Vnímanie svetla ako hlavná funkcia videnia, adaptácia na svetlo a tmu, ich porušovanie. Mechanizmy vnímania svetla
Na rozlíšenie farieb je rozhodujúci ich jas. Prispôsobenie oka rôznym úrovniam jasu sa nazýva adaptácia. Existujú svetlé a tmavé úpravy.
Prispôsobenie svetla znamená zníženie citlivosti oka na svetlo pri vysokých svetelných podmienkach. Počas adaptácie na svetlo funguje kužeľový aparát sietnice. V praxi sa adaptácia na svetlo vyskytuje za 1–4 minúty. Celková doba adaptácie svetla je 20-30 minút.
Temná adaptácia- Ide o zvýšenie citlivosti oka na svetlo pri slabom osvetlení. Počas adaptácie na tmu funguje tyčinkový aparát sietnice.
Pri jasoch od 10-3 do 1 cd/m2 spolupracujú tyčinky a kužele. Toto je tzv videnie za šera.
Farebné prispôsobenie zahŕňa zmenu farebných charakteristík pod vplyvom chromatickej adaptácie. Pod týmto pojmom sa rozumie zníženie citlivosti oka na farbu pri jej dlhšom či kratšom pozorovaní.
4.3. Vzory farebnej indukcie
Farebná indukcia je zmena charakteristík farby pod vplyvom pozorovania inej farby, alebo jednoduchšie vzájomné ovplyvňovanie farieb. Indukcia farieb je túžbou oka po jednote a celistvosti, po uzavretí farebného kruhu, čo zase slúži ako istý znak túžby človeka splynúť so svetom v celej jeho celistvosti.
O negatívne Indukcia, charakteristika dvoch vzájomne sa indukujúcich farieb sa mení v opačnom smere.
O pozitívne Indukcia, vlastnosti farieb sa približujú, sú „orezané“ a vyrovnané.
Simultánne indukcia sa pozoruje v akomkoľvek farebnom zložení pri porovnaní rôznych farebných škvŕn.
Konzistentné indukciu možno pozorovať v jednoduchom experimente. Ak položíte farebný štvorec (20x20 mm) na biely podklad a uprete naň svoj pohľad na pol minúty, tak na bielom podklade uvidíme farbu kontrastujúcu s farbou farby (štvorca).
chromatické indukcia je zmena farby akejkoľvek škvrny na chromatickom pozadí v porovnaní s farbou tej istej škvrny na bielom pozadí.
Svetelnosť indukcia. Pri veľkom kontraste jasu je fenomén chromatickej indukcie výrazne oslabený. Čím menší je rozdiel v jasoch medzi dvoma farbami, tým viac je vnímanie týchto farieb ovplyvnené ich odtieňom.
Základné vzory negatívnej farebnej indukcie.
Stupeň indukčného zafarbenia je ovplyvnený nasledujúcimi faktormi: faktory.
Vzdialenosť medzi bodmi.Čím menšia je vzdialenosť medzi bodmi, tým väčší je kontrast. To vysvetľuje fenomén okrajového kontrastu - zjavnú zmenu farby smerom k okraju škvrny.
Jasnosť obrysu. Ostrý obrys zvyšuje kontrast jasu a znižuje chromatický kontrast.
Pomer jasu farebných škvŕn.Čím bližšie sú hodnoty jasu škvŕn, tým silnejšia je chromatická indukcia. Naopak, zvýšenie kontrastu jasu vedie k zníženiu chromatického kontrastu.
Pomer plochy bodu.Čím väčšia je plocha jedného miesta v porovnaní s plochou druhého, tým silnejší je jeho indukčný účinok.
Sýtosť miesta. Sýtosť bodu je úmerná jeho indukčnému účinku.
Čas pozorovania. Pri dlhšom fixovaní škvŕn sa kontrast zníži a môže dokonca úplne zmiznúť. Indukciu najlepšie vnímate letmým pohľadom.
Oblasť sietnice, ktorá deteguje farebné škvrny. Periférne oblasti sietnice sú citlivejšie na indukciu ako centrálne. Farebné vzťahy sa preto presnejšie posúdia, ak sa trochu odvrátite od miesta ich kontaktu.
V praxi často nastáva problém oslabenie alebo odstránenie indukčného zafarbenia. To možno dosiahnuť nasledujúcimi spôsobmi:
zmiešaním farby pozadia do priamej farby;
obrys miesta jasným tmavým obrysom;
zovšeobecnenie siluety škvŕn, zníženie ich obvodu;
vzájomné odstraňovanie škvŕn v priestore.
Negatívna indukcia môže byť spôsobená nasledujúcimi dôvodmi:
miestne prispôsobenie- zníženie citlivosti oblasti sietnice na fixnú farbu, v dôsledku čoho sa zdá, že farba pozorovaná po prvej farbe stráca schopnosť intenzívne vzrušovať zodpovedajúce centrum;
autoindukcia t.j. schopnosť orgánu zraku v reakcii na podráždenie akoukoľvek farbou produkovať opačnú farbu.
Indukcia farieb je príčinou mnohých javov, ktoré spája všeobecný pojem „kontrasty“. Vo vedeckej terminológii kontrast vo všeobecnosti znamená akýkoľvek rozdiel, no zároveň sa zavádza pojem miera. Kontrast a indukcia nie sú to isté, pretože kontrast je mierou indukcie.
Kontrast jasu charakterizované pomerom rozdielu jasu škvŕn k väčšiemu jasu. Kontrast jasu môže byť vysoký, stredný alebo nízky.
Kontrast sýtosti charakterizované pomerom rozdielu hodnôt saturácie k väčšej saturácii . Kontrast v sýtosti farby môže byť veľký, stredný alebo malý.
Kontrast vo farebnom tóne charakterizované veľkosťou intervalu medzi farbami v 10-krokovom kruhu. Kontrast vo farebnom tóne môže byť veľký, stredný alebo malý.
