Ощущение возникает как реакция нервной системы на тот или иной раздражитель и имеет рефлекторный характер. Физиологической основой ощущения является нервный процесс, возникающий при действии раздражителя на адекватный ему анализатор.

Анализатор состоит из трех частей:

1. Периферического отдела (рецептора), являющегося специальным трансформатором внешней энергии в нервный процесс;

2. Афферентных (центростремительных) и эфферентных (центробежных) нервов – проводящих путей, соединяющих периферический отдел анализатора с центральным;

3. Подкорковых и корковых отделов (мозговой конец) анализатора , где происходит переработка нервных импульсов, приходящих из периферических отделов.

В корковом отделе каждого анализатора находится ядро, т.е. центральная часть, где сконцентрирована основная масса рецепторных клеток, и периферия, состоящая из рассеянных клеточных элементов, которые в том или ином количестве расположены в различных областях коры. Рецепторные клетки ядерной части анализатора находятся в той области коры головного мозга, куда входят центростремительные нервы от рецептора. Рассеянные (периферические) элементы данного анализатора входят в области, смежные с ядрами других анализаторов. Тем самым обеспечивается участие в отдельном акте ощущения значительной доли коры головного мозга. Ядро анализатора выполняет функцию тонкого анализа и синтеза, например, дифференцирует звуки по высоте. Рассеянные элементы связанные с функцией грубого анализа, например, различение музыкальных звуков и шумов.

Определенным клеткам периферических отделов анализатора соответствуют определенные участки корковых клеток. Так, пространственно разными точками в коре представлены, например, разные точки сетчатки; пространственно разным расположением клеток представлен в коре и орган слуха. То же самое относится и к другим органам чувств.

Многочисленные опыты, проведенные методами искусственного раздражения, позволяют в настоящее время довольно определенно установить локализацию в коре тех или иных видов чувствительности. Так, представительство зрительной чувствительности сосредоточено главным образом в затылочных долях коры головного мозга. Слуховая чувствительность локализуется в средней части верхней височной извилины. Осязательно-двигательная чувствительность представлена в задней центральной извилине и т. д.

Для возникновения ощущения необходима работа всего анализатора как целого. Воздействие раздражителя на рецептор вызывает появления раздражения. Начало этого раздражения выражается в превращении внешней энергии в нервный процесс, который производится рецептором. От рецептора этот процесс по центростремительному нерву достигает ядерной части анализатора. Когда возбуждение достигает корковых клеток анализатора, возникает ответ организма на раздражение. Мы ощущаем свет звук, вкус или другие качества раздражителей.

Анализатор составляет исходную и важнейшую часть всего пути нервных процессов, или рефлекторной дуги. Рефлекторное кольцо состоит из рецептора, проводящих путей, центральной части и эффектора . Взаимосвязь элементов рефлекторного кольца обеспечивает основу ориентировки сложного организма в окружающем мире, деятельность организма в зависимости от условий его существования.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Анализатор - функциональная единица, отвечающая за восприятие и анализ сенсорной информации одного вида (термин ввел И. П. Павлов).

Анализатор представляет собой совокупность нейронов, участвующих в восприятии раздражений, проведении возбуждения и в анализе раздражения.

Анализатор часто называют сенсорной системой . Анализаторы классифицируют по типу тех ощущений, в формировании которых они участвуют (см. рис. ниже).

Рис. Анализаторы

Это зрительный, слуховой, вестибулярный, вкусовой, обонятельный, кожный, мышечный и другие анализаторы. В анализаторе выделяют три отдела:

1. Периферический отдел : рецептор, предназначенный для преобразования энергии раздражения в процесс нервного возбуждения.
2. Проводниковый отдел : цепь из центростремительных (афферентных) и вставочных нейронов, по которой импульсы передаются от рецепторов к вышележащим отделам центральной нервной системы.
3. Центральный отдел : определенная зона коры больших полушарий.

Кроме восходящих (афферентных) путей существуют нисходящие волокна (эфферентные), по которым осуществляется регуляция деятельности нижних уровней анализатора со стороны его высших, в особенности корковых, отделов.

КБП* - кора больших полушарий.

органы чувств

Человек обладает рядом важных специализированных периферических образований -органов чувств , обеспечивающих восприятие воздействующих на организм внешних раздражителей.

Орган чувств состоит из рецепторов и вспомогательного аппарата, который помогает улавливать, концентрировать, фокусировать, направлять и т. д. сигнал.

К органам чувств относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания. Сами по себе они не могут обеспечить ощущение. Для возникновения субъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступило в соответствующий отдел коры больших полушарий.

Структурные поля коры больших полушарий

Если рассматривать стуктурную организацию коры больших полушарий, то можно выделить несколько полей, имеющих различное клеточное строение.

Различают три основные группы полей в коре:

• первичные
• вторичные
• третичные.

Первичные поля , или ядерные зоны анализаторов, непосредственно связаны с органами чувств и органами движения.

Например, поле болевой, температурной, кожно-мышечной чувствительности в задней части центральной извилины, зрительное поле в затылочной доле, слуховое поле в височной доле и двигательное поле в передней части центральной извилины.

Первичные поля они раньше других созревают в онтогенезе.

Функция первичных полей: анализ отдельных раздражений, поступающих в кору от соответствующих рецепторов.

При разрушении первичных полей возникает так называемая корковая слепота, корковая глухота и т. п.

Вторичные поля расположены рядом с первичными и связаны через них с органами чувств.

Функция вторичных полей: обобщение и дальнейшая обработка поступающей информации. Отдельные ощущения синтезируются в них в комплексы, обусловливающие процессы восприятия.

При поражении вторичных полей человек видит и слышит, но не способен осознать, понять значение увиденного и услышанного.

Первичные и вторичные поля имеются и у человека, и у животных.

Третичные поля , или зоны перекрытия анализаторов, находятся в задней половине коры - на границе теменной, височных и затылочной долей и в передних частях лобных долей. Они занимают половину всей площади коры больших полушарий и имеют многочисленные связи со всеми ее частями. В третичных полях оканчивается большинство нервных волокон, соединяющих левое и правое полушария.

Функция третичных полей: организация согласованной работы обоих полушарий, анализ всех воспринятых сигналов, их сравнение с ранее полученнойнформацией, координация соответствующего поведения, программирование двигательной активности.

Эти поля есть только у человекаи созревают позже других корковых полей.

Развитие третичных полей у человека связывают с функцией речи. Мышление (внутренняя речь) возможно только при совместной деятельности анализаторов, объединение информации от которых происходит в третичных полях.

При врожденном недоразвитии третичных полей человек не в состоянии овладеть речью и даже простейшими двигательными навыками.

Рис. Структурные поля коры больших полушарий

С учетом расположения структурных полей коры больших полушарий можно выделить функциональные части: сенсорные, моторные и ассоциативные зоны.

Все сенсорные и моторные зоны занимают менее 20% поверхности коры. Остальная кора составляет ассоциативную область.

Ассоциативные зоны

Ассоциативные зоны - это функциональные зоны коры головного мозга. Они связывают вновь поступающую сенсорную информацию с полученной ранее и хранящейся в блоках памяти, а также сравнивают между собой информацию, получаемую от разных рецепторов (см. рис. ниже).

Каждая ассоциативная область коры связана с несколькими структурными полями. В состав ассоциативных зон входит часть теменной, лобной и височной долей. Границы ассоциативных зон нечеткие, ее нейроны участвуют в интеграции различной информации. Здесь идет высший анализ и синтез раздражений. В результате формируются сложные элементы сознания.

Рис. Борозды и доли коры больших полушарий

Рис. Ассоциативные зоны коры больших полушарий:

1. Ассоциативная двигател ьная зона (лобная доля)

2. Первичная двигательная зона

3. Первичная соматосенсорная зона

4. Теменная доля больших полушарий

5. Ассоциативная соматосенсорная (кожно-мышечная) зона (теменная доля)

6. Ассоциативная зрительная зона (затылочная доля)

7. Затылочная доля больших полушарий

8. Первичная зрительная зона

9. Ассоциативная слуховая зона (височные доли)

10. Первичная слуховая зона

11. Височная доля больших полушарий

12. Обонятельная кора (внутренняя поверхность височной доли)

13. Вкусовая кора

14. Предлобная ассоциативная зона

15. Лобная доля больших полушарий.

