Цветное зрение и методы его исследования

Восприятие зрительным анализатором волн различной длины человек определяет, как различные цвета. Вся световая часть электромагнитных волн создает цветовую гамму с постепенным переходом от красного до фиолетового (цветовой спектр).

Спектр состоит из 7 основных цветов (красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового), но глаз различает промежуточные оттенки цвета, расположенные между основными цветами и полученные от смешения и вычитания цветов. Эмпирически установлено, что человек может различить до 150 000 цветовых тонов и оттенков.

Цвета спектра можно свести к 3 основным цветам: красному, зеленому и фиолетовому, при смешении которых в различных пропорциях можно получить все цвета. Способность глаза воспринимать всю цветовую гамму только на основе 3 основных цветов открыта И. Ньютоном и М.В. Ломоносовым.

Томас Юнг предположил существование в сетчатке 3 элементов для восприятия цветов. Результатом дальнейших исследований явилась теория цветового зрения, согласно которой сетчатка воспринимает цвета благодаря наличию в ней 3 анатомических компонентов: одного — для восприятия красного цвета, другого — зеленого и третьего — фиолетового.

Эти компоненты не строго специфичны, так как раздражаются не только соответствующим цветом, но в меньшей мере и другими цветами. Так, например, красные лучи сильнее всего раздражают красный компонент, но в меньшей мере они раздражают и зеленый, и фиолетовый компоненты.

При расстройстве одного из цветовоспринимающих компонентов не только будет цветослепота на данный цвет, но и пострадает восприятие других цветов. Так, например, зеленые лучи слабо раздражают красные компоненты, сильно — зеленые и слабо — фиолетовые.

При выпадении зеленого компонента зеленый цвет вызовет слабое раздражение красных и фиолетовых компонентов, в результате чего глаз увидит неопределенный серый цвет. Наглядное представление дают таблицы Рабкина.

Каждый цвет характеризуется 3 признаками: тоном, насыщенностью и яркостью.

Тон — основной признак цвета, обусловленный длиной световой волны. Человек с нормальным цветовосприятием различает цвет по этому признаку. Тон эквивалентен цвету.

Яркость цвета обусловлена его местом в спектре. Сетчатка глаза человека воспринимает участок спектра около желтого и зеленого цветов как наиболее яркий.

Насыщенность цвета указывает на степень его разведения белым цветом.

Люди с нарушенным цветовосприятием различают цвета только по яркости и насыщенности.

Функция цветового зрения связана с колбочками, поэтому различать цвета может только центральная часть сетчатки.

РАССТРОЙСТВА ЦВЕТОВОГО ЗРЕНИЯ
Врожденное расстройство цветового зрения называется дихромазией. Человек, воспринимающий все 3 цвета, называется трихроматом, 2 цвета — дихроматом, а воспринимающий один цвет — монохроматом.

Монохромазия — наиболее тяжелое расстройство цветового зрения. При таком расстройстве все предметы, имеющие различную окраску, кажутся одинаково серыми — от белого до черного. При монохромазии зрение всегда очень низкое, так как нарушен и колбочковый аппарат сетчатки.

Дихромазия бывает 3 видов: при выпадении красного компонента — протанопия, при выпадении зеленого — дейтеранопия, при выпадении фиолетового — тританопия. Дихромазией чаще страдают мужчины (4% мужчин и 0,02% женщин).

Врожденная слепота на красный цвет называется дальтонизмом по имени ученого Дальтона, страдавшего этим пороком и впервые его описавшего.

При профессиональном отборе необходимо проверять цветовое зрение, так как цветослепые не могут работать с цветовой сигнализацией или цветными пробами.

Для диагностики расстройств цветового зрения пользуются специальными полихроматическими (многоцветными) таблицами Рабкина. Дихроматы, различающие цвета не по тону, а по насыщенности и яркости, не могут правильно читать таблицы
Таблицы составлены из кружков разного цвета, но одинаковой яркости.

Кружки одного цвета составляют цифру или фигуру на фоне других кружков, окрашенных в другой цвет. Для трихромата, различающего цвета по тону. Не составит труда прочитать цифру, а для дихромата эта задача будет сложна и даже неразрешима.

В наборе имеются контрольные таблицы для того, чтобы объяснить обследуемому задание на полихроматических таблицах, позволяющих выявить протанопию и дейтеранопию.
Исследование проводят при дневном освещении. Пациента помещают спиной к свету. Таблицы показывают на расстоянии 1—1,5 м при экспозиции 10 с

Глаз человека способен воспринимать огромное количество различных цветовых оттенков. Однако основных цветовых тонов существует всего семь (цвета радуги): красный, желтый, голубой, фиолетовый, синий, оранжевый, зеленый. В промежутке между ними находятся многочисленные оттеки.

Цветоощущением называют способность человека различать цвета. В зависимости от длины волны луча, попадающего на сетчатку, возникают разные ощущения. Например, при длине волны 560 нм человек воспринимает красный цвет, при 530 нм – зеленый цвет, а при 430-468 нм – синий цвет.

В связи с тем, что до конца не изучен механизм обработки данных, полученных сетчаткой о цветах, существует большое количество конкурирующих гипотез. Например, трехкомпонентная теория восприятия цвета разработана еще М.В. Ломоносовым. Позднее она была дополнена Т. Юнгом и Г. Гельмгольцем. Согласно ей, на сетчатке глаза расположено три типа цветовоспринимающих единиц, которые по-разному реагируют на лучи с различной длиной волны. В норме в одинаковой степени развиты все три эти компонента, что и обеспечивает цветоощущение, называемое трихромазией. При отсутствии или недоразвитии какого-либо компонента, разительно меняется и цветоощущение. При этом человек воспринимает цвета иначе. При выпадении одного из компонентов возникает дихромазия, двух – монохромазия. В последнем случае речь идет об отсутствии цветоощущения, так как человек способен различать только светлое и темное.

