Улучшение зрения без очков по методу Бейтса

Глава 2. Процесс зрения

Для успешного применения метода Бейтса не нужно досконально разбираться в анатомии и физиологии. Достаточно просто следовать инструкциям, приведённым в части II этой книги. Поэтому, если хотите, можете пока пропустить эту и следующие две главы. Однако даже поверхностное знакомство с процессом зрения поможет вам понять, на чем основываются инструкции метода Бейтса, а это может содействовать прогрессу, ведь вы убедитесь, что этот метод вполне логичен и последователен. Понимание основ в некоторой мере поможет подготовиться к удивительному открытию, которое вас ожидает, — метод действительно работает!

Анатомия глаза

Зрение — это развитый практически у всех животных способ восприятия информации об окружающем мире посредством света. Растения и простейшие животные чувствительны только к самому свету, его наличию или отсутствию. Животные более сложной организации способны различать контраст, движение, образы, цвета, стереоскопическую глубину.

По сравнению с другими способами восприятия зрение обладает наивысшим потенциалом, поскольку позволяет получать детальную и очень конкретную информацию — на различных расстояниях. Это важно для выживания. У тех животных, чей образ жизни требует остроты зрения, устройство глаза в процессе эволюции практически достигло совершенства.

Глаз человека в структурном отношении не относится к числу самых сложных в царстве животных, но определённо является самым совершенным, ведь он обслуживает человеческий мозг — пожалуй, самое изощрённое творение природы. Качество этого суперкомпьютера во многом определяется качеством главных устройств ввода информации — органов зрения и слуха.

Структура глаза человека мало чем отличается от устройства органа зрения остальных млекопитающих. Он представляет собой полую сферу (или сфероид), заполненную жидкостью, которая находится под небольшим давлением. Благодаря этому давлению глаз сохраняет сферическую форму.

Можно сказать, что глаз делится на два отсека (передний и задний) хрусталиком — эластичным двояковыпуклым телом диаметром примерно 8 миллиметров. Передний отсек заполнен совершенно прозрачной жидкостью, водянистой влагой, в то время как задний, значительно больший по размеру — студнеобразной массой, называемой стекловидным телом. В совокупности три прозрачных компонента, через которые проходит свет, образуют оптические среды.

Сама сферическая стенка глазного яблока с анатомической точки зрения состоит из трёх слоев — склеры, сосудистой оболочки и сетчатки.

Рис. 1. Горизонтальный разрез глаза, поясняющий термины, употребляемые в тексте

Склера, внешний слой, так называемый «белок» глаза, представляет собой очень плотную фиброзную оболочку, защищающую внутренние части глаза. В передней части глаза склера переходит в роговицу, прозрачное куполообразное «окно», через которое в глаз попадает свет.

Сосудистая оболочка состоит из трёх частей — радужки, ресничного тела и хориоидеи. Радужка, или радужная оболочка, располагается за роговицей и представляет собой мышечное кольцо, сокращения которого позволяют менять размер зрачка, центрального отверстия, через которое внутрь глаза поступает свет. Радужка содержит пигмент (коричневый, зелёный и т.д.), придающий глазам определённый цвет. Попадая в глаз через зрачок, свет затем проходит сквозь хрусталик, который посредством связки, называемой пояском, соединён с мышцами ресничного тела. Движения этих мышц меняют кривизну хрусталика, вследствие чего изменяется его фокусирующая способность. Хориоидея, третья часть сосудистой оболочки, представляет собой сеть кровеносных сосудов, обеспечивающих кровообращение внутри глаза.

Изнутри стенка глазного яблока покрыта сетчаткой, исключительно сложной по структуре, чувствительной оболочкой, состоящей из нервных клеток, среди которых важнейшее место занимают фоторецепторы. Эти световоспринимающие клетки делятся на два типа — палочки и колбочки. Палочки чувствительны к слабому свету и регистрируют только оттенки серого цвета, в то время как колбочки включаются в работу только при хорошем освещении и отвечают за цветовое зрение.

