Монокулярное и бинокулярное (стереоскопическое) зрение

У людей, как и у приматов, в ходе эволюции развилась невероятная визуальная система, которая дает возможность видеть мир в трех измерениях и оценивать расстояние с большой степенью точности.

Наши глаза расположены на небольшом расстоянии друг от друга на передней части лица, в то время как у многих животных органы зрения занимают положение по обе стороны головы. Несмотря на это, наши глаза также видят одно и то же изображение немного по-разному (монокулярное зрение), но благодаря особым свойствам нашего мозга унифицировать изображение, дают восприятия глубины и объема предметов. Такое создание единого изображения называется «бинокулярное зрение».

Формирование

Развитие некоторых органов у человека ввиду их сложного строения и функций не заканчивается сразу после рождения. Бинокулярное зрение требует определенного развития высшей нервной деятельности, поэтому окончательное формирование этой функции ожидается до 15-летнего возраста, к тому же оптическая система должна обладать следующими характеристиками:

• острота зрения как минимум 0,4 диоптрии, обеспечивающая четкое изображение на сетчатке;
• нормальный тонус и полный объем движения глазодвигательных мускулов, с помощью которых обеспечивается параллельная установка зрительных осей.

Благодаря такому положению, лучи проецируются в центральное углубление сетчатки;

• одинаковая рефракция обоих глаз. При разнице в 4-5% бинокулярное видение становится невозможным;
• нормальная аккомодация, конвергенция и дивергенция для смещения оптических осей;
• полноценное развитие сетчатки;
• полная симметрия расположения глаз. Если какой-либо из них смещается по причине травмы, опухоли, гематомы, воспалительного инфильтрата, то совмещение полей зрения становится затруднительным и стереоскопическое видение нарушается.

Преимущество

Бинокулярное зрение сформировалось у человека в ходе эволюции под влиянием среды обитания. Для его выживания гораздо более важно было видеть то, что происходит за листвой и кустами, чем то, что происходит за спиной. Часть обзора закрыта для одного глаза, часть для другого, но при совмещении изображений происходит «чудо» и мы фактически видим «сквозь» препятствие. Чем прямее посажены глаза, тем больше зона, в которой изображения перекрываются и тем больше зона нашего «рентгеновского» зрения.

Как это работает

Объемное видение у человека обеспечивает особый механизм слияния образов, получаемых каждым глазом по отдельности. Этот механизм называется фузия.

Точки симметричной проекции изображения дают объемный эффект

Объединение изображения с обоих глаз осуществляется главным образом при условии попадания его на одинаковые точки сетчатки. Помимо центрального углубления, это должны быть и точки, симметрично удаленные от него. Только при условии проекции в правом и левом глазу на одинаковые корреспондирующие точки происходит построение нормального изображения, если проекция не симметрична (точки проекции диспарные), то изображение будет двоиться, возникает диплопия.

Бинокулярный характер зрительной функции дает нам стереоскопическую (объемную) картину, так мы оцениваем расстояния и взаимоположения объектов, их рельефность и текстуру.

Нарушение бинокулярного зрения может проявляться в виде зрения одним глазом – монокулярное зрение (изображение становится двухмерным, плоским) либо в виде одновременного зрения (мозг попеременно считывает сигналы то с одного, то с другого глаза). При этом доступной становится только информация о параметрах высоты, ширины и форме предмета, без пространственных характеристик.

Расстройство бинокулярного зрения возникает как следствие косоглазия, астигматизма, амблиопии.

Причины нарушения

Важной составляющей правильного бинокулярного зрения является параллельная постановка оптических осей двух глаз – ортофория. Но на практике чаще присутствует небольшая гетерофория (греч. geteros — другой). Зрительные оси из-за различного тонуса глазодвигательных мышц могут немного отклоняться по любому направлению: кверху, книзу, кнутри или наружи. Этот дисбаланс мышц невелик, восстановить бинокулярное зрение можно, благодаря компенсаторному действию фузионного рефлекса. Как только происходит физиологичное двоение, головной мозг отдает команду для коррекции тонуса нужных глазодвигательных мышц и восстанавливается единое восприятие изображения.