Видео об исследовании цветовосприятия

Классификация нарушения цветоощущения включает несколько разделов. По времени возникновения расстройств цветового зрения различают приобретенные и врожденные патологии. Первая разновидность более характерна для мужчин. Так, 8% из них страдает каким-либо врожденным нарушением. Приобретенный характер нарушения цветоощущения возникает на фоне заболевания зрительного нерва, других отделов нервной системы, патологии сетчатки или системных изменениях в организме.

В зависимости от того, восприятие какого цвета утеряно, Криесс и Нагель предложили выделять следующие типы:

• Протанопия – отсутствие восприятия красного цвета;
• Дейтеранопия – слепота на зеленый цвет;
• Тританопия – слепота на синий цвет;
• Анопия – полное отсутствие зрения.

При неполной слепоте, то есть частичном снижении цветоощущения, используют несколько другие термины:

• Протаномалия;
• Дейтераномалия;
• Тританомалия.

Для диагностики у пациента проблем с цветоощущением существует довольно много тестов. В офтальмологической практике применяют полихроматические таблицы Рабкина и аномалоскоп. Последний представляет собой прибор, в основе которого лежит субъективное восприятие различной интенсивности цветов.

Таблицы могут быть трех видов:

• Контрольные, или демонстрационные (их читают все пациенты);
• Общедиагностические, с использованием которых можно выявить нарушение цветоощущения, однако нельзя установить точные характеристики патологии;
• Дифференциально-диагностические, позволяющие выявить характер расстройства (дейтеранопия, протанопия, протаномалия, дейтераномалия).

Таблицы Е.Б. Рабкина выглядят как большое количество мелких кружков, сходных по яркости, но различающихся оттенками и насыщенностью. При помощи одноцветных кружков на пестром фоне образуется фигура или цифра, которая легко различима людьми с нормальным цветоощущением. При различных аномалиях или цветовой слепоте, пациенты могут вообще не увидеть цифру, либо прочитать другую фигуру, скрытую от пациентов с нормальным зрением.

Во время проведения исследования испытуемый должен сидеть спиной к окну или искусственному источнику освещения, а уровень освещенность необходимо поддерживать в пределах 500-1000 лк. На расстоянии одного метра от пациента помещают таблицы. Они должны располагаться на уровне глаз вертикально. В течение 3-7 секунд человек должен сообщить доктору то, что он видит.

Если человек носит очки или линзы, то во время исследования их снимать не стоит. При подозрении на врожденную патологию исследуют оба глаза одновременно, при приобретенном нарушении нужно поочередно тестировать каждый глаз.

Результаты изучения цветоощущения при помощи таблиц Рабкина оценивают следующим образом:

• Если все 27 таблиц определены правильно, то у человека нормальное цветоощущение, то есть трихромазия;
• Если неправильно названо 1-12 таблиц, то это аномальная трихромазия;
• Если ошибочно названо более 12 таблиц, то речь идет о дихромазии.

Нарушения цветовосприятия

По результатам исследования при помощи таблиц можно диагностировать следующие цветооаномалии:

• цветослабость, при которой затруднено определение оттенков, то есть человек на способен быстро различить их;
• дихромазия, то есть отсутствие восприятия одного из трех основных цветов;
• цветовая слепота, при которой зрение человека монохромное.

Цветное зрение и методы его исследования

Профессор Е. Рабкин

На протяжении многих лет в единственной в нашей стране Лаборатории цветового зрения Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожной гигиены разрабатываются проблемы, связанные с особенностями цветоразличительной функции зрительной системы человека.

На протяжении многих лет в единственной в нашей стране Лаборатории цветового зрения Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожной гигиены под руководством доктора медицинских наук профессора Е. Б. Рабкина разрабатываются проблемы, связанные с особенностями цветоразличительной функции зрительной системы человека.

Наш корреспондент А. Быков попросил профессора Е. Б. Рабкина познакомить читателей журнала с историей науки о цвете, рассказать о причинах нарушения цветового зрения у человека.

Вопрос. Великий поэт Гёте писал: «Люди в общем очень радуются цветам. Глаз чувствует потребность их видеть. Вспомним о том приятном оживлении, которое мы испытываем, когда в пасмурный день лучи солнца упадут на часть видимого пейзажа и цвета освещенных предметов делаются для нас хорошо видимыми».

Где и когда возникла наука о цвете?

Ответ. Учение о цвете зародилось в Элладе. Еще Эмпедокл, философ и проповедник V века до нашей эры, высказывал мысли о существовании основных цветов. По его мнению, их было четыре: красный и желтый, белый, черный, что соответствовало «четырем основным элементам», установленным им же: огонь, земля, воздух, вода. Зрение Эмпедокл объяснял так. Он считал, что из глаза «истекают» потоки мелких частиц. Когда они встречаются, возникает зрительное ощущение, в том числе и цветовое.

В I веке до нашей эры Демокрит предпринял попытку объяснить природу отдельных цветов, используя свою атомную теорию. Он также признавал четыре основных цвета.

Учению о цвете придавали большое значение и Платон и его ученик Аристотель. А небольшой трактат «О цветах», авторство которого точно не установлено (оно приписывается Аристотелю или его ученику Теофрасту), хотя и не сыграл большой роли в теории цветоощущения, все же содержит ряд интересных и значительных мыслей.

Гениальный итальянский художник и ученый эпохи Возрождения Леонардо да Винчи, считавший глаз важнейшим из всех органов чувств, писал: «Глаз есть окно человеческого тела, через которое он глядит на свой путь и наслаждается красотою мира».

Сегодня исследователями ‘Наиболее принята трехкомпонентная теория, согласно которой в нашей зрительной системе существуют три цветоощущающих аппарата, которые реагируют на различные цвета и дают нам возможность их видеть.