Строение сетчатки

Сетчатка формируется в процессе развития эмбриона и представляет собой не что иное, как отросток головного мозга, своего рода аванпост, где зрительная информация не только собирается, но и проходит первичную обработку.

Сетчатка состоит из 130 миллионов фоторецепторов, а в зрительном нерве — «кабеле», соединяющем сетчатку с мозгом, — нервных волокон лишь миллион. Таким образом, на каждое нервное окончание приходится в среднем 130 светочувствительных клеток. В круг обязанностей сетчатки входит обеспечение передачи полученной информации без потери качества изображения. Эта сложнейшая операция выполняется несколькими слоями специализированных клеток, расположенных между фоторецепторами и нервными волокнами. Эффективности этого процесса способствует особое расположение фоторецепторов по всей области сетчатки.

На внешних стенках сетчатки фоторецепторов немного, и преимущественно это палочки, обеспечивающие зрение, сравнимое со зрением примитивных животных. На периферии сетчатки «осознанного» зрения нет вообще, человек замечает только движение и световой контраст. Когда вы видите что-то «краем глаза» и механически поворачиваетесь, чтобы разглядеть лучше, это происходит как реакция на сигналы, возникающие на периферии сетчатки.

Ближе к центру фоторецепторы располагаются все гуще, и возрастает доля колбочек. В самом центре сетчатки находится жёлтое пятно, имеющее примерно 5,5 миллиметра в диаметре. В его центре находится маленькая впадина, называемая центральной ямкой (фовеа). Диаметр «ямки»— 1,9 миллиметра. В центральной её части находится фовеола («ямочка»), составляющая лишь 0,35 миллиметра в поперечнике. Через неё проходит зрительная ось.

В центральной ямке и фовеоле палочек нет, есть только колбочки, плотно прилегающие друг к другу. Наивысшей плотности колбочки достигают в фовеоле, и диаметр самых маленьких из них не превышает одной тысячной миллиметра.

В целом по сетчатке число палочек превосходит число колбочек в соотношении 18:1. Именно колбочки отвечают за способность различать мельчайшие детали. Важность колбочек отражается в том, насколько хорошо они обеспечены связями со зрительным нервом. Некоторым колбочкам в фовеоле предоставлено эксклюзивное право пользования отдельными волокнами зрительного нерва. Кстати, интересно отметить, что центральной ямки нет в сетчатке низших млекопитающих, хотя её можно обнаружить у некоторых рыб, пресмыкающихся и птиц. Среди млекопитающих она присутствует только у приматов. 1лаз шимпанзе, в частности, по структуре очень похож на человеческий. Центральная ямка, обеспечивающая острейшее зрение при различных расстояниях, была чрезвычайно важна сначала для охотников, потом для крестьян, а теперь для технологов.

Фоторецепторы содержат пигменты, которые под воздействием света обесцвечиваются. Эта химическая реакция порождает электрический сигнал, который по зрительному нерву поступает в мозг. Обесцветившемуся пигменту фоторецептора нужно какое-то время для замены. Под воздействием очень яркого света обесцвечивается целый участок сетчатки, и на время его чувствительность резко снижается. Именно этим объясняются временное ослепление и остаточные зрительные ощущения, возникающие в глазах, если смотреть на очень яркий объект.

Глазные мышцы

Процесс выбора изображений, в конечном итоге попадающих на сетчатку, и управление ими осуществляются тремя системами мышц, две из которых расположены внутри глазного яблока, а третья — снаружи.

Первой из этих систем является радужка. Как уже было сказано, радужка представляет собой мышечное кольцо, центральное отверстие которого (зрачок) может менять размер. Любой фотограф знает: чтобы получить высокое качество снимка, необходимо регулировать диафрагму объектива в зависимости от освещённости (диафрагма в фотоаппарате играет ту же роль, что и зрачок в глазу).

