АНАЛИЗАТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

Изменение условий окружающей среды и состояние внутренней среды человека воспринимается нервной системой, регулирующей процессы жизнедеятельности.

Нервная система включает центральную нервную систему (ПНС ),

Связь человека с окружающей средой осуществляется с помощью сенсорных систем или анализаторов , которые воспринимают и передают информацию в кору больших полушарий.

Анализатор состоит из рецептора, проводящих путей и мозгового окончания.

В современной физиологии различают восемь анализаторов - двигательный, зрительный,

слуховой, вкусовой, обонятельный, кожный, вестибулярный и висцеральный.

Однако в системе взаимодействия человека с объектами окружающей среды главными при обнаружении опасности выступают зрительный, слуховой и кожный анализаторы .

Другие выполняют вспомогательную или дополняющую функцию. Вместе с тем необходимо учитывать то обстоятельство, что есть целый ряд опасных факторов (ионизирующее излучение, электромагнитные поля, ультразвук, инфракрасное излучение), оказывающих важное биологическое действие на человеческий организм, но для их восприятия нет соответствующих природных анализаторов.

АНАЛИЗАТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

Нервная система включает центральную нервную систему (ЦНС ), в которую входят спинной и головной мозг ипериферическую нервную систему (ПНС ),

состоящую из нервных волокон и узлов.

Анализатор состоит из рецептора, проводящих путей(ПП) и мозгового окончания(МО) .

Рецептор воспринимает информацию, которая кодируется в нервных импульсах и по проводящим путям передается через мозговое окончание на ядро анализатора (Я).

Реакция человека и принятие решений носит характербезусловного (БР) или условного (УР) рефлекса.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Исключительную роль в жизни человека и его взаимоотношениях с внешним миром играет зрительный анализатор . С его помощью мы получаем львиную долю (порядка90%) информации. Посредством зрения мы практически мгновенно познаем форму, величину, цвет предмета, определяем направление и расстояние до него.

Зрительный анализатор включает в себя глаз, зрительный нерв и зрительный центр, располагающийся в затылочной доле коры головного мозга.

Глаз представляет собой сложнуюоптическую систему , где ограничителем светового потока, несущего информацию, являетсязрачок . В зависимости от яркости света размер его изменяется.

Попав в глаз через зрачок, световые лучи, преломляясь на поверхности глазного яблока, в роговице, хрусталике и стекловидном теле, сходятся на сетчатке , давая на ней изображение видимого предмета.

Сетчатка выстилает заднюю половину глазного яблока и состоит из

светочувствительных рецепторов – палочеки колбочек.

Колбочки и палочки выполняют различные функции. Колбочки позволяют четко различать мелкие детали и цвет предметов, но требуют для этого хорошей освещенности, а потому обеспечивают так называемое «дневное» зрение. «Ночное» же зрение осуществляется с помощью палочек сетчатки, которые способны реагировать на слабое освещение, но не позволяют различать мелкие детали и цветность.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Человеческий глаз преобразует энергию оптического излучения взрительное ощущение .

Воспринимается видимая часть оптического участка спектра электромагнитных колебаний с длиной волны 380 – 780 нм . Глазнепосредственно реагирует на

яркость и избирательнона спектральный составпадающего потока излучения.

кривой видности света .

Относительная спектральная чувствительность глаза Кλравна

отношению чувствительности глаза к однородному излучению с длиной волны λ (qλ ) к максимальному ее значению дляизлучения с длиной волны 555 нм (qmax ) при жëлто-зелëном излучении.

Является жëлто-зелëное

излучение.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Равные по световой мощности лучистые потоки, различающиеся друг от друга длиной волны излучения (цветом), вызывают в глазу неодинаковые по интенсивности излучения, что характеризуется кривой видности света .

По мере приближения к границам видимого спектра чувствительность глаза падает, а наиболее видимым при дневном зрении является жëлто-зелëное

излучение.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Острота зрения. При оценке восприятия пространственных характеристик основным понятием является острота зрения, котораяхарактеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные .

Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов.

С увеличением освещенности острота зрения возрастает. При уменьшении контрастности острота зрения снижается. Острота зрения зависит также от места проекции изображения на сетчатке глаза.

Инерция зрения. Ощущение, вызванное световым сигналом, в течение определенного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала или изменение его характеристик, в течение 0,1 - 0,2 с.

Частота, при которой мелькания исчезают, называется критической частотой слияния мельканий . В том случае, когда мелькания света используются в качестве сигнала, оптимальной частотой является частота в пределах 3-10 Гц. Инерция зрения, кроме того, обуславливаетстробоскопический эффект .

При этом возникает, например, иллюзия неподвижности (замедление движения), возникающая, когда движущийся предмет периодически занимает прежнее положение.

В частности, при освещении пульсирующим светом вращающиеся части оборудования могут казаться неподвижными, что представляет опасность для человека.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Поле зрения. При восприятии объектов в двухмерном и трехмерном пространстве различают поле зрения и глубинное зрение.

Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160°, по вертикали вверх- 55-60° и вниз - 65-72°.

При восприятии цвета размеры поля зрения снижаются. Зона оптимальной видимости ограничена полем: вверх - 25°, вниз - 35°, вправо и влево по 32°.

Глубина зрения обеспечивает пространственное восприятие. Так ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30 м составляет в среднем 12% от общего расстояния.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

Слуховая система человека включает

наружное, среднее и внутреннее ухо, слуховой нерви центральные слуховые пути.

Колебания барабанной перепонки передаются во внутреннее ухо, где звук воздействует на чувствительные нервные окончания, каждое из которых реагирует на колебания определенной частоты.

Механические колебания преобразуются в органе слуха в электрические потенциалы.

Основными параметрами звуковых волн являются интенсивность ичастота колебаний, которые субъективно в слуховых ощущениях воспринимаются как

громкость и высота тона.

Зона слышимости звука по интенсивности ограничена порогом слышимости и

порогом болевого ощущения.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

По частоте область слуховых ощущений лежит от 16 Гц до 20 кГц.

Зона слышимости звука ограничена двумя кривыми: порогом слышимости (1)

и порогом болевого ощущения(2).

Порог слышимости (1 ), в отличие от порогаболевого ощущения (2 ), сильно зависит от частоты. Уровень звукаL на пороге слышимости равен 0 дБ при звуковом давленииP 2*10-5 Па, а на пороге болевого ощущения 140 дБ при звуковом давлении 2*102 Па.

Область между порогами называется зоной слышимости звука.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

Кривые равной громкости

Абсолютный дифференциальный порог различения частот равен ~2-3 Гц.

Относительный дифференциальный порог является почти постоянным и равен

Максимальная чувствительность слухового анализатора лежит в диапазоне частот 3...5 кГц.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ФАКТОРЫ СРЕДЫ. РЕЦЕПТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

Анализатор - это система, обеспечивающая восприятие, доставку в мозг и анализ в нем какого-либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной и т. д.). Каждый анализатор органов чувств состоит из периферического отдела (рецепторов), проводникового отдела (нервных путей) и центрального отдела (центров, анализирующих данный вид информации).

Более 90% информации об окружающем мире человек получает с помощью зрения.

Орган зрения глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. К последнему относят веки, ресницы, мышцы глазного яблока и слёзные железы. Веки - складки кожи, выстланные изнутри слизистой оболочкой. Слезы, образующиеся в слёзных железах, омывают передний отдел глазного яблока и через носослёзный канал проходят в ротовую полость. У взрослого человека в сутки должно вырабатываться не менее 3-5 мл слез, выполняющих бактерицидную и увлажняющую роль.

Глазное яблоко имеет шарообразную форму и располагается в глазнице. При помощи гладких мышц оно может поворачиваться в глазнице. Глазное яблоко имеет три оболочки. Наружная - фиброзная, или белочная - оболочка спереди глазного яблока переходит в прозрачную роговицу, а ее задний отдел называется склерой. Через среднюю оболочку - сосудистую - глазное яблоко снабжается кровью. Впереди в сосудистой оболочке имеется отверстие - зрачок, позволяющий лучам света попадать внутрь глазного яблока. Вокруг зрачка часть сосудистой оболочки окрашена и называется радужкой. Клетки радужки содержат всего один пигмент, и если его мало, радужка окрашена в голубой или серый цвет, а если много - в карий или черный. Мышцы зрачка расширяют или сужают его в зависимости от яркости света, освещающего глаз, приблизительно от 2 до 8 мм в диаметре. Между роговицей и радужкой расположена передняя камера глаза, заполненная жидкостью.

Позади радужки расположен прозрачный хрусталик - двояковыпуклая линза, необходимая для фокусировки лучей света на внутреннюю поверхность глазного яблока. Хрусталик снабжен специальными мышцами, меняющими его кривизну. Этот процесс называется аккомодацией. Между радужкой и хрусталиком расположена задняя камера глаза.

