Оцінка небезпечних факторів середовища

За допомогою органів чуття.

 

Призначення та види аналізаторів.

 

Цілеспрямована і безпечна діяльність людини заснована на сприйманні й аналізі інформації стосовно характеристик зовнішнього середовища і внутрішніх систем організму. Оскільки на людину постійно діє безперервний потік зовнішніх і внутрішніх подразників, то для правильної оцінки та адекватного реагування на велику кількість небезпечних факторів середовища їй необхідна спеціальна система органів – органів чуття.

З позицій безпеки життєдіяльності особливо важливим є те, що органи чуття сприймають і сигналізують про різноманітні види і рівні небезпеки. Наприклад: людина бачить на своєму шляху автомобіль, що рухається, і відходить у бік; шум грому, що наближається, змушує людину сховатися, – і таких прикладів можна навести безліч. Отримана інформація передається в мозок людини; він її аналізує, синтезує і видає відповідні команди виконавчим органам. Залежно від характеру одержуваної інформації, її цінності буде визначатися наступна дія людини. Водночас, для з’ясування засобів відображення у свідомості людини об’єктів і процесів, що відбуваються в зовнішньому середовищі, необхідно знати, яким чином улаштовані органи чуття, і мати уявлення про їх взаємодію.

Сучасна наука про відчуття використовує декілька термінів, дуже близьких за значенням: „органи чуття”, „аналізатори”, „аферентні системи”, „сенсорні системи”, що часто розглядаються як рівнозначні.

Отримання і первинний аналіз інформаційних сигналів від зовнішніх і внутрішніх подразників здійснюється за допомогою аналізаторів – підсистем нервової системи людини. Інформація, яка поступає крізь аналізатори, зветься сенсорною (від лат. sensus – почуття, відчуття), а процес її отримання і первинної обробки – сенсорним усвідомленням.

Аналізатори – це сукупність взаємодіючих утворень периферичної і центральної нервової системи, які здійснюють сприймання та аналіз інформації про явища, що відбуваються як у навколишньому середовищі, так і всередині самого організму.

У сучасній фізіології, враховуючи анатомічну єдність і спільність функцій, розрізняють такі види аналізаторів:

1) зоровий;

2) слуховий;

3) нюховий;

4) смаковий;

5) шкірний (тактильний);

6) руховий (дає відчуття про роботу опорно-рухового апарату);

7) вестибулярний;

8) вісцеральний (аналізатор внутрішніх органів);

9) температурна чутливість;

10) больова чутливість;

11) вібраційна чутливість.

Залежно від специфіки отримання сигналів аналізатори поділяються на зовнішні і внутрішні.

 

Структура аналізатора.

 

В принциповому структурному відношенні всі аналізатори однотипні і складаються з трьох частин (периферичної, провідникової і центральної):

1) Рецептор – це специфічне структурне нервове утворення (“датчик аналізатора”), яке при взаємодії з подразником здатне збуджуватись з подальшим перетворенням енергії дії подразника в нервовий імпульс – складне біоелектричне явище кодування інформаційного сигналу.

Розрізняють такі основні види рецепторів:

а) фоторецептори – налаштовані на сприйняття електромагнітних коливань видимого діапазону (зоровий аналізатор);

б) хеморецептори реагують на вплив хімічних речовин (нюховий і смаковий аналізатори);

в) терморецептори реагують на зміну температури в середині організму та в навколишньому середовищі (температурна чутливість);

г) механорецептори сприймають механічні коливання середовища (слуховий аналізатор, вібраційна чутливість);

д) тактильні рецептори реагують на дотик;

е) рецептори вестибулярного апарату реагують на зміну положення тіла відносно вектора гравітації;

є) пропріорецептори м’язів та сухожиль налаштовані на сприйняття змін положень частин тіла одна відносно іншої та тонусу м’язів (руховий аналізатор);

ж) баро- та осморецептори реагують на зміни гідростатичного та осмотичного тиску крові

з) рецептори болю, які збуджуються надмірними механічними, хімічними та температурними подразнювачами.

Кожен вид рецепторів сприймає тільки один свій вид подразнень. Це зумовлює надзвичайно високу чутливість рецепторів до адекватних подразників. Дана чутливість близька до теоретичної межі й у сучасній техніці поки що не досягнута. Кількісною мірою чутливості рецептора є гранична (порогова) інтенсивність подразника, тобто найменша інтенсивність дії подразника, що призводить до збудження рецептора.

