Роль движений глаз в процессе зрения

Из формулы (2) следует, что скорость скачка плавно нарастает, достигает какого-то максимума и затем плавно убывает до нуля. Для скачков меньших 15—20° нарастание и падение скорости протекает по синусоидальному закону (время нарастания скорости и время ее падения приблизительно равны). Для больших скачков (превышающих 20°) нарастание скорости занимает время, меньшее половины продолжительности скачка. Соответственно большая часть времени приходится на падение скорости скачка. Максимальные скорости скачков явно зависят от их величины.

Так, например, при пятиградусном скачке глаз достигает максимальной скорости 200 град/сек, при двадцатиградусном скачке — около 450 град/сек. Изучение записей, подобных изображенным на рис. 72, показывает, что максимальное ускорение при скачке достигается глазом в самом начале скачка и в самом конце (в конце — ускорение с обратным знаком, тормозящее скачок).

Абсолютные величины обоих ускорений для небольших скачков почти одинаковы, для больших (превышающих 20°) сильно отличаются (ускорение в начале скачка оказывается большим ускорения в конце скачка).

Величина ускорений явно зависит от величины скачка. Например, для скачка в 5° оно равно приблизительно 15 000 град/сек², а для скачка в 20° — около 20 000 град/сек².

Если пренебречь трением глаза в глазнице, считать глаз шаром, а стекловидное тело и другие внутриглазные среды жестко связанными со склерой глаза, то, зная ускорения, нетрудно подсчитать силы, приводящие глаз в движение в процессе скачка. Принимая радиус глаза равным 1,2 см, а удельный вес равным 1, получим, что максимальные усилия мышц в начале скачка в 5° будут равны приблизительно 1 г, а в начале скачка в 20° — около 1,5 г. Рассматривая такой идеальный случай, мы, естественно, должны помнить, что глаз вращается не в воздушной среде, а в глазнице. Поэтому даже если принять, что мышечные усилия затрачиваются только на вращение глазного яблока, то и в этом случае они будут значительно превышать силы, указанные в наших примерах. направление всех его сторон составляло 45° к горизонту. На рис. 83 видно, как резко отличаются записи скачков в указанных двух случаях.

Чтобы выяснить, не обусловливается ли кривизна косых скачков вращательными (вокруг геометрической оси) движениями глаз, был проведен опыт, в котором использовалась присоска П₁ с необычным положением зеркальца. Зеркальце закреплялось на присоске в положении, при котором во время опыта оно оказывалось в сагиттальной плоскости. Иными

Рис. 83. Запись скачков между углами двух квадратов на неподвижную светочувствительную бумагу

словами, оно оказывалось параллельным вертикальному сечению, проходящему через ось глаза, а его отражающая поверхность была обращена к виску. Соответственно с височной стороны, т. е. сбоку, размещали осветитель и светочувствительный материал (лист фотобумаги).

Во время опыта испытуемому предлагали совершить глазами несколько скачков между всеми углами двух квадратов, расположенных во фронтальной плоскости, описание которых уже приводилось в предыдущем опыте. Положение зеркальца в данном случае оказывалось таким, что на светочувствительной бумаге могли записываться только горизонтальные движения глаза и вращательные движения глаз вокруг его геометрической оси (или, грубо говоря, вокруг зрительной оси). Запись вертикальных движений производиться не могла. Результаты опыта показаны на рис. 84.

Рис. 84. Запись скачков между углами двух квадратов на неподвижную светочувствительную бумагу в условиях, когда могут записываться только горизонтальные составляющие движений и вращательные движения глаза вокруг зрительной оси

Совершая скачки между углами квадратов, глаз совершал восемь различных движений: два по вертикали (вверх и вниз), два по горизонтали (слева направо и справа налево) и четыре по-разному направленных косых движения. Эти результаты говорят о том, что в норме, когда голова наблюдателя и объект восприятия неподвижны, сколько-нибудь заметных движений вокруг геометрической оси глаза не наблюдается и, следовательно, кривизна линий записи косых скачков не может обусловливаться вращательными (вокруг геометрической оси) движениями глаз. Кривизна косых скачков может происходить вследствие разновременной работы различных мышц. Попутно заметим, что довольно большие вращательные движения глаз (относительно глазницы) можно наблюдать в условиях, когда испытуемый смотрит на неподвижный предмет, а сам при этом поворачивает голову вокруг оси циклопического глаза.

Известно, что если два гармонических колебания складываются под углом, то получаются криволинейные траектории, так называемые фигуры Лиссажу. Поскольку записи горизонтальных и вертикальных скачков глаз (меньших 15—20°) хорошо аппроксимируются синусоидой, то не исключено, что записи косых скачков в основном представляют собой фигуры Лиссажу.