CC BY
27НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ, 2017, №3
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
Физико-химическая биология
УДК 57.016.4
Мотивационный вектор развития стереозрения у детей-подростков и взрослых после устранения косоглазия (физиологические аспекты)
И.Э. Рабичев*", А.В. Котов***'****, А.Х. Данилова"
*"Московский государственный педагогический университет, 119435, Москва, ул. Малая Пироговская, 1/1, Россия **Центр исследования и коррекции зрения «Восприятие», 129164, Москва, ул. Ярославская, д.8, к.6, Россия "Научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина, 125315, Москва, ул. Балтийская, 8, Россия ****Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого, 173003, Великий Новгород, ул. Большая Санкт-Петербургская, 41, Россия e-mail: [email protected], [email protected]
Аннотация. Одной из причин низкой эффективности формирования и развития стереозрения после устранения косоглазия является неучет специалистом дефицита мотивационной составляющей у тренируемых в ходе проведения с ними коррекционных мероприятий. Авторами разработан и апробирован метод обучения произвольным микровергентным движениям глаз для формирования и развития стереозрения при организованной векторно направленной мотивационной активности обучаемого. Положительный результат достигается за счет иерархически организованной мотивационной активности субъекта, его стремления к достижению окончательного полезного приспособительного эффекта, т.е. полноценному бинокулярному стереозрению.
Ключевые слова: мотивационный вектор, косоглазие, фузия, развитие стереозрения.
Motivational Vector for the Children's, Teenagers' and Adults' Stereo Vision Development after Strabismus Elimination (Physiological Aspects)
I.E. Rabichev*'**, A.V. Kotov***'****, A.Kh. Danilova**
*Moscow State Pedagogical University, 1/1, Malaya Pirogovskaya Str., Moscow, 119435, Russia **Vision Research and Correction Center «Perception», 6, Bld., 8, Block, Yaroslavskaya Str., Moscow, 129164, Russia ***P.K. Anokhin Research Institute of Normal Physiology, 8, Baltiiskaya Str., Moscow, 125315, Russia
****Yaroslav-the-Wise Novgorod State University, 41, Bolshaya Sankt-Peterburgskaya Str., Veliky Novgorod, 173003, Russia e-mail: [email protected], [email protected]
Abstract. There are a number of reasons why measures aimed at development of stereo vision after strabismus elimination have low effectiveness. One of them is ignoring the patients ' motivational component by a medical specialist during corrective treatment. The authors developed and tested a new training method of the voluntary micro vergence eye movements for stereo vision development in case a patient has a vector-
РАБИЧЕВ Игорь Энгелевич - д.б.н., проф., зам. директора; КОТОВ Александр Владимирович - д.м.н., проф., зав. отд.; ДАНИЛОВА Алина Харитоновна - ассистент.
based motivational activity. A positive result is reached by the patients' hierarchical motivational activity and their desire for achieving a final advantageous adaptive effect, i.e. full-scale binocular stereo vision. Key words: motivational vector, strabismus, fusion, stereo vision development.
Введение
Стереовосприятие является жизненно важной и необходимой функцией бинокулярного зрения у человека, например, для осуществления субъектом целого ряда прецизионных операций в ходе выполнения им специальных профессиональных действий и манипуляций.
Известны специальные устройства и компьютерные программы [1] для развития и совершенствования бинокулярного зрения в совокупности со стереозрением у людей после устранения у них косоглазия оперативными или функциональными методами. Однако применение специальных устройств и компьютерных программ не всегда гарантирует появление и развитие способности у человека к восприятию трехмерной конфигурации объектов окружающей среды и их ориентации в пространстве. Одной из причин этого является неучет врачом-специалистом дефицита мотиваци-онной составляющей у пациентов в ходе проведения с ними коррекционных мероприятий в ходе тренировочно-лечебных процедур.
Цель
Показать особенности становления и реализации функции скоординированных движений глаз после устранения косоглазия у детей, подростков и взрослых в процессе последующего их обучения восприятию трехмерности изображений, при этом каждый раз формируя и поддерживая у субъекта целенаправленный и моти-
вационно ориентированный вектор развития стереозрения.
