СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ, 2014, том 28, № 4, с. 68-74
_ ЗРИТЕЛЬНАЯ _
СИСТЕМA
УДК 612.843.74+617.75
ВЛИЯНИЕ ОФТАЛЬМОПАТОЛОГИИ НА ИЛЛЮЗОРНОЕ ВРАЩЕНИЕ НЕОДНОЗНАЧНЫХ ФИГУР У ШКОЛЬНИКОВ
© 2014 г. С. И. Рычкова
ФГБУНИнститут проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН 127994 Москва, Б. Каретный пер., 19 E-mail: lana.rych@mail.ru
Поступила в редакцию 29.05.2014 г.
Целью данной работы было исследование влияния офтальмопатологии на иллюзорное вращение неоднозначных фигур у детей разных возрастных групп. Иллюзорное вращение двух неоднозначных фигур - силуэта человека и куба Неккера было исследовано у учащихся специальной школы для детей с различными зрительными нарушениями. Компьютерная программа создавала впечатление вращения фигур по часовой стрелке или против часовой стрелки. Стимулы предъявляли во всех случаях в течение 1 мин, скорость иллюзорного вращения составляла от 8 до 40 об/мин. Всего было обследовано 158 школьников разного возраста. Они были разделены на две группы в зависимости от остроты зрения (0.1-0.3 и 0.4-0.7). Испытуемых обследовали индивидуально и отмечали следующие показатели: начальное направление вращения; число изменений направления вращения; впечатление колебаний фигуры вместо вращения. Полученные результаты оказались качественно схожими с данными, полученными ранее другими авторами у детей без патологии зрения: начальное направление вращения было в большинстве случаев против часовой стрелки как для фигуры человека, так и для куба Неккера во всех группах; число изменений направления вращения увеличивалось с увеличением скорости предъявления стимулов и было минимальным в группе старших школьников. Однако было выявлено и влияние офтальмопатологии: в группе с более тяжелой патологией зрения возрастные изменения показателей вращения обеих неоднозначных фигур оказались достоверно менее выраженными, что можно трактовать как замедление развития зрительных функций у таких детей.
Ключевые слова: иллюзорное вращение, школьники, офтальмопатология, неоднозначные фигуры, возрастная динамика.
ВВЕДЕНИЕ
Известно, что для процесса развития зрительной системы человека характерны неравномерность и гетерохрония, т.е. разные аспекты зрительного восприятия развиваются с различной скоростью. В настоящее время изучен общий характер возрастной динамики базовых зрительных функций. Однако многие особенности функционирования зрительной системы, такие как возрастная динамика восприятия размеров, формы и расположения предметов, выделение фигуры из фона и другие исследованы еще недостаточно полно (Рожкова, Токарева, 2001; Ермолаев, 2001; Хомская, 2006; Алейникова, 2007; Рожкова, Матвеев, 2007; Лобанов, 2008; Hudspeth, Pribram, 1992; Atkinson, 2000). О критическом
значении индивидуального зрительного опыта для правильной интерпретации естественных, но непривычных сцен и рисунков говорят наблюдения антропологов и специальные эксперименты по изучению влияния особенностей культуры и образовательного уровня на зрительное восприятие (Лурия, 1974; Рожкова и др., 2005; Рожкова, Васильева, 2010; Deregowski, 1989). Наиболее сложная функция зрительного анализатора - предметное зрение - активно развивается в детском возрасте и очень сильно зависит от тренировки (Алейникова, 2007; Лобанов, 2008; Schiller, Wiener, 1962; Leopold et al., 2002; Fischer et al., 2003). Очевидно, что в процессе жизни накапливаются опыт и стереотипы, которые помогают человеку анализировать зрительную информацию, причем в зависимости от культуры и
ВЛИЯНИЕ ОФТАЛЬМОПАТОЛОГИИ НА ИЛЛЮЗОРНОЕ ВРАЩЕНИЕ
69
условий жизни опыт может быть различен (Лу-рия, 1974; Марютина, Ермолаев, 2007; Лобанов 2008).
Одним из наиболее интересных способов изучения зрительного восприятия, в том числе и у детей различного возраста, является исследование зрительных иллюзий. Термин "зрительные иллюзии" объединяет широкий круг феноменов, касающихся различных аспектов зрительного восприятия и отражающих явные ошибки в оценке зрительной системой человека каких-нибудь свойств или пространственных параметров рассматриваемых объектов - цвета, формы, размеров, положения в пространстве, характера движения (Рожкова и др., 2005; Огнивов, 2008; Грегори, 2003; Мосин, 2007).
Различные зрительные иллюзии могут быть связаны с особенностями той или иной части зрительной системы: свойствами оптического аппарата глаз, организацией связей между нейронами сетчатки и зрительной коры, характером взаимодействия двух глаз, инерционными свойствами нервных путей и другими (Ninio, 1998, 2011; Fermuller, Malm, 2004). Кроме того, многие иллюзии определяются несколькими факторами, относящимися к разным этапам обработки информации (Рожкова, Матвеев, 2007). Очевидно, большую роль в возникновении иллюзий играют и средовые факторы, а также возраст человека (Лурия, 1974; Feoktistova et al., 2010).
