Анализаторы человека и их чувствительность

 

Человек связан с окружающей средой при помощи анализаторов, каждый анализатор состоит из воспринимающего прибора (рецептора) проводникового отдела (проводящие нервные пути), передающего возбуждение в центральную нервную систему, и высшего центра данного восприятия в коре головного мозга (мозгового конца). Понятие об анализаторе введено в физиологию И.П. Павловым в 1909 г.

Рецептор превращает энергию раздражителя в нервный процесс. Проводящие пути передают нервные импульсы в кору головного мозга. Мозговой конец анализатора состоит из ядра и рассеянных по коре головного мозга элементов, которые обеспечивают нервные связи между анализаторами. Между рецептором и мозговым концом существует двустороння связь, обеспечивающая саморегуляцию анализатора.

Основной характеристикой анализатора является его чувствительность. Воздействие на анализатор раздражителя вызывает ощущение, но чтобы оно возникало, интенсивность раздражителя должна достигнуть определенной величины. Имеются нижний и верхний пределы интенсивности раздражителя, последний вызывает боль и нарушает деятельность анализатора.

Интервал от минимальной до максимальной величины раздражителя определяет диапазон чувствительности анализатора.

Минимальная величина - это нижний абсолютный порог чувствительности, а максимальная - верхний. Минимальная разница между интенсивностями двух раздражителей, вызывающая еле заметное различие ощущений, называется порогом различения. Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом.

 

Зрительный анализатор

У человека, как и у всех позвоночных, глаза парные, располагаются в глазных впадинах и состоят из собственно глаз, или глазных яблок, соединенных при посредстве зрительного нерва с мозгом, и придаточных частей глаз: век, слезного аппарата и глазодвигательных мышц. Глазное яблоко представляет собой тело шаровидной формы. В передней, обращенной к свету, части глаз располагается диоптрический (светопреломляющий) аппарат, передающий изображение на светочувствительную сетчатку, или ретину. Он представляет собой систему преломляющих сред, включающую роговицу, прозрачную двояковыпуклую линзу – хрусталик и заполняющее полость глаза стекловидное тело.

Стенка задней части глазного яблока состоит из трех оболочек, плотно прилегающих друг к другу. Наружная плотная оболочка – склера – имеет опорное и защитное значение. На передней открытой стороне глаза склера переходит в тонкую прозрачную роговицу. Под склерой находится обильно снабженная кровеносными сосудами – сосудистая оболочка, передняя часть которой в виде тонкой пластинки образует радужную оболочку, имеющую посредине отверстие – зрачок.

Основным элементом органа зрения является первично-чувствующая зрительная клетка – фоторецептор. Восприятие световых лучей осуществляется её периферическим концом, имеющим форму колбочки или палочки. Колбочки - аппарат хроматического (цветового) зрения; палочки - аппарат ахроматического (черно-белого) зрения.

Лучи света, попадая в глаз, через три преломляющие прозрачные среды – через роговицу, хрусталик и стекловидное тело и попадают на внутреннюю оболочку глаза – сетчатку, в которой находятся светочувствительные рецепторы – палочки и колбочки. Под воздействием света в результате фотохимических процессов в сетчатке происходят раздражения нервных окончаний рецепторов и нервные импульсы по волокнам зрительного нерва поступают в нервные клетки зрительного бугра и человек видит предметы – их цвет, форму и величины.

Глаз различает семь основных цветов, а также более ста их оттенков. Оптический анализатор обладает наибольшей величиной адаптации, т.е. временем приспособления к изменению освещенности. При теневой адаптации чувствительность глаза (зрения) достигает оптимального уровня через 40-50 мин.; световая адаптация длится 8-10 мин.

Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объектов и др. факторов. Острота зрения уменьшается при уменьшении освещенности и контрастности.

Ощущение, вызванное световым сигналом, некоторое время (0,1-0,3 с) сохраняется после его исчезновения. Причем через 0,5-1,5 с появляется отрицательный образ, т.е. светлые поверхности кажутся темными и наоборот. Если сигнал цветной - образ окрашен в дополнительный цвет (дающий с основным белый цвет).

Инерция зрения обуславливает стробоскопический эффект, если время между световыми импульсами меньше времени гашения зрительного образа, изображение непрерывное. При этом возможна иллюзия неподвижности (замедленного движения), когда движущийся предмет периодически занимает прежнее положение (совпадающее со вспышкой света).

 

Слуховой анализатор

Воспринимающей частью слухового анализатора является ухо. В анатомическом отношении в ухе человека различают три отдела:

1) наружное ухо, состоящее из ушной раковины и наружного слухового прохода;

2) среднее ухо, составленное барабанной полостью и имеющее придатки – евстахиеву трубу и ячейки сосцевидного отростка;

3) внутреннее ухо (лабиринт), состоящее из улитки (слуховая часть), преддверия и полукружных каналов органа равновесия.

Если присоединить к этому слуховой нерв и слуховые пути в продолговатом и большом мозгу, а также центральные слуховые поля в коре височных долей, то весь комплекс представляет собой слуховой анализатор.

В функциональном отношении ухо можно разделить на две части – звукопроводящую (раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка и барабанная полость, лабиринтная жидкость) и звуковоспринимающую (слуховые клетки, окончания слухового нерва); к звуковоспринимающему аппарату относится и весь слуховой нерв, центральные проводники и часть коры головного мозга.

Значительная часть информации человеку доставляется звуковыми сигналами; они же могут быть и сигналами опасности. Основными параметрами звуковых волн являются уровень интенсивности и частота, субъективно воспринимаемые слухом как громкость и высота звука.

Механические колебания частот от 16 до 20000 Гц воспринимаются человеком как звук. Беспорядочное сочетание звуков различной частоты и силы называется шумом. Колебания частот до 16 Гц называются инфразвуковыми колебаниями, а свыше 11200 Гц – ультразвуковыми. Основными физическими характеристиками звука являются: интенсивность звука (Вт/м), частота колебаний (Гц) и звуковое давление (Па).

Минимальная интенсивность звуков, различаемая слухом человека, называется пороговой, а верхняя по интенсивности граница звука - порог болевого ощущения, что превышает нижнюю пороговую в 10¹³ раз. Для оценки звука пользоваться таким широким диапазоном неудобно (например, прибор для измерения уровня шума в указанном диапазоне с делениями в 1 мм должен бы иметь шкалу длиной в 1 млн. км), поэтому относительные уровни по отношению к пороговым значениям принято измерять и оценивать в логарифмической форме:

уровень интенсивности L = 10lg (J/J_о), дБ;

уровень звукового давления: L = 20 lg(P/P_о), дБ.

При этом весь диапазон слышимых звуков укладывается в пределах от 0 до 140 дБ.