И КОМПЕНСАЦИИ НАРУШЕНИЙ
ЗРИТЕЛЬНЫХ ФУНКЦИЙ
В наших психофизиологических исследованиях установлены существенные нарушения зрительных функций, необходимых для реализации процесса опознания, у детей с органическими заболеваниями зрительно-нервного аппарата. Это обусловлено нарушениями сетевых механизмов зрительной системы. При наличии в ней распространенного патологического процесса часть нервных клеток и связей между ними гибнет, у других снижается уровень функционирования. В результате ослабляется синхронность реакций нервных элементов в ответ на внешнее воздействие. Вследствие этой функциональной дезинтеграции в нейронных сетях зрительного коркового центра внешний стимул не создает такой профиль ансамбля нервных клеток, как в норме. Дефицитарная нейронная микросеть зрительного центра, входящая в многоуровневую систему нейронов других корковых областей, определяет снижение высшей интегративной деятельности мозга, что и обусловливает нарушения опознания изображений. Поэтому чрезвычайно важна хотя бы частичная компенсация ослабления функционирования нейронных ансамблей в зрительном корковом центре.
Эффективным методом компенсации может быть только метод, направленный на активизацию функциональных связей между элементами нейронной сети. В качестве такого метода избрано воздействие на фундаментальное свойство нервных образований— пластичность, которая имеет универсальный характер и рассматривается как механизм обучения.
Исследования, проведенные на животных и человеке, показали, что адекватная ритмическая стимуляция глаз активирует механизмы пластичности и улучшает функциональное состояние нервных сетей зрительной системы. В сответствии с теорией Е. Н. Соколова повторная ритмическая стимуляция глаз богатым набором изображений приводит к положительным сдвигам в макросостоянии нервной сети, состоящим в структурных и функциональных изменениях нервных клеток. Молекулярные изменения соединений между нервными клетками (синапсов) — базовый механизм формирования сенсорных функций под воздействием внешней среды.
Дозированная ритмическая стимуляция глаз различными изображениями сопровождается улучшением состояния синапсов и тем самым как бы «упражняет» базовый механизм формирования сенсорных функций. Это положение, разработанное на основе экспериментов, проведенных с животными, подтвердилось в исследованиях зрительных функций слабовидящих детей. В работе Е. Н. Соколова, В. И. Лубовского и Л. П. Григорьевой было установлено повышение световой чувствительности под влиянием ритмической стимуляции глаз, а также увеличение временной разрешающей способности зрительной системы.
Ритмическая повторная стимуляция снижает депривационный эффект, т. е. позволяет активизировать в зрительной системе те нервные клетки и связи между ними, функционирование которых было подавлено вследствие неупотребления. Активация успешна при условии повторения в течение длительного времени дозированной стимуляции глаз объектами, содержащими вариации основных информативных признаков. Эта активация способствует структурному образованию новых элементов нервных клеток, а также увеличению числа соединений (синапсов) между ними. В результате улучшается состояние нервных сетей, что обеспечивает более широкие возможности для формирования функциональных объединений нейронов, ответственных за восприятие изображений. Облегчается запечатление и сохранение в памяти признаков большого числа объектов, опосредствованное структурными и функциональными изменениями нервных клеток.
Все изложенное свидетельствует о целесообразности применения психофизиологического метода ритмической стимуляции для коррекции нарушений зрительных функций и улучшения различимости признаков изображений у слабовидящих и частичновидящих детей.
С целью обеспечения вариаций формирующихся в мозгу образов в соответствии с реальными преобразованиями объектов необходимо воздействовать на зрительную систему стимулами (изображениями), признаки которых изменяются в широких пределах. Этого можно достигнуть только с помощью соответствующих приборов и в условиях специально организованного школьного кабинета охраны и развития зрения.