Сенсорные сигналы в ассоциативной зоне расшифровываются, осмысливаются и используются для определения наиболее подходящих ответных реакций, которые передаются в связанную с ней двигательную (моторную) зону.

Таким образом, ассоциативные зоны участвуют в процессах запоминания, обучения и мышления, и результаты их деятельности составляют интеллект (способность организма использовать полученные знания).

Отдельные крупные ассоциативные области расположены в коре рядом с соответствующими сенсорными зонами. Например, зрительная ассоциативная зона расположена в затылочной зоне непосредственно впереди сенсорной зрительной зоны и осуществляет полную обработку зрительной информации.

Некоторые ассоциативные зоны выполняют только часть обработки информации и связаны с другим ассоциативными центрами, выполняющими дальнейшую обработку. Например, звуковая ассоциативная зона анализирует звуки, разделяя их на категории, а затем передает сигналы в более специализированные зоны, такие как речевая ассоциативная зона, где воспринимается смысл услышанных слов.

Эти зоны относятся к ассоциативной коре и участвуют в организации сложных форм поведения.

В коре больших полушарий выделяют области с менее определенными функциями. Так, значительная часть лобных долей, особенно с правой стороны, может быть удалена без заметных нарушений. Однако, если произвести двухстороннее удаление лобных областей возникают тяжелые психические нарушения.

вкусовой анализатор

Вкусовой анализатор отвечает за восприятие и анализ вкусовых ощущений.

Периферический отдел : рецепторы - вкусовые луковицы в слизистой оболочке языка, мягкого неба, миндалин и других органов ротовой полости.

Рис. 1. Вкусовой сосочек и вкусовая луковица

Вкусовые сосочки несут на боковой поверхности вкусовые луковицы (рис. 1, 2), в состав которых входят 30 - 80 чувствительных клеток. Вкусовые клетки усеяны на своем конце микроворсинками - вкусовыми волосками. Они выходят на поверхность языка через вкусовые поры. Вкусовые клетки непрерывно делятся и непрерывно гибнут. Осо­бенно быстро происходит замещение клеток, расположенных в пе­редней части языка, где они лежат более поверхностно.

Рис. 2. Вкусовая луковица: 1 - нервные вкусовые волокна; 2 - вкусовая почка (чашечка); 3 - вкусовые клетки; 4 - поддерживающие (опорные) клетки; 5 - вкусовая пора

Рис. 3. Вкусовые зоны языка: сладкое - кончик языка; горькое - основание языка; кислое - боковая поверхность языка; соленое - кончик языка.

Вкусовые ощущения вызывают только растворенные в воде вещества.

Проводниковый отдел : волокна лицевого и языкоглоточного нерва (рис. 4).

Центральный отдел : внутренняя сторона височной доли коры больших полушарий.

обонятельный анализатор

Обонятельный анализатор отвечает за восприятие и анализ запаха.

• пищевое поведение;
• апробация пищи на съедобность;
• на­стройка пищеварительного аппарата на обработку пищи (по ме­ханизму условного рефлекса);
• оборонительное по­ведение (в т. ч. проявление агрессии).

Периферический отдел: рецепторы слизистой оболочки верхней части носовой полости. Обонятельные рецепторы в слизистой носа оканчиваются обонятельными ресничками. Газообразные вещества растворяются в слизи, окружающей реснички, затем в результате химической реакции возникает нервный импульс (рис. 5).

Проводниковый отдел: обонятельный нерв.

Центральный отдел : обонятельная луковица (структура переднего мозга, в которой осуществляется обработка информации) и обонятельный центр, расположенный на нижней поверхности височной и лобной долей коры больших полушарий (рис. 6).

В коре происходит определение запаха и формируется адекватная на него реакция организма.

Восприятие вкуса и запаха дополняют друг друга, давая целостное представление о виде и качестве пищи. Оба анализатора связаны с центром слюноотделения продолговатого мозга и участвуют в пищевых реакциях организма.

Осязательный и мышечный анализатор объединяют в соматосенсорную систему - систему кожно-мышечной чувствительности.

Строение соматосенсорного анализатора

Периферический отдел : проприорецепторы мышц и сухожилий; рецепторы кожи (механорецепторы, терморецепторы и др.).

Проводниковый отдел : афферентные (чувствительны) нейроны; восходящие пути спинного мозга; продолговатый мозг, ядра промежуточного мозга.

Центральный отдел : сенсорная зона в теменной доле коры больших полушарий.

Рецепторы кожи

Кожа является самым крупным чувствительный органом в теле человека. На ее поверхности (около 2 м2) сосредоточено множество рецепторов.

Большинство ученых склоняются к наличию четырех основных видов кожной чувствительности: тактильной, тепловой, холодовой и болевой.

Рецепторы распределены неравномерно и на разной глубине. Больше всего рецепторов в коже пальцев рук, ладоней, подошв, губ и половых органов.

МЕХАНОРЕЦЕПТОРЫ КОЖИ

• тонкие окончания нервных волокон , оплетающие кровеносные сосуды, волосяные сумки и т.п.
• клетки Меркеля - нервные окончания базального слоя эпидермиса (много на подушечках пальцев);
• осязательные тельца Мейсснера - сложные рецепторы сосочкового слоя дермы (много на пальцах, ладонях, подошвах, губах, языке, половых органах и сосках молочных желез);
• пластинчатые тельца - рецепторы давления и вибрации; расположены в глубоких слоях кожи, в сухожилиях, связках и брыжейке;
• луковицы (колбы Краузе) - нервные рецепторы в соединительнотканном слое слизистых оболочек, под эпидермисом и среди мышечных волокон языка.

МЕХАНИЗМ РАБОТЫ МЕХАНОРЕЦЕПТОРОВ

Механический стимул - деформация мембраны рецептора - уменьшение электрического сопротивления мембраны - увеличение проницаемости мембраны для Na+ - деполяризация мембраны рецептора - распространение нервного импульса

АДАПТАЦИЯ КОЖНЫХ МЕХАНОРЕЦЕПТОРОВ

• быстро адаптирующиеся рецепторы : кожные механорецепторы в волосяных луковицах, пластинчатые тельца (не ощущаем давление одежды, контактных линз и т.п.);
• медленно адаптирующиеся рецепторы: осязательные тельца Мейсснера.

Ощущение прикосновения и давления на кожу довольно точно локализуется, т. е. относится человеком к определенному участку кожной поверхности. Эта локализация вырабатывается и закрепляется в онтогенезе при участии зрения и проприорецепции.

Способность человека раздельно воспринимать прикосновение к двум соседним точкам кожи, также сильно отличается в разных ее участках. На слизистой оболочке языка порог пространственного различия равен 0,5 мм, а на коже спины - более 60 мм.

Температурная рецепция

Температура тела человека колеблется в сравнительно узких пределах, поэтому информация о температуре окружающей среды, необходимая для деятельности механизмов терморегуляции, имеет особо важное значение.

Терморецепторы располагаются в коже, роговице глаза, в слизистых оболочках, а также в ЦНС (в гипоталамусе).

ВИДЫ ТЕРМОРЕЦЕПТОРОВ

• холодовые терморецепторы : многочисленные; лежат близко к поверхности.
• тепловые терморецепторы : их значительно меньше; лежат в более глубоком слое кожи.

• специфические терморецепторы : воспринимают только температуру;
• неспецифические терморецепторы : воспринимают температурные и механические раздражители.

Терморецепторы реагируют на изменение температуры повышением частоты генерируемых импульсов, устойчиво длящимся все время действия стимула. Изменение температуры на 0,2 °С вызывает длительные изменения их импульсации.

В некоторых условиях холодовые рецепторы могут быть возбуждены теплом, а тепловые холодом. Этим объясняется возникновение острого ощущения холода при быстром погружении в горячую ванну или обжигающее действие ледяной воды.

Начальные температурные ощущения зависят от разницы температуры кожи и температуры действующего раздражителя, его площади и места приложения. Так, если руку держали в воде температуры 27 °С, то в первый момент при переносе руки в воду, нагретую до 25 °С, она кажется холодной, однако уже через несколько секунд становится возможной истинная оценка абсолютной температуры воды.