Так, наприклад, адаптоване до темряви око реагує на 1¸2 квантів світла – у погожу зоряну ніч око здатне бачити полум’я свічки за 48 км. Барабанна перетинка реагує на переміщення в 0,0000000001 см – вухо чує цокання ручного годинника у повній тиші на відстані до 6 метрів. Терморецептори збуджуються при підвищенні температури середовища на 0,007 °С та при зниженні на 0,012 °С. Смакові рецептори здатні сприймати присутність однієї чайної ложки цукру у 8 літрах води. Нюх людини має здатність сприймати присутність парфумів при одній краплі у кілька кімнатному приміщенні, а таку сильно пахучу речовину як етілмеркаптан навіть при вмісті 0,00019 мг в 1 л повітря. Тактильні аналізатори сприймають рух повітря, спричинений падінням крила мухи на поверхню шкіри з висоти 1см.

2) Провідні нервові шляхи – послідовності сенсорних нейронів і синапсів (контактів між нервовими клітинами), по яким нервові імпульси передаються в задану ділянку кори головного мозку, що відповідає за роботу конкретного аналізатора (V~120 м/с);

3) Мозковий центр (кінець) аналізатора – ділянка (зона) кори великих півкуль головного мозку (рис 3.1), в якій нервові імпульси, що надійшли від даного рецептора, в процесі аналізу і синтезу перетворюються в певні суб’єктивні відчуття. До складу мозкового кінця аналізатора входять ядро та розсіяні по корі головного мозку елементи, які забезпечують нервові зв’язки між різними аналізаторами. Між мозковим центром і відповідними рецеп-торами існує двосторонній зв’язок, що забезпечує саморегуляцію аналізатора.

Рис. 3.1. Розміщення нервових центрів аналізаторів у корі великих півкуль головного мозку.

 

Ушкодження будь-якої з трьох частин аналізатора призводить до втрати здатності розрізняти певні подразнення.

Крім того, слід враховувати, що хоча за допомогою аналізаторів людина одержує величезний об’єм інформації про навколишній світ, проте у корі головного мозку аналізується й оцінюється не вся інформація, що надходить, а найбільш важлива.

Так, потік інформації тільки через зоровий рецептор складає 10⁸¸10⁹ біт/с, нервові шляхи пропускають 2´10⁶ біт/с, а у оперативній пам’яті міцно затримується тільки 1 біт/с.

Різноманітні вади органів чуття стійко підвищують імовірність наразитись на небезпеку, наприклад, часткова втрата зору, слуху. Зрозуміло, що дефекти органів чуття можуть мати різну ступінь, однак навіть мінімальний дефект підвищує імовірність нещасного випадку. Важливе значення у підвищенні безпеки осіб з такими вадами відіграє набуття необхідних навичок, практика та загальне відповідальне ставлення до виконуваної діяльності.

Також підвищують імовірність наразитись на небезпеку порушення зв’язку між сенсорними та руховими центрами вищих відділів нервової системи. Внаслідок таких порушень людина не здатна з необхідною швидкістю та точністю реагувати на зовнішні впливи, що сприймаються її органами чуття. Серед фахівців в галузі безпеки життєдіяльності переважає думка про те, що порушення узгодженості між сенсорними та моторними процесами відіграють значну роль у виникненні багатьох нещасних випадків. Вказані порушення можуть бути компенсовані в першу чергу завдяки правильному розподілу уваги. Значну роль також відіграє доведена до автоматизму належна ступінь відпрацювання навичок, що дозволяє людині відповідати на зовнішні подразнення не тільки з рефлекторною впевненістю, але й з потрібною точністю і саме в даний момент.

 

3.1.3. Спільні властивості аналізаторів:

 

1) Абсолютна межа чутливості, що має верхні та нижній рівні:

а) Нижня абсолютна межа чутливості – це мінімальна величина дії подразника, що викликає відчуття;

б) Верхня абсолютна межа чутливості – максимально допустима величина дії подразника, що ще не викликає в людини болю (гранично дозволена інтенсивність сигналу, що близька до больового порогу).

2) Диференційний поріг чутливості – мінімальна величина зміни дії подразника, яку здатний відчути аналізатор. Розрізняють:

а) Диференціальну чутливість до зміни інтенсивності сигналу – мінімальну зміну інтенсивності сигналу, що відчуває людина.