Аппаратура. Для реализации психофизиологических методик может быть использован любой фотостимулятор отечественного или импортного производства (рис. 2). В его состав входит: источник белого света типа Е с линейным спектром излучения, дающий вспышки с длительностью не менее 0,1с; электронная система управления источником света, обеспечивающая подачу стимулов с частотой в 1 Гц; экран, на котором предъявляются изображения (располагается на расстоянии 30 см от глаз); наборы нейтральных фильтров различной оптической плотности; наборы цветных фильтров в диапазоне видимого спектра; наборы стимульных изображений различной формы и размера (геометрические фигуры, предметные изображения).
Кроме того, в кабинете охраны и развития зрения желательно иметь персональные компьютеры с высококачественными мониторами, работающими на частоте 60—70 Гц, и специальными фильтрами, экранирующими мягкое рентгеновское излучение TV-трубки. Можно использовать отечественные персональные компьютеры типа ЕС-1840, ЕС-1841, а также импортные типа JAMAHA MSX-2, IBM-2, PS/XT с черно-белыми и цветными дисплеями. Персональные компьютеры имеют недостатки и преимущества сравнительно с фотостимуляторами. К недостаткам относится действие мягкого рентгеновского излучения на расстоянии до 50 см от экрана и формирование судорожной готовности у некоторых детей, если монитор работает на частоте 50 Гц. Преимущества персональных компьютеров состоят в том, что они обеспечивают: а) возможности зрительной работы на расстоянии глаз от видео-материала в 50 см и более;
б) широкую вариативность всех признаков изображений (яр
кость, контраст, цвет, форма, размер, частота и длительность
экспозиции, положение относительно точки фиксации и т. д.);
в) разнообразие вариантов преобразования объекта и рассмот
рение его с разных точек зрения;
г) индивидуальный подбор характеристик изображений для
каждого учащегося;
д) большие возможности для создания психодиагностических
методик.
Работа с персональными компьютерами требует соблюдения ряда гигиенических требований. Прежде всего, учащийся должен сидеть в правильной позе на расстоянии не менее 50 см от экрана. Коррекционные занятия с дисплеями можно проводить 2—3 раза в неделю по 20 мин. с перерывами в зависимости от индивидуального утомления. К занятиям допускаются только дети, имеющие разрешение офтальмолога и психоневролога. Не рекомендуется использовать компьютеры учащимся с глаукомой, а также с эпилепсией. Организация видео-материала на экране дисплея должна соответствовать офтальмоэргономическим требованиям.
Для профилактики зрительного утомления и предупреждения прогрессирования глазных заболеваний важно сократить время работы на относительно близких расстояниях от глаз и включить в коррекционные занятия периоды зрительной работы на больших расстояниях с изображениями, имеющими увеличение до 45— 60 крат и более. Это может быть достигнуто с помощью диапроектора «Киев» и кинематографической установки типа КН-16 или «Русь» с возможностью изменения скорости проекции. Кинематографический метод позволяет широко варьировать пространственно-временные характеристики изображений, создает условия для развития восприятия движущихся объектов.
Использование перечисленной аппаратуры в специальном кабинете обеспечит полезную деятельность зрительной системы на близком, среднем и дальнем расстояниях видео-материала от глаз, коррекцию нарушений зрительных функций.
Психофизиологические методики излагаются в той последовательности, которая наиболее целесообразна и эффективна для коррекции нарушений основных зрительных функций. При описании каждой методики вначале излагаются простые, затем более сложные и в конце контрольные задания. Почти все методики могут быть реализованы и с помощью фотостимулятора, и с помощью персонального компьютера.
/. Методика формирования зрительного внимания. У слабовидя-и частичновидящих зрительное внимание развито плохо, так как снижение зрения затрудняет и ограничивает восприятие тех объектов, которые могут вызвать интерес и эмоциональные реакции. Без сформированного в той или иной мере зрительного внимания невозможно ни психодиагностическое тестирование состояния зрительного восприятия, ни его развитие с помощью обучающих методик. Точная ориентировка внимания на ту или иную часть перцептивного поля, в которой появляется изображение, —• необходимое условие успешности зрительного восприятия.
