Бинокулярное зрение

Бинокулярное зрение — это способность человека и многих животных одновременно видеть объект двумя глазами, при которой в зрительной системе формируется единый, объёмный образ. Бинокулярное зрение обеспечивается скоординированной работой глазных мышц, зрительных нервов и коры головного мозга, что позволяет воспринимать глубину пространства, расстояние до предметов и их трёхмерную форму. Основным преимуществом бинокулярного зрения является стереопсис — способность оценивать удалённость объектов на основе разницы в изображениях, получаемых каждым глазом (бинокулярный параллакс).

Физиологические основы

Механизм слияния изображений

Для формирования единого зрительного образа необходимо, чтобы изображения от правого и левого глаза совпадали по размеру, яркости, цвету и контуру. В коре головного мозга, в зоне V1 (первичная зрительная кора), происходит процесс фузии — слияния двух монокулярных изображений в одно стереоскопическое. Если изображения слишком различаются (например, при анизометропии — разной рефракции глаз), возникает диплопия (двоение).

Роль глазодвигательных мышц

Для удержания объекта в зоне бинокулярного фиксации необходима точная координация шести глазодвигательных мышц каждого глаза. При рассматривании удалённых предметов зрительные оси глаз располагаются почти параллельно, а при взгляде на близкие объекты происходит конвергенция — сведение зрительных осей к носовой перегородке. Одновременно с конвергенцией происходит аккомодация — изменение кривизны хрусталика для фокусировки на разных расстояниях.

Фузионные резервы

Способность зрительной системы преодолевать небольшие расхождения в изображениях (например, при лёгком косоглазии) называется фузионными резервами. Они измеряются в градусах и зависят от тренированности глазодвигательного аппарата. У здорового человека фузионные резервы позволяют компенсировать отклонения до 3–5° по горизонтали и до 1–2° по вертикали.

Развитие в онтогенезе

Бинокулярное зрение не является врождённым — оно формируется в первые годы жизни. У новорождённых движения глаз хаотичны, фиксация предмета неустойчива. К 2–3 месяцам появляется способность к кратковременной бинокулярной фиксации. Окончательное становление стереоскопического зрения происходит к 6–7 годам, когда завершается миелинизация зрительных путей и достигается зрелость корковых механизмов фузии.

Критическим периодом для развития бинокулярного зрения считается возраст до 3–4 лет. Если в этот период один глаз исключается из зрительного акта (например, при косоглазии или катаракте), может развиться амблиопия («ленивый глаз») — необратимое снижение остроты зрения, не поддающееся коррекции очками.

Классификация нарушений

Косоглазие (страбизм)

Косоглазие — это состояние, при котором зрительные оси глаз не параллельны при взгляде на объект. Различают:

• Содружественное косоглазие — угол отклонения постоянен, подвижность глаз не ограничена. Чаще всего возникает в детстве на фоне аметропии (дальнозоркости или близорукости).
• Паралитическое косоглазие — вызвано поражением глазодвигательных нервов или мышц (например, при травмах, инсультах, опухолях). Подвижность глаза в сторону поражённой мышцы ограничена.

По направлению отклонения выделяют сходящееся (эзотропия), расходящееся (экзотропия) и вертикальное (гипертропия) косоглазие.

Анизометропия

Значительная разница в рефракции между глазами (более 2,5 диоптрий) препятствует нормальной фузии. Мозг не может совместить два изображения разного размера, что приводит к подавлению сигнала от одного глаза и утрате бинокулярного зрения.

Амблиопия

Функциональное снижение остроты зрения одного глаза, не связанное с органическими изменениями. Возникает при длительном выключении глаза из зрительного акта (например, при косоглазии или анизометропии). Лечение наиболее эффективно в детском возрасте (до 7–8 лет) и включает окклюзию (заклеивание) здорового глаза и плеоптическое лечение.

Диагностика

Субъективные методы

• Тест с прикрыванием (cover test) — врач поочерёдно закрывает глаза пациента, наблюдая за установочными движениями. Позволяет выявить явное и скрытое косоглазие.
• Четырёхточечный цветотест (тест Уорса) — пациент смотрит через красный и зелёный фильтры на четыре светящиеся точки. По количеству видимых точек и их цвету оценивают характер зрения (бинокулярное, монокулярное или одновременное).

Объективные методы

• Синоптофор — прибор, разделяющий поля зрения правого и левого глаза. Позволяет измерить угол косоглазия, фузионные резервы и определить наличие бинокулярного слияния.
• Авторефрактометрия — определяет рефракцию каждого глаза, выявляя анизометропию.
• Офтальмоскопия — осмотр глазного дна для исключения органических поражений сетчатки и зрительного нерва.

Значение для человека

Бинокулярное зрение является важнейшим эволюционным приобретением, особенно для хищников и приматов. У человека оно обеспечивает:

• Точную оценку расстояний — необходимую для ходьбы, вождения автомобиля, занятий спортом и выполнения точных ручных операций (хирургия, сборка механизмов).
• Восприятие объёма — позволяет различать выпуклые и вогнутые формы, оценивать рельеф поверхности.
• Повышение остроты зрения — за счёт суммирования сигналов от двух глаз (бинокулярная суммация) контрастная чувствительность и острота зрения в среднем на 10–15% выше, чем при монокулярном зрении.
• Расширение поля зрения — два глаза обеспечивают поле зрения около 180° по горизонтали, тогда как один глаз — примерно 150°.

Интересные факты

• У некоторых животных (например, у лошадей и кроликов) глаза расположены по бокам головы, что даёт почти круговой обзор, но бинокулярное поле зрения при этом очень узкое. У хищников (кошек, сов) глаза направлены вперёд, обеспечивая максимальное стереоскопическое зрение.
• В оптических приборах (биноклях, стереомикроскопах) бинокулярное зрение имитируется с помощью двух независимых оптических каналов, создающих параллакс.
• У людей с монокулярным зрением (например, после потери одного глаза) способность оценивать расстояние не исчезает полностью — она компенсируется за счёт монокулярных признаков глубины (относительный размер, перекрытие, текстура, тени и движение параллакса).

Источники

1. Аветисов Э. С. «Бинокулярное зрение и его нарушения». — М.: Медицина, 1986.
2. Сомов Е. Е. «Методы исследования бинокулярного зрения». — СПб.: ВМедА, 2002.
3. Глазные болезни: учебник / под ред. В. Г. Копаевой. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018.
4. Кащенко Т. П., Козлова И. В. «Современные подходы к диагностике и лечению косоглазия». — Вестник офтальмологии, 2020, № 5.