б) Диференціальну чутливість до зміни частоти сигналу – мінімальну зміну частоти сигналу, що відчуває людина.

Диференціальний поріг чутливості може бути як абсолютний (DІ – мінімальна величина зміни інтенсивності дії подразника, що реєструється) так і відносний , (3.1)

де І – вихідна (початкова) величина інтенсивності дії подразника.

Експериментально встановлено, що величина диференціального порогу чутливості пропорційна вихідній величині інтенсивності дії подразника:

, (3.2)

де k – константа, яка для зорового аналізатора дорівнює 0,01, для слухового – 0,1 і 0,3 – для тактильного.

3) Основний психофізіологічний закон Вебера-Фехнера: інтенсивність наших відчуттів прямо пропорційна логарифму інтенсивності дії подразника.

У математичній формі закон Вебера-Фехнера має вигляд:

, (3.3)

де S – інтенсивність (або сила) відчуття; І – інтенсивність дії подразника; К і С – константи, що визначаються відповідною сенсорною системою.

Цей закон показує, що величина відчуття змінюється повільніше, ніж сила подразника. Слід зауважити, що залежність (3.3) справедлива тільки для середньої ділянки діапазону чутливості аналізатора.

4) Сенсомоторні реакції – це зворотні дії людини на будь-які подразники, що впливають на її органи чуття.

Для кожного аналізатора характерна певна мінімальна тривалість сигналу, що необхідна для виникнення відчуття. Час, який проходить від початку впливу подразника до появи відповідної дії на сигнал (руху), зветься латентним періодом, а час виконання руху – моторним періодом.

Час, необхідний для виникнення збудження в периферичній частині аналізатора, дорівнює 20¸60 мс, для проведення збудження у провідниковій частині аналізатора – 2¸3 мс, час аналізу відчуттів у корі головного мозку – 15¸20 мс, решта часу, що полягає в реалізації відповіді у руховому аналізаторі, – 100¸300 мс. Величина латентного періоду для різних аналізаторів має наступні значення: зоровий – 0,15¸0,39 с; слуховий – 0,12¸0,18 с; нюховий – 0,22¸0,39 с; смаковий – 0,6¸0,7 с; тактильний – 0,09¸0,22 с; температурний – 0,28¸1,60 с; вестибулярний – 0,4 с; больовий – 0,13¸0,89 с;. Час реакції на світло подовжується при сприйнятті не центральним, а периферичним зором. Час сенсомоторних реакцій залежить від втоми, емоційного стану, віку.

5) Особливою властивістю аналізаторів є їх здатність до просторової та послідовної сумації дії подразників. Просторова сумація здійснюється тоді, коли в один і той же центр надходять сигнали від різних аналізаторів. Послідовна сумація виникає внаслідок повторної дії серії однакових сигналів.

6) Адаптація аналізатора – пристосування рівня чутливості аналізатора до рівня інтенсивності дії подразника.

Завдяки здатності до адаптації, при високих рівнях інтенсивності дії подразника чутливість аналізатора знижується, при низьких – підвищується (наприклад, перехід людини з яскраво освітленого приміщення в темне). Сенсибілізація – підвищена чутливість аналізатора.

Крім того, аналізатори мають здатність не тільки сповільнювати а й повністю зупиняти надходження сигналів у центр. Ця особливість зростає при втомі центру внаслідок дії монотонних або дуже сильних сигналів.

7) Аналізаторам притаманна здатність до тренування з відповідним підвищенням чутливості та прискоренням адаптаційних процесів.

Наприклад, часто говорять про музичний слух, чуттєві органи дегустаторів тощо.

8) Інерція відчуттів – спроможність аналізатора певний час зберігати відчуття після припинення дії подразника.

Це так звана післядія, коли подразника вже немає, а збудження в центрі ще зберігається. Фактично, людина може відновити у своїй свідомості на коротку мить побачену характеристику або почуті звукові інтонації. Така інерція відчуттів визначається як наслідок. Тривалість послідовного образу сильно залежить від інтенсивності подразника і навіть у деяких випадках обмежує можливості аналізатора.

Наприклад, якщо людині лише на соті долі секунди показати якусь досить добре освітлену і не дуже складну картинку, то глядач цілком правильно опише це зображення