В основе нашего исследования лежит собственный опыт изучения стереозрения у человека с нормальным бинокулярным зрением, а также создания и использования новых адекватных методов формирования и оптимального развития фузии и стереозрения у детей, подростков и взрослых [2, 3] за счет проведения с ними направленных тренировочно-коррекцион-ных мероприятий с использованием различных искусственно созданных виртуальных зрительных образов (ВЗО) [4, 5],
Из наших собственных исследований бинокулярных движений глаз следует, что при каждом новом предъявлении стереоизображения у человека с нормальным бинокулярным зрением наблюдаются микровергентные движения глаз, необходимые для опознания стереообразов [3, 6]. На рис. 1 представлены траектории движений правого и левого глаз по горизонтали, развернутые во времени при рассматривании сте-реообразов. На графике видно, что при восприятии стереоизображения регистрировали микро-вергентные движения глаз, указанные стрелками (микроконвергенция, микродивергенция). Регистрацию бинокулярных движений глаз осуществляли с помощью программно-аппаратного комплекса, разработанного в Саратовском государственном университете под руководством проф. Д.А.Усанова [7].
амплитуда,
мм
микроконвергенция микродивергенция
Пй ГйрИ.ХЖТОЛИ.
D J
- D J
5 J
0 М с::
1 ii G.15
a.u С <N с w О (■? a
-ОБ? -С « -С У' -0.1^ -a is
-(Ml
-о
-С N -D 3
о 4
«л
с
I^Ei
о: С J < i и И 0.£ 04 L
71
микродивергенция
¡pill
вл
-L-
е?
ш
ЕПРЭЕО
L-ЛеЕый глаз
R-ПраЕый глаз
И L3 L.1 \Л и \Л L т 11 If г
время, с " t
микроконвергенция I
Рис. 1. Окулограмма движения правого (Д) и левого (Ь) глаз по горизонтали при восприятии стереоизображения. Ось Х -время записи, ось Y - амплитуда (0,1 мм = 55 угл. мин) движений правого и левого глаз по горизонтали, стрелками указано схождение линий - микроконвергенция, расхождение линий - микродивергенция
Ранее нами опубликованы данные [3, 6], полученные с использованием электромагнитной регистрации бинокулярных движений глаз. Показано, что при рассматривании субъектом реального кружка на плоскости бумаги у него наблюдаются периоды синхронизации движений правого и левого глаз, а при оценке расстояния в пространстве между виртуальным и реальным кружками [6], а также при восприятии стереоизображения - вергентные и микровер-гентные движения глаз [3].
В ходе нашей экспериментальной работы с учетом фундаментальных физиологических законов зрения была создана собственная методика сначала формирования, а затем дальнейшего и направленного развития и совершенствования стереозрения у детей, подростков и взрослых после устранения у них косоглазия по медицинским показаниям.
Методика
У детей с врожденным или возникшим до 3 лет косоглазием механизм стереозрения не развит. Устранение косоглазия оперативными или функциональными способами в медицинской практике, к сожалению, не гарантирует появление у них феномена стереовосприятия.
Мы полагаем, что энергетическую поддержку достижения цели в виде появления стереозрения обеспечивает континуальная, иерархически организованная мотивационная активность, т.е. субъективно окрашенное стремление человека к достижению окончательного эффекта в виде способности к полноценному бинокулярному восприятию трехмерности изображений и их ориентации в пространстве. Эта цель оказывается достижимой лишь при строго последовательном выполнении команд, подаваемых инструктором обучаемому совершать ряд действия и решать задачи самоактуализации мотиваций: сначала в виде желания увидеть «виртуальный зрительный образ» [2, 4-6] (рис. 2), затем в границах заданного мотиваци-онного вектора активности рассматривать центральный виртуальный бинокулярный образ (ВБО), совершая при этом произвольные переключения зрительного внимания с одной детали ВБО на другую, имеющие между собой горизонтальный параллакс. При этом инструктор предлагает обучаемому рассматривать ВБО и обнаружить в поле зрения, «что-то новое» (без подсказки), до сих пор еще ему не знакомое. Однажды и вдруг увидев на плоскости виртуальный стереообраз, субъекты при продолжении тренировочного процесса обычно закрепляют способность к стереовосприятию. В ходе прохождения указанных этапов коррекцион-
ных мероприятий, как, правило, наблюдается своеобразная «самовозгонка» доминирующих мотиваций, что обеспечивается за счет появления вновь обновляемых потребностей находить все новые и новые усложняющиеся стереооб-разы. В целом описанный эффект уже заведомо предопределен самим «мотивационным вектором» функционального развития стереозрения. Завершающим этапом этих процессов является формирование доминирующей мотивации к достижению субъектом устойчивой пространственной ориентации во внешней среде.