Большая часть глазного яблока заполнена прозрачным стекловидным телом. Пройдя через хрусталик и стекловидное тело, лучи света попадают на внутреннюю оболочку глазного яблока - сетчатку. Это многослойное образование, причем три его слоя, обращенные внутрь глазного яблока, содержат зрительные рецепторы - колбочки (около 7 млн.) и палочки (около 130 млн.). В палочках содержится зрительный пигмент родопсин, они более чувствительны, чем колбочки, и обеспечивают черно-белое зрение при плохом освещении. Колбочки содержат зрительный пигмент иодопсин и обеспечивают цветное зрение в условиях хорошей освещенности. Считается, что есть три вида колбочек, воспринимающих красный, зеленый и фиолетовый цвета соответственно. Все остальные оттенки определяются комбинацией возбуждений в этих трех типах рецепторов. Под действием квантов света зрительные пигменты разрушаются, генерируя электрические сигналы, которые передаются от палочек и колбочек к ганглиозному слою сетчатки. Отростки клеток этого слоя образуют зрительный нерв, выходящий из глазного яблока через слепое пятно - место, где нет зрительных рецепторов.

Больше всего колбочек располагается прямо напротив зрачка - в так называемом желтом пятне, а в периферических отделах сетчатки колбочек почти нет, там располагаются одни палочки.

Выйдя из глазного яблока, зрительный нерв следует в верхние бугры четверохолмия среднего мозга, где зрительная информация подвергается первичной обработке. По аксонам нейронов верхних бугров зрительная информация попадает в латеральные коленчатые тела таламуса, а уж оттуда - в затылочные доли коры больших полушарий. Именно там формируется тот зрительный образ, который мы субъективно ощущаем.

Следует отметить, что оптическая система глаза формирует на сетчатке не только уменьшенное, но и перевернутое изображение предмета. Обработка сигналов в центральной нервной системе происходит таким образом, что предметы воспринимаются в естественном положении.

Зрительный анализатор человека обладает потрясающей чувствительностью. Так, мы можем различить освещенное изнутри отверстие в стене диаметром всего 0,003 мм. В идеальных условиях (чистота воздуха, безветрие) огонь зажженной на горе спички может быть различим на расстоянии 80 км. Тренированный человек (причем у женщин это получается гораздо лучше) может различать сотни тысяч цветовых оттенков. Зрительному анализатору достаточно всего 0,05 сек для распознавания объекта, который попал в поле зрения.

Слуховой анализатор

Слух необходим для восприятия звуковых колебаний в довольно широком диапазоне частот. В юношеском возрасте человек различает звуки в диапазоне от 16 до 20 000 герц, однако уже к 35 годам верхняя граница слышимых частот падает до 15 000 герц. Помимо создания объективной целостной картины об окружающем мире слух обеспечивает речевое общение людей.

Слуховой анализатор включает в себя орган слуха, слуховой нерв и центры мозга, анализирующие слуховую информацию. Периферическая часть органа слуха, то есть орган слуха, состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо человека представлено ушной раковиной, наружным слуховым проходом и барабанной перепонкой.

Ушная раковина - хрящевое образование, покрытое кожей. У человека, в отличие от многих животных, ушные раковины практически неподвижны. Наружный слуховой проход - канал длиной 3-3,5 см, заканчивающийся барабанной перепонкой, отделяющей наружное ухо от полости среднего уха. В последней, имеющей объем около 1 см3, расположены самые маленькие кости организма человека: молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек «рукояткой» срастается с барабанной перепонкой, а «головкой» подвижно присоединен к наковальне, которая другой своей частью подвижно соединена со стремечком. Стремечко, в свою очередь, широким основанием сращено с перепонкой овального окна, ведущего во внутреннее ухо. Полость среднего уха через евстахиеву трубу соединена с носоглоткой. Это необходимо для выравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки при изменениях атмосферного давления.

Внутреннее ухо находится в полости пирамиды височной кости. К органу слуха во внутреннем ухе относится улитка - костный, спирально закрученный канал в 2,75 оборота. Снаружи улитка омывается перилимфой, заполняющей полость внутреннего уха. В канале улитки расположен перепончатый костный лабиринт, заполненный эндолимфой; в этом лабиринте находится звуковоспринимающий аппарат - спиральный орган, состоящий из основной мембраны с рецепторными клетками и покровной мембраны. Основная мембрана - тонкая перепончатая перегородка, разделяющая полость улитки и состоящая из многочисленных волокон различной длины. В этой мембране расположено около 25 тыс. рецепторных волосковых клеток. Один конец каждой рецепторной клетки фиксирован на волокне основной мембраны. Именно от этого конца отходит волокно слухового нерва. При поступлении звукового сигнала столбик воздуха, заполняющий наружный слуховой проход, колеблется. Эти колебания улавливаются барабанной перепонкой и через молоточек, наковальню и стремечко передаются на овальное окошко. При прохождении через систему звуковых косточек звуковые колебания усиливаются приблизительно в 40-50 раз и передаются на перилимфу и эндолимфу внутреннего уха. Через эти жидкости колебания воспринимаются волокнами основной мембраны, причем высокие звуки вызывают колебания более коротких волокон, а низкие - более длинных. В результате колебаний волокон основной мембраны возбуждаются рецепторные волосковые клетки, и сигнал по волокнам слухового нерва передается сначала в ядра нижних бугров четверохолмия, оттуда в медиальные коленчатые тела таламуса и, наконец, в височные доли коры больших полушарий, где и находится высший центр слуховой чувствительности.

Вестибулярный анализатор выполняет функцию регуляции положения тела и его отдельных частей в пространстве.

Периферическая часть этого анализатора представлена рецепторами, расположенными во внутреннем ухе, а также большим количеством рецепторов, расположенных в сухожилиях мышц.

В преддверии внутреннего уха расположены два мешочка - круглый и овальный, которые заполнены эндолимфой. В стенках мешочков находится большое число рецепторных волосковидных клеток. В полости мешочков расположены отолиты - кристаллы солей кальция.

Кроме того, в полости внутреннего уха присутствуют три полукружных канала, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Они заполнены эндолимфой, в стенках их расширений находятся рецепторы.

При изменении положения головы или всего тела в пространстве отолиты и эндолимфа полукружных канальцев перемещаются, возбуждая волосковидные клетки. Их отростки образуют вестибулярный нерв, по которому информация об изменении положения тела в пространстве попадает в ядра среднего мозга, мозжечок, ядра таламуса и, наконец, в теменную область коры больших полушарий.

Тактильный анализатор

Осязание - это комплекс ощущений, возникающий при раздражении нескольких видов рецепторов кожи. Рецепторы прикосновения (тактильные) бывают нескольких видов: одни из них очень чувствительны и возбуждаются при вдавлении кожи на руке всего на 0, 1 мкм, другие возбуждаются лишь при значительном давлении. В среднем на 1 см2 приходится около 25 тактильных рецепторов, однако на коже лица, пальцев, на языке их гораздо больше. Кроме того, к прикосновениям чувствительны волоски, покрывающие 95% нашего тела. У основания каждого волоска находится тактильный рецептор. Информация от всех этих рецепторов собирается в спинной мозг и по проводящим путям белого вещества поступает в ядра таламуса, а оттуда в высший центр тактильной чувствительности - область задней центральной извилины коры больших полушарий.

Вкусовой анализатор

Периферический отдел вкусового анализатора - вкусовые рецепторы, расположенные в эпителии языка и, в меньшей степени, слизистой ротовой полости и глотки. Вкусовые рецепторы реагируют только на растворенные в воде вещества, а нерастворимые вещества вкуса не имеют. Человек различает четыре вида вкусовых ощущений: соленое, кислое, горькое, сладкое. Больше всего рецепторов, восприимчивых к кислому и соленому, расположено по бокам языка, к сладкому - на кончике языка, а к горькому - на корне языка, хотя небольшое число рецепторов любого из этих раздражителей разбросано по слизистой всей поверхности языка. Оптимальная величина вкусовых ощущений наблюдается при температуре в полости рта 29°С.

От рецепторов информация о вкусовых раздражителях по волокнам языкоглоточного и частично лицевого и блуждающего нерва поступает в средний мозг, ядра таламуса и, наконец, на внутреннюю поверхность височных долей коры больших полушарий, где расположены высшие центры вкусового анализатора.