Болевая рецепция

Болевая чувствительность имеет первостепенное значение для выживания организма, являясь сигналом об опасности при сильных воздействиях различных факторов.

Импульсы болевых рецепторов часто свидетельствуют о патологических процессах в организме.

На данный момент не найдены специфическе болевые рецепторы.

Сформулированы две гипотезы об организации болевого восприятия:

1. Существуют специфические болевые рецепторы - свободные нервные окончания с высоким порогом реакции;
2. Специфических болевых рецепторов не существует; боль возникает при сверхсильном раздражении любых рецепторов.

Механизм возбуждения рецепторов при болевых воздействиях пока не выяснен.

Наиболее общей причиной возникновения боли можно считать изменение концентрации Н+ при токсическом воздействии на дыхательные ферменты или при повреждении клеточных мембран.

Одной из возможных причин длительной жгучей боли может быть выделение при повреждении клеток гистамина, протеолитических ферментов и др. веществ, вызывающих цепочку биохимических реакций, приводящих к возбуждению нервных окончаний.

Болевая чувствительность практически не представлена на корковом уровне, поэтому высшим центром болевой чувствительности является таламус, где 60 % нейронов в соответствующих ядрах.четко реагирует на болевое раздражение.

АДАПТАЦИЯ БОЛЕВЫХ РЕЦЕПТОРОВ

Адаптация болевых рецепторов зависит от многочисленных факторов и ее механизмы мало изучены.

Например, заноза, будучи неподвижной, не вызывает особых болевых ощущений. Пожилые люди в некоторых случаях "привыкают не замечать" головной боли или боли в суставах.

Однако в очень многих случаях болевые рецепторы не обнаруживают существенной адаптации, что делает страдания больного особенно длительными и мучительными и требует применения анальгетиков.

Болевые раздражения вызывают ряд рефлекторных соматических и вегетативных реакций. При умеренной выраженности эти реакции имеют приспособительное значение, но могут привести к тяжелым патологическим эффектам, например к шоку. Среди этих реакций отмечают повышение мышечного тонуса, частоты сердечных сокращений и дыхания, повышение ил понижение давления, сужение зрачков, увеличение содержания глюкозы в крови и ряд других эффектов.

ЛОКАЛИЗАЦИЯ БОЛЕВОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

При болевых воздействиях на кожу человек локализует их достаточно точно, но при заболеваниях внутренних органов могут вознкать отраженные боли . Например, при почечной колике, больные жалуются на "вступающие" резкие боли в ногах и прямой кишке. Могут быть и обратные эффекты.

проприорецепция

Виды проприорецепторов:

• нервно-мышечные веретена: дают информацию о скорости и силе мышечного растяжения и сокращения;
• сухожильные рецепторы Гольджи: дают информацию о силе мышечного сокращения.

Функции проприорецепторов:

• восприятие механических раздражений;
• восприятие пространственного расположения частей тела.

НЕРВНО-МЫШЕЧНОЕ ВЕРЕТЕНО

Нервно-мышечное веретено - сложный рецептор, который включает видоизмененные мышечные клетки, афферентные и эфферентные нервные отростки и контролирует как скорость, так и степень сокращения и растяжение скелетных мышц.

Нервно-мышечное веретено расположено в толще мышцы. Каждое веретено покрыто капсулой. Внутри капсулы находится пучок специальных мышечных волокон. Веретена расположены параллельно волокнам скелетных мышц, поэтому при растяжении мышцы нагрузка на веретена увеличивается, а при сокращении - уменьшается.

Рис. Нервно-мышечное веретено

СУХОЖИЛЬНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ ГОЛЬДЖИ

Находятся в зоне соединения мышечных волокон с сухожилием.

Сухожильные рецепторы слабо реагируют на растяжение мышцы, но возбуждаются при ее сокращении. Интенсивность их импульсации примерно пропорциональна силе сокращения мышцы.

Рис. Сухожильный рецептор Гольджи

СУСТАВНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ

Они изучены меньше, чем мышечные. Известно, что суставные рецепторы реагируют на положение сустава и на изменения суставного угла, участвуя таким образом в системе обратных связей от двигательного аппарата и в управлении им.

Зрительный анализатор включает:

• периферический отдел: рецепторы сетчатки глаза;
• проводниковый отдел: зрительный нерв;
• центральный отдел: затылочная доля коры больших полушарий.

Функция зрительного анализатора : восприятие, проведение и расшифровка зрительных сигналов.

Строения глаза

Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата .

Вспомогательный аппарат глаза

• брови - защита от пота;
• ресницы - защита от пыли;
• веки - механическая защита и поддержание влажности;
• слезные железы - расположены у верхней части наружного края глазницы. Она выделяет слезную жидкость, увлажняющую, промывающую и дезинфицирующую глаз. Избыток слёзной жидкости удаляется в носовую полость через слёзный канал , расположенный во внутреннем углу глазницы.

ГЛАЗНОЕ ЯБЛОКО

Глазное яблоко имеет примерно сферическую форму с диаметром около 2,5 см.

Оно расположено на жировой подушке в переднем отделе глазницы.

Глаз имеет три оболочки:

1. белочная оболочка (склера) с прозрачной роговицей - наружная очень плотная фиброзная оболочка глаза;
2. сосудистая оболочка с наружной радужной оболочкой и ресничным телом - пронизана кровеносными сосудами (питание глаза) и содержит пигмент, препятствующий рассеиванию света через склеру;
3. сетчатая оболочка (сетчатка ) - внутренняя оболочка глазного яблока - рецепторная часть зрительного анализатора; функция: непосредственное восприятие света и передача информации в центральную нервную систему.

Коньюктива - слизистая оболочка, соединяющая глазное яблоко с кожным покровами.

Белочная оболочка (склера) - внешняя прочная оболочка глаза; внутренняя часть склеры непроницаема для сетовых лучей. Функция: защита глаза от внешних воздействий и светоизоляция;

Роговица - передняя прозрачная часть склеры; является первой линзой на пути световых лучей. Функция: механическая защита глаза и пропускание световых лучей.

Хрусталик - двояковыпуклая линза, расположенная за роговицей. Функция хрусталика: фокусировка световых лучей. Хрусталик не имеет сосудов и нервов. В нем не развиваются воспалительные процессы. В нем много белков, которые иногда могут терять свою прозрачность, что приводит к заболеванию, называемому катаракта .

Сосудистая оболочка - средняя оболочка глаза, богатая сосудами и пигментом.

Радужная оболочка - передняя пигментированная часть сосудистой оболочки; содержит пигменты меланин и липофусцин, определяющие цвет глаз.

Зрачок - круглое отверстие в радужной оболочке. Функция: регуляция светового потока, поступающего в глаз. Диаметр зрачка непроизвольно меняется с помощью гладких мышц радужной оболочки при изменении освещенности.

Передняя и задняя камеры - пространство спереди и сзади радужной оболочки, заполненное прозрачной жидкостью (водянистой влагой ).

Ресничное (цилиарное) тело - часть средней (сосудистой) оболочки глаза; функция: фиксация хрусталика, обеспечение процесса аккомодации (изменение кривизны) хрусталика; продуцирование водянистой влаги камер глаза, терморегуляция.

Стекловидное тело - полость глаза между хрусталиком и глазным дном , заполненная прозрачным вязким гелем, поддерживающим форму глаза.

Сетчатка (ретина) - рецепторный аппарат глаза.

СТРОЕНИЕ СЕТЧАТКИ

Сетчатка образована разветвлениями окончаний зрительного нерва, который, подойдя к глазному яблоку, проходит через белочную оболочку, причем оболочка нерва сливается с белочной оболочкой глаза. Внутри глаза волокна нерва распределяются в виде тонкой сетчатой оболочки, которая выстилает задние 2/3 внутренней поверхности глазного яблока.

Сетчатка состоит из опорных клеток, образующих сетчатую структуру, откуда и произошло ее название. Световые лучи воспринимает только ее задняя часть. Сетчатая оболочка по своему развитию и по функции представляет собой часть нервной системы. Все же остальные части глазного яблока играют вспомогательную роль для восприятия сетчаткой зрительных раздражений.

Сетчатая оболочка - это часть мозга, выдвинутая наружу, ближе к поверхности тела, и сохраняющая с ним связь с помощью пары зрительных нервов.