При анализе неоднозначных фигур предъявляемое изображение может быть интерпретировано мозгом в разных вариантах. Процесс восприятия в этих случаях предусматривает выбор той интерпретации сенсорных данных, которая является наиболее вероятной, если исходить из мира реальных объектов. Если же для принятия однозначного решения недостаточно информации - мозг принимает поочередно каждую из двух наиболее вероятных гипотез. Наиболее известный пример неоднозначных фигур - это знаменитый куб Неккера, представляющий собой плоскостную проекцию куба, в которой отсутствует перспектива, т.е. разницы в размерах граней нет. При наблюдении фигура самопроизвольно "переворачивается": одна объемная проекция сменяется другой, т.е. мозг, не имея предпочтительного решения в этой неясной ситуации, принимает поочередно каждую из двух наиболее вероятных гипотез (Грегори, 1970, 2003; Harrison, Backus, 2010).
Иллюзии вращения, в отличие от статичных неоднозначных фигур, представляют собой их
динамические варианты. Серия последовательно сменяющих друг друга статичных изображений фигуры в разных ракурсах воспринимается как ее вращение (реже - повороты вправо и влево) при этом направление вращения может меняться, так как мозг не может однозначно выбрать одно из них. В предыдущих исследованиях иллюзорного вращения неоднозначных фигур у детей и взрослых с нормальным зрением показали, что у взрослых первое впечатление было более устойчивым, чем у детей и у подростков-школьников ^еок^оуа et а1., 2010). Однако особенности проявления зрительных иллюзий вращения у детей разного возраста при офтальмопатологии в настоящее время мало изучены.
Цель данной работы - исследование влияния офтальмопатологии на иллюзорное вращение неоднозначных фигур у детей разных возрастных групп.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Исследование проводили на базе специальной (коррекционной) общеобразовательной школы-интерната для детей с патологией зрения.
Всего было обследовано 158 детей с различной офтальмопатологией (атрофией зрительного нерва, амблиопией, ретинопатией, высокой миопией, астигматизмом, нистагмом).
Все дети были разделены на две группы в зависимости от остроты зрения. Первая группа включала 73 испытуемых с низкой остротой зрения - от 0.1 до 0.3 (0.19±0.05 в среднем). В состав этой группы вошли 25 младших школьников (11 девочек и 14 мальчиков), 26 учащихся средних классов (14 девочек и 12 мальчиков) и 22 учащихся старших классов (11 девочек и 11 мальчиков). Все дети с низкой остротой зрения имели врожденный характер поражения зрительного нерва или сетчатки: 62 ребенка наблюдались с частичной атрофией зрительного нерва, восемь -с ретинопатией недоношенных в рубцовой фазе, трое - с макулодистрофией. Патология сетчатки и зрительного нерва сопровождалась у всех детей аномалиями рефракции: миопическая рефракция отмечалась у сорока пяти, гиперметропическая -у двадцати шести детей.
Вторая группа включала 85 испытуемых с более высокой остротой зрения - от 0.4 до 0.7 (0.6±0.08 в среднем). Младших школьников было в этой группе 31 человек (15 девочек и 16 мальчиков), учащихся средних классов - 29 человек (16 девочек и 13 мальчиков) и старших школь-
70
РЫЧКОВА
а
Г
Рис. 1. Неоднозначные фигуры, использованные в экспериментах: а - силуэт человека, б - куб Неккера.
ников - 25 человек (14 девочек и 11 мальчиков). Дети данной группы наблюдались с менее тяжелой офтальмопатологией. Основную часть ее (77 детей) составляли дети с амблиопией слабой и средней степени. Рефракционная амблиопия наблюдалась у тридцати четырех человек на фоне миопического (9 детей) или гиперметропи-ческого (25 детей) астигматизма. Дисбинокуляр-ной амблиопией страдали 43 человека на фоне сходящегося косоглазия в сочетании с гипермет-ропической рефракцией (27 детей) или на фоне расходящегося косоглазия в сочетании с миопи-ческой рефракцией (16 детей).
Всем детям предъявлялись видеоклипы для наблюдения иллюзорного вращения двух неоднозначных фигур: силуэтной фигуры человека и куба Неккера (рис. 1). Компьютерная программа, создающая впечатление иллюзорного вращения двух неоднозначных фигур была разработана А.П. Те-рехиным в ИППИ РАН. Видеоклипы состояли из серий последовательных кадров статичных фигур в разных ракурсах. При наблюдении видеоклипа на экране монитора у испытуемого возникала иллюзия вращения данных фигур (по часовой стрелке или против часовой стрелки), либо иллюзия колебаний фигуры - поворотов влево-вправо на 180°. Для всех испытуемых создавались одинаковые условия наблюдения. Стимульный материал предъявлялся на большом экране, расположенном прямо перед испытуемым, на расстоянии 1.5 м. Время предъявления фигур составляло 1 мин. Для силуэта человека использовали три варианта угловой скорости - низкую скорость (8 об/мин), среднюю (20 об/мин) и высокую (40 об/мин). Для фигуры Неккера использовали только одну угловую скорость (8 об/мин).
Во время проведения эксперимента фиксировались следующие показатели восприятия данных иллюзий: первоначальное направление иллюзорного вращения фигуры и число изменений направления вращения за минуту. Отдельно отмечались случаи, когда испытуемые наблюдали колебательные движения фигуры вместо вращения. Достоверность различий данных, полученных в разных группах, оценивал
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.