Ворошилшов Р.О. Проблеми навколишньлгл середовища // Екологія – 1996-№9 С.2-4

Назва реферату: Органи відчуття: нюх, смак, дотик, зір, слух, рівновага і положення тіла в просторі. Та їх захисні реакції
Розділ: Біологія
Опубліковано: 2007-10-30 00:27:01

Після того як я описав структуру і будова нервової системи, настав час подумати, як же працює ця система. Дуже легко бачити, що для того, щоб нервова система могла керувати діями організму з користю для останнього, вона повинна постійно оцінювати деталі навколишнього середовища. Марно швидко опускати голову, якщо їй не загрожує зіткнення з якимсь предметом. З іншого боку, дуже небезпечне не зробити цього, якщо така загроза існує.

Для того щоб мати уявлення про стан довкілля, треба її відчувати чи сприймати. Організм відчуває навколишнє середовище шляхом взаємодії спеціалізованих нервових закінчень з тими чи іншими чинниками середовища. Взаємодія інтерпретується центральною нервовою системою способами, які відрізняються один від одного в залежності від природи сприймають нервових закінчень. Кожна форма взаємодії та інтерпретації виділяється у вигляді особливого виду сенсорного (чуттєвого) сприйняття.

У повсякденній мові ми зазвичай розрізняємо п'ять почуттів - зір, слух, смак, нюх і тактильну чутливість, або відчуття дотику. Ми маємо в своєму розпорядженні окремими органами, кожен з яких відповідає за один з видів сприйняття. Образи ми сприймаємо за допомогою очей, слухові стимули за допомогою вух, запахи досягають нашої свідомості через ніс, смак ми відчуваємо мовою. Ці відчуття ми можемо згрупувати в один клас і назвати спеціалізованими відчуттями, оскільки кожне з них вимагає участі особливого (тобто спеціального) органу.

Для сприйняття тактильних відчуттів не потрібно ніякого особливого органу. Нервові закінчення, що сприймають дотики, розсіяні по всій поверхні тіла. Дотик - це приклад загального відчуття.

Ми досить погано диференціюємо відчуття, сприйняття яких не вимагає участі спеціальних органів, і тому говоримо про дотик як про єдиний відчутті, яке ми сприймаємо шкірою. Наприклад, ми часто говоримо, що якийсь предмет «гарячий на дотик», хоча насправді дотик і вплив температури сприймаються різними нервовими закінченнями. Здатність сприймати дотик, тиск, жар, холод і біль об'єднується загальним терміном - шкірна чутливість, так як нервові закінчення, якими ми сприймаємо ці роздратування, знаходяться в шкірі. Ці нервові закінчення називаються також екстероцептори (від латинського слова «екстра», що означає «зовні»). Екстероцепція існує також всередині організму, так як закінчення, розташовані в стінці шлунково-кишкового тракту, по суті, є екстероцептори, оскільки цей тракт сполучається з навколишнім середовищем за допомогою рота і заднього проходу. Можна було б вважати відчуття, що виникають в результаті подразнення цих закінчень, різновидом зовнішньої чутливості, але її виділяють в особливий вид, званий інтероцепціі (від латинського слова «інтра» - «всередині»), або вісцеральної чутливістю.

Нарешті, існують нервові закінчення, які передають сигнали від органів самого тіла - від м'язів, сухожиль, зв'язок суглобів і тому подібного. Така чутливість називається проприоцептивной («пропріус» па латинською мовою означає «власний»). Ми найменше усвідомлюємо саме пропріоцептивної чутливість, сприймаючи результати її роботи як щось само собою зрозуміле. Пропріоцептивної чутливість реалізують специфічні нервові закінчення, що знаходяться в різних органах. Для наочності можна згадати про нервових закінченнях, розташованих в м'язах, в так званих спеціалізованих м'язових волокнах. При розтягуванні або скороченні цих волокон в нервових закінченнях виникають імпульси, які передаються по нервах в спинний мозок, а потім, по висхідним трактах, в стовбур головного мозку. Чим більше ступінь розтягування або скорочення волокна, тим більше породжується імпульсів в одиницю часу. Інші нервові закінчення реагують на тиск в ступнях при стоянні або в сідничних м'язах при сидінні. Є й інші різновиди нервових закінчень, що реагують на ступінь напруги у зв'язках, на кут взаємного розташування кісток, з'єднаних в суглобах, і так далі.

