Анализаторы - биология егэ. Физиология анализаторов

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

Анализаторы - это функциональные системы, обеспечивающие анализ (различение) раздражителей, действующих на организм, преобразующие полученные раздражения в биологически целесообразную ответную реакцию. В их структуре можно выделить следующие звенья:
- периферический отдел - рецепторы органов чувств;
- проводниковый отдел - нервные пути, по которым возбуждение передается в кору больших полушарий головного мозга;
- центральный отдел - участок коры головного мозга, преобразующий полученное раздражение в определенное ощущение.Современный человек имеет следующие анализаторы:

Зрительный анализатор – наиболее информативный канал (80 - 90 % информации об окружающем мире). Восприятие световых раздражений осуществляется с помощью светочувствительных клеток, палочек и колбочек, расположенных в сетчатке глаза. К недостаткам зрительного канала можно отнести ограниченность его поля зрения (по горизонтали 120-160 0 , по вертикали 55-70 0) При цветовом восприятии размеры поля сужаются. Зрительный анализатор обладает спектральной чувствительностью. У современного человека видимость приходится на желто-зеленую составляющую спектра.

Слуховой анализатор в наибольшей степени дополняет информацию, полученную с помощью зрительного анализатора, так как обладает «круговым обзором». Обеспечивает восприятие звуковых колебаний с помощью чувствительных окончаний слухового нерва. Основные параметры звуковых сигналов - уровень звукового давления и частота (ощущаются как громкость и высота звука).

Тактильная и вибрационная чувствительность (осязание) проявляется при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Обеспечивает восприятие сокращения и расслабления мышц с помощью механорецепторов в тканях тела.

Температурная чувствительность свойственна организмам с постоянной температурой тела. В коже имеются два вида терморецепторов, одни реагируют только на холод, другие только на тепло. Латентный период - 0,25 с

Обонянием называется вид чувствительности, направленные на восприятие пахучих веществ с помощью обонятельных рецепторов, расположенных в желтом эпителии носовой раковины.

Вкусовой анализатор обеспечивает восприятие кислого, соленого, сладкого и горького с помощью хеморецепторов – вкусовых луковиц, расположенных на языке, в слизистой оболочке неба, гортани, глотки, миндалин.

Основной характеристикой анализатора является его чувствительность. Не всякая интенсивность раздражителя, воздействующего на анализатор, вызывает ощущение. Опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. Этот эмпирический психофизический закон Вебера-Фехнера выражается зависимостью: Е = К * lg (I) + С

Где Е – интенсивность ощущений, I – интенсивность раздражителя, К и С – константы.

17. Зрительный анализатор и его возможности

зрительный анализатор обеспечивает более 80% инфор­мации о внешнем мире, имеет важное значение в обеспе­чении безопасности, характеризуется следующими пока­зателями:

Острота зрения - способность раздельного восприя­тия объектов - управляется большим числом биокибер­нетических устройств; существует система, обеспечиваю­щая четкость изображения на сетчатке путем изменения кривизны хрусталика; кроме того, освещенность сетчат­ки регулируется диаметром зрачка;

Поле зрения - состоит из центральной области бино­кулярного зрения, обеспечивающей стереоскопичность вос­приятия; его границы у отдельных лиц зависят от анато­мических факторов (размер и форма носа, век, орбит и т. д.); поле зрения охватывает около 240° по горизонтали и 150° по вертикали при нормальном естественном освеще­нии; любое уменьшение освещенности, некоторые болезни (глаукома), дефекты кровеносных сосудов, недостаток кис­лорода приводят к резкому уменьшению поля зрения;

Яркостный контраст - чувствительность к нему яв­ляется важным показателем зрительного анализатора; его порог (наименьшая воспринимаемая разность яркостей) зависит от уровня яркости в поле зрения и ее равномер­ности; оптимальный порог регистрируется при естествен­ном освещении;