Но если косоглазие содружественное (с сохранением полного объема движения глазных яблок), то бинокулярность при этом сохраняется.

Другие причины лежат в плоскости нервной регуляции зрительной функции – от нарушения фузионного рефлекса до повреждений в структурах головного мозга, отвечающих за «сведение» изображения.

Диагностика

Исследование бинокулярного зрения – довольно легкая процедура, которую можно провести даже самостоятельно, не используя никакой прибор.

Проверка представляется легким надавливанием на глаз через верхнее веко в открытом положении. Если появляется двоение (смещение картинки), то это подтверждает наличие бинокулярного зрения. Этот тест – основа на механическом смещении проекции объекта на несимметричный участок сетчатки относительно второго глаза.

Также можно использовать метод «промахивания» (метод Кальфа) для исследования бинокулярного зрения. Испытуемый и ассистент (врач) берут по карандашу и держат их вертикально. В таком положении пациент должен быстрым движением попасть по карандашу врача. Это возможно выполнить при наличии бинокулярного зрения.

На явлении совмещения полей зрения основана проба с видением «сквозь ладонь» по методу Соколова. Один глаз видит изображение через свернутую трубкой бумагу или газету, а второй закрывают ладонью.

При совмещении полей зрения человек сможет видеть «сквозь» свою руку те предметы, которые видны глазу через трубку

Как проверить бинокулярное зрение по установочному движению глаз? Испытуемому предлагают зафиксировать взгляд на каком-то объекте. Затем один глаз закрывается. Если у человека есть скрытое косоглазие, то прикрытый глаз будет отклоняться в сторону. После того как рука будет убрана, у человека с бинокулярным зрением произойдет установочное движение, способствующее восстановлению симметричного восприятия изображения. В случае если такое движение замедлено или его нет вовсе, это говорит о слабом бинокулярном зрении или его одновременном характере.

Аппаратные методы

Чтобы точнее установить монокулярное и бинокулярное зрение, устойчивое оно или неустойчивое, используют аппаратные методы определения. К примеру, широко известно использование прибора синоптофора, на котором проводят цветотест. В его конструкции используется экран, на котором меняют свое положение несколько точек: белая, красная и пара зеленых. Испытуемый смотрит на экран через специальные очки. Правое стекло красное, а левое – зеленое. Меняя положение точек и ориентируясь на ответы обследуемого, можно установить характер зрения и то, какой из глаз является ведущим.

Вариант проведения цветотеста

Восстановление нормального зрения

Нарушенное бинокулярное зрения можно вернуть диплоптическими упражнениями. Их основная задача – развитие способности к слиянию двух изображений.

Упражнения с призмами: способствует развитию и закреплению рефлекса бификсации – пересечение оптических осей обоих глаз на объекте.

Метод Т.П.Кащенко

Тренировка слияния последовательных образов с центральной ямки обоих глаз. Поочередно каждому глазу показывают изображение, содержащее элемент другого, предназначенного второму глазу. Затем пациенты предлагается совместить эти изображения.

Упражнения по развитию устойчивой фузии

Используется, когда лечение дало положительный результат и теперь следует закрепить бинокулярное зрение. Для этого используют прибор, разработанный Э.С.Аветисовым и Т.П.Кащенко.

Он заставляет с помощью специальной призмы нарушать слияние изображения, а пациент старается его удерживать как можно дольше. Эту процедуру повторяют несколько раз в течение пятнадцатиминутного сеанса.

Тренажер фузии

В домашних условиях также можно выполнять простые, но эффективные упражнения для тренировки.

Необходимо:

• «Мишень», закрепленная на стене на расстоянии двух метров от глаз.
• Собственный палец.

Фаза 1: Смотрите на мишень, руку вытяните вперед, палец поднимите. В таком положении вы будете видеть мишень и двойное изображение пальца.

Фаза 2: переведите взгляд на кончик пальца, теперь задвоится изображение мишени.

Повторяйте фазы 1 и 2 несколько раз в течение 10 минут.

Поскольку бинокулярное зрение окончательно устанавливается до подросткового возраста, то при своевременном выявлении нарушений их можно вполне успешно исправить с помощью тренировок и специальной коррекции.