Дальтонизм и методы его определения

     Различные виды унаследованной  цветовой слепоты возникают от  частичной или полной потере  функции одной или нескольких  различных систем колбочек. Когда  одна система колбочек не функционирует, результатом является дихроматия. Наиболее частые формы человеческого дальтонизма возникают от проблем с системой средне или длинноволновых колбочек, и вызывают трудности при различении красного, желтого и зеленого цветов друг от друга. Это расстройство называется соответственно «цветовой слепотой, связанной с плохим восприятием красно-зеленого цвета», хотя этот термин очень упрощенный и в определенной степени вводит в заблуждение. Другие формы цветовой слепоты встречаются намного реже. Они включают в себя: проблемы различения голубого цвета от желтого, а также редкие формы всех цветов, полную цветовую слепоту или монохроматию, при которой человек не может отличить любой цвет от серого, как в черно-белом фильме или фотографии.

2. Врожденные типы расстройства

    Врожденные  нарушения цветового восприятия  делятся в зависимости от количества  первичных оттенков, которые различает  человек, это количество соответствует  определенному шаблону спектра  видимого света.

     Монохроматия - это расстройство, при котором у людей есть только один канал, по которому информация о цвете передается в мозг. Это нарушение встречается в двух основных формах: монохроматия палочек (часто называемой ахроматопсиею и монохроматия колбочек.

    Дихроматия - протанопы, дейтранопы и тритранопы являются дихроматами, т.е. они могут определить любой цвет, однако они видят его с определенной смесью всего двух спектральных цветов (тогда как нормальные люди трихроматы нуждаются в триспектральном свете)

    Аномальная трихроматия - люди, больные протаномалией, дейтераномалией или тританомалией - трихроматы, но цвета они отличают несколько по иному, чем здоровые люди. Именно поэтому, их называют аномальными трихроматами. Для того чтобы различать желтый спектр света, протаномалам, необходимо больше красного света (в красно-зеленом спектре), чем здоровому человеку, в то время как дейтереномалам, нужно больше света зеленого диапазона. С практической точки зрения, многие протаномалы и дейретономалы имеют очень незначительные трудности при выполнении тех задач, требующих нормального восприятия цвета. Некоторые лица могут даже не знать, что их цветовое восприятие - нарушено.

     Красно-зеленая слепота (не восприятие  красного и зеленого спектров  цвета)- это генетическое сцепленное  с полом расстройство, которое  чаще возникает у мужчин, чем  у женщин, ведь гены, кодирующие  распознавания красного и зеленого  цветов расположены на Х-хромосоме, которая у мужчин только одна, в то время как у женщин  их две. Женщины (46, XX) страдают от красно-зеленой слепоты, только в том случае, если обе Х-хромосомы - имеют аналогичные дефекты, в то время как у мужчин этот тип дальтонизма возникает даже при наличии дефектных генов на одной Х-хромосоме.

    Сине-желтая  цветовая слепота -тем, лицам, имеющим тританопию и тританомалию, трудно отличать оттенки желто-голубого (синего) спектра. Дальтонизм, который возникает вследствие потери коротковолновых колбочек (отвечающих за восприятие голубовато-фиолетовых оттенков) называется тританопия или сине-желтая цветовая слепота. Тританопия нейтральной точки возникает вблизи желтой световой волны (570 нм), зеленый цвет воспринимается на более короткой длине волн, а красный - на длинной. Если деятельность коротковолновых колбочек нарушается вследствие действия мутаций, то такое расстройство называется тританомалией.

6. Диагностика

Для диагностики восприятия красного и зеленого цветов чаще всего используется цветной тест Ишихара (Ishihara color test), который состоит из серии фотографий, изображающих цветные пятна, которые размещены так, что создают определенный рисунок. Фигуры (как правило - арабские цифры) изображены, как определенная последовательность пятен, которые изображены цветом, который несколько отличается от общего фона. Это число может быть легко названное человеком с нормальным зрением, но не тем человеком, который имеет определенные дефекты цветового восприятия. Полный набор тестов состоит из различных фигур, которые содержат разнообразное сочетание цветов, что позволяет диагностировать, какой именно визуальный дефект присутствовал. Как уже было сказано выше, для диагностирования аномальной трихроматии используется аномалоскоп.

    Поскольку  цветной тест Ишихара (Ishihara color test) содержит только цифры, то он не может использоваться для установления диагноза маленьким детям, которые еще не знают цифр. Для выявления зрительных проблем на раннем этапе используют альтернативные тесты с изображением определенных символов (квадрат, круг, автомобиль).

