Нужны доноры

4. Функциональные особенности зрительной системы у детей

Основным свойством зрительной системы, которое определяет все стороны ее деятельности и лежит в основе таких функций, как различение яркости, цвета, формы и движения объектов, оценка их размеров и удаленности, является способность реагировать на воздействие света. Минимальное количество световой энергии, вызывающее ощущение света, характеризует абсолютную световую чувствительность глаза. За счет ее изменений зрительная система адаптируется, приспосабливается к различным уровням яркости в широком диапазоне - от 10-6 до 104 нит. Световая чувствительность значительно повышается в темноте, что-позволяет воспринимать очень слабые яркости, и снижается при переходе от меньшей освещенности к большей. В условиях такой адаптации устанавливается определенная фоновая активность всех уровней зрительной системы. Если в поле зрения имеются участки с неодинаковой яркостью, то их различие оценивается посредством контрастной, или различительной, чувствительности, глаза. Это позволяет определить пространственную конфигурацию изображений. Следовательно, контрастная чувствительность, составляет физиологическую основу восприятия формы и величины предметов. Наиболее высокой контрастной чувствительностью обладает центральная область сетчатки.

Функциональной единицей зрительной системы является рецептинное поле - клетка или группа клеток данного уровня си-ютемы, посылающих нервный сигнал к вышележащему нейрону. Одни рецептивные поля реагируют только на включение света» (on-ответ), другие лишь на его выключение (off-ответ), третьи—и на включение, и на выключение света (on off-ответ). Встречаются поля с оп-центром и off-периферией или off-центром и опнпериферией, а также с промежуточной on—off-зоной. За счет оппонентных on—off-реакций и связанных с ними возбудительно-тормозных процессов пространственно-временные структуры сигнала становятся более острыми.

Рецептивные поля изменяются, в зависимости от меняющихся условий и задач зрительного восприятия происходит их функциональная перестройка. В области центральной ямки рецептивные поля имеют меньший размер, чем на периферии. В отличие от рецептивных полей сетчатки и коленчатого тела, для которых характерны круглая форма, корковые поля имеют вытянутую форму и (значительно более сложное строение.

Несколько клеток нижележащего слоя зрительной системы .связаны с одной вышележащей клеткой, т. е. отмечается восходящая поэтажная конвергенция сенсорных нейронов. Вместе с тем по мере перехода от сетчатки к зрительной коре на каждом следующем этаже количество нервных элементов и связей между ними увеличивается, так что одна ганглиозная клетка сетчатки оказывается связанной с тысячами кортикальных {нейронов. В результате этого повышается надежность (системы и уменьшается вероятность того, что будет послан ошибочный сигнал.

Основные этапы переработки зрительной информации можно представить в следующем виде [Глезер В. Д., Невская А. А., 1964, и др.]. В колбочках и палочках сетчатки происходят фотофизический и фотохимический процессы трансформации энергии света в неродное возбуждение, которое передается биполярам, а от авоих - ганглиозным клеткам. Кодом интенсивности сигнала, посылаемого в мозг по аксонам ганглиозных клеток — волокнам зрительного нерва, служит частота импульсных разрядов.

На уровне сетчатки вследствие пространственно-временной суммации светового стимула, а также тормошшго взаимодействия между зонами внутри самих полей происходит подчеркивание контуров изображения. В вышележащие отделы зрительной «системы передаются сведения главным образом о тех его частях, где наблюдается перепад, градация яркости и содержится наиболее новая информация. В наружном коленчатом теле латеральное торможение возрастает и эффект контрастирования изображения усиливается.

На следующем этапе переработки зрительной информации происходит переход к пространственному (топологическому) кодированию. Установлено, что в зрительной системе, главным образом в высших ее отделах, имеются нейроны, избирательно реагирующие только на определенные характеристики изображения: участки различной формы и яркости, границы темной и освещенной зон, прямые линии, ориентированные в том или ином направлении, острые и тупые углы, концы отрезков, изогнутые контуры, различные направления движения объектов. Описаны три типа кормовых рецептивных полей, связанные с (кодированием элементов формы: простые, сложные и сверхсложные [Hubel D., Wiesel Т., 1965]. Специфические ответы нейронов на действие светового стимула позволяют выделить элементарные признаки изображения и создают основу для сжатого и экономного описания видимого объекта.

Простые признаки изображения служат как бы готовыми блоками для построения образа. Конечный процесс его распознавания определяется функциональной организацией совокупностей нейронов, интегративной деятельностью зрительной системы в целом. По мере цродвижения ко все более высоким ее отделам происходит уменьшение числа нейронных каналов, участвующих в передаче зрительной информации, и переход от описания элементов изображения к построению целых изображений, формированию зрительных образов и их опознанию. Высказано мнение, что различение простейших конфигураций является врожденным свойством зрительной системы, распознавание же сложных образов основывается на индивидуальном опыте и требует обучения.