Впервые основные идеи трехкомпонентной теории цветового зрения были высказаны М. В. Ломоносовым в его знаменитом сочинении «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее: в публичном собрании Императорской Академии наук июля 1 дня 1756 года говоре иное. ». Великий русский ученый считал, что причиной света является движение эфира, состоящего из частиц трех видов различных размеров. Частицы эфира могут совмещаться с частицами материи, из которых состоит «дно» глаза, и приводить их в «коловратное» движение. При этом «от первого рода эфира происходит цвет красной, от второго желтой, от третьего голубой. Прочие цвета рождаются от смешения первых».

К трехкомпонентной теории цветового зрения пришел и Томас Юнг. В 1801 году он писал: «В настоящее время, когда почти невозможно представить себе, что каждая чувствительная точка сетчатки содержит бесчисленное множество составных частиц, способных вибрировать в унисон с каждым возможным световым колебанием, мы приходим с необходимостью к предположению о существовании ограниченного числа рецепторов сетчатки, воспринимающих, например, такие основные цвета, как красный, желтый и синий. ». В более поздних работах он остановился на трех «основных» цветах: красном, зеленом и фиолетовом. Опытным путем Юнг обнаружил, что любой видимый в спектре цвет может быть получен смешением не менее трех световых лучей (см. рисунок). Дальнейшее развитие трехкомпонентная теория цветового зрения получила в работах крупнейшего немецкого естествоиспытателя Г. Гельмгольца.

Таким образом, согласно теории Ломоносова — Юнга — Гельмгольца, существуют три типа цветочувствительных элементов, реагирующих на красный, зеленый и синий (фиолетовый) цвета. Каждый вид этих рецепторов возбуждается преимущественно одним из основных цветов, реагируя частично и на другие. Ощущение «неосновных» цветов возникает при смешении сигналов трех рецепторных систем, а ощущение белого цвета—при равномерном раздражении этих сигналов.

Вопрос. В 1666 году Ньютон, пропуская солнечный луч через трехгранную призму из стекла, впервые наблюдал образование спектральной полосы, состоящей из гаммы определенных цветов. Было установлено, что белый цвет неоднороден, это смесь нескольких цветов. Существует ли четкая классификация цветов?

Ответ. Все множество цветов подразделяется на две группы: ахроматические и хроматические.

К ахроматическим относятся белый цвет, черный и серый со всеми своими многочисленными оттенками (их более трехсот). Все остальные цвета — хроматические.

Ахроматические цвета можно представить себе расположенными на прямой, цвет которой постепенно изменяется от белого до черного. Друг от друга они разнятся только по одному признаку — яркости или светлоте.

Хроматическим цветам присуща уже не одна, а несколько характеристик. Они обладают, кроме светлоты, еще цветовым тоном и насыщенностью. К основным световым тонам относятся семь цветов солнечного спектра. Цветовой тон определяется длиной световой волны. Так, красный цвет — длинноволновой, зеленый — средневолновой, а фиолетовый — коротковолновой. Насыщенность хроматического цвета зависит от степени «разбавления» его белым. (Это свойство можно проследить на примере неравномерно выгоревшей на солнце материи.) Смещение трех основных цветов в различных соотношениях определяет все многообразие оттенков.

Указав цветовой тон, насыщенность и светлоту, можно математически точно обозначить любой из всего множества окружающих нас цветов.

Вопрос. Известно, что цвет играет большую роль в жизни человека. Движение транспорта регулируется сигналами различных цветов; характер окраски микроорганизмов играет большую роль в диагностировании того или иного заболевания; правильный подбор оттенков имеет первостепенное значение в красильной, ткацкой и полиграфической промышленности. Одним словом, знание цветовых характеристик необходимо для многих отраслей науки и техники. Каковы методы их определения?

Ответ. Цветовые характеристики определяются сложными приборами: колориметрами и спектрофотометрами. Однако более распространенный метод измерения цвета с помощью специальных атласов.

Атласов цветов много, но наибольшее признание получил атлас с колориметрированными образцами цветов, разработанный в нашей лаборатории. Для измерения цветности в атласе подбирается тождественный цветовой тон, а затем по специальным таблицам находят основные характеристики цвета.

Пользуясь атласом, измерение цвета необходимо проводить на ахроматическом фоне (серый, черный, белый и все их оттенки). Это позволяет избежать резких контрастов, отражающихся на правильном восприятии цвета. Наблюдать это можно, поместив образцы, к примеру, желтой бумаги на фоны разных хроматических цветов. На красном фоне желтое поле покажется зеленоватым, на зеленом — оранжевым.

Вопрос. Согласно данным исследователей различных стран, в мире сейчас насчитывается более ста миллионов человек, страдающих расстройствами цветового зрения. Когда впервые было обнаружено, что цветовое зрение может быть нарушено?

Ответ. Первым в мире описал странные явления, происходящие с его зрением, английский физик и химик Джон Дальтон. Если он достаточно легко и точно мог различать ахроматические цвета, а также синий, то восприятие красного и в несколько меньшей степени зеленого цветов его очень затрудняло. В 1794 году Дальтон сделал в Манчестере доклад о собственном недостатке цветового зрения — цветовой слепоте. В 1798 году доклад был напечатан и стал одной из основных работ по изучению врожденного цветового расстройства, названного в 1827 году дальтонизмом.

Нарушение цветового зрения может иметь серьезные последствия. Так, в 1875 году в Лагерлунде (Швеция) произошло крушение поезда, которое повлекло за собой много человеческих жертв. Причина катастрофы казалась необъяснимой. Действительно, как мог машинист повести состав на красный сигнал семафора? Ответил на этот вопрос физиолог, известный шведский ученый Гольмгрен. Показав оставшемуся в живых машинисту мотки цветной шерсти, он установил, что тот страдал расстройством цветового зрения, его глаза не воспринимали различий между красным и зеленым цветами. Это несчастье и послужило поводом к введению обязательной проверки цветового зрения у работников всех видов транспорта.

Вопрос. Каковы способы исследования недостатков цветового зрения?

