Эмпирический горизонтальный гороптер и методы его построения

В конце XIX в. Геринг и Хиллебранд обнаружили, что реальный (эмпирический) гороптер обычно имеет меньшую кривизну, чем теоретический гороптер, описанный окружностью Виса — Мюллера. В науке существует несколько способов определения эмпирического гороптера. Геринг использовал процедуру, которую в настоящее время называют методом определения видимого гороптера во фронтально-параллельной плоскости (Apparent Pronto-Parallel Plane (AFPP) method). Среди всех методов, позволяющих получить эмпирический гороптер, этот — самый распространенный.

Согласно ЛГ’РР-процедуре испытуемого просят фиксировать взгляд на центральной точке и при этом относительно точки фиксации установить другие точки так, чтобы они казались расположенными на равном расстоянии от наблюдателя (рис. 6.46, а). Из теории стереопсиса мы знаем, что условием восприятия относительной удаленности точек друг от друга является стимуляция диспаратных точек на сетчатках. Следовательно, если наблюдателю кажется, что точки равноудалены от него, то они имеют нулевую диспаратность, т. е. лежат на гороптере. Получаемый в результате такой процедуры гороптер называют фронтально-параллелъным^[1].

Э. Геринг в 1863 г., а затем Ф. Хиллебранд в 1893 г. экспериментально установили, что по мере увеличения расстояния от наблюдателя до точки фиксации кривизна эмпирического фронтально-параллельного гороптера уменьшается, при определенном значении становится нулевой, а при дальнейшем увеличении расстояния становится отрицательной (рис. 6.46, б). Данный эффект связан с асимметрией расположения корреспондирующих точек на сетчатке глаз. Отклонение эмпирического фронтально-параллельного гороптера от теоретического (круга Виса — Мюллера) называют отклонением (девиацией) Геринга — Хиллебранда (рис. 6.48).

Рис. 6.46. Принцип определения эмпирического фронтально-параллельного гороптера¹:

а — установка для определения гороптера; б — форма гороптера в зависимости от расстояния до точки фиксации.

Рис. 6.47. Прибор для построения эмпирического фронтально-параллельного гороптера²:

с помощью ручки наблюдатель может установить подвижные стержни, перемещающиеся по направляющим каналам, на требуемом расстоянии.

Рис. 6.48. Отклонение (девиация) Геринга — Хилдебранда — отклонение эмпирического гороптера от теоретического:

F — точка фиксации; VM — круг Виса — Мюллера; темные точки — эмпирический.

AFPP- гороптер Помимо описанного выше метода существуют другие методы построения гороптера, отличающиеся по тому, какой критерий для определения гороптера используется. В Л/'РД-процедуре в качестве критерия используется видимое равное расстояние между тестовыми стержнями и наблюдателем. Также в качестве критерия построения используют идентичные зрительные направления, порог диплопии, порог стереоразличения, нулевую конвергенцию и др. Следовательно, в зависимости от процедуры, которую применяет исследователь для построения гороптера, выделяют следующие виды эмпирического гороптера:

• • ЛДРР-гороптер, или гороптер равных расстояний (equidistance horopter), рассмотренный выше;
• • гороптер порога стереоразличения (stereoacuity horopter)-,
• • нониусный гороптер (nonius horopter)-,
• • гаплопический гороптер, или гороптер порога диплопии (haplopia horopter, diplopia threshold horopter).

Все эти виды гороптера относятся к группе эмпирических гороптеров, так как они построены с использованием экспериментальных методов для конкретных испытуемых. Критерием для построения гороптера сгереоразличения служит порог стереоразличения (порог глубинного различения) — та минимальная диспаратность точек, которую наблюдатель может обнаруживать (рис. 6.49). Испытуемому предъявляется точка для фиксации, и его задача состоит в том, чтобы установить другую точку относительно точки фиксации на минимально воспринимаемом удалении.

Puc. 6.49. Порог стереоразличения, равный а: минимальная диспаратность, или минимальная разница в зрительных направлениях точки, которую наблюдатель может обнаружить Метод определения гороптера через установление идентичных зрительных направлений, или нониусный метод считается самым точным, но наиболее трудоемким. Он получил свое название благодаря португальскому математику Педро Нунишу (Pedro Nunez, латинизированное имя — Nonius), который в начале 16 века изобрел особый вид шкалы^[2], устанавливаемой на различных измерительных приборах и инструментах и служащей для более точного определения количества долей делений (рис. 6.50).