Цветовосприятие - способность различать цвета предметов. Цветовое зрение - это одновременно физи­ческое, физиологическое, психологическое явление, за­ключающееся в способности глаза реагировать на излу­чение различной длины волны, в специфическом воспри­ятии этих излучений. На ощущение цвета влияют длина волны излучения, яркость источника света, коэффици­ент отражения или пропускания света объектом, каче­ство и интенсивность освещения. Цветовая слепота (даль­тонизм) - генетическая аномалия, но цветовое зрение может меняться под влиянием приема некоторых лекар­ственных препаратов и под действием химических веществ. Например, прием барбитуратов (снотворных и седативных средств) вызывает временные дефекты в жел­то-зеленой зоне; кокаинусиливает чувствительность к си­нему цвету и ослабляет к красному; кофеин, кофе, кока-кола ослабляют чувствительность к синему, усиливают красный цвет; табак вызывает дефекты в красно-зеленой зоне, особенно в красной (дефекты могут быть постоян­ными).

18 слуховой анализатор и его характеристики .

Слуховой анализатор воспринимает звуки, которые представляют собой акустические колебания, способные восприниматься органом слуха в диапазоне 16-20000 Гц.

Важной характеристикой слуха является его острота или слуховая чувствительность. Она определяется минималь­ной величиной звукового раздражителя, вызывающего слу­ховое ощущение. Острота слуха зависит от частоты вос­принимаемого звукового сигнала. Абсолютный порог слы­шимости - минимальная интенсивность звукового давления, которая вызывает слуховое ощущение.

При увеличении интенсивности звука возможно появ­ление неприятного ощущения, а затем и боли в ухе. Наи­меньшая величина звукового давления, при которой воз­никают болевые ощущения, называется порогом слухово­го дискомфорта. Он равен в среднем 80-100 дБ отно­сительно абсолютного порога слышимости. Интенсивность звукового воздействия определяет громкость ощущения, частота - его высоту. Существенной характеристикой слуха является способность дифференцировать звуки раз­личной интенсивности по ощущению их громкости. Ми­нимальная величина ощущаемого различия звуков по их интенсивности называется дифференциальным порогом восприятия силы звука. В норме для средней части час­тотного диапазона звуковых волн эта величина составля­ет около 0,7-1,0 дБ. Поскольку слух является средством общения людей, особое значение в его оценке имеет спо­собность восприятия речи или речевой слух. Особенно важ­но в оценке слуха сопоставление показателей речевого и тонального слуха, что дает представление о состоянии различных отделов слухового анализатора (аудиометрия). Важное значение имеет функция пространственного слу­ха, заключающаяся в определении положения и переме­щения источника звука в пространстве.

Анализаторы запаха и вкуса

Обоняние - способность воспринимать запахи - осуществ­ляется благодаря обонятельному анализатору, рецепторами кото­рого являются сенсорные нервные клетки, расположен­ные в слизистой оболочке носа.

Эти клетки преобразуют энергию раздражителя в нервное возбуждение и передают его обонятельному центру мозга. Для этого требуется непосредственный контакт рецептора с молеку­лой пахучего вещества. Эти молекулы, осаждаясь на небольшом участке мембраны обонятельного рецептора, вызывают местное изменение ее проницаемости для отдельных ионов. В результате развивается рецепторный потенциал - начальный этап нервного возбуждения. Человек обладает различной чувствительностью к пахучим веществам, к некоторым веществам она особенно высо­кая. Например, этилмеркаптан ощущается при его содержании в количестве, равном 0,00019 мг на 1 л воздуха. Полный диапазон воспринимаемых концентраций может охватывать 12 порядков.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Зрительный анализатор. Периферический отдел зрительного анализатора - фоторецепторы, расположенные на сетчатой оболочке глаза. Нервные импульсы по зрительному нерву (проводниковый отдел) поступают в затылочную область - мозговой отдел анализатора. В нейронах затылочной области коры большого мозга возникают многообразные и различные зрительные ощущения.

Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. Стенку глазного яблока образуют три оболочки: роговица, склера, или белочная, и сосудистая. Внутренняя (сосудистая) оболочка состоит из сетчатки, на которой расположены фоторецепторы (палочки и колбочки), и ее кровеносных сосудов.

В состав глаза входят рецепторный аппарат, находящийся в сетчатке, и оптическая система. Оптическая система глаза представлена передней и задней поверхностью роговой оболочки, хрусталиком и стекловидным телом. Для ясного видения предмета необходимо, чтобы лучи от всех его точек падали на сетчатку. Приспособление глаза к ясному видению разноудаленных предметов называют аккомодацией. Аккомодация осуществляется путем изменения кривизны хрусталика. Рефракция – преломление света в оптических средах глаза.

Существуют две главные аномалии преломления лучей в глазу: дальнозоркость и близорукость.

Поле зрения - угловое пространство, видимое глазом при фиксированном взгляде и неподвижной голове.

На сетчатке расположены фоторецепторы: палочки (с пигментом родопсин) и колбочки (с пигментом йодопсин). Колбочки обеспечивают дневное зрение и восприятие цвета, палочки – сумеречное, ночное зрение.

Человек обладает способностью различать большое количество цветов. Механизм цветовосприятия по общепринятой, но уже устаревшей трехкомпонентной теории заключается в том, что в зрительной системе имеются три датчика, чувствительных к трем основным цветам: красному, желтому и синему. Поэтому нормальное цветовосприятие называется трихромазией. При определенном смешении трех основных цветов возникает ощущение белого цвета. При нарушении работы одного или двух датчиков основных цветов правильного смешения цветов не наблюдается и возникают нарушения цветовосприятия.

Различают врожденную и приобретенную формы цветоаномалии. При врожденной цветоаномалии чаще наблюдается снижение чувствительности к синему цвету, а при приобретенной - к зеленому. Цветоаномалия Дальтона (дальтонизм) заключается в снижении чувствительности к оттенкам красного и зеленого цветов. Этим заболеванием страдают около 10 % мужчин и 0,5 % женщин.

Процесс восприятия цвета не ограничивается реакцией сетчатки, а существенно зависит от обработки полученных сигналов мозгом.

Слуховой анализатор.

Значение слухового анализатора состоит в восприятии и анализе звуковых волн. Периферический отдел слухового анализатора представлен спиральным (кортиевым) органом внутреннего уха. Слуховые рецепторы спирального органа воспринимают физическую энергию звуковых колебаний, которые поступают к ним от звукоулавливающего (наружное ухо) и звукопередающего аппарата (среднее ухо). Нервные импульсы, образующиеся в рецепторах спирального органа, через проводниковый путь (слуховой нерв) идут в височную область коры большого мозга - мозговой отдел анализатора. В мозговом отделе анализатора нервные импульсы преобразуются в слуховые ощущения.

Орган слуха включает наружное, среднее и внутреннее ухо.

Строение наружного уха. В состав наружного уха входят ушная раковина, наружный слуховой проход.

Наружное ухо от среднего отделяется барабанной перепонкой. С внутренней стороны барабанная перепонка соединена с рукояткой молоточка. Барабанная перепонка колеблется при всяком звуке соответственно длине его волны.

Строение среднего уха. В состав среднего уха входит система слуховых косточек - молоточек, наковальня, стремечко, слуховая (евстахиева) труба. Одна из косточек - молоточек - вплетена своей рукояткой в барабанную переронку, другая сторона молоточка сочленена с наковальней. Наковальня соединена со стремечком, которое прилегает к мембране окна преддверия (овального окна) внутренней стенки среднего уха.

Слуховые косточки участвуют в передаче колебаний барабанной перепонки, вызванных звуковыми волнами, окну преддверия, а затем эндолимфе улитки внутреннего уха.

