Ощущение

Определение термина ощущение

Ощущение — простейший психический процесс состоящий в отражении отдельных свойств предметов и явлений внешнего мира, а так же внутренних состояний организма при непосредственном влиянии раздражителя на соответствующие рецепторы органов чувств.

Раздражимость — биотические (биологически важные) раздражения. Чувствительность — позволяет отражать абиотические (биологически неважные, но связанные с ними) раздражения. По Леонтьеву, на основе изучения работ Павлова.

Краткий экскурс в развитии понятия об ощущениях

Ощущения — «закон специфической энергии органа чувств», то есть ощущение зависит не от природы раздражителя, а от органа или нерва, в котором происходит процесс раздражения. Глаз — видит, ухо — слышит. Глаз видеть не может, а ухо видеть. И. Мюллер 1827 г.

Объективный мир принципиально непознаваем. Результатом процесса ощущения является парциальный, то есть частичный образ мира. Все что мы воспринимаем это процесс специфичности воздействия на органы чувств. «Психические процессы» Веккер Л.М.

Гельмгольц развил теорию Мюллера: «подключается работа бессознательных умозаключений» при обработке поступаемых воздействий на органы чувств.

Классификация основных видов ощущений

1. Экстероцептивные
   • Дистантные (зрение, обоняние, слух)
   • Контактные (вкус, температура, тактильные осязания)
2. Интероцептивные
   • Органические ощущения (внутренние органы)
   • Ощущения боли
3. Проприоцептивные
   • Ощущения равновесия
   • Ощущения движения

Общее понятие об ощущениях.

Все стороны психики человека постоянно взаимодействуют. Так, совершая ту или иную умственную деятельность, человек использует образы и представления, которые сложились в результате непосредственного восприятия реальных объектов. В свою очередь, целостное восприятие человеком предметов и явлений реального мира зависит от его сенсорной чувствительности — ощущений.

Ощущение: начальная фаза чувственной взаимосвязи человека с действительностью, психический процесс непосредственного, чувственного отражения элементарных (физических и химических) свойств действительности. Ощущение — чувствительность человека к элементарным воздействиям среды. Ощущение света и цвета, звуков и прикосновений, положения тела в пространстве и др. — все это не пассивный отпечаток свойств действительности, а активный психический процесс, связанный с деятельностным взаимодействием человека с окружающей средой. В ощущениях отражаются качества объектов (например, мягкость или твердость) — значит, человек может получать определенную информацию о возможных действиях с объектом, его использовании.

На ощущениях основаны более сложные познавательные процессы: восприятие, представления, память, мышление, воображение.

Ощущение человека опосредованы его знаниями, то есть общественно-историческим опытом человечества. Выражая то или иное свойство вещей и явлений в слове («красный», «холодный»), мы тем самым элементарно обобщаем эти свойства. В ощущениях отражаются не только специфические качества явлений, но и их интенсивность, продолжительность и пространственная локализация. Ощущения человека взаимосвязаны так же, как и различные свойства действительности связаны между собой.

В целостном процессе познания ощущения образуют его чувственную ткань, сенсорную первооснову психики. Воздействие физических и химических элементов среды необходимо для формирования энергетического потенциала психической деятельности.

Рис. 1. Схема строения анализаторов: 1 — 7 — рецепторы (зрительный, слуховой, кожный, обонятельный, вкусовой, двигательного аппарата, внутренних органов) I — область спинного или продолговатого мозга, куда вступают афферентные волокна (А), импульсы с которых передаются на расположенные здесь нейроны, образующие восходящие пути; аксоны последних идут до области зрительных бугров (II); аксоны нервных клеток зрительных бугров восходят в кору мозга (III). Вверху (III) обозначено расположение ядерных частей корковых отделов различных анализаторов; указаны также разбросанные но коре рассеянные клетки каждой) анализатора.

Нейрофизиологические механизмы ощущений.

Отдельные свойства предметов и явлений, воздействующие на наши органы чувств, называются раздражителями, а процесс воздействия — раздражением; нервный процесс, возникший в результате раздражения, — возбуждением.

Сложную систему нервных образований, осуществляющих тончайший анализ отдельных раздражений, воздействующих на организм, И.П. Павлов назвал анализаторами (рис. 1).

Органы чувств, получая воздействие от раздражителей, превращают энергию внешнего раздражителя в нервный импульс. Каждый орган чувств (глаз, ухо, чувствительные клетки кожи, вкусовые сосочки языка) специализирован на приеме и переработке различных специфических внешних воздействий. Основная часть каждого органа чувств — окончания чувствующего нерва — рецепторы (от лат. recipere — принимать). Внешний сигнал, способный возбудить рецептор, называется стимулом.