Ответ. Еще в 1837 году Август Зеебек для изучения особенностей восприятия цвета использовал набор 300 самых разнообразных предметов, различных по цветовому тону и насыщенности. Упоминавшийся ранее набор Гольмгрена состоял только из однородных предметов — 133 мотков цветной шерсти.

В дальнейшем для определения цветовой слепоты применяли испытательные таблицы, на которых среди пятен одного цвета были помещены пятна другого цвета, образующие для нормально видящего цифру или фигуру. Люди с нарушенным цветовым восприятием не могут отличить цвет фигур или цифр от цвета фона. (Впервые такие таблицы были предложены в 1876 году немецким ученым Штиллингом.)

В нашей стране, да и за рубежом, широко применяются разработанные нами «Полихроматические таблицы для исследования цветоощущения». Они выдержали уже 9 изданий. Особенность этих таблиц заключается в том, что с их помощью можно не только констатировать наличие цветового расстройства, но и получить также полное представление о его форме и степени, что имеет важное теоретическое и практическое значение. Кстати, эти таблицы хорошо знакомы каждому, кто проходил медицинское освидетельствование для получения водительских прав.

Помимо таблиц, существуют специальные приборы для исследования цветового зрения — спектральные аномалоскопы. Первый аномалоскоп был создан еще в 1907 году немецким ученым Нагелем.

В нашей лаборатории разработан спектральный аномалоскоп — АСР, который определяет абсолютные пороги цветочувствительности, устанавливает степень функциональной устойчивости цветового зрения, исследует контрастную чувствительность и цветоразличительную способность человеческого глаза.

Вопрос. Каковы современные представления о типах расстройства цветоощущения и кто наиболее им подвержен?

Ответ. Нарушения цветовосприятия могут быть врожденными и приобретенными. Врожденное расстройство относительно стабильно, оно передается по наследству через поколение (от деда внуку) и касается почти исключительно красного и зеленого цветов. Приобретенное расстройство возникает вследствие заболеваний зрительно-нервного аппарата центральной нервной системы и может касаться всех основных цветов. Так, при отслоении сетчатки преподносит «сюрпризы» синий цвет. К приобретенному расстройству цветоощущения могут привести травмы, опухоли глаза и головного мозга.

Наиболее редко встречаются случаи полной цветовой слепоты, или монохромазии. Лица, подверженные монохромазии, воспринимают мир как черно-белую фотографию.

Значительное распространение имеют формы аномальной трихромазии и дихромазии. При аномальной трихромазии понижается восприятие либо преимущественно красного (протаномалия), либо зеленого (дейтераномалия). При дихромазии — частичной цветовой слепоте (в зависимости от восприятия цвета называемой протанопией и дейтеранопией) — расстройства цветового зрения выражены значительно резче.

Согласно предложенной нами классификации степеней расстройств, протаномалия и дейтераномалия делятся на типы: А — высокая, В — средняя, С — низкая степень аномалии.

Врожденное расстройство цветовосприятия встречается приблизительно у 8—10% мужчин, у женщин же наблюдается значительно реже — всего около 0,5%.

В 1931 году на Международном конгрессе офтальмологов немецкий ученый Энгелькинг сделал сенсационное сообщение. Он установил, что явления, аналогичные дальтонизму, наблюдаются у 42 процентов людей в состоянии утомления. Гипотезу Энгелькинга подтвердили и другие ученые. Действительно, при рассмотрении на спектральном аномалоскопе двух образцов различного цвета испытуемый через некоторый промежуток времени перестает различать эти цвета, попросту говоря, они сливаются.

Нам удалось доказать, что в своих исследованиях Энгелькинг не учел фактора времени. Дело в том, что при длительном наблюдении зрительная система утомляется, и наступает фаза временного неразличения цвета. Этот эффект получил название адиcпаропии, что в переводе означает «неразличение неравенства». Адиспаропия проявляется по-разному. Так, у людей с нормальным зрением она наступает медленнее, чем у людей, страдающих близорукостью. Достаточно точно момент появления адиспаропии можно определить при помощи аномалоскопа. Явление это носит временный характер благодаря колоссальным компенсаторным возможностям нашей зрительной системы.

Вопрос. XX век принято называть веком скоростей. Увеличение быстроты передвижения значительно увеличивает объем зрительной информации и требует улучшения цветовой сигнализации. В связи с этим возникает вопрос: как повысить цветоразличительную функцию зрительного анализатора?

Ответ. Длительные исследования, проведенные в нашей лаборатории, показали, что лучше всего стимулируют цветоразличительную функцию некоторые биологические вещества растительного происхождения. Это женьшень, лимонник китайский и элеутерококк. Эти препараты значительно повышают спектральную и контрастную чувствительность глаза и соответственно улучшают в 2,5—5,5 раза устойчивость восприятия красного и зеленого цветов, что особенно важно для лиц, деятельность которых связана с различием цветовых сигналов.

Особенно эффективен элеутерококк. Препарат действует в течение 29—33 часов. (Этого времени вполне достаточно, например, для самого длительного воздушного перелета.)

Аналогичное эффективное воздействие оказывают биологически активные вещества и на людей, страдающих врожденным расстройством цветового зрения.

По данным различных ученых, около 90 процентов информации человек получает с помощью зрительно-нервного аппарата. Установлено также, что около 80 процентов всех рабочих операций в значительной мере связаны со зрительным контролем. Цветовая среда оказывает и существенное влияние на психофизиологическое состояние человека, его работоспособность. Эксперименты, проведенные в ГДР, показали, что только за счет оптимальной окраски рабочих мест можно увеличить производительность труда более чем на 25 процентов.

Доказано, что цвета средневолновой зоны спектра (зеленый, желтый и их оттенки), а также белый цвет больше всего стимулируют функциональную способность зрительного анализатора, уменьшая утомление и повышая уровень устойчивости зрения. И наоборот, высокая степень чистоты цвета, то есть большая его насыщенность, особенно для крайних участков спектра, утомляет зрительно-нервный аппарат человека.