В кортикальных ассоциативных зонах зрительная информация сочетается с информацией, поступающей от других сенсорных: систем. В результате этого создаются условия для комплексного восприятия внешней среды.

Особенностью деятельности нервной системы ребенка после рождения является преобладание подкорковых образований. Головной мозг новорожденного еще недостаточно развит, дифференцировка коры и пирамидных путей не закончена. Вследствие этого у новорожденных отмечается склонность к диффузным реакциям, к их генерализации и иррадиации и вызываются такие рефлексы, которые у взрослых бывают только при патологии.

Указанная способность центральной нервной системы новорожденного оказывает существенное влияние и на деятельность-сенсорных систем, в частности зрительной. При резком и внезапном освещении глаз могут возникнуть генерализованные защитные рефлексы — вздрагивание тела и феномен Пейпера, который выражается в сужении зрачка, смыкании век и сильном откидывании головы ребенка назад. Главные рефлексы появляются и при раздражении других рецепторов, в частности тактильного. Так, при интенсивном почесывании кожи расширяются зрачки, при легком постукивании по носу — закрываются веки. Наблюдается также феномен «кукольных глав», при котором? главные яблоки двигаются в направлении, обратном пассивному движению головы.

В условиях освещения глаз ярким светом возникают мигательный рефлекс и отведение глазных яблок кверху. Такая защитная реакция органа зрения на действие специфического раздражителя обусловлена, очевидно, тем, что зрительная система - единственная из всех сенсорных систем, на которую адекватная афферентация действует только после рождения ребенка. Требуется некоторое привыкание к свету. Как известно, остальные афферентации — слуховые, тактильные, интероцептивные и проприоцептивные — оказывают свое влияние на соответствующие анализаторы еще в период внутриутробного развития. Однако следует подчеркнуть, что в постиатальном онтогенезе зрительная система развивается ускоренными темпами и визуальная ориентировка вскоре опережает слуховую и тактильно-проприоцептивную.

Уже при рождении ребенка отмечается ряд безусловных зрительных рефлексов - прямая и содружественная реакция зрачков на свет, кратковременный ориентировочный рефлекс поворота обоих глаз и головы к источнику света, попытка слежения за движущимся объектом. Однако расширение зрачка в темноте происходит медленнее, чем его сужение на свету. Это объясняют недоразвитием в раннем возрасте дилататора радужки или иннервирующего ату мышцу нерва. На 2 3-й неделе в результат появления условнорефлекторных связей начинается усложнение деятельности зрительной системы, формирование и совершенствование функций предметного, цветового и пространственного зрения.

Таким образом, световая чувствительность появляется сразу после рождения. Правда, под действием света у новорожденного не возникает даже элементарный зрительный образ, и вызываются в основном неадекватные общие и местные защитные реакции. Вместе с тем с самых первых дней жизни ребенка свет оказывает стимулирующее действие на развитие зрительной системы в целом и служит основой формирования всех ее функций.

С помощью объективных методов регистрации изменений зрачка, а также других видимых реакций (например, рефлекса Пейпера) на свет разной интенсивности удалось получить некоторое представление об уровне светоощущения у детей раннего возраста [Peiper А., 1962]. Чувствительность глаза к свету, измеренная по пупилломоториой реакции зрачка с помощью пупилло-скопа, увеличивается в первые месяцы жизни и достигает такого же уровня, как у взрослого, в школьном возрасте.

Абсолютная световая чувствительность у новорожденных резко снижена, причем в условиях темновой адаптации она в 100 раз выше, чем при адаптации к свету. К концу первого полугодия жизни ребенка световая чувствительность существенно повышается и соответствует 2/3 ее уровня у взрослого. При исследовании зрительной темновой адаптации у детей 4—14 лет установлено, что с возрастом уровень адаптационной кривой увеличивается и к 12—14 годам становится почти нормальным [Беленькая Л., 1971].

Пониженную световую чувствительность у новорожденных объясняют недостаточным развитием зрительной системы, в частности сетчатки, что косвенно подтверждают результаты электро-ретинографии. У детей младшего возраста форма электроретинограммы близка к обычной, но амплитуда ее понижена. Последняя зависит от интенсивности света, падающего на глаз: чем интенсивнее свет, тем больше амплитуда электроретиноттраммы [Ноrsten G., Winkelman J., 1962]. J. Francois и A. de Rouk (1963) установили, что волна а в первые месяцы жизни ребенка ниже нормальной и достигает обычной величины после 2 лет. Фотюпиче-ская волна bi развивается еще медленнее и в возрасте старше 2 лет еще имеет низкое значение. Скотопическая волна b2 при слабых стимулах у детей от 2 до 6 лет значительно ниже, чем у взрослых. Кривые волн а и Ь при сдвоенных импульсах довольно значительно отличаются от кривых, наблюдаемых у взрослых. Рефрактерный период начале более короткий.