Нервные клетки образуют в сетчатке цепи, состоящие из трех нейронов (см. рис. ниже):

• первые нейроны имеют дендриты в виде палочек и колбочек; эти нейроны являются конечными клетками зрительного нерва, они воспринимают зрительные раздражения и представляют собой световые рецепторы.
• вторые - биполярные нейроны;
• третьи - мультиполярные нейроны (ганглиозные клетки ); от них отходят аксоны, которые тянутся по дну глаза и образуют зрительный нерв.

Светочувствительные элементы сетчатки:

• палочки - воспринимают яркость;
• колбочки - воспринимают цвет.

Колбочки медленно возбуждаются и только ярким светом. Они способны воспринимать цвет. В сетчатке находится три вида колбочек. Первые воспринимают красный цвет, вторые - зеленый, третьи - синий. В зависимости от степени возбуждения колбочек и сочетания раздражений, глаз воспринимает различные цвета и оттенки.

Палочки и колбочки в сетчатой оболочке глаза перемешаны между собой, но в некоторых местах они расположены очень густо, в других же редко или отсутствуют совсем. На каждое нервное волокно приходится примерно 8 колбочек и около 130 палочек.

В области желтого пятна на сетчатке нет палочек - только колбочки, здесь глаз обладает наибольшей остротой зрения и наилучшим восприятием цвета. По-этому глазное яблоко находится в непрерывном движении, так чтобы рассматриваемая часть объекта приходилась на желтое пятно. По мере удаления от желтого пятна плотность палочек увеличивается, но потом уменьшается.

При низкой освещенности в процессе видения участвуют только палочки (сумеречное видение), и глаз не различает цвета, зрение оказывается ахроматическим (бесцветным).

От палочек и колбочек отходят нервные волокна, которые, соединяясь, образуют зрительный нерв. Место выхода из сетчатки зрительного нерва называется диском зрительного нерва . В области диска зрительного нерва светочувствительных элементов нет. Поэтому это место не дает зрительного ощущения и называется слепым пятном .

МЫШЦЫ ГЛАЗА

• глазодвигательные мышцы - три пары поперечно-полосатых скелетных мышц, которые прикрепляются к коньюктиве; осуществляют движение глазного яблока;
• мышцы зрачка - гладкие мышцы радужки (круговая и радиальная), меняющие диаметр зрачка;
  Круговая мышца (сжиматель) зрачка иннервируется парасимпатическими волокнами из глазодвигательного нерва, а радиальная мышца (расширитель) зрачка - волокнами симпатического нерва. Радужная оболочка, таким образом, регулирует количество света, поступающего в глаз; при сильном, ярком свете зрачок суживается и ограничивает поступление лучей, а при слабом - расширяется, давая возможность проникнуть большему количеству лучей. На диаметр зрачка влияет гормон адреналин. Когда человек находится в возбужденном состоянии (при испуге, гневе и т. д.), количество адреналина в крови увеличивается, и это вызывает расширение зрачка.
  Движения мышц обоих зрачков управляются из одного центра и происходят синхронно. Поэтому оба зрачка всегда одинаково расширяются или суживаются. Даже если подействовать ярким светом на один только глаз, зрачок другого глаза тоже суживается.
• мышцы хрусталика (цилиарные мышцы) - гладкие мышцы, изменяющие кривизну хрусталика (аккомодация --фокусировка изображения на сетчатке).

Проводниковый отдел

Зрительный нерв является проводником световых раздражений от глаза к зрительному центру и содержит чувствительные волокна.

Отойдя от заднего полюса глазного яблока, зрительный нерв выходит из глазницы и, войдя в полость черепа, через зрительный канал, вместе с таким же нервом другой стороны, образует перекрест (хиазму ) под гиполаламусом. После перекреста зрительные нервы продолжаются в зрительных трактах . Зрительный нерв связан с ядрами промежуточного мозга, а через них - с корой больших полушарий.

Каждый зрительный нерв содержит совокупность всех отростков нервных клеток сетчатки одного глаза. В области хиазмы происходит неполный перекрест волокон, и в составе каждого зрительного тракта оказывается около 50% волокон противоположной стороны и столько же волокон своей стороны.

Центральный отдел

Центральный отдел зрительного анализатора расположен в затылочной доле коры больших полушарий.

Импульсы от световых раздражений по зрительному нерву проходят к мозговой коре затылочной доли, где расположен зрительный центр.

В волокна каждого нерва связаны с двумя полушариями мозга, причем изображение, получаемое на левой половине сетчатки каждого глаза, анализируется в зрительной коре левого полушария, а на правой половине сетчатки - в коре правого полушария.

нарушение зрения

С возрастом и под воздействием других причин способность управлять кривизной поверхности хрусталика ослабевает.

Близорукость (миопия) - фокусировка изображение перед сетчаткой; развивается из-за увеличения кривизны хрусталика, которая может возникнуть при неправильном обмене веществ или нарушении гигиены зрения. И справляют очками с вогнутыми линзами.

Дальнозоркость - фокусировка изображения позади сетчатки; возникает вследствие уменьшения выпуклости хрусталика. И справляют очками с выпуклыми линзами.

Существует два пути проведения звуков:

• воздушная проводимость : через наружный слуховой проход, барабанную перепонку и цепь слуховых косточек;
• тканевая проводимост ь: через ткани черепа.

Функция слухового анализатора: восприятие и анализ звуковых раздражений.

Периферический отдел: слуховые рецепторы в полости внутреннего уха.

Проводниковый отдел: слуховой нерв.

Центральный отдел: слуховая зона в височной доле коры больших полушарий.

Рис. Височная кость Рис. Расположение органа слуха в полости височной кости

строение уха

Орган слуха у человека расположен в полости черепа в толще височной кости.

Он делится на три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Эти отделы тесно связаны анатомически и функционально.

Наружное ухо состоит из наружного слухового прохода и ушной раковины.

Среднее ухо - барабанная полость; она отделена барабанной перепонкой от наружного уха.

Внутреннее ухо, или лабиринт , - отдел уха, где происходит раздражение рецепторов слухового (улиткового) нерва; он помещается внутри пирамиды височной кости. Внутреннее ухо образует орган слуха и равновесия.

Наружное и среднее ухо имеют второстепенное значение: они проводят звуковые колебания к внутреннему уху, и таким образом является звукопроводящим аппаратом.

Рис. Отделы уха

НАРУЖНОЕ УХО

Наружное ухо включает ушную раковину и наружный слуховой проход , которые предназначены для улавливания и проведения звуковых колебаний.

Ушная раковина образована тремя тканями:

• тонкой пластинкой гиалинового хряща, покрытого с обеих сторон надхрящницей, имеющего сложную выпукло-вогнутую форму, определяющую рельеф ушной раковины;
• кожей очень тонкой, плотно прилегающей к надхрящнице и почти не имеющей жировой клетчатки;
• подкожной жировой клетчаткой, расположенной в значительном количестве в нижнем отделе ушной раковины - мочке уха .

Ушная раковина прикрепляется к височной кости связками и имеет рудиментарные мышцы, которые хорошо выражены у животных.

Ушная раковина устроена так, чтобы максимально концентрировать звуковые колебания и направлять их в наружное слуховое отверстие.

Форма, величина, постановка ушной раковины и размеры ушной дольки индивидуальны у каждого человека.

Дарвинов бугорок - рудиментарный треугольный выступ, который наблюдается у 10% людей в верхне-задней области завитка раковины; он соответствует верхушке уха животных.

Рис. Дарвинов бугорок

Наружный слуховой проход представляет собой S-образную трубку длинной примерно 3 см и диаметром 0,7 см, которая снаружи открывается слуховым отверстием и отделяется от полости среднего уха барабанной перепонкой .

Хрящевая часть, являющаяся продолжением хряща ушной раковины, составляет 1/3 его длины, остальные 2/3 образованы костным каналом височной кости. В месте перехода хрящевого отдела в костный канал сужается и изгибается. В этом месте находится связка из эластичной соединительной ткани. Такое строение делает возможным растяжение хрящевого отдела прохода в длину и в ширину.

В хрящевой части слухового прохода кожа покрыта короткими волосками, предохраняющими от попадания в ухо мелких частиц. В волосяные фолликулы открываются сальные железы. Характерным для кожи этого отдела является наличие в более глубоких слоях серных желез.

