Войти
Пример движения глаз по фотографии в течение всего двух секунд. Движение глаз включает произвольное или непроизвольное движение глаз, помогающее получать, фиксировать и отслеживать зрительные стимулы. Особый тип движения глаз, быстрое движение глаз, происходит во время быстрого сна.
Глаза являются визуальными органами человеческого тела и двигаются с помощью системы шести мышц. сетчатка, специальный тип ткани, содержащий фоторецепторы, воспринимает свет. Эти специализированные клетки преобразуют свет в электрохимические сигналы. Эти сигналы проходят по волокнам зрительного нерва в мозг, где они интерпретируются как зрение в зрительной коре.
Приматы и многие другие позвоночные животные используют три типа произвольных движений глаз для отслеживания объектов интерес: плавное преследование, сдвиги вергенции и саккады. Эти типы движений, по-видимому, инициируются небольшой корковой областью лобной доли мозга. Это подтверждается удалением лобной доли. В этом случае рефлексы (например, рефлекс, переводящий взгляд на движущийся свет) не нарушены, хотя произвольный контроль не работает.
Шесть экстраокулярных мышц облегчают движение глаз. Эти мышцы возникают из общего сухожильного кольца на орбите, полости глаза и прикрепляются к глазному яблоку. Шесть мышц - это латеральная, медиальная, нижняя и верхняя прямые мышцы, а нижняя и верхние косые мышцы. Мышцы, сокращаясь, вызывают движение глазного яблока, притягивая глазное яблоко к мышце. Например, латеральная прямая мышца находится на боковой стороне глазного яблока. Когда оно сокращается, глазное яблоко движется так, что зрачок смотрит наружу. медиальная прямая мышца заставляет глазное яблоко смотреть внутрь; нижняя прямая мышца вниз и верхняя прямая мышца вверх. верхняя косая мышца и нижняя косая мышца прикрепляются под углом к глазному яблоку.
Большинство мышц не только перемещают глаз в кардинальном направлении, но также немного вращают зрачок.
Движение глаз боковой прямой мышцы, вид сверху
Движение глаз медиальная прямая мышца, вид сверху
Движение глаз нижней прямой мышцы, вид сверху
Движение глаз верхней прямой мышцы, вид сверху
Движение глаз верхней косой мышцы, вид сверху
Движение глаз нижней косой мышцы, вид сверху
Вид спереди
Схема, демонстрирующая действия и иннервацию черепных нервов ( в нижнем индексе) экстраокулярных мышц. Три антагонистических пары мышц контролируют движение глаз: боковые и медиальные прямые мышцы, верхние и нижние прямые мышцы, а также верхние и нижние косые мышцы. Эти мышцы отвечают за движение глаза по трем разным осям: по горизонтали, по направлению к носу (приведение) или от носа (отведение); вертикальный, либо по высоте, либо по понижению; и крутильные, движения, которые приближают верхнюю часть глаза к носу (инторсия) или от носа (выдавливание). Горизонтальное движение полностью контролируется медиальной и латеральной прямыми мышцами; медиальная прямая мышца отвечает за приведение, латеральная прямая мышца - за отведение. Вертикальное движение требует скоординированных действий верхних и нижних прямых мышц, а также косых мышц. Относительный вклад прямых и косых мышц зависит от горизонтального положения глаза. В исходном положении (глаза прямо перед собой) обе эти группы участвуют в вертикальном движении. Подъем возникает из-за действия верхней прямой мышцы живота и нижней косой мышцы, в то время как депрессия возникает из-за действия нижней прямой мышцы живота и верхней косой мышцы. Когда глаз отведен, прямые мышцы являются основными вертикальными движителями. Подъем возникает из-за действия верхней прямой мышцы живота, а снижение - за счет действия нижней прямой мышцы живота. Когда глаз приведен, косые мышцы являются основными вертикальными движителями. Возвышение происходит из-за действия нижней косой мышцы, в то время как депрессия возникает из-за действия верхней косой мышцы. Косые мышцы также в первую очередь отвечают за крутильные движения.