Обонятельный анализатор

Обоняние обеспечивает восприятие различных запахов. Обонятельные рецепторы расположены в слизистой оболочке верхней части носовой полости. Общая площадь, занимаемая обонятельными рецепторами, составляет у человека 3-5 см2. Для сравнения: у собаки эта площадь составляет около 65 см2, а у акулы - 130 см2. Чувствительность обонятельных пузырьков, которыми заканчиваются рецепторные обонятельные клетки у человека, тоже не очень велика: для возбуждения одного рецептора необходимо, чтобы на него подействовало 8 молекул пахучего вещества, а ощущение запаха возникает в нашем мозге только при возбуждении приблизительно 40 рецепторов. Таким образом, человек субъективно начинает ощущать запах только в том случае, когда в нос попадает более 300 молекул пахучего вещества. Информация от обонятельных рецепторов по волокнам обонятельного нерва поступает в обонятельную зону коры больших полушарий, расположенную на внутренней поверхности височных долей.

Анализаторы человека (зрение, слух, обаняние, вкус, осязание)

Анализатор (analyser) — термин, введенный И.П.Павловым для обозначения функциональной единицы, ответственной за прием и анализ сенсорной информации какой-либо одной модальности.

Совокупность нейронов разных уровней иерархии, участвующих в восприятии раздражений, проведении возбуждения и в анализе раздражения.

Анализатор, вместе с совокупностью специализированных структур (органов чувств), содействующих восприятию информации среды, называют сенсорной системой.

Например, слуховая система представляет собой совокупность очень сложных взаимодействующих структур, включающую в себя наружное, среднее, внутреннее ухо и совокупность нейронов, называемых анализатором.

Часто понятия "анализатор" и "сенсорная система" используют как синонимы.

Анализаторы, как и сенсорные системы, классифицируют по качеству (модальности) тех ощущений, в формировании которых они участвуют. Это зрительный, слуховой, вестибулярный, вкусовой, обонятельный, кожный, вестибулярный, двигательные анализаторы, анализаторы внутренних органов, соматосенсорный анализаторы.

В анализаторе выделяют три отдела :

1. Воспринимающий орган или рецептор, предназначенный для преобразование энергии раздражения в процесс нервного возбуждения;

2. Проводник, состоящий из афферентных нервов и проводящих путей, по которому импульсы передаются к вышележащим отделам центральной нервной системы;

3. Центральный отдел, состоящий из релейных подкорковых ядер и проекционных отделов 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

Анализаторы являются специальными структурами организма, служащими для ввода внешней информации в мозг для последующей ее переработки.

Второстепенные термины

• рецепторы;

Структурная схема терминов

В процессе трудовой деятельности организм человека приспосабливается к изменениям окружающей среды благодаря регулирующей функции центральной нервной системы (ЦНС). Человек связан со средой с помощью анализаторов , которые состоят из рецепторов, проводящих нервных путей и мозгового конца в коре головного мозга. Мозговой конец состоит из ядра и рассеянных по коре головного мозга элементов, обеспечивающих нервные связи между отдельными анализаторами. Например, когда человек ест, то он чувствует вкус, запах пищи и ощущает её температуру.

Если раздражитель вызывает боль или нарушение деятельности анализатора — это будет верхний абсолютный порог чувствительности. Интервал от минимума до максимума определяет диапазон чувствительности (для звука от 20 Гц до 20 кГц).

У человека рецепторы настроены на следующие раздражители:

· электромагнитные колебания светового диапазона — фоторецепторы в сетчатке глаза;

· механические колебания воздуха — фонорецепторы уха;

· изменение гидростатического и осмотического давления крови — баро- и осморецепторы;

· изменение положения тела относительно вектора гравитации — рецепторы вестибулярного аппарата.

Кроме того, есть хеморецепторы (реагируют на воздействие химических веществ), терморецепторы (воспринимают температурные изменения как внутри организма, так и в окружающей среде), тактильные рецепторы и болевые.

В ответ на изменение условий окружающей среды, чтобы внешние раздражители не вызывали повреждений и гибели организма, в нём формируются компенсаторные реакции, которые могут быть: поведенческими (изменение места пребывания, отдёргивание руки от горячего или холодного) или внутренними (изменение механизма терморегуляции в ответ на изменение параметров микроклимата).

Человек обладает рядом важных специализированных периферических образований — органов чувств, обеспечивающих восприятие воздействующих на организм внешних раздражителей. К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания.

Нельзя путать понятия "органы чувств" и "рецептор". Например, глаз — это орган зрения, а сетчатка — фоторецептор, один из компонентов органа зрения. Органы чувств сами по себе не могут обеспечить ощущение. Для возникновения субъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступило в соответствующий отдел коры больших полушарий.

Зрительный анализатор включает в себя глаз, зрительный нерв, зрительный центр в затылочной части коры головного мозга. Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных волн от 0,38 до 0,77 мкм. В этих границах различные диапазоны волн вызывают различные ощущения (цвета) при воздействии на сетчатку:

Приспособление глаза к различию данного объекта в данных условиях осуществляется путём трёх процессов без участия воли человека.

Аккомодация — изменение кривизны хрусталика так, чтобы изображение предмета оказалось в плоскости сетчатки (наведение на фокус).

Конвергенция — поворот осей зрения обоих глаз так, чтобы они пересеклись на объекте различия.

Адаптация — приспособление глаза к данному уровню яркости. В период адаптации глаз работает с пониженной работоспособностью, поэтому необходимо избегать частой и глубокой переадаптации.

Слух — способность организма принимать и различать звуковые колебания слуховым анализатором в диапазоне от 16 до 20000 Гц.

Обоняние — способность воспринимать запахи. Рецепторы расположены в слизистой оболочке верхнего и среднего носовых ходов.

Человек обладает разной степенью обоняния к различным пахучим веществам. Приятные запахи улучшают самочувствие человека, а неприятные — действуют угнетающе, вызывают отрицательные реакции вплоть до тошноты, рвоты, обморока (сероводород, бензин), способны изменять температуру кожи, вызывать отвращение к пище, приводить к подавленности и раздражительности.

Вкус — ощущение, возникающее при воздействии определённых химических веществ, растворимых в воде, на вкусовые рецепторы, расположенные на различных участках языка.

Вкус складывается из четырёх простых вкусовых ощущений: кислое, солёное, сладкое и горькое.

Функции и виды анализаторов человека (Таблица)

Все остальные вариации вкуса — это комбинации из основных ощущений. Различные участки языка имеют разную чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка чувствителен к сладкому, края языка — к кислому, кончик и край языка — к солёному, корень языка — к горькому. Механизм восприятия вкусовых ощущений связан с химическими реакциями. Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определённых вкусовых веществ.

Осязание — сложное ощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, наружных частей слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата.

Кожный анализатор воспринимает внешние механические, температурные, химические и другие раздражители кожи.

Одна из основных функций кожи — защитная. Растяжения, ушибы, давления обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания и весьма устойчив к различным химическим веществам. Пигмент меланин предохраняет кожу от воздействия ультрафиолетовых лучей. Неповреждённый слой кожи непроницаем для инфекций, а кожное сало и пот создают гибельную кислую среду для микробов.

Важная защитная функция кожи — участие в терморегуляции, т.к. 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре окружающей среды кожные сосуды расширяются и теплоотдача конвекцией усиливается. При низкой температуре сосуды суживаются, кожа бледнеет, теплоотдача уменьшается. Отдача тепла через кожу идёт также и потоотделением.

Секреторная функция осуществляется через сальные и потовые железы. С кожным салом и потом выделяются йод, бром, токсические вещества.

Обменная функция кожи — участие в регуляции общего обмена веществ в организме (водного, минерального).

Рецепторная функция кожи — восприятие извне и передача сигналов в ЦНС.

Виды кожной чувствительности: тактильная, болевая, температурная.

С помощью анализаторов человек получает информацию о внешнем мире, которая определяет работу функциональных систем организма и поведение человека.

Максимальные скорости передачи информации, принимаемой человеком с помощью различных органов чувств, приведены в таб. 1.6.1

Таблица 1. Характеристики органов чувств

Проводящий путь зрительноговестибулярного анализатора 

Лекция 5. Анализаторы

Анализаторы – это нейро-сенсорные органы, которые способны регистрировать импульсы в центральной части анализатора. Впервые понятие анализаторов ввел Семенов и он выделил в анализаторах 3 составляющие их структуры:

рецепторная часть (тепло, холод)

проводящая часть (слуховой нерв, зрительный)

центральная часть, которая представлена определенной зоной коры больших полушарий.

У человека выделяют зрительный и слуховой анализаторы, кроме того, вестибулярный, обонятельный и тактильный анализаторы.

Зрительный анализатор.

Это нейро-сенсорный орган, который способен регистрировать электромагнитные лучи видимой части спектра. Лучи, находящиеся ниже зоны восприятия называются инфракрасными, выше – УФ.

Рецепторной частью анализатора является рецепторы сетчатки, т.к. палочки и колбочки. Проводящей частью – зрительные нервы, которые образуют хиазму на уровне среднего мозга. Центральной частью являются воспринимающие области коры больших полушарий (затылочные доли).

Орган зрения.