Серные железы являются производными потовых желез.Серные железы впадают либо в волосяные фолликулы, либо свободно в кожу. Серные железы выделяют светло-желтый секрет, который вместе с отделяемым сальных желез и с отторгшимся эпителием образует ушную серу .

Ушная сера - светло-желтый секрет серных желез наружного слухового прохода.

Сера состоит из белков, жиров, жирных кислот и минеральных солей. Часть белков являются иммуноглобулинами, определяющими защитную функцию. Кроме того, в состав серы входят отмершие клетки, кожное сало, пыль и другие включения.

Функция ушной серы:

• увлажнение кожи наружного слухового прохода;
• очистки слухового прохода от инородных частиц (пыли, сора, насекомых);
• защита от бактерий, грибков и вирусов;
• жировая смазка в наружной части слухового прохода препятствует попаданию в него воды.

Ушная сера вместе с загрязнениями естественным образом выводится из слухового прохода наружу при жевательных движениях и речи. Кроме этого кожа слухового прохода постоянно обновляется и растет наружу из слухового прохода, вынося с собой серу.

Внутренний костный отдел наружного слухового прохода является каналом височной кости, заканчивающимся барабанной перепонкой. В середине костного отдела расположено сужение слухового прохода - перешеек, за которым расположен более широкий участок.

Кожа костного отдела тонкая, не содержит волосяных луковиц и желез и переходит на барабанную перепонку, образуя ее наружный слой.

Барабанная перепонка представляет собой тонкую овальную (11 x 9 мм) полупрозрачную пластинку, непроницаемую для воды и воздуха. Перепонка состоит из эластических и коллагеновых волокон, которые в верхней ее части замещены волокнами рыхлой соединительной ткани. Со стороны слухового прохода перепонка покрыта плоским эпителием, а со стороны барабанной полости - эпителием слизистой оболочки.

В центральной части барабанная перепонка вогнута, к ней со стороны барабанной полости прикрепляется рукоятка молоточка - первой слуховой косточки среднего уха.

Барабанная перепонка закладывается и развивается вместе с органами наружного уха.

СРЕДНЕЕ УХО

Среднее ухо включает выстланную слизистой оболочкой и заполненную воздухомбарабанную полость (объем около 1 с м 3 см3 ), три слуховые косточки и слуховую (евстахиеву) трубу .

Рис. Среднее ухо

Барабанная полость находится в толщине височной кости, между барабанной перепонкой и костным лабиринтом. В барабанной полости помещаются слуховые косточки, мышцы, связки, сосуды и нервы. Стенки полости и все органы, находящиеся в ней, покрыты слизистой оболочкой.

В перегородке, отделяющей барабанную полость от внутреннего уха, находится два окна:

• овальное окно : находится в верхней части перегородки, ведет в преддверие внутреннего уха; закрыто основанием стремечка;
• круглое окно: расположено в нижней части перегородки , ведет в начало улитки; закрыто вторичной барабанной перепонкой.

В барабанной полости находятся три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремя (= стремечко) . Слуховые косточки имеют небольшие размеры. Соединяясь между собой, они образуют цепь, которая тянется от барабанной перепонки до овального отверстия. Все косточки соединяются между собой при помощи суставов и покрыты слизистой оболочкой.

Молоточек рукояткой сращен с барабанной перепонкой, а головкой при помощи сустава соединяется с наковальней , которая в свою очередь подвижно соединена со стременем . Основание стремени закрывает овальное окно преддверия.

Мышцы барабанной полости (натягивающая барабанную перепонку и стременная) удерживают слуховые косточки в состоянии напряжения и защищают внутреннее ухо от чрезмерных звуковых раздражений.

Слуховая (евстахиева) труба соединяет барабанную полость среднего уха с носоглоткой. Это мышечная трубка, которая раскрывается при глотании и зевании.

Слизистая оболочка, выстилающая слуховую трубу, является продолжением слизистой оболочки носоглотки, состоит из мерцательного эпителия с движением ресничек из барабанной полости в носоглотку.

Функции евстахиевой трубы:

• уравновешивание давления между барабанной полостью и внешней средой для поддержания нормальной работы звукопроводящего аппарата;
• защита от проникновения инфекций;
• удаление из барабанной полости случайно проникших частиц.

ВНУТРЕННЕЕ УХО

Внутреннее ухо состоит из костного и вставленного в него перепончатого лабиринта.

Костный лабиринт состоит из трех отделов: преддверия, улитки и трех полукружных каналов .

Преддверие - полость небольших размеров и неправильной формы, на наружной стенке которого расположены два окна (круглое и овальное), ведущие в барабанную полость. Передняя часть преддверия сообщается с улиткой через лестницу преддверия. Задняя часть содержит два вдавления для мешочков вестибулярного аппарата.

Улитка - костный спиральный канал в 2,5 оборота. Ось улитки лежит горизонтально и называется костным стержнем улитки. Вокруг стержня обвивается костная спиральная пластинка, которая частично перегораживает спиральный канал улитки и делит его на лестницу преддверия и барабанную лестницу . Между собой они сообщаются только через отверстие, находящееся у верхушки улитки.

Рис. Строение улитки: 1 - базальная мембрана; 2 - кортиев орган; 3 - рейснерова мембрана; 4 - лестница преддверия; 5 - спиральный ганглий; 6 - барабанная лестница; 7 - преддверно-завитковый нерв; 8 - веретено.

Полукружные каналы - костные образования, расположенные в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Каждый канал имеет расширенную ножку (ампулу).

Рис. Улитка и полукружные каналы

Перепончатый лабиринт заполнен эндолимфой и состоит из трех отделов:

• перепончатой улитки, или улиткового протока, продолжение спиральной пластинки между лестницей предверия и барабанной лестницей. В улитковом протоке находится слуховые рецепторы - спиральный, или кортиев, орган;
• трех полукружных каналов и двух мешочков , расположенных в преддверии, которые играют роль вестибулярного аппарата.

Между костным и перепончатым лабиринтом находится перилимфа --видоизмененная спинномозговая жидкость.

кортиев орган

На пластинке улиткового протока, которая является продолжением костной спиральной пластинки, находится кортиев (спиральный) орган .

Спиральный орган отвечает за восприятие звуковых раздражений. Он выполняет роль микрофона, трансформирующего механические колебания в электрические.

Кортиев орган состоит из опорных и чувствительных волосковых клеток.

Рис. Кортиев орган

Волосковые клетки имеют волоски, которые возвышаются над поверхностью и достигают покровной мембраны (мембраны тектория). Последняя отходит от края спиральной костной пластинки и свисает над кортиевым органом.

При звуковом раздражении внутреннего уха возникают колебание основной мембраны, на которой расположены волосковые клетки. Такие колебания вызывают розтяжение и сжатие волосков об покровную мембрану, и пораждают нервный импульс в чувствительных нейронах спирального ганглия.

Рис. Волосковые клетки

ПРОВОДНИКОВЫЙ ОТДЕЛ

Нервный импульс от волосковых клеток распространяется до спирального ганглия.

Затем по слуховому (преддверно-улитковому) нерву импульс поступает в продолговатый мозг.

В варолиевом мосту часть нервных волокон через перекрест (хиазму) переходит на противоположную сторону и идут в четверохолмие среднего мозга.

Нервные импульсы через ядра промежуточного мозга передаются в слуховую зону височной доли коры больших полушарий.

Первичные слуховые центры служат для восприятия слуховых ощущений, вторичные - для их обработки (понимание речи и звуков, восприятие музыки).

Рис. Слуховой анализатор

Лицевой нерв проходит вместе со слуховым нервом во внутреннее ухо и под слизистой оболочкой среднего уха следует к основанию черепа. Он может быть легко поврежден при воспалении среднего уха или травмах черепа, поэтому нарушения органов слуха и равновесия нередко сопровождаются параличом мимических мышц.

Физиология слуха

Слуховая функция уха обеспечивается двумя механизмами:

• звукопроведение : проведение звуков через наружное и среднее ухо к внутреннему уху;
• звуковосприятие : восприятие звуков рецепторами кортиева органа.