Результаты обширных исследований по изучению воздействий различных характеристик цвета на человека, проведенных в нашей лаборатории за последние годы, легли в основу подготавливаемого в настоящее время к печати проекта Государственного стандарта СССР «Гамма цветов для цветового оформления объектов народного хозяйства». Цель этого стандарта — создание оптимальной цветовой среды на производстве и в быту.

В ГОСТе на основе научно обоснованных физиолого-гигиенических принципов выделены две основные группы цветов: оптимальная и субоптимальная, а также и третья группа, включающая серию предупреждающих цветов.

Оптимальные цвета — основные. К ним относятся цвета средневолновой части спектра и группы оттенков, близко к ней расположенных. Оптимальными цветами окрашивается все, что нуждается в цветовом оформлении.

К субоптимальным цветам отнесены цветовые оттенки той же средневолновой зоны спектра и расположенные за ее пределами. Это предупреждающие цвета. Они применяются главным образом для облегчения распознавания тех объектов, обращение с которыми может привести к травматизму.

Введение нового ГОСТа обеспечит создание оптимальной цветовой среды, в значительной мере улучшит условия труда.

oglaze

Информационый развлекательно-познавательный журнал

Цветоощущение и методы исследования

Цветоощущение (цветовое зрение) — способность зрительной системы воспринимать и различать цвета и их оттенки. Наибольшее распространение получила трехкомпонентная теория цветового зрения, выдвинутая в 1756 г. великим русским ученым М.В. Ломоносовым. Согласно этой теории, в сетчатке глаза человека имеется три вила колбочек, каждый вид колбочек содержит различные цветочувствитсльные зрительные пигменты; одни колбочки чувствительны к красному цвету, другие к зеленому, третьи к синему. Вся многообразная гамма цветов создается из смешения красного, зеленого и синего (фиолетового) цветов.

В соответствии с трехкомпонентной теорией цветового зрения восприятие всех трех цветов называется нормальной трихромазией, а люди, их воспринимающие, — нормальными трихроматами.

Виды нарушений цветового зрения

Цветоаномалия, или аномальная трихромазия — аномальное восприятие цветов, составляет около 70% среди врожденных расстройств цветоощущения. Аномальное восприятие красного цвета называется протапомалией, зеленого — дейтсраномалией, синего — тританомалией.

Дихромазия — восприятие только двух цветов. Различают три основных типа дихромазии:

• — протапопия — выпадение восприятия красной части спектра;
• — дейтсранопия — выпадение восприятия зеленой части спектра;
• — тританопия — выпадение восприятия фиолетовой части спектра.

Монохромазия — восприятие только одного цвета, встречается исключительно редко и сочетается с низкой остротой зрения.

Для исследования цветоощущения используют специальные полихроматические таблицы профессора Е.Б. Рабкииа (см. рисунок). Обследуемый сидит спиной к источнику освещения (окну или лампам дневного света). Уровень освещенности должен быть в пределах 500—1000 лк. Таблицы предъявляют с расстояния 1 м, на уровне глаз исследуемого, располагая их вертикально. Длительность экспозиции каждого теста таблицы 3—5 с, но не более 10 с. Если исследуемый пользуется очками, то он должен рассматривать таблицы в очках.

Рисунок из книги Диагностические полихроматические таблицы Рабкина

Цитировано из книги Глазные болезни, авторы: Егоров Е.А., Епифанова Л.М.

Цветоощущение и методы его исследования

Световые волны различной длины человек воспринимает зрительным анализатором, определяя их как различные цвета. Вся световая часть электромагнитных волн создает цветовую гамму с постепенным переходом от красного до фиолетового (цветовой спектр). Спектр состоит из семи основных цветов (красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового), но глаз различает и промежуточные оттенки цвета, расположенные между основными цветами и полученные от смешения и вычитания цветов. Эмпирически установлено, что человек может различить до 150 000 цветовых тонов и оттенков.

Каждый цвет характеризуется тремя признаками: тоном, насыщенностью и яркостью. Тон — основной признак цвета, обусловленный длиной световой волны. Человек с нормальным цветовосприятием различает цвет по этому признаку. Тон эквивалентен цвету. Яркость цвета обусловлена его местом в спектре. Сетчатка глаза человека воспринимает участок спектра около желтого и зеленого цветов как наиболее яркий. Насыщенность цвета указывает на степень его разведения белым цветом. Люди с нарушенным цветовосприятием различают цвета только по яркости и насыщенности. Функция цветового зрения связана с колбочками, поэтому различать цвета может только центральная часть сетчатки.

Расстройства цветового зрения. Человек, воспринимающий все три цвета, называется трихроматом, два цвета — дихроматом, а воспринимающий один цвет — монохроматом. Монохромазия — наиболее тяжелое расстройство цветового зрения, когда все предметы, имеющие различную окраску, кажутся одинаково серыми — от белого до черного. При монохромазии острота зрения всегда очень низкая, так как нарушен и колбочковый аппарат сетчатки. Врожденное расстройство цветового зрения называется дихромазией. Дихромазия бывает трех видов: при выпадении красного компонента — протанопия, при выпадении зеленого — дейтеранопия, при выпадении фиолетового — тритано- пия. Дихромазией чаще страдают мужчины (4% мужчин и 0,02% женщин). Врожденная слепота на красный цвет называется дальтонизмом по имени ученого Ддтьтона, страдавшего этим пороком и впервые его описавшего. Встречаются люди, которые воспринимают все цвета, но это восприятие ослаблено. В таких случаях говорят об аномальной три- хромазии. При профессиональном отборе необходимо проверять цветовое зрение, так как цветослепые не могут работать с цветовой сигнализацией или цветными пробами.

