Раздражитель - электромагнитные волны высокой частоты - через прозрачную роговицу, белковую оболочку, сосудистую оболочку, радужку и хрусталик воздействует на сетчатку глаза. Последняя представляет Собой совокупность нервных клеток (фоторецепторов) двух типов: колбочек и палочек. Собственно ощущение цвета и формы предметов обеспечивается работой колбочек. Палочки же (более чувствительные элементы) реагируют лишь на параметры яркости света (черное - белое). Так, при достаточно высокой освещенности объектов, когда имеется возможность их рассмотреть, основная нагрузка ложится на колбочки. При сумеречной освещенности объектов инициатива переходит к палочкам, и человек помучает ощущение «серого» мира (как говорят, ночью все кошки серые).
В чувствительных клетках сетчатки световая энергия преобразуется в энергию нервных импульсов. Эти сигналы по волокнам зрительного нерва и через структуры среднего и промежуточного мозга передаются в затылочную область коры головного мозга. Здесь расположена зрительная сенсорная кора. Через средний мозг зрительная система взаимодействует с другими сенсорными системами и моторикой. Эти связи обеспечивают различные зрачковые рефлексы.
Считают, что через зрение человек получает около 90% всей информации. Глаза - это окна психики. В онтогенезе человека они первыми прекращают свой рост (где-то в семилетнем возрасте). Зрительные ощущения - это прежде всего ощущения цвета, так как все, что окружает человека, отражается в его сознании различной цветовой гаммой.
Ощущениям того или иного цвета соответствуют волны различной длины.
Различают ахроматические (черный, белый, серый) и хроматические цвета (зеленый, синий и др.). Человеческий глаз различает до 300 оттенков ахроматического цвета и десятки тысяч хроматических цветов в различных сочетаниях.
Установлено, что ахроматические цвета принадлежат тем объектам, которые равномерно отражают волны различной длины. Хроматические появляются у тех объектов, которые отражают лишь волны определенной длины, а остальные поглощают. В этой связи недалеки от истины рассуждения тех, кто говорит, что окружающий нас материальный мир бесцветен. Собственно, цвет предмета обусловлен теми составляющими волнового спектра, которые этот предмет отражает, поглощает или пропускает через себя. Если человек ощущает синий цвет предмета, то это значит, что данный предмет отражает только волны синего цвета.
В настоящее время существует две теории цветового зрения: трехцветовая и двухцветовая. Согласно трехцветовой теории, зрение обладает тремя типами рецепторов: красноощущающих, зеленоощущающих и фиолетовоощущающих. Световой раздражитель, той или иной длины волны одновременно воздействует на все эти рецепторы, но в различной степени. Это и создает все известные хроматические и нега. При одинаковой степени возбуждения всех рецепторов возникает ощущение белого цвета.
Сторонники двухцветовой теории говорят о наличии в зрении только двух типов рецепторов с парной оппонентной цветовой ориентацией: один тип реагирует на красный или зеленый цвет, другой - на синий или желтый. Все зависит от сбалансированности светового раздражителя. Например, если обе пары цветов представлены в раздражителе в одинаковой мере, то объект будет представляться человеку бесцветным, ахроматическим.
Попытки «примирить» данные теории привели к созданию компромиссной двухстадийной теории. Суть ее в следующем. Рецепторы красноощущающего, зеленоощущающего и фиолетовоощущающего типов служат источником информации для рецепторов с парной оппонентной цветовой ориентацией. Эти структуры как бы образуют две стадии работы механизма и цветового зрения.
Идея двухстадийности появилась с открытием цветооппонентных нейронов, расположенных в таламусе. Активность этих клеток зависит от диапазона длин волн, в котором работает в текущий момент зрительная система. Например, скорость возбуждения некоторых нейронов увеличивается при раздражении сетчатки глаза синим цветом и уменьшается при реакции на желтый цвет.
Процессы зрительных ощущений характеризуются чувствительностью (порогами ощущений), остротой зрения, латентным периодом зрительной реакции, критической частотой мелькания, инерцией зрения.
Чувствительность глаза к волнам различной длины различна.
Самыми «ощущаемыми» субъективно кажутся зеленый и желтый цвета. Цветовая чувствительность подвержена суточным колебаниям: максимум приходится на 13.00 - 15.00 ч, минимум - на 23.00 - 3.00 ч.
Острота зрения (пространственный порог зрения) характеризует способность глаза различать мелкие детали объектов. Это то минимальное расстояние между двумя объектами, с которого данные объекты не сливаются в один. Этот параметр может изменяться у человека в течение суток. Так, при нормальной освещенности аудитории острота зрения увеличивается в течение первой пары занятий, а затем начинает снижаться до 80% от максимального уровня.
Латентный период зрительной реакции - промежуток времени от момента подачи сигнала до момента возникновения ощущения. Этот параметр зависит от интенсивности сигнала, его значимости, возраста индивида. В среднем латентный период равен 160-240 мс.
Критическая частота мелькания (КЧМ) - минимальная частота дискретно появляющихся световых сигналов («проблесков»), при которой возникает ощущение их слитности. Этот параметр определяется яркостью сигнала, размером источника света и его конфигурацией. Обычно КЧМ равна 15-25 Гц.
Инерция зрения характеризуется тем, что зрительные ощущения не прекращаются с прекращением действия светового раздражителя. Если имеется необходимость в реагировании человека на дискретно появляющиеся сигналы, то период их следования должен быть не меньше времени сохранения ощущения, равного 0,2-0,5 с.
Следует отметить важность микродвижений глаз для процессов возникновения зрительных ощущений. Если стабилизировать положение какого-то объекта на сетчатке глаза, то уже после 2-3 с человек перестанет видеть этот объект. И все же основную информацию глаз получает во время фиксации, т.е. во время относительно неподвижного положения глаза, ориентированного на объект.
Вот тогда говорят о так называемом боковом зрении. В условиях хорошей дневной видимости предметы и их части отражаются на сетчатке лучше, если человек смотрит на них прямо. Это связано с тем, что изображения предмета проецируются в центр сетчатки, где расположены преимущественно колбочки. При сумеречном освещении на эти предметы лучше смотреть несколько искоса. Дело в том, что к периферии сетчатки увеличивается количество палочек, обеспечивающих зрительные ощущения при слабом свете. В этих условиях наиболее чувствительная область к свету смещена на 10-12 градусов относительно центра.
Качество зрительных ощущений обеспечивает мало осознаваемая процедура моргания глаз каждые 5-8 с (в спокойном психическом состоянии человека). В момент закрытия век начинают работу специальные железы, выделяющие влагу и поддерживающие поверхность оболочки глаза во влажном состоянии. При волнении частота морганий увеличивается.
Существует гипотеза, что система зрения человека не всегда была парной. Предполагают, что человек обладал третьим глазом, расположенным на затылке. В доказательство приводят, во-первых, наличие маленького отверстия в черепе (а ведь природа ничего лишнего, бесполезного не создает) и, во-вторых, проявляющуюся иногда способность человека чувствовать упорно сверлящий чужой взгляд сзади.