Типы движений глаз

I

I

По

Глава 7

Глаза

и более длительным, и в прошлом оно не очень интересовало психофизиологов.

Второй тип — рефлекторное мигание — может вызываться многими раздражителями, начиная от пылинки, попавшей в глаз, и кончая внезапным громким звуком. Эта защитная реакция век играла важную роль в изучении классических условных рефлексов. При совпадении во времени какого-либо нейтрального раздражителя с дуновением струи воздуха на глаз, ударом тока или сильным звуком вырабатывается условнорефлекторное закрывание глаз (Kimble, 1961). Однако подобные исследования не представляют большого интереса для психофизиолога, поскольку они посвящены главным обра­зом процессам научения. В этом случае рефлекторное мига­ние — просто еще один врожденный рефлекс организма, ничем в принципе не отличающийся, скажем, от коленного рефлекса. Поскольку при развитии наркоза мигательный рефлекс исчезает одним из последних, хирурги иногда используют его как примитивный индикатор глубины наркоза. Однако в связи с проблемой выработки классических условных рефлексов мигание, так же как и другие реакции, не представляет большого интереса для исследователя, занятого поиском физиологических ключей к нормальному человеческому сознанию.

Мигание третьего типа — периодическое — представляет, однако, значительный потенциальный интерес для психофизио­лога. «Мгновение ока» в буквальном смысле слова составляет примерно 0,35 с — именно столько времени занимает мигание (Adler, 1965). Частота периодических миганий у разных людей может быть очень различной, но у каждого отдельного человека она при постоянных условиях достаточно стабильна. Так как не при каждом мигании глаза закрываются полностью, не все экспериментаторы определяют «мигание» одинаково. Кроме того, многие способы регистрации мигания могут препятство­вать его нормальному осуществлению. Поэтому трудно говорить абстрактно об истинной средней частоте мигания, и это всегда надо иметь в виду. Пондер и Кеннеди (Ponder, Kennedy, 1927) в своем классическом исследовании нашли среднюю частоту мигания равной 7,5 в минуту. Эта цифра, однако, вводит в заблуждение, поскольку у разных людей частота мигания варьирует в пределах от 1 до 46 в минуту.

Нейрофизиология периодического мигания еще плохо изучена (Hall, Cusack, 1972), но оно, по-видимому, контроли­руется ЦНС через VII черепно-мозговой (т. е. лицевой) нерв. Его функциональная роль также не вполне ясна, несмотря на часто повторяемое утверждение, что мигание поддерживает влажность роговицы. Пондер и Кеннеди (Ponder, Kennedy, 1927), критикуя это представление, указывают на то, что

до 6-месячного возраста младенцы не мигают совсем. Кроме того, эти авторы регистрировали у людей частоту мигания в сушильне (при низкой влажности) и в парной бане (при высокой влажности) и не нашли никаких различий.

Индивидуальные различия в частоте миганий — потенциаль­ный источник данных для психофизиологии. В прошлом исследователи много занимались поисками «общих законов» мигания. Совершенно очевидно, что у человека частота мигания изменяется в зависимости от состояния психики. Эксперимен­тальные исследования и жизненные наблюдения убедили Пондера и Кеннеди (Ponder, Kennedy, 1927) в том, что эта частота отражает «уровень психического напряжения». Так, например, в зале суда они заметили, что у свидетеля частота мигания увеличивалась вдвое, когда его кончал допрашивать собственный адвокат и начинал перекрестный допрос его оппонент.

Холл и Кузак (Hall, Cusack, 1972) написали превосходный критический обзор всей литературы по миганию. Сначала они установили критерии для адекватного исследования этого вопроса (включая статистические поправки для необычных распределений и индивидуальных различий, достаточное внима­ние к побочным переменным и операциональное определение мигания). После.этого они с сожалением констатировали, что ни одна из работ в этой области не может считаться «адекват­ной». Они подвергли пересмотру теорию Кеннарда и Глассера (Kennard, Glasser, 1963) и пришли к выводу, что мигание находится, по-видимому, в нелинейной зависимости от внима­ния; крайняя скука и сильные эмоции снижают частоту мигания, тогда как при оптимальном уровне внимания э'та величина умеренно возрастает. Независимо от того, выдержит ли эта формулировка дальнейшую проверку, уже можно, видимо, сказать, что частота непроизвольного мигания зако­номерным образом связана с протекающими в данный момент психическими процессами.

Движения глаз (общий обзор)

Непрерывная мышечная подстройка глаз тесно связана с процессом зрительного восприятия. Когда вы читаете эту страницу, ваши глаза все время перескакивают от одной фразы к другой. Если при чтении вы немного сдвинете голову в сторону, то изображение книги на сетчатке останется без изменения, хотя глаза внезапно изменили свое положение. Если вы отодви­нете книгу подальше, ваши глаза слегка изменят угол между своими оптическими осями и фокусировку.