    Кроме  выше указанного теста, при приеме  в вооруженные силы США (в частности  на флот и в армию) проводят  так называемый FALANT тест. Когда участникам предлагают на расстоянии определить, какой свет излучает маяк. Одновременно загорается два цвета из возможных трех - красного, зеленого и белого. Однако свет пропускают через специальные «фильтры», за счет чего цвет «приглушается». Это делается для того, чтобы дальтоники не могли определить свет согласно его яркости. Этот тест могут пройти 30% лиц, имеющих несущественные нарушения восприятия цветов.

    Большинство клинических испытаний, предназначены для быстрого, простого и эффективного выявления широких категорий дальтонизма. В академических исследованиях цветовой слепоты, существует повышенный интерес к разработке гибких тестов, которые бы позволили собрать подробные данные, которые бы позволили определить соответствующие точки, и обнаружить едва заметные отклонения.

7. Методы исследования и определения дальтонизма

Были обнаружены некоторые закономерности передачи Дальтонизма по наследству, получившие названия “закона Нассе” и “закона Горнера”. Швейцарский исследователь Горнер показал в 1876 г., что цветослепота сцеплена с полом и наследуется по рецессивному типу. В начале нашего века стало ясно, что особенности наследования этого признака можно объяснить исходя из того, что соответствующие локусы находятся в Х-хромосоме и нормальное зрение доминантно по отношению к цветовой слепоте (Штерн, 1965).

В 1855 г. была сделана первая попытка статистического определения частоты врожденного расстройства цветоощущения, когда среди 1154 обследованных мужчин Вилсон нашел 65 человек, неверно подбирающих цветные объекты друг к другу (Данилов, 1880). В 1926 г. Белл написал монографию, в которой наиболее полно собрал всю информацию по цветовой слепоте, имевшуюся к тому времени (Went, Vries -de Mol, 1976).

Как известно, для исследования цветового зрения существуют две основные группы методов - пигментные и спектральные.

К пигментным относятся методы исследования при помощи мотков цветной шерсти, шариков из цветной шерсти, псевдоизохроматических таблиц Штиллинга, цветных таблиц Ишихара, полихроматических таблиц Рабкина, таблиц Юстовой, приборов и фонарей со светофильтрами.

Остановимся несколько подробнее на названных методах.

Метод Гольмгрена. Набор шерсти состоит из 133 различных мотков определенных цветовых оттенков. Перед испытуемым ставится задача: из кучки разноцветной шерсти выбрать все мотки одинакового цвета, но разных оттенков. Если обследуемый путает красный цвет с темными цветами, то его относят к красно-слепым, если со светлыми - к зелено-слепым. Доктор Рощевский заменил мотки Гольмгрена шариками из той же шерсти величиной 6-7 мм в диаметре (Бонвеч, 1929).

Таблицы Штиллинга. Таблицы имеют вид книги, каждая страница которой содержит две таблицы с цветными полями. Поля составлены из точек различной величины, цвет точек полей и цвет вписанных в них чисел из таких же точек псевдоизохроматичен, т.е. смешивается цветослепыми, которые не в соcтоянии их прочесть. Имеется 14 таблиц с различными сочетаниями цветов и несколько таблиц одинаковых сочетаний цветов, но с различными цифрами, - всего 64 таблицы.

Таблицы Ишихара. Исследуемого просят назвать ряд цветных цифр на цветном фоне или проследить ход извилистой линии (при обследовании неграмотных). И цифры и фон образованы цветными точками, главным образом красными или зелеными. Они подобраны так, что страдающий цветовой слепотой не способен различать цифру или видит только часть ее, ошибочно принимает эту цифру за другую. Эти тесты следует проводить при рассеянном дневном свете, так как при другом освещении иногда получают ошибочные результаты.

Таблицы Юстовой. До появления этих таблиц все существующие таблицы создавались путем проб и подгонок нужных цветов при непосредственном участии цветослепых в качестве экспертов. В основу таблиц Юстовой легли научные данные о кривых чувствительности приемников глаза, полученные автором в 1949-1951 гг. и позволяющие найти пары цветов, неразличимые цветослепыми, чисто расчетным путем.

Таблицы Рабкина. По своим диагностическим свойствам полихроматические таблицы приближаются к спектральным аппаратам. Они позволяют проводить более тонкую дифференциацию двух форм аномалий ? дейтераномалии и протаномалии (Рабкин, 1971). С помощью таблиц в каждой из этих форм можно выделить три степени аномальности: сильную (А), среднюю (В), легкую (С).