Форменное центральное зрение появляется у ребенка только на 2—З-м месяце жизни. В дальнейшем происходит его постепенное совершенствование — от способности обнаруживать предмет до способности его различать и распознавать. Возможность различать простейшие конфигурации обеспечивается соответствующим уровнем развития зрительной системы, тогда как распознавание сложных образов связано с интеллектуализацией зрительного процесса и требует обучения в психологическом смысле этого слова.

С помощью изучения реакции ребенка на предъявление предметов разной величины и формы, (способности их дифференцировки при выработке условных рефлексов, а также реакции оптокинетического нистагма удалось получить сведения о форменном зрении у детей даже раннего возраста. Так, установлено, что на 4 -6-м месяце жизни ребенок реагирует на появление обслуживающих его лиц, а еще раньше - на 2—3-м месяце замечает грудь матери. На 7 10-м месяце у ребенка появляется способность распознавать геометрические формы (куб, пирамида, конус, шар), а на 2—3-м году жизни нарисованные изображения предметов. Совершенное восприятие формы предметов и нормальная острота зрения развиваются у детей только в период школьного обучения. С помощью оптокинетического нистагма исследовано форменное прение у 32 новорожденных в возрасте от 8 ч до 8 дней; 14 детей не фиксировали объедет или засыпали во время исследования, у остальных 18 детей удалось определить остроту зрения, она оказалась равной 0,02-0,1.

На рис. 19 представлен график изменения остроты зрения у детей с возрастом, по данным ряда авторов [Ендовицкая Т. В., 1955; Духанина Е. И., 1965; Хухрина Л. П., 1970; Slateper J., 1950]. Этот график хорошо иллюстрирует отмеченную выше закономерность постепенное совершенствование форменного зрения на основе жизненного опыта по мере роста и развития детского организма. Однако следует обратить внимание на то, что темпы увеличения остроты зрения, установленные отдельными авторами, существенно различаются. Это объясняется большой вариабельностью визуальных показателей у детей даже одного возраста, особенно дошкольников, что убедительно доказывают данные, представленные в табл. 5 [Хухрина Л. П., 1970].

В связи с этим о возрастных нормах остроты зрения у детей дошкольного возраста можно судить лишь с большой долей условности. Следует иметь в виду, что у таких детей острота зрения ниже 1,0 может отмечаться и при отсутствии каких-либо изменений со стороны органа зрения.

Параллельно развитию форменного зрения идет становление цветоощущения, которое также в основном является функцией колбочкового аппарата сетчатки. С помощью условнорефлекторной методики установлено, что способность дифференцировать цвет впервые появляется у ребенка в возрасте 2—6 мес. Отмечают, что различение цветов начинается прежде всего с восприятия красного цвета, возможность же распознавать цвета коротковолновой части спектра (зеленый, синий) «появляется позже. Это связано, очевидно, с более ранним формированием приемников красного цвета но сравнению с приемниками других цветов.

К 4—5 годам цветовое зрение у детей уже хорошо развито, но продолжает совершенствоваться и в дальнейшем. Аномалии цветоощущения у них встречаются приблизительно с такой же частотой и в таких же (количественных соотношениях между лицами мужского и женского пола, как и у взрослых.

Границы ноля зрения у детей дошкольного возраста примерно на 10% уже, чем у взрослых. В школьном возрасте они достигают нормальных величин. Размеры слепого пятна по вертикали и горизонтали, определенные при кампиметрическом исследовании с расстояния 1 м, у детей в среднем на 2-3 см больше, чем у взрослых [Ковалевский Е. И., 1970].

Для возникновения бинокулярного зрения необходима функциональная взаимосвязь между обеими половинами зрительного анализатора, а также между оптическим и двигательным аппаратами глаз. Бинокулярное зрение развивается позднее других зрительных функций.

Вряд ли можно говорить о наличии истинного бинокулярного зрения, т. е. о способности сливать два (монокулярных изображения в единый зрительный образ, у детей грудного возраста. У (них появляется только механизм бинокулярной фиксации объекта как основа развития бинокулярного зрения.

Для того чтобы объективно судить о динамике (развития бинокулярного зрения у детей, можно (использовать пробу с призмой. Возникающее при этой пробе установочное движение свидетельствует о том, что имеется один из основных компонентов объединенной деятельности обоих глаз — фузионный рефлекс. Л. П. Хухрина (1970), использовав эту методику, установила, что способностью перемещать сдвинутое в одном из глаз изображение на центральную ямку сетчатки обладает 30% детей первого года жизни. Частота феномена с возрастом увеличивается и на 4-м году жизни достигает 94,1% (табл. 6). При исследовании с помощью цветового прибора бинокулярное зрение на З-м и 4-м году жизни было выявлено соответственно у 56,6 и 86,6% детей.

