ЦВЕТОВОЕ ЗРЕНИЕ

ЦВЕТОВОЕ ЗРЕНИЕ (синоним: цветоощущение, цвето различение, хроматопсия) — способность человека различать цвет видимых объектов.

Цвет оказывает воздействие на общее психофизиологическое состояние человека и в известной мере влияет на его трудоспособность. Поэтому большое значение придают цветовому оформлению помещений, оборудования, приборов и других предметов, окружающих людей на производстве и в быту. Наиболее благоприятное влияние на зрение оказывают малонасыщенные цвета средней части видимого спектра (желто-зелено-голубые), так называемые оптимальные цвета. Для цветовой сигнализации используют, наоборот, насыщенные (предохранительные) цвета.

Цвет — свойство света вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения. Различают семь основных цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. В зависимости от длины волны света выделяют три группы цветов: длинноволновую (красный, оранжево-красный, оранжевый), средневолновую (желтый, желто-зеленый, зеленый) и коротковолновую (голубой, синий, фиолетовый).

Цвета разделяют на хроматические и ахроматические. Хроматические цвета обладают тремя основными качествами: цветовым тоном,который зависит от длины волны светового излучения; насыщенностью, зависящей от доли основного цветового тона и примесей других цветовых тонов; яркостью цвета, то есть степенью близости его к белому цвету. Различное сочетание этих качеств дает большое разнообразие оттенков хроматического цвета. Ахроматические цвета (белый, серый, черный) различаются лишь яркостью.

При смешении двух спектральных цветов с разной длиной волны образуется результирующий цвет. Каждый из спектральных цветов имеет дополнительный цвет, при смешении с которым образуется ахроматический цвет — белый или серый. Многообразие цветовых тонов и оттенков может быть получено оптическим смешением всего трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Количество цветов и их оттенков, воспринимаемых глазом человека, необычайно велико и составляет несколько тысяч.

Физиология цветового зрения недостаточно изучена. Из предложенных гипотез и теорий цветовое зрение наибольшее распространение получила трехкомпонентная теория, основные положения которой впервые были высказаны М. В. Ломоносовым в 1756 году. В дальнейшем эти положения были подтверждены и развиты Юнгом (Т. Young, 1802) и Г. Гельмгольцем (1866). Согласно трехкомпонентной теории Ломоносова — Юнга — Гельмгольца в сетчатке глаза имеется три воспринимающих аппарата (рецептора, элемента), которые возбуждаются в разной степени под действием световых раздражителей различной длины волны (спектральная чувствительность глаза). Каждый вид рецептора возбуждается преимущественно одним из основных цветов — красным, зеленым или синим, однако в определенной степени реагирует и на другие цвета. Поэтому кривые спектральной чувствительности отдельных видов цветовоспринимающих рецепторов частично накладываются друг на друга. Изолированное возбуждение одного вида рецептора вызывает ощущение основного цвета. При равном раздражении всех трех видов рецепторов возникает ощущение белого цвета. В глазу происходит первичный анализ спектра излучения рассматриваемых предметов с раздельной оценкой участия в них красной, зеленой и синей областей спектра. В коре головного мозга происходит окончательный анализ и синтез светового воздействия, которые осуществляются одновременно. Благодаря такому устройству зрительного анализатора человек может достаточно хорошо различать множество цветовых оттенков.

Трехкомпонентную теорию цветового зрения подтверждают данные морфофизиологических исследований. Спектрофотометрические исследования позволили определить спектры поглощения различных типов одиночных фоторецепторных клеток. По данным Доу (N. W. Daw, 1981), зрительные пигменты (см.) колбочек сетчатки человека имеют следующие максимумы спектров поглощения: красночувствительные — 570—590 нм, зеленочувствительные — 535 — 555 нм и синечувствительные — 440—450 нм. Современные электрофизиологиче-ские исследования органа зрения, проведенные Л. П. Григорьевой и А. Е. Фурсовой (1982), также подтвердили трехкомпонентную теорию цветового зрения. Они показали, что каждому из трех цветовых раздражителей соответствует определенный вид биопотенциала сетчатки и зрительной области коры головного мозга.