Возникший в рецепторе нервный импульс по центростремительным, афферентным (от лат. afferentare — приносящий) нервным путям попадает в соответствующие участки мозга. Рецепторы, восходящие (афферентные) нервные пути и соответствующие участки в коре головного мозга — три составные части анализатора. Для возникновения ощущений необходима работа анализатора в целом. Следовательно, нельзя сказать, что зрительные ощущения возникают в глазу. Только анализ нервного импульса, поступающего от глаза в соответствующие участки коры головного мозга (затылочную часть), приводит к возникновению зрительного ощущения. (рис. 1, 2, 3).

Рис. 3. Функциональная схема анализатора.

Жизнедеятельность человека основана на непрерывном приеме и анализе информации о характеристиках внешней среды и внутренних состояниях организма. Этот процесс осуществляется посредством функционирования анализаторов — нейрофизиологических механизмов, обеспечивающих прием и первичную переработку, анализ сенсорных, чувствительных воздействий. Информация, получаемая анализаторами, называется сенсорной (от лат. sensus — чувство), а процесс ее приема и первичной переработки — сенсорной деятельностью.

Рис. 2. Область двигательного, кожного, зрительного, слухового и речедвигательного анализаторов в коре мозга у человека: I — «центр Брока» (область речедвигательного анализатора); II — область, поражение которой вызывает сенсорную афазию (слуховой анализатор); III — область, поражение которой ведет к потере способности дифференцировать отдельные слова. Зачернено XVII поле (area strata). Границы разных областей не являются точно фиксированными.

Анализатор — самонастраивающаяся система, его чувствительность постоянно изменяется (адаптируется) в зависимости от внешних и внутренних условий работы, а его направленность избирательна. Избирательность анализатора может быть амплитудной, пространственной и временной.

Деятельность анализаторов условно-рефлекторна: сформированный в коре головного мозга нервный импульс, распространяясь по центробежным, эфферентным (от лат. efferentis — выносящий) нервным путям, воздействует на двигательные механизмы органа чувств и вызывает соответствующую его настройку. Органы чувств связаны с органами движения. Так, в процессе зрительных ощущения глаз совершает непрерывные движения, как бы ощупывая предмет (неподвижный глаз практически слеп).

Таким образом, процесс ощущений — не одноактное пассивное отражение того или иного свойства, а активный процесс, сложнейшая деятельность анализаторов, имеющая определенную структуру. Деятельность различных анализаторов взаимосвязана. Совокупная деятельность всех анализаторов называется сенсорной сферой психики человека.

Ощущения не только несут информацию об отдельных свойствах явлений и предметов, но и выполняют активизирующую мозг функцию. (Известен случай, когда у больного оставался действующим лишь один орган чувств — глаз; закрывая глаз, единственный канал, связывавший его с внешним миром, больной немедленно засыпал.)

Классификация ощущений.

В зависимости от расположения рецепторов все ощущения делятся на три группы:

• к первой группе относятся ощущения, связанные с рецепторами, находящимися на поверхности тела, — зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые и кожные ощущений. Это экстерорецептивные ощущения;
• ко второй группе относятся интерорецептивные ощущения; они связаны с рецепторами, находящимися во внутренних органах, — органические ощущения. Интерорецепторы связаны с корой через подкорковые образования — гипоталамус. Органические ощущения не дают точной локализации, а иногда органическая рецепция носит подсознательный характер. Сильные отрицательные органические ощущения могут дезорганизовать сознание человека;
• к третьей группе относятся кинестезические (двигательные) и статические ощущения, рецепторы которых находятся в мышцах, связках и вестибулярном аппарате, — это проприоцептивные ощущения (от лат. proprio — собственный), ощущения собственных движений и пространственного положения тела^[1].

В зависимости от разновидности анализатора различаются следующие виды ощущений: зрительные, слуховые, кожные, обонятельные, вкусовые, кинестезические, статические, вибрационные, органические и болевые. Ощущения подразделяются также на дистантные (отражение свойств удаленных объектов) и контактные.

Общие психофизиологические закономерности ощущений.

Работа каждого анализатора имеет специфические закономерности. Наряду с этим все виды ощущений подчинены общим психофизиологическим закономерностям. К ним относятся: 1) пороги чувствительности; 2) адаптация; 3) сенсибилизация; 4) контраст ощущений; 5) синэстезия.

1. Пороги чувствительности. Для возникновения какого-либо ощущения раздражитель должен иметь определенную величину интенсивности. Нижний и верхний предел ощущений называется абсолютной чувствительностью. Она измеряется нижним и верхним порогами чувствительности.

