор, следящие движения глаз и нистагм;

• анализ функций движений глаз, связанных с познавательными процессами;

• сравнение и анализ противоречий в литературных данных.

Методом, используемым для написания работы, явилось изучение данных, представленных в литературе.

 

Глава 1. Описание основных видов движений глаз

До 80 процентов  информации о внешнем мире человек получает через зрительную систему,  что свидетельствует о ее высокой активности. Известно, что для оптимальной работы зрительного анализатора наши глаза должны постоянно совершать движения. Если положение сетчатки глаза остается неизменным и неподвижным, то через 1-3 секунды, за счет адаптации рецепторов, процесс восприятия зрительной информации существенно нарушается.

Каждое глазное  яблоко приводится в движение с помощью шести мышц. Анатомически глазные мышцы образуют три пары. Медиальная (назальная) и латеральная (височная) прямые мышцы обеспечивают горизонтальные движения глаз вокруг вертикальной оси. Верхняя и нижняя прямые мышцы составляют эффективную пару комплементов для обеспечения вертикальных движений глаз, а также содержат горизонтальный и вращательный элементы, делающие возможным косонаправленные движения глаз. Нижняя и верхняя косые мышцы располагаются под углом друг к другу и контролируют вращательные движения совместно с верхней и нижней прямыми мышцами [20]. Глазные мышцы не только обеспечивают значительную широту движений. Благодаря их плотности, на единицу веса подвижных органов приходится больше мускулатуры, чем это имеет место для любой другой структуры тела. Следствие этого - высокая скорость движений глаз, устойчивость глазных мышц к динамическим нагрузкам и их способность быстро восстанавливать свои функции после утомления.

Глазное яблоко имеет несколько осей вращения. Все оси вращения пересекаются в точке вращения глазного яблока, которая в норме находится на 13,5 мм сзади от роговицы. Движение глаз вызывается содружественными сокращениями глазных мышц, то есть, сокращением одних и расслаблением других.

 Движение  каждого глаза осуществляется  в трёх плоскостях. Движение одного  глазного яблока называется дукцией.  В зависимости от плоскости движения различают следующие виды движений глаза:

• аддукция — приведение (глаз поворачивается к носу), её совершает медиальная прямая мышца;
• абдукция — отведение (глаз поворачивается в сторону виска), её совершает латеральная прямая мышца;
• супрадукция или поднятие глаза кверху осуществляется верхней прямой мышцей;
• инфрадукция или опускание глаза осуществляется нижней прямой мышцей;
• инциклодукция — движение глаза в Y-плоскости, когда его верхняя окружность вследствие вращения приводится к носу — что реализует верхняя косая мышца;
• эксциклодукция — противоположно инциклодукции. Верхняя окружность отводится к виску с помощью нижней косой мышцы [16].

Движения глаз могут быть произвольными и непроизвольными. Произвольные движения глаз - это движения, осуществляемые при перемещении взгляда с одной точки на другую. Непроизвольные движения глаз, в основном, непрерывны, осуществляются автоматически, имеют очень маленькую амплитуду и незаметны при внешнем осмотре глаз.

Все движения глаз направлены на то, чтобы изображение появилось или оставалось в точке наилучшего видения – желтом пятне или fovea, диаметр которой примерно равен 4 градусам. В центре fovea существует еще более оптимальный для восприятия участок сетчатки - фовеола, размер которой около 1 углового градуса [17].

1.1 Фиксации

Под фиксацией  принято понимать временной интервал между двумя любыми смежными скачками глазного яблока. Субъективно нам кажется, что мы зафиксировали свой взор на каком-либо объекте, но фиксационные движения глаз даже при восприятии неподвижных объектов сопровождаются дрейфом, тремором или саккадами. При свободном рассматривании неподвижных объектов большинство фиксаций сопровождается дрейфом и тремором без саккадических движений глаз.

Особая ситуация возникает при фиксации объектов, движущихся относительно координат головы или при фиксации во время нашего собственного движения. В первом случае глаза должны плавно проворачиваться в глазнице так, чтобы некоторый отрезок времени зрительные оси пересекали точку фиксации. Во втором случае, чтобы сохранить фиксацию, глаза должны находиться в непрерывном движении, что справедливо также для ситуации одновременного движения головы и объекта восприятия [24].

Стоит также  отметить, что во многих случаях  процесс фиксации прерывается морганием, длящимся десятые доли секунды. Моргательное движение глаза сопровождается резким изменением освещения сетчатки и исчезновением сетчаточного изображения. В этот момент глаза совершают небольшой поворот с возвратом в исходное положение (вверх, внутрь и обратно), затрачивая на эти движения около 0,1 – 0,2 секунды.

 

1.2 Дрейф

 Впервые его обнаружил и описал Р. Джодж в 1907 году [19]. Дрейф во время фиксации представляет собой неупорядоченное и относительно медленное движение осей глаза, при котором, однако,  изображение остается в fovea, что может быть детерминировано определенной неизменностью во время фиксации угла между зрительными осями или же саккадическими скачками, которые возвращают изображение точек ближе к центральной ямке. Второй вариант вероятнее всего в условиях продолжительной фиксации взора на какой-либо неподвижной точке. Скорость дрейфа может быть различной - от 5-6 до 30 угловых минут в секунду, достигая своего максимума на сотые или десятые доли секунд. Особенной чертой дрейфа является его независимость для каждого глаза (не соблюдается параллельность вертикальных линий). Причиной дрейфа считается общая нестабильность двигательного аппарата глаз. По мнению большинства авторов, направление дрейфов случайно [13].