Диагностика нарушений цветового зрения. Для диагностики расстройств цветового зрения пользуются специальными полихроматическими (многоцветными) таблицами Рабкина. Таблицы составлены из кружков разного цвета, но одинаковой яркости. Кружки одного цвета образуют цифру или фигуру на фоне других кружков, окрашенных в другой цвет. Для трихромата, различающего цвета по тону, не составит труда прочитать цифру, а для дихромата эта задача будет сложна и даже неразрешима. Дихроматы, различающие цвета не по тону, а по насыщенности и яркости, не могут правильно читать таблицы. В наборе имеются контрольные таблицы для того, чтобы объяснить обследуемому задание на полихроматических таблицах, позволяющих выявить протанопию и дейтеранопию. Обследование проводят при дневном освещении. Пациента помещают спиной к свету. Таблицы показывают ему на расстоянии 1 — 1,5 м при экспозиции 10 с.

Наиболее тонким методом выявления аномалий цветового зрения является аномалоскопия. Аномалоскоп — сложный прибор, позволяющий выявить различные виды расстройства цветового зрения. Его действие основано на достижении субъективно воспринимаемого равенства цветов путем составления цветовых смесей. Аномалоскопом пользуются офтальмологи в специализированных учреждениях.

За рубежом широко применяют панельные тесты ранжировки цветов — «атлас цветов» Мипзе11 15-, 85- и 100-оттеночные тесты Фарнсворта. В задачу обследуемого входит расставить фишки, начиная с заданной так, чтобы цвет от одной фишки к другой плавно изменялся по кругу.

Исследование цветового зрения

Человеческий глаз способен воспринимать не только различные цвета, но и большое количество оттенков. Однако, как и в любых других зрительных функциях, в цветоощущении, также могут иметь место различные аномалии. Диагностируют цветовые расстройства с помощью специальных таблиц, тестов, приборов.

Что такое цветовое зрение человека

Возможность глаз видеть мир во всех красках обеспечивается специальными клетками, расположенными в сетчатке глазного яблока – колбочками, палочками, в которых содержится зрительный белковый пигмент чувствительный к влиянию светового потока волн различной длины. Колбочки состоят из трёх основных элементов, способных воспринимать цвет.

Палочки несут ответственность за чёрно-белое восприятие. Все остальные цвета, а также оттенки, обеспечиваются посредством разного по силе светового раздражения всех трёх цветовых элементов. В результате чего в головном мозге, а точнее его зрительном центре создаётся полноценное цветовое зрение.

Аномалии цветовой функции зрительного аппарата могут присутствовать у человека изначально – передаваться генетически, или же возникать в результате заболеваний зрительного аппарата, нервной системы. Например, таких, как:

• Ожог сетчатки (от сварочного аппарата, из-за действия агрессивного излучения ультрафиолета).
• Черепно-мозговые травмы.
• Диабетическая макулодистрофия.
• Катаракта.

Приобретённые нарушения цветового ощущения успешно поддаются лечению при своевременном обращении к врачу офтальмологу.

В чем заключается диагностика цветового зрения

В основном для оценки цветоощущения применяют многоцветные пигментные таблицы, тесты.

Таблица Рабкина нашла широкое применение не только для диагностики нарушения любого вида цветового зрения, но и для обследования людей на предмет допуска к работе, например, связанной с вождением транспорта, управлением механизированными средствами, службой в вооружённых силах, где присутствует необходимость в чётком различении цветов и оттенков.

Люди, у которых в процессе обследования были выявлены какие-либо нарушения цветового зрения, к работе не допускаются. Патологическое восприятие цвета может негативно повлиять на их профессиональной деятельности, либо создать аварийную ситуацию.

В таблице Рабкина используются такие основные характеристика цвета, позволяющие в полном спектре выявить различные патологии цветового восприятия, как:

Виды исследований

Диагностика цветоощущения осуществляется врачом окулистом посредством различных таблиц, тестов или приборов. Например, таких, как:

• Тест Ишихара, FALANT-тест, Гольмгрена.
• Таблицы Рабкина, Штиллинга, Юстовой.
• Спектральные приборы аномалоскопы Негеля, Рабкина, Гейдельберга. Аномалоскоп — это микропроцессорный аппарат. Его работа основана на принципе смешивания цветов. Например, прибор Гейдельберга состоит из оптического устройства, наклоняемого тубуса, тестового поля, ручек управления.
• Электроретинография. Даёт возможность изучить функциональные возможности палочек.
• Хроматическая периметрия. Применяется окулистами с целью выявления дальтонизма, спровоцированного различными глазными патологиями на ранней стадии заболевания.

Показания к исследованию цветовой способности глаз

Цветовое восприятие, без каких-либо патологий называют трихромазия. Недостаточное цветовое зрение имеет определение – дальтонизм, который классифицируется по таким формам данного патологического процесса:

• Цветослабость. Пациент испытывает некоторое затруднение с обозначением оттенков. Часто ошибается или для идентификации ему необходимо больше времени, чем предусмотрено (не больше 10 секунд).
• Цветовая слепота (ахроматопсия). Генетическая аномалия. Полностью отсутствует функция цветовых пигментов. Пациент видит мир в чёрно-белом цвете.
• Цветовая агнозия. Возникает из-за поражения коры головного мозга, часто сопровождается нарушением различных видов чувствительности (снижение зрения, слуха). Больные могут полностью потерять функцию идентификации цвета либо утрачивают способность подбирать схожие оттенки или связывать цвет с названием предмета.

Дихромазия. Врождённая патология цветового восприятия, которая характеризуется отсутствием одного из цветовосприимчивых элементов. Пациент может видеть 2 цвета.

В свою очередь дихромазия классифицируется на следующие типы:

• Протанопия — неспособность колбочек воспринимать красный длинноволновый цвет. Самый распространённый тип дальтонизма.
• Дейтеранопия — отсутствие восприятия зелёного средеволнового цвета.
• Тританопия — зрительный аппарат пациентов с данной патологией не может поглощать синий цвет, который является коротковолновым. Данная патология часто сопровождается нарушением световой чувствительности глаз.
• Монохроматия — абсолютная потеря функции двух или трёх цветовых элементов. Больной может видеть только один цвет.