Ранние исследователи движений глаз полагались на визуальные наблюдения. Неврологам и офтальмологам уже

Глава 7

Глаза

давно известно, что по движениям глаз можно узнать кое-что существенное о характере повреждения нервной системы. И по сей день простое наблюдение грубых движений глаз играет важную роль в медицинской диагностике. Как мы увидим позже, когда будем рассматривать асимметрию мозга, такая методика может быть полезна и при изучении нормальных психических функций.

Однако смотреть в глаза другому человеку больше подходит для влюбленных, чем для исследователей, занимающихся сугубо научными вопросами. Таким путем просто невозможно выявить очень слабые движения глаз. Более систематические попытки записывать движения глаз начались с использования прямых механических приспособлений. Делебарр (Delebarre, 1898) разработал примитивную контактную линзу, сделанную из слеп­ка искусственного глаза человека. Получалась чашечка, кото­рую затем накладывали на анестезированное глазное яблоко испытуемого. Против зрачка вырезали отверстие, и все это объемистое приспособление соединяли при помощи системы стержней с регистрирующим устройством. Для того времени эта система была весьма остроумной, однако вызываемый ею дискомфорт не позволял производить запись в условиях, хотя бы приближающихся к нормальным.

Когда начали применять фотографию, методы в этой области стали менее неприятными для испытуемых: эксперимен­татор просто фотографировал последовательные положения глаз (см. Приложение Г).

Такие методы часто применялись в прикладных исследова­ниях; с их помощью изучали движения глаз при вождении машины, при работе на промышленных установках и т. д. Появилась обширная литература о движениях глаз при чтении (Tinker, 1958). Вскоре было обнаружено, что чтение осуществляется «кусками». Глаз не скользит плавно от одного слова к другому, а перескакивает от фразы к фразе. Чем проще текст, тем длиннее эти скачки. Некоторые из таких работ послу­жили основой для разработки техники «быстрого чтения», прин­цип которого состоит в восприятии материала более крупными кусками.

Развитие техники в последнее время позволило ответить на такие вопросы, сама постановка которых ранее была немыс­лима. Лэмберт и сотр. (Lambert et al., 1974) создали очень сложную, управляемую ЭВМ систему слежения, ничем фактически не мешающую испытуемому и дающую очень точную информацию о положении глаза. Мак-Конки (МсКоп-kje, 1976) использовал ее, чтобы соотнести построение страницы текста с движениями глаз испытуемого. Его интересовало количество информации, которое может получить глаз при

фиксации той или иной точки. Его ЭВМ позволяла мгновенно окружать обычный текст бессмысленными словами. Куда бы испытуемый ни взглянул, он всегда видел вполне нормальный кусок текста в окружении бессмысленных слов. Изменяя длину нормального участка текста, Мак-Конки обнаружил, что информация разного типа усваивается на разном расстоянии от точки фиксации взора. Глаз может распознавать всего лишь 4—б букв справа от этой точки, но распределение слов по длине может восприниматься на расстоянии до 14 букв, и эта информация используется для выбора следующей точки фиксации. Такого рода сложные системы, возможно, в буду­щем окажутся полезными для диагностики и лечения нарушений процесса чтения.

Значительно проще другой метод, который позволяет опреде­лять положение глаза и при закрытых веках,— регистрация электроокулограммы (ЭОГ). Это прямая запись электрических потенциалов, возникающих при движении глаза. Первые иссле­дователи, применившие этот метод, думали, что они записы­вают потенциалы действия мышц, поворачивающих глаз в орбите. Моурер и сотр. (Mowrer et al., 1936) показали, что на самом деле здесь регистрируется разность потенциалов внутри самого глаза: ЭОГ получается даже тогда, когда мышцы бездействуют, например при пассивном повороте глаза. На рис. 7.1 показана анатомическая основа ЭОГ: роговица заряжена положительно по отношению к сетчатке. При изме­нении положения глаза происходит переориентация этого потенциала (см. приложение Г).

Рис. 7.1. Физическая основа электроокулограммы. (Shackel, 1967).

Глазное яблоко действует как миниатюрная батарея. При его повороте полюса этой батареи изменяют положение относительно электродов, помещенных около глаза. Регистрируется изменение электрического потенциала, по которому можно судить об угле поворота глаза.

114 Глава 7

С помощью электроокулографии и других методов регист­рации было установлено, что существует несколько характерных типов движений глаз. На рис. 7.2 приведено несколько типичных окулограмм, полученных в разных условиях.