Мерцательные фонари. В фонаре имеется вертикальный щиток с небольшим отверстием, через которое проходит свет. Позади этого отверстия передвигаются две пластинки. Каждая из этих пластинок содержит по пяти отверстий - гнезд, из которых одно пустое, а в четырех вставлены цветные стекла. В одной пластинке имеются зеленое, красное, желтое и серое стекла, а в другой - синее, молочно-белое, матовое и серое стекла. Пластинки расположены таким образом, что стекла одной могут комбинироваться со стеклами другой. В темной комнате испытуемого просят назвать цвет, который он видит непосредственно в фонаре или в зеркале, где этот цвет отражается (Бонвеч, 1929).

К спектральным приборам, предназначенным для исследования цветного зрения, относятся аппараты Гиринберга и Эбнея, аномалоскоп Нагеля, спектроаномалоскоп Рабкина.

Релей в 1881 г. описал аппарат. который давал возможность смешивать чистые спектральные цвета: можно было сравнивать чисто желтый цвет с желтым цветом, но составленным из смеси зеленого с красным (Серебровская, 1930). Релеем впервые установлено, что восприятие красного и зеленого цветов не для всех, даже обладающих нормальным зрением, индивидуумов одинаково и резко отличается от восприятия цветоаномала. Этим фактором воспользовался Нагель при конструировании своего аппарата. Как известно, при исследовании цветоощущения на аномалоскопе Нагеля перед испытуемым ставится задача: смешать красный и зеленый спектральные цвета, чтобы получить желтый цвет, равный другому чисто желтому цвету, т.е. получить так называемое “равенство Релея”.

Аномалоскопы конструируются таким образом, чтобы для нормального испытуемого в уравнении Релея отношение одного слагаемого к другому равнялось единице. В зависимости от формы аномалии эта дробь может быть или больше, или меньше единицы. Пронормировав ее для данного испытуемого по среднестатистическому отношению для трихроматов, получают так называемый коэффициент аномальности (Соколов, Измайлов, 1984).

Необходимо отметить метод диагностики цветового зрения, основанный на построении функции цветового смешения (Джадд, Вышецки, 1978. Цит. по: Соколов, Измайлов, 1984). Хотя данный метод не имеет широкого распространения в практике, с его помощью можно получать достаточно точные результаты. Трудности применения метода вытекают из сложности получения уравнений смешения цветов: специальные лабораторные условия, длительные и сложные процедуры наблюдения и т.д. (Соколов, Измайлов, 1984).

8. Лечение

  Для полного лечения расстройств восприятия цвета на сегодня нет никаких эффективных лекарств. Однако использование некоторых видов тонированных фильтров и контактных линз могут помочь человеку лучше различать цвета. Врач оптометрист может рекомендовать использование контактных линз с особым, красным оттенком. Это позволит их владельцам пройти несколько диагностических тестов, но для практического применения они не очень полезны. Эффект от одевания таких устройств является подобным одевания красно/синих 3Д очков и часто требует некоторого времени для привыкания, поскольку определенная длина волны может «выпрыгивать» и / или быть чрезмерно представленной. Кроме того, для помощи больным людям было разработано программное обеспечение и специальные кибернетические устройства, такие как ай-борг (eyeborg) и "кибернетические глаза", которые позволяют дальтоникам слышать конкретные звуки, которые соответствуют определенному цвету.

   Рабочая  среда GNOME предоставляет дальтоникам возможность использования программного обеспечении GNOME-Mag и «libcolorblind». Используя GNOME апплет, пользователь может переключать цветовой фильтр, выбирая из множества возможных цветовых схем, которые будут менять цвета для их лучшего распознавания. Это программное обеспечение позволяет, например, человеку с нарушением цветного восприятия видеть номера в тесте Ишихара.

     В сентябре 2009 года журнал Nature опубликовал исследование ученых Вашингтонского университета и Университета Флориды, которые с помощью генной терапии сделали обезьяну саймири - трихроматом, ведь обычно, они видят лишь два спектра цветов.

9. Эпидемиология

  Дальтонизм влияет на значительное количество людей, хотя точные пропорции меняются в зависимости от группы. В Австралии, например, данное заболевание встречается примерно у 8 процентов мужчин и только у 0,4 процента женщин. Среди изолированных общин, которые имеют ограниченный генофонд, иногда встречается высокая доля цветовой слепоты редких типов. Примерами являются сельские жители Финляндии, Венгрии, и некоторые из шотландских островов. В Соединенных Штатах, около 7% мужского населения - или около 10,5 млн. человек - и 0,4 процента женского населения либо не могут отличить красный от зеленого, или видят красный и зеленый не так как здоровые люди (Howard Hughes Medical Institute, 2006). Было обнаружено, что в мужских глазах более 95% всех вариаций в восприятии цвета включают красный и зеленый рецепторы. Очень редким явлением для мужчин и женщин является «слепота» в синем спектре.