Для человека характерен парный орган зрения – глаза, которые залегают в глазнице. К стенкам глазницы глаза присоединятся за счет 3 пар глазо-двигательных мышц. Глаза находятся под защитой бровей, ресниц, век. В верхней части глазницы над глазом находится слезная железа. Её секрет – слезы – смачивают поверхность глаза, препятствуют ее пересыханию, а также содержат бактерицидные вещества, например, лизоцин,который препятствует развитию на слизистой бактерий. Частично слезы попадают через проток в носовую полость.

Глаз окружен оболочками, причем самая наружная оболочка глаза – белочная оболочка, или склера, на передней стороне переходит в более толстую и прозрачную роговицу. Кроме того склера соединяется со слизистой выстилкой века, формируя конъюнктиву, которая удерживает глаз в глазнице, и, кроме того, защищает роговицу от внешних воздействий.

Более внутренняя оболочка глаза – это сосудистая оболочка, которая содержит капилляры кровеносной системы, т.к. они отсутствуют в самой сетчатке, т.е. основная функция сосудистой оболочки – трофическая.

Самая внутренняя часть сосудистой оболочки – это пигментный слой, где располагаются пигменты: фусцин и меланин. В пигментный слой погружены наружные членики рецепторов палочек и колбочек, поэтому основная функция пигментного слоя заключается в удержании лучей и в возбуждении рецепторов. На передней стороне глаза сосудистая оболочка и пигментный слой переходят в радужную оболочку, причем эта оболочка прерывиста и перерыв в ней называется зрачком.

Диафрагма зрачка может постоянно меняться в зависимости от освещения. Диафрагма зрачка изменяется в зависимости от сокращения кольцевых и радиальных мускульных волокон, которые иннервируются парасимпатической системой.

Самая внутренняя оболочка глаза – сетчатка – содержит рецепторы: палочки и колбочки. Концентрация рецепторов не одинакова в различных частях глаза: палочки преобладают на периферии глаза, колбочки – в центре глаза, в особенности в районе, так называемой, центральной ямки. Здесь образуется желтое пятно, т.е. максимальная концентрация колбочек, и здесь наиболее хорошо воспринимаются цвета. Рецепторы оплетены нейронами, аксоны которых, собираясь вместе, формируют зрительный нерв.

Место выхода зрительного нерва называется слепым пятном.

К светопреломляющим оптическим структурам глаза относят:

роговица

водянистая влага, заполняющая камеры глаза

хрусталик

стекловидное тело,

причем сила преломления измеряется в диоптриях.

На сетчатке каждого глаза за счет преломляющей силы сред, в первую очередь хрусталика, строится действительное, обратное и уменьшенное изображение. Человек видит в прямом виде благодаря ежедневной тренировке зрительного анализатора и показателей с других анализаторов.

Оптическая установка глаза на объект, который перемещается относительный глаз, называется аккомодацией, причем лучи, отраженные от объекта в норме, должны сходиться в точку фокуса на сетчатку. Аккомодация достигается при помощи изменения преломляющей силы хрусталика. Например, если предмет находится близко от глаз, ресничная мышца сокращается, цинновые связки расслабляются, хрусталик принимает форму цилиндра, его преломляющая сила максимальна и лучи сходятся в точку фокуса на сетчатке. Если предмет находится далеко от сетчатки, ресничная мышца расслабляется, цинновые связки натягиваются, хрусталик принимает плоскую форму, его преломляющая сила минимальна, и лучи сходятся в точку фокуса на сетчатку. Считается, что ближайшая точка ясного видения находится на таком минимальном расстоянии от глаз, когда 2 ближайшие точки объекта хорошо различимы.

Дальняя рамка ясного видения залегает в бесконечности, однако заметная аккомодация наблюдается, только когда расстояние до объекта не превышает 60 метров. Очень хорошая аккомодация наблюдается, когда расстояние до объекта становится 20 метров.

Патологии аккомодации.

В норме лучи сходятся в точку фокуса на сетчатке глаза.

Близорукость – миопия – в этом случае лучи сходятся в точку фокуса до сетчатки.

Причины миопии:

врожденная (глаз больше норма на 2-3 мм)

ухудшение эластичности связок, ресничная мышца утомлена и наблюдается спазм аккомодации.

Помогают двояковогнутые стекла.

Дальнозоркость – в этом случае параллельный пучок света собирается в точку фокуса за сетчаткой.

Причины:

длина глаза меньше нормы на 2-3 мм

неэластичность связок, которая наблюдается с возрастом, поэтому после 40 развивается возрастная дальнозоркость.

Помогают двояковыпуклые стекла.

Астигматизм – в этом случае кривизна роговицы повышена, и лучи вообще не сходятся в точку фокуса. Помогают цилиндрические стекла.

Сетчатка глаза.

Сетчатка глаза представляет собой совокупность рецепторов (палочек и колбочек), т.е. является периферической частью зрительного анализатора.

Строение сетчатки напоминаем строение 3хнейронной сети. Наружной частью рецепторов погружены в пигментный слой; здесь, в пигментном слое, находятся пигменты, которые удерживают световые лучи. Рецепторы связаны со слоем биполярных нейронов, причем каждый такой нейрон связан только с одним рецептором. Биполярные нейроны связаны с мультиполярным, причем аксоны мультиполярных нейронов, объединяясь, образуют зрительный нерв. А одним мультиполярный нейрон может быть связан сразу с несколькими биполярными. Между мультиполярными нейронами находится звездчатая клетка, которая соединяет в единую сеть все рецептивные поля.

Глаз человека из всех наземных животных инвертирован. Это значит, что луч сета попадает в начале на стекловидное тело, затем на слои нейронов, и только затем на рецепторы. Таким образом, до сетчатки доходит рассеянный свет и рецепторы не поражаются. У многих морских животных глаз не инвертирован, т.е. рассеянный свет попадает прямо на рецепторы. Палочки и колбочки содержат пигменты, которые распадаются под воздействием света. В палочках содержится пигмент родопсин, в колбочках – йодапсин.

Родопсин способен распадаться на пигмент ретинен и белок опсин под действием даже небольшого количества света. Поэтому палочки обеспечивают зрение в сумерках.

Йодапсинов 3 вида и он распадается под действием интенсивного освещения, поэтому йодапсины воспринимают цвет, а за счет 3 видов этого пигмента воспринимаются все цвета видимой части спектра.

Фотохимическая реакция распада родопсина вызывает деполяризацию мембраны палочки, и эта волна деполяризации охватывает сначала биполярные нейроны, а затем мультиполярные. При дальнейшем действии света пигмент ретин превращается в витамин А. Обратный синтез родопсина происходит как на свету, так и в темноте, однако в темноте идет быстрее, поэтому при длительном пребывании на ярком свету, либо при воздействии света, отраженного от снега, или нехватке витамина А наблюдается болезнь гемералопия, или куриная слепота.

Патологии колбочек связаны с патологиями цветовосприятия, т.к. колбочки отвечают за восприятие цвета, оттенков и насыщенности:

частичная потеря цветоощущения

дальтонизм (человек не различает определенные цвета спектра: красный=зеленый, желтый=синий)

полная потеря цветоощущения (ахроматическое зрение)

Для человека характерно зрение двумя глазами, или бинокулярное зрение. Оно позволяет правильно оценить расстояние до предмета, оценить фактуру, объем, рельефность, причем лучи, отраженные от одной точки предмета, способны фокусироваться в одном месте на сетчатках обоих глаз (идентичная фиксация), либо в разных местах (неидентичная фиксация).

Благодаря неидентичной фиксации человек воспринимает рельефность и объем. Импульсы по зрительным нервам направлены в центры в затылочных долях, где и формируется общая картинка.

Слуховой анализатор.

Второй ведущий анализатор у человека. Это нейро-сенсорный орган, который воспринимает звуковые колебания в определенном диапазоне от 16 тыс. до 22 тыс. кГц. Область ниже восприятия – инфразвук, выше восприятия – ультразвук.

Слуховой анализатор состоит и 3 частей:

рецепторная часть. Представлена механо-рецепторами внутреннего уха, которые формируют кортив орган

слуховые нервы, которые образуют хиазму на уровне моста

центральная часть, которая включает определенные центры в височных долях коры.

Орган слуха.

Для человека характерен парный орган слуха, который включает наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо.

Наружное ухо представлено ушной раковиной и слуховым проходом. Раковина осуществляет направленный прием звука. Слуховой проход 2,5 см покрыт ресничным эпителием. В эпителиальных клетках вырабатывается секрет, особенно в маленьких одноклеточных железках, которые синтезируют ушную серу. Она выполняет функцию защиты, т.к. на ней оседают пыль, и, кроме того, сера содержит бактерицидные вещества, которые убивают бактерии. Кроме того, воздух в ушном проходе согревается и увлажняется. Ушной проход заканчивается барабанной перепонкой, которая имеет волокнистую структуру. Звуковые волны ударяют в барабанную перепонку и волокна перепонки начинают колебаться, что приводит к колебанию косточек среднего уха.

