Закономерности движения глаз

Глаз – самый подвижный орган. Движения глаз служат для того, чтобы перевести изображения объекта, подлежащего рассмотрению, в зону ясного видения сетчатки и удержать его там (фиксировать) необходимое время. Для этого глазодвигательная система производит быстрые скачки – произвольные и непроизвольные, тремор – высокочастотные колебания с амплитудой до 10″, медленный дрейф, движения прослеживания и конвергенционно-дивергенционные движения.

Все движения глаз – это вращение глазного яблока относительно некоторого центра, лежащего на зрительной оси на расстоянии около 13,5 мм от вершины роговицы. Движения осуществляются благодаря действию шести мышц, прикрепленных с одной стороны к глазному яблоку, с другой – к глазной орбите. Любое движение глаз совершается в результате комбинированного действия этих мышц.

Поиск объекта в некотором поле осуществляется с помощью быстрых саккадических движений глаз (скачков) и конвергенционно-дивергенционных движений.

ПРОИЗВОЛЬНЫЙ СКАЧОК ГЛАЗА – саккадическое движение – это содружественная реакция обоих глаз. Скачок возникает через 0,2 – 0,3 с после появления объекта. Скорость движения глаз довольно быстро нарастает от нуля до максимума, сохраняется далее равномерной, затем довольно быстро падает до нуля. При углах поворота более 15 – 20° движение глаз складывается из 2 – 3 скачков. С увеличением амплитуды движения скорость произвольных и непроизвольных скачков глаз возрастает. При этом скорость движения глаз не может быть изменена произвольно: для одного и того же испытуемого она остается относительно постоянной при повороте на один и тот же угол; она зависит только от угла, на который должен повернуться глаз. При скачке 5° максимальная скорость движения равна 200 град/с, а при скачке в 20° – 450 град/с. Благодаря более высокой скорости при скачке на больший угол глазодвигательная система переводит взор в любое место поля зрения за относительно постоянное время (примерно 0,05 – 0,06 с). Для того чтобы возник новый скачок, новое изображение объекта должно находится на угловом расстоянии не менее 48′ – 6′ от прежней точки фиксации: это значение характеризует зону нечувствительности [12].

Весьма важными движениями глаз являются сведение (конвергенция) и разведение (дивергенция) зрительных осей. КОНВЕРГЕНЦИЯ – это поворот зрительных линий внутрь при фиксации предметов, расположенных на конечном расстоянии. Конвергенция требуется при переводе взгляда с далекого объекта на более близкий; ДИВЕРГЕНЦИЯ – наоборот, с близкого объекта на более далекий. За наименьшую удаленность объекта, при которой уже не приходится конвергировать и зрительные оси глаз считаются параллельными, принимается расстояние, равное 6 м. Более точные исследования показали, что конвергенция не вполне исключена и при значительно больших расстояниях. Конвергенция наступает через 0,16 – 0,20 с, начинается сразу с максимальной равномерной скоростью, которая остается постоянной около 200 мс, и затухает далее по экспоненте. Конвергенция совершается автоматически, непроизвольно, независимо от желания человека. Слияние изображений на сетчатках обоих глаз в единый зрительный образ называют ФУЗИЕЙ.

Если взор наблюдателя направлен на объект, то глазодвигательная система должна сохранять какое-то время фиксацию объекта для получения нужной информации. Наиболее простая форма фиксации – фиксация неподвижного объекта, более сложная – фиксация объекта, движущегося на постоянном удалении от наблюдателя. Она осуществляется с помощью прослеживающих движений глаз. Еще более сложной является фиксация движущегося объекта, расстояние до которого изменяется. В этом случае требуются прослеживающие и конвергенционные движения.

ФИКСАЦИЮ объекта (как неподвижного, так и движущегося) сопровождают три вида движений: дрейф, тремор и непроизвольные скачки.

ДРЕЙФ – сравнительно медленное движение глаз со средней скоростью 6 угл.мин/с при амплитуде от 3 до 30 угл.мин. Работы Дичборна, Ярбуса [13] показали, что если искусственно стабилизировать изображение на одном месте сетчатки, то уже через 1 – 3 с после начала опыта испытуемый перестает что бы то ни было видеть. Устанавливается так называемое пустое поле, которое не кажется темным, но и на котором не различается никаких деталей. Изменение освещенности на короткое время восстанавливает видимость. Но потом снова возникает пустое поле. В естественных условиях все три движения – дрейф, тремор и скачки – обеспечивают перемещение изображения по сетчатке даже в тех случаях, когда человек считает, что он не двигает глазами, и, таким образом, предотвращается появление пустого поля.

ТРЕМОР – мелкие колебания глаз с амплитудой около 1′ и частотой от 30 до 90 Гц.

НЕПРОИЗВОЛЬНЫЕ СКАЧКИ или флики* – быстрые движения длительностью около 25 мс с амплитудой 2 – 60 угл.мин и скоростью от 3 до 12 град/с в зависимости от амплитуды. Интервалы между фликами изменяются в пределах от 100 мс до нескольких секунд. При фиксации движущегося объекта глазодвигательная система также должна удерживать изображение в пределах какой-то ограниченной зоны на сетчатке.

ПРОСЛЕЖИВАЮЩИЕ ДВИЖЕНИЯ – плавные, медленные движения глаз – возникают через 0,15 – 0,17 с после появления движущегося объекта и начинаются сразу со скоростью, соответствующей скорости движения объекта. Обнаружена линейная зависимость между скоростями движения объекта и прослеживания до скорости 10 град/с. Глаза следят плавно с редкими скачками, необходимыми для ликвидации рассогласования из-за несовпадения скорости движения глаза и объекта. Относительно точное длительное непрерывное слежение возможно при скорости, не превышающей 30 – 40 град/с. При более высоких скоростях движения объекта скачкообразные движения вытесняют плавные, следящие движения, фиксация объекта нарушается. Если вместе с глазом движется и голова, то верхний предел длительного прослеживаемого движения достигает 60 град/с, при этом рассогласование глаза и объекта достигает 1°.

Максимальная скорость, вызывающая прослеживающие движения, составляет 5 угл.мин/с, что приближенно соответствует порогу восприятия движения.

Наряду с изменениями направления взора, связанными с движением глазного яблока, происходят и другие двигательные реакции внутри самого глаза. К ним, в первую очередь, относятся аккомодация и зрачковый рефлекс.

* Флики – от англ. flicker – мерцание.