Однако управление количеством света, попадающего внутрь глаза, — отнюдь не главная функция радужной оболочки, поскольку площадь зрачка может варьироваться лишь в пределах 16:1, в то время как диапазон интенсивности света, воспринимаемого глазом, меняется в соотношении как минимум 1000000:1. Главная роль радужки, по-видимому, заключается в том, чтобы ограничивать световой пучок, попадающий на сетчатку, рамками жёлтого пятна, за исключением ситуаций, когда требуется максимальная чувствительность зрения (например, в сумерках).

Зрачок также сужается, «затемняя объектив» глаза и тем самым увеличивая глубину фокусировки при рассматривании близких предметов.

Зрачок расширяется и сужается автоматически, реагируя на количество света, попадающего на сетчатку. Иными словами, между сетчаткой и зрачком существует обратная связь.

Она неоднократно проявляет себя в процессе изучения зрения. Обратная связь играет важную роль в аккомодации — процессе фокусировки глаз при рассмотрении дальних и ближних объектов. В процессе аккомодации обратный сигнал поступает из той части мозга, где происходит обработка воспринимаемого изображения. Если рассматриваемый объект оказывается не в фокусе, автоматически посылается «приказ» перенастроить механизм фокусировки.

Сейчас мы подходим к основополагающему моменту в теории Бейтса, вызывающему споры, — механизму аккомодации. Общепринятой является точка зрения, что аккомодация достигается исключительно действием ресничного (цилиарного) тела — второй из внутримышечных систем глаза.

В этой главе будет описана ортодоксальная теория, хотя даже среди её приверженцев нет полного согласия в том, как именно работает ресничное тело и каким образом оно взаимодействует с мозгом.

Когда глаз смотрит вдаль, хрусталик должен быть сравнительно плоский, но при перемещении взгляда на близлежащий объект, кривизна хрусталика должна увеличиться (см. главу 3). Хрусталик представляет собой эластичную капсулу, заполненную мягким веществом. Стенка капсулы имеет переменную толщину, благодаря чему хрусталик в состоянии покоя приобретает форму двояковыпуклой линзы. Таким образом, если на хрусталик не оказывается никакое воздействие со стороны ресничного пояска, вещество раздувает капсулу, вследствие чего фокусное расстояние хрусталика как линзы уменьшается.

Можно предположить, что, если в состоянии покоя для хрусталика естественна выпуклая форма, усилие к нему следует применять только при перемещении взгляда вдаль. Но, как ни странно, верно как раз обратное. Хрусталик находится в состоянии постоянного напряжения, поэтому в обычных условиях он имеет достаточно плоскую форму, пригодную для дальнего зрения. Когда возникает потребность в ближнем зрении, ресничная мышца сокращается, а ресничное тело выдвигается вперёд. Диаметр ресничного тела (имеющего форму кольца) уменьшается, сила натяжения пояска, на котором подвешен хрусталик, ослабевает, и капсула в результате внутреннего давления раздувается, приобретая более выпуклую форму.

Об аккомодации более подробно мы поговорим позже, а пока вернёмся к рассмотрению трёх мышечных систем. Третья из этих систем состоит из шести внешних мышц, которые управляют движением глаза в глазнице. Эти мышцы собраны в три пары и прикреплены к склере. Именно они двигают глаз в разных направлениях.

Большинство мышц в теле человека образованы одним из двух типов ткани. Мышцы, контролируемые нами (например, мышцы кисти), как правило, содержат волокна поперечнополосатого типа, а мышцы, связанные с непроизвольными движениями (например, мышцы пищеварительного тракта), относятся к числу гладких. Внешние глазные мышцы уникальны тем, что сочетают в себе ткани обоих типов и одни функции выполняют в автоматическом режиме, а другие — под контролем сознания.

Движения глаз

Наши глаза исключительно хорошо приспособлены к бинокулярному зрению: имея почти одинаковое поле зрения, они передают в мозг несколько отличающиеся картинки, что позволяет формировать информацию о глубине воспринимаемого изображения. Будучи парным органом, глаза работают в унисон, и управляющие ими мышцы являются, пожалуй, самыми тонкими и чуткими из всех мышц человеческого организма.

Внешние мышцы глаз выполняют как минимум четыре функции, которые можно обозначить следующим образом:

• управление зрительными осями;
• слежение;
• поиск;
• сканирование.