ЗВУКОПРОВЕДЕНИЕ

Наружное и среднее ухо и перилимфа внутреннего уха принадлежат к звукопроводящему аппарату, а внутреннее ухо, то есть спиральный орган и ведущие нервные пути – к звукоспринимающему аппарату. Ушная раковина благодаря своей форме концентрирует звуковую энергию и направляет ее в направлении к наружному слуховому проходу, который проводит звуковые колебания к барабанной перепонке.

Достигнув барабанной перепонки, звуковые волны вызывают ее колебание. Эти колебания барабанной перепонки передаются на молоточек, через сустав - на наковальню, через сустав - на стремя, которое закрывает окно преддверия (овальное окно). В зависимости от фазы звуковых колебаний, основа стремени то втискивается в лабиринт, то вытягивается из него. Эти движения стремени вызывают колебание перилимфы (см. рис.), которые передаются на основную мембрану улитки и на расположенный на ней кортиев орган.

В результате колебаний основной мембраны волосковые клетки спирального органа задевают нависающую над ними покровную (тенториальную) мембрану. При этом возникает растяжение или сжимание волосков, что и является основным механизмом превращения энергии механических колебаний в физиологичный процесс нервного возбуждения.

Нервный импульс передается окончаниями слухового нерва к ядрам продолгастого мозга. Отсюда импульсы проходят соответствующими ведущими путями к слуховым центрам в височных частях коры головного мозга. Здесь нервное возбуждение превращается в ощущение звука.

Рис. Путь звукового сигнала : ушная раковина - наружный слуховой проход - барабанная перепонка - молоточек - наковальня - стемечко - овальное окно - преддверие внутреннего уха - лестница преддверия - базальная мембрана - волосковые клетки кортиева органа. Путь нервного импульса : волосковые клетки кортиева органа - спиральный ганглий - слуховой нерв - продолговатый мозг - ядра промежуточного мозга - височная доля коры больших полушарий.

ЗВУКОВОСПРИЯТИЕ

Человек воспринимает звуки внешней среды с частотой колебаний от 16 до 20000 Гц (1 Гц = 1 колебание за 1 с).

Высокочастотные звуки воспринимаются нижней частью завитка, а низкочастотные звуки - его верхушкой.

Рис. Схематическое изображение основной мембраны улитки (указаны частоты, различимые разными участками мембраны)

Ототопика - с пособность определять местонахождение источника звука в случаях, когда мы не видим его, называется. Она связанная с симметричной функцией обоих ушей и регулируется деятельностью центральной нервной системы. Такая способность возникает потому, что звук, который идет сбоку, попадает в разные уши не одновременно: в ухо противоположной стороны - с опозданием в 0,0006 с, с другой интенсивностью и в другой фазе. Эти отличия восприятия звука разными ушами дают возможность определять направление источника звука.

Основная функция которых состоит в восприятии информации и формировании соответствующих реакций. При этом информация может идти как из окружающей среды, так и изнутри самого организма.

Общее строение анализатора . Само понятие «анализатор» появилось в науке благодаря известному ученому И. Павлову. Именно он впервые определил их как отдельную систему органов и выделил общую структуру.

Несмотря на все разнообразие строение анализатора, как правило, довольно типичное. Он состоит из рецепторного отдела, проводящей части и центрального отдела.

• Рецепторная, или периферическая часть анализатора представляет собой рецептор, который приспособлен к восприятию и первичной обработке определенной информации. Например, ушной завиток реагирует на звуковую волну, глаза — на свет, кожные рецепторы — на давление. В рецепторах информация о воздействии раздражителя перерабатывается в нервный электрический импульс.
• Проводниковые части — отделы анализатора, которые представляют собой нервные пути и окончания, которые идут к подкорковым структурам головного мозга. Примером может служить зрительный, а также слуховой нерв.
• Центральная часть анализатора — это зона коры головного мозга, на которую проектируется полученная информация. Здесь, в сером веществе, осуществляется окончательная переработка информации и выбор наиболее подходящей реакции на раздражитель. Например, если прижать палец к чему-то горячему, то терморецепторы кожи проведут сигнал к головному мозгу, откуда поступит команда одернуть руку.

Анализаторы человека и их классификация . В физиологии принято разделять все анализаторы на внешние и внутренние. Внешние анализаторы человека реагируют на те раздражители, которые приходят из внешней среды. Рассмотрим их более подробно.

• Зрительный анализатор . Рецепторная часть данной структуры представлена глазами. Человеческий глаз состоит из трех оболочек — белковой, кровеносной и нервной. Количество света, которое поступает на сетчатку, регулируется зрачком, который способен расширятся и суживаться. Луч света переламывается на роговице, хрусталике и в Таким образом, изображение попадает на сетчатку, которая содержит множество нервных рецепторов — палочек и колбочек. Благодаря химическим реакциям здесь формируется электрический импульс, которые следует по и проектируется в затылочных долях коры головного мозга.
• Слуховой анализатор . Рецептором здесь является ухо. Внешняя его часть собирает звук, средняя представляет собой путь его прохождения. Вибрация продвигается по отделам анализатора до тех пор, пока не достигнет завитка. Здесь колебания вызывают движение отолитов, которое и формирует нервный импульс. Сигнал идет по слуховому нерву к височным долям головного мозга.
• Обонятельный анализатор . Внутренняя оболочка носа покрыта так называемым обонятельным эпителием, структуры которого реагируют на молекулы запаха, создавая нервные импульсы.
• Вкусовые анализаторы человека . Они представлены вкусовыми сосочками — скоплением чувствительных химических рецепторов, которые реагируют на определенные
• Тактильные, болевые, температурные анализаторы человека — представленные соответствующими рецепторами, расположенными в разных слоях кожи.

Если говорить о внутренних анализаторах человека, то это те структуры, которые реагируют на изменения внутри организма. Например, в мышечной ткани есть специфические рецепторы, которые реагируют на давление и другие показатели, которые изменяются внутри тела.

Еще один яркий пример — это который реагирует на положение всего тела и его частей относительно пространства.

Стоит отметить, что анализаторы человека имеют собственные характеристика, а эффективность их работы зависит от возраста, а иногда и от пола. Например, женщины различают больше оттенков и ароматов, чем мужчины. Представители же сильной половины, имеют больше

Анализатор состоит из трех анатомически и функционально связанных между собой элементов: 1) рецептора – периферического отдела 2) проводникового отдела 3) коркового или центрального отдела.

Рецепторы воспринимают внешние воздействия и изменения внутренней среды организма. В рецепторах происходят сложный процесс первичного анализа раздражителей и преобразование сигналов внешнего и внутреннего мира в нервные импульсы.

Проводниковый отдел анализатора включает чувствительные (афферентные) нейроны и проводящие пути от рецептора до коры полушарий большого мозга. На своем пути к корковому отделу анализатора импульсы проходят через ряд центров спинного мозга, ствола головного мозга и таламуса. В каждом центре осуществляется переработка сигналов, их интеграция с другими типами информации.

Корковый отдел анализатора представляет собой участки коры БП, воспринимающие информацию от соответствующих рецепторов. Афферентные волокна, несущие сигналы от различных рецепторов, приходят в определенные участки коры. Павловым эти участки были названы корковым ядром анализатора. В коре происходит высший анализ информации.

Орган слуха воспринимает звуковые сигналы и состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха. Среднее и внутреннее ухо расположены в пирамиде височной кости, наружное – вне ее.

К наружному уху относят ушную раковину и наружный слуховой проход. Ушная раковина улавливает звуки и направляет их в наружный слуховой проход.

В глубине наружного слухового прохода, на границе его со средним ухом находится барабанная перепонка, покрытая снаружи истонченной кожей. Изнутри, со стороны полости среднего уха барабанная перепонка покрыта слизистой оболочкой. Барабанная перепонка имеет округлоовальную форму, диаметр ее составляет от 10 мм до 8, 5 мм, толщина – 0, 1 мм. Она расположена под углом к оси наружного слухового прохода и немного втянута в сторону среднего уха.

Среднее ухо располагается внутри каменистой части височной кости и состоит из барабанной полости, слуховой трубы, соединяющей слуховую полость с глоткой, сосцевидного отростка с его костными ячейками.

Слуховая, или евстахиева, труба представляет собой канал длиной (у взрослых) 3, 5 см, соединяющий барабанную полость с носоглоткой. Барабанное устье евстахиевой трубы расположено в передней стенке барабанной полости, а носоглоточное - в боковой стенке носоглотки.