Нижні відділи мозку обробляють надходять сигнали від всіх частин тіла і використовують цю інформацію для координації та організації рухів м'язів, покликаних зберігати рівновагу, міняти незручне положення тіла і пристосовуватися до зовнішніх умов. Хоча звичайна робота організму з координації рухів під час стояння, сидіння, ходьби або бігу вислизає від нашої свідомості, певні відчуття іноді досягають кори великого мозку, і завдяки їм ми в будь-який момент часу віддаємо собі звіт у відносному положенні частин нашого тіла. Ми, не дивлячись, точно знаємо, де і як розташований наш лікоть або великий палець ноги, і з закритими очима можемо доторкнутися до будь названої нам частини тіла. Якщо хтось зігне нашу руку в лікті, ми точно знаємо, в яке становище переведена наша кінцівку, і для цього нам не треба на неї дивитися. Для того щоб це робити, нам необхідно постійно інтерпретувати незліченні поєднання нервових імпульсів, що надходять у мозок від розтягнутих або вигнутих м'язів, зв'язок і сухожиль.

Різні проприоцептивні сприйняття іноді об'єднуються загальною назвою позиційного почуття, або почуття становища. Часто це почуття називається кинестетическим (від грецьких слів, що позначають «почуття руху»). Невідомо, якою мірою це почуття залежить від взаємодії сил, що розвиваються м'язами, з силою гравітації. Це питання стало особливо актуальним для біологів останнім часом, у зв'язку з розвитком космонавтики. Під час тривалих космічних польотів космонавти довгий час перебувають в стані невагомості, коли проприоцептивная чутливість позбавлена??сигналів про звичному впливі гравітації.

 

Що ж до екстероцептивні чутливості, що сприймає такі модальності, як дотик, тиск, жар, холод і біль, то вона опосередковується нервовими імпульсами, які генеруються в нервових закінченнях певного типу для кожного виду чутливості. Для сприйняття всіх видів подразників, крім больових, нервові закінчення володіють певними структурами, які називаються за іменами вчених, що вперше описали ці структури.

Так, тактильні рецептори (тобто структури, що сприймають дотики) часто закінчуються тільцями Мейсснера, які були описані німецьким анатомом Георгом Мейсснера в 1853 році. Рецептори, що сприймають холод, називаються колбочками Краузе, по імені вперше описав в 1860 році ці структури німецького анатома Вільгельма Краузе. Теплові рецептори називаються кінцевими органами Руффини, по імені італійського анатома Анджело Руффини, який описав їх у 1898 році. Рецептори тиску називаються тільцями Пачіно, по імені італійського анатома Філіппо Пачіно, який описав їх в 1830 році. Кожен з цих рецепторів легко відрізнити від інших рецепторів за його морфологічною будовою. (Проте больові рецептори являють собою просто оголені закінчення нервових волокон, позбавлених будь-яких структурних особливостей.)

Спеціалізовані нервові закінчення кожного типу пристосовані для сприйняття тільки одного виду роздратування. Легкий дотик до шкіри в безпосередній близькості від тактильного рецептора викличе виникнення імпульсу в ньому, але не викличе ніякої реакції в інших рецепторах. Якщо ж до шкіри доторкнутися теплим предметом, то на це відреагує теплової рецептор, а інші відповіді не дадуть ніякої реакцією. У кожному випадку нервові імпульси самі по собі ідентичні в будь-якому з цих нервів (справді, імпульси ідентичні у всіх нервах), але їх інтерпретація в центральній нервовій системі залежить від того, який саме нерв передав той чи інший імпульс. Наприклад, імпульс від теплового рецептора викличе відчуття тепла незалежно від природи стимулу. При стимуляції інших рецепторів виникають також специфічні відчуття, характерні тільки для даного виду рецепторів і не залежні від природи стимулу.

