Спортивное зрение — это общий термин для зрительных функций, связанных с двигательной и спортивной производительностью1). В отличие от статической остроты зрения (способности различать неподвижную цель), измеряемой при обычном офтальмологическом обследовании, оно включает динамические и комплексные способности зрительной обработки.
Даже при статической остроте зрения 1,2, если динамическая острота зрения для слежения за движущимся мячом или глубинное зрение для точного восприятия глубины недостаточны, спортивная производительность будет ограничена. Если спортсмен чувствует, что «видит, но реагирует медленно» или «чувство дистанции неверное», возможно, проблема в других зрительных функциях, кроме статического зрения.
Основные компоненты спортивного зрения следующие:
Сообщается, что динамическая острота зрения профессиональных спортсменов значительно выше, чем у обычных людей3). В исследовании с участием профессиональных бейсболистов было показано, что доминантность глаза не оказывает значительного влияния на средний показатель отбивания или средний показатель пропущенных очков2).
Статическая острота зрения (статическое зрение) показывает, насколько мелко можно различить неподвижный тест-объект (например, кольцо Ландольта). В отличие от этого, динамическая острота зрения (DVA) измеряет минимальный размер движущегося объекта, который можно идентифицировать. Способность видеть быстро движущиеся объекты, такие как бейсбольный мяч или подача в теннисе, зависит от других нейронных механизмов, чем статическая острота. У человека может быть нормальная статическая острота, но сниженная динамическая острота.
Динамическая острота зрения (DVA)
Определение: способность идентифицировать движущийся объект
Определение направления разрыва кольца Ландольта для целей, движущихся по горизонтали или вертикали1). Один из важнейших показателей в игровых видах спорта с мячом.
Глубинное зрение (стереозрение)
Определение: точность восприятия глубины и расстояния
Зависит от бинокулярного стереозрения, которое вычисляет расстояние на основе диспаратности между двумя глазами4). Для получения водительских прав на крупные транспортные средства и прав второй категории критерием прохождения теста на пригодность является ошибка менее 2 см по методу трех стержней.
Движения глаз
Определение: способность направлять взгляд на цель и следить за ней
Он состоит из саккад (импульсивные движения глаз: мгновенное перемещение взгляда между целями) и плавного прослеживания (следящие движения: плавное сопровождение движущегося объекта)1).
Периферическое зрение и время зрительной реакции
Периферическое зрение: способность использовать зрительную информацию вне центрального зрения. Важно для оценки ситуации в играх с мячом5).
Время зрительной реакции: время от зрительного стимула до двигательной реакции составляет 100–250 мс. У футболистов оно короче, чем у неспортсменов6).
Контрастная чувствительность отражает способность идентифицировать цели в условиях низкого контраста или слабого освещения7). Она особенно важна для видов спорта, практикуемых в меняющихся условиях освещения (ночь, дождь, раннее утро). Снижение контрастной чувствительности может повлиять на функциональную остроту зрения, даже если статическая острота зрения нормальна.
Способность к конвергенции/дивергенции обеспечивает точность бинокулярного зрения на близком расстоянии. Она участвует в оценке расстояния в видах спорта, требующих ближнего боя (единоборства, настольный теннис).
| Элемент зрительной функции | Особенно важные виды спорта | Ориентир оценочного показателя |
|---|---|---|
| Динамическая острота зрения (DVA) | Бейсбол, теннис, бадминтон, настольный теннис | Значение теста DVA (около 0,1–0,8) |
| Глубинное зрение | Бейсбол, баскетбол, гольф, автоспорт | Ошибка трехстержневого метода (норма для прав: ≤ 2 см) |
| Глазодвигательное слежение | Теннис, футбол, ракеточные виды спорта в целом | Точность слежения, частота отклонений |
| Периферическое зрение | Футбол, баскетбол, хоккей с шайбой | Угол поля зрения (градусы) |
| Время зрительной реакции | Единоборства, спринт, сквош | Латентность реакции (мс) |
| Контрастная чувствительность | Гольф, стрельба, стрельба из лука, ночные виды спорта | Показатель CSV-1000 |
Глубина зрения (восприятие глубины) зависит от бинокулярного стереоскопического зрения, поэтому у людей с монокулярным нарушением зрения или слабым стереозрением точность оценки расстояния снижается. В бейсболе это влияет на ощущение расстояния между мячом и битой, в теннисе — на глубину траектории при приеме, в баскетболе — на оценку расстояния до соперника при передаче. Снижение глубины зрения также влияет на вождение автомобиля. Для получения прав на управление крупными транспортными средствами и прав второй категории тест на глубину зрения методом трех стержней (ошибка в пределах 2 см) является установленным законом стандартом пригодности.