Имеются также другие теории цветового зрения, не получившие, однако, широкого признания. По оиионентной теории цветового зрения Геринга выделяют три пары противоположных цветов: красный и зеленый, желтый и синий, белый и черный. Каждой паре цветов в сетчатке соответствуют особые — красно-зеленое, желто-синее и бело-черное вещества. Под действием света происходит разрушение этих веществ (диссимиляция), а в темноте — восстановление (ассимиляция). Различные сочетания процессов диссимиляции и ассимиляции создают многообразие цветовых впечатлений. Теория Геринга не объясняет ряд явлений, в частности расстройства цветового зрения. Ионная теория Лазарева (1916) связывает цветовосприятие с выделением ионов, возбуждающих цветоразличительные рецепторы. По его теории в колбочках сетчатки содержится три светочувствительных вещества: одно из них поглощает преимущественно красный свет, другое — зеленый, третье — синий; при поглощении света данные вещества распадаются с выделением ионов, которые возбуждают цветоразличительные рецепторы. Полихроматическая теория Хартриджа предполагает наличие семи типов рецепторов.

У человека различают ночное, или скотопическое, зрение, сумеречное, или мезопическое, и дневное, или фотопическое, зрение (см.). Это обусловлено прежде всего наличием в сетчатке (см.) глаза человека двух видов фоторецепторов — колбочек и палочек, что послужило основой для обоснования теории двойственности зрения, выдвинутой Шультце (М. J. Schultze, 1866) и в дальнейшем развитой М. М. Воиновым (1874), Парино (H. Pari-naud, 1881) и Крисом (J. Kries, 1894). Колбочки располагаются, главным образом, в центральном отделе сетчатки и обеспечивают фотопическое зрение — воспринимают форму и цвет объектов, находящихся в поле зрения; палочки располагаются в периферическом отделе, обеспечивают скотопическое зрение и обнаруживают слабые световые сигналы на периферии поля зрения.

Максимум спектральной чувствительности для колбочек находится в зоне 556 нм, а для палочек — в зоне 510 нм. Этим различием в спектральной чувствительности колбочек и палочек объясняется феномен Пуркинье, заключающийся в том, что в условиях слабого освещения зеленые и синие цвета кажутся светлее красных и оранжевых, в то время как в условиях дневного освещения эти цвета по светлоте примерно одинаковы.

На восприятие цвета оказывает влияние сила цветового раздражителя и цветовой контраст. Для цветоразличения имеет значение яркость (светлота) окружающего фона. Черный фон усиливает яркость цветных полей, так как они выглядят более светлыми, но в то же время несколько ослабляет цвет. На цветовосприятие объектов существенно влияет также цветность окружающего фона. Фигуры одного и того же цвета на желтом и синем фоне выглядят по-разному. Это явление одновременного цветового контраста.

Последовательный цветовой контраст проявляется в видении дополнительного цвета после воздействия на глаз основного цвета. Например, после рассматривания зеленого абажура лампы белая бумага первое время кажется окрашенной в красноватый цвет. При длительном воздействии цвета на глаз отмечается снижение цветовой чувствительности, вследствие цветового «утомления» сетчатки, вплоть до такого состояния, когда два разных цвета воспринимаются как одинаковые. Это явление наблюдается у лиц с нормальным цветовым зрением и является физиологическим. Однако при поражении желтого пятна сетчатки, невритах и атрофии зрительного нерва явления цветового утомления наступают быстрее.

В соответствии с трехкомпонентной теорией цветового зрения нормальное цветоощущение называется нормальной трихромазией, а лица с нормальным цветовым зрением — нормальными трихроматами. Количественно цветовое зрение характеризуется порогом цветоощущения, то есть наименьшей величиной (силой) цветового раздражителя, воспринимаемого как определенный цвет.