(Це вірно і для спеціалізованих органів чуття. Загальновідомий факт, що коли людина отримує удар в око, то з нього «сиплються іскри», тобто головний мозок інтерпретує як світло будь-яке подразнення зорового нерва. Різке натиснення на очей також викличе відчуття світла. Те ж саме відбувається при стимуляції мови слабким електричним струмом. У людини при такому роздратуванні з'являється якесь смакове відчуття.)

Шкірні рецептори розташовані не в кожній ділянці шкіри, і там, де присутня рецептор-якого типу, можуть бути відсутні рецептори інших типів. Шкіру можна картировать з різних видів чутливості. Якщо ми скористаємося тонким волоском, щоб торкатися до різних ділянках шкіри, то виявимо, що в деяких місцях людина сприймає дотик, а в деяких - ні. Витративши ще трохи праці, ми можемо подібним же чином картировать шкіру по теплової та холодової чутливості. Проміжки між рецепторами невеликі, і тому в повсякденному житті ми практично завжди відповідаємо на стимули, які дратують нашу шкіру. Всього в шкірі розташовані 200000 нервових закінчень, що реагують на температуру, півмільйона рецепторів, що реагують на дотик і тиск, і близько трьох мільйонів больових рецепторів.

Як і слід очікувати, тактильні рецептори найбільш густо розташовані в мові і в кінчиках пальців, тобто в тих місцях, які самою природою призначені для дослідження властивостей навколишнього світу. Мова і кінчики пальців позбавлені волосяного покриву, але в інших ділянках шкіри тактильні рецептори пов'язані з волоссям. Волосся - мертві структури, повністю позбавлені чутливості, але всі ми добре знаємо, що людина відчуває будь-яке, навіть легчайшее дотик до волосся. Очевидний парадокс пояснюється дуже просто, якщо ми зрозуміємо, що при дотику до волосу він згинається і, як важіль, чинить тиск на розташований поруч з ним ділянку шкіри. Таким чином, відбувається стимуляція тактильних рецепторів, розташованих в безпосередній близькості від кореня волоса.

Це дуже корисна властивість, так як воно дозволяє нам відчувати дотик без прямого контакту шкіри з чужорідним предметом. Вночі ми можемо визначити місцезнаходження неживого предмета (який ми не можемо побачити, почути або відчути), якщо торкнемося його нашими волоссям. (Існує ще здатність до ехолокації, яку ми незабаром будемо обговорювати.)

Деякі нічні тварини доводять до досконалості свою «волосяну чутливість». Самий знайомий приклад - сімейство котячих, до яких відносяться відомі всім домашні кішки. У цих тварин є вуса, які зоологи називають вибриссами. Це довге волосся, вони стосуються предметів на досить великій відстані від поверхні тіла. Волосся досить жорсткі, тому фізичний вплив передається до шкіри без загасання, тобто з мінімальними втратами. Вібриси розташовані поблизу пащі, де концентрація тактильних рецепторів дуже висока. Таким чином омертвілі структури, нечутливі самі по собі, стали надзвичайно тонкими органами сприйняття тактильних стимулів.

Якщо дотик стає більш інтенсивним, то воно починає стимулювати тільця Пачіно в нервових закінченнях, що сприймають тиск. На відміну від тактильних рецепторів, розташованих на поверхні шкіри, органи сприйняття тиску локалізовані в підшкірних тканинах. Між цими нервовими закінченнями і навколишнім середовищем знаходиться досить товстий шар тканини, і вплив має бути сильніше, щоб подолати пом'якшує вплив цієї оберігає подушки.