В зависимости от вида спорта приоритеты требуемых зрительных функций различаются. Эффективно проводить оценку зрения и тренировки с пониманием характеристик конкретного вида спорта.
| Вид спорта | Наивысший приоритет зрительной функции | Следующая по важности зрительная функция | Примечания |
|---|---|---|---|
| Бейсбол | Динамическая острота зрения (DVA) | Глубинное зрение и слежение глазами | Бьющие должны справляться с мячами на скорости более 150 км/ч |
| Теннис | Динамическая острота зрения и слежение глазами | Время зрительной реакции | Справляться с подачами более 250 км/ч |
| Футбол | Периферическое зрение | Движения глаз и время зрительной реакции | Важно понимать ситуацию на всем поле5) |
| Баскетбол | Периферическое зрение, глубинное зрение | Движения глаз | Оба необходимы для быстрых пасов |
| Гольф | Глубинное зрение, контрастная чувствительность | Статическая острота зрения | Оценка расстояния и тонких перепадов высот рельефа |
| Стрельба, стрельба из лука | Статическая острота зрения, стабильность глаз | Контрастная чувствительность | Точное определение положения цели |
| Единоборства | Время зрительной реакции, периферическое зрение | Динамическая острота зрения | Мгновенная реакция на движения противника |
| Автоспорт | Динамическая острота зрения, глубинное зрение | Периферическое зрение | Оценка обстановки спереди/сзади/слева/справа при движении на высокой скорости |
В футболе травмы глаз являются важной проблемой общественного здоровья в офтальмологии. Футбольный мяч деформируется при ударе, проникает в глазницу и оказывает тупое внешнее воздействие на глазное яблоко. Считается, что защитные очки из поликарбоната, соответствующие стандарту ASTM F803, предотвращают контакт с мячом, и их ношение настоятельно рекомендуется11). Важно выбирать контактные линзы, подходящие для занятий спортом, и проверять правильность посадки.
Каждый элемент спортивного зрения оценивается с помощью специального оборудования и методов. Эти обследования можно пройти в учреждениях, специализирующихся на спортивной офтальмологии, на кафедрах офтальмологии университетов или в лабораториях спортивной науки.
Учреждения, способные проводить специализированную оценку спортивного зрения, включают офтальмологические клиники, специализирующиеся на спортивной офтальмологии и спортивной медицине, офтальмологические отделения университетских больниц (особенно сотрудничающие с отделениями спортивной медицины), а также спортивные университеты и общие университеты с лабораториями спортивных наук. Поскольку требуется специальное оборудование, такое как устройства для тестирования DVA и регистраторы движений глаз, доступные параметры оценки различаются в зависимости от учреждения. Перед визитом рекомендуется уточнить целевые тесты.
Тренировка зрения — это общий термин для упражнений, целенаправленно укрепляющих определенные элементы зрительной функции. Существует широкий спектр методов, от научно обоснованных до коммерчески распространенных, поэтому важно использовать их с учетом качества доказательств.
Эффекты тренировки зрения варьируются от человека к человеку, и исследования различаются по целевым видам спорта, измеряемым показателям и содержанию тренировок, поэтому качество доказательств считается умеренным9). Требуется дальнейшая проверка того, приводит ли улучшение показателей зрительной функции (значение DVA, время реакции и т. д.) непосредственно к повышению спортивных результатов. Некоторые коммерчески рекламируемые устройства для тренировки зрения могут иметь недостаточное научное обоснование, поэтому перед их внедрением рекомендуется проверять доказательства.