Минимальная величина раздражения, которая необходима для возникновения едва заметного ощущения, называется абсолютным нижним порогом ощущений. Способность ощущать самые слабые раздражения выражается в абсолютных числах. Например, для возникновения ощущений давления достаточно воздействия 2 мг на 1 мм² поверхности кожи.

Верхний абсолютный порог ощущений — максимальная величина раздражения, дальнейшее увеличение которой вызывает болевые ощущений или исчезновение ощущений. Так, сверхгромкий звук вызывает боль в ушах, а сверхвысокий (по частоте колебаний свыше 20 000 Гц) — вызывает исчезновение ощущений (слышимый звук переходит в ультразвук). Давление свыше 300 г/мм² вызывает боль.

Наряду с абсолютной различается относительная чувствительность — чувствительность к изменению интенсивности воздействия. Относительная чувствительность измеряется порогом различения (разностным порогом) — минимальным различием в силе двух однотипных раздражителей, необходимым для изменения интенсивности ощущений. Порог различения измеряется относительной величиной (дробью), которая показывает, какую часть первоначальной силы раздражителя надо прибавить (или убавить), чтобы получить едва заметное изменение в интенсивности ощущений.

Так, если взять груз в 1 кг и затем прибавить еще 10 г, то этой прибавки никто ощутить не сможет; чтобы почувствовать увеличение прибавки веса необходимо добавить 1/30 часть первоначального веса, то есть 33 г. Таким образом, относительный порог различения силы тяжести равен 1/30 части силы первоначального раздражителя. Относительный порог различения яркости света равен 1/100; громкости звука — 1/10; вкусовых воздействий — 1/3 (см. таблицу).

Указанные закономерности являются психофизическими зависимостями. Они впервые были самостоятельно открыты в первой половине XIX в. французским физиком П. Бугером и немецким психофизиком Э. Вебером и носят название закона Бугера-Вебера (психофизический закон, выражающий постоянство отношения приращения величины раздражителя и силы ощущений — см. таблицу).

Чувствительность анализаторов. Абсолютные (нижние и верхние) и разностные (дифференциальные) пороги.

Немецкий ученый Г. Фехнер вывел закон, согласно которому изменение силы ощущения пропорционально десятичному логарифму изменения силы воздействующего раздражителя. (Так, для того чтобы ощущение, имеющее величину 1, усилилось в три раза, необходимо увеличить силу раздражителя в 10³ раз). Эта психофизическая закономерность стала именоваться основным психофизическим законом — законом Вебера-Фехнера (сила ощущений пропорциональна логарифму величины действующего раздражителя). В настоящее время эта зависимость уточнена С. С. Стивенсом, установившим степенную зависимость между величиной раздражителя и силой ощущения (Закон Стивенса).

Степенная зависимость изменения ощущений при изменении интенсивности раздражителей (закон Стивенса)

Нижние и верхние абсолютные пороги ощущений (абсолютная чувствительность) и пороги различения (относительная чувствительность) характеризуют пределы человеческой чувствительности. Наряду с этим различают оперативные пороги ощущений — величину различия между сигналами, при которой точность и скорость их различения достигают максимума. (Эта величина на порядок больше, чем величина порога различения.)

2. Адаптация. Чувствительность анализатора не стабильна, она изменяется в зависимости от различных условий.

Так, входя в плохо освещенное помещение, мы вначале не различаем предметы, но постепенно чувствительность анализатора повышается; находясь в помещении с какими-либо запахами, мы через некоторое время перестаем замечать эти запахи (понижается чувствительность анализатора); когда мы из плохо освещенного пространства попадаем в ярко освещенное, то чувствительность зрительного анализатора постепенно понижается.

Изменение чувствительности анализатора в результате его приспособления к силе и продолжительности действующего раздражителя называется адаптацией (от лат. adaptatio — приспособление).

Разные анализаторы имеют различные скорость и диапазон адаптации. К одним раздражителям адаптация происходит быстро, к другим — медленнее. Быстрее адаптируются обонятельные и тактильные (от греч. taktilos — прикосновение) анализаторы. Медленнее адаптируются слуховой, вкусовой и зрительный анализаторы.

Полная адаптация к запаху йода наступает через минуту. Через три секунды ощущение давления отражает только 1/5 силы раздражителя. (Поиск очков, сдвинутых на лоб, — один из примеров тактильной адаптации.) Для полной темневой адаптации зрительного анализатора необходимо 45 мин. Однако, зрительная чувствительность имеет самый большой диапазон адаптации — она изменяется в 200 000 раз.

Явление адаптации имеет целесообразное биологическое значение. Оно содействует отражению слабых раздражителей и предохраняет анализаторы от чрезмерного воздействия сильных. Адаптация, как привыкание к постоянным условиям, обеспечивает повышенную ориентацию на все новые воздействия. Чувствительность зависит не только от силы воздействия внешних раздражителей, но и от внутренних состояний.