 

З іншого боку, якщо дотик триває досить довго, то нервові закінчення тактильних рецепторів стають все менш і менш чутливими і, зрештою, перестають реагувати на дотик. Тобто ви усвідомлюєте дотик в самому його початку, але якщо його інтенсивність залишається незмінною, то відчуття дотику зникає. Це розумне рішення, тому що в іншому випадку ми постійно відчували б дотик до шкіри одягу та безлічі інших предметів, і ці відчуття завантажили б наш головний мозок масою непотрібної і марної інформації. У цьому відношенні подібним чином поводяться і температурні рецептори. Наприклад, вода у ванні здається нам дуже гарячою, коли ми лягаємо в неї, але потім, у міру того як ми «звикаємо» до неї, вона стає приємно теплою. Точно так само холодна озерна вода стає приємно прохолодною через деякий час після того, як ми в неї пірнаємо. Активує ретикулярна формація блокує потік імпульсів, які несуть марну або незначну інформацію, звільняючи головний мозок для більш важливих і насущних справ.

Для того щоб відчуття дотику сприймалося тривало, необхідно, щоб його характеристики постійно змінювалися в часі і щоб у нього весь час залучалися нові рецептори. Таким чином, дотик перетворюється на лоскіт або ласку. Таламус здатний до деякої міри локалізувати такі відчуття, але для точного визначення місця дотику у гру повинна включитися кора великого мозку. Таке тонке розрізнення виконується в сенсорній області кори. Так, коли нам на шкіру сідає комар, точний удар слід негайно, навіть без погляду па нещасне комаха. Точність просторового розрізнення варіюється залежно від місця на шкірі. Ми сприймаємо як роздільні дотику до двох точках на мові, віддаленим один від одного на відстань 1,1 мм. Для того щоб два дотики сприймалися як роздільні, відстань між стимульованими точками на пальцях має бути не менше 2,3 мм. У носі таку відстань досягає 6,6 мм. Проте варто порівняти ці дані з даними, отриманими для шкіри спини. Там два дотики сприймаються як роздільні, якщо відстань між ними перевищує 67 мм.

При інтерпретації відчуттів центральна нервова система не просто диференціює один тип відчуттів від іншого або одне місце подразнення від іншого. Вона також визначає інтенсивність роздратування. Наприклад, ми легко визначаємо, який з двох предметів важче, якщо візьмемо по одному в кожну руку, навіть якщо ці предмети схожі за обсягом і формою. Більш важкий предмет сильніше тисне на шкіру, сильніше збуджує рецептори тиску, які у відповідь розряджаються частішими залпами імпульсів. Ми можемо також зважити ці предмети, по черзі переміщаючи їх вгору і вниз. Більш важкий предмет вимагає більшого м'язового зусилля для подолання сили тяжіння при рухах однієї і тієї ж амплітуди, і наше проприоцептивное почуття скаже нам, яка з рук розвиває більше зусилля при піднятті свого предмета. (Те ж саме стосується й інших почуттів. Ми розрізняємо ступінь тепла або холоду, інтенсивності болю, яскравості світла, гучності звуку і сили запаху чи смаку.)

Очевидно, що існує якийсь поріг розрізнення. Якщо один предмет важить 9 унцій, а інший 18, то ми легко визначимо цю різницю навіть із закритими очима, просто зваживши ці предмети на долонях рук. Якщо один предмет важить 9 унцій, а інший 10, то нам доведеться «покачати» предмети на руках, але врешті-решт вірну відповідь буде все ж знайдений. Однак якщо один предмет важить 9 унцій, а інший 9,5 унцій, то визначити різницю, швидше за все, не вдасться. Людина буде коливатися, і його відповідь може з рівною часткою ймовірності виявитися як вірним, так і помилковим. Здатність розрізняти силу стимулів лежить не в абсолютній їх різниці, а у відносній. Роль в розрізненні предметів вагою 9 і 10 унцій відповідно грає різниця в 10%, а не абсолютна різниця в одну унцію. Наприклад, ми не зможемо визначити різницю між предметами вагою в 90 і 91 унцію, хоча різниця у вазі складає ту ж саму одну унцію. Зате ми легко уловимо різницю між предметами вагою 90 і 100 унцій. Однак нам буде досить просто визначити різницю між вагами предметів, якщо один з них важить одну унцію, а інший одну унцію з чвертю, хоча різниця між цими величинами набагато менше однієї унції.