Рис. 6.50. Пример нониус-шкалы для определения точного деления:

нижняя часть шкалы подвижна, за счет чего можно совместить нижнее и верхнее деления, как показано пунктиром, что дает более точное измерение (до десятых долей) Аппарат для построения нониусного гороитера похож на аппарат для определения видимого фронтально-параллельного гороитера (см. рис. 6.47), за исключением, что перед обоими глазами устанавливаются два фильтра таким образом, чтобы стержень фиксации был виден обоими глазами, а подвижный стержень был виден частично: верхняя половина стержня видна правым глазом, а нижняя — левым (рис. 6.51).

Рис. 6.51. Процедура определения нониусного гороптера¹:

а — установка, включающая в себя фильтры с отверстиями, и тестовый подвижный стержень; 6 — точка фиксации и тестовый стержень, видимый обоими глазами Процедура определения нониусного гороптера состоит в том, что испытуемый должен установить тестовый стержень таким образом, чтобы обе его половины — и видимая правым глазом, и видимая левым глазом — совпали, как совпадают друг с другом деления на нониусной шкале. Поскольку обе половины тестового стержня видятся монокулярно, полностью стержень не будет восприниматься слитно (гак как он стимулирует некорреспондирующие точки сетчатки из-за разных окулоцентрических зрительных направлений) до тех пор, пока обе части этого стержня будут лежать на гороптере. Поэтому они видятся со сдвигом друг относительно друга. Обе части стержня будут совпадать и выровняются в прямую линию, когда они обе будут лежать на одном окулоцентрическом направлении.

Все точки гороптера имеют нулевую диспаратность, так как лежат на одном зрительном направлении; все точки вне гороптера обладают определенной диспаратностью, которая увеличивается по мере увеличения рас-^[3]

стояния от гороптера. Однако, если диспаратность не очень велика, мозг все еще способен осуществлять фузию.

В 1858 г. датский ученый Петер Людвиг Панум (1820—1885) показал, что диплопия начинается на некотором удалении от окружности Виса — Мюллера как перед окружностью, так и за окружностью гороптера, а в пределах этой зоны все точки воспринимаются слитно. Эта зона за и перед гороптером получила название фузионной зоны Панума.

В эксперименте Панума испытуемому предлагалось фиксировать неподвижный стержень (рис. 6.52, а). При смещении второго стержня, расположенного справа, вперед или назад от точки фиксации в определенный момент появится диплопия. Зона Панума является более узкой возле точки фиксации и расширяется по мере удаления от фиксации вправо или влево (рис. 6.52, в).

Рис. 6.52. Определение фузионной зоны Панума:

а — общий принцип; 6 — форма зоны Панума. Левый объект — это точка фиксации, он неподвижен. Правый объект перемещается в пределах точки фиксации (показаны две позиции — между точкой фиксации и наблюдателем и от точки фиксации в сторону бесконечности) до того места, где начинается зона двоения Горонтер проходит через центр зоны Панума, и использование процедуры по определению зоны Панума легло в основу еще одного метода определения эмпирического гороптера, позволяющего получить так называемый гаплопический^[4] горонтер, или горонтер порога диплопии. Согласно этому методу, гороптер определяется как середина зоны Панума, поэтому здесь находятся границы этой зоны, т. е. пороговые значения, при которых начинается диплопия, а затем вычисляется срединная точка, которая, как считается, лежит на гаплопическом гороптере.

• [1] В эксперименте Геринга использовались нс стержни, а точки, поэтому такой гороптерназывают точечным. Если для построения фронтально-параллельного гороптера используютстержни, как показано на рис. 6.46 и рис. 6.47, то такой гороптер называют лонгитыодным (продольным) (longitudinal horopter — от англ, longitude — долгота).
• [2] Шкала Нониуса (верньер-шкала) — вспомогательная шкала, устанавливаемая на различных измерительных приборах и инструментах, служащая для более точного определенияколичества долей делений. Принцип работы шкалы основан на том факте, что глаз гораздоточнее замечает совпадение делений, чем определяет относительное расположение одногоделения между другими. Шкала нониус обычно имеет те же десять делений, что и основнаяшкала, а по длине равна только девяти ее делениям. Современная конструкция шкалы былапредложена французским математиком П. Вернье в 1631 г., в честь которого ее называюттакже «верньер». Название «нониус» это приспособление получило в честь португальскогоматематика П. Нунишакоторый изобрел прибор другой конструкции, но использующий тотже принцип.
• [3] Цит. по: Ogle К. N. A consideration of the horopter // Investigative Ophthalmology. 1962.Vol. 1 (4). P. 446−461.
• [4] 2 Гаплопия (англ, haplopia, от греч. Ilaploieides — одиночный) — нормальное, одиночноезрение; термин «гаплопия» противоположен по значению диплопии.