Фев 23

Зрительный анализатор

Известно, что надежность работы космонавта в значительной степени зависит от функционального состояния органа зрения. Вместе с тем установлена высокая ранимость зрения при длительно действующих ускорениях различной направленности.

В практике авиационной медицины зрительные расстройства используют в качестве достоверного критерия предела переносимости человеком ускорений + Gz. Обусловлено это тем, что нарушения функции зрения при действии + Gz ускорений являются предвестниками потери сознания вследствие снижения уровня мозгового кровообращения.

В зависимости от величины и продолжительности действия ускорений в нарушениях зрения отмечается ряд последовательных фаз: сужение поля зрения, появление серой, а затем черной пелены и, наконец, полная потеря зрения. Сенсорные ощущения по определению людей, подвергавшихся воздействию ускорений, состоят в появлении «серой вуали», «дымки», «белесого тумана», «видения сквозь дождь или туман» и т. д., а затем «полной черноты» перед глазами при сохранении сознания и слуха. Порог появления серой и черной пелены зависит от позы человека по отношению к вектору инерционных сил, величины и длительности их действия, а также функционального состояния организма. Важно отметить, что часто зрительные расстройства наступают в начале действия ускорения, а затем, несмотря на продолжение воздействия, на 8–12-й сек. исчезают и зрение иногда полностью восстанавливается. Это объясняется запаздыванием развития компенсаторных реакций и в первую очередь со стороны сердечнососудистой системы, латентный период включения которой как раз и составляет указанное время.

Таблица 5. Пороги появления нарушений зрения и сознания при действии ускорений + Gz (L. В. Cochran et al.).

Симптомы Средний порог Стандартные отклонения Крайние значения
Потеря периферического зрения 4,1 ±0,7 2,2-7,1
Черная пелена 4,7 ±0,8 2,7-7,8
Потеря сознания 5,4 ±0,9 3,0-8,4

Примечание. Выпрямленная поза «сидя», расслабление мышц, скорость нарастания ускорений 1,0 g/сек.

Пороги нарушений зрения при действии ускорений + Gz, установленные Л. В. Кохраном и др. на 1000 испытуемых, приведены в табл. 5.

При поперечных ускорениях также возникают зрительные нарушения. Пороги появления серой и черной пелены при ускорениях + Gx определяются позой испытуемого.

Расчетные данные позволяют определять в процентах относительные величины составляющих по осям + Gz и + Gx от результирующего вектора ускорения, а также относительную величину ретино-аортальной + Gz составляющей (по оси сетчатка глаза – дуга аорты) при различных положениях тела в кресле (от позы «лежа на спине» до позы «сидя»). Используя абсолютную величину ретино-аортальной составляющей, можно предсказать вероятность возникновения зрительных расстройств.

Пороги возникновения серой пелены для различных эффективных физиологических углов (рис. 23) были установлены экспериментально.

При позе с углом наклона спинки кресла (SA+є–20–25°), когда инерционные силы по оси «голова–таз» составляют значительную величину, зрительные нарушения являются предвестником потери сознания. В этих случаях так же, как и при продольных ускорениях + Gz, функция зрения строго коррелирует с нарушениями общей гемодинамики. При более горизонтальном положении тела (SA+є–10–12°) зрительные нарушения не являются предвестником потери сознания, хотя и свидетельствуют о нарушении кровообращения в сетчатке глаза. Так, при оптимальной позе (SA+є–10°) зрение полностью «выключается» при ускорениях величиной +14,0–16,0 Gx, а потери сознания не наступает.

Следовательно, зрительные расстройства, вызванные действием поперечных ускорений + Gx, при различном положении тела имеют неодинаковую значимость для оценки состояния организма.

По мере нарастания величины ускорений отмечаются снижение остроты зрения и сужение поля зрения, падение абсолютной световой контрастной чувствительности, увеличение времени реакции на световые сигналы.

По данным Р. А. Вартбаронова и др., острота зрения при действии ускорений различного направления (+ Gz и + Gx) изменялась неодинаково (рис. 24). По достижении предельных ускорений + Gz (свыше 6,0 g) острота зрения резко падала в связи с появлением у большинства испытуемых зрительных расстройств. При воздействии поперечных ускорений снижение остроты зрения оказалось менее выраженным.