Среднее ухо представляет собой полость, заполненную воздухом, причем для выравнивания давления между средним ухом и носоглоткой возникает связь в виде Евстахиевой трубы. В среднем ухе располагаются косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек своей рукояткой связан с барабанной перепонкой, он контактирует с наковальней, а наковальня со стремечком, причем площадь контакта поверхности от барабанной перепонки к стремечку, которое располагается на овальном окне, уменьшается, и это дает возможность усиливать слабые звуки и ослаблять сильные. Таким образом, среднее ухо принимает участие в передачи колебаний от барабанной перепонки к внутреннему уху.

Внутреннее ухо представляет собой костный лабиринт в виде улитки, которая закручена 2,5 оборота в височной кости. С полостью среднего уха костный лабиринт сообщается при помощи овального и круглого окна, которые затянуты мембранными перепонками, причем на мембране овального окна располагается косточка стремечко. Внутри костного лабиринта проходит перепончатый лабиринт, представленный 2 мембранами: базальная мембрана и рейснерова мембрана. На вершине улитки мембраны соединяются, но в целом эти мембраны делят улитку на 3 канала, или лестницы. Вск каналы внутреннего уха заполнены жидкостью, причем улитковый канал заполнен эндолимфой, а барабанный и преддверья заполнены перелимфой. Эти жидкости несколько различны по составу.

Звуковая волна приводит к колебаниям косточек среднего уха. Наблюдаются колебания мембраны овального окна, и эти колебания передаются на жидкость внутреннего уха, и они гасятся на мембране круглого окна, причем круглое окно выступает в роли резонатора. Колебания передаются на базальную мембрану и эндолимфу, и регистрируются находящимися здесь кортиевым органом. Кортиев орган – это рецепторная часть анализатора, который представлен волосковидными клетками и эти клетки располагаются на основной мембране в несколько рядов. Эти клетки закрыты покровной мембраной, которая одним концом присоединяется к базальной мембране в основании улитки, а второй конец её свободен.

Колебания жидкости приводят к колебанию основной мембраны и к тому, что покровная мембрана кортиевого органа начинает раздражать волоски механо-рецепторов. Мембрана рецепторов деполяризуется, и волна деполяризации идет по слуховому нерву.

Волокна основной мембраны имеют разную толщину и могут колебаться с разной амплитудой, что обеспечивает дифференцировку высоких и низких звуков.

Считается, что в основании улитки воспринимаются высокие звуки, на вершине улитки – низкие звуки. Существует несколько гипотез восприятия и частотного анализа звука:

1. гипотеза резонанса. Считается, что в основании улитки базальная мембрана приходит в резонанс со звуковой волной и покровная мембрана раздражает небольшую группу волосковидных клеток.
2. гипотеза залпов. Считается, что на вершине улитки покровная мембрана раздражает целые рецептивные поля и в ЦНС отправляется целый залп импульсов. Считается, что таким образом воспринимаются низкие звуки.

Вестибулярный аппарат.

Вестибулярный анализатор.

Это нейро-сенсорный орган, который регистрирует изменения положения тела либо частей тела, относительно друг друга. Вестибулярный анализатор состоит из 3 частей:

механо-рецепторы вестибулярного аппарата

вестибулярная ветвь слухового нерва

центральная часть в височной кости

Вестибулярный аппарат (в.а) залегает в височной кости и связан с костным лабиринтом внутреннего уха, хотя в.а. и улитка внутреннего уха имеют абсолютно различное происхождение.

В.а. представлен костным лабиринтом, заполненным жидкостью, внутри которого проходит перепончатый лабиринт, также заполненный жидкостью. Перепончатый лабиринт формирует органы преддверья, который представлены круглым и овальным мешочками и 3 полуокружными каналами, причем каждый канал связан и с круглым, ис овальным мешочком. На одном из концов канала находится расширение, или ампула.

Органы преддверья выстланы эпителием и заполнены жидкостью. Среди клеток эпителия располагаются группами волосковидные клетки. Сверху над клетками находится студенистая мембрана, в которую погружены волоски клеток.

Анализаторы человека

В мембране находятся кристаллы Ca2+, называемые отолитами, или статоцистами. При перемещении тела, либо головы овальный и круглый мешочки начинают смещаться друг относительно друга, начинают смещаться отолиты, которые тянут за собой студенистую мембрану и она раздражает волосковидные клетки.

Органы преддверья воспринимают начало и конец прямолинейного движения, прямолинейное ускорение, силу тяжести. Полуокружные каналы воспринимают вращательные движения и угловое ускорение, они заполнены жидкостью, причем волосковидные клетки находятся только в ампулах. При изменении положения тела жидкость, заполняющая ампулы, отстает от стенок ампулы и раздражает волоски.

Вкусовой анализатор.

Вкусовые рецепторы располагаются во вкусовых сосочках, которые формируются на языке и на слизистой рта. Импульсы от рецепторов идут в теменные доли коры больших полушарий. Считается, что кончик языка воспринимает сладкий вкус, у корня языка – горький вкус, по бокам – кислый и соленый.

Обонятельный анализатор.

Это единственный анализатор, который не имеет представительства в коре. Рецепторы располагаются в носовой полости и способны воспринимать летучие соединения. Эти импульсы анализируются на уровне древней коры, а также за счет лимбической системы мозга.

Осязательный анализатор.

Рецепторная часть этого анализатора относится к коже, где располагаются рецепторы боли, тепла, холода – тактильные рецепторы. Эти рецепторы могут быть представлены свободными нервными окончаниями, например, рецепторы боли, а также инкапсулированными нервными окончаниями, например, рецепторы давления. Чувствительные нервы этого анализатора формируют перекрест на уровне варолиевого моста, а центральная часть анализатора находится в теменных долях коры.

Антропологические методы оценки волос

2. Понятие об антропогенезе. Основные теории происхождения человека. Краткая характеристика космизма (внеземного происхождения)

Происхождение человека, как биологического вида. Каждого человека, как только он начинал осознавать себя личностью посещал вопрос "откуда мы взялись". Несмотря на то, что вопрос звучит абсолютно банально, единого ответа на него не существует…

Биоэкологические особенности коллекции видов Средиземноморья Сочинского парка "Дендрарий"

1.3 Краткая характеристика растительности Средиземноморья

Бонитировка Михайловского района по сибирской косуле

1. Краткая физико-географическая характеристика

Михайловского района. Михайловский район находится на юге Зейско-Буреинской равнины. Граничит на Западе с Константиновским и Тамбовским, на Севере с Октябрьским, на Севере-Востоке с Завитинским, на Востоке с Бурейскими районами…

Вирус чумы плотоядных

2.1.2 Краткая характеристика клинических признаков

Инкубационный период длится 4—20 дней. Чума плотоядных может протекать молниеносно, сверхостро, остро, подостро, абортивно, типично и атипично. По клиническим проявлениям различают катаральную, легочную, кишечную и нервную формы болезни…

Динамика развития зообентоса степных рек Краснодарского края

1.2 Краткая характеристика района исследования

Азово-Кубанской низменность расположена в северо-западной части Краснодарского края, на севере граничит с Нижнедонской низиной и Кумо-Манычской впадиной, на юге — с предгорьями Большого Кавказа, на востоке — со Ставропольской возвышенностью…

Класс млекопитающие, или звери (mammalia, или theria)

2. Краткая характеристика класса млекопитающих

Млекопитающие — наиболее высокоорганизованный класс позвоночных животных. Размеры их тела различны: у карликовой белозубки — 3,5 см, синего кита- 33 м, масса тела соответственно 1,5 г и 120 т…

Мутационная изменчивость

4. Краткая характеристика видов мутаций

Почти любое изменение в структуре или количестве хромосом, при котором клетка сохраняет способность к самовоспроизведению, обусловливает наследственное изменение признаков организма.

