Органы чувств

Введение.

Органы чувств -  специализированные образования, обеспечивающие восприятие действующих на организм внешних раздражителей. Традиционно у человека выделяют пять органов чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания. Функционально к органам чувств близки вестибулярный аппарат, многочисленные рецепторные системы опорно-двигательного аппарата и другие виды чувствительности, ответственные за восприятие информации вне и внутри организма. Благодаря высокой специализации рецепторов те или иные органы чувств обеспечивают восприятие только определенных видов раздражения. Для формирования какого-либо субъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступило в специальные отделы коры больших полушарий. Именно с деятельностью высших отделов головного мозга связано формирование субъективных ощущений. Таким образом, любой из органов чувств является лишь периферическим отделом сложного комплекса нервных структур, обеспечивающих появление специфической формы ощущения. Изучение органов чувств, механизмов распознавания специфической информации, поступающей извне, представляет большой интерес для медицины, кибернетики, психологии и т. д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Органы зрения.

Органы зрения играют исключительную роль в жизни человека. Посредством  зрения человек познает форму, величину, цвет предмета, направление и расстояние, на котором он находится. Зрительный анализатор – это глаза, зрительные нервы и зрительный центр, расположенный  в затылочной доле коры головного  мозга.

 

 

Глаз представляет собой  сложную оптическую систему (рис. 1). Глазное яблоко имеет форму шара с тремя оболочками: наружная, толстая оболочка называется белковой, или склерой, а ее передняя прозрачная часть –роговицей. Внутрь от белковой оболочки расположена вторая – сосудистая оболочка. Ее передняя часть, лежащая позади роговицы, называется радужкой, в центре которой имеется отверстие, именуемое зрачком. Радужка играет роль диафрагмы. Сзади радужной оболочки, против зрачка, расположен хрусталик, который можно сравнить с двояковыпуклой оптической линзой. Между роговицей и радужкой, а также между радужкой и хрусталиком расположены соответственно передняя и задняя камеры глаза. В них находится прозрачная, богатая питательными веществами, жидкость, снабжающая ими роговицу и хрусталик, которые лишены кровеносных сосудов. За хрусталиком, заполняя всю полость глаза, находится стекловидное тело.

Лучи света, попадая в  глаз, проходят через роговицу, хрусталик  и стекловидное тело, т. е. через три  преломляющие прозрачные среды, и попадают на внутреннюю оболочку глаза –  сетчатку, в ней находятся светочувствительные  рецепторы–палочки (130 млн.) и колбочки (7 млн.).

Свет, проникающий в глаз, воздействует на фотохимическое вещество элементов сетчатки и разлагает  его. Достигнув определенной концентрации, продукты распада раздражают нервные  окончания, заложенные в палочках и  колбочках. Возникающие при этом импульсы по волокнам зрительного нерва  поступают в нервные клетки зрительного бугра и человек видит цвет, форму и величину предметов.

Функции палочек и колбочек различны: колбочки обеспечивают так  называемое дневное зрение, «ночное» же зрение осуществляется с помощью  палочек. Разрешающая способность  палочек и колбочек различна; колбочки позволяют четко различать мелкие детали. Цветное зрение осуществляется исключительно через колбочковый аппарат, палочки цвета не воспринимают и дают ахроматические изображения.

Чтобы видеть форму предмета, надо четко различать его границы, очертания. Эта способность глаза  характеризуется остротой зрения. Острота  зрения измеряется минимальным углом (от 0,5 до 10°), при котором две точки  на расстоянии 5 м еще воспринимаются отдельно.

Согласованное движение глаз совершается с помощью трех пар  мышц, вращающих глазное яблоко, и вследствие этого зрительные оси  обоих глаз всегда направлены на одну точку фиксации. Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных колебаний (380–770 нм).

 

2.Органы слуха.

Слух – способность  организма воспринимать и различать  звуковые колебания. Эта способность  воплощается слуховым анализатором. Человеческому уху доступна область  звуков, механических колебаний с  частотой 16...20 000 Гц.

