Урок 56 Общая характеристика сенсорных систем. Строение
реклама
Урок 56 Общая характеристика сенсорных систем. Строение анализаторов. Организм человека и окружающая среда составляют единое целое. Действующий на человека непрерывный поток внешних раздражений заставляет его приспосабливаться к условиям внешней среды, вырабатывать активные формы поведения. У человека взаимоотношения с внешней средой проявляются в виде различных форм поведения, в трудовой деятельности, которая протекает в условиях не только природной, но и социальной среды – человеческого общества. С самого раннего детства человек с помощью различных органов чувств испытывает множество ощущений, составляющих часть его жизни. Те ощущения, которые особенно болезненны или, наоборот, приятны, становятся мощными факторами, формирующими пути развития, характер личности и цели, к которым человек стремится. Получение от органов чувств информации о состоянии и изменении внешней и внутренней среды, ее переработка, составление на ее основе программ деятельности организма обеспечивают анализаторы. Учение об анализаторах было создано И.П. Павловым. Анализаторы – это совокупность структур, которые воспринимают энергию внешнего раздражения, преобразуют ее в нервные импульсы (сигналы). Анализатор состоит из трех анатомически и функционально связанных между собой элементов: 1) рецептора – периферического отдела анализатора; 2) проводникового отдела анализатора 3) коркового, или центрального, отдела анализатора. Периферический отдел – это рецепторы, воспринимающие определенные виды раздражений и трансформирующие их в нервные импульсы. Рецепторами называют специальные органы или клетки, воспринимающие внешние воздействия (физические, химические, механические) или изменения внутренней среды организма. Все рецепторы обладают высокой возбудимостью. Они способны воспринимать самые незначительные раздражения. Каждый рецептор реагирует только на соответствующие, специфические для него воздействия. На основании места расположения и вида воспринимающих сигналов все рецепторы можно подразделить на три группы: экстерорецепторы, проприорецепторы и интерорецепторы. Экстерорецепторы, включающие органы чувств, воспринимают воздействия внешней среды. Одни экстерорецепторы возбуждаются при непосредственном соприкосновении с раздражителем и воспринимают температуру (тепло, холод), боль, прикосновение и давление (тактильное чувство), вкусовые ощущения (сладкое, кислое, соленое). Другие рецепторы –дистантного действия. Они реагируют на свет, звуки, запахи, поступающие от источника, находящегося на расстоянии от рецептора. Проприорецепторы улавливают изменения в состоянии опорно-двигательного аппарата. Они воспринимают сокращение мышечных волокон, натяжение сухожилий и связок, суставных капсул. Интерорецепторы располагаются во внутренних органах, стенках кровеносных и лимфатических сосудов и в других органах и частях тела. Эти рецепторы воспринимают химический состав и давление тканей и жидкостей в организме, давление крови в кровеносных сосудах, механические и другие воздействия. Проводниковый отдел анализатора передает возникшие в рецепторах нервные импульсы по проводящим путям в центральную нервную систему вплоть до коры полушарий большого мозга. На своем пути к корковому отделу анализатора нервные импульсы проходят через чувствительные ядра спинного мозга, ствола головного мозга, таламуса. В этих ядрах происходит передача импульсов с одних нейронов на другие. Затем нервные импульсы достигают соответствующих чувствительных (сенсорных) зон коры полушарий большого мозга. Центральный, или корковый, отдел анализатора – это чувствительные зоны в коре полушарий большого мозга (зрительная, слуховая, вкусовая, обонятельная, общей чувствительности). Таким образом, через анализаторы центральная нервная система, а, следовательно, и весь организм получают информацию об окружающем мире и внутренней среде организма. План строения анализатора Анализатор Периферический Проводниковый Центральный отдел отдел отдел Фоторецепторы Зрительный нерв Зрительная зона Зрительный сетчатки глаза в затылочной доле КБП Слуховые Слуховой