Основные анализаторы человека

По характеру изменения генома, т.е. совокупности генов…

Отдел покрытосеменные (цветковые)

2.1 Краткая характеристика классов

Покрытосеменные разделяют на два класса — двудольные и однодольные. Для двудольных характерны: две семядоли в семени, открытые проводящие пучки (с камбием), сохранение в течение всей жизни главного корня (у особей, родившихся из семян)…

Понятие возраста человека

2. Основные стадии эволюции человека. Краткая характеристика австралопитека

Большое значение для изучения вопроса имеет синхронизация археологических эпох с геологическими периодами истории Земли. Одна из "революционных" теорий о месте человека в природе и истории принадлежит Ч. Дарвину. С момента публикации в 1871 г…

Проблемы индивидуальной перцепции

I.1.1 Виды анализаторов. Строение анализаторов

Анализатором, или сенсорной системой, является совокупность периферических и центральных образований нервов, способных к преобразованию действий раздражителей в адекватный нервный импульс…

Система удобрений

2. Краткая характеристика хозяйства

ОАО "Надежда" располагается на территории Морозовского района Ростовской области, в 271 километре от Ростова-на-Дону. Хозяйство занимает площадь в 13139,3, из них: пашня — 9777 га, выгоны, залежи, перелоги — 1600 га, сады, ягодники — 260 га…

Слуховой анализатор

1. Значение изучения анализаторов человека с точки зрения современных информационных технологий

Уже несколько десятков лет назад люди предпринимали попытки создания систем синтеза и распознавания речи в современных информационных технологиях. Разумеется, все эти попытки начинались с исследования анатомии и принципов работы речевых…

Теплообразование и терморегуляция человеческого организма

1.1 Структурно-функциональная характеристика, классификация и значение анализаторов в познании окружающего мира

Анализатор — нервный аппарат, осуществляющий функцию анализа и синтеза раздражителей, исходящих из внешней и внутренней среды организма. Понятие анализатор введено И.П. Павловым…

Учение о ноосфере В.И. Вернадского

1. Краткая характеристика ноосферы

Учение о ноосфере возникло в рамках космизма — философского учения о неразрывном единстве человека и космоса, человека и Вселенной, о регулируемой эволюции мира. Понятие ноосферы как обтекающей земной шар идеальной, «мыслящей» оболочки…

Флора парка им. И.Н. Ульянова

1.5 Растительность (краткая характеристика).

В прошлом значительная площадь была занята степной растительностью, ныне почти сплошь уничтоженной распашкой и заменённой посевами сельскохозяйственных и декоративных культур. Кое-где сохранились массивы широколиственных лесов…

Анализаторы, органы чувств и их значение

Анализаторы. Все живые организмы, в том числе и человек, нуждаются в информации об окружающей среде. Эту возможность им обеспечивают сенсорные (чувствительные) системы. Деятельность любой сенсорной системы начинается с восприятия рецепторами энергии раздражителя, трансформации ее в нервные импульсы и передачи их через цепь нейронов в мозг, в котором нервные импульсы преобразуются в специфические ощущения - зрительные, обонятельные, слуховые и т. п.

Изучая физиологию сенсорных систем, академик И. П.

Анализаторы человека. Основное органы чувств и их функции

Павлов создал учение об анализаторах. Анализаторами называются сложные нервные механизмы, посредством которых нервная система получает раздражения из внешней среды, а также от органов самого тела и воспринимает эти раздражения в виде ощущений. Каждый анализатор состоит из трех отделов: периферического, проводникового и центрального.

Периферический отдел представлен рецепторами -чувствительными нервными окончаниями, обладающими избирательной чувствительностью только к определенному виду раздражителя. Рецепторы входят в состав соответствующих органов чувств. В сложных органах чувств (зрения, слуха, вкуса) кроме рецепторов есть ивспомогательные структуры, которые обеспечивают лучшее восприятие раздражителя, а также выполняют защитную, опорную и другие функции. Например, вспомогательные структуры зрительного анализатора представлены глазом, а зрительные рецепторы - лишь чувствительными клетками (палочки и колбочки). Рецепторы бывают наружные, расположенные на поверхности тела и воспринимающие раздражения из внешней среды, ивнутренние, которые воспринимают раздражения из внутренних органов и внутренней среды организма,

Проводниковый отдел анализатора представлен нервными волокнами, проводящими нервные импульсы от рецептора в центральную нервную систему (например, зрительный, слуховой, обонятельный нерв и т. п.).

Центральный отдел анализатора - это определенный участок коры головного мозга, где происходит анализ и синтез поступившей сенсорной информации и преобразование ее в специфическое ощущение (зрительное, обонятельное и т. д.).

Обязательным условием нормального функционирования анализатора является целостность каждого из его трех отделов.

Зрительный анализатор

Зрительный анализатор представляет собой совокупность структур, воспринимающих световую энергию в виде электромагнитного излучения с длиной волны 400 — 700 нм и дискретных частиц фотонов, или квантов, и формирующих зрительные ощущения. С помощью глаза воспринимается 80-90% всей информации об окружающем мире.

Благодаря деятельности зрительного анализатора различают освещенность предметов, их цвет, форму, величину, направление передвижения, расстояние, на которое они удалены от глаза и друг от друга. Все это позволяет оценивать пространство, ориентироваться в окружающем мире, выполнять различные виды целенаправленной деятельности.

Наряду с понятием зрительного анализатора существует понятие органа зрения.

Орган зрения — это глаз, включающий три различных в функциональном отношении элемента:

глазное яблоко, в котором расположены световоспринимающий, светопреломляющий и светорегулирующий аппараты;

защитные приспособления, т.е. наружные оболочки глаза (склера и роговица), слезный аппарат, веки, ресницы, брови;

двигательный аппарат, представленный тремя парами глазных мышц (наружная и внутренняя прямые, верхняя и нижняя прямые, верхняя и нижняя косые), которые иннервируются III (глазодвигательный нерв), IV (блоковый нерв) и VI (отводящий нерв) парами черепных нервов.

Внешние анализаторы

Прием и анализ информации осуществляется с помощью анализаторов. Центральной частью анализатора является некоторая зона в коре головного мозга. Периферическая часть-рецепторы, которые находятся на поверхности тела для приема внешней информации, либо во внутренних органах.

внешние сигналы ® рецептор® нервные связи® головной мозг

В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают: внешние (зрительный, слуховой, болевой, температурный, обонятельный, вкусовой) и внутренние (вестибулярный, давления, кинестетический) анализаторы.

Основная характеристика анализаторов – чувствительность.

Нижний абсолютный порог чувствительности — минимальная величина раздражителя, на который начинает реагировать анализатор.

Если раздражитель вызывает боль или нарушение деятельности анализатора — это будет верхний абсолютный порог чувствительности. Интервал от минимума до максимума определяет диапазон чувствительности (например для звука от 20 Гц до 20 кГц).

85-90% всей информации о внешней среде человек получает через зрительный анализатор. Прием и анализ информации осуществляется в диапазоне (световом)- 360-760 электромагнитных волн. Глаз может различать 7 основных цветов и более сотни оттенков. Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных волн от 0,38 до 0,77 мкм. В этих границах различные диапазоны волн вызывают различные ощущения (цвета) при воздействии на сетчатку:

0,38 — 0,455 мкм — фиолетовый цвет;

0,455 — 0,47 мкм — синий цвет;

0,47 — 0,5 мкм — голубой цвет;

0,5 — 0,55 мкм — зеленый цвет;

0,55 — 0,59 мкм — жёлтый цвет;

0,59 — 0,61 мкм — оранжевый цвет;

0,61 — 0,77 мкм — красный цвет.

Наибольшая чувствительность достигается при длине волн 0,55 мкм

Минимальная интенсивность светового воздействия, вызывающая ощущение. адаптации зрительного анализатора. К временным характеристикам восприятия сигналов относится: латентный период- время от подачи сигнала до момента возникновения ощущения 0,15-0,22 с.; порог обнаружения сигнала при большей яркости-0,001 с, при длительности вспышки-0,1 с.; неполная темновая адаптация- от нескольких секунд до нескольких минут.

С помощью звуковых сигналов человек получает до 10% информации. Слуховые сигналы применяются для сосредоточенного внимания человека, для передачи информации, для разгрузки зрительной системы. Особенностями слухового анализатора являются:

— способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;

— способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;

— способность устанавливать с точностью месторасположение источника звука.

Воспринимающая часть слухового анализатора — ухо, которое делится на три отдела: наружное, среднее и внутреннее. Звуковые волны, проникая в наружный слуховой проход, приводят в колебания барабанную перепонку и через цепь слуховых косточек передаются в полость улитки внутреннего уха. Колебания жидкости в канале приводит в движение волокна основной перепонки в резонанс звукам, поступающим в ухо. Колебания волокон улитки приводят в движение расположенные в них клетки кортиева органа, возникает нервный импульс, который передаётся в соответствующие отделы коры головного мозга. Порог болевых ощущений 130 — 140 дБ.

Кожный анализатор обеспечивает восприятие прикосновения, боли, тепла, холода, вибрации.

Анализаторы человека и их основные характеристики.

Одна из основных функций кожи- защитная (от механических, химических повреждений, от патогенных микроорганизмов и др). Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре внешней среды кожные сосуды расширяются (теплотдача усиливается), при низкой температуре сосуды суживаются (теплотдача уменьшается). Обменная функция кожи заключается в участии в процессах регуляции общего обмена веществ в организме (водного, минерального, углеводного). Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми железами. С кожным салом могут выделяться эндогенные яды, микробные токсины.