 

 

Орган слуха – ухо представляет собой воспринимающую часть звукового анализатора (рис. 2). Оно имеет три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода, затянутого упругой барабанной перепонкой, отделяющей среднее ухо. Ушная раковина и слуховой проход служат для улучшения приема звука высоких частот. Они способны усиливать звук с частотой 2000...5000 Гц на 10...20 дБ, и это обстоятельство определяет повышенную опасность звуков указанного диапазона частот.

В полости среднего уха  расположены так называемые слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремячко, связанные как бы в одну цепь. Они служат для передачи звуковых колебаний от барабанной перепонки во внутреннее ухо, где расположен специальный, воспринимающий звук, орган, называемый кортиевым. В среднем ухе амплитуда колебаний уменьшается, а мышца среднего уха обеспечивает защиту от звуков низкой частоты. Полость среднего уха сообщается с полостью носоглотки с помощью евстахиевой трубы, по которой во время глотания воздух проходит в полость среднего уха.

Внутреннее ухо отличается наиболее сложным устройством. Оно  состоит из трех частей: улитки, трех полукружных каналов и мешочков преддверия. Улитка воспринимает звуковые раздражения, а мешочки преддверия и полукружные каналы – раздражения, возникающие от перемены положения тела в пространстве.

Звуковые волны проникают  в слуховой проход, приводят в движение барабанную перепонку и через  цепь слуховых косточек передаются в  полость улитки внутреннего уха. Колебания жидкости в канале улитки передаются волокнам основной перепонки  кортиева органа в резонанс тем звукам, которые поступают в ухо. Колебания волокон улитки приводят в движение расположенные в них клетки кортиева органа. Возникающий нервный импульс передается в соответствующий отдел головного мозга, в котором синтезируется соответствующее слуховое представление.

Орган слуха воспринимает далеко не все многочисленные звуки  окружающей среды. Частоты, близкие  к верхнему и нижнему пределам слышимости, вызывают слуховое ощущение лишь при большой интенсивности  и по этой причине обычно не слышны. Очень интенсивные звуки слышимого  диапазона могут вызвать боль в ухе и даже повредить слух.

Механизм защиты слухового  анализатора от повреждения при  воздействии интенсивных звуков предусмотрен анатомическим строением  среднего уха, системой слуховых косточек и мышечных волокон, которые являются механическим передаточным звеном, ответственным  за появление акустического рефлекса блокировки звука в ответ на интенсивный  звуковой раздражитель. Возникновение  акустического рефлекса обеспечивает защиту чувствительных структур улитки внутреннего уха от разрушения. Скрытый  период возникновения акустического  рефлекса равен приблизительно 10 мс.

Таким образом, орган слуха  выполняет два задания: снабжает организм информацией и обеспечивает самосохранение, противостоит повреждающему  действию акустического сигнала.

 

3.Обоняние.

Обоняние – способность  воспринимать запахи, осуществляется посредством обонятельного анализатора, рецептором которого являются нервные  клетки, расположенные в слизистой  оболочке верхнего и, отчасти, среднего носовых ходов. Человек обладает различной чувствительностью к  пахучим веществам, к некоторым  веществам особенно высокой. Например, этилмеркаптан ощущается при содержании его, равном 0,00019 мг в 1 л воздуха.

Снижение обоняния часто  возникает при воспалительных и  атрофических процессах в слизистой  оболочке носа. В некоторых случаях  нарушение обоняния является одним из существенных симптомов поражения ЦНС.

Запахи способны вызывать отвращение к пище, обострять чувствительность нервной системы, способствовать состоянию  подавленности, повышенной раздражительности. Так, сероводород, бензин могут вызывать различные отрицательные реакции  вплоть до тошноты, рвоты, обморока. Например, обнаружено, что запах бензола  и герантиола обостряет слух, а индол притупляет слуховое восприятие, запахи пиридина и толуола обостряют зрительную функцию в сумерках, запах камфоры повышает чувствительность зрительной рецепции зеленого цвета и снижает – красного.