Veľký kontrast:
vysoký kontrast farebného tónu so stredným a vysokým kontrastom sýtosti a jasu;
stredný kontrast v odtieni s vysokým kontrastom sýtosti alebo jasu.
Stredný kontrast:
priemerný kontrast v odtieni s priemerným kontrastom sýtosti alebo jasu;
nízky kontrast v odtieni s vysokým kontrastom sýtosti alebo jasu.
Malý kontrast:
nízky kontrast farebného tónu so stredným a nízkym kontrastom sýtosti alebo jasu;
stredný kontrast v odtieni s nízkym kontrastom sýtosti alebo jasu;
vysoký kontrast farebného tónu s nízkym kontrastom sýtosti a jasu.
Polárny kontrast (diametrálny) vzniká vtedy, keď rozdiely dosiahnu svoje extrémne prejavy. Naše zmysly fungujú iba prostredníctvom porovnávania.
Adaptácia- ide o prispôsobenie oka daným svetelným podmienkam a v súlade s tým aj zmenu citlivosti oka. Existujú tmavé, svetlé a farebné (chromatické) úpravy.
Adaptácia na tmu – zvýšenie citlivosti oka na svetlo pri slabom osvetlení. Po jasnom slnečnom svetle v tmavej pivnici najskôr nič nevidno, no po pár minútach začneme postupne rozlišovať predmety. Miestnosť sa nerozjasnila, ale zvýšila sa citlivosť sietnice na svetlo, oko sa prispôsobilo slabému svetlu.
Dlhodobé pozorovanie adaptácie na tmu odhaľuje neustále zvyšovanie citlivosti sietnice na svetlo, ktoré je potrebné vyjadriť a kvantifikovať. Napríklad po 24 hodinách je citlivosť 5,5-krát väčšia ako citlivosť zaznamenaná hodinu po začiatku adaptačného procesu.
Svetelná adaptácia je zníženie citlivosti oka na svetlo pri vysokých svetelných podmienkach. Ak vyjdete na denné svetlo z tmavej miestnosti, svetlo vám najprv oslepí oči. Musíte zavrieť oči a pozerať sa cez úzku štrbinu. Až po pár minútach si oko opäť zvykne na denné svetlo. Na jednej strane je to dosiahnuté vďaka zrenici, ktorá sa pri silnom svetle zužuje a pri slabom rozširuje. Na druhej strane (hlavne) to zabezpečuje citlivosť sietnice, ktorá pri silnej svetelnej stimulácii klesá a pri slabej svetelnej stimulácii stúpa.
Pri adaptácii na tmu alebo svetlo oko nikdy nedosiahne svoju plnú kapacitu zrakového vnímania. Z tohto dôvodu by sa na pracovisku malo vyhýbať ostrým svetelným kontrastom a tým, ak je to možné, eliminovať extrémny význam opätovného prispôsobenia oka, pretože znižuje ostrosť zraku.
Oko vždy zafixuje najsvetlejšie miesta. Ak je v zornom poli človeka silný zdroj svetla alebo oslnivo jasná rovina, majú najsilnejší vplyv na citlivosť sietnice. Z tohto dôvodu sa nám pri pohľade na svetlé okno zdá povrch okolitej steny tmavý a rozmazaný. Ak vylúčime vplyv svetla dopadajúceho z okna na oko, potom sa rovnaký povrch javí svetlejší a čistejší.
Farebná adaptácia je zníženie citlivosti oka na farbu počas dlhšieho pozorovania. Pri dlhšom vystavení oka akejkoľvek farbe sa citlivosť sietnice na túto farbu znižuje a zdá sa, že vybledne. Farebná adaptácia je slabší jav ako adaptácia na svetlo a vyskytuje sa v kratšom časovom úseku. Najdlhší adaptačný čas sa pozoruje pri červenej a fialovej farbe, najkratší pri žltej a zelenej.
Pod vplyvom prispôsobenia farieb dochádza k nasledujúcim zmenám:
- a) zníži sa sýtosť všetkých farieb (zdá sa, že sa do nich primiešava šedá);
- b) svetlé farby stmavnú a tmavé farby zosvetlia;
- c) teplé farby sú chladnejšie a studené farby teplejšie.
F???? ?b?????, dochádza k posunu vo všetkých troch farebných charakteristikách. Vysvetlenie tohto javu nie je ťažké nájsť na základe trojzložkovej teórie. Pri dlhšej fixácii farby dochádza u niektorého z farebne citlivých zariadení k zvýšenej únave, dochádza k narušeniu počiatočného pomeru excitácií, čo vedie k zmene farebných charakteristík.
Ak je farba fixovaná pozorovateľom príliš dlho, chromatické prispôsobenie sa vyvinie do kvalitatívne odlišného javu - únavy farieb. V dôsledku únavy farieb sa pôvodný farebný vnem môže zmeniť na nepoznanie. Môže si teda pozorovateľ pomýliť opačné farby? napríklad červená a zelená.
V umelých laboratórnych podmienkach sa pri vyrovnávaní efektívneho jasu (svetlosti) spektrálnych farieb zistilo, že najmenej unavuje žltá farba, smerom k okrajom spektra sa krivka únavového efektu prudko zvyšuje (experimenty E. Rabkina). Navyše v normálnej situácii, v prirodzených podmienkach pozorovania farby? Ukázalo sa, že únavný efekt farby nezávisí od farebného tónu, ale iba od sýtosti, pričom všetky ostatné veci sú rovnaké (experimenty E. Kamenskej). Všeobecnejšie povedané, únavový efekt farby je úmerný jej množstvu a množstvo farby možno považovať za funkciu odtieňa, jasu, sýtosti, veľkosti uhlovej škvrny, farebného kontrastu a času sledovania. Ak sú všetky ostatné veci rovnaké, červená a oranžová majú najviac farieb a modrá a fialová najmenej.