Обонятельный анализатор предназначен для восприятия человеком различных запахов (диапазон до 400 наименований).Рецепторы расположены на слизистой оболочки в носовой полости. Условиями восприятия запахов являются летучесть пахучего вещества, растворимость веществ. Запахи могут сигнализировать человека о нарушениях технологических процессов.

Существуют четыре вида вкусовых ощущений: сладкий, кислый, горький, соленый, остальные их комбинации. Абсолютные пороги вкусового анализатора в 1000 раз выше чем обонятельного. Механизм восприятия вкусовых ощущений связан с химическими реакциями. Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определённых вкусовых веществ.

Чувствительность вкусового анализатора груба, в среднем составляет 20%. Восстановление вкусовой чувствительности после воздействия различных раздражителей заканчивается через 10-15 минут

Внешние анализаторы

Прием и анализ информации осуществляется с помощью анализаторов. Центральной частью анализатора является некоторая зона в коре головного мозга. Периферическая часть-рецепторы, которые находятся на поверхности тела для приема внешней информации, либо во внутренних органах.

внешние сигналы ® рецептор® нервные связи® головной мозг

В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают: внешние (зрительный, слуховой, болевой, температурный, обонятельный, вкусовой) и внутренние (вестибулярный, давления, кинестетический) анализаторы.

Основная характеристика анализаторов – чувствительность.

Нижний абсолютный порог чувствительности - минимальная величина раздражителя, на который начинает реагировать анализатор.

Если раздражитель вызывает боль или нарушение деятельности анализатора - это будет верхний абсолютный порог чувствительности. Интервал от минимума до максимума определяет диапазон чувствительности (например для звука от 20 Гц до 20 кГц).

85-90% всей информации о внешней среде человек получает через зрительный анализатор. Прием и анализ информации осуществляется в диапазоне (световом)- 360-760 электромагнитных волн. Глаз может различать 7 основных цветов и более сотни оттенков. Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных волн от 0,38 до 0,77 мкм. В этих границах различные диапазоны волн вызывают различные ощущения (цвета) при воздействии на сетчатку:

0,38 - 0,455 мкм - фиолетовый цвет;

0,455 - 0,47 мкм - синий цвет;

0,47 - 0,5 мкм - голубой цвет;

0,5 - 0,55 мкм - зеленый цвет;

0,55 - 0,59 мкм - жёлтый цвет;

0,59 - 0,61 мкм - оранжевый цвет;

0,61 - 0,77 мкм - красный цвет.

Наибольшая чувствительность достигается при длине волн 0,55 мкм

Минимальная интенсивность светового воздействия, вызывающая ощущение. адаптации зрительного анализатора. К временным характеристикам восприятия сигналов относится: латентный период- время от подачи сигнала до момента возникновения ощущения 0,15-0,22 с.; порог обнаружения сигнала при большей яркости-0,001 с, при длительности вспышки-0,1 с.; неполная темновая адаптация- от нескольких секунд до нескольких минут.

С помощью звуковых сигналов человек получает до 10% информации. Слуховые сигналы применяются для сосредоточенного внимания человека, для передачи информации, для разгрузки зрительной системы. Особенностями слухового анализатора являются:

Способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;

Способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;

Способность устанавливать с точностью месторасположение источника звука.

Воспринимающая часть слухового анализатора - ухо, которое делится на три отдела: наружное, среднее и внутреннее. Звуковые волны, проникая в наружный слуховой проход, приводят в колебания барабанную перепонку и через цепь слуховых косточек передаются в полость улитки внутреннего уха. Колебания жидкости в канале приводит в движение волокна основной перепонки в резонанс звукам, поступающим в ухо. Колебания волокон улитки приводят в движение расположенные в них клетки кортиева органа, возникает нервный импульс, который передаётся в соответствующие отделы коры головного мозга. Порог болевых ощущений 130 - 140 дБ.

Кожный анализатор обеспечивает восприятие прикосновения, боли, тепла, холода, вибрации. Одна из основных функций кожи- защитная (от механических, химических повреждений, от патогенных микроорганизмов и др). Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре внешней среды кожные сосуды расширяются (теплотдача усиливается), при низкой температуре сосуды суживаются (теплотдача уменьшается). Обменная функция кожи заключается в участии в процессах регуляции общего обмена веществ в организме (водного, минерального, углеводного). Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми железами. С кожным салом могут выделяться эндогенные яды, микробные токсины.

Обонятельный анализатор предназначен для восприятия человеком различных запахов (диапазон до 400 наименований).Рецепторы расположены на слизистой оболочки в носовой полости. Условиями восприятия запахов являются летучесть пахучего вещества, растворимость веществ. Запахи могут сигнализировать человека о нарушениях технологических процессов.

Анализаторы - это система чувствительных нервных образований, осуществляющих анализ и синтез изменений, происходящих во внешней среде и в организме.

По И. П. Павлову анализатор состоит из трех отделов: периферического, то есть воспринимающего (рецептора, или органа чувств), промежуточного, или проводникового (проводящие пути и промежуточные нервные центры), и центрального, или коркового (нервные клетки коры больших полушарий). К периферическому отделу анализаторов относятся все , а также рецепторные образования и свободные нервные окончания, находящиеся во внутренних органах и мышцах.

Рецепторный аппарат каждого анализатора приспособлен к трансформации энергии определенного вида раздражения в нервное возбуждение (см. ). В корковом отделе анализатора нервное возбуждение превращается в ощущение. Деятельность коркового отдела обеспечивает приспособительные реакции организма к изменениям внешней среды.

Анализаторы - система чувствительных (афферентных) нервных образований, осуществляющих анализ и синтез явлений внешней и внутренней среды организма. Термин введен в неврологическую литературу , согласно представлениям которого каждый анализатор состоит из специфических воспринимающих образований (см. Рецепторы, Органы чувств), составляющих периферический отдел анализаторов, соответствующих нервов, связывающих эти рецепторы с различными этажами ЦНС (проводниковая часть), и мозгового конца, представленного у высших животных в коре больших полушарий головного мозга.

В зависимости от рецепторной функции различают анализаторы внешней и внутренней среды. Первые рецепторами обращены к внешней среде и приспособлены анализировать явления, происходящие в окружающем мире. К таким анализаторам относятся зрительный, слуха, кожный, обонятельный, вкусовой (см. Зрение, Слух, Осязание, Обоняние, Вкус). Анализаторы внутренней среды - афферентные нервные приборы, рецепторные аппараты которых находятся во внутренних органах и приспособлены к анализированию того, что происходит в самом организме. К таким анализаторам относится также двигательный (рецепторный аппарат его представлен мышечными веретенами и рецепторами Гольджи), обеспечивающий возможность точного управления опорно-двигательным аппаратом (см. Двигательные реакции). Существенную роль в механизмах статокинетической координации играет и другой внутренний анализатор - вестибулярный, тесно взаимодействующий с анализатором движения (см. Равновесие тела). Двигательный анализатор у человека включает и специальный отдел, обеспечивающий передачу сигналов с рецепторов органов речи в высшие этажи ЦНС. В связи с важным значением этого отдела в деятельности мозга человека его иногда рассматривают как «речедвигательный анализатор».

Рецепторный аппарат каждого анализатора приспособлен к трансформации определенного вида энергии в нервное возбуждение. Так, рецепторы звука избирательно реагируют на звуковые раздражения, света - на световые, вкуса - на химические, кожи - на тактильно-температурные и т. д. Специализация рецепторов обеспечивает анализ явлений внешнего мира на их отдельные элементы уже на уровне периферического отдела анализатора.

Наиболее сложный и тонкий анализ, дифференциация и последующий синтез внешних раздражений осуществляются в корковых отделах анализаторов. Методом условных рефлексов в сочетании с экстирпацией мозговой ткани показано, что корковые отделы анализаторов состоят из ядер и рассеянных элементов.

При разрушении ядер нарушается тонкий анализ, однако еще возможна грубая аналитико-синтетическая деятельность за счет рассеянных элементов. Такая анатомо-физиологическая организация обеспечивает динамичность и высокую надежность функций анализаторов.

Биологическая роль анализаторов заключается в том, что они являются специализированными следящими системами, информирующими организм о всех событиях, происходящих в окружающей среде и внутри него. Из огромного потока сигналов, непрерывно поступающих в мозг по внешним и внутренним анализаторам, отбирается та полезная информация, которая оказывается существенной в процессах саморегулирования (поддержания оптимального, константного уровня функционирования организма) и активного поведения животных в окружающей среде. Эксперименты показывают, что сложная аналитико-синтетическая деятельность мозга, детерминированная факторами внешней и внутренней среды, осуществляется по полианализаторному принципу. Это означает, что вся сложная нейродинамика корковых процессов, формирующая целостную деятельность мозга, складывается из сложного взаимодействия анализаторов (см. ).