Окно преддверия расположено на стенке, отделяющей среднее ухо от внутреннего. Там же имеется круглое окно. Колебания эндолимфы улитки, начавшиеся у овального окна, распостраняются по ходам улитки, не затухая, до круглого окна.

Строение внутреннего уха. В состав внутреннего уха (лабиринта) входят преддверие, полукружные каналы и улитка, в которой расположены особые рецепторы, реагирующие на звуковые волны. Преддверие и полукружные каналы к органу слуха не относятся. Они представляют собой вестибулярный аппарат, который участвует в регуляции положения тела в пространстве и сохранении равновесия.

На основной мембране среднего хода улитки имеется звуковоспринимающий аппарат - спиральный орган. В его состав входят рецепторные волосковые клетки, колебания которых преобразуются в нервные импульсы, распространяющиеся по волокнам слухового нерва и поступают в височную долю коры большого мозга. Нейроны височной доли коры большого мозга приходят в состояние возбуждения, и возникает ощущение звука. Так осуществляется воздушная проводимость звука.

При воздушной проводимости звука человек способен воспринимать звуки в очень широком диапазоне - от 16 до 20 000 колебаний в 1 с.

Костная проводимость звука осуществляется через кости черепа. Звуковые колебания хорошо проводятся костями черепа, передаются сразу на перилимфу верхнего и нижнего ходов улитки внутреннего уха, а затем - на эндолимфу среднего хода. Происходит колебание основной мембраны с волосковыми клетками, в результате чего они возбуждаются, и возникшие нервные импульсы в дальнейшем передаются к нейронам головного мозга.

Воздушная проводимость звука выражена лучше, чем костная.

Вкусовой и обонятельный анализаторы.

Значение вкусового анализатора заключается в апробации пищи при непосредственном соприкосновении ее со слизистой оболочкой полости рта.

Вкусовые рецепторы (периферический отдел) заложены в эпителии слизистой оболочки ротовой полости. Нервные импульсы по проводниковому пути, главным образом блуждающему, лицевому и языкоглоточному нервам, поступают в мозговой конец анализатора, располагающегося в ближайшем соседстве с корковым отделом обонятельного анализатора.

Вкусовые почки (рецепторы) сосредоточены, в основном, на сосочках языка. Больше всего вкусовых рецепторов имеется на кончике, краях и в задней части языка. Рецепторы вкуса располагаются также на задней стенке глотки, мягком небе, миндалинах, надгортаннике.

Раздражение одних сосочков вызывает ощущение только сладкого вкуса, других - только горького и т. д. Вместе с тем имеются сосочки, возбуждение которых сопровождается двумя или тремя вкусовыми ощущениями.

Обонятельный анализатор принимает участие в определении запахов, связанных с появлением в окружающей среде пахучих веществ.

Периферический отдел анализатора образуется обонятельными рецепторами, которые находятся в слизистой оболочке полости носа. От обонятельных рецепторов нервные импульсы по проводниковому отделу - обонятельному нерву - поступают в мозговой отдел анализатора - область крючка и гиппокампа лимбической системы. В корковом отделе анализатора возникают различные обонятельные ощущения.

Рецепторы обоняния сосредоточены в области верхних носовых ходов. На поверхности обонятельных клеток имеются реснички. Это увеличивает возможность их контакта с молекулами пахучих веществ. Рецепторы обоняния очень чувствительны. Так, для получения ощущения запаха достаточно, чтобы было возбуждено 40 рецепторных клеток, причем на каждую из них должна действовать всего одна молекула пахучего вещества.

Ощущение запаха при одной и той же концентрации пахучего вещества в воздухе возникает лишь в первый момент его действия на обонятельные клетки. В дальнейшем ощущение запаха ослабевает. Количество слизи в полости носа также влияет на возбудимость обонятельных рецепторов. При повышенном выделении слизи, например во время насморка, происходит снижение чувствительности рецепторов обоняния к пахучим веществам.

Тактильный и температурный анализаторы.

Деятельность тактильного анализатора связана с различением различных воздействий, оказываемых на кожу - прикосновение, давление.