При восприятии неподвижных объектов продолжительность отдельного дрейфа (что в такой ситуации совпадает со временем фиксации) достаточна для того, чтобы глаз увидел фиксируемый объект, но процесс восприятия им не ограничен. Поэтому, чаще всего, взгляд задерживается на объекте восприятия дольше, и такой осмотр сопровождается не замечаемыми человеком саккадическими скачками.

А.Л. Ярбус в  своих исследованиях определил, что наиболее вероятной длительностью дрейфов или фиксаций при свободном рассматривании неподвижных объектов является интервал  0,2 - 0,8 сек. Наиболее часто встречающаяся продолжительность фиксации - 0,3 секунды. Средняя продолжительность дрейфа зависит от функционального состояния человека, характера и сложности объекта восприятия, и полученной перед обследованием инструкции. Опыты А.Л. Ярбуса показали, что при длительной фиксации неподвижной точки около 97 % времени приходится на дрейф и только 3 % занимают скачки. При свободном осмотре на смену точек фиксации может приходиться значительно больше, чем 5% от всего времени восприятия.

 

1.3 Тремор

Дрейф всегда сопровождается тремором – высокими по частоте, но очень маленькими по амплитуде колебательными движениями осей глаз. Впервые он был зарегистрирован В.Адлером и М.Флигельманом в 1934 году [19]. Результаты, полученные Л.Риггсом, Ф.Ратлиффом, Р. Дитчберном, Б.Гинзборгом и А.Л. Ярбусом показали, что частота тремора колеблется от 20 до 100-150 периодов в секунду, а амплитуда сравнима с угловым размером рецепторов глаз и составляет от 20 до 40 угловых секунд (1-1,5 диаметра клеток желтого пятна). В отличие от тремора рук, имеющего частоту около 10 колебаний в секунду, тремор глаз высокочастотный, что отражает особенности функционирования и морфологического строения глазных мышц, и их тонической активности [18].

Тремор обоих глаз независим. Зрительные оси глаз при треморе движутся по конусообразным поверхностям. Предполагается, что тремор представляет собой неполный гладкий тетанус, вызванный разрядами активных моторных единиц глазных мышц [13].

 

1.4 Микросаккады

Впервые зарегистрированы Р. Доджем. Наложение дрейфа и тремора приводит к тому, что через некоторое время после начала фиксации какого-либо объекта внимания глаз перемещается так, что изображение точки постепенно выходит из области наилучшего видения [18].  Микросаккады, как и саккады, являются баллистическим движением, то есть, движением, порожденным начальным толчком. Каждая микросаккада совершается посредством сложного, но запрограммированного сокращения мышц. Это движение не доводит изображение в его исходное положение, а лишь имеет тенденцию к возвращению его в fovea. Величина большинства таких непроизвольных маленьких скачков, по Ярбусу, лежит в пределах от 2 до 25 угловых минут и все скачки для обоих глаз строго одинаковы [24]. Однако, Хендерсоном были получены сведения, указывающие на то, что существуют как монокулярные микросаккады, так и бинокулярные. Их размеры достигают 1-1,5 угловых градусов [5]. Продолжительность таких скачков, в зависимости от их величины, составляет 0,01 – 0, 02 секунд, а скорость - от 3 до 12 градусов/секунду. Столь незначительная продолжительность и высокая скорость скачков обуславливают их незаметность для человека.

Если исключить  микросаккады связанные с переключением внимания, можно выделить три типа скачков:

1. микросаккады, возникающие при попытке человека плавно обвести взглядом какой-либо контур неподвижного предмета;
2. микросаккады, возникающие при фиксации взором неподвижной точки, по прошествии некоторого отрезка времени после начала фиксации;
3. микросаккады, возникающие при необходимости коррекции, когда вследствие дрейфа изображение точки фиксации начинает выходить или вышло за пределы желтой ямки. Особенно много таких скачков у людей с некоторыми  нарушениями нормальной работы мышечного аппарата глаза.

 

1.5 Нистагм

Нистагм - непроизвольные быстрые ритмические движения глазных яблок, в десятки и сотни раз превышающие амплитуду тремора, а их частота, соответственно, в десятки раз меньше частоты тремора. Нистагм происходит чаще всего в патологических случаях, при расстройствах нервной системы. В настоящее время наиболее изучен вестибулярный нистагм, который возникает у людей в ответ на определенное возбуждение вестибулярного аппарата. Вестибулярный нистагм складывается из ритмически чередующихся быстрой и медленной фаз, соотношение длительности которых при компенсированных процессах и у здоровых людей равно 1:3 — 1:5. Он может возникать спонтанно и вызываться искусственно. Наиболее распространен двусторонний нистагм, значительно реже — односторонний. В зависимости от направления колебаний глазных яблок выделяют  горизонтальный, вращательный (ротаторный), вертикальный и диагональный нистагм [10].