Мышцы снабжены глазодвигательным нервом, за исключением верхней косой мышцы, которая снабжается блоком, и латеральной прямой мышцы живота, снабжаемой отводящий нерв.
Мозг осуществляет окончательный контроль как над произвольным, так и над непроизвольным движением глаз. Три черепных нерва передают сигналы от мозга для управления экстраокулярными мышцами. Это глазодвигательный нерв, который контролирует большинство мышц, блокированный нерв, который контролирует верхнюю косую мышцу, и отводящий нерв., который контролирует латеральную прямую мышцу.
Помимо движения мышц, многочисленные области мозга способствуют непроизвольному и произвольному движению глаз. К ним относятся обеспечение сознательного восприятия зрения, а также областей, которые облегчают отслеживание.
Движение глаз можно классифицировать по нескольким системам:
Вергенция. Движение или конвергенция - это движение обоих глаз, чтобы изображение объекта, на который вы смотрите, попадает в соответствующую точку на обеих сетчатках. Этот тип движения помогает в восприятии глубины объектов
Движение преследования или плавное преследование - это движение, которое глаза совершают при отслеживании движения объекта, так что его движение изображение может сохраняться на ямке.
Глаза никогда не бывают полностью в состоянии покоя: они совершают частые фиксирующие движения глаз даже при фиксации в одной точке. Причина этого движения связана с фоторецепторами и ганглиозными клетками. Похоже, что постоянный зрительный стимул может заставить фоторецепторы или ганглиозные клетки перестать реагировать; с другой стороны, меняющийся стимул не будет. Таким образом, движение глаз постоянно изменяет стимулы, которые попадают на фоторецепторы и ганглиозные клетки, делая изображение более четким.
Саккады - это быстрое движение глаз, которое используется при сканировании визуальной сцены. По нашему субъективному впечатлению, глаза во время чтения не двигаются плавно по печатной странице. Вместо этого они совершают короткие и быстрые движения, называемые саккадами. Во время каждой саккады глаза движутся так быстро, как только могут, и скорость невозможно сознательно контролировать между фиксациями. Каждое движение стоит несколько угловых минут с регулярными интервалами примерно от трех до четырех в секунду. Одно из основных применений саккад - сканирование большей площади с высоким разрешением ямкой глаза. Исследование, проведенное Университетом Южной Австралии в партнерстве с Штутгартским университетом, выявило взаимосвязь между моментом взгляда и чертами личности, которые ИИ умеет читать.
Зрительная система в мозге слишком медленно обрабатывает эту информацию, если изображения скользят по сетчатке со скоростью более нескольких градусов в секунду. Таким образом, чтобы видеть во время движения, мозг должен компенсировать движение головы поворотом глаз. Еще одна специализация зрительной системы у многих позвоночных животных - это развитие небольшого участка сетчатки с очень высокой остротой зрения. Эта область называется ямкой и покрывает у людей угол зрения около 2 градусов. Чтобы получить четкое представление о мире, мозг должен повернуть глаза так, чтобы изображение объекта наблюдения попадало в ямку. Таким образом, движение глаз очень важно для зрительного восприятия, и любой отказ может привести к серьезным нарушениям зрения. Чтобы быстро продемонстрировать этот факт, попробуйте следующий эксперимент: поднимите руку примерно на 30 см перед носом. Держите голову неподвижно и встряхивайте рукой из стороны в сторону, сначала медленно, а затем все быстрее и быстрее. Сначала вы сможете довольно четко видеть свои пальцы. Но по мере того, как частота встряхивания превысит 1 Гц, пальцы станут размытыми. Теперь, не двигая рукой, покачайте головой (вверх-вниз или влево-вправо). Независимо от того, как быстро вы качаете головой, изображение ваших пальцев остается четким. Это демонстрирует, что мозг может двигать глазами, противоположными движению головы, намного лучше, чем он может следовать за движением руки или следовать за ним. Когда ваша система преследования не успевает за движущейся рукой, изображения скользят по сетчатке глаза, и вы видите нечеткую руку.