нерв Слуховая зона в Слуховой рецепторы кортиева височной доле органа КБП Рецепторы Вестибулярный, Вестибулярная Вестибулярный полукружных затем слуховой зона в височной каналов и нерв доле КБП отолитового аппарата Обонятельные Обонятельный Обонятельные Обонятельный рецепторы в нерв ядра и полости носа обонятельные центры височной доли КБП Рецепторы ротовой Лицевой, Вкусовая зона в Вкусовой полости языкоглоточный теменной доле нерв КБП Осязательные СпиноСоматосенсорная Сенсомоторный таламический зона в задней а) чувствительный рецепторы кожи путь: нервы центральной кожной извилине КБП чувствительности Проприорецепторы Чувствительные Соматосенсорная б) двигательный мышц и суставов нервы скелетно- и моторная зоны мышечного в передней аппарата центральной извилине КБП Функциональное созревание сенсорных систем. Различные анализаторные системы начинают функционировать в разные сроки онтогенетического развития. Вестибулярный анализатор как филогенетически наиболее древний созревает еще во внутриутробном периоде. Рефлекторные акты, связанные с активностью этого анализатора (например, изменение положения конечностей при повороте), отмечаются у плодов и глубоконедоношенных детей. Также рано созревает кожный анализатор. Первые реакции на раздражение кожи отмечены у эмбриона в 7,5 недели. Уже на 3-м месяце жизни ребенка параметры кожной чувствительности практически соответствуют таковым взрослого. Адекватные реакции на раздражения вкусового анализатора наблюдаются с 9—10-го дня жизни. Тонкость дифференцировки основных пищевых веществ формируется на 3—4-м месяце жизни. До 6-летнего возраста чувствительность к вкусовым раздражителям повышается и в школьном возрасте не отличается от чувствительности взрослого. Обонятельный анализатор функционирует с момента рождения ребенка. Дифференцировка запахов отмечается на 4-м месяце жизни. Позже других рецепторных образований формируется периферическая часть зрительного анализатора — сетчатка глаза, однако и ее развитие заканчивается к первому полугодию. Свойства анализаторов 1. Чрезвычайно высокая чувствительность к адекватным раздражителям. Можно было бы даже сказать, что если бы чувствительность наших органов чувств вдруг оказалась на порядок выше, то это бы только затруднило нашу жизнь. В этом случае мы бы в буквальном смысле слышали, как растут растения, как бежит кровь по сосудам, броуновское движение молекул и тому подобное. 2. Все анализаторы обладают дифференциальной, или различительной, или контрастной, чувствительностью, то есть обладают способностью устанавливать различие по интенсивности между раздражителями. 3. Характерным для анализаторов является их свойство приспосабливать уровень своей чувствительности к интенсивности раздражителя. Это свойство получило название адаптации. Вспомните, если вы опоздали к началу киносеанса, то, войдя в зрительный зал, сначала вы ничего не видите, но проходит несколько минут и начинают хорошо различаться и зрители, и кресла, и вы без труда находите свободное место. Но вот вы выходите в ярко освещенное помещение и снова ничего не видите — вы «ослеплены», но эта слепота очень быстро проходит. 4. Анализаторам присуща тренируемостъ. В повседневной жизни и в литературе мы можем найти достаточно много примеров, когда ощущения человека, как говорят, «обостряются». Именно в этом смысле употребляют выражения «чуткие пальцы пианиста», «наметанный глаз охотника», «тонкий слух музыканта». 5. Очень своеобразным свойством анализаторов является их способность некоторое время сохранять ощущению после прекращения действия раздражителя. Такая «инерция» ощущений обозначается как последействие, или последовательные образы. Очевидно, каждый человек без всякого труда может вспомнить и не только вспомнить, но и немедленно проверить это явление. Действительно, стоит нам посмотреть на яркую электрическую лампочку и затем закрыть глаза, как мы сможем убедиться в наличии такой инертности зрения. На примере зрения это выражено особенно ярко, но практически у всех анализаторов имеется это свойство. Домашнее задание 1. Выучить конспект. 