Свойства анализаторов и приспособление организма к окружающей среде

Эти свойства являются весьма тонкими благодаря особым ка­чествам анализаторов.

А. Анализаторы способны функционировать в широком диапа­зоне интенсивностей раздражений. Например, мы можем читать при тусклом свете, в сумерках и даже ночью при лунном свете, а также - при безоблачном летнем небе и ярком, слепящем солнеч­ном свете, что обеспечивается высокой чувствительностью, меха­низмами адаптации и сенситизации анализаторов.

1. Высокая чувствительность к адекватному рспдражитепю. Все отделы анализатора и прежде всего рецепторы обладают вы­сокой возбудимостью. Так, фоторецепторы сетчатки могут воз­буждаться при действии лишь нескольких квантов света, обоня­тельные рецепторы информируют организм о появлении единич­ных молекул пахучих веществ. Однако при рассмотрении этого свойства анализаторов предпочтительнее использовать термин «чувствительность», а не «возбудимость», поскольку у человека оно определяется по возникновению ощущений. Оценка чувстви­тельности осуществляется с помощью ряда критериев:

• порог ощущения (абсолютный порог) - минимальная сила раздражения, вызывающая такое возбуждение анализатора, кото­рое воспринимается субъективно в виде ощущения;

L/L=K

L

• порог различения (дифференциальный порог) - минимальное изменение силы действующего раздражителя, воспринимаемое субъективно в виде изменения интенсивности ощущения. Эту за­кономерность установил Э.Вебер в опыте с определением по ощущению испытуемого силы давления на ладонь. Оказалось, что при действии груза 100 г для ощущения прироста давления необ­ходимо было добавить груз 3 г, при действии груза 200 г - доба­вить 6 г, 400 г — 12 г и т.д. При этом отношение прироста силы раздражения () к силе действующего раздражителя (L) есть ве­личина постоянная (К):

У разных анализаторов эта величина различна, в данном слу­чае она равна примерно 1/30 силы действующего раздражителя. Подобная закономерность наблюдается и при уменьшении силы действующего раздражителя;

E = Klog (L/L0)

• интенсивность ощущений также может быть критерием чув­ствительности анализатора, поскольку интенсивность ощущения, возникающего при одной и той же силе раздражителя, зависит от возбудимости самого анализатора на всех его уровнях. Эту зако­номерность изучил Г.Фехнер, показавший, что интенсивность ощущения прямо пропорциональна логарифму силы раздраже­ния. Это положение выражено формулой;

 

где Е - интенсивность ощущений; К - константа; L - сила дейст­вующего раздражителя; L₀ — порог ощущения (абсолютный по­рог).

Законы Вебера и Фехнера недостаточно точны, особенно при малой силе раздражения. Психофизиологические методы иссле­дования, хотя и страдают некоторой неточностью, широко используются при исследованиях анализаторов в практической ме­дицине, например при определении остроты зрения, слуха, обоня­ния, тактильной чувствительности.

2. Способность к адаптации сенсорной системы к постоянной силе длительно действующего раздражителя, заключающаяся в основном в понижении абсолютной и повышении дифференци­альной чувствительности. Это свойство присуще всем отделам анализатора, но наиболее ярко оно проявляется на уровне рецеп­торов и заключается в изменении не только их возбудимости и импульсации, но и показателей функциональной мобильности, т.е. в изменении числа функционирующих рецспторных структур (П.Г.Снякин). По скорости адаптации все рецепторы делятся на быстро и медленно адаптирующиеся, иногда выделяют и среднюю по скорости адаптации группу рецепторов (см. раздел 1.1.6, п. Б). В основе адаптации отдельных рецепторов лежат биофизические механизмы, проявляющиеся в снижении проницаемости клеточ­ной (рецепторной) мембраны для ионов натрия и облегчении проницаемости для ионов калия, что сказывается на развитии ге­нераторного потенциала, который снижается, а затем полностью исчезает в процессе адаптации (механизмы те же, что и при акко­модации возбудимой ткани). В проводниковом отделе и в коре адаптация проявляется в уменьшении числа соответственно акти­вированных волокон и нервных клеток. Важную роль в сенсорной адаптации играет эфферентная регуляция, которая осуществляет­ся путем нисходящих влияний, изменяющих деятельность ниже­расположенных структур сенсорной системы. Благодаря этому возникает феномен «настройки» сенсорных систем на оптималь­ное восприятие раздражителей в условиях изменившейся среды.