Главная особенность бинокулярного зрения состоит, как известно, в более точной оценке третьего пространственного измерения — глубины пространства. Как видно на графике (рис. 20), средняя величина порога бинокулярного глубинного зрения у детей 4-10 лет постепенно уменьшается (Тарасцова М. М.т 1969]. Следовательно, по мере роста и развития детей указанного возраста оценка пространственного измерения становится все бо>лее точной. Она продолжает совершенствоваться и в более старшем возрасте.

Можно выделить следующие основные этапы развития пространственного зрения у детей. При рождении ребенок сознательного зрения не имеет. Под влиянием яркого света у него суживается зрачок, закрываются веки, шлова толчкообразно откидывается назад, но глаза цри этом бесцельно блуждают независимо друг от друга.

Через 2-5 нед после рождения сильное освещение уже побуждает ребенка удерживать глаза относительно неподвижно и пристально смотреть на световую поверхность. Действие света особенно заметно, если: он попадает на центр сетчатки, который к этому времени развивается в (высокоценный участок, позволяющий получать наиболее детальные и яркие впечатления. К концу первого месяца жизни оптическое раздражение периферии сетчатки (вызывает рефлекторное движение глаза, в результате которого световой объект воспринимается це1Нтром сетчатки. Эта центральная фиксация вначале совершается мимолетно и только на одной стороне, но постепенно в связи с повторением она становится устойчивой я двусторонней. Бесцельное блуждание каждого глаза сменяется согласованным движением обоих глаз. Возникают конвергентные и «привязанные» к ним фузионные движения, формируется физиологическая основа бинокулярного зрения — оптомоторный механизм бификсации. В этот период средняя острота зрения у ребенка (измеренная по оптокинетическому нистагму) составляет примерно 0,1, к 2 годам она повышается до 0,2-0,3 и только к 6—7 годам достигает 0,8- 1,0.

Таким образом, (бинокулярная зрительная система формируется, несмотря на еще явную неполноценность монокулярных зрительных систем, и опережает их развитие. Это происходит, очевидно, для того, чтобы в первую очередь обеспечить пространственное восцриятие, которое в наибольшей мере способствует совершенному приспособлению организма к условиям внешней среды. К тому времени, когда высокое фовеальное зрение предъявляет все более строгие требования к аппарату бинокулярного зрения, он уже бывает достаточно развит.

В течение 2-го месяца жизни ребенок начинает осваивать ближнее пространство. В этом принимают участие зрительные, проприоцептивные и тактильные раздражения, которые взаимно контролируют и дополняют друг друга. В первое время близкие предметы видны в двух измерениях (высота и ширина), но благодаря осязанию ощутимы в трех измерениях (высота, ширина и глубина). Так вкладываются первые представления о телесности (объемности) предметов.

На 4-м месяце у детей развивается хватательный рефлекс. При этом направление предметов большинство детей определяют правильно, но расстояние оценивается неверно. Ребенок ошибается также в определений объемности предметов, которое также основывается на оценке расстояния: он пытается схватить бестелесные солнечные пятна на одеяле и движущиеся тени.

Со второго полугодия жизни начинается освоение дальнего пространства. Осязание при этом заменяют ползание и ходьба. Они позволяют сопоставлять расстояние, на которое перемещается тело, с изменениями величины изображений на сетчатке и тонуса глазодвигательных мышц: издаются зрительные представления о расстоянии. Следовательно, эта функция развивается позднее других. Она обеспечивает трехмерное восприятие пространства и совместима лишь с полной согласованностью движений глазных яблож и симметрией в их положении.

Следует иметь в виду, что механизм ориентации в пространстве выходит за рамки зрительной системы и является продуктом сложной синтетической деятельности мозга. В связи с этим дальнейшее совершенствование етого механизма тесно связано с познавательной деятельностью ребенка. Всякое существенное изменение в окружающей обстановке, воспринимаемое зрительной системой, служит основой для построения сенсомоторных действий, для приобретения знаний ю зависимости между действием и его результатом. В способности запоминать последствия своих действий, собственно, и заключается процесс обучения в психологическом смысле етого слова.

Значительные качественные изменения в пространственном восприятии происходят в возрасте 2-7 лет, когда ребенок овладевает речью и у него развивается абстрактное мышление. Зри-тельная оценка пространства совершенствуется и в более старшем возрасте.

В заключение следует отметить, что в развитии зрительных ощущений принимают участие как врожденные механизмы, выработанные и закрепившиеся в филогенезе, так и механизмы, приобретенные в процессе накопления жизненного опыта. В связи с этим давний спор между сторонниками нативизма и эмпиризма о главенствующей роли одного из этих механизмов в формировании пространственного восприятия представляется беспредметным.