Тактильные рецепторы, находящиеся на поверхности кожи и слизистых оболочках полости рта и носа, образуют периферический отдел анализатора. Они возбуждаются при прикосновении к ним или давлении на них. Проводниковый отдел тактильного анализатора представлен чувствительными нервными волокнами, идущими от рецепторов в спинной (через задние корешки и задние столбы), продолговатый мозг, зрительные бугры и нейроны ретикулярной формации. Мозговой отдел анализатора- задняя центральная извилина. В нем возникают тактильные ощущения.

К тактильным рецепторам относят осязательные тельца (мейсснеровы), расположенные в сосудах кожи, и осязательные мениски (меркелевы диски), имеющиеся в большом количестве на кончиках пальцев и губ. К рецепторам давления относят пластинчатые тельца (Пачини), которые сосредоточены в глубоких слоях кожи, в сухожилиях, связках, брюшине, брыжейке кишечника.

Температурный анализатор. Его значение состоит в определении температуры внешней и внутренней среды организма.

Периферический отдел этого анализатора образован терморецепторами. Изменение температуры внутренней среды организма приводит к возбуждению температурных рецепторов, расположенных в гипоталамусе. Проводниковый отдел анализатора представлен спиноталамическим путем, волокна которого заканчиваются в ядрах зрительных бугров и нейронах ретикулярной формации ствола мозга. Мозговой конец анализатора - задняя центральная извилина КГМ, где формируются температурные ощущения.

Тепловые рецепторы представлены тельцами Руффини, холодовые - колбами Краузе.

Терморецепторы в коже располагаются на разной глубине: более поверхностно находятся холодовые, глубже - тепловые рецепторы.

ВНУТРЕННИЕ АНАЛИЗАТОРЫ

Вестибулярный анализатор . Участвует в регуляции положения и движения тела в пространстве, в поддержании равновесия, а также имеет отношение к регуляции мышечного тонуса.

Периферический отдел анализатора представлен рецепторами, расположенными в вестибулярном аппарате. Они возбуждаются при изменении скорости вращательного движения, прямолинейном ускорении, изменении направления силы тяжести, вибрации. Проводниковый путь - вестибулярный нерв. Мозговой отдел анализатора расположен в передних отделах височной доли КГМ. В результате возбуждения нейронов этого отдела коры возникают ощущения, дающие представления о положении тела и отдельных его частей в пространстве, способствующие сохранению равновесия и поддержанию определенной позы тела в покое и при движении.

Вестибулярный аппарат состоит из преддверия и трех полукружных каналов внутреннего уха. Полукружные каналы - это узкие ходы правильнойформы, которые располагаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Верхний, или передний, канал лежит во фронтальной, задний - всагиттальной, а наружные - в горизонтальной плоскости. Один конец каждого канала колбообразно расширен и называется ампулой

Возбуждение рецепторных клеток происходит за счет перемещения эндолимфы каналов.

Повышение активности вестибулярного анализатора возникает под влиянием изменения скорости движения тела.

Двигательный анализатор . За счет активности двигательного анализатора определяется положение тела или его отдельных частей в пространстве, степень сокращения каждой мышцы.

Периферический отдел двигательного анализатора представлен проприорецепторами, находящимися в мышцах, сухожилиях, связках и околосуставных сумках. Проводниковый отдел состоит из соответствующих чувствительных нервов и проводящих путей спинного и головного мозга. Мозговой отделанализатора располагается в двигательной области коры головного мозга - передней центральной извилине лобной доли.