К генетическому дальтонизму больше предрасположены лица мужского пола.

К различным нарушениям цветового зрения, возникшим из-за офтальмологических патологий, заболеваний нервной системы в равной степени склонны женщины и мужчины.

Все вышеперечисленные патологии являются прямым показанием для обращения к врачу офтальмологу.

Важно! Часто нарушение цветоощущения является одним из первых симптомов различных аномалий зрительного аппарата (отслоение сетчатки, пигментная дистрофия, глаукома). Недооценка состояния на ранних стадиях болезни может привести к запоздалой диагностике и развитию тяжёлых патологий

Лицам, профессиональная деятельность которых связана с нагрузкой на цветовое зрение, данный вид обследования является обязательным на предмет допуска к работе (водители, лётчики, железнодорожники, военные).

Возможные противопоказания к исследованиям цветовой функции глаз

Проведение любого вида диагностики цветового зрения следует отложить, если у пациента имеются следующие патологические проявления:

• Повреждения глазного яблока (инородное тело, травма, ожог).
• Нестабильное психическое состояние.
• Повышенная температура тела.
• Инфекционные заболевания глаз (конъюнктивит, ячмень, кератит).
• Головокружение, головная боль.
• Высокое артериальное давление.
• Общая слабость.
• Нарушение ночного сна.

Как подготовиться к диагностике цветового зрения

Диагностика цветового зрения достаточно проста и не требует специальной подготовки. Однако для того чтобы результаты обследования были наиболее достоверными, следует соблюдать следующие рекомендации:

• Перед исследованием важен полноценный ночной сон.
• Необходимо избегать нервного и умственного перенапряжения. Утомления глаз.
• Диагностику лучше проводить утром, после лёгкого завтрака.

Как проходит исследование

По таблице Рабкина можно определить степень тяжести генетического дальтонизма, а также дифференцировать его с приобретенной формой заболевания.

Пациенту предлагают изучить специальные таблицы, в которых среди фонового изображения в виде кругов однородного цвета нарисованы отличные от них по цвету кружки образующие фигуру или цифру.

Таблицы показывают по очереди на расстоянии от 0,5 до 1 метра. На каждый объект выделяется не больше 10 секунд.

Все рисунки идентичны по яркости. Если пациент вынужден носить в повседневной жизни линзы или очки, то во время диагностики снимать их нет необходимости.

Люди, которые страдают аномальным цветовым зрением, лишены возможности определить нужную цифру, фигуру.

Обследование проводят только при хорошем освещении (искусственный дневной свет, естественное рассеянное освещение) в спокойной обстановке.

При прохождении теста Гольмгрена обследуемого человека просят взять моток с разноцветными нитками, распределить их таким образом, чтобы основные цвета были уложены на три отдельно предусмотренных места.

Для диагностики дальтонизма с помощью аномалоскопа чаще всего используют два световых поля. Первое освещается жёлтым цветом, второе зелёным и красным. В поле зрения находятся оба экрана. Пациент должен изменять интенсивность цветов (смешивать) на втором экране до тех пор, пока цвета обоих полей сравняются и станут одинаковыми (жёлтыми).

При явной протанопии или дейтеранопии пациенты приравнивают к жёлтому полю чистый зелёный цвет или красный.

Преимущества различных видов диагностики цветового зрения

Таблицы Рабкина успешно используются для основного обследования пациентов, выявления генетических, приобретённых патологий цветового зрения. Это не сложный, надёжный диагностический метод. Он даёт возможность понять также степень дальтонизма, так как позволяет определить в полном объёме все цвета и оттенки, которые не способен увидеть пациент.

Аномалоскопы применяют значительно реже. Они нужны для более точной диагностики. Также данные устройства используются не только для изучения функции цветового восприятия человека, но и предназначены для тренировки зрения людей, чья профессиональная деятельность заключается в наблюдении за разнообразными цветовыми конструкциями.

Кроме того, аномалоскопы позволяют отследить степень деградации глаза в процессе нагрузок на цветовое зрение связанных с работой.

Как проводится расшифровка результатов исследования

Если исследование проводилось посредством таблицы Рабкина, то диагноз ставят на основе количества расшифрованных пациентом цифр и фигур.

При обнаружении патологий цветового зрения в офтальмологическом кабинете заводят специальный бланк, в котором имеется уменьшенный дубликат пронумерованных таблиц Рабкина. Доктор делает пометки на не опознанных образцах, что даёт возможность верно поставить диагноз и выявить степень тяжести заболевания.

Человек с нормальным цветовым зрением безошибочно определит от 25 до 27 изображений.

Основных картинок в таблице 27. Рисунки составлены таким образом, чтобы максимально отследить малейшие отклонения цветового зрения.

Пациентов с признаками дальтонизма по степени выраженности патологии делят на 3 категории – А, В, С.

Для ненаследственного дальтонизма есть затруднение с определением всех трёх цветов, в отличие от генетического нарушения цветового зрения, которому характерно аномальное восприятие красного и зелёного. Однако при патологии зрительного нерва больные могут делать такие же ошибки, что и генетические цветоаномалы.

При поражении сетчатой оболочки глаза наблюдается нарушение в определении синего и жёлтого цвета.

Приобретённые заболевания, связанные с аномальным цветоощущением практически всегда сопровождаются различными расстройствами функций зрительного аппарата.

Очень важно при первых симптомах нарушения зрения вовремя обратиться к врачу офтальмологу.

Своевременная диагностика и лечение помогут избежать дальнейшего развития различных патологических состояний и дадут возможность улучшить или полностью восстановить цветовое восприятие.

Периферическое зрение и методы его исследования

Исследование периферического зрения осуществляется с помощью периметра.