3. Сенсибилизация. Повышение чувствительности анализаторов под влиянием внутренних (психических) факторов называется сенсибилизацией (от лат. sensibilis — чувствительный). Она может быть вызвана: 1) взаимодействием ощущений (например, слабые вкусовые ощущения повышают зрительную чувствительность. Это объясняется взаимосвязью анализаторов, их системной работой); 2) физиологическими факторами (состоянием организма, введением в организм тех или иных веществ; например, для повышения зрительной чувствительности существенное значение имеет витамин «А»); 3) ожиданием того или иного воздействия, его значимостью, специальной установкой на различение раздражителей; 4) упражнением, опытом (так, дегустаторы, специально упражняя вкусовую и обонятельную чувствительность, различают разнообразные сорта вин, чая и могут даже определить, когда и где изготовлен продукт).

У людей, лишенных какого-либо вида чувствительности, этот недостаток компенсируется (возмещается) за счет повышения чувствительности других органов (например, повышение слуховой и обонятельной чувствительности у слепых). Это так называемая компенсаторная сенсибилизация.

Сильное возбуждение одних анализаторов всегда понижает чувствительность других. Это явление называется десенсибилизацией. Так, повышенный уровень шума в «громких цехах» понижает зрительную чувствительность; происходит десенсибилизация зрительной чувствительности.

Рис. 4. Контраст ощущений. Внутренние квадраты производят ощущения различной интенсивности серого цвета. В действительности они одинаковы. Чувствительность к свойствам явлений зависит от смежных и последовательных контрастных воздействий.

4. Контраст ощущений. Одно из проявлений взаимодействия ощущений — их контраст (от лат. contraste — резкая противоположность) — повышение чувствительности к одним свойствам под влиянием других, противоположных, свойств действительности. Так, одна и та же фигура серого цвета на белом фоне кажется темной, а на черном — белой (рис. 4).

5. Синестезия. Ассоциативное (фантомное) иномодальное ощущение, сопутствующее реальному (вид лимона вызывает ощущение кислого), называется синэстезией (от греч. synaisthesis — совместное чувство).

Рис. 5. Строение глаза

Особенности отдельных видов ощущений.

Зрительные ощущения. Ощущаемые человеком цвета делятся на хроматические (от греч. chroma — цвет) и ахроматические — бесцветные (черный, белый и промежуточные оттенки серого цвета).

Для возникновения зрительных ощущений необходимо воздействие электромагнитных волн на зрительный рецептор — сетчатку глаза (скопление фоточувствительных нервных клеток, расположенных на дне глазного яблока). В центральной части сетчатки преобладают нервные клетки — колбочки, обеспечивающие ощущение цвета. На краях сетчатки преобладают палочки, чувствительные к перепадам яркости^[2] (рис. 5, 6).

Рис. 6. Строение зрительного рецептора. К светочувствительным рецепторам — палочкам (реагирующим на перепады яркости) и колбочкам (реагирующим на различную длину электромагнитных волн, т. с. на хроматические (цветовые) воздействия), свет проникает, минуя ганглиозные и биполярные клетки, осуществляющие первичный элементарный анализ нервных импульсов, идущих уже от сетчатки глаза. Для возникновения зрительного возбуждения необходимо, чтобы электромагнитная энергия, попадающая на сетчатку, была поглощена ее зрительным пигментом: палочковым пигментом — родопсином и колбочковым пигментом — иодопсином. Фотохимические превращения в этих пигментах и дают начало зрительному процессу. На всех уровнях зрительной системы этот процесс: проявляется в виде электрических потенциалов, которые регистрируются специальными приборами — электрокулографом, электроретинографом, электроэнцефалографом.

Световые (электромагнитные) лучи разной длины вызывают разные цветовые ощущения. Цвет — психическое явление — ощущения человека, вызываемое различной частотой электромагнитных излучений (рис. 7). Глаз чувствителен к участку электромагнитного спектра от 380 до 780 нм (рис. 8). Длина волны 680 нм дает ощущение красного; 580 — желтого; 520 — зеленого; 430 — синего; 390 — фиолетового цветов.

Электромагнитные излучения.

Рис. 7. Электромагнитный спектр и его видимая часть (НМ — нанометр — одна миллиардная часть метра)

Рис. 8. Чувствительность глаза к волнам различной длины.

Рис. 9. Цветовой круг. Противоположные цвета называются дополнительными — при смешении они образуют белый цвет. Любой цвет может быть получен путем смешения двух пограничных с ним цветов. Например: красный — смешением оранжевой и фиолетовой).

Смешение всех воспринимаемых электромагнитных волн дает ощущение белого цвета.