Достоверное снижение остроты зрения наблюдалось при действии поперечных ускорений начиная с величины + 6,0 Gx при позе в кресле с углом наклона спинки кресла 25° и с величины + 10,0 Gx при угле наклона спинки 10°.

При ускорениях – Gx зрительные нарушения становятся заметными при величине ускорений 6,0–8,0 G.

Высказывались предположения, что причиной затуманивания и снижения остроты зрения при ускорениях – Gx могли быть смещения роговицы. Однако Т. А. Смедал, используя специальную оптическую аппаратуру, не нашел изменений, свидетельствующих о деформации роговицы. Вероятно, эти нарушения зрения были обусловлены обильным слезотечением.

Существенную роль в снижении остроты зрения при воздействии ускорений может играть контрастная, или дискриминационная, чувствительность глаза, которая является основой предметного видения. Высокий уровень контрастной чувствительности имеет существенное значение для правильного восприятия зрительной информации человеком.

Пороги контрастной чувствительности глаза увеличиваются с уменьшением фоновой освещенности и возрастают для каждого уровня освещенности по мере увеличения ускорений + Gz и + Gx. При ускорениях + Gz пороги контрастной чувствительности выше, чем при + Gx.

Исследованиями Р.А. Вартбаронова, Н.X. Ешанова и др. установлено, что нарушения зрительных функций, по данным исследования контрастной чувствительности и времени реакции оператора, наступали задолго до появления гемоциркуляторных расстройств, характеризующихся появлением серой и черной пелены.

Рис. 23. Зависимость возникновения «серой пелены» от позы человека (R. M. Chambers)

Рис. 24. Острота зрения человека во время воздействия ускорений различного направления (Р. А. Вартбаронов и др.)

Наиболее ранние изменения отмечены при ускорении + Gx величиной 4,0 g (при позе SA+є–10°). С ростом ускорений наблюдалось увеличение времени реакции на световые сигналы и в последнюю очередь снижение остроты зрения.

Представляют интерес и постепенные изменения при ускорениях абсолютного зрительного порога, т. е. минимального светового раздражения, воспринимаемого человеком.

По данным У. Л. Уайта, порог центрального зрения при ускорениях + 3,0 Gz почти в 2 раза, а при + 4,0 Gz в 3,4 раза выше, чем при 1,0 Gz (при 50-процентном уровне вероятности), порог периферического восприятия увеличивается в 1,5 раза при 2,0 Gz, в 3 раза при 3,0 Gz и в 4 – при + 4 Gz.

Зрачковые реакции, по данным Г. А. Смедала, при действии ускорений не меняются. Э. Л. Бекман и др.  отмечали расширение зрачка, совпадающее с потерей периферического зрения.

Таким образом, при длительно действующих ускорениях возникают сужение поля зрения, ограничение произвольных движений глазных яблок вплоть до атаксии, ухудшаются распознавание сигналов низкой интенсивности, контрастной чувствительности и различение мелких деталей.

Большинство авторов объясняет нарушения зрения расстройствами регионарной гемодинамики и развитием гипоксии в сетчатке. Однако некоторые авторы связывают их с изменениями в деятельности коркового отдела зрительного анализатора, и, наконец, небольшая часть исследователей не дифференцирует этих механизмов.

Зрение отчетливо нарушается под влиянием измененного гидростатического давления, а симптомы его нарушения проявляются на уровнях, предшествующих потере сознания. По-видимому, в условиях воздействия ускорений кровоснабжение глаза может совершаться нормально лишь в том случае, если давление крови в центральной артерии сетчатки будет превышать уровень внутриглазного давления, которое в норме равно 22–23 мм рт. ст. (с колебаниями от 18 до 30 мм рт. ст.).

В подтверждение этому Э. Г. Ламберт показал, что применение отрицательного давления в 30–40 мм рт. ст. на глазное яблоко с помощью присасывающихся очков поднимало порог появления черной пелены. Результаты этих опытов позднее полностью подтвердились. По желанию понижением давления в герметизированной камере перед одним глазом этому глазу возвращали ясное зрение, в то время как другой глаз, перед которым давление не понижалось, оставался слепым.