Нарушения цветового зрения могут быть врожденными и приобретенными. Врожденные расстройства цветового зрения наблюдаются чаще у мужчин. Эти нарушения, как правило, стабильны и выявляются в обоих глазах, чувствительность чаще понижена к красному или зеленому цветам. В связи с этим к группе с начальными нарушениями цветового зрения относят лиц, хотя и различающих все главные цвета спектра, но имеющих пониженную цветовую чувствительность, то есть повышенные пороги цветоощущения.

Классификация врожденных расстройств цветового зрения Криса — Нагеля предусматривает три вида нарушений цветового зрения: 1 — аномальная трихромазия, 2 — дихромазия, 3 — монохромазия. В зависимости от длины волны светового раздражителя и его расположения в спектре, цветовоспринимающие рецепторы обозначают греческими словами: красный — протос (первый), зеленый — дейтерос (второй), синий — тритос (третий). В соответствии с этим при аномальной трихромазии различают ослабление восприятия основных цветов: красного — протаномалия, зеленого — дейтеранохмалия, синего — тританомалия. Дихромазия характеризуется более глубоким нарушением цветового зрения, при котором полностью отсутствует восприятие одного из трех цветов: красного(протанопия), зеленого (дейтеранопия) или синего (тританопия). Монохромазия (ахромазия, ахроматопсия) означает отсутствие цветового зрения, цветовую слепоту; при этом сохраняется лишь черно-белое восприятие. В дополнение к этой классификации Е. Б. Рабкиным (1937) при протаномалии и дейтераномалии выделены три степени (типа) нарушений цветового зрения: резкое нарушение — тип А, умеренное — тип В и легкое — тип С.

Врожденные расстройства цветового зрения принято называть дальтонизмом, по имени английского ученого Дж. Дальтона, страдавшего нарушением восприятия красного цвета и описавшего это явление.

Наиболее частым среди врожденных расстройств цветового зрения (до 70%) является аномальная трихромазия. Врожденные нарушения цветового зрения не сопровождаются расстройством других зрительных функций. Лица с врожденным расстройством цветового зрения обычно не предъявляют жалоб, а нарушения цветового зрения выявляются лишь при специальном исследовании.

Приобретенные расстройства цветового зрения встречаются при заболеваниях сетчатки (см.), зрительного нерва (см.) или центральной нервной системы; они могут наблюдаться в одном или обоих глазах, обычно сопровождаются нарушением восприятия всех 3-х цветов, протекают в сочетании с другими расстройствами зрительных функций. Приобретенные расстройства цветового зрения могут проявляться в виде ксантопсии (см.), цианопсии и эритропсии (см.). Ксантопсия — видение предметов в желтом цвете, наблюдается при желтухе, отравлении некоторыми веществами и лекарственными сред-ствами (пикриновая кислота, сантонин, акрихин, амилнитрит). Цианопсия — восприятие предметов в синем цвете, наблюдается после удаления катаракты (см.). Эритропсия — нарушение зрительного восприятия, при котором видимые предметы представляются окрашенными в красноватый цвет. Наблюдается у лиц с нормальным цветовосприятием в результате длительной фиксации глаза на ярком, богатом УФ-лучами источнике света, а также после операции удаления катаракты. В отличие от врожденных нарушений цветового зрения, которые постоянны, цветовое зрение, измененное в результате перечисленных выше заболеваний, нормализуется по мере их излечения.

Поскольку ряд профессий требует сохранения нормального цветоощущения, например у лиц, занятых на всех видах транспорта, в некоторых отраслях промышленности, военнослужащих отдельных родов войск, им проводят обязательное исследование цветового зрения. С этой целью применяют две группы методов — пигментные и спектральные. К пигментным относят исследования с помощью цветных (пигментных) таблиц и различных тест-объектов (наборы разноцветных мотков шерсти, кусочков картона и др.), к спектральным — исследование с помощью спектральных аномалоскопов. Принцип исследования цветового зрения с помощью цветных таблиц был предложен Штиллингом (J. Stilling). Из цветных таблиц наибольшее распространение получили полихроматические таблицы Рабкина. Основная группа таблиц предназначена для дифференциальной диагностики форм и степени врожденных расстройств цветового зрения и отличия их от приобретенных; контрольная группа таблиц — для уточнения диагноза в сложных случаях. В таблицах среди фоновых кружочков одного цвета имеются кружочки одинаковой яркости, но другого цветового тона, составляющие какую-либо цифру или фигуру, легко различимую нормально видящими. Лица с расстройством цветового зрения не отличают цвет этих кружочков от цвета кружочков фона и поэтому не могут различить предъявляемых им фигурных или цифровых изображений (цветн. табл., ст. 432, рис. 1—2). Таблицы Исихары служат для той же цели, с их помощью выявляют цветовую слепоту на красный и зеленый цвета.