Существует трехкомпонентная теория цветового зрения, согласно которой все многообразие цветовых ощущений возникает в результате работы лишь трех цветовоспринимаемых рецепторов — красного, зеленого и синего. Колбочки делятся на группы этих трех цветов. В зависимости от степени возбуждения данных цвето- рецепторов возникают различные цветовые ощущения. Если все три рецептора возбуждены в одинаковой мере, то возникает ощущение белого цвета.

Рис. 10. Характеристики зрительного анализатора.

К различным участкам электромагнитного спектра наш глаз имеет неодинаковую чувствительность. Наиболее чувствителен он к световым лучам с длиной волны 555 — 565 нм (светло-салатный цветовой тон). Чувствительность зрительного анализатора в условиях сумерек перемещается в сторону более коротких волн — 500 нм (синий цвет). Эти лучи начинают казаться более светлыми (явление Пуркинье). Палочковый аппарат более чувствителен к ультрафиолетовому цвету.

В условиях достаточно яркого освещения в работу включаются колбочки, аппарат палочек выключается. При слабой освещенности в работу включаются только палочки. Поэтому при сумеречном освещении мы не различаем хроматического цвета, цветовую окраску предметов.

Рис. 11. Зрительные пути. Информация о событиях в правой половине поля зрения поступает в левую затылочную долю из левой части каждой сетчатки; информация о правой половине поля зрения направляется в левую затылочную долю из правых частей обеих сетчаток. Перераспределение информации от каждого глаза происходит в результате перекрещивания части волокон зрительного нерва в хиазме.

Для зрительных возбуждений характерна некоторая инертность. Это является причиной сохранения следа светового раздражения после прекращения воздействия раздражителя. (Поэтому мы не замечаем перерывов между кадрами фильма, которые оказываются заполненными следами от предшествующего кадра.)

Люди с ослабленным аппаратом колбочек плохо различают хроматические цвета. (Этот недостаток, описанный английским физиком Д. Дальтоном, называется дальтонизмом). Ослабление работы аппарата палочек затрудняет видение предметов в сумеречном освещении (этот недостаток называется «куриной слепотой».)

Для зрительного анализатора существенное значение имеет перепад яркостей — контраст. Зрительный анализатор способен различать контраст в определенных пределах (оптимум 1:30). Усиление и ослабление контрастов возможно посредством применения различных средств. (Для выявления слабозаметного рельефа усиливается теневой контраст путем бокового освещения, использования светофильтров.)

Цвет каждого объекта характеризуется теми лучами светового спектра, которые объект отражает. (Объект красного цвета, например, поглощает все лучи светового спектра, кроме красного, которые отражаются им.) Цвет прозрачных объектов характеризуется теми лучами, которые они пропускают. Таким образом, цвет любого объекта зависит от того, какие лучи он отражает, поглощает и пропускает.

Рис. 12. Анатомическое расположение образований зрительного анализатора: 1 — хиазма; 2 — зрительный бугор; 3 — затылочная доля коры больших полушарий.

В большинстве случаев объекты отражают электромагнитные волны различной длины. Но зрительный анализатор воспринимает их не раздельно, а суммарно. Например, воздействие красного и желтого цветов воспринимается как оранжевый цвет, происходит смешение цветов.

Сигналы от фоторецепторов — светочувствительных образований (130 млн. колбочек и палочек) поступают к 1 млн. более крупных (ганглиозных) нейронов сетчатки. Каждая ганглиозная клетка отсылает свой отросток (аксон) в зрительный нерв. Идущие к мозгу по зрительному нерву импульсы получают первичную обработку в промежуточном мозге. Здесь усиливаются контрастные характеристики сигналов, их временная последовательность. И уже отсюда нервные импульсы поступают в первичную зрительную кору, локализованную в затылочной области полушарий мозга (17 — 19 поля по Бродману) (рис. 11, 12). Здесь выделяются отдельные элементы зрительного образа — точки, углы, линии, направления этих линий. (Установлено бостонскими исследователями, лауреатами Нобелевской премии за 1981 г. Хьюбелом и Визелом.)

Рис. 13. Оптограмма, снятая с сетчатки глаза собаки после ее смерти. Это свидетельствует об экранном принципе функционирования сетчатки глаза.

Зрительный образ формируется во вторичной зрительной коре, где сенсорный материал сопоставляется (ассоциируется) с ранее сформированными зрительными эталонами — происходит опознание образа объекта. (От начала действия стимула до возникновения зрительного образа проходит 0,2 сек.) Однако уже на уровне сетчатки происходит экранное отображение воспринимаемого объекта (рис. 13).