Периферическое зрение характеризуется способностью воспринимать широкий сектор пространства перед глазом. При взгляде на объект он фиксируется глазом, а изображение его проектируется на функциональное центр сетчатки — желтое пятно. Одновременно охватываются зрением предметы, которые окружают этот объект на разном расстоянии от него. Изображение их проецируется на периферические участки сетчатки, которые по площади значительно превышают желтое пятно. Таким образом, та часть сетчатки, расположенной за пределами желтого пятна, осуществляет функцию периферического зрения. Исключением является зона соска зрительного нерва, где нет фоторецепторов. Здесь образуется физиологическая слепое пятно.

Показателем функции периферического зрения является форма и величина его поля, регистрируемых методом периметрии. Этот метод заключается в том, что при неподвижном эти определяют с помощью специального прибора — глазного периметра, границы видения белого или цветных объектов на сферической поверхности. Получают графическое изображение формы поля зрения и размеры его, выраженные в угловых градусах по нескольким меридианами. Обследуют отдельно каждый глаз.

Основной частью глазного периметра является периметрическая дуга, которая закреплена на горизонтальной оси так, что может вращаться. В центре дуги нанесена белая точка для фиксации зрения, а по краю ее обозначено угловые градуса.

На противоположной части штатива закреплен подбородник для фиксации головы. На нем же закреплен упор для глаза. К прибору прилагается наглазник для исключения бинокулярного зрения второго глаза. В регистрационный прибор вкладывают бланк-схему поля зрения, на которой обозначают нужны точки. Угол поворота дуги отчисляют с помощью стрелки.

Цветовое зрение и методы его исследования

Восприятие цвета — это способность колбочек по-разному реагировать на излучение различной длины световых волн независимо от их интенсивности. Т. Юнг (1802) сформулировал трехкомпонентную теорию восприятия цветов, которую позже развил Гельмгольц.

Согласно трехкомпонентной теории в сетчатке глаза есть С типа колбочек, чувствительных к различным длин волн: первые — к длине волн 570 нм, другие — к длине волн 535 нм, третьи — к длине волн 445 нм. Соответственно первые называют условно «красными», вторые — «зелеными», третьи — «синими» колбочками. Суть этой теории заключается в разной спектральной чувствительности трех типов колбочек. Каким же образом в соответствии с этой теорией возникает ощущение различных цветов? Белый цвет мы воспринимаем в том случае, когда активируются три типа колбочек, потому что в составе белого цвета содержатся все вышеупомянутые длины волн. Черный цвет, как известно, поглощает все лучи, и в сетчатку глаза от него не попадает никаких лучей. Такие цвета, как оранжевый, желтый, сиреневый и другие, воспринимаются благодаря различной степени активации различных типов колбочек в комбинации по два или три типа.

Полная цветовая слепота — ахромазия — встречается крайне редко, при этом практически отсутствуют колбочки, и человек видит все предметы в разных оттенках серого.

Доказательства трехкомпонентной теории:

1 В трех типах колбочек выявлены различные пигменты.

В «красных» колбочках — еритролаб, в «зеленых» — хлоролаб, в «синих» — цианолаб, которые чувствительны к световым лучам различной длины волн.

2 С помощью микроэлектродной техники было установлено, что различные колбочки производят рецепторные потенциалы при действии световых волн различной длины. Одни — при действии волн длиной 570 нм, вторые — 535 нм, третьи — 445 нм.

3 Спектрофотометрический было обнаружено колбочки, которые поглощают световые лучи различной длины (570 нм, 535 нм, 445 нм соответственно).

В клинике выявлено 3 вида цветной слепоты. Люди, которые имеют все 3 типа колбочек, воспринимающих цвета нормально и называются трихроматы; которые имеют 2 типа колбочек — дихромат; один тип колбочек — монохроматы. Люди, которые не различают цвета, — ахроматы.

Среди дихроматов выделяют 3 группы:

1 Протанопы , которые не имеют в сетчатке «красных» колбочек и, соответственно, не воспринимают красный цвет. Дихроматов иногда называют дальтониками, поскольку впервые такой вид патологии обнаружил у себя Дальтон.

2 Дейтеранопы , которые не имеют в сетчатке «зеленых» колбочек, не воспринимают зеленый цвет и путают его с красным.

3 Тританопы , которые не имеют в сетчатке «синих» колбочек, не воспринимают синий цвет.

Если функция восприятия только ослаблена в результате недостаточности соответствующих колбочек, то, таких людей называют протаномаламы, дейтераномаламы и тританомаламы .

Патология восприятия цветов является наследственной болезнью, передается женщиной через Х-хромосому, а обнаруживают ее преимущественно у мужчин (до 8%).

Исследование цветового зрения осуществляется с помощью полихроматических таблиц.

Цветовое зрение определяют на основании способности зрительной системы воспринимать световые волны разной длины и формировать чувство цвета. Показателем его является возможность различать три основных цвета — красный, зеленый и синий.

Используются таблицы Рабкина или Ишигара.

Таблицы Рабкина построены по так называемому принципу псевдоизохроматичности — ложной одноколирности. Обследуемому предлагают несколько рисунков разного цвета, но одинаковой яркости. Исследуемый, который различает ряд цветов только с их яркостью, не сможет правильно назвать все цвета, поскольку все рисунки кажутся ему одинаковыми. Полихроматические таблицы Рабкина содержат 25 цветных рисунков, изображенных на фоне другого цвета. Как фигуры, так и фон состоят из отдельных цветных кружков. Те кружки, составляющих фигуру или цифру, окрашенные в различные оттенки одного цвета. При нем подбирают такие цвета, которые плохо дифференцируются людьми с нарушенным чувством цвета.

Среди таблиц есть такие, в которых цифры и буквы, состоящие из кружков одного цвета, нарисованные на фоне кружков другого цвета, но такой же интенсивности. Люди, которые имеют патологию восприятия цветов, ориентируются не по цвету, а по интенсивности окраски и, соответственно, не видят этих цифр (рис. 7.25).