Если смотреть вдаль, а потом перевести взгляд на палец, поднятый в 30 сантиметрах перед носом, то можно заметить, что глаза начинают при этом немного «косить»: зрительные оси обоих глаз, которые ранее были практически параллельны, теперь сходятся на пальце. Центральные ямки обоих глаз нацелены в одну точку.

Для успешного бинокулярного зрения управление зрительными осями должно быть очень точным и осуществляться в то время, когда глаза находятся в постоянном движении.

Разница между двумя функциями — слежением и поиском — заключается в следующем. Если вы попросите кого-то следить глазами за движущимся предметом (скажем, за вашим пальцем), то заметите, что глаза наблюдателя перемещаются в глазницах плавно. Если же человек попытается выполнить те же движения самостоятельно, без наличия предмета, за которым надо следить, глаза будут перемещаться не плавно, а рывками.

Таким образом, процесс слежения существенно отличается от поиска. Целясь в движущуюся мишень, стрелок должен «вести цель», держа мушку чуть впереди, причём величина этого опережения отчасти определяется скоростью и траекторией движения цели, а также расстоянием, разделяющим стрелка и цель. Опытный стрелок выполняет необходимые расчёты почти мгновенно. Доказано, что, отслеживая предмет, взгляд опережает «цель». Предвосхищая направление движения предмета, глаз опережает его примерно на 6 миллисекунд. Это открытие влечёт за собой значительные последствия.

Человеку несведущему простительно полагать, что движения глаз, как и любые другие движения, вызванные работой мышц, контролируются мозгом. Отчасти это верно. Команды, направляющие взор в ту или иную точку поля зрения, действительно возникают в двигательном центре мозга. Но как насчёт команд, позволяющих глазу следить за движущимся предметом?

Процесс восприятия требует времени. Свет должен возбудить фоторецепторы, нервному импульсу необходимо достичь мозга, а мозгу, в свою очередь, нужно обработать этот сигнал — на все уходит примерно 135 миллисекунд. Даже если не принимать во внимание время, необходимое для доставки обратного сигнала мышцам глаз, задержка слишком велика, чтобы позволить глазу опередить цель на 6 миллисекунд.

Если бы команды поступали от двигательных центров мозга, глаза постоянно отставали бы и не могли бы уследить за полётом птицы или теннисного мяча. Следовательно, система наведения, управляющая процессом слежения за движущейся целью, находится не в головном мозге. Она находится в самом глазу, а именно — в сетчатке. Как уже было сказано ранее, по своему происхождению сетчатка является частью поверхности головного мозга. Кроме фоторецепторов и клеток, непосредственно связанных с ними, в сетчатке есть ещё миллионы других нервных клеток, очень похожих на клетки коры головного мозга, но их функция пока слабо изучена.

Третий тип движения глаз — поиск — имеет много общего с четвёртым — сканированием. Как показал наш эксперимент, глаза «исследуют» поле зрения, двигаясь рывками. Когда что-то привлекает ваше внимание, рывки, или саккадированные движения глаз (саккады), становятся очень мелкими и ограничиваются непосредственным окружением рассматриваемого объекта. Используя специальный аппарат, представляющий собой миниатюрное зеркало, прикреплённое к контактной линзе, учёные смогли зафиксировать эти саккадированные движения на фоточувствительной бумаге. И вот что удалось выяснить: когда человек сосредоточивает взгляд на определённой точке, его глаза непроизвольно «блуждают» вокруг, правда, то и дело возвращаясь в точку.

Поскольку максимальная чёткость зрения достигается в центральной части сетчатки, саккадированные движения необходимы для изучения поля зрения. Непроизвольность саккад роднит их с четвёртым типом движения глаз, непрерывными высокочастотными колебаниями, которые мы здесь — по причинам, которые станут ясны позднее, — называем сканированием.

Сканирование — необходимый атрибут зрения. Если вместо зеркала к контактной линзе прикрепить миниатюрный проектор, фиксирующий изображение, попадающее на сетчатку, человек очень скоро перестаёт что-либо видеть.