Конкретно работу осуществляли следующим образом. На аппарат Бинариметр [3, 4] устанавливали стереопару (рис.2), имеющую горизонтальный параллакс 20-30 угл. мин. На рисунке представлена схема слияния двойных изображений, формирующих ВЗО, обладающий стереоскопическим эффектом. Как уже описывалось выше, инструктор мотивировал обучаемого совершить ряд действий: найти ВЗО и в целом рассматривать входящий в его состав ВБО (рис. 2),
/«Л V*/ а \ а / Ь / ь
X
N / / \ \
® ® а а Ь Ь
Рис. 2. Схема возникновения ВЗО при слиянии стереопары А и В при перекрестном физиологическом двоении. В результате слияния пары изображений А и В формируется ВЗО, в котором аЬ представляет собой ВБО и является стереоскопичным, при этом находящиеся внутри внешнего кольца нижний черный кружок ощущается не только меньше верхнего кружка, но и ближе наружного кольца, а верхний черный кружок - большего размера и дальше за плоскостью внешнего кольца: а - виртуальный образ, воспринимаемый монокулярно правым глазом; Ь - виртуальный образ, воспринимаемый монокулярно левым глазом; с - область корреспонденции; Р -расстояние между центрами двойных изображений А и В; N - расстояние от глаз до двойных изображений; L - расстояние от глаз до ВБО -аЬ
произвольно переключая внимание с одной его детали на другую. Эти действия субъект должен был выполнять с использованием необходимой (+) оптической коррекции, которая зависела от его оптической системы глаз и расстояния от глаз до установленной стереопары. Рассматривая ВБО, обучаемый не догадывался, как из трех наблюдаемых им плоских изображений целого ВЗО в принципе может возникнуть ощущение объемного ВБО. Выполняя команду произвольной зрительной бификсации деталей ВБО и обнаружения «особенного и возможно интересного» в деталях ВБО, переключение внимания в границах ВБО принуждало обучаемого совершать микровергентные движения глаз. В результате этих действий у них накапливался смешанный мышечно-сенсорный опыт зрительного восприятия.
Можно полагать, что при выполнении таких упражнений в ЦНС происходит сопоставление результата смещений проекций по корреспондирующим и диспаратным рецептивным полям сетчаток правого и левого глаз с информацией о скоординированных микровергентных движениях глаз. При многократном выполнения этих упражнений субъекты сначала начинали замечать, что кружки одинакового размера в составе ВБО начинают восприниматься по-разному (один меньшего размера, а другой большего) [6]. Это являлось первым признаком правильного пути к достижению основного результата -формирования стереозрения. Дальнейшее повторение этих упражнений приводило к накоплению зрительного опыта и внезапному появлению ощущения трехмерности ВБО как бы в виде «озарения» или ощущения состояния типа «эврика» [8]. Обучаемые начинали воспринимать, что один кружок в составе ВБО воспринимается ближе другого, причем этот ближний кружок в пространстве впереди наружного кольца, а другой (дальний) как бы за кольцом (см. рис 2), как будто он «вдавлен» в бумагу.
Время достижения такого субъективного восприятия изображений для всех обучаемых являлось различным: для одних 5-7 мин (без отдыха), для других 15-20 мин и даже дольше до 40 мин (с периодами отдыха по 3-5 мин). Иногда для достижения феномена стереозрения необходимо было выполнить 2, 3, 4 или 5, а иногда более 10-15 занятий.
На последующих занятиях выполняли упражнения с постепенным усложнением структуры стереоизображений, которые осуществлял инструктор. Но при выполнении последующих заданий и действий обучаемый уже знал, что он увидит трехмерный образ. Однако о расположении деталей ВБО в пространстве ему предвари-
тельно не сообщали с тем, чтобы он сам достигал восприятия стереообраза.