При работе с этой методикой создаются ситуации, в которых формируются навыки обнаружения объекта в разных участках пространства. Зрительные стимулы должны иметь усиленные, но вместе с тем комфортные характеристики — достаточно большую яркость, контраст, четкость, максимально насыщенный цвет и т. д.
Наиболее простое задание — обнаружение внезапного появления интенсивной световой вспышки в правом или левом полуполе на экране фотостимулятора. Внезапность предъявления стимула имеет исключительно важное значение для привлечения к нему внимания. Учащийся смотрит в центр экрана на светящуюся фиксационную точку (лампочка или светодиод) на расстоянии 30 см от его глаз. Справа или слева от нее в случайном порядке, без предупреждения предъявляются вспышки в форме круга с угловыми размерами диаметра в 10°, а затем 5° и 2°. Они могут иметь белый или насыщенные до максимума оранжевый, красный, зеленый, желтый и синий цвет. Учащийся должен показать рукой и сказать, в каком месте экрана появилась вспышка Более сложный вариант этого задания — внезапное и случайное появление вспышки слева, справа, снизу, сверху на разных расстояниях от фиксационной точки.
С помощью персонального компьютера даются постоянно усложняющиеся задания. Учащийся фиксирует взгляд в центре экрана дисплея и должен нажать на клавишу, если в перцептивном поле появляется изображение. Местоположение стимула изменяется в случайном порядке. Можно варьировать характеристики изображений и время их предъявления.
Самое сложное задание связано с необходимостью решения задач зрительного поиска. На экране дисплея предъявляется несколько изображений, одно из которых — целевое, выделяющееся либо формой, либо цветом, либо размером и т. д. Так будет достигаться концентрация внимания на определенных информативных признаков объектов. Целевое изображение предъявляется в
различных участках перцептивного поля с разной вероятностью. Учащийся должен найти его и нажать клавишу (регистрация времени реакции). Сокращение времени реакции в ходе занятий будет свидетельствовать об улучшении свойств внимания.
Контрольное задание состоит в том, чтобы выделить объект из маскирующего фона. Степень маскировки может быть различной. Перцептивное поле в большей или меньшей степени может быть насыщено помехами, что требует определенной концентрации внимания. Это задание может быть реализовано с помощью персонального компьютера или кинопроектора. При использовании компьютера регистрируется время, необходимое для опознания зашумленного изображения. В условиях кинопроекции длительность предъявления теста определяется числом кадров, на которых он заснят. Следует подчеркнуть, что во всех заданиях зрительные стимулы должны быть заведомо надпороговыми для слабого и остаточного зрения.
Эта методика будет не только формировать зрительное внимание, но и в определенной степени развивать фиксацию и глазодвигательную функцию, а также ориентировку в малом пространстве.
2. Методика развития глазодвигательной функции крайне необходима на начальных этапах обучения зрительной системы. Движения глаз — внешние перцептивные действия, которые могут в большой степени способствовать компенсации нарушений восприятия. В связи в этим важно развивать статическую и динамическую фиксацию в соотношении с активными поисковыми движениями глаз.
Наиболее простое задание связано с развитием саккадических движений глаз. Учащийся фиксирует центр экрана фотостимулятора На различных расстояниях от фиксационной точки по вертикали, горизонтали и диагоналям предъявляются стимулы в виде вспышки света или заведомо надпорогового изображения. Инструкция учащемуся: после предупредительного слова «Внимание» на экране появится сигнал, на который надо перевести взор и затем рассмотреть его. В ходе занятий следует постепенно увеличивать расстояние между центральной фиксационной точкой и стимулами в поле зрения, что повышает амплитуду саккадических движений.
Другое задание, направленное на развитие функции прослеживания и динамической фиксации, выполняется с помощью компьютера. На экране дисплея производится движение стимула по прямым и ломаным линиям, по окружности; меняются направления, маршруты и скорость движения изображений. Учащийся фиксирует стимул и прослеживает его движение с помощью глаза и указки в руке. Характеристики движущегося изображения должны обеспечивать возможность для определения его положения в микропространстве.