Сначала изображение становится размытым и серым, а потом и вовсе исчезает. Однако после этого происходит нечто совершенно неожиданное. Мозг вдруг «вспоминает» о том, что он также принимает участие в процессе зрения, и из полного мрака вдруг необъяснимым образом появляются, сменяя друг друга, призрачные фрагменты первоначальной картинки.

Обработка зрительных сигналов

Если зрение — это конечный «продукт», сырьём для которого служит свет, то глаза являются поставщиком «полуфабриката» в главный цех — головной мозг.

Как мы уже говорили, первичная обработка визуальной информации происходит в сетчатке, в двух слоях клеток — биполярных и ганглиозных (грушевидных). Каждая биполярная клетка соединена с множеством фоторецепторов, соединённых, в свою очередь, с множеством других биполярных клеток.

Аналогичным образом биполярные клетки связаны с ганглиозными.

Пройдя ганглиозные клетки, нервный импульс покидает сетчатку и по волокнам зрительного нерва направляется в мозг. Мозг делится на два полушария — левое и правое. Сигналы из левой половины сетчатки левого глаза попадают в левое полушарие, а из правой половины сетчатки левого глаза — в правое полушарие. То же самое касается и правого глаза. Таким образом, в левое полушарие попадают изображения из левых половин каждого глаза, а в правое — из правых. Точка, где нервные пути пересекаются, называется перекрестом зрительных нервов. Затем сигналы попадают в первичный зрительный центр каждого полушария, а после обработки пересылаются в область затылочной доли коры головного мозга, отвечающую за зрение.

Процесс зрительного восприятия настолько сложен, что более или менее разобраться в нем учёным удалось лишь в последние десятилетия. Попытки оснастить машины хотя бы рудиментарным зрением убедили нас, насколько технически трудно достичь уровня биологического восприятия, которое у человека организовано определённо сложнее, чем у остальных живых существ.

Например, о том, как область, отвечающая за зрение, взаимодействует с остальной частью коры головного мозга и как кора взаимодействует с подкорковыми отделами мозга, наука ещё практически ничего не знает.

Маршрут «сетчатка-мозг», по которому следуют нервные импульсы, показан на рис. 2. Если пользоваться нейрофизиологической терминологией, то анализ сигналов в сетчатке и первичном зрительном центре осуществляется посредством полей торможения/активации. В конечном счёте в область мозга, отвечающую за зрение, поступает закодированная версия первоначального образа. Этот код составлен из прямых линий, движения и цвета.

Рис 2. Путь зрительной информации из сетчатки в мозг

Любое изображение, даже самое сложное, можно разделить на определённое количество крошечных прямолинейных отрезков. Круг, например, представляет собой множество маленьких отрезков, составленных под определённым углом. Пользователям компьютера, которые знакомы с программой построения многоугольников, это должно быть понятно: когда число сторон многоугольника достигает 50, на экране фактически вырисовывается окружность. Механизм зрения работает по тому же принципу. Но чтобы человеческий глаз воспринял многоугольник как окружность, сторон должно быть намного больше.

Прямые линии во входящем коде классифицируются по направлению, делятся на «края», «полоски» и «прорези». Кроме того, фиксируется движение изображения (если таковое присутствует) по разным направлениям. Читая код, затылочная доля коры головного мозга переводит его на очень сложный язык — язык зрения.

Кора головного мозга отвечает за сенсорное восприятие, чувства, воображение, память, мышление и самосознание, определяя саму личность человека. Хотя у каждого участка коры своя функция — распознавание речи, вкусовых ощущений, звуков, зрительных образов и т.д., — они связаны между собой ассоциативными волокнами. На практике это означает, что сенсорное восприятие, воображение и все остальное образуют единое целое, в котором все части коры мозга отыгрывают важную роль.

Как только очередная часть кода прочитана, информация из двух областей, отвечающих за зрение (одна занимается обработкой левой части первоначального изображения, а вторая — правой), соединяется в одно целое.