Okraj sietnice oka sa unaví oveľa rýchlejšie ako centrálne časti. To sa dá ľahko overiť z jednoduchej skúsenosti. Na čiernom štvorci s rozmermi 30x30 mm je biely štvorec 3x3 mm a pod ním je biely pásik 24x1 mm. Keď upriamite svoj pohľad na štvorec, veľmi skoro pás vybledne a zmizne. Zážitok je lepší, ak sa pozeráte jedným okom.
Existuje hypotéza, že videnie vzdialených ľudských predkov bolo achromatické. Potom sa v procese biologickej evolúcie prístroj na snímanie farieb rozdvojil na žltú a modrú a žltú zase na červenú a zelenú. V súčasnosti časté prípady farbosleposti alebo zníženej citlivosti na niektoré farby možno považovať za prejavy atavizmu – návratu k anatomickým a fyziologickým vlastnostiam vzdialených predkov. Existujú tri typy farbosleposti: na červenú (protanopia); na zelenú (deuteranopia) a – oveľa menej často – na modrú (tritanopia). Posledný prípad je patologický, kým prvé dva sú fyziologické, vrodené. Farbosleposť sa často označuje všeobecným pojmom? farbosleposť? pomenovaná podľa anglického vedca D. Daltona, ktorý tento jav objavil z vlastnej skúsenosti (bol červenoslepý).
Mechanizmy vnímania svetla. Vizuálna adaptácia. (tmavé a svetlé).
Svetlo spôsobuje podráždenie fotosenzitívnych prvkov sietnice. Sietnica obsahuje zrakové bunky citlivé na svetlo, ktoré vyzerajú ako tyčinky a čapíky. V ľudskom oku je asi 130 miliónov tyčiniek a 7 miliónov čapíkov.
Tyčinky sú 500-krát citlivejšie na svetlo ako šišky. Tyčinky však nereagujú na zmeny vlnovej dĺžky svetla, t.j. nevykazujú farebnú citlivosť. Tento funkčný rozdiel sa vysvetľuje chemickými charakteristikami procesu vizuálneho príjmu, ktorý je založený na fotochemických reakciách.
Tieto reakcie prebiehajú pomocou vizuálnych pigmentov. Tyčinky obsahujú vizuálny pigment rodopsín alebo „vizuálnu fialovú“. Svoj názov dostal preto, že pri extrakcii v tme má červenú farbu, pretože obzvlášť silne pohlcuje zelené a modré svetelné lúče. Šišky obsahujú ďalšie vizuálne pigmenty. Molekuly vizuálnych pigmentov sú zahrnuté v usporiadaných štruktúrach v lipidovej dvojvrstve membránových diskov vonkajších segmentov.
Fotochemické reakcie v tyčinkách a čapiciach sú podobné. Začínajú absorpciou kvanta svetla – fotónu – ktorý prenáša molekulu pigmentu na vyššiu energetickú hladinu. Ďalej začína proces reverzibilných zmien v molekulách pigmentu. V tyčinkách je rodopsín (vizuálna fialová), v čapiciach je jódpsín. V dôsledku toho sa svetelná energia premieňa na elektrické signály - impulzy. Vplyvom svetla teda rodopsín prechádza radom chemických zmien – mení sa na retinol (aldehyd vitamínu A) a proteínový zvyšok – opsín. Potom sa pod vplyvom enzýmu reduktázy mení na vitamín A, ktorý vstupuje do pigmentovej vrstvy. V tme dochádza k opačnej reakcii - vitamín A sa obnovuje a prechádza niekoľkými fázami.
Priamo oproti zrenici v sietnici je zaoblená žltá škvrna - škvrna sietnice s foveou v strede, v ktorej je sústredené veľké množstvo kužeľov. Táto časť sietnice je oblasťou najlepšieho zrakového vnímania a určuje zrakovú ostrosť očí, všetky ostatné časti sietnice určujú zorné pole. Nervové vlákna vychádzajú zo svetlocitlivých prvkov oka (tyčinky a čapíky), ktoré po spojení vytvárajú zrakový nerv.
Miesto, kde očný nerv vystupuje zo sietnice, sa nazýva optický disk. V oblasti hlavy optického nervu nie sú žiadne fotosenzitívne prvky. Preto toto miesto neposkytuje zrakový vnem a nazýva sa slepá škvrna.
Zraková adaptácia je proces optimalizácie zrakového vnímania, ktorý spočíva v zmene absolútnej a selektívnej citlivosti v závislosti od úrovne osvetlenia.
Svetelná vizuálna adaptácia je zmena prahov citlivosti fotoreceptorov na existujúci svetelný stimul konštantnej intenzity. Počas svetelnej vizuálnej adaptácie dochádza k zvýšeniu absolútnych prahov a prahov diskriminácie. Svetelná vizuálna adaptácia je úplne dokončená za 5-7 minút.
Tmavá zraková adaptácia je postupné zvyšovanie zrakovej citlivosti pri prechode zo svetla do šera. Adaptácia tmavého zraku prebieha v dvoch fázach:
1- na 40-90 sekúnd. zvyšuje sa citlivosť kužeľov;
2- ako sa obnovujú vizuálne pigmenty v čapiciach, zvyšuje sa citlivosť na svetlo v tyčinkách.
Tmavá vizuálna adaptácia je dokončená za 50-60 minút.
Mechanizmy vnímania svetla. Vizuálna adaptácia.
Absolútna citlivosť na svetlo je hodnota nepriamo úmerná najnižšiemu jasu svetla alebo osvetleniu objektu, ktoré je dostatočné na to, aby človek zažil pocit svetla. Svetelná citlivosť bude závisieť od svetelných podmienok. Pri slabom svetle sa rozvíja adaptácia na tmu a pri silnom svetle adaptácia na svetlo. Ako sa vyvíja adaptácia na tmu, ASP sa bude zvyšovať, maximálna hodnota sa dosiahne za 30-35 minút. Adaptácia na svetlo sa prejavuje znížením citlivosti na svetlo so zvýšeným osvetlením. Vyvíja sa za minútu. Pri zmene osvetlenia sa aktivujú BURmesanizmy, ktoré zabezpečujú adaptačné procesy. Veľkosť zrenice je regulovaná mechanizmom nepodmieneného reflexu, pri adaptácii na tmu sa radiálny sval dúhovky stiahne a zrenica sa rozšíri (táto reakcia sa nazýva mydriáza). Okrem absolútnej citlivosti na svetlo je tu aj kontrastná citlivosť. Hodnotí sa podľa najmenšieho rozdielu v osvetlení, ktorý je subjekt schopný rozlíšiť.
