Вестибулярная стабилизация глаз

Измерительного биокомплекса человека

Лекция 7. Особенности функционирования

У человека зрительные аппараты закреплены в мышечном подвесе, для ко­торого основанием является голова, обладающая высокой угловой по­движ­ностью. В то же время человек способен осуществлять вы­сокоточ­ное слежение как за подвижными, так и неподвижными ориенти­рами несмотря на то, что голова в это время совершает хаотичные угловые движения. Более того, зрение обладает хорошей "памятью": при возник­новении препятствий, ме­шающих наблюдению за ориентиром, при пере­воде взгляда на другой объект, при выходе ориентира за пределы поля зрения глаз из-за больших поворотов головы - во всех случаях прекра­щения видимости ориентира запоминаются его угловое положение и скорость движения. Поэтому при возобновлении ви­димости ориентира глаза сразу же продолжают слежение за ним. Такие свойства зрение приобретает в результате взаимодействия с вестибулярным анализатором, с помощью которого осуществляется измерение угловых движений головы и компенсация их влияния на работу зрительного анализатора.

Система ве­сти­булярной стабилизации оптических осей глаз включает (рис. 34):

зрительные аппараты, которые располагаются в мышечных подвесах и имеют две угловых степени свободы относительно головы;

глазодвигательные мышцы, которые поворачивая оптические оси глаз, наводят их на на­блюдаемый объект;

про­приоцепторы, измеряющие углы поворота глаз относительно головы;

вестибулярные датчики угловых ускорений;

мышцы глаз и шеи, обеспечивающие движение.

В данной системе имеется два контура управления движениями глаз: слежения и стабилизации.

Контур слежения обеспечивает наведение оптических осей глаз на ориентир. В нем сигналы из области обзора сетчатки направляются в систему воспроизведения объемного изображения, которая находится в коре головного мозга, где измеряются координаты объекта относительно центра сетчатки. Навигационный вычислитель (мозжечок) определяет необходимые углы поворота зрительных аппаратов и направляет командные сигналы в центры движения глаз и головы, которые рас­пределяют управляющие сигналы по отдельным мышцам.

Контур стабилизации оптических осей глаз и головы включает:

² центры управления движениями глаз и головы;

² шесть полуокружий вестибулярных аппаратов, которые измеряют уг­ловое ускорение головы относительно связанных систем коор­динат;

² ромбовидный отдел в продолговатом мозге, где осуществляется координатные преобразования сигналов полуокружий из связанных в главную систему координат, совпадающую с плоскостью сим­метрии головы.

Контур стабилизации вводит в каналы управления движениями глаз и головы корректирующие сигналы, которые существенно изменяют их динамические свойства: обеспечивает оптимальное быстродействие, демпфирование и качество переходных процессов. За счет корректирующих сигналов полуокружий частота собствен­ных колебаний головы существенно уменьшается, что делает ее более устой­чивой.

Таким образом, благодаря вестибулярной стабилизации оптических осей глаз и головы нейтрализуется влияние движений головы на работу зрения, а голова приобретает свойства гиростабилизированной платформы. Все это обеспечивает зрительному анализатору способность непрерывно и с высокой точностью проводить поиск, захват целей, а также слежение за ори­ентирами.

Однако, корректирующие связи системы наведения глаз с вестибулярными датчиками являются причиной возник­новения дополнительных погрешностей: на точ­ность и качество восприятия человеком видимой картины оказывают влияние не только погрешности зрительных аппаратов, но и болезнен­ные явления, дефекты или от­казы полуокружных каналов, а также все воздействия, мешающие их работе. Такие погрешности проявляют себя в виде головокружения, то есть вызывают вращение видимой глазами картины при не­подвижном положении головы.

Рис. 34. Схема ве­сти­булярной стабилизации глаз.

Дата добавления: 2014-01-04