Наиболее сложное (контрольное) задание — опознание объекта по движущемуся контуру; может быть реализовано с помощью компьютера или кинопроектора. Предъявляются квадрат, круг, треугольник, звезда, месяц и другие изображения с угловыми размерами 20°, 10°, 5°, контрастом контура в 90—100%, а его угловой шириной в 30'. При использовании кинопроектора развертка может меняться следующим образом — 48, 32, 16, 6 — 9 кадров. Эта методика способствует развитию не только глазодвигательной функции, но в некоторой мере формированию зрительно-моторных координации (содружественные движения глаза и руки), а также имеет значение для ориентировки в микропространстве.
3. Методика коррекции нарушений световой чувствительности и
реактивности зрительной системы. Световая чувствительность —
свойство глаза ощущать яркость света, лежащее в основе всех
других зрительных функций. Диапазон реактивности — область
яркостей света, при которых может осуществляться нормальное
функционирование зрительной системы. Этот диапазон заключен
между абсолютным порогом в области низких яркостей и порогом
появления визуального дискомфорта в области высоких яркостей
света.
Используется ритмическая стимуляция глаз ахроматическими вспышками света с частотой в 1 Гц. Яркость ступенчато изменяют (9 градаций) от слабо различимой до высокой, но не вызывающей ощущений визуального дискомфорта. Предъявляют по 10 вспышек на каждой из градаций; в одном занятии дается не более 4—5 градаций яркости. Контрольное задание включает ранжирование яркостей света, т. е. учащийся дает числовые оценки: очень слабая яркость—1, слабая — 2, несколько выше слабой—■ 3, средняя — 4,..., сильная — 9. Реализация методики обеспечивается фотостимулятором и набором нейтральных фильтров.
4. Методика коррекции нарушений различительной (контраст
ной) чувствительности. Эта функция определяется как чувстви
тельность к разности яркостей объекта и фона или разных частей
объекта. Применяется ритмическая стимуляция глаз прямоуголь
ными и синусоидальными решетками с частотой в 1 Гц. Они могут
быть расположены вертикально, горизонтально и по диагонали;
ширина их полос в угловом размере— 12' и 48'. Черно-белый кон
траст изменяют в пределах от 10 до 100% ПО градаций). В од
ном занятии дается не более 50 раздражений — 5 градаций конт
раста. Контрольное задание состоит в определении ориентации ре
шетки при возможно более низком черно-белом контрасте. Мето
дика может быть реализована с помощью фотостимулятора, ком
пьютера и кинопроектора.
5. Методика коррекции нарушений хроматической чувствитель
ности (различимости цветового тона). Ритмически с частотой в
1 Гц предъявляются хроматические поля, цветовой тон которых
изменяют в диапазоне видимого спектра от 440 до 660 им с ша
гом в 20—30 им. Максимально насыщенные цвета с шириной по
лосы равной 10 нм имеют видность около 3 лог. ед. над порогом.
Всего предъявляются не более 12 градаций цвета (через 20 нм), а в одном занятии не более 60 раздражений — по 10 для шести градаций цвета. Контрольное задание — называние цветов, вспыхивающих в случайном порядке полей. Методика может быть реализована с помощью фотостимулятора и интерференционных фильтров, а также компьютера с хорошим цветным дисплеем.
6. Методика коррекции нарушений различимости хроматическо
го контраста. В ходе коррекционных занятий можно повысить
чувствительность к различиям в цветовом тоне соседних полей,
элементов изображений и т. д. Для этого вначале используются
ритмические стимулы, имеющие форму круга или квадрата, цвет
которых контрастирует с цветом фона по принципу оппонентности
(красное изображение на зеленом фоне, зеленое на красном, си
нее на желтом, желтое на синем, красное на синем). Наиболее
предпочтителен хроматический контраст чистых спектральных цве
тов, который можно получить с помощью фотостимулятора и ин
терференционных фильтров.