3. Dynamika krvného tlaku, lineárna a objemová rýchlosť prietoku krvi pozdĺž systémového obehu.
37.) Teórie vnímania farieb.Farebné videnie ,
vnímanie farieb, schopnosť ľudského oka a mnohých druhov živočíchov s dennou aktivitou rozlišovať farby, teda vnímať rozdiely v spektrálnom zložení viditeľného žiarenia a vo farbe predmetov.Ľudské oko obsahuje dva druhy svetla- citlivé bunky (receptory): vysoko citlivé tyčinky zodpovedné za súmrak (nočné videnie a menej citlivé čapíky zodpovedné za farebné videnie.
V ľudskej sietnici sú tri typy kužeľov, ktorých maximálna citlivosť pripadá na červenú, zelenú a modrú časť spektra, to znamená, že zodpovedá trom „primárnym“ farbám. Poskytujú rozpoznanie tisícok farieb a odtieňov. Krivky spektrálnej citlivosti troch typov kužeľov sa čiastočne prekrývajú. Veľmi silné svetlo vzrušuje všetky 3 typy receptorov, a preto je vnímané ako oslepujúce biele žiarenie (metamerický efekt).
Rovnomerná stimulácia všetkých troch prvkov, zodpovedajúca váženému priemeru denného svetla, tiež vytvára pocit bielej.
Základom vnímania farieb je vlastnosť svetla spôsobovať určitý vizuálny vnem v súlade so spektrálnym zložením odrazeného alebo emitovaného žiarenia.
Farby sa delia na chromatické a achromatické. Chromatické farby majú tri hlavné vlastnosti: odtieň, ktorý závisí od vlnovej dĺžky svetla; sýtosť, v závislosti od podielu hlavného farebného tónu a prímesí iných farebných tónov; jas farby, t.j. stupeň jeho blízkosti k bielej. Rôzne kombinácie týchto vlastností poskytujú širokú škálu odtieňov chromatickej farby. Achromatické farby (biela, šedá, čierna) sa líšia iba jasom. Keď sa zmiešajú dve spektrálne farby rôznych vlnových dĺžok, vznikne výsledná farba. Každá zo spektrálnych farieb má ďalšiu farbu, s ktorou sa po zmiešaní vytvorí achromatická farba biela alebo sivá. Rôzne farebné tóny a odtiene možno získať optickým zmiešaním iba troch základných farieb: červenej, zelenej a modrej. Množstvo farieb a ich odtieňov vnímaných ľudským okom je nezvyčajne veľké a dosahuje niekoľko tisíc.
Mechanizmy vnímania farieb.
Vizuálne pigmenty čapíkov sú podobné rodopsínu v tyčinkách a pozostávajú z molekuly sietnice a opsínu absorbujúcej svetlo, ktorá sa líši zložením aminokyselín od proteínovej časti rodopsínu. Okrem toho čapíky obsahujú menej vizuálneho pigmentu ako tyčinky a na ich vybudenie je potrebná energia niekoľkých stoviek fotónov. Preto sa čapíky aktivujú len pri dennom svetle alebo dostatočne jasnom umelom svetle, tvoria fotopický systém, čiže systém denného videnia.
V sietnici človeka sú tri typy čapíkov (citlivé na modrú, zelenú a červenú), ktoré sa líšia zložením aminokyselín v opsíne zrakového pigmentu. Rozdiely v proteínovej časti molekuly určujú charakteristiky interakcie každej z troch foriem opsínu so sietnicou a špecifickú citlivosť na svetelné vlny rôznych dĺžok (obr. 17.7). Jeden z troch typov kužeľov absorbuje maximálne krátke vlnové dĺžky svetla s dĺžkou 419 nm, ktoré sú potrebné pre vnímanie modrého svetla. Iný typ zrakového pigmentu je najcitlivejší na stredné vlnové dĺžky a má absorpčné maximum pri 531 nm, slúži na vnímanie zelenej farby. Tretí typ zrakového pigmentu absorbuje maximálne dlhé vlnové dĺžky s maximom pri 559 nm, čo nám umožňuje vnímať červenú farbu. Prítomnosť troch druhov čapíkov poskytuje človeku vnímanie celej farebnej palety, v ktorej je viac ako sedem miliónov farebných gradácií, pričom skotopický tyčový systém umožňuje rozlíšiť len asi päťsto čiernobielych gradácií.
Receptorový potenciál tyčiniek a čapíkov
Špecifikom fotoreceptorov je temný prúd katiónov cez otvorené membránové kanály vonkajších segmentov (obr. 17.8). Tieto kanály sa otvárajú, keď je vysoká koncentrácia cyklického guanozínmonofosfátu, ktorý je druhým poslom receptorového proteínu (vizuálny pigment). Tmavý katiónový prúd depolarizuje membránu fotoreceptora na približne -40 mV, čo vedie k uvoľneniu vysielača na jeho synaptickom konci. Molekuly vizuálneho pigmentu aktivované absorpciou svetla stimulujú aktivitu fosfodiesterázy, enzýmu, ktorý rozkladá cGMP, preto, keď svetlo pôsobí na fotoreceptory, koncentrácia cGMP v nich klesá. V dôsledku toho sa katiónové kanály riadené týmto sprostredkovateľom uzavrú a tok katiónov do bunky sa zastaví. V dôsledku kontinuálneho uvoľňovania draselných iónov z buniek sa membrána fotoreceptora hyperpolarizuje na približne -70 mV, táto membránová hyperpolarizácia je receptorový potenciál. Keď sa objaví receptorový potenciál, zastaví sa uvoľňovanie glutamátu v synaptických zakončeniach fotoreceptora.