2. Объяснить результаты опытов (1 на выбор). Опыт 1. Выяснить, может ли рецептор воспринимать раздражения, которые не являются для него специфическими. С этой целью проведем следующий опыт. Закрыть глаза. На одно из глазных яблок со стороны носа слегка надавить рукой. Слабыми движениями потереть веко. Глаза не открывать! При трении многие люди замечают появление черного кольца с желтоватыми каемками. При надавливании кольцо обычно перемещается от периферии к центру. Ответьте на вопросы: 1. Испытывались ли тактильные раздражения? 2. Соответствовали ли кожные механические раздражения кожным анализаторам? 3. Почему при механическом раздражении некоторые из испытуемых видели желтое кольцо? 4. Может ли рецептор возбуждаться от раздражений, которые не являются для него специфическими? 5. Знали ли испытуемые, что восприятие кольца было кажущимся? Опыт 2. Положите монету на ладонь. Засеките время, сколько секунд спустя Вы перестали чувствовать монету. Почему? Опыт 3. Для опыта нам понадобятся наручные механические часы среднего размера и линейка. Вы будете работать в парах. Медленно приближайте часы к уху. Подайте условный знак партнеру, когда услышите тиканье. Замерьте расстояние от часов до уха. Опыт 4. Взять два тонко отточенных карандаша. Выбирается участок кожи, например на руке, который исследуется. Один ученик дотрагивается одновременно карандашами до разных участков кожи руки другого ученика (у второго глаза закрыты). Если два одновременных укола ощущаются как один, считается, что на этом участке кожи "работает" один чувствительный рецептор. Как только два одновременных дотрагивания начнут ощущаться как два, измеряют расстояние линейкой. Предполагается, что это и есть минимальное расстояние между разными чувствительными рецепторами. Сделайте вывод, от чего зависит чувствительность кожных анализаторов. Опыт 5. На каждой парте стоит лоток с солевыми растворами разной концентрации, вода, баночка для сплевывания, чайная ложечка. Ни вода, ни растворы не проглатываются. После определения концентрации каждого раствора, рот прополаскивается водой. Оцените результаты по шкале, которой пользуются настоящие дегустаторы. Сделайте вывод. Растворы NaCl в концентрации: 0,05% - отличная чувствительность 0,1% - хорошая чувствительность 0,13% - удовлетворительная чувствительность 0,15% - плохая чувствительность 0,25% - агнозия (полное или частичное отсутствие вкусовой чувствительности). Опыт 6. Закроем плотно уши испытуемому и приложим к темени часы. Слышите ли Вы звук? Почему? Опыт 7. Положите ватку с растительным маслом в рот. Ощущаете ли Вы запах? Как, если Вы не делали вдох носом? Опыт 8. Дотроньтесь двумя перекрещивающимися пальцами до носа. Их два? Почему? А теперь одновременно посмотрите в зеркало. Сколько носов? Один? Объясните. Опыт 9. Предположите объяснение феномену Розы Кулешовой, которая, будучи слепой, руками распознавала цвет, рисунки и даже шрифт. (Учитывая свойство специфичности, Роза не могла видеть руками. Следовательно, она получала только тактильные ощущения, которые были связаны со зрительными впечатлениями.) Да, действительно, Роза знала, что красный цвет вызывает покалывания, коричневый цвет она воспринимала как вязкий, а синий – как гладкий, холодный и скользкий. Недостаток зрения она компенсировала усилением другого анализатора. На этом основано обучение слепоглухонемых по методике Мещерякова А.Я. и Соколянского И.А.. Для обучения они использовали вибрационное чувство. Чтобы понять, что это такое, положите руку дома на корпус звучащего приемника и почувствуйте колебания стенок. Подобным образом велось обучение слепоглухонемых: ученик прикасался к горлу или затылку преподавателя и ощущал вибрацию при произнесении им звуков, слогов, слов и фраз. Затем ученик помещал руку на свое горло и воспроизводил звуки, вызывающие те же вибрации, что ощущались им у преподавателя. Эти вибрационные ощущения связывались с соответствующими звуками языка, которые передавались с помощью тактильной азбуки. Некоторые из слепоглухонемых, обучавшихся по этой методике, достигли высоких результатов. Ольга Скороходова овладела речью, получила образование, защитила докторскую кандидатскую в области дефектологии. Таким