В других заданиях на экране дисплея в ритмическом режиме предъявляются ориентированные различным образом решетки и шахматные изображения, содержащие хроматический контраст основных и промежуточных цветов. Не рекомендуется уравнивать решетки и шахматные клетки по яркости, так как присутствие яр-костного компонента облегчает различение хроматического контраста. Контрольное задание — определение угловых размеров решеток клеток шахматного поля, при которых правильно идентифицируется хроматический контраст.
7. Методика коррекции нарушений пространственной и времен
ной разрешающей способности черно-белой подсистемы органа
зрения. Разрешающая способность в пространстве и во времени
обеспечивает различение размеров, опознание формы объектов в
их пространственном расположении и временной последовательно
сти. Это очень сложная функция, представляющая особый комп
лекс нескольких функций. Ее частичная коррекция может быть
Достигнута при повторном ритмическом предъявлении различных
геометрических фигур и предметных изображений. Их размер из
меняют в пределах от 1 до 10°, а вариации форм,ы осуществляют
в возможно более широких пределах. На одном занятии не следу
ет предъявлять более 50 изображений (по 10 для одной формы и
одного размера). Контрольное задание — определение минималь
ного и максимального углового размера изображения, при кото
ром оно правильно опознается. Методика реализуется о помощью
фотостимулятора и набора диапозитивов, а также компьютера и
кинопроектора.
8. Коррекция нарушений пространственной и временной разре
шающей способности хроматической подсистемы органа зрения.
Занятия по этой методике проводятся таким же образом, как по
предыдущей седьмой методике. Различия касаются только видео-
материала и аппаратуры. Предъявляются цветные изображения одного тона и содержащие хроматический контраст в различных вариантах. Используется фотостимулятор с интерференционными фильтрами и диапозитивами, а также компьютер с цветным дисплеем высокого качества.
9. Методика коррекции нарушений поля зрения направлена на
улучшение функционального состояния его относительно сохран
ных парацентральных и периферических участков. Осуществляет
ся ритмическая стимуляция глаз вспышками света и изображени
ями разной интенсивности при вынужденном смещении взора и
точки фиксации. Местоположение объекта в поле зрения изменя
ется при смещении точки фиксации вправо, влево, вверх, вниз от
центра стимула на 10, 15, 20°, а его угловой размер составляет 5,
10 и 15°. Испытуемому дается инструкция словесно описать тес
товое изображение после его предъявления. Контрольное зада
ние — определение минимальных и максимальных угловых разме
ров, при которых происходит правильное опознание объектов. Ме
тодика реализуется с помощью фотостимулятора, набора нейт
ральных фильтров и диапозитивов.
10. Методика компенсации нарушений опознания изображений
по одному и нескольким информативным признакам. В первом
задании предъявляется набор изображений с одним переменным
признаком, во втором — с двумя, в третьем — с тремя переменны
ми признаками (форма, цвет, размер). Учащийся получает инст
рукцию — называть изображения и признаки, которые меняются.
Изображения предъявляются в режиме ритмической стимуляции.
В контрольном задании ставится задача опознавать новые изобра
жения, которые не применялись в обучающих сериях.
При работе со всеми методиками фоновое освещение составляет 400—600 лк. Расстояние видеоматериала от глаз при использовании фотостимулятора — 30 см, компьютера — 50 см, кинопроектора — 2—3 м. Коррекционное занятие длится 20 минут с перерывами в зависимости от индивидуального утомления. Цикл занятий проводится в течение первых лет школьного обучения.
Анализ результатов контрольных исследований выявил, что психофизиологическая коррекция нарушений зрительных функций способствует улучшению различимости информативных признаков изображений и закреплению сенсорных эталонов. Облегчается формирование целостного образа и симультанное опознание объектов. Успешное опознание новых изображений, не использованных в обучающих сериях, свидетельствует об определенном восстановлении функционирования нервных сетей зрительной системы. Однако изолированная коррекция нарушений зрительных функций недостаточна для получения устойчивого эффекта развития восприятия. Использование описанных методик коррекции является основой компенсаторного развития зрительного восприятия с помощью психологического метода.