Fotoreceptory tvoria synapsie s dvoma typmi bipolárnych buniek, ktoré sa líšia spôsobom, akým riadia chemodependentné sodíkové kanály v synapsiách. Pôsobenie glutamátu vedie k otvoreniu kanálov pre sodíkové ióny a depolarizácii membrány niektorých bipolárnych buniek a k uzavretiu sodíkových kanálov a hyperpolarizácii iných typov bipolárnych buniek. Prítomnosť dvoch typov bipolárnych buniek je nevyhnutná na vytvorenie antagonizmu medzi centrom a perifériou receptívnych polí gangliových buniek.
Prispôsobenie fotoreceptorov zmenám osvetlenia
Dočasná slepota pri rýchlom prechode z tmy do jasného svetla zmizne po niekoľkých sekundách v dôsledku procesu adaptácie na svetlo. Jedným z mechanizmov adaptácie na svetlo je reflexné zovretie zreníc, druhý závisí od koncentrácie vápenatých iónov v čapiciach. Keď je svetlo absorbované, katiónové kanály vo fotoreceptorových membránach sa uzavrú, čím sa zastaví vstup iónov sodíka a vápnika a zníži sa ich vnútrobunková koncentrácia. Vysoká koncentrácia iónov vápnika v tme inhibuje aktivitu guanylátcyklázy, enzýmu, ktorý určuje tvorbu cGMP z guanozíntrifosfátu. V dôsledku zníženia koncentrácie vápnika v dôsledku absorpcie svetla sa zvyšuje aktivita guanylátcyklázy, čo vedie k ďalšej syntéze cGMP. Zvýšenie koncentrácie tejto látky vedie k otvoreniu katiónových kanálov, obnoveniu toku katiónov do bunky, a teda schopnosti čapíkov reagovať na svetelné podnety ako obvykle. Nízka koncentrácia vápenatých iónov podporuje desenzibilizáciu čapíkov, t.j. zníženie ich citlivosti na svetlo. Desenzibilizácia je spôsobená zmenami vo vlastnostiach proteínov fosfodiesterázy a katiónových kanálov, ktoré sa stávajú menej citlivými na koncentráciu cGMP.
Schopnosť rozlišovať okolité predmety sa pri rýchlom prechode z jasného svetla do tmy na nejaký čas vytratí. Postupne sa obnovuje pri adaptácii na tmu, spôsobenej rozšírením zreníc a prepnutím zrakového vnímania z fotopického na skotopický systém. Tmavá adaptácia tyčiniek je určená pomalými zmenami vo funkčnej aktivite proteínov, čo vedie k zvýšeniu ich citlivosti. Horizontálne bunky sa tiež podieľajú na mechanizme adaptácie na tmu, čo prispieva k zvýšeniu centrálnej časti receptívnych polí v podmienkach slabého osvetlenia.
Receptívne polia vnímania farieb
Vnímanie farby je založené na existencii šiestich základných farieb, ktoré tvoria tri antagonistické alebo farebne opozičné dvojice: červená – zelená, modrá – žltá, biela – čierna. Gangliové bunky, ktoré prenášajú farebné informácie do centrálneho nervového systému, sa líšia organizáciou svojich receptívnych polí, ktoré pozostávajú z kombinácií troch existujúcich typov čapíkov. Každý kužeľ je navrhnutý tak, aby absorboval špecifickú vlnovú dĺžku elektromagnetických vĺn, ale samy o sebe nekódujú informácie o vlnovej dĺžke a sú schopné reagovať na veľmi jasné biele svetlo. A iba prítomnosť antagonistických fotoreceptorov v receptívnom poli gangliovej bunky vytvára nervový kanál na prenos informácií o určitej farbe. Ak existuje len jeden typ čapíkov (monochromázia), človek nedokáže rozlíšiť žiadnu farbu a svet okolo seba vníma čiernobielo, ako pri skotopickom videní. Len pri dvoch typoch čapíkov (dichromasia) je vnímanie farieb obmedzené a iba existencia troch typov čapíkov (trichromasia) poskytuje úplné vnímanie farieb. Výskyt monochromázie a dichromázie u ľudí je spôsobený genetickými defektmi chromozómu X.
Sústredné širokopásmové gangliové bunky majú zaoblené receptívne polia zapnutého alebo vypnutého typu, ktoré sú tvorené čapíkmi, ale sú určené na fotopické čiernobiele videnie. Biele svetlo vstupujúce do stredu alebo periférie takéhoto receptívneho poľa excituje alebo inhibuje aktivitu zodpovedajúcej gangliovej bunky, ktorá v konečnom dôsledku prenáša informácie o osvetlení. Sústredné širokopásmové bunky zhŕňajú signály z červených a zelených absorbujúcich kužeľov umiestnených v strede a na okraji receptívneho poľa. Signály z oboch typov čapíkov sa vyskytujú nezávisle na sebe, a preto nevytvárajú farebný antagonizmus a neumožňujú širokopásmovým bunkám farebne odlíšiť (obr. 17.10).
Najsilnejším stimulom pre koncentrické anticolor retinálne gangliové bunky je pôsobenie antagonistických farieb na stred a perifériu receptívneho poľa. Jeden typ protifarebných gangliových buniek je excitovaný pôsobením červenej farby na stred svojho receptívneho poľa, v ktorom sú sústredené čapíky citlivé na červenú časť spektra, a zelenou farbou na periférii, kde sú čapíky citlivé na to. Ďalší typ koncentrických anticolor buniek má kužele v strede receptívneho poľa, ktoré sú citlivé na zelenú časť spektra a na periférii - na červenú. Tieto dva typy koncentrických antifarebných buniek sa líšia svojimi reakciami na pôsobenie červenej alebo zelenej farby na centrum alebo perifériu receptívneho poľa, rovnako ako sa on-a off-neuróny líšia v závislosti od pôsobenia svetla na centrum alebo perifériu. receptívne pole. Každý z dvoch typov antifarebných buniek je nervovým kanálom, ktorý prenáša informácie o pôsobení červenej alebo zelenej a prenos informácií je brzdený pôsobením antagonistickej alebo oponentnej farby.