Мозг должен направлять оба глаза достаточно точно, чтобы объект наблюдения попадал в соответствующие точки двух сетчаток, чтобы избежать восприятия двоения в глазах. У большинства позвоночных (люди, млекопитающие, рептилии, птицы) движение различных частей тела контролируется поперечнополосатыми мышцами, действующими вокруг суставов. Движение глаза немного отличается, поскольку глаза не прикреплены к чему-либо жестко, а удерживаются на орбите шестью экстраокулярными мышцами.
При чтении глаз непрерывно движется по строке текста, но совершает короткие быстрые движения (саккады), чередующиеся с короткими остановками (фиксациями). Существует значительная вариативность фиксации (точки, в которую перескакивает саккада) и саккад между читателями и даже для одного и того же человека, читающего один отрывок текста.
Движение глаз при чтении нот - это сканирование партитуры глазами музыканта. Обычно это происходит, когда музыка читается во время выступления, хотя музыканты иногда молча просматривают музыку, чтобы изучить ее, а иногда исполняют по памяти без оценки. Движение глаз при чтении музыки на первый взгляд может показаться схожим с движением глаз при чтении с языка, поскольку в обоих действиях глаза перемещаются по странице в фиксации и саккадах, улавливая и обрабатывая закодированные значения. Однако музыка не является языковой и включает в себя строгие и непрерывные временные ограничения на вывод, который генерируется непрерывным потоком закодированных инструкций.
Движение глаз при просмотре сцены относится к визуальной обработке информации, представленной в сценах. Основным аспектом исследований в этой области является разделение движений глаз на быстрое движение глаз (саккады ) и фокусировку глаз на точке (фиксации). На движение глаз при просмотре сцены могут влиять несколько факторов, в том числе задача и знания зрителя (факторы сверху вниз) и свойства просматриваемого изображения (факторы снизу вверх). Обычно при представлении сцены зрители демонстрируют короткую продолжительность фиксации и большие амплитуды саккад на ранних этапах просмотра изображения. За этим следуют более длительные фиксации и более короткие саккады на последних этапах обработки просмотра сцены. Также было обнаружено, что движение глаз при просмотре сцены различается в зависимости от уровней когнитивного развития - считается, что продолжительность фиксации сокращается, а амплитуды саккад удлиняются с возрастом.
Где на фиксацию движений глаз влияют как восходящие, так и нисходящие факторы. Даже первый взгляд на сцену влияет на последующие движения глаз. В восходящих факторах местный контраст или заметность элементов изображения, таких как большой контраст яркости или большая плотность краев, могут влиять на управление движениями глаз. Однако нисходящие факторы сцен больше влияют на то, где глаза фиксируются. Области, содержащие более значимые элементы, или области, в которых цвет помогает различать объекты, могут влиять на движения глаз. Изображения, которые относятся к предыдущим показанным изображениям, также могут иметь эффект. Движения глаз также можно направлять к предметам, если они слышны устно и одновременно видят их. В межкультурном контексте было обнаружено, что жители Запада склонны концентрироваться на основных объектах сцены, тогда как жители Восточной Азии больше обращают внимание на контекстную информацию.
Средняя продолжительность фиксации для около 330 мс, хотя это приближение сильно различается. Эта изменчивость в основном связана со свойствами изображения и выполняемой задачей, которые влияют как на восходящую, так и нисходящую обработку. Было обнаружено, что маскирование изображения и другие ухудшения, такие как уменьшение яркости, во время фиксации (факторы, влияющие на восходящую обработку), увеличивают продолжительность продолжительности фиксации. Однако улучшение изображения этими факторами также увеличивает продолжительность фиксации. Было обнаружено, что факторы, влияющие на обработку данных сверху вниз (например, размытость ), как увеличивают, так и уменьшают продолжительность фиксации.
Для описания движения глаз могут использоваться следующие термины :