образом, она заговорила. Но не стала слышать. Сформулируйте вывод о компенсаторных возможностях. Предполагаемый вывод: благодаря взаимозаменяемости анализаторов ослабление одного из них ведет к усилению других. Так же благодаря компенсаторным возможностям такие люди становятся полноправными членами нашего общества. Приложение 1. Лучшая работа на свете - есть шоколад и путешествовать Знаменитый лондонский магазин шоколада - «Fortnum&Mason» - ищет сотрудника. Владельцы магазина уверены, что соискателей на освободившуюся недавно должность будет, хоть отбавляй, потому что о такой работе большинстве жителей планеты могут только мечтать. Речь идёт о работе дегустатора шоколада. Плата – 50 тысяч долларов в год. До последнего времени в этом качестве при магазине трудилась некая Дженни Корк. Она проработала там 13 лет и решила, что с неё хватит. Весит Дженни 80 килограммов, хотя, если целый день только и делать, что лопать шоколад, можно было уже достичь каких-то более впечатляющих результатов. Барышня признаёт, что работа эта довольно тяжёлая. И даже не потому, что на шоколад уже буквально смотреть не можешь, а потому, что приходится много путешествовать. Магазин засылает своего эксперта в самые удалённые точки планеты в поисках вкуснейшего и наиболее качественного шоколада, который можно было бы закупить для продажи в Лондоне. Объявление о конкурсе среди соискателей должности шоколадного дегустатора было помещено в британских газетах в минувшее воскресенье. В настоящее время в магазин поступило несколько сотен заявок. Граждане, претендующие на «лучшую работу на свете» трудятся в самых разных сферах - от медицины до сталеварения, - в своих заявлениях они отмечают, что готовы оставить карьеру и начать всё заново, поскольку буквально обожают шоколад. Приложение 2. Работа дегустатора чая Для профессии дегустатора очень важен его развитый вкус, вкусовые нервы, за что ему и хорошо платят. От работы дегустатора зависит, какой чай, предлагаемый почти 15 тыс. плантаций, фирмы закупят и предложат в качестве чайных смесей на рынке. У дегустатора не должно быть насморка. Если язык обложен, то качество чая тоже невозможно определить. Дегустатор не должен также курить. Ранним утром вкусовые нервы наиболее чувствительны. Поэтому дегустация чая начинается с раннего утра. В светлом дегустационном помещении, прямо у окна стоит все необходимое: белые глиняные сосуды, белые заварочные чайники, рядом с которыми банка соответствующего чая. Каждый сорт чая заваривают одинаково: то же количество чая и продолжительность заварки: 2,86 г чая на 250 мл воды, не менее 5 мин выдержки. Дегустатор опускает в чай серебряную ложечку и громко (так полагается) втягивает чай. Чувствительный язык проверяет вкус чая. Небо и нос проверяют аромат. Затем жидкость выплевывают. Острый взгляд на оставшиеся чайные листья, проверка на запах - и за 3 секунды принимается решение, можно ли закупать этот чай для производства. Дегустатор осуществляет в день до 300 тестов. При каждом тесте он точно знает, откуда поступил чай, когда его собрали и как его обрабатывали до и после сбора. Каждый чай проходит дегустацию до закупки в стране-производителе чая, перед погрузкой на корабль, после расфасовки. Кто пьет чай, тот выигрывает от хорошего вкуса дегустаторов. Именно они гарантируют, что фирменный чай будет всегда вкусным. Урожай чая в экзотических странах зависит от погоды и времени года, поэтому и смешивать чай нужно по-разному. Но потребитель привык к тому, что он каждый день наслаждается, как он думает, своим чаем. А ведь фирменный чай иногда смешивают из 20 разных сортов - и все это определяет дегустатор. Приложение 3. ПОЗДРАВЛЯЮ, "ДАНОР" - ВЕЛИКОЛЕПНЫЙ КОФЕ! Он выпивает в день по 600 чашек кофе. Ему около шестидесяти, но выглядит на 50. Невысокий мужчина с коренастой фигурой и глазами цвета кофейных зерен. Он живет и работает в Германии и редко бывает в России. Его зовут Питер Паскет. Гер Паскет - человек уникальной профессии - кофетестер, У него редкий талант чувствовать и оценивать вкус кофе. Специалистов такого уровня в Европе от силы человека три, один из них - господин Паскет. Он