Слуховые ощущения. Существует мнение, что 90% информации об окружающем нас мире мы получаем посредством зрения. Вряд ли это можно подсчитать. Ведь то, что мы видим глазом, должно охватываться нашей понятийной системой, которая формируется интегративно, как синтез всей сенсорной деятельности.

Рис. 14. Отклонения от нормального зрения — близорукость и дальнозоркость. Эти отклонения, как правило, можно компенсировать с помощью очков со специально подобранными линзами.

Работа слухового анализатора не менее сложна и важна, чем работа зрительного анализатора. По этому каналу идет основной поток речевой информации. Человек ощущает звук через 35 — 175 мсек после того, как он достиг ушной раковины. Еще 200 — 500 мсек необходимо для возникновения максимальной чувствительности к данному звуку. Необходимо также время для поворота головы и соответствующей ориентации ушной раковины по отношению к источнику слабого звука.

От козелка ушной раковины в височную кость углубляется овальный слуховой проход (его длина 2,7 см). Уже в овальном проходе звук значительно усиливается (за счет резонансных свойств). Овальный проход замыкается барабанной перепонкой (ее толщина 0,1 мм, а длина — 1 см), которая постоянно вибрирует под влиянием звуковых воздействий. Барабанная перепонка отделяет наружное ухо от среднего — небольшой камеры объемом в 1 см³ (рис. 15).

Полость среднего уха соединена с внутренним ухом и с носоглоткой. (Поступающий из носоглотки воздух уравновешивает внешнее и внутреннее давление на барабанную перепонку.) В среднем ухе звук многократно усиливается посредством системы косточек (молоточка, наковальни и стремечка). Эти косточки поддерживаются на весу двумя мышцами, которые натягиваются при слишком громких звуках и ослабляют работу косточек, защищая слуховой аппарат от травм. При слабых звуках мышцы усиливают работу косточек. Интенсивность звука в среднем ухе повышается в 30 раз благодаря разнице между площадью барабанной перепонки (90 мм²), к которой присоединен молоточек, и площадью основания стремечка (3 мм²).

Рис. 15. Схема строения уха. Звуковые колебания внешней среды проходят по ушному каналу к барабанной перепонке, расположенной между наружным и средним ухом. Барабанная перепонка передает вибрации и костный механизм среднего уха, который, действуя по рычажному принципу, усиливает звук примерно к 30 раз. В результате этого незначительные изменении давления у барабанной перепонки передаются поршнеобразным движением в овальное окно внутреннего уха, что вызывает движение жидкости в улитке. Действуя па упругие стенки канала улитки, движение жидкости вызывает колебательное движение слуховой мембраны, точнее, определенной ее части, резонирующей на соответствующие частоты. При этом тысячи волоскообразных нейронов трансформируют колебательное движение в электрические импульсы определенной частоты. Круглое окно и идущая от него Евстахиева труба служат для выравнивания давления с внешней средой; выходя в область носоглотки, Евстахиева труба приоткрывается при глотательных движениях.

Назначение слухового анализатора — прием и анализ сигналов, передаваемых колебаниями упругой среды в диапазоне 16-20 000 Гц (звуковой диапазон).

Рецепторный отдел слуховой системы — внутреннее ухо — так называемая улитка. Она имеет 2,5 оборота и разделена поперечно мембраной на два изолированных канала, заполненных жидкостью (перелимфой). Вдоль мембраны, которая сужается от нижнего завитка улитки к верхнему ее завитку, расположено 30 тыс. чувствительных образований-ресничек — они и являются звуковыми рецепторами, образуя так называемый Кортиев орган. В улитке происходит первичное расчленение звуковых колебаний. Низкие звуки воздействуют на длинные реснички, высокие — на короткие. Колебания соответствующих звуковых ресничек и создают нервные импульсы, поступающие в височную часть головного мозга, где и осуществляется сложная аналитико-синтетическая деятельность. Важнейшие для человека словесные сигналы кодируются в нейронных ансамблях.

Интенсивность слухового ощущения — громкость — зависит от интенсивности звука, то есть от амплитуды колебаний источника звука и от высоты звука. Высота звука определяется частотой колебаний звуковой волны, тембр звука — обертонами (дополнительными колебаниями в каждой основной фазе) (рис. 16).

Высота звука определяется количеством колебаний источника звука в 1 сек (1 колебание в секунду называется герцем). Орган слуха чувствителен к звукам в пределах от 20 до 20 000 Гц, но наибольшая чувствительность лежит в пределах 2000 — 3000 Гц (это высота звука, соответствующая крику испуганной женщины). Человек не ощущает звуки самых низких частот (инфразвуки). Звуковая чувствительность уха начинается с 16 Гц.