На завершающем этапе работы тренировали обучаемых при различных вариантах смещения взора по горизонтали и вертикали, а так же при смещениях взора в сочетании со смещениями головы в горизонтальных и вертикальных направлениях. Эти упражнения были необходимы для полноценной и окончательной интеграции сенсорных и моторных компонентов целостной системы зрительного восприятия трехмерности объектов, расположенных в пространстве. Устойчивость в течение времени достигнутых эффектов в высокой степени зависит от соблюдения правил соблюдения гигиены зрения (в частности, регламентированной работы с монитором компьютера, правильного использования рекомендованных очков для работы вблизи или на дальних расстояниях, для работы с мониторами специальных очков с фильтрами, испытанными и рекомендованными Минздравом РФ, условия освещенности рабочего места, использования источников теплого свечения и др.).
За 17 лет нашей научно-практической работы более 1000 участников тренировок развили способность к нормальному стереовосприятию.
Заключение
В свое время А.А. Ухтомский «настойчиво искал самые существенные, конструктивные эффекты, когда доминанта выступает не только как физиологическая, но также и психологическая и общебиологическая закономерность» [9, с. 51].
Как видно из нашей статьи, центральным си-стемоорганизующим фактором становления и развития стереозрения после устранения косоглазия являются не только внутренне, но и внешне индуцированные мотивы достижения успеха в предложенных нами коррекционных мероприятиях, а также способность к самоактивности обучаемых. При этом имеет место феномен своеобразного самодвижения их деятельности, их выход за пределы заданного и открывание «непредвиденного» [10]. В этом отношении саморазвитие целенаправленной деятельности нельзя объяснить только свойствами интеллекта, поскольку оно отражает ко всему прочему взаимодействие когнитивной и аффективной сфер в их единстве, т.е. позитивную роль нейроконфликта [11], энергетически подпитывающего всю совокупность процессов, развивающихся в направлениях, предопределяемых мотивационным вектором активности.
Литература
1. Кащенко Т.П., Райгородский Ю.М., Корню-шина Т.А. Функциональное лечение при косогла-
зии, амблиопии, нарушениях аккомодации // Методы и приборы. М.: ИИЦ СГМУ, 2016. 163 с.
2. Рабичев И.Э., Котов А.В. Системная организация стереовосприятия // Труды Межведомственного научного совета по экспериментальной и прикладной физиологии. Т. 17. Системные механизмы психической деятельности. М., 2012. С. 133-140.
3. Рабичев И.Э. «Виртуальный бинокулярный зрительный образ» как показатель сенсомотор-ной интеграции в системе восприятия зрительной информации двумя глазами // Нейрокомпьютеры: разработка и применение. 2012. № 1. С. 39-47.
4. Рабичев И.Э., Котов А.В. «Мнимый зрительный образ» как информационный эквивалент нормы при направленной коррекции зрения // Труды Межведомственного научного совета по экспериментальной и прикладной физиологии. Т. 11. Системные аспекты физиологических функций. М., 2002. С. 81-84.
5. Рабичев И.Э., Котов А.В., Поляков А.Р. Формирование специфической мотивации и обучение методам функциональной коррекции
остроты зрения у школьников // Наука и образование. 2014. № 3. С. 100-103.
6. Рабичев И.Э., Котов А.В. Концепция сен-сомоторной и мотивационной интеграции в механизмах бинокулярного зрения //Наука и образование. 2012. № 2. С. 97-102.
7. Скрипаль А.В., Усанова Т.Б., Абрамов А.В., Усанов Д.А. Компьютерная видеодиагностика непроизвольных движений глаза // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2001. № 10. С. 58-61.
8. Анохин П.К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М.: Медицина, 1968. 547 с.
9. Айрапетьянц Э.Ш., Голиков Н.В., Ананьев Б.Г. Академик Алексей Алексеевич Ухтомский. К 90-летию со дня рождения. М.;Л.: Наука, 1965. 61 с.
10. Богоявленская Д.Б. Психология творческих способностей: Учебное пособие для студентов вузов. М.: Академия, 2002. 320 с.
11. Котов А.В., Алакоз Г.М., Рабичев И.Э. Конфликт как фактор развития и реализации функций живых и сложных кибернетических систем: сравнительные аспекты // Наука и образование. 2013.№ 3. С. 142-152.
Поступила в редакцию 30.05.2017