Внутреннее ухо, или ушной лабиринт, представляет собой систему каналов и полостей в толще височной кости. Эта система состоит из преддверия, полукружных каналов и улитки. Различают костный и перепончатый лабиринты, причем костный лабиринт является как бы футляром для перепончатого.

Перепончатый лабиринт наполнен особой жидкостью - эндолимфой, а пространство между перепончатым и костным лабиринтами также заполнено жидкостью - перилимфой

В улитковом ходе расположен кортиев (спиральный) орган. Основной его функциональной частью являются слуховые клетки, заканчивающиеся чувствительными волосками и потому называемые также волосковыми клетками. Эти клетки расположены в несколько рядов и представляют собой специфический концевой аппарат слухового анализатора, или слуховой рецептор.

Проводниковый отдел слухового анализатора Слуховой нерв выходит из внутреннего уха через внутренний слуховой проход в полость черепа и проникает в основание мозга. Отсюда волокна слухового нерва направляются к слуховым ядрам продолговатого мозга, где находится тело первого нейрона. От слуховых ядер в продолговатом мозге берут начало отростки второго нейрона.

Часть нервных волокон от ядер идет по одноименной стороне, а большая часть их переходит на противоположную сторону. Далее волокна доходят до оливы про долговатого мозга, откуда берут начало отростки третьего нейрона. Волокна третьего нейрона заканчиваются в подкорковых слуховых центрах - заднем двухолмии и внутреннем коленчатом теле. Отсюда начинаются отростки последнего, четвертого, нейрона слухового пути, находящегося в корковом конце слухового анализатора - в височной доле мозга.

Центральный отдел слухового анализатора. Центральный конец слухового анализатора расположен в коре верхнего отдела височной доли каждого из полушарий головного мозга (в слуховой области коры).

Вестибулярный аппарат Преддверие составляет центральную часть лабиринта и состоит из двух перепончатых мешочков: переднего (круглого) и заднего (овального). Передний мешочек сообщается с улиткой, а задний - с полукружными каналами. Полукружных каналов три: верхний, задний и наружный. Они расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Один из концов каждого канала гладкий, а другой имеет расширение - ампулу. Преддверие и полукружные каналы образуют вестибулярный аппарат и являются периферическим отделом пространственного анализатора, или органа равновесия.

Свет состоит из частиц, называемых фотонами, каждую из которых можно рассматривать как пакет электромагнитных волн. Будет ли луч электромагнитной энергии именно светом, а не рентгеновскими лучами или радиоволнами, определяется длиной волны - расстоянием от одного гребня волны до следующего: в случае света это расстояние составляет приблизительно 0,0000001 (10-7) метра, или 0,0005 миллиметра, или 0,5 микрометра, или 500 нанометров (нм).

Свет - это то, что мы можем видеть. Наши глаза могут воспринимать электромагнитные волны длиной от 400 до 700 нм. Обычно попадающий в наши глаза свет состоит из сравнительно однородной смеси лучей с различными длинами волн; такую смесь называют белым светом (хотя это весьма нестрогое понятие). Для оценки волнового состава световых лучей измеряют световую энергию, заключенную в каждом из последовательных небольших интервалов, например от 400 до 410 нм, от 410 до 420 нм и т. д., после чего рисуют график распределения энергии по длинам волн. Для света, приходящего от солнца, этот график похож на левую кривую на рис. 8.1. Это кривая без резких подъемов и спадов с пологим максимумом в области 600 нм. Такая кривая типична для излучения раскаленного объекта. Положение максимума зависит от температуры источника: для Солнца это будет область около 600 нм, а для звезды более горячей, чем наше Солнце, максимум сдвинется к более коротким волнам - к голубому концу спектра, т. е. на нашем графике - влево. (Представление художников о том, что красные, оранжевые и желтые цвета - теплые, а синие и зеленые - холодные, связано только с нашими эмоциями и ассоциациями и не имеет никакого отношения к спектральному составу света от раскаленного тела, зависящему от его температуры, - к тому, что физики называют цветовой температурой.)

Если мы будем каким-то способом фильтровать белый свет, удаляя все, кроме узкой спектральной полосы, то получим свет, который называют монохроматическим (см. график на рис. 8.1 справа).

Зрение основано на обнаружении электромагнитного излучения. Электромагнитный спектр имеет широкий диапазон, и видимая часть составляет лишь очень малую долю.

Энергия электромагнитного излучения обратно пропорциональна длине волны. Длинные волны несут слишком мало энергии, чтобы активировать фотохимические реакции, лежащие в основе фоторецепции. Энергия коротких волн так велика, что они повреждают живую ткань.

Рис. 8.1. Слева: энергия света (например, солнечного) распределена в широком диапазоне длин волн - примерно от 400 до 700 нанометров. Слабо выраженный пик определяется температурой источника: чем горячее источник, тем больше смещение пика к синему (коротковолновому) концу. Справа: монохроматический свет - это свет, энергия которого сосредоточена в основном в области какой-то одной длины волны. Его можно создать при помощи разнообразных фильтров, лазера или спектроскопа с призмой или дифракционной решеткой.

Большая часть коротковолнового излучения Солнца поглощается озоновым слоем атмосферы (в узком участке спектра - от 250 до 270 нм): если бы этого не было, жизнь на Земле вряд ли могла возникнуть. Все фотобиологиче- ские реакции ограничены узким участком спектра между двумя этими областями.

Большая часть информации, получаемая водителем от дороги, среды движения и автомобиля, представляет собой условные сигналы. Дорожные знаки, разметка, показания контрольных приборов являются условными сигналами, несущими информацию, необходимую для выполнения целенаправленных управляющих действий или их прекращения. Нервная система в процессе всей деятельности непрерывно расчленяет сложные раздражители, действующие на наши органы чувств, на более простые составные элементы (анализ) и тут же объединяет их соответствующие обстановке системы (синтез).

Любой рефлекторный акт связан с определённой областью коры головного мозга. Все процессы, протекающие в головном мозге, материальны (в их основе лежат материальные процессы, протекающие в определённых частях нервной системы).

Всю информацию, необходимую для управления автомобилем, водитель получает с помощью анализаторов. Каждый анализатор состоит из трех отделов. Первый отдел - наружный, воспринимающий аппарат, в котором происходит превращение энергии воздействующего раздражителя в нервный процесс. Эти наружные анатомические образования и есть органы чувств. Второй отдел - это чувствительные нервы. Третий отдел - центр, который представляет собой специализированный участок коры головного мозга, превращающий нервные раздражения в соответствующее ощущение. Так, в зрительном анализаторе первым, наружным отделом является внутренняя оболочка глазного яблока, состоящая из светочувствительных клеток - колбочек и палочек. Раздражение этих клеток, передаваемое по зрительному нерву в центр зрительного анализатора, дает ощущение света, цвета и зрительное восприятие предметов внешнего мира. Центр зрительного анализатора находится в затылочной области головного мозга .

Кроме специфических свойств анализаторы имеют и общие свойства. Общим свойством анализатора является их высокая возбудимость, выражающаяся в возникновении очага возбуждения в коре головного мозга даже при небольшой силе раздражителя. Всем анализаторам присуща иррадиация возбуждения, при которой возбуждение из центра анализатора распространяется на соседние участки коры головного мозга. Следующей особенностью анализаторов является адаптация, т.е. способность в большом диапазоне воспринимать раздражители различной силы. Фоторецепторы - это один из видов сенсорных органов (систем), отвечающие за зрение. Именно возможностями фоторецепторов определяется оптическая ориентация.

Фоторецепторные клетки содержат пигмент (обычно это родопсин), который под действием света обесцвечивается. При этом изменяется форма молекул пигмента, причем в отличие от выцветания, с каким мы встречаемся в повседневной жизни, такой процесс обратим. Он ведет к еще не совсем понятным электрическим изменениям в рецепторной мембране.

