Зрительный анализатор

Основные психофизические законы восприятия

Общие характеристики анализаторов человека

Нервная система обеспечивает гомеостаз и функционирует посредством следующих анализаторов:

1. экстероцептивные (воспринимает информацию извне),

1.1. зрительный,

1.2. слуховой,

1.3. осязательный (тактильный),

1.4. вкусовой,

1.5. болевой,

2. интероцептивные (воспринимает информацию изнутри).

Выделяют следующие особенности работы всех анализаторов:

1. все анализаторы специализированы (исключая болевой),

2. все анализаторы характеризуются пороговыми значениями, т.е. они обладают:

а) нижним абсолютным порогом чувствительности,

б) верхним абсолютным порогом ощущений.

Нижний порог – минимальная сила раздражителя, при которой возникают ощущения.

Верхний порог – максимальная сила раздражителя, при которой ещё возникают ощущения (болевой порог).

Дифференциальный порог () – минимальное различие интенсивностей двух однотипных раздражителей, при котором возможно распознание по разнице в ощущениях. Если <1, то два раздражителя равны.

1. Закон Вебера:

,

J- сила раздражителя (интенсивность и т.п.),

- минимально различимое приращение интенсивности раздражителя, отвечающее едва заметному изменению ощущений (дифф. порог).

Для зрительного анализатора:

.

2. Закон Вебера – Фехнера:

,

где k –коэффициент, характеризующий специфику каждого из анализаторов.

,

этот закон выполняется в средней области ощущений.

3. Закон Стивенса.

S~KIⁿ

где S - ощущение.

Показатель n различен для разной модальности сигналов (для звука n=0.1, для электрического тока n=3). n зависит от вида раздражителя.

Закон Стивенса более универсальный.

В многообразной трудовой деятельности человека, в выполнении им сложных производ­ственных процессов и точных работ зрению принадлежит первостепенное значение. Зри­тельный анализатор позволяет получить представление о предмете, его цвете, форме, ве­личине, о том, находится ли предмет в движении или покое, о расстоянии его от нас, по­тенциальной опасности, которую он несет.

Зрительное восприятие начинается с фотохимического процесса. Под влиянием света вещества, находящиеся между наружным слоем сетчатки и сосудистой оболочкой, разлагаются, возбуждая окончания нервных элементов глаза. При этом в соответствующей зоне головного мозга возникает зрительный образ. Кора мозга синтезирует детали зрительного акта и определяет наше отношение к зрительному образу.

Несмотря на то, что зрительная информация воспринимается более чем 140 миллионами одновременно работающих палочек и колбочек и что в коре головного мозга эта информация обрабатывается 15 миллионами нейронов, все же природа открыла перед человеком только небольшое окно, через которое он смотрит на мир: глаз человека реагирует на излучение с длиною волн всего от 0,4 до 0,76 микрона. Остальной спектр волн для невооруженного глаза остается невидимым.

Глаз непосредственно реагирует на яркость, которая представляет отношение силы све­та (интенсивности), излучаемой данной поверхностью, к площади этой поверхности. Яркость измеряется в нитах (нт). При очень больших яркостях (более 30000 нт) возникает эффект ослепления. Гигиенически приемлема яркость до 5000 нт.

Под контрастом принимается степень воспринимаемого различия между двумя яркостя­ми, разделенными в пространстве или времени. Контрастная чувствительность позволяет ответить на вопрос, насколько объект должен отличаться по яркости от фона, чтобы его было видно.

При оценке восприятия пространственных характеристик основным понятием является острота зрения, которая характеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов. С увеличением освещенности, острота зрения возрастает. При уменьшении контрастности острота зрения снижается. Острота зрения зависит также от места проекции изображения на сетчатке глаза. Оптический анализатор включает два типа рецепторов: колбочки и палочки. Первые являются аппаратами хроматического зрения, вторые - ахроматического. При равенстве энергии воздействующих волн различия их длин ощущается как различия в свете источников света или поверхностей предметов, которые его отражают. Глаз различает семь основных цветов и более сотни их оттенков. Цветовые ощущения вызываются воздействием световых волн, имеющих длину от 380 до 760 нм.