работает менеджером по качеству в компании "Бернхард Ротфос" (Гамбург) - крупнейшего поставщика зеленого кофе и Сиропе. Вы когда-нибудь видели, как работает кофетестер? Сначала он оценивает кофейные зерна по виду. Питер Паскет привез с собой специальные тарелочки синего и коричневого цвета. В синие насыпаются зеленые (сырые) зерна, в коричневые жареные. На этих фонах лучше видны изъяны зерна. Кофе оценивается по размеру зерен, степени и равномерности обжарки. После этого кофе пробуют на вкус. Геру Паскету заварили 14 сортов кофе "Данор", и каждому сорту кофетестер дал оценку. Перед дегустацией Питер извлек из своего дипломата фартук и серебряную столовую ложку - мелкую и широкую. Кофе дегустируют без сахара, как только напиток остывает до температуры, которая не обжигает руку. Пить кофе надо поособому. Питер набирает в ложечку немного кофе и втягивает его вместе с большим количеством воздуха. Получается примерно такой же звук, когда розовощекая Матрена пьет чай из блюдечка, - шумно. Любой интеллигент посчитал бы такую манеру пить "напиток королей" крайне неприличной, но у кофетестеров так заведено. - Необходимо, чтобы вместе с кофе в рот попало много воздуха. Под действием кислорода обостряется чувствительность вкусовых рецепторов, и вкус ощущается намного сильнее, - увидев удивление на наших лицах, пояснил Питер и попросил ведерко. - Я не глотаю кофе, - продолжал дегустатор, - каждый образец, после того как я познаю его вкус, я сплевываю. Иной раз за день мне приходится "выпить" около 600 чашек кофе. Никакой организм не выдержит таких объемов. В моей лаборатории в Гамбурге у меня работают две ассистентки, которые целый день варят мне кофе. За год они в чашечках переносят мне в кабинет около тонны воды. - Как долго вы работаете кофетестером и где научились этой профессии? - Я оцениваю кофе уже более 30 лет. Начал я работать совсем молодым человеком. Тогда я был таким же "зеленым", как необжаренный кофе. Выяснилось, что у меня есть особый талант ощущать и различать вкус кофе. Я начал его в себе развивать. Теперешнее мое умение грамотно оценивать качество кофейного сырья - это результат долгого кропотливого труда и' большой практики. Сейчас я - один из ведущих кофетестеров мира. - У вас есть ученики? - В первую очередь я обучаю персонал нашей компании. Люди, которые занимаются поставкой кофе, должны уметь ценить его вкус. У меня очень много гостей из всех стран мира, где растет кофе. В последнее время многие российские специалисты хотели бы пройти обучение и нашей лаборатории, и я расцениваю это как толчок к развитию кофейной культуры в вашей стране. - С такой работой дома вы, наверное, кофе совсем не пьете? - Отнюдь, я очень люблю кофе, правда, это должен быть очень хороший кофе. Каждое утро я начинаю с этого напитка. В течение дня я тоже выпиваю чашечку. Но стараюсь не переусердствовать. Мое здоровье очень ценится компанией - я дорогой специалист. Поэтому когда только я прихожу на работу, секретарша мне вместо кофе приносит чашку чая с большим количеством лимонного сока. Это придает мне бодрость. Приложение 4. 5 гаплотипов гена hTAS2R38 вызывают разное чувство горечи у людей. Американские учёные из Центра химических исследований Монелл (Monell Chemical Senses Center) обнаружили 5 гаплотипов в гене hTAS2R38, которые обуславливают различную чувствительность к горьким продуктам. Об этом вышла их статья в журнале Current Biology. Так, люди с гаплотипом PAV от 100 до 1000 раз более чувствительны к горькому вкусу, чем носители гаплотипа AVI. По чувствительности между ними расположились носители гаплотипов PVI, AAI и AAV. Поэтому люди имеют разное предпочтение, например, к грейпфрукту или горькому шоколаду. Ученые пришли к такому выводу после ряда исследований на людях и культурах клеток, используя химические соединения с горьким вкусом фенилтиокарбамид и пропилтиоурацил. Предполагается, что полученные результаты будут применены в фармакологической практике при использовании горьких препаратов. Приложение 5. Шум – это громкие звуки, слившиеся в нестройное звучание. в природе шум относительно слаб и непродолжителен. Тихий шелест листвы, журчание