3. Способность к сенсшпизации - повышению чувствительности - может наблюдаться при возбуждении симпатической нервной сис­темы, выбросе катехоламинов надпочечниками, при увеличении тироксина в крови, в условиях действия слабых раздражителей (например, темновая адаптация зрительного анализатора, повыше­ние чувствительности слухового анализатора при действии звука в тишине).

Б. Инерционность - сравнительно медленное возникновение и исчезновение ощущений. Латентное время возникновения ощуще­ний определяется латентным периодом возбуждения рецепторов и временем, необходимым для перехода возбуждения с одного ней­рона на другой в синапсах, временем возбуждения ретикулярной формации и генерализации возбуждения в коре больших полуша­рий. Сохранение на некоторый период ощущений после выключе­ния раздражителя объясняется явлением последействия в ЦНС - в основном циркуляцией возбуждения (подробнее см. раздел 4.6).

Так, зрительное ощущение не возникает и не исчезает мгновенно. Латентный период зрительного ощущения равен 0,1 с, время после­действия - 0,05 с. Быстро следующие одно за другим световые раз­дражения (мелькания) могут давать ощущение непрерывного света (феномен «слияния мельканий»). Максимальная частота вспышек света, которые воспринимаются еще раздельно, называется крити­ческой частотой мельканий. Она тем больше, чем сильнее яркость стимула и выше возбудимость ЦНС, и составляет около 20 мелька­ний в секунду. Наряду с этим, если два неподвижных стимула по­следовательно с интервалом 20-200 мс проецировать на разные участки сетчатки, возникает ощущение движения объекта. Это яв­ление получило название «фи-феномен». Такой эффект наблюдает­ся даже в том случае, когда один стимул несколько отличается по форме от другого. Эти два феномена: «слияние мельканий» и «фи-феномен» — лежат в основе кинематографии. В силу инерционности восприятия зрительное ощущение от одного кадра длится до появ­ления другого, отчего и возникает иллюзия непрерывного движе­ния. Обычно такой эффект возникает при быстром последователь­ном предъявлении неподвижных изображений на экране со скоро­стью 18-24 кадра в секунду.

В. Доминантные взаимодействия сенсорных систем могут прояв­ляться в виде влияния возбуждения одной системы на состояние возбудимости другой. Например, прослушивание музыки способно вызвать обезболивание при стоматологических процедурах (аудио-аналгезия). Шум ухудшает зрительное восприятие, яркий свет по­вышает восприятие громкости звука. Взаимодействие сенсорных систем может проявляться на различных уровнях. Особенно боль­шую роль в этом играют ретикулярная формация, кора большого мозга. Многие нейроны коры обладают способностью отвечать на сложные комбинации сигналов разного качества (вида), что очень важно для познания окружающей среды и оценки новых раздражи­телей.

Г. Анализаторов несколько, и они дополняют друг друга при оценке предметов, явлений. Благодаря совместной деятельности внешних анализаторов в процессе познания формируется образное, целостное представление о предметах и явлениях внешнего мира. Например, качество дольки лимона мы оцениваем с помощью зри­тельного, обонятельного, тактильного и вкусового анализаторов. При этом формируется представление как об отдельных качествах — цвете, консистенции, запахе, вкусе, так и о свойствах объекта в це­лом, т.е. создается определенный целостный образ воспринимаемо­го объекта. Дополнение анализаторами друг друга при оценке яв­лений и предметов лежит также в основе компенсации нарушенных функций при утрате одного из анализаторов. Например, у слепыхповышается чувствительность слухового анализатора. Такие люди могут определить местоположение крупных предметов и обойти их, если нет посторонних шумов. Это осуществляется за счет отраже­ния звуковых волн от находящегося впереди предмета. Американ­ские исследователи наблюдали за слепым человеком, который достаточно точно определял местоположение большой картонной пластинки. Когда испытуемому залепили уши воском, он не смог больше определять местоположение барьера в виде картона.