Рис. 16. Параметры звуковых колебаний. Интенсивность звука определяется амплитудой колебания его источника. Высота — частотой колебаний. Тембр — дополнительными колебаниями (обертонами) в каждой «разе (средний рисунок).
Однако подпороговые низкочастотные звуки влияют на психическое состояние человека. Так, звуки с частотой в 6 Гц вызывают у человека головокружение, ощущение усталости, угнетенности, а звуки частотой 7 Гц даже могут вызвать остановку сердца. Попадая в естественный резонанс работы внутренних органов, инфразвуки могут нарушить их деятельность. Другие инфразвуки также избирательно воздействуют на психику человека, повышая его внушаемость, обучаемость и т. п.

Чувствительность к звукам высокой частоты ограничивается у человека 20 000 Гц. Звуки, лежащие за верхним порогом звуковой чувствительности (те. свыше 20 000 Гц), называются ультразвуками. (Животным доступны ультразвуковые частоты в 60 и даже 100 000 Гц.) Однако поскольку в нашей речи обнаруживаются звуки до 140 000 Гц, можно предположить, что они воспринимаются нами на подсознательном уровне и несут в себе эмоционально значимую информацию.

Пороги различения звуков по их высоте составляют 1/20 полутона (то есть различается до 20 промежуточных ступеней между звуками, издаваемыми двумя соседними клавишами рояля).

Кроме высокочастотной и низкочастотной чувствительности, существуют нижние и верхние пороги чувствительности к силе звука. С возрастом звуковая чувствительность понижается. Так, для восприятия речи в 30 лет необходима громкость звука в 40 Дб, а для восприятия речи в 70 лет ее громкость должна быть не ниже 65 Дб. Верхний порог слуховой чувствительности (по громкости) — 130 Дб. Шум свыше 90 Дб вреден для человека. Опасны и внезапные громкие звуки, бьющие по вегетативной нервной системе и ведущие к резкому сужению просвета кровеносных сосудов, учащению сердцебиения и повышению в крови уровня адреналина. Оптимальный уровень — 40 — 50 Дб.

Тактильные ощущение (от греч. taktilos — прикосновение) — ощущение прикосновения. Тактильные рецепторы (рис. 17) наиболее многочисленны на кончиках пальцев и языка. Если на спине две точки прикосновения воспринимаются раздельно лишь на расстоянии 67 мм, то на кончике пальцев и языка — на расстоянии 1 мм (см. таблицу).
Пространственные пороги тактильной чувствительности.

Рис. 17. Рецепторы кожной чувствительности.

Порог пространственной тактильной чувствительности — минимальное расстояние между двумя точечными прикосновениями, при котором эти воздействия воспринимаются раздельно. Диапазон тактильной различительной чувствительности — от 1 до 68 мм. Зона высокой чувствительности — от 1 до 20 мм. Зона низкой чувствительности — от 41 до 68 мм.

Тактильные ощущения в сочетании с двигательными образуют осязательную чувствительность, лежащую в основе предметных действий. Тактильные ощущения — разновидность кожных ощущений, к которым относятся также температурные и болевые ощущения.

Кинестезические (двигательные) ощущения.

Рис. 18. Относительное представительство различных частей тела в коре головного мозга (по Пенфилду)

Действия связаны с кинестезическими ощущениями (от греч. kineo — движение и aesthesia — чувствительность) — ощущение положения и перемещения частей собственного тела. Трудовые движения руки имели решающее значение в формировании мозга, человеческой психики.

На основе мышечно-суставных ощущений человек определяет соответствие или несоответствие
своих движений внешним обстоятельствам. Кинестезические ощущения выполняют интегрирующую функцию во всей сенсорной системе человека. Хорошо отдифференцированные произвольные движения — результат аналитико-синтетической деятельности обширной корковой зоны, расположенной в теменной области мозга. Двигательная, моторная зона коры мозга особенно тесно связана с лобными долями мозга, осуществляющими интеллектуально-речевые функции, и со зрительными зонами мозга.

Рис. 19. Расположение вестибулярного аппарата в костях черепа.

Мышечные веретенообразные рецепторы особенно многочисленны в пальцах рук и ног. При движении различных частей тела, рук, пальцев мозг постоянно получает информацию об их текущем пространственном положении (рис. 18), сравнивает эту информацию с образом конечного результата действия и осуществляет соответствующую коррекцию движения. В результате тренировки образы промежуточных положений различных частей тела обобщаются в единой общей модели конкретного действия — действие стереотипизируется. Все движения регулируются на основе двигательных ощущений, на основе обратной связи.

Двигательная физическая активность организма имеет существенное значение для оптимизации работы мозга: проприоцепторы скелетных мышц посылают в мозг стимулирующие его импульсы, повышают тонус коры головного мозга.