Вкус – ощущение, возникающее  при воздействии раздражителей  на специфические рецепторы, расположенные  на различных участках языка. Вкусовое ощущение складывается из восприятия кислого, соленого, сладкого и горького; вариации вкуса являются результатом  комбинации основных перечисленных  ощущений. Разные участки языка имеют  неодинаковую чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка более чувствителен к сладкому, края языка – к кислому, кончик и края – к соленому и корень языка наиболее чувствителен к горькому.

 

 

Механизм восприятия вкусовых веществ связывают со специфическими химическими реакциями на границе «вещество – вкусовой рецептор». Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определенных вкусовых веществ. Возбуждение от вкусовых рецепторов передается в ЦНС по специфическим проводящим путям.

 

4.Осязание.

Осязание – сложное ощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата. Основная роль в формировании осязания принадлежит кожному анализатору, который осуществляет восприятие внешних механических, температурных, химических и других раздражителей. Осязание складывается из тактильных, температурных, болевых и двигательных ощущений. Основная роль в ощущении принадлежит тактильной рецепции – прикосновению и давлению.

Кожа – внешний покров тела – представляет собой орган  с весьма сложным строением, выполняющий  ряд важных жизненных функций. Кроме  защиты организма от вредных внешних  воздействий кожа выполняет рецепторную, секреторную, обменную функции, играет значительную роль в терморегуляции и т. д. 

В коже (рис. 3) различают три слоя: наружный (эпителиальный –эпидермис), соединительнотканный (собственно кожа–дерма) и подкожная жировая клетчатка. В коже имеется большое число кровеносных и лимфатических сосудов. Нервный аппарат кожи состоит из многочисленных пронизывающих дерму нервных волокон и нервных окончаний.

Одна из основных функций  кожи – защитная; кожа – орган защиты. Так, растяжение, давление, ушибы обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Нормальный роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания и весьма устойчив по отношению к различным химическим веществам. Пигмент меланин, поглощающий ультрафиолетовые лучи, предохраняет кожу от воздействия солнечного света. Особенно большое значение имеют стерилизующие свойства кожи и устойчивость к различным микробам; неповрежденный роговой слой непроницаем для болезнетворных микроорганизмов, а кожное сало и пот создают кислую среду, неблагоприятную для многих микробов Эта спасительная кислотность–результат деятельности потовых и сальных желез, доставляющих необходимые жирные кислоты. Окисление происходит в роговом веществе, поэтому так важен достаточный приток кислорода для профилактики кожных заболеваний. Кожа «дышит»; если покрыть человека лаком, он начнет задыхаться.

Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержании  нормальной температуры тела); 80 % всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре  внешней среды кожные сосуды расширяются, и теплоотдача конвекцией усиливается. При низкой температуре сосуды суживаются, кожа бледнеет, теплоотдача уменьшается.

Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми железами. С  кожным салом могут выделяться некоторые лекарственные вещества (йод, бром), продукты промежуточного метаболизма (обмена веществ), микробных токсинов и эндогенных ядов. Функция сальных и потовых желез регулируется вегетативной нервной системой.

Обменная функция кожи заключается в участии в процессах  регуляции общего обмена веществ  в организме, особенно водного, минерального и углеводного. Считают, что кожу можно условно рассматривать  как железу внешней и внутренней секреции, с обширной поверхностью, богато снабженной сосудами и тесно  связанной со всеми внутренними  органами. Кожа–это «периферический  мозг», неутомимый сторож, который всегда начеку, постоянно извещает центральный  мозг о каждой агрессии и опасности.

С помощью анализаторов человек  получает обширную информацию об окружающем мире. Количество информации принято  измерять в двоичных знаках–битах. Например, поток информации через  зрительный рецептор человека составляет 108–109 бит/с, нервные пути пропускают 2*106 бит/с, в памяти прочно задерживается только 1 бит/с. Следовательно, в коре головного мозга анализируется и оценивается не вся поступающая информация, а наиболее важная. Информация, получаемая из внешней и внутренней среды, определяет работу функциональных систем организма и поведение человека.