Рассмотрим сначала боковые (латеральные) движения глаз слева направо, происходящие при чтении. Мы видим здесь типичные фиксации и саккады (скачки), характерные для нормального процесса зрительного восприятия. Глаз фоку­сируется на определенной точке и остается неподвижным от 0,25 до 1 с. Эта фиксация представлена на латеральной ЭОГ горизонтальной линией. Пока глаз неподвижен, остается неизменным и потенциал. Затем глаза неожиданно перескаки­вают на новую точку фиксации. Это так называемое саккади-ческое движение, которое длится 0,02—0,10 с; на ЭОГ оно представлено вертикальным отклонением, означающим изме­нение разности потенциала между двумя сторонами глаза. Данный испытуемый читает газетную строку, разбивая ее примерно на 5 «кусков». Можно видеть, что на третьей строчке он сделал шаг назад — вернулся к фразе, которую проглядел слишком быстро.

Эта картина фиксаций и саккадических движений сохра­няется и тогда, когда испытуемый обводит глазами круг. Вместо того чтобы плавно перемещаться по контуру круга, взор движется как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении скачками от одной точки фиксации к другой. Сравните это с относительно плавной ЭОГ, которая получается, когда испытуемый следит глазами за кончиком пальца, описывающим такой же круг. Следящие движения глаз

Рис.» 7.2. Примеры записей ЭОГ. (Shackel, 1967.)

Кр — испытуемый пытается самостоятельно обвести взором нарисо­ванный круг. Кр-П — глаза следуют за пальцем, описывающим круг.

Глаза

представляют собой автоматическое следование за движущим­ся объектом. Как и в приведенном примере, они обычно значительно более плавны, чем скачкообразные движения при восприятии неподвижного предмета.

Компенсаторные движения глаз (осуществляющие кор­рекцию при изменениях в положении головы) также относи­тельно плавны. Вы их легко увидите, если попросите товарища смотреть на ваш палец и при этом слегка перемещать голову, а сами будете внимательно следить за движениями его глаз. Хотя компенсаторные движения глаз важны для нормального восприятия (без них любое небольшое смещение головы заставляло бы изображение внешнего мира прыгать), они создают большие трудности для психофизиолога. Поскольку ЭОГ отражает стабильную разность потенциалов между сетчаткой и роговицей, электрическая картина будет одинако­вой при движении глаз, обусловленном любой причиной. У че­ловека, который взглянул в сторону, будет записана такая же ЭОГ, как у того, кто все время смотрел прямо, но немного повернулся так, что глаза его несколько сместились в сторону. Движения испытуемых в эксперименте редко бывают столь заметными, однако всегда может случиться, что движения глаз будут смешаны с движениями головы. Чаще всего стараются обеспечить каким-нибудь способом неподвижность головы. Обычно во время записи ЭОГ испытуемого просят держать зубами укрепленную неподвижно пластину, поверхность ко­торой покрыта слоем воска (зубная доска). Очевидно, что это очень неестественно, поэтому лучше предоставлять испытуе­мому некоторую свободу движений, но при этом независимо регистрировать положение головы (Tursky, 1974b).

Кроме движений глаз, описанных выше, существует еще целая категория непрерывных мелких движений, называемых физиологическим нистагмом. Если бы запись, представленная на рис. 7.2, была сделана с помощью более чувствительного прибора, то можно было бы увидеть, что даже во время фикса­ции глаза непрерывно совершают небольшие колебательные движения. Некоторые типы нистагма бывают клиническими признаками патологии; другие необходимы для нормального

зрения.

Последнее было изящно продемонстрировано в серии опытов Дичбёрна и Гинсборга (Dichtburn, Ginsborg, 1952; см. также Yarbus, 1967). Используя контактную линзу с миниатюрной проекционной системой, они смогли сделать изображение на сетчатке неподвижным и устранить таким способом действие физиологического нистагма. Такое изображение через несколь­ко секунд переставало восприниматься. Иными словами, сетчатка реагирует на изменение, а не на что-то стабильное.

Глава 7

Глаза

Миниатюрные движения глаз обеспечивают, непрерывное смещение изображений, что, как это ни парадоксально, не­обходимо для стабильного восприятия неподвижных пред­метов.

Все рассмотренные выше типы движений глаз относятся к содружественным, т. е. оба глаза движутся в одном направлении и одновременно. Как упоминалось раньше, суще­ствуют еще конвергентные и дивергентные движения глаз, при которых оптические оси глаз устанавливаются под нужным, углом друг к другу для фиксации предметов, находящихся на разных расстояниях. С этим знаком любой ребенок, который пробовал для развлечения приятелей ходить с глазами, све­денными к кончику носа (крайняя конвергенция). Психофизио­логи чаще всего регистрируют обычную бинокулярную ЭОГ, когда оба глаза движутся совместно.

Дата добавления: 2014-11-16