Рис. 20. Границы допустимых вибраций: 1. Границы допустимых вибраций для отдельных частей тела. 2. Границы допустимых вибраций, действующих на все тело человека. 3. Границы слабо ощущаемых вибраций.

Статические ощущения — ощущения положения тела в пространстве относительно направления силы тяжести, ощущение равновесия. Рецепторы этих ощущений (гравиторецепторы) находятся во внутреннем ухе.

Рецептором вращательных движений тела являются клетки с волосяными окончаниями, находящиеся в полукружных каналах внутреннего уха, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. При ускорении или замедлении вращательного движения жидкость, заполняющая полукружные каналы, оказывает давление (по закону инерции) на чувствительные волоски, в которых вызывается соответствующее возбуждение.

Перемещение в пространство по прямой линии отражается в отолитовом аппарате. Он состоит из чувствительных клеток с волосками, над которыми расположены отолиты (подушечки с кристаллическими включениями). Изменение положения кристаллов сигнализирует мозгу направление прямолинейного движения тела. Полукружные каналы и отолитовый аппарат называются вестибулярным аппаратом. Он связан с височной областью коры и с мозжечком посредством вестибулярной ветви слухового нерва (рис. 19). (Сильное перевозбуждение вестибулярного аппарата вызывает тошноту, т. к. этот аппарат связан и с внутренними органами.)

Вибрационные ощущения возникают в результате отражения колебаний от 15 до 1500 Гц в упругой среде. Эти колебания отражаются всеми частями тела. Вибрации для человека утомительны и даже болезненны. Многие из них недопустимы (рис. 20).

Рис. 21. Носовая полость. Обонятельные рецепторы. Обонятельная луковица — мозговой центр обоняния.

Обонятельные ощущения возникают в результате раздражения частицами пахучих веществ, находящихся в воздухе, слизистой оболочки носовой полости, где находятся обонятельные клетки.
Вещества, раздражающие обонятельные рецепторы, проникают в полость носоглотки со стороны носа и носоглотки (рис. 21). Это позволяет определить запах вещества как на расстоянии, так и если оно находится во рту.

Рис. 22. Вкусовая рецепция. Относительная концентрация вкусовых peцепторов на поверхности языка.

Вкусовые ощущения. Все многообразие вкусовых ощущений состоит из комбинации четырех вкусов: горького, соленого, кислого и сладкого. Вкусовые ощущения вызываются химическими веществами, растворенными в слюне или воде. Рецепторами вкусовых ощущений являются нервные окончания, расположенные на поверхности языка — вкусовые сосочки. Они расположены на поверхности языка неравномерно. Отдельные участки поверхности языка наиболее чувствительны к отдельным вкусовым воздействиям: кончик языка более чувствителен к сладкому, задняя часть — к горькому, а края — к кислому (рис. 22).

Поверхность языка чувствительна к прикосновениям, то есть участвует в формировании тактильных ощущения (консистенция пищи влияет на вкусовые ощущения).

Температурные ощущения возникают от раздражения терморецепторов кожи. Существуют отдельные рецепторы для ощущения тепла и холода. По поверхности тела они расположены в одних местах больше, в других — меньше. Например, к холоду наиболее чувствительна кожа спины и шеи, а к горячему — кончики пальцев и языка. Различные участки кожного покрова сами имеют разную температуру (рис. 23).

Болевые ощущения вызываются механическими, температурными и химическими воздействиями, достигшими сверхпороговой интенсивности. Болевые ощущение в значительной мере связаны с подкорковыми центрами, которые регулируются корой головного мозга. Поэтому они поддаются в некоторой степени торможению через вторую сигнальную систему.

Рис. 23. Топография кожной температуры у человека (по А.Л. Слониму)

Ожидания и опасения, усталость и бессонница повышают чувствительность человека к боли; при глубоком утомлении боль притупляется. Холод усиливает, а тепло ослабляет болевые ощущения. Болевые, температурные, тактильные ощущения и ощущение давления относятся к кожным ощущениям.

Органические ощущения — ощущения, связанные с интерорецепторами, расположенными во внутренних органах. К ним относятся ощущения сытости, голода, удушья, тошноты и др.

^[1] Эту классификацию ощущений ввел известный английский физиолог Ч.С. Шеррингтон (1906);

^[2] Различаются три вида зрительных ощущений: 1) фотопическое — дневное, 2) скотопическое — ночное и 3) мезопическое — сумеречное. Наибольшая острота фотопическош зрения расположена в центральном поле зрения; оно соответствует центральной, фовеальной области сетчатки. При скотопическом зрении максимальная световая чувствительность обеспечивается парамолекулярными областями сетчатки, для которых характерно наибольшее скопление палочек. Они обеспечивают наибольшую световую чувствительность.