Реферат по психологии на тему Нейронные механизмы стереоскопического зрения.

Введение
Фундаментальное понимание нейронных механизмов стереопсиса является центральной проблемой современной нейробиологии, раскрывающей общие принципы обработки сенсорной информации мозгом. Исследования в этой области лежат на стыке физиологии, психофизики и вычислительной нейробиологии.
Прикладное значение этих знаний чрезвычайно велико. В офтальмологии и оптометрии понимание механизмов бинокулярного зрения позволяет разрабатывать эффективные методы диагностики и лечения таких распространенных патологий, как амблиопия ("ленивый глаз"), косоглазие и стереослепота. В настоящее время активно развиваются методы виртуальной и дополненной реальности (VR/AR), где создание убедительного стереоскопического эффекта является критически важной задачей. Знание того, как мозг обрабатывает глубину, позволяет создавать более комфортные и эффективные интерфейсы. Кроме того, робототехника и компьютерное зрение заимствуют принципы биологического стереозрения для разработки систем машинного зрения, способных навигации в трехмерном пространстве.
Цель: рассмотреть механизмы стереоскопического зрения.
Задачи:
1. Рассмотреть анатомо-физиологические основы стереоскопического зрения.
2. Рассмотреть нейронные механизмы обработки бинокулярной информации.






Глава 1. Анатомо-физиологические основы стереоскопического зрения
1.1. Бинокулярность как основа стереопсиса
Ключевым условием для возникновения стереопсиса является бинокулярность - наличие двух глаз, расположенных на некотором расстоянии друг от друга (около 60-65 мм у взрослого человека). Такое расположение создает основу для получения двух несколько различных проекций одного и того же объекта. Область пространства, видимая одновременно обоими глазами, называется бинокулярным полем.
Однако простое наличие двух глаз недостаточно. Для успешного слияния двух изображений в единый зрительный образ необходимо выполнение ряда условий [4]:
1. Корреспонденция ретинальных точек. Существуют точки на сетчатках левого и правого глаза, которые являются функционально идентичными. При фиксации взгляда на объекте его изображение проецируется на центральные ямки (фовеа) обеих сетчаток - корреспондирующие точки, что воспринимается как один объект.
2. Фузия. Сам процесс слияния двух монокулярных изображений в единый циклопеанский образ. Этот процесс осуществляется зрительной корой головного мозга.
3. Вергентные движения глаз. Способность глаз совершать дивергентные (разведение) и конвергентные (сведение) движения для точной фиксации объекта на корреспондирующих точках сетчаток независимо от его расстояния.
1.2. Ретинальная диспарантность: источник информации о глубине
Ретинальная (сетчаточная) диспарантность - это горизонтальное смещение изображений одного и того же объекта на сетчатках левого и правого глаза. Именно этот параметр является первичным сигналом для оценки глубины.
Можно выделить два основных типа диспарантности [3]:
1. Горизонтальная диспарантность. Наиболее важный для стереопсиса тип. Объекты, расположенные ближе точки фиксации, проецируются на некорреспондирующие точки сетчатки, смещенные в височном направлении ("перекрещенная" диспарантность). Объекты, расположенные дальше точки фиксации, проецируются на точки, смещенные в назальном направлении ("неперекрещенная" диспарантность). Нулевая диспарантность соответствует объектам, находящимся точно на расстоянии фиксации.
2. Вертикальная диспарантность. Как правило, является артефактом или возникает при нарушении работы глазодвигательных мышц и не используется мозгом для восприятия глубины, а служит сигналом для вергентных движений глаз.
Величина диспарантности напрямую связана с расстоянием до объекта. Мозг, анализируя эту величину, способен с высокой точностью вычислять относительное и абсолютное расстояние в пространстве. Способность различать минимальные изменения диспарантности называется стереоостротой и является мерой тонкости стереоскопического восприятия.
1.3. Путь зрительной информации: от сетчатки к коре
Обработка зрительной информации, необходимой для стереопсиса, начинается уже на периферии, но основные нейронные механизмы реализуются в коре головного мозга.
Ганглиозные клетки сетчатки кодируют базовую информацию о контрасте, краях и других особенностях изображения. Аксоны этих клеток образуют зрительные нервы. В области зрительного перекреста (хиазмы) происходит частичное перекрещивание волокон: информация от правых половин сетчаток обоих глаз направляется в правое ЛКТ, а от левых - в левое ЛКТ. Таким образом, в каждом ЛКТ представлена информация от контралатерального поля зрения. Важно отметить, что в ЛКТ нейроны, получающие сигналы от левого и правого глаза, организованы в отдельные пластины (слои). Аксоны нейронов ЛКТ проецируются в первичную зрительную кору (поле 17 по Бродману).