Т. Д. Дуэн проводил у людей и обезьян прямое офтальмоскопирование глазного дна во время действия ускорений + Gz в момент появления черной пелены, а также измерял артериальное давление в лучевой артерии при положении руки на уровне глаза. Была установлена корреляция между изменениями функции зрения и морфологическими сдвигами в области глазного дна. Данные этого исследования представлены на табл. 6.

Таблица 6. Нарушения функции зрения и изменения глазного дна при ускорениях + Gz (Duane Т. D.)

Стадия Субъективные ощущения Объективные данные
I Потеря периферического зрения Пульсация артериол, периодическое обескровливание
II Черная пелена Обескровливание и спазм артериол
III Восстановление центрального и периферического зрения Восстановление пульсации артериол и временное расширение вен

С. Д. Леверетт, У. А. Ньюсон и др. получили фотографии глазного дна человека при действии ускорений + Gz во время зрительных нарушений и при их отсутствии. Авторы зарегистрировали определенную динамику изменений ретинального кровообращения, аналогичную той, которую получил Т. Д. Дуэн при офтальмоскопировании. При ясном зрении офтальмоскопические изменения на глазном дне практически отсутствовали, а во время черной пелены они были максимально выражены вплоть до прекращения кровотока в сосудах сетчатки (рис. 25).

Исходя из того, что внутренние слои сетчатки высокочувствительны к гипоксии, можно считать, что при ишемии сетчатки возникает гипоксия этих слоев. Критической точкой приложения гипоксии являются симпатические соединения ганглионарных и биполярных клеток сетчатки.

В настоящее время экспериментально установлено, что зрительные расстройства типа серой пелены у человека при действии ускорений + Gz возникают при понижении систолического артериального давления на уровне головы ниже 50 мм рт. ст.

При действии поперечных ускорений + Gx и положении испытуемого в оптимальной позе, когда инерционные силы по вектору «голова–таз» составляют небольшую величину (не более 18–20% от общей величины ускорений), зрительные расстройства также свидетельствуют о нарушении кровообращения в сетчатке глаза. Они обусловлены, очевидно, в первую очередь нарушением регионарного кровообращения в сосудах глаза, но не являются предвестником критического снижения уровня мозгового кровообращения и, следовательно, потери сознания.

Результаты исследований сосудистых реакций в сетчатке глаза человека после воздействия поперечных ускорений + Gx позволили выделить две фазы изменений со стороны глазного дна в последействии. В первую фазу – непосредственно и в первые часы после окончания воздействия – преобладают явления реактивной гиперемии (гиперемия и стушеванность границ дисков зрительных нервов, эктазии капилляров, расширения артерии и вен сетчатки). Во вторую фазу – от нескольких часов до суток – преобладают явления, связанные с нарушением проницаемости сосудистых стенок сетчатки (периваскулярный отек сетчатки, увеличение размеров физиологической скотомы). Выраженность изменений в сосудистой системе сетчатки зависит от величины и времени действия ускорений.

Нарушения регионарного кровообращения в сосудах глаза при поперечных ускорениях могут быть обусловлены также и за счет составляющей инерционных сил, направленных по оси «лоб – затылок».

Если большинство исследователей полагает, что расстройства зрения при ускорениях обусловливаются аноксией клеток сетчатки и головного мозга вследствие гемодинамических нарушений, то существуют и другие представления. Б. М. Савин считает, что в основе нарушения деятельности зрительного анализатора при ускорениях лежит смешанный корково-ретинальный механизм с усилением тормозных процессов в нейронах сетчатки, снижением возбудимости нейронов коркового отдела зрительного анализатора и замедлением синоптической передачи в нейронах зрительного тракта.

Похожие статьи:

  1. Устойчивость человека к ускорениям и критерии ее оценки Оценка устойчивости организма к действию ускорений зависит от характера выбранного...
  2. Сердечнососудистая система Нарушения в системе кровообращения во время действия ускорений по сравнению...
  3. Потеря сознания под влиянием перегрузки Технические возможности современных самолетов, способных создавать быстро нарастающие и длительные...

автор admin \\ теги: ,



Написать ответ

Вы должны войти чтобы комментировать.