Исследования, посвящённые психологическому аспекту зрения, показали, что для понимания изображения, воспринимаемого глазами, мозг в значительной степени полагается на воображение и память. Зрение является одновременно и врождённым, и приобретённым навыком. Причём не только навыком, но ещё и искусством. Зрение — настоящий творческий процесс, который протекает наряду с другими в коре головного мозга. Жизненный опыт человека очень важен для текущего восприятия мира. Мы запоминаем определённые положения (например, что люди, дома, деревья, как правило, имеют такой-то размер) и пользуемся ими, когда пытаемся интерпретировать какой-то незнакомый образ. Для лучшего понимания всего этого достаточно взглянуть на хорошо известный пример оптической иллюзии (рис. 3). Жизненный опыт — и его «представление» на бумаге — научил нас понимать и принимать как должное правила перспективы. Глядя на две наклонные линии, мы автоматически предполагаем, что правила перспективы подразумеваются и здесь. Следовательно, верхняя из двух горизонтальных линий располагается дальше нижней. Наш разум делает вывод, что верхняя линия должна быть длиннее нижней, несмотря на то что реально они имеют абсолютно одинаковую длину.

Рис. 3. Иллюзия Понзо

Вот ещё один пример нарушения принятых правил (рис. 4). Глядя на левый край фигуры, мы интерпретируем то, что видим, как изображение трёх параллельных цилиндров. Но по мере перемещения взгляда вправо разум даёт иную интерпретацию, основываясь на новой информации. Обе интерпретации «правильные», но они исключают друг друга, так что фигура становится «невозможным», практически не существующим объектом, хотя в действительности она представляет собой несколько линий, начертанных на бумаге.

Рис. 4. «Невозможный» объект

На этом же приёме основываются «невозможные сцены» известного английского художника М. К. Эшера — водопад, обрушивающийся вверх, маленькие человечки, бесконечно поднимающиеся по одной и той же лестнице, и т.п.

Эту идею можно проиллюстрировать и несколько по-иному (рис. 5). На рисунке можно увидеть разные предметы в зависимости от того, как на него посмотреть. Ясно, что речь идёт о кубе, но на какой из его граней находится кружок? Один из возможных ответов таков: на куб мы смотрим сверху, а кружок находится в центре передней грани. Но с таким же успехом можно сказать, что кружок находится в левом нижнем углу задней грани. Возможны ещё две интерпретации, если представить, что мы смотрим на куб не сверху, а снизу. Может также оказаться, что речь идет о шарике, парящем внутри куба, или перед ним, или даже за ним. Каждый ответ «правильный».

Рис. 5. Куб Неккера

Разум, однако, настаивает на том, что правильный ответ может быть только один. Ведь он воспринимает окружающий мир, выбирая из имеющихся данных наилучшую и наиболее вероятную интерпретацию. В данном же примере разум никак не может прийти к какому-то определённому решению, поэтому куб с кружком как будто прыгает в глазах, поворачиваясь то одной, то другой гранью — в зависимости от интерпретации, принимаемой разумом в определённый момент времени.

Таким образом, зрение — это не только работа глаз и непосредственно связанных с ними отделов головного мозга. Процесс зрения осуществляется и контролируется корой головного мозга в целом. Зрение — это не только свет, падающий на сетчатку; в этом процессе задействованы также воображение и память. Это поймёт каждый, кому приходилось рассматривать в журналах фотографии знакомых предметов, снятых под непривычным углом, или доводилось задумчиво смотреть на огонь и видеть в языках пламени лица людей.

На привычки восприятия человека огромное воздействие оказывают жизненный опыт, воспитание и особенности характера. Наше мировосприятие не только отображает эти привычки, но и усиливает их.

Не вдаваясь глубоко в философские вопросы, можно сделать вывод, что для предубеждений и других вредных привычек восприятия, а также поведения имеются физиологические основания. Одним из самых полезных «побочных эффектов» работы над зрением по методу Бейтса является приобретение более позитивного мировоззрения, растущего чувства единства и гармонии с природой.