Проприорецепторами являются: мышечные веретена, находящиеся среди мышечных волокон, луковицеобразные тельца (Гольджи), расположенные в сухожилиях, пластинчатые тельца, обнаруженные в фасциях, покрывающих мышцы, в сухожилиях, связках и надкостнице. Изменение активности различных проприорецепторов происходит в момент сокращения или расслабления мышц. Мышечные веретена всегда находятся в состоянии некоторого возбуждения. Поэтому от мышечных веретен постоянно поступают нервные импульсы в центральную нервную систему, в спинной мозг. Это приводит к тому, что двигательные нервные клетки - мотонейроны спинного мозга находятся в состоянии тонуса и непрерывно посылают редкие нервные импульсы по эфферентным путям к мышечным волокнам, обеспечивая их умеренное сокращение - тонус.

Интероцептивный анализатор . Этот анализатор внутренних органов участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).

Периферический отдел образован разнообразными интерорецепторами, диффузно расположенными во внутренних органах. Они называютсявисцерорецепторами.

Проводниковый отдел включает несколько различных по функциональному значению нервов, которые иннервируют внутренние органы, блуждающие, чревные и внутренностные тазовые. Мозговой отдел располагается в моторной и премоторной области КГМ. В отличие от внешних анализаторов мозговой отдел интероцептивного анализатора имеет значительно меньше афферентных нейронов, воспринимающих нервные импульсы от рецепторов. Поэтому здоровый человек не ощущает работу внутренних органов. Это связано с тем, что афферентные импульсы, поступающие от интерорецепторов в мозговой отдел анализатора, не преобразуются в ощущения, то есть не доходят до порога нашего сознания. Однако при возбуждении некоторых висцерорецепторов, например рецепторов мочевого пузыря и прямой кишки в случае растяжения их стенок, возникают ощущения позыва на мочеиспускание и дефекацию.

Висцерорецепторы участвуют в регуляции работы внутренних органов, осуществляют рефлекторные взаимодействия между ними.

Боль - физиологический феномен, информирующий нас о вредных воздействиях, повреждающих или представляющих потенциальную опасность для организма. Болевые раздражения могут возникать в коже, глубоких тканях и внутренних органах. Эти раздражения воспринимаются ноцицепторами, расположенными по всему телу, за исключением головного мозга. Термин ноцицепция означает процесс восприятия повреждения.

Когда при раздражении кожных ноцицепторов, ноцицепторов глубоких тканей или внутренних органов тела, возникающие импульсы, следуя по классическим анатомическим путям, достигают высших отделов нервной системы и отображаются сознанием, формируется ощущение боли. Комплекс ноцицептивной системы в равной степени сбалансирован в организме комплексом антиноцицептивной системы, обеспечивающей контроль за активностью структур, участвующих в восприятии, проведении и анализе болевых сигналов. Антиноцицептивная система обеспечивает снижение болевых ощущений внутри организма. В настоящее время установлено, что болевые сигналы, поступающие с периферии, стимулируют активность различных отделов центральной нервной системы (околопроводное серое вещество, ядра шва ствола мозга, ядра ретикулярной формации, ядра таламуса, внутренней капсулы, мозжечка, интернейроны задних рогов спинного мозга и др.) оказывающих нисходящее тормозное действие на передачу ноцицептивной афферентации в дорзальных рогах спинного мозга.

В механизмах развития анальгезии наибольшее значение придаётся серотонинергической, норадренергической, ГАМКергической и опиоидергической системам мозга. Основная из них, опиоидергическая система, образована нейронами, тело и отростки которых содержат опиоидные пептиды (бета-эндорфин, мет-энкефалин, лей-энкефалин, динорфин). Связываясь с определёнными группами специфических опиоидных рецепторов, 90% которых расположено в дорзальных рогах спинного мозга, они способствуют высвобождению различных химических веществ (гамма-аминомасляная кислота), тормозящих передачу болевых импульсов. Эта природная, естественная болеутоляющая система так же важна для нормальной жизнедеятельности, как и болесигнализирующая система. Благодаря ей, незначительные повреждения типа ушиба пальца или растяжения связок вызывают сильные болевые ощущения только на короткое время - от несколько минут до нескольких часов, не заставляя нас страдать в течение дней и недель, что случилось бы в условиях сохранения боли до полного заживления.

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.