Зрительный анализатор обладает определенной спектральной чувствительностью, которая характеризуется относительной видимостью монохроматического излучения. Наибольшая видимость днем соответствует желтому цвету, а ночью или в сумерках - зелено-голубому. Гамма переходов от белого цвета к черному образует ахроматический ряд.

Ощущение, вызванное световым сигналом, в течение определенного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала или изменение его характеристик. Инерция зрения по данным различных исследователей находится в пределах 0,1-0,2 с. Ощущения, возникающие после снятия раздражителя, называются последовательными образами. При ко­ротком ярком сигнале образ выступает из темноты несколько раз в быстрой последовательности. При небольших яркостях через 0,5-1,5 с появляется отрицательный последовательный образ (т.е. светлые поверхности кажутся темными и наоборот). При цветном сигнале образ окрашен в дополнительный цвет. При резком действии прерывистого раздражи­теля возникает ощущение мельканий, которые при определенной частоте сливаются в ровный немигающий свет. Частота, при которой мелькания исчезают, называется критической частотой слияния мельканий (КЧСМ). В том случае, когда мелькания света используются в качестве сигнала, возникает вопрос о выборе оптимальной частоты. Оптимальной является частота в пределах 3-10 Гц. Инерция зрения обусловливает стробоскопический эффект. Если время, разделяющее дискретные акты наблюдения, меньше времени гашения зрительного образа, то наблюдение субъективно ощущается как непрерывное. При стробоскопическом эффекте возможна иллюзия движения при прерывистом наблюдении отдельных объектов или иллюзия неподвижности (замедление движения), возникающая, когда движущийся предмет периодически занимает прежнее положение. При восприятии, объектов в двухмерном и трехмерном пространстве различают поле зрения и глубинное зрение. Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-1600, по вертикали вверх - 55-600 и вниз - 65-720. При восприятии цвета размеры поля зрения су­жаются. Зона оптимальной видимости ограничена полем: вверх - 250, вниз - 350 вправо и влево по 320. Глубинное зрение связано с восприятием пространства. Ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30 м в среднем 12 % общего расстояния.

Естественной защитой глаз являются веки и слезная жидкость. Рефлекторно закрываясь, веки защищают сетчатку от действия сильного света, а роговицу от механических повреждений. Кроме того, при моргании наружная поверхность глаза смачивается слезной жидкостью. Это предохраняет его от высыхания и обеспечивает смывание с поверхности глаза и век инородных тел. Слезная жидкость обладает также способностью убивать микробы. Следует отметить, что передняя поверхность роговицы покрыта семью рядами по­кровного эпителия, которые обладают замечательной способностью быстро восстанавли­ваться после повреждения, например, после небольших царапин.

Однако в производственных условиях далеко не всегда можно положиться только на ес­тественную защиту глаз. Даже легкие, но частые повреждения роговицы запыленном воз­духом, раздражающими химическими веществами, мельчайшими частицами обрабатывае­мого материала, могут привести к потере чувствительности роговицы, к ее помутнению или образовыванию бельма. Поэтому всюду, где есть такая опасность, необходимо усиливать естественную защиту искусственными инженерно-техническими средствами.

Индивидуальные психофизиологические особенности людей, их общее и специальное развитие, а также степень тренировки мозга влияют на то, как данный человек воспринима­ет увиденное, в том числе и опасные элементы объекта, опасную ситуацию и визуальные сигналы, предупреждающие об опасности.

Проводя мероприятия по организации безопасного труда, следует учитывать основные, в том числе и индивидуальные, особенности зрительного восприятия. Это отклонение от нормального восприятия цвета (так называемая цветовая слепота или дальтонизм); "куриная слепота"; световая адаптация; зрительная иллюзия (обман зрения), представляющая собой неправильную оценку глазом расстояния между предметами, их размеров, а также обман зрения в отношении быстровращающихся частей машин, которые при определенных условиях кажутся неподвижными (так называемом стробоскопический эффект).