Súperiace vzťahy vo vnímaní modrej a žltej farby sú zabezpečené kombináciou v receptívnom poli kužeľov, ktoré pohlcujú krátke vlny (modrá) s kombináciou kužeľov, ktoré reagujú na zelenú a červenú, čo pri zmiešaní dáva vnímanie žltá. Modrá a žltá farba sú proti sebe a kombinácia čapíkov v receptívnom poli, ktoré tieto farby pohlcujú, umožňuje protiľahlej gangliovej bunke prenášať informácie o pôsobení jednej z nich. Čo presne sa ukáže byť tento nervový kanál, t.j. vysielanie informácií o modrej alebo žltej farbe, určuje umiestnenie kužeľov v receptívnom poli koncentrickej antifarebnej bunky. V závislosti od toho je nervový kanál excitovaný modrou alebo žltou farbou a inhibovaný protiľahlou farbou.
M- a P-typy gangliových buniek sietnice
K zrakovému vnímaniu dochádza v dôsledku vzájomnej koordinácie rôznych informácií o pozorovaných objektoch. Ale na nižších hierarchických úrovniach vizuálneho systému, počnúc sietnicou, sa uskutočňuje nezávislé spracovanie informácií o tvare a hĺbke objektu, jeho farbe a pohybe. Paralelné spracovanie informácií o týchto kvalitách zrakových objektov je zabezpečené špecializáciou gangliových buniek sietnice, ktoré sa delia na magnocelulárne (M-bunky) a parvocelulárne (P-bunky). Vo veľkom receptívnom poli relatívne veľkých M-buniek, ktoré pozostávajú prevažne z tyčiniek, je možné premietať kompletný obraz veľkých objektov: M-bunky registrujú hrubé črty takýchto objektov a ich pohyb v zornom poli, reagujúc na stimuláciu zorného poľa. celé receptívne pole s krátkodobou impulznou aktivitou. Bunky typu P majú malé receptívne polia pozostávajúce predovšetkým z kužeľov a sú určené na vnímanie jemných detailov tvaru objektu alebo na vnímanie farieb. Medzi gangliovými bunkami každého typu sú ako on-neuróny, tak aj off-neuróny, ktoré dávajú najsilnejšiu odozvu na stimuláciu centra alebo periférie receptívneho poľa. Existencia gangliových buniek typu M a P umožňuje oddeliť informácie o rôznych kvalitách pozorovaného objektu, ktoré sa nezávisle spracúvajú v paralelných dráhach zrakového systému: o jemných detailoch objektu a jeho farbe (napr. dráhy začínajú od zodpovedajúcich receptívnych polí buniek typu P) a o pohybových objektoch v zornom poli (cesta z buniek typu M).
Adaptácia je prispôsobenie oka meniacim sa svetelným podmienkam. Zabezpečujú: zmeny v priemere otvoru zrenice, pohyb čierneho pigmentu vo vrstvách sietnice, rôzne reakcie tyčiniek a čapíkov. Zrenica sa môže meniť v priemere od 2 do 8 mm, pričom jej plocha a teda aj svetelný tok sa mení 16-krát. Zrenica sa stiahne za 5 sekúnd a k jej úplnému rozšíreniu dôjde za 5 minút.
Farebné prispôsobenie
Vnímanie farieb sa môže meniť v závislosti od vonkajších svetelných podmienok, no ľudský zrak sa prispôsobuje svetelnému zdroju. To umožňuje identifikovať svetlá ako rovnaké. Rôzni ľudia majú rôznu citlivosť očí na každú z troch farieb.
Temná adaptácia
Vyskytuje sa pri prechode z vysokého jasu na nízky. Ak jasné svetlo spočiatku vstúpilo do oka, tyčinky boli oslepené, rodopsín vybledol a čierny pigment prenikol do sietnice a blokoval čapíky pred svetlom. Ak sa náhle jas svetla výrazne zníži, zrenička sa najskôr rozšíri. Potom čierny pigment začne opúšťať sietnicu, obnoví sa rodopsín a keď ho bude dostatok, začnú fungovať tyčinky. Keďže čapíky nie sú citlivé na nízky jas, oko najskôr nič nerozlišuje, kým nezačne pôsobiť nový mechanizmus videnia. Citlivosť oka dosahuje maximálnu hodnotu po 50-60 minútach pobytu v tme.
Prispôsobenie svetla
Proces adaptácie oka pri prechode z nízkeho na vysoký jas. V tomto prípade sú tyčinky extrémne podráždené v dôsledku rýchleho rozkladu rodopsínu, sú „slepé“; a dokonca aj šišky, ktoré ešte nie sú chránené zrnkami čierneho pigmentu, sú príliš podráždené. Až po uplynutí dostatočnej doby sa končí adaptácia oka na nové podmienky, ustáva nepríjemný pocit slepoty a oko nadobúda plný rozvoj všetkých zrakových funkcií. Svetelná adaptácia trvá 8-10 minút.
Typy ľudskej pamäte. Psychofyziologické črty vnímania informácií. Časové charakteristiky vnímania, spracovania informácií a vykonávania riadiacich činností človeka.
Ergonómia. Ergatické systémy. Dizajnovo-ergonomický model ľudskej činnosti v kombinácii s prostredím.
Psychofyziologické charakteristiky prijímania informácií u ľudí. Weberov-Fechnerov zákon.
Fungovanie nervového systému. Regulačná funkcia centrálneho nervového systému
Typy ľudských analyzátorov a receptorov. Reflexný oblúk.
Kvantitatívne ukazovatele priemyselných nebezpečenstiev (Kch, Kt, Kp.p., Kn).
Stanovenie pravdepodobnosti bezporuchovej, bezporuchovej prevádzky zariadenia. Výpočet pravdepodobnosti nehody.
Fázy vývoja havárií a mimoriadnych udalostí podľa terminológie akademika V.A. Policajt Hlavné spôsoby zvýšenia beznehodovej prevádzky zariadenia.
Parametrické a funkčné poruchy. Postupné, náhle a zložité zlyhania. Normálne rozdelenie pravdepodobnosti parametrických porúch.
Funkcia rozdelenia času (čas prevádzky) medzi poruchami (pravdepodobnosť poruchy) podľa exponenciálneho zákona.
Závislosť pravdepodobnosti bezporuchovej prevádzky stroja od času jeho prevádzky (plánovaná analýza).
Ukazovatele charakterizujúce vlastnosť spoľahlivosti a trvanlivosti. Pravdepodobnosť poruchy a pravdepodobnosť bezporuchovej prevádzky.
Bezpečnosť, spoľahlivosť, spoľahlivosť, životnosť systémov a prvkov.
15. Poruchovosť. Parameter prietoku pri poruche. Hustota distribúcie náhodnej veličiny t.
19. Stanovenie pravdepodobnosti výskytu n nehody (mimoriadne udalosti) v N technologické cykly (tripy) pomocou binomického a Poissonovho rozdelenia.
20. Typy chýb operátora a ich vplyv na spoľahlivosť technických systémov. Spôsoby zvýšenia spoľahlivosti systému „človek-výrobné prostredie“.
24. Spoľahlivosť obsluhy a systému človek-stroj. Psychofyziologické aspekty problému spoľahlivosti operátora.
27. Faktory interakcie v kybernetickom systéme „človek-prostredie“. Štrukturálny model systému „osoba-prostredie“. Cesty a perspektívy rozvoja biotechnických komplexov.
Akákoľvek činnosť zahŕňa množstvo povinných mentálnych procesov a funkcií, ktoré zabezpečujú dosiahnutie požadovaného výsledku.
Pamäť je komplex fyziologických procesov zapamätania, uchovávania, následného rozpoznávania a reprodukcie toho, čo sa stalo v minulosti človeka.
1. Motorická (motorická) pamäť – zapamätávanie a reprodukovanie pohybov a ich systémov, je základom rozvoja informatívnej motoriky a návykov.
2. Emocionálna pamäť – spomienka človeka na pocity, ktoré zažil v minulosti.
3. Obrazová pamäť – uchovávanie a reprodukcia obrazov predmetov a javov predtým vnímaných.
4. Eidetická pamäť je veľmi výrazná obrazová pamäť spojená s prítomnosťou jasných, jasných, živých, vizuálnych predstáv.
5. Verbálno-logická pamäť – zapamätanie a reprodukovanie myšlienok, textu, reči.
6. Mimovoľná pamäť sa prejavuje v prípadoch, keď neexistuje špeciálny cieľ zapamätať si ten či onen materiál a ten sa zapamätá bez použitia špeciálnych techník a vôľového úsilia.
7. Dobrovoľná pamäť je spojená so špeciálnym účelom zapamätania a používania vhodných techník, ako aj určitého vôľového úsilia.
8. Krátkodobá (primárna alebo operatívna) pamäť - krátkodobý (na niekoľko minút alebo sekúnd) proces pomerne presnej reprodukcie práve vnímaných predmetov alebo javov prostredníctvom analyzátorov. Po tomto bode sa úplnosť a presnosť reprodukcie spravidla prudko zhorší.
9. Dlhodobá pamäť je typ pamäti, ktorý sa vyznačuje dlhodobým uchovávaním materiálu po jeho opakovanom opakovaní a reprodukcii.
10. Pamäť s náhodným prístupom - pamäťové procesy, ktoré slúžia na skutočné akcie a operácie priamo vykonávané osobou.
Znalosť procesov transformácie, zapamätania a obnovy informácií v krátkodobej pamäti operátora a ich charakteristiky nám umožňujú riešiť problém využitia informácií, zvoliť správny informačný model, určiť štruktúru a počet signálov pri postupnom prezentovaní, správne vybrať obmedzenia na množstvo informácií, ktoré si vyžadujú zapamätanie počas výrobných stratégií pre bezpečné riadenie alebo rozhodovanie.
Spolu s objemom a trvaním ukladania informácií je dôležitou charakteristikou RAM rýchlosť vylúčenia, zabúdania materiálu, ktorý nie je potrebný pre ďalšiu prácu. Včasné zabúdanie eliminuje chyby spojené s používaním neaktuálnych informácií a uvoľňuje priestor na ukladanie nových údajov.
Charakteristiky RAM sa menia pod vplyvom výraznej fyzickej aktivity, špecifických extrémnych faktorov a emočných vplyvov. Vo všeobecnosti platí, že udržanie vysokej úrovne pracovnej pamäte a pripravenosti reprodukovať dlhodobé informácie pri vystavení extrémnym faktorom závisí od ich sily a trvania, všeobecnej nešpecifickej stability a stupňa individuálnej adaptácie človeka na špecifické faktory.
Dlhodobá pamäť zabezpečuje uchovávanie informácií na dlhú dobu. Objem dlhodobej pamäte sa vo všeobecnosti hodnotí pomerom počtu stimulov zadržaných v pamäti po určitom čase (viac ako 30 minút) k počtu opakovaní potrebných na zapamätanie.
Informácie vložené do dlhodobej pamäte sa časom zabudnú. Získané informácie sa najvýraznejšie znižujú v prvých 9:00: zo 100 % klesnú na 35 %. Počet ponechaných zostávajúcich položiek zostáva po niekoľkých dňoch prakticky rovnaký. V špecifických podmienkach závisí zabúdanie od stupňa pochopenia informácií, povahy základných vedomostí o prijatých informáciách a individuálnych charakteristík.
Krátkodobá pamäť je spojená predovšetkým s primárnou orientáciou v prostredí, preto je zameraná hlavne na fixovanie celkového počtu signálov, ktoré sa znovu objavia bez ohľadu na
ich informačný obsah. Úlohou dlhodobej pamäte je organizácia správania v budúcnosti, ktorá si vyžaduje predpovedanie pravdepodobnosti udalostí.
