Даже когда мы смотрим перед собой, наши глаза успевают совершать незаметные для нас движения. Связано это с тем, что удержать во внимании сразу большое количество объектов мы не способны. Поэтому наша зрительная система отправляет в мозг информацию порционно. Он же в свою очередь в считанные мгновения анализирует ее и поставляет в готовом виде в наше сознание.
На самом деле, эта тема больше относится к нейробиологии и нейрофизиологии, чем к оптике. Однако она настолько интересная, что мне хочется поделиться с вами некоторыми данными, касающимися работы глаз и зрительной системы, в целом.
Как работает глаз
Главные структуры оптической системы глаза — это роговица и хрусталик. Именно через них проходят световые лучи, отражающиеся от предметов, нас окружающих. Далее они попадают на сетчатку, на которой находятся светочувствительные рецепторы — палочки и колбочки. О них вы должны помнить со школьных уроков.
Полученная информация собирается фоторецепторами и направляется на диск зрительного нерва, который тоже расположен на сетчатой оболочке (еще она называется внутренней). После этого то, что мы увидели, отправляется в кору головного мозга по зрительному нерву, как по проводку.
Стоит отметить, что в том месте, где располагаются диск и зрительный нерв, нет фоторецепторов. Это место пусто, поэтому с него в мозг не поступает никакой информации. В этой области у нас находится слепое пятно. Его можно найти с помощью специальных упражнений.
Более того, световые лучи, которые попадают в глазное яблоко через периферию роговицы, падают на сетчатку под неправильным углом. Из-за этого изображение в мозг поступает размытым на периферической его области.
Конечно, мы не видим ни слепого пятна, то есть обычной «дырки», ни этой размытости на периферии. Связано это с тем, что мозг дорисовывает картинку, исходя из контекста. Если вы посмотрите упражнения, позволяющие найти слепое пятно, то увидите, как часть изображения у вас пропадет и заполнится контекстом, например, обоями. Так мозг поступает практически постоянно.
Но при желании вы можете его обмануть. Дело в том, что он дорисовывает контекстом только простейшие вещи. Человеческое лицо — слишком сложный объект, поэтому его мозг дополнить точными деталями не способен. Благодаря этому слепому пятну можно «обезглавливать» людей в своем сознании.
Сделать это непросто, потому что быстро устают глаза. Вам нужно посмотреть на какого-либо человека и медленно двигать глазными яблоками влево или вправо. Рано или поздно вы поймаете момент, когда объект вашего внимания останется без головы. Мозг просто заполнит слепое пятно контекстом, например, стеной, которая находится за человеком.
Это я описала процесс зрения очень схематично. Попробуем немного углубиться.
Восприятие лиц
Думаю, вы сталкивались с такой ситуацией, когда принимали незнакомого вам человека за знакомого. Допустим, вы идете по улице, видите своего одноклассника, уже планируете поприветствовать его, но внезапно понимаете, что обознались. Суть в том, что в тот момент, когда вам привиделся одноклассник, мозг вам именно его и показал. Просто он совершил ошибку, но, получив больше информации об объекте, сделал поправку и продемонстрировал сознанию истину.
Головной мозг действует на основе предсказаний, которые строятся на основе того, что в него загружено. Ознакомьтесь с экспериментом под названием «Маска Чарли Чаплина». Она представляет собой лицо с двумя сторонами. Одно — обычное, а второе — вогнутое. Вообразить себе такое сложно. Однако в этом и суть эксперимента.
Когда маска крутится по часовой стрелке и разворачивается к зрителю вогнутой стороной, начинает казаться, что она вращается против часовой стрелки, а лицо становится выпуклым, как у обычных людей.
Это такая оптическая иллюзия, которая, как считается, позволяет проверить человека на шизофрению. Шизофреник должен увидеть истину, то есть вогнутое лицо, а здоровый человек — ложь, даже имея информацию о том, что перед ним оптическая иллюзия. Иными словами, даже зная правду, мозг все равно будет показывать сознанию ложные сведения.
Это объясняется наличием у него убеждений. Одни из них называются априорными. Можно сказать, что мы с ними рождаемся. То, что лицо является выпуклым, а не вогнутым, считается таким априорным убеждением, которое будет определять то, что мы должны видеть.
Есть и другая категория убеждений. Их можно назвать культурными стереотипами, которые включают в себя все, что мы знаем об этом мире. С самого рождения в мозг поступает огромный массив данных, которые формируют алгоритмы поведения, привычки и пр. Каждый из нас — это набор миллионов привычек. Академик Павлов называл их динамическими стереотипами.
Мы всегда одинаково ходим, жуем по определенному алгоритму, чистим зубы, улыбаемся, водим автомобиль и т.д. Практически все это навыки. Видеть мир таким, какой он есть — тоже навык. Если человек, который родился слепым, вдруг прозреет во взрослом возрасте, он ничего толком не увидит. Возможно, ему удастся разглядеть свет и некие размытые цветные контуры, но не больше. Видеть мир нужно научиться, а учимся мы этому с самого рождения.
Впоследствии, когда в головном мозге сформируется множество алгоритмов, он будет успевать различать объекты и предсказывать их значение и содержание еще до того, как изображение появится в нашем сознании. Если он ошибется и поставит ложную информацию, то тут же сделает поправку и создаст новый алгоритм.
Саккады
Глаза совершают постоянные движения, даже если мы сосредоточены на каком-либо объекте. Со стороны их заметить практически невозможно. Подобные колебания глазных яблок называются саккадами. Здесь важно знать, что в нашем сознании в один конкретный момент помещается всего 3-4 объекта.
Этого объема недостаточно, чтобы охватить большую картину. Более того, даже лицо нашего собеседника не поместится в нашем сознании полностью. Поэтому мы в разные мгновения смотрим то на губы, то на нос, то на лоб и т.д.
В эти доли секунды, когда мы перемещаем взгляд, в мозг поступает огромное количество информации. Он начинает анализировать, что именно он видит, что знает о человеческих лицах и носах, каким бывает цвет кожи и так далее. При этом в мозге активизируется порядка 30 участков, каждый из которых отвечает за цвет, форму, движения и т.д.
Пока ученым не удалось изучить систему зрения полностью. Когда речь идет о 30 областях, отвечающих за него, имеются в виду лишь гипотезы. На самом деле, их может быть и больше. Более того, нам неизвестно где именно находится каждый участок и что конкретно он выполняет.
Функциональная диагностика и подобные данные позволяют получить проблемы со зрением отдельных пациентов. При этом вторые бывают самыми разнообразными. Так, я читала про одного слепого пациента, который мог просунуть конверт в горизонтальную щель, не имея представления, где она находится. Это значит, что часть зрительной системы человека работает, но по какой-то причине сознание этого не видит.
Бывают и другие необычные нарушения зрения, когда человек зрительно воспринимает все, но только в статичном виде. Если предметы начинают двигаться, то картинка разъезжается на множество подобных, как колода с картами. Это позволяет сделать вывод, что за восприятие движений в мозге отвечает отдельный участок.
Современные исследования в области нейробиологии дают надежду на великие открытия. Многие люди слепы от рождения, еще больше потеряли зрение вследствие травм и болезней. Иногда его можно восстановить частично, но зачастую сделать это нереально, так как причина его нарушения не в глазах, а в головном мозге.
Не исключено, что полностью раскрыв механизм зрительного процесса, ученые смогут решить многие проблемы, связанные с офтальмологическими патологиями и их последствиями.