Для поддержания системы "Человек - Среда обитания" в безопасном состоянии необходимо согласовывать действия человека с элементами окружающей среды. Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи органов чувств.

Органы чувств - это сложные сенсорные системы (анализаторы), включающие воспринимающие элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение.

Основной характеристикой анализатора является чувствительность, которая характеризуется величиной порога ощущения. Различают абсолютный и дифференциальный пороги ощущения.

Абсолютный порог ощущения - это минимальная сила раздражения, способная вызвать появление реакции.

Дифференциальный порог ощущения - это минимальная величина, на которую нужно изменить раздражение, чтобы вызвать изменение ответа. Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя.

Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом. Рассмотрим некоторые анализаторы, влияющие на условия безопасной деятельности человека.

Зрительный анализатор

Примерно от 70 до 90% информации о внешнем мире человек получает через зрение. Орган зрения - глаз - обладает высокой чувствительностью. Изменение размера зрачка от 1,5 до 8 мм позволяет глазу менять чувствительность в сотни тысяч раз. Сетчатка глаза воспринимает излучения с длиной волн от 380 (фиолетовый цвет) до 760 (красный цвет) нанометров (миллиардных частей метра).

При обеспечении безопасности необходимо учитывать время, требуемое для адаптации глаза. Приспособление зрительного анализатора к большей освещённости называется световой адаптацией. Она требует от 1-2 до 8-10 минут. Приспособление глаза к плохой освещённости (расширение зрачка и повышение чувствительности) называется темповой адаптацией и требует от 40 до 80 минут.

В период адаптации глаз деятельность человека связана с определённой опасностью. Чтобы исключить необходимость адаптации или уменьшить её влияние, в производственных условиях не разрешается использовать только одно местное освещение. Необходимо применять меры для защиты человека от слепящего действия источников света и различных блестящих поверхностей, устраивать тамбуры при переходе из тёмного помещения (например, в фотолабораториях) в нормально освещённое и др.

Зрение характеризуется остротой, то есть минимальным углом, под которым две точки ещё видны как раздельные). Острота зрения зависит от освещённости, контрастности и других факторов. В основе расчёта графической точности лежит физиологическая острота зрения.

Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160 градусов, по вертикали: вверх - 55-60 градусов, вниз - 65-72 градуса. Зона оптимальной видимости (учитывается при организации рабочего места) ограничена полем: вверх - 25 градусов, вниз - 35 градусов, вправо и влево - по 32 градуса.

Ошибка оценки расстояния до 30 метров в среднем составляет 12%.

Ощущение, вызванное световым сигналом, сохраняется в глазу за счёт инерции зрения до 0,3 секунды. Инерция зрения порождает стробоскопический эффект - ощущение непрерывности движения при частоте смены изображения примерно 10 раз в секунду (кинематография), зрительное восприятие вращения колес автомобиля в обратном направлении и другие оптические иллюзии.

Стробоскопический эффект может быть опасным. Например, вследствие своей безынерционности, опасную ситуацию могут создать газоразрядные лампы освещения. Колебания электрического напряжения создают колебания светового потока. Кажущаяся остановка вращающегося предмета наблюдается при равенстве частот вращения объекта и колебаний света. Когда частота вспышек света больше числа оборотов вращающегося предмета, создаётся иллюзия вращения в противоположную от реальности сторону.

Светочувствительные клетки (анализаторы) глаза по форме напоминают маленькие палочки и колбочки. В сетчатке человека имеется около 130 миллионов палочек и 6-7 миллионов колбочек. Благодаря палочкам человек видит ночью, но зрение бесцветное (ахроматическое), почему и возникло выражение: "Ночью все кошки серые". И наоборот - днём главная роль принадлежит колбочкам, соответственно, днём зрение цветное (хроматическое).

С позиции безопасности должны учитываться все отклонения от нормы в восприятии цвета. К этим отклонениям относятся: цветовая слепота, дальтонизм и гемералопия ("куриная слепота"). Человек, страдающий цветовой слепотой, воспринимает все цвета как серые. Дальтонизм - частный случай цветовой слепоты. Дальтоники обычно не различают красный и зелёный цвета, а иногда жёлтый и фиолетовый. Им эти цвета кажутся серыми.

Статистически примерно 5% мужчин и 0,5% женщин являются дальтониками. Люди, страдающие дальтонизмом, не могут работать там, где в целях безопасности используются сигнальные цвета (например, водителями). Человек, страдающий гемералопией, теряет способность видеть при ослабленном (сумеречном, ночном) освещении.

Цвета оказывают на человека различное психофизиологическое воздействие, что необходимо учитывать при обеспечении безопасности и в технической эстетике.

Осязание

Кожа - сложный орган, выполняющий множество защитно-оборонительных функций. Она защищает кровь от проникновения в нее химических веществ, предотвращая отравление организма, исполняет роль регулятора температуры тела, охраняя организм от перегрева и переохлаждения.

Кожа служит первым защитным барьером в момент прикосновения токоведущего проводника к телу. Обладая большим электрическим сопротивлением, достигающим иногда десятки тысяч Ом, кожа, в первый момент, препятствует прохождению электрического тока через внутренние органы, что позволяет включиться другим видам защиты организма.

Функциональное нарушение 30-50% кожного покрова, при отсутствии специальной медицинской помощи, приводит к гибели человека.

На коже имеется примерно 500 тысяч точек - тактильных анализаторов, воспринимающих ощущения, возникающие при воздействии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Кроме этого, на коже имеются неравномерно распределённые анализаторы, воспринимающие боль, тепло и холод.

Наиболее высокая чувствительность на дистальных частях тела (наиболее удалённых от оси тела).

Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Характерная его особенность - быстрое развитие адаптации (привыкания), т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя, для различных участков тела оно колеблется от 2 до 20 секунд. Благодаря адаптации мы не чувствуем прикосновение одежды к телу.

Температурная чувствительность

Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, достигаемой терморегуляцией. Температура кожи ниже внутренней температуры тела (примерно З6,6°С) и различна для отдельных участков (на лбу 34-35, на лице 20-25, на животе 34, на стопах ног 25-27°С).

В коже человека находятся два вида анализаторов температуры: одни реагируют только на холод, другие - только на тепло. Всего на коже около 30 тысяч тепловых точек и примерно 250 тысяч точек холода.

Порог восприятия тепла и холода различен, например, тепловые точки различают разницу температуры в 0,2, а точки холода в 0,4°С. Время, необходимое для ощущения температуры, примерно 1 секунда. Температурные анализаторы, защищая организм от перегрева и переохлаждения, помогают сохранять постоянную температуру тела.

Обоняние

Запах может служить сигналом, предупреждающим об опасности. Всем известно, как опасны газы. Для распознавания опасных газов, не имеющих запаха, к ним добавляют специальные сильно пахнущие вещества - одоранты. Широко распространённых приборов для измерения силы запаха пока нет. Однако наш нос мгновенно чувствует даже самые малые доли пахучих веществ.

У человека около 60 миллионов обонятельных клеток. Они располагаются в слизистой оболочке носовых раковин на площади примерно в 5 см2. Клетки покрыты огромным количеством волосков длиной 30-40 ангстрем (3-4 нанометра). Площадь их соприкосновения с пахучими веществами - 5-7 м2. От обонятельных клеток отходят нервные волокна, посылающие сигналы о запахах в мозг.

Если на анализаторы попадает вещество, опасное для жизни или угрожающее здоровью человека (эфир, нашатырный спирт, хлороформ и т.д.), рефлекторно замедляется или кратковременно задерживается дыхание.

Восприятие вкуса

В физиологии и психологии принята четырёхкомпонентная теория вкуса, согласно которой вкус имеет четыре основных вида: сладкий, солёный, кислый и горький. Все остальные вкусовые ощущения - комбинация основных видов.

Вкус воспринимается специальными клеточными образованиями (похожими на луковицы), находящимися в слизистой оболочке языка.

Различительная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, тем не менее, вкусовые ощущения играют предупредительную роль в обеспечении безопасности.

Вкусовой анализатор примерно в 10 тысяч раз грубее обоняния, индивидуальное восприятие вкуса может различаться до 20%.

Попавшим в экстремальную ситуацию можно воспользоваться рекомендацией йогов: пробуя незнакомую пищу, постарайтесь как можно дольше держать её во рту, медленно пережёвывая и прислушиваясь к своим ощущениям. Если появится явное желание проглотить, тогда попробуйте рискнуть.

Мышечное чувство

В мышцах человека есть специальные рецепторы. Их называют проприоцепторами (от латинского proprius - собственный). Они посылают сигналы в мозг, сообщая о том, в каком состоянии находятся мышцы. В ответ мозг направляет импульсы, координирующие работу мышц. Мышечное чувство, учитывая воздействие гравитации, "работает" постоянно. Благодаря ему человек принимает более удобную позу.