Vizuálny analyzátor je systém receptorov, nervových centier mozgu a dráh, ktoré ich spájajú, ktorých funkciou je vnímať zrakové podnety, transformovať ich na nervové impulzy a prenášať ich do kortikálnych centier mozgu, kde dochádza k zrakovému vnemu. sa tvorí pri analýze a syntéze vizuálnych podnetov. Do systému 3. a. Zahrnuté sú aj dráhy a centrá, ktoré zabezpečujú pohyby očí a reflexné reakcie zrenice na svetelnú stimuláciu. 3. a. umožňuje príjem a analýzu informácií vo svetelnom rozsahu - 760 nm), je fyziologickým základom pre tvorbu vizuálneho obrazu.
Príležitosti 3. a. určený jeho energetickými, priestorovými, časovými a informačnými charakteristikami. Energia charakteristiky sú určené silou (intenzitou) svetelných signálov vnímaných okom. Patrí medzi ne rozsah vnímaného jasu, kontrastu a vnímania farieb. Priestorový charakteristika 3. a. sú určené veľkosťou predmetov vnímaných okom a ich umiestnením v priestore. Patria sem: zraková ostrosť, zorné pole, objem zrakového vnímania. Dočasné charakteristiky sú určené časom potrebným na objavenie sa zrakového vnemu za určitých prevádzkových podmienok operátora. Patrí medzi ne latentná (skrytá) perióda zrakovej reakcie, trvanie zotrvačnosti pocitov, kritická frekvencia fúzie blikania, adaptačný čas a trvanie vyhľadávania informácií. Hlavné informačné charakteristiky 3. a. je priepustnosť, teda maximálne množstvo informácií, ktoré 3. a. schopný prijať za jednotku času. Zohľadnenie týchto charakteristík je nevyhnutné pri navrhovaní jednotlivých ukazovateľov aj systémov zobrazovania informácií.
Na základe charakteristík 3.a., jasu a kontrastu obrazu, veľkosti znakov a ich jednotlivých častí, ich umiestnenia v zornom poli operátora, časových parametrov prezentovaných informácií, rýchlosti signálov sú určené operátorom atď.
Pri organizovaní práce operátora by ste si mali dávať pozor na možnosti zálohovania 3. a. Na tento účel je potrebné vyriešiť otázku potreby vyloženia 3. a. Tento problém je možné vyriešiť využitím interakčných schopností analyzátorov a vytvorením multisenzorických informačných zobrazovacích systémov.
Ľudské oko je schopné fungovať pri veľmi veľkých výkyvoch jasu. Prispôsobenie oka rôznym úrovniam jasu sa nazýva adaptácia. Existujú svetlé a tmavé úpravy.
Svetelná adaptácia je zníženie citlivosti oka na svetlo pri vysokom jase zorného poľa. Mechanizmus adaptácie na svetlo: funguje kužeľový aparát sietnice, zrenica sa zužuje, zrakový pigment stúpa z očného pozadia.
Adaptácia na tmu - zvýšenie citlivosti oka na svetlo pri nízkom jase zorného poľa. Mechanizmus adaptácie na tmu: funguje tyčinkový aparát, zrenica sa rozširuje, zrakový pigment klesá pod sietnicu. Pri jasoch od 0,001 do 1 cd/m2 spolupracujú tyčinky a kužele. Ide o takzvané videnie za šera.
Tmavé prispôsobenie oka je prispôsobenie zrakového orgánu na prácu v podmienkach slabého osvetlenia. Adaptácia kužeľov je dokončená do 7 minút a tyčí do približne hodiny. Medzi fotochémiou zrakovej fialovej (rodopsínu) a meniacou sa citlivosťou tyčinkového aparátu očí je úzky vzťah, t.j. intenzita vnemu v zásade súvisí s množstvom rodopsínu „vybieleného“ vplyvom svetla. . Ak pred štúdiom adaptácie na tmu urobíte jasné svetlo oka, napríklad požiadate, aby ste sa 10-20 minút pozerali na jasne osvetlený biely povrch, v sietnici dôjde k významnej zmene v molekulách vizuálnej fialovej, a citlivosť oka na svetlo bude zanedbateľná [svetelný (foto) stres]. Po prechode do úplnej tmy sa začne veľmi rýchlo zvyšovať citlivosť na svetlo. Schopnosť oka obnoviť citlivosť na svetlo sa meria pomocou špeciálnych prístrojov - adaptometrov Nagel, Dashevsky, Belostotsky - Hoffmann (obr. 51), Hartinger atď. Maximálna citlivosť oka na svetlo je dosiahnutá približne za 1-2 hodín, pričom sa v porovnaní s počiatočnou hodinou zvyšuje 5000 až 10 000-krát alebo viac.
Farebné videnie je schopnosť vnímať a rozlišovať farby, zmyslová odozva na excitáciu čapíkov svetlom s vlnovou dĺžkou 400-700 nm.
Fyziologickým základom farebného videnia je pohlcovanie vĺn rôznej dĺžky troma typmi čapíkov. Charakteristiky farby: odtieň, sýtosť a jas. Odtieň („farba“) je určená vlnovou dĺžkou; sýtosť odráža hĺbku a čistotu alebo jas („bohatosť“) farby; jas závisí od intenzity svetelného toku.
Ak je narušená adaptácia na svetlo, videnie za šera je lepšie ako za svetla (nyktalopia), čo sa niekedy stáva u detí s vrodenou úplnou farbosleposťou.
Porucha farebného videnia a farbosleposť môžu byť vrodené alebo získané.
Základom vyššie uvedenej patológie je strata alebo dysfunkcia pigmentov kužeľa. Strata čapíkov citlivých na červené spektrum je protanový defekt, na zelený - deutánsky defekt, na modro-žltý - tritanový defekt.
Načítava...