Человеческого глаз окружен плотной оболочкой - склерой, прозрачной в передней части глаза, где она называется роговицей. Непосредственно изнутри роговица покрыта черной выстилкой - сосудистой оболочкой, которая снижает пропускающую и отражающую способность боковых частей глаза. Сосудистая оболочка выстлана изнутри светочувствительной сетчаткой. Спереди сосудистая оболочка и сетчатка отсутствуют. Здесь находится крупный хрусталик, делящий глаз на переднюю и заднюю камеры, заполненные соответственно водянистой влагой и стекловидным телом. Перед хрусталиком расположена радужка - мышечная диафрагма с отверстием, называемым зрачком. Радужка регулирует размеры зрачка и тем самым количество света, попадающее в глаз. Хрусталик окружен ресничной мышцей, которая изменяет его форму. При сокращении мышцы хрусталик становится более выпуклым, фокусируя на сетчатке изображение предметов, рассматриваемых вблизи. При расслаблении мышцы хрусталик уплощается, и в фокус попадают более отдаленные предметы.

Фоторецепторы делятся на два типа - палочки и колбочки. Палочки, более вытянутые по сравнению с колбочками, очень чувствительны к слабому освещению и обладают только одним типом фотопигмента -родопсином. Поэтому палочковое зрение бесцветное. Оно также отличается малой разрешающей способностью (остротой), поскольку много палочек соединено только с одной ганглиозной клеткой. То, что одно волокно зрительного нерва получает информацию от многих палочек, повышает чувствительность в ущерб остроте. Палочки преобладают у ночных видов, для которых важнее первое свойство.

Колбочки наиболее чувствительны к сильному освещению и обеспечивают острое зрение, так как с каждой ганглиозной клеткой связано лишь небольшое их число. Они могут быть разных типов, обладая специализированными фотопигментами, поглощающими свет в различных частях спектра. Таким образом, колбочки служат основой цветового зрения. Они наиболее чувствительны к тем длинам волн, которые сильнее всего поглощаются их фотопигментами. Зрение называют монохроматическим, если активен лишь один фотопигмент, например, в сумерках у человека, когда работают только палочки.

В 1825 г. чешский физиолог Ян Пуркинье заметил, что красные цвета кажутся ярче синих днем, но с наступлением сумерек их окраска блекнет раньше, чем у синих. Как показал в 1866 г. Щульц, это изменение спектральной чувствительности глаза, названное сдвигом Пуркинъе, объясняется переходом от колбочкового зрения к палочковому во время темповой адаптации. Это изменение чувствительности при темповой адаптации можно измерить у человека, определяя порог обнаружения едва видимого света через разные промежутки времени пребывания в темной комнате. По мере адаптации этот порог постепенно снижается.

Долю колбочкового зрения можно определить, направляя очень слабый свет на центральную ямку на сетчатке, в которой палочки отсутствуют. Долю участия в восприятии палочек определяют у «палочковых монохроматов», т. е. у редких индивидуумов, лишенных колбочек. Палочки гораздо чувствительнее к свету, чем колбочки, но содержат только один фотопигмент-родопсин, максимальная чувствительность которого лежит в синей части спектра. Поэтому синие предметы кажутся в сумерках ярче предметов других цветов. Для нескольких миллионов людей на земле нет почти никакой разницы между красным сигналом и зеленым. Это дальтоники - люди с нарушенным цветным зрением. Среди мужчин дальтоники составляют - 4 - 6%, а среди женщин 0,5%.

Раздражителем зрительного анализатора является свет, и рецептором является позитивная энергия. Зрение позволяет воспринимать цвет, форму, яркость и движение предмета. Возможности зрительного восприятия определяются следующие характеристики:

• 1) энергетическими;
• 2) пространственными;
• 3) временными;
• 4) информационными.

Энергетические характеристики зрительного анализатора определяются мощностью или интенсивностью светового тока (диапазон яркости, контраст). Яркость предмета - это величина (3

где J - сила света;

S - величина светящейся поверхности;

а - угол, под которым рассматривается поверхность.

В общем случае яркость определяется двумя составляющими:

• 1) яркость излучения;
• 2) яркость отражения.

Яркость излучения определяется мощностью источника света, а яркость отражения уравнением освещенностью данной поверхности.

Коэффициент отражения определяется цветом поверхности: белый-0,9; желтый - 0,75; зеленый - 0,52; синий - 0,40; коричневый-0,10; черный-0,05.

Под адаптирующей яркостью понимают ту яркость, на которую настроен в данное время зрительный анализатор.

Видимость предметов определяется также контрастностью, которая бывает:

• - прямая (предмет темнее фона);
• - обратная (предмет ярче фона).

Для обеспечения необходимого контраста вводится понятие порогового контраста, т.е. min разница яркости предмета и фона впервые, обнаруживаемая глазом.

Для получения оперативного порога (нормальная видимость) необходимо, чтобы фактическая разница в яркости предмета и фона была выше пороговой в 10 - 15 раз. Большое влияние на условие видимости оказывает величина внешней освещенности.

Для создания оптимальных условий зрение необходимо обеспечивать:

• 1. Требуемую яркость;
• 2. Контраст;
• 3. Равномерное распределение яркости в поле зрения.

Глаз человека воспринимает электромагнитные волны в диапазоне от 380 до 760 Нм.

Самую нужную от 500 до 600 Нм (желто-зеленое излучение).

Важнейшей характеристикой глаза является относительная характеристика

S - ощущение, вызываемое источником мощности для 550 длины.

Sx - ощущение, вызывающие источником той же мощности данной х.

Кривая относительной видимости показывает, что для обеспечения одинакового зрительного ощущения необходимо, чтобы мощность синего излучения была в 16 раз, а красного в 9 раз больше мощности желто-зеленого.

Восприятие цвета в действительности водителем важно по 2 причинам:

• 1) цвет может использоваться как один из способов кодирования информации;
• 2) эстетическое оформление для улучшения зрительного восприятия.

Основной информационной характеристикой зрительного анализатора

является его пропускная способность (количество информации, которую он способен воспринять в единицу времени) - воронка.

Реторецепторы способны воспринимать 5,6-109 движения в секунду.

В подобном принципе работы зрительного восприятия заложен глубокий биологический смысл. «Информационная воронка» повышает надежность смены передач и резко сокращает вероятность ошибочного финала.

Пространственные и временные характеристики зрительного анализатора.

• 1) острота зрения;
• 2) поле зрения;
• 3) объем зрительного восприятия.

Острота зрения - способность глаза различать мелкие детали предмета, она зависит от уровня освещенности, от расстояния до предмета, его положения относительно наблюдателя, от возраста.

Пороговый уровень восприятия составляет 15 смен. Для простых предметов 30-40 смен для сложных форм.

Каждый характер зрительного восприятия является его объем, т.е. количество предметов, который может охватить человек во время одного взгляда.

Поле зрение человека можно разделить на 3 зоны

• 1 зона: 4 градуса.
• 2 зона: 40 градусов.
• 3 зона: 90 градусов.
• 1 зона - зона центрального видения (наиболее четкое различение деталей);
• 2 зона - зона ясного видения;
• 3 зона - зона переферийного видения.

Большую роль в зрении играет движение глаз, которое подразделяются:

• 1) гностические (познавательные);
• 2) поисковые (установочные).

Время, в течение которого глаз познает предмет, составляет от 0,2 до 0,4 секунды.

Время, в течение которого переносится взгляд - 0,025 - 0,03 секунды.

Временные характеристики зрительного анализатора определяются временем, необходимым для возникновения зрительного оснащения.

• 1) латентный (скрытый) период зрительной реакции.
• 2) длительность инерции ощущению;
• 3) критическая частота мелькания.

Латентным периодом называют промежуток времени от момента подачи сигнала до возникновения ощущения. Этот период зависит от интенсивности сигнала; от его значимости; от сложности работы оператора. Для большинства людей от 160 до 240.

Если возникает необходимость в последовательном реагировании на появляющиеся сигналы, то период их следования должен быть не меньше времени сохранения ощущения 0,2-0,5 секунды.

Критической частотой мелькания называется та min частота проблесков, при которой возникает слитное восприятие. Она зависит от яркости, размеров, и конфигурации от 15 до 25 Герц.

Вопрос о частоте мелькания имеет значение при решении 2 задач:

• 1) в тех случаях, чтобы эта частота мелькания не замечалась.
• 2) для привлечения внимания операторов (аварийная ситуации) 8 Герц - оптимальная частота.

К временным характеристикам зрительного анализа относится - время при переходе от света к темноте.