По-іншому те ж саме можна сказати так: організм оцінює різницю в інтенсивності будь-яких сенсорних стимулів за логарифмічною шкалою. Цей закон називається законом Вебера - Фехнера, за іменами двох німецьких вчених - Ернста Генріха Вебера і Густава Теодора Фехнера, які його відкрили. Функціонуючи таким чином, органи чуття здатні обробити більший діапазон інтенсивностей стимулів, ніж це було б можливо при лінійному їх сприйнятті. Припустимо, наприклад, що якесь нервове закінчення може при максимальному впливі розряджатися в двадцять разів частіше, ніж при мінімальному. (При рівні роздратування вище максимального настає пошкодження нерва, а при рівні нижче мінімального відповідь просто відсутня.) Якби нервове закінчення реагувало на подразнення за лінійною шкалою, то максимальний стимул міг би бути лише в двадцять разів сильніше мінімального. При використанні ж логарифмічною шкали - навіть якщо взяти 2 за підстава логарифма - максимальна частота розрядів з нервового закінчення буде досягнута, якщо максимальний стимул буде в два в двадцятої ступеня разів вище, ніж мінімальний. Це число приблизно дорівнює мільйону.

1.

Харчові ароматизатори- смакоароматичні речовини і / або смакоароматичні препарати, та / або технологічні ароматизатори, та / або коптильні ароматизатори або їх суміші, що утворюють Смакоароматична частина, призначені для додання харчовим продуктам аромату та / або смаку, за винятком солодкого, кислого або солоного, з додаванням або без додавання носіїв-наповнювачів або розчинників-наповнювачів, харчових добавок та харчової сировини. ароматизатори не єречовини, які можуть використовуватися як харчові продукти: соки, в т.ч і концентровані, сиропи, варення, алкогольні напої, прянощі. Класифікація ароматизаторів Види ароматизаторів: натуральні, ідентичні натуральним, штучні. За формою випуску ароматизатори поділяються на: рідкі - розчини та емульсії; сухі; пастоподібні. Харчових ароматизаторів не присвоюються цифрові значення з буквеним кодом Е внаслідок великого різноманітності цієї групи харчових добавок, а також їх багатокомпонентного складу. У РФ, США і Європі існують відмінні одна від одної класифікації ароматизаторів. Функції ароматизаторів: посилення натурального аромату продуктів харчування; відновлення смакових і ароматичних властивостей продуктів, загублених в процесі переробки і зберігання; створення на основі однотипної продукції лінійки продуктів з різними смаками; стандартизація властивостей продуктів незалежно від сезонних коливань. Забороняється використовувати ароматизатори для маскування неприємних смакових і ароматичних властивостей зіпсованих продуктів, а також виготовлених з неякісної сировини. Виробництво і використання ароматизаторів регламентується нормативними документами.

Харчові добавки, після внесення яких у продукту покращується аромат і смак, називаються ароматизаторами. Їх використання дуже вигідно виробникам, оскільки дозволяє їм на основі продукції одного типу створювати найширший асортимент відрізняються ароматом і смаком харчових продуктів, наприклад, морозива, желе, мармеладу, карамелі, безалкогольних напоїв і т. д.

Додавання в продукти харчових добавок і ароматизаторів дуже вигідно виробникам, чого не скажеш про споживачів цієї самої продукції. Адже результатом вживання продуктів, нашпигованих ароматизаторами та іншими добавками, стають проблеми зі здоров'ям.