ручья, птичьи голоса, легкий плеск воды и шум прибоя всегда приятны человеку. Они успокаивают его, снимают стрессы. Это используется в лечебных заведениях, в кабинетах психологической разгрузки. Уровень шума в 20—30 децибелов (дБ) практически безвреден для человека, это естественный шумовой фон. Звуковой дискомфорт, как правило, создают не природные звуки, а антропогенные источники шума. См шкалу. Сравните силу звука различных источников: шелест листвы и шум спокойного прибоя составляют 20 децибелов, громкая речь — 60—70, шум уличного транспорта (мотоцикл, автобус, грузовик) — 80—100 децибелов, шум реактивного самолета при взлете — 140 децибелов, космической ракеты — 175 децибелов. Очень высок уровень и промышленных шумов. На многих работах и шумных производствах он достигает 90— 110 децибелов и более. Не намного тише и у нас дома, где появляются все новые источники шума — так называемая бытовая техника. Звуки и шумы большой мощности поражают слуховой аппарат, нервные центры, могут вызвать болевые ощущения и шок. Так действует шумовое загрязнение. Допустимая граница составляет примерно 80 децибелов. Звук в 130 децибелов уже вызывает у человека болевое ощущение, а 150 становится для него непереносимым. Недаром в средние века существовала казнь «под колокол». Гул колокольного звона мучил и медленно убивал осужденного. Длительный шум неблагоприятно влияет на орган слуха, понижая порог звуковой чувствительности, развивается тугоухость. Также длительный шум приводит к расстройству деятельности сердца, печени, к истощению и перенапряжению нервных клеток. Ослабленные клетки нервной системы не могут достаточно четко координировать работу различных систем организма. Отсюда возникают нарушения их деятельности. В настоящее время врачи говорят о шумовой болезни, которая заключается в поражении слуха и нервной системы в результате воздействия шумов. Приложение 6. Аромауправление Существует много запахов, которых люди избегают. Место, где пахнет дешевыми сигаретами, готовящейся едой, мокрой тряпкой и сыростью вообще, обходят стороной. Если в магазине стоит запах несвежих продуктов, человек либо вообще не делает покупок, либо покупает только промышленные товары (к сожалению, в нашем городе такие магазины еще есть). Смесь запахов, которая встречается в душных помещениях тоже не вызывает приятных ассоциаций. Эти запахи – невербальный сигнал опасности, получая который, человек уходит. Запахи – незаменимый инструмент в современном искусстве продаж. Можно использовать самые разные ароматы, чтобы стимулировать желание покупать. По мнению исследователей из американской Службы маркетинга запахов, ароматизация воздуха в магазине способна поднять продажи на 15 процентов – безо всяких дизайнерских перепланировок и расширения ассортимента. Подарки лучше покупаются, когда в магазине перед Рождеством и Новым годом распыляются теплые ароматы хвои, гвоздики, корицы и мандаринов, а в День Святого Валентина – шоколада. Одежда и белье лучше продаются с пятеркой ароматов: ваниль, лимон, мята, базилик и лаванда. Продукты нуждаются в сопровождении свежих, бесконфликтных ароматов; запахов огурца и арбуза. Обувь помогают продавать специальные дезодоранты с ароматом свежей кожи, которыми рекомендуется опрыскивать вещи из искусственных материалов. Аромат кокосового масла хорошо подходит для офисов туристических фирм. Запах теплого молока обладает успокаивающим действием, хотя на сознательном уровне почти не чувствуется. Аппетитные запахи еды улучшают настроение посетителей и бодрят. Особенно этим отличается аромат свежеиспеченного хлеба. Для привлечения покупателей с улицы рекомендуется располагать соответствующий отдел у самого входа в супермаркет. Многие кафе и бары привлекают посетителей при помощи запаха свежесмолотого кофе, который распыляется перед дверью. Некоторые запахи в разной обстановке воспринимаются по-разному. Например, если обычные рестораны всеми способами стараются избавиться от кухонных запахов, то маленькие кафешки при автозаправках имеют успех, только если из них доносятся ароматы горячей пиццы и котлет, перебивающие запах машинного масла и бензина.