Некоторые исследования сообщают об улучшении динамической остроты зрения и движений глаз в результате тренировки 9). В исследовании с участием юных хоккеистов на траве программа спортивной тренировки зрения улучшила несколько показателей зрительной функции 9). Однако степень улучшения варьируется у разных людей, а доказательства прямого влияния на спортивные результаты ограничены. Непрерывное и систематическое обучение, а также профессиональная обратная связь считаются важными для повышения эффективности.
Каждый компонент спортивного зрения обрабатывается различными нейронными цепями.
Восприятие движущихся объектов осуществляется дорсальным путем (путь «где/как») от первичной зрительной коры (V1) к зрительной области V5/MT (средняя височная область) 13). Нейроны области V5/MT избирательно реагируют на направление движения и участвуют в оценке траектории мяча или направления движения соперника в спортивных ситуациях. Этот путь интегрируется с вентральным путем (путь «что»: отвечает за распознавание объектов) для единой обработки «что, где и как движется» 13).
Стереопсис основан на обнаружении небольшого смещения между изображениями на сетчатках обоих глаз (бинокулярная диспаратность) нейронами, детектирующими диспаратность, в областях V1 и V2, которые преобразуют эту информацию в глубину 4). Бинокулярное стереозрение более точно, чем монокулярные признаки перспективы, особенно при оценке расстояния на близких дистанциях (около 2–6 м).
Саккады контролируются в основном лобным глазным полем (FEF) и верхним бугорком, а точность и скорость регулируются координацией с базальными ганглиями и мозжечком 8). Плавное прослеживание (smooth pursuit) включает область V5/MT и вестибуло-окулярный рефлекторный путь, которые определяют точность отслеживания целевой скорости 8). Контроль движений глаз может быть оптимизирован с помощью практики, что считается частью тренировочного эффекта.
Динамическая острота зрения достигает пика в возрасте 20–30 лет и снижается с возрастом 14). Замедление обработки восприятия движения в области V5/MT считается основной причиной 14). Возрастная ядерная склероза (изменения хрусталика), снижение контрастной чувствительности и замедление движений глаз также способствуют снижению динамической остроты зрения. У спортсменов-ветеранов эти изменения особенно влияют на спортивные результаты, поэтому регулярная оценка зрительной функции полезна.
Тренировка спортивного зрения с использованием технологий VR (виртуальная реальность) и AR (дополненная реальность) находится на стадии исследований и разработок 15). Её особенность заключается в возможности воссоздания специфических для вида спорта визуальных сценариев в виртуальной среде, что позволяет одновременно тренировать динамическую остроту зрения, периферическое зрение и время реакции. Обзор цифровых тренировочных технологий (Appelbaum & Erickson, 2018) предполагает, что цифровые технологии, включая VR, могут быть более эффективными, чем традиционные тренировки на бумаге или с использованием устройств 15).
С распространением игровых соревнований (киберспорта) растет интерес к профилю зрительных функций киберспортсменов. Проблемы аккомодационной усталости и зрительного напряжения из-за длительного использования дисплеев высокого разрешения на близком расстоянии, а также превосходное время реакции и движения глаз стали новыми объектами исследований в области спортивного зрения.
Продвигаются исследования, в которых миниатюрные и легкие айтрекеры надеваются во время соревнований для измерения движений глаз в реальных игровых ситуациях в реальном времени. Анализ паттернов взгляда во время соревнований позволит выявить визуальную основу различий в навыках между экспертами и новичками и применить это для разработки эффективных тренировок.
Ведутся исследования по улучшению зрительного внимания и времени реакции с использованием таких технологий, как VR, AR, цифровые тренировки и нейрофидбек. Однако прямое влияние на соревновательные результаты находится на стадии проверки 1)15).