Более тонким методом диагностики расстройств цветового зрения является аномалоскопия — исследование с помощью специального прибора — аномалоскопа. В СССР серийно выпускаемым прибором является аномалоскоп АН-59 (рис.).За рубежом для исследования цветового зрения имеет распространение аномалоскоп Нагеля.


Рис. Аномалосксп АН-59: 1 и 4 — барабаны для установки светофильтров; 2 — окуляр; 3 — регулятор яркости поля зрения; 5 — регулятор цветового тона поля зрения; 6 — блок питания.

Принцип работы прибора основан на трехкомпонентности цветового зрения. Сущность метода заключается в уравнении цвета двухцветных тестовых полей, из которых одно освещается монохроматическим желтым цветом, а второе, освещаемое красным и зеленым, может менять цвет от чистокрасного до чисто-зеленого. Обследуемый должен подобрать путем оптического смешения красного и зеленого желтый цвет, соответствующий контрольному (уравнение Релея). Человек с нормальным цветовым зрением правильно подбирает цветовую пару смешением красного и зеленого. Человек с нарушением цветового зрения с этой задачей не справляется. Метод аномалоскопии позволяет определить порог (остроту) цветового зрения раздельно для красного, зеленого, синего цвета, выявить нарушения цветового зрения, диагностировать цветоаномалии.

Степень нарушения цветоощущения выражается коэффициентом аномальности, который показывает соотношение зеленого и красного цветов при уравнении контрольного поля прибора с тестовым. У нормальных трихроматов коэффициент аномальности колеблется от 0,7 до 1,3, при протаномалии он составляет меньше 0,7, при дейтераномалии — больше 1,3.

Спектральный аномалоскоп Рабкина позволяет исследовать цветовое зрение во всех частях видимого спектра. С помощью прибора возможно определение как врожденных, так и приобретенных расстройств цветового зрения, порогов цвето различения и степени функциональной устойчивости цветового зрения.

Для диагностики нарушений цветового зрения используют также стооттеночный тест Фарнсуорта — Мензелла. Тест основан на плохом различении цвета протанопами, дейтеранопами и тританопами в определенных участках цветового круга. От испытуемого требуется расположить в порядке оттенков ряд кусочков картона разного цвета в виде цветового круга; при нарушении цветового зрения кусочки картона располагаются неправильно, то есть не в том порядке, в каком они должны следовать друг за другом. Тест обладает высокой чувствительностью и дает информацию о типе нарушения цветового зрения. Используется также упрощенный тест Фарнсуорта, состоящий из 15 цветных тест-объектов.

Библиогр.: Кравков С. В. Цветовое зрение, М., 1951, библиогр.; Многотомное руководство по глазным болезням, под ред. В. Н. Архангельского, т. 1, кн. 1, с. 425, М., 1962; ПэдхемЧ. и Сон-дер с Д ж. Восприятие света и цвета, пер. с англ., М., 1978; Сенсорные системы, Зрение, под ред. Г. В. Гершуни и др.,с. 156, JI., 1982; С о к о л о в E. Н. и И з м а й л о в Ч. А. Цветовое зрение, М., 1984, библиогр.; Adler’s physiology of the eye, ed. by R. A. Moses, p. 545, St Louis a. o., 1981; H u r v i с h L. M. Color vision, Sunderland, 1981; System of ophthalmology, ed. by S. Duke-Elder, v. 4, p. 617, L.* 1968.

А. А. Яковлев-Будников.



Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: