Анализатор - функциональная система, состоящая из:

- рецептора,

- чувствительного проводящего пути

- соответствующей зоны коры, куда проецируется данный вид чувствительности.

Анализ и синтез полученной информации осуществляются в строго определенном участке - зоне коры больших полушарий .

По особенностям клеточного состава и строения кору больших полушарий разделяют на ряд участков, называемых корковыми полями . Функции отдельных участков коры неодинаковы. Каждому рецепторному аппарату на периферии соответствует область в коре - корковое ядро анализатора.

Важнейшие зоны коры следующие:

Двигательная зона расположена в переднецентральной и заднецентральной областях коры (передней центральной извилине впереди центральной борозды лобной доли).

Чувствительная зона (зона кожно-мышечной чувствительности расположена позади центральной борозды, в задней центральной извилине теменной доли). Наибольшую площадь занимает корковое представительство рецепторов кисти и большого пальца руки, голосового аппарата и лица, наименьшую - представительство туловища, бедра и голени.

Зрительная зона сосредоточена в затылочной доле коры. В нее поступают импульсы от сетчатки глаза, она осуществляет различение зрительных раздражений.

Слуховая зона расположена в верхней височной извилине височной доли.

Обонятельная и вкусовая зоны - в переднем отделе (на внутренней поверхности) височной доли каждого полушария.

В нашем сознании деятельность анализаторов отражает внешний материальный мир. Это дает возможность приспосабливаться к условиям среды путем изменения поведения.

Деятельность коры головного мозга человека и высших животных определена И.П. Павловым как высшая нервная деятельность , представляющая собой условно-рефлекторную функцию коры головного мозга.

Анализаторы – совокупность нервных образований, обеспечивающих осознание и оценку, действующих на организм, раздражителей. Анализатор состоит из воспринимающих раздражение рецепторов, проводящей части и центральной части – определенной области коры головного мозга, где формируются ощущения.

Зрительный анализатор обеспечивает получение зрительной информации из окружающей среды и состоит из трех частей:

периферической – глаз,

проводниковой – зрительного нерва

центральной – подкорковой и зрительной зоны коры головного мозга.

Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата, к которому относятся веки, ресницы, слезные железы и мышцы глазного яблока.

Глазное яблоко расположено в глазнице и имеет шаровидную форму и 3 оболочки :

фиброзную , задний отдел которой образован непрозрачной белочной оболочкой (склерой ),

сосудистую

сетчатую

Часть сосудистой оболочки, снабженная пигментами, называется радужной оболочкой .

В центре радужной оболочки находится зрачок , который может изменять диаметр своего отверстия за счет сокращения глазных мышц.

Задняя часть сетчатки воспринимает световые раздражения. Передняя ее часть – слепая и не содержит светочувствительных элементов. Светочувствительными элементами сетчатки являются:

палочки (обеспечивают зрение в сумерках и темноте)

колбочки (рецепторы цветового зрения, работающие при высокой освещенности).

Колбочки расположены ближе к центру сетчатки (желтое пятно), а палочки концентрируются на ее периферии. Место выхода зрительного нерва называется слепым пятном .

Полость глазного яблока заполнена стекловидным телом .

Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. Он способен изменять свою кривизну при сокращениях ресничной мышцы. При рассматривании близких предметов хрусталик сжимается, при рассматривании отдаленных – расширяется. Такая способность хрусталика называется аккомодацией . Между роговицей и радужкой находится передняя камера глаза , между радужкой и хрусталиком – задняя камера . Обе камеры заполнены прозрачной жидкостью. Лучи света, отражаясь от предметов, проходят через роговицу, влажные камеры, хрусталик, стекловидное тело и, благодаря преломлению в хрусталике, попадают на желтое пятно сетчатки – место наилучшего видения. При этом возникает действительное, обратное, уменьшенное изображение предмета .

От сетчатки по зрительному нерву импульсы поступают в центральную часть анализатора – зрительную зону коры мозга , расположенную в затылочной доле. В коре информация, полученная от рецепторов сетчатки, перерабатывается и человек воспринимает естественное отражение объекта.

Нормальное зрительное восприятие обусловлено:

– достаточным световым потоком;

– фокусированием изображения на сетчатке (фокусирование перед сетчаткой означает близорукость, а за сетчаткой – дальнозоркость);

– осуществлением аккомодационного рефлекса.

Важнейшим показателем зрения является его острота, т.е. предельная способность глаза различать мелкие объекты.

Аккомодация - приспособление глаза к видению различно удаленных предметов. При аккомодации сокращаются мышцы, которые изменяют кривизну хрусталика. При постоянной избыточной кривизне хрусталика световые лучи преломляются перед сетчаткой и в результате возникает близорукость. Если же кривизна хрусталика недостаточна, то световые лучи фокусируются за сетчаткой и возникает дальнозоркость. Близорукость развивается при увеличенной продольной оси глаза. Параллельные лучи, идущие от далеких предметов, собираются (фокусируются) впереди сетчатки, на которую попадают расходящиеся лучи и в результате получается расплывчатое изображение. При близорукости назначают очки с рассеивающими двояковогнутыми стеклами, уменьшающими преломление лучей настолько, что изображение предметов возникает на сетчатке. Дальнозоркость наблюдается при укороченной оси глазного яблока. Изображение фокусируется позади сетчатки. Для исправления зрения требуются двояковыпуклые стекла. Старческая дальнозоркость развивается обычно после 40 лет, когда хрусталик теряет эластичность, твердеет и утрачивает способность менять кривизну, что мешает четко видеть на близком расстоянии. Глаз утрачивает способность к ясному видению разноудаленных предметов.

Орган слуха и равновесия.

Слуховой анализатор обеспечивает восприятие звуковой информации и ее обработку в центральных отделах коры головного мозга.

Периферическую часть анализатора образуют: внутренне ухо и слуховой нерв.

Центральная часть образована подкорковыми центрами среднего и промежуточного мозга и височной зоной коры.

Ухо – парный орган, состоящий из:

Наружного уха – включает ушную раковину, наружный слуховой проход и барабанную перепонку.

Среднего уха – состоит из барабанной полости, цепочки слуховых косточек и слуховой (евстахиевой) трубы. Слуховая труба связывает барабанную полость с полостью носоглотки. Это обеспечивает выравнивание давления по обеим сторонам барабанной перепонки. Слуховые косточки – молоточек, наковальня и стремечко связывают барабанную перепонку с перепонкой овального окна, ведущего в улитку. Среднее ухо обеспечивает передачу звуковых волн из среды с низкой плотностью (воздух) в среду с высокой плотностью (эндолимфу), в которой находятся рецепторные клетки внутреннего уха.

Внутреннего уха – расположено в толще височной кости и состоит из костного и расположенного в нем перепончатого лабиринта. Пространство между ними заполнено перилимфой, а полость перепончатого лабиринта – эндолимфой. В костном лабиринте различают три отдела – преддверие, улитку и полукружные каналы . К органу слуха относится улитка – спиральный канал в 2,5 оборота. Полость улитки разделена перепончатой основной мембраной, состоящей из волоконец разной длины. На основной мембране находятся рецепторные волосковые клетки . Колебания барабанной перепонки передаются слуховым косточкам. Они усиливают эти колебания почти в 50 раз и через овальное окошко передаются в жидкость улитки, где воспринимаются волоконцами основной мембраны. Рецепторные клетки улитки воспринимают раздражение, поступающее от волоконец и по слуховому нерву передают его в височную зону коры головного мозга. Ухо человека воспринимает звуки частотой от 16 до 20 000 Гц.

Орган равновесия или вестибулярный аппарат образован двумя мешочками , заполненными жидкостью, и тремя полукружными каналами . Рецепторные волосковые клетки расположены на дне и внутренней стороне мешочков. К ним примыкает мембрана с кристаллами – отолитами, содержащими ионы кальция. Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. В основаниях каналов находятся волосковые клетки. Рецепторы отолитового аппарата реагируют на ускорение или замедление прямолинейного движения. Рецепторы полукружных каналов раздражаются при изменениях вращательных движений. Импульсы от вестибулярного аппарата по вестибулярному нерву поступают в ЦНС. Сюда же поступают импульсы от рецепторов мышц, сухожилий, подошв. Функционально вестибулярный аппарат связан с мозжечком, отвечающим за координацию движений, ориентацию человека в пространстве.

Вкусовой анализатор состоит из рецепторов, расположенных во вкусовых почках языка, нерва, проводящего импульс в центральный отдел анализатора, который находится на внутренних поверхностях височной и лобной долей.

Обонятельный анализатор представлен обонятельными рецепторами, находящимися в слизистой оболочке носа. По обонятельному нерву сигнал от рецепторов поступает в обонятельную зону коры головного мозга, находящуюся рядом со вкусовой зоной.

Кожный анализатор состоит из рецепторов, воспринимающих давление, боль, температуру, прикосновение, проводящих путей и зоны кожной чувствительности, расположенной в задней центральной извилине.

Тематические задания

А1. Анализатор

1) воспринимает и перерабатывает информацию

2) проводит сигнал от рецептора в кору полушарий

3) только воспринимает информацию

4) только передает информацию по рефлекторной дуге

А2. Сколько звеньев в анализаторе

А3. Размеры и форма предмета анализируются в

1) височной доле мозга

3) затылочной доле мозга

2) лобной доле мозга

4) теменной доле мозга

А4. Высота звука распознается в

1) височной доле коры

3) затылочной доле

2) лобной доле

4) теменной доле

А5. Воспринимающим световое раздражение органом является

2) хрусталик

3) сетчатка

4) роговица

А6. Воспринимающим звуковые раздражения органом является

2) евстахиева труба

3) слуховые косточки

4) овальное окошко

А7. Максимально усиливает звуки

1) наружный слуховой проход

2) ушная раковина

3) жидкость улитки

4) комплект слуховых косточек

А8. При возникновении изображения перед сетчаткой возникает

1) куриная слепота

2) дальнозоркость

3) близорукость

4) дальтонизм

А9. Деятельность вестибулярного аппарата регулируется

1) вегетативной нервной системой

2) зрительной и слуховой зонами

3) ядрами продолговатого мозга

4) мозжечком и двигательной зоной коры мозга

А10. Укол, ожог анализируются в

1) лобной доле головного мозга

2) затылочной доле мозга

3) передней центральной извилине

4) задней центральной извилине

В1. Выберите отделы анализаторов, в которых воспринимается раздражение

1) поверхность кожи

3) слуховой нерв

4) зрительная зона коры

5) вкусовые почки языка

6) барабанная перепонка

Анализаторы человека – это функциональные нервные образования, обеспечивающие приём и последующую переработку информации, полученную из внутренней среды и наружного мира. Анализаторы человека, образующие единство со специализированными структурами – органами чувств, способствующими в получении информации, называют сенсорной системой.

Сенсорные анализаторы человека связывают индивида со средой с помощью проводящих нервных путей, рецепторов и расположенного в коре головного мозга мозгового конца. Выделяют внешние и внутренние анализаторы человека. К внешним относят зрительный, тактильный, обонятельный, слуховой, вкусовой анализатор. Внутренние анализаторы человека отвечают за состояние и положение внутренних органов.

Виды анализаторов человека

Сенсорные анализаторы человека подразделяются на виды в зависимости от чувствительности рецепторов, природы раздражителя, характера ощущений, скорости адаптации, назначения и так далее.

Внешние анализаторы человека получают данные от мира и в дальнейшем их анализируют. Они воспринимаются человеком субъективно под видом ощущений.

Выделяют такие виды внешних анализаторов человека: зрительный, обонятельный, слуховой, вкусовой, осязательный и температурный.

Внутренние анализаторы человека воспринимают и подвергают анализу видоизменения во внутренней среде, показателях гомеостазиса. Если показатели организма в норме, то они не воспринимаются человеком. Только отдельные изменения организма способны вызвать у человека ощущения, как например, жажду, голод, которые основываются на биологических потребностях. Для их удовлетворения и возобновления стабильности организма включаются определенные поведенческие реакции. Импульсы участвуют в регуляции функционирования внутренних органов, они обеспечивают приспособление организма к его разнообразной жизнедеятельности.

Анализаторы, отвечающие за положение тела, подвергают анализу данные о нахождении и положении тела. К анализаторам, отвечающим за положение тела, относят вестибулярный аппарат и двигательный (кинестетический).

Болевой анализатор человека представляет особенную важность для организма. Болевые сигналы организма доставляют человеку сигналы о том, что возникают повреждающие действия.

Характеристика анализаторов человека

Основой в характеристике анализатора является его чувствительность, которая характеризует порог ощущения человека. Выделяют два вида порогов ощущения – это абсолютный и дифференциальный.

Абсолютный порог ощущения характеризует минимальную силу раздражения, которая вызывает определенную реакцию.

Дифференциальный порог ощущения описывает между двумя величинами раздражителя минимальное различие, едва дающее заметное различие ощущений.

Величина ощущений меняется гораздо медленнее, чем сила раздражителя.

Существует еще понятие латентного периода, которое описывает время от начала воздействия до возникновения ощущений.

Зрительный анализатор человека помогает человеку принимать до 90% данных об окружающем мире. Воспринимающим органом является глаз, который имеет очень высокую чувствительность. Изменения зрачка в размерах позволяют человеку менять чувствительность многократно. Сетчатка глаза обладает очень высокой восприимчивостью от 380 до 760 нанометров (миллиардных долей метра).

Бывают ситуации, при которых приходится учитывать время, необходимое для адаптации глаз в пространстве. Световая адаптация – это привыкание анализатора к сильной освещенности. В среднем адаптация занимает от двух минут до десяти, в зависимости от яркости света.

Темновая адаптация – это адаптация зрительного анализатора к плохой освещенности, в некоторых случаях она происходит по истечении некоторого времени. Во время такой зрительной адаптации человек становится уязвимым и пребывает в состоянии опасности. Поэтому в таких ситуациях необходимо быть очень внимательными.

Зрительный анализатор человека характеризуется остротой – наименьшим углом, под которым можно воспринять две точки, как раздельные. На остроту влияет контрастность, освещенность и другие факторы.

Ощущение, возбуждающееся световым сигналом, сберегается в течение 0, 3 секунд за счет инерции. Инерция зрительного анализатора формирует стробоскопический эффект, который выражается в ощущениях непрерывности движений, когда частота смены изображений составляет десять раз в секунду. Это создает оптические иллюзии.

Зрительный анализатор человека состоит из светочувствительных образований – палочек и колбочек. С помощью палочек человек способен видеть ночь, темноту, но такое зрение бесцветное. В свою очередь колбочки обеспечивают цветное изображение.

Каждый человек должен понимать всю серьезность в отклонениях в восприятии цвета, поскольку они могут привести к неблагоприятным последствиям. Среди таких отклонений чаще всего встречаются: дальтонизм, цветовая слепота, гемералопия. Дальтоники не различают зеленый и красный цвета, иногда фиолетовый и желтый, которые им кажутся серыми. Человек, у которого цветовая слепота, видит все цвета серыми. У индивида страдающего гемералопией отсутствует способность к видению при сумрачном освещении.

Тактильный анализатор человека обеспечивает ему защитно-оборонительную функцию. Воспринимающим органом является кожа, она обороняет организм от попадания на нее химических веществ, служит защитным барьером в ситуации прикосновения кожи тела с электрическим током, является регулятором температуры тела, оберегает человека от переохлаждения или перегрева.

Если у человека нарушается от 30 до 50 процентов кожного покрова и не предоставляется медицинская помощь, то он в скором времени погибает.

Кожа человека состоит из 500 тысяч точек, воспринимающих ощущения действия на кожную поверхность механических стимулов, боли, тепла, холода.

Особенность тактильного анализатора заключается в его высокой приспособляемости к пространственной локализации. Это выражается в исчезновении чувства прикосновения. кожного покрова зависит от интенсивности раздражителя, она может происходить на протяжении от двух до двадцати секунд.

Анализатор ощущения температурной чувствительности свойствен организмам, имеющим постоянную температуру тела. На человеческой коже размещаются два вида температурных анализаторов: анализаторы, реагирующие на холод и реагирующие – на тепло. Кожа человека состоит из 30 тысяч точек тепла и 250 точек, воспринимающих холод. При восприятии тепла и холода существуют различные пороги чувствительности, тепловые точки реагируют на изменения температуры в 0,2°С; точки, воспринимающие холод на 0,4°С. Температура начинает ощущаться уже за одну секунду ее воздействия на тело. С помощью анализаторов температурной чувствительности сохраняется неизменная температура тела.

Анализатор обоняния человека представлен органом ощущения – носом. Существует приблизительно 60 миллионов клеток, которые размещаются в слизистой оболочке носа. Эти клетки покрыты волосками, длиной 3-4 нанометра, они являются защитным барьером. Нервные волокна, уходящие от обонятельных клеток, отсылают сигналы о воспринятых запахах в центры мозга. Если человек ощущает запах вещества, опасного для его здоровья (нашатырный спирт, эфир, хлороформ и другие), он рефлекторно замедляет или задерживает дыхание.

Анализатор восприятия вкуса представлен специальными клетками, находящимися на слизистой оболочке языка. Ощущения вкуса могут быть: сладким, кислым, солёным и горьким, также их комбинации.

Ощущения вкуса играют защитную роль в предупреждении попадания опасного для здоровья или жизни вещества в организм. Индивидуальные восприятия вкуса могут варьироваться до 20%. Чтобы обезопасить себя от попадания вредных веществ в организм необходимо: попробовать незнакомую пищу, как можно дольше продержать ее во рту, очень медленно прожёвывать, прислушиваться к собственным ощущениям и вкусовым реакциям. После этого решать: глотать еду или нет.

Ощущение человеком мышц происходит за счет специальных рецепторов, они называются проприорецепторами. Они передают сигналы в центры мозга, сообщая о состоянии мышц. В ответ на эти сигналы, мозг направляет импульсы, которые координируют работу мышц. Учитывая влияние гравитации, мышечное чувство «работает» стабильно. Поэтому человек способен принимать удобную для себя позу, которая имеет большое значение в работоспособности.

Болевая чувствительность человека имеет защитную функцию, она предупреждает об опасности. После поступления сигнала о боли начинают действовать оборонительные рефлексы, как например, удаление организма от раздражителя. При ощущении боли перестраивается деятельность всех систем организма.

Боль воспринимается всеми анализаторами. Когда превышается порог допустимой нормы чувствительности, возникает ощущение боли. Имеются также специальные рецепторы – болевые. Боль может нести опасность, болевой шок осложняет деятельность организма и функцию самовосстановления.

Функции слухового анализатора человека заключаются в возможности воспринимать мир, который наполнен звуками во всей его полноте. Некоторые звуки являются сигналами и предупреждают человека об опасности.

Звуковую волну характеризует интенсивность и частота. Человек их воспринимает, как громкость звука. Слуховой анализатор человека представлен внешним органом – ухом. Ухо является сверхчувствительным органом, оно может улавливать изменения давления, которые поступают от поверхности земли. Строение уха разделяется на наружное, среднее и внутреннее. Оно воспринимает звуки и сохраняет равновесие тела. С помощью ушной раковины улавливаются и определяются звуки, их направление. Барабанная перепонка под воздействием звукового давления колышется. Сразу за перепонкой имеется среднее ухо, еще дальше внутреннее ухо, в котором находится специфическая жидкость, и два органа — вестибулярный аппарат и орган слуха.

В органе слуха находится примерно 23 тысячи клеток, являющихся анализаторами, в которых звуковые волны переходят в нервные импульсы, устремляющиеся в мозг человека. Ухо человека способно воспринимать от 16 герц (Гц) до 2 кГц. Звуковая интенсивность измеряется в белах и децибелах.

Человеческое ухо владеет важной и специфической функцией – бинауральным эффектом. Благодаря бинауральному эффекту человек может определить, с какой стороны к нему поступает звук. Звук, направляется в ушную раковину, которая обращена к его источнику. У человека с одним глухим ухом бинауральный эффект бездействует.

Вибрационная чувствительность также является не менее важной, чем различные сенсорные анализаторы человека. Влияние вибраций может быть очень вредным. Они являются локальными раздражителями и наносят повреждающее воздействие на ткани и находящиеся в них рецепторы. Рецепторы имеют связь с ЦНС, их воздействие оказывает влияние на все системы организма.

Если частота механических колебаний низкая (до десяти герц), тогда вибрации распространяются по всему организму независимо от места нахождения источника. Если такое низкочастотное воздействие происходит очень часто, тогда под негативным влиянием находятся мышцы человека, которые быстро поражаются. Когда на организм воздействуют высокочастотные вибрации, то ограничивается зона их распространения в месте контакта. Это вызывает изменения в кровеносных сосудах, и часто может вызвать нарушения функционирования сосудистой системы.

Вибрации оказывают действие на сенсорную систему. Вибрации общего действия, ухудшают зрение и его остроту, ослабевают светочувствительность глаз и ухудшают функционирование вестибулярного аппарата.

Локальные вибрации снижают тактильную, болевую, температурную и проприоцептивную чувствительность человека. Такие разносторонние негативные воздействия на организм человека приводят к серьезным и тяжелым изменениям в деятельности организма и способно вызвать заболевание под названием виброболезнь.

В целом анализаторы представляют собой совокупность взаимодействующих образований периферической и центральной нервной системы, которые осуществляют восприятие и анализ информации о явлениях, происходящих как в окружающей среде, так и внутри самого организма. Все анализаторы в структурном отношении принципиально однотипны. Они имеют на своей периферии воспринимающие аппараты - рецепторы, в которых и происходит превращение энергии раздражителя в процесс возбуждения. От рецепторов по сенсорным (чувствительным) нейронам и синапсам (контактам между нервными клетками) поступают в центральную нервную систему (рис. 1).

Различают следующие основные виды рецепторов. Механорецепторы, которые воспринимают механическую энергию. К ним относятся рецепторы: слуховой, вестибулярной, двигательной, тактильной, частично висцеральной чувствительности. И хеморецепторы - обоняние, вкус. Терморецепторы, которые имеют кожаный анализатор. Фоторецепторы - зрительный анализатор, и другие виды. Каждый рецептор выделяет из множества раздражителей внешней и внутренней среды свой адекватный раздражитель. Этим и объясняется очень высокая чувствительность рецепторов.

3. Свойства анализаторов

Все анализаторы, благодаря своему однотипному строению, имеют общие психофизиологические свойства:

1. Чрезвычайно высокую чувствительность к адекватным раздражителям. Эта чувствительность близка к теоретическому пределу и в современной технике пока что не достигнута. Количественной мерой чувствительности является предельная интенсивность, то есть наименьшая интенсивность раздражителя, воздействие которой дает ощущение.

2. Абсолютный, дифференциальный и оперативный пределы чувствительности к раздражителю. Абсолютный предел имеет верхний и нижний уровни. Нижний абсолютный предел чувствительности - это минимальный размер раздражителя, который вызывает чувствительность. Верхний абсолютный предел - максимально допустимая величина раздражителя, который не вызывает у человека боль.

Дифференциальная чувствительность определяется наименьшим размером, на котором стоит изменить силу раздражителя, чтобы вызывать минимальное изменение ощущения. Это положение впервые было введено немецким физиологом Э. Вебером и количественно описано немецким физиком Г. Фехнером.

Каждое ощущение, кроме качества, непременно имеет определенную меру интенсивности, или силы. Представляется интересным выяснить, какое взаимоотношение между интенсивностью ощущения и интенсивностью раздражения. Возможно, что интенсивность ощущения или абсолютно не связанная с интенсивностью раздражения, или, напротив, она является прямым отражением этого последнего, или же, наконец, между ними есть специфическая взаимосвязь, которая подчиняется определенной закономерности.

Решить этот вопрос невозможно ни путем простого наблюдения, ни на основе того или другого теоретического рассуждения. В этом случае дать что-либо значимое может только эксперимент. Поэтому неудивительно, что первый шаг, сделанный на пути научного решения этого вопроса, носил экспериментальный характер; в то же время, это был тот первый психологический вопрос, решить которое попробовали путем эксперимента.

История экспериментальной психологии начинается с того времени, когда физиолог Э. Вебер поставил вопрос о соотношении между ощущением и раздражением, то есть между психическим и физическим, с точки зрения их интенсивности. В последующем опыты Э. Вебера продолжил физик Г. Фехнер, окончательно заложив тем самым основы той части психологии, которая известна под названием психофизики и которая в течение нескольких десятилетий считалась наиболее интересной и более важной отраслью психологии.

Так, что же выяснилось о взаимосвязи между ощущением и раздражением с точки зрения их интенсивности?

Во-первых, окончательно подтвердились наблюдения, которые свидетельствуют о том, что человек чувствует вовсе не любое изменение раздражения, а чувствует лишь раздражение относительно большой интенсивности. Во-вторых, в результате точных исследований был найденный закон, который лежит в основе соотношения между интенсивностями раздражения и ощущения.

Для понимания данного закона особенно важным является понятие так называемого порога, установленное в процессе психофизических исследований.

Выяснилось, что интенсивность раздражения должна достичь определенного уровня с тем, чтобы мы хоть как-то почувствовали его действие. Уровень раздражения, которое дает такое едва заметное ощущение, называется нижним порогом ощущения. Однако существуют и такой уровень интенсивности раздражения, после увеличения которого, интенсивность ощущения уже не усиливается. Этот уровень называется верхним порогом ощущения. Действие раздражения мы чувствуем только в интервале между этими порогами, поэтому их принято называть внешними порогами ощущения .

Примечательно, что полного параллелизма между интенсивностями ощущения и раздражения не существует и в межпороговом интервале интенсивностей. Например, беря в руки книгу, мы, понятно, чувствуем ее вес. Следовательно, в данном случае интенсивность ее веса находится в промежутке между нижним и верхним порогами. А теперь заложим в книгу лист бумаги; физически вес книги увеличился, то есть уровень интенсивности раздражения повысился. Однако, взяв книгу в руки, мы это изменение веса не почувствуем. Увеличение веса должно достичь определенного уровня, чтобы мы могли это как-то заметить. Величина прироста раздражения, необходимого для получения этого едва заметного отличия между ощущениями, называется порогом различения .

Раздражение, которое превышает эту величину по интенсивности, называется запороговым, а раздражение с меньшей интенсивностью - допороговым. Уровень порога различения (высокий или низкий) зависит от чувствительности к различению: чем выше чувствительность к различению, тем ниже порог различения.

Э. Вебер первым обратил внимание (1834) на то, что порог различения бывает двояким - абсолютным и релятивным и что очень важно отличать их один от другого. Абсолютным порогом различения называется прирост интенсивности раздражения, необходимый для достижения порога различения. Например, если для того, чтобы почувствовать едва заметное изменение 2000-грамового веса, к нему необходимо прибавить 200 граммов, и тогда эта величина является абсолютным порогом ощущения. Показатель абсолютного порога не является постоянной величиной и зависит от веса основного раздражителя. Например, если к основному раздражителю весом в 2000 граммов следует добавить 200 грамм, то в случае раздражителя весом 4000 граммов 200 граммов уже недостаточно - к нему надо добавить больше.

Если эту же величину (в нашем примере - 200 граммов) выразить не в твердых физических единицах измерения (граммах), а числом, которое выражает отношение между дополнительным раздражением и основным раздражением, то получим релятивный порог различения . В нашем примере вес основного раздражителя составлял 2000 граммов, а дополнительного - 200 граммов; отношение между ними составляет

Следовательно, релятивный порог равняется 0,1. Когда Э. Вебер вычислил релятивный порог различения для разных случаев основного раздражения, выяснилось, что этот порог является константной величиной. В области модальности веса он равняется 0,1. Это значит, что для того, чтобы почувствовать едва заметное изменение веса, его надо увеличить или уменьшить на одну десятую часть.

Именно в этом заключается известный основной психофизический закон Э. Вебера, который сыграл такую значительную роль в истории психологии.

Основной психофизический закон физиологии Вебера-Фехнера: интенсивность ощущений пропорциональна логарифму интенсивности раздражений. В математической форме закон Вебера - Фехнера выражается так:

где p - интенсивность (или сила) ощущения;

S - значение интенсивности действующего раздражителя;

S 0 - нижнее предельное значение интенсивности действующего раздражителя: если 𝑆<𝑆 0 , раздражитель вовсе не ощущается;

K - константа, зависящая от субъекта ощущения.

Графически закон Вебера-Фехнера отображается в виде графика функции y = log 2 x (рис. 2).

Рис. 2. Графическое отображение закона Вебера-Фехнера

3. Возможность к адаптации, то есть возможность приспосабливать уровень своей чувствительности к раздражителям . При высокой интенсивности раздражителей чувствительность снижается и, напротив, при низких - повышается. Это достаточно часто мы встречаем в повседневной жизни, и это не нуждается в комментариях.

4. Возможность тренироваться . Данное свойство выражается как в повышении чувствительности, так и ускорении адаптации (например, часто говорят о музыкальном слухе, чувствительные органы дегустаторов и т. д.).

5. Возможность определенное время сохранять ощущение после прекращения действия раздражителя . Например, человек может возобновить в своем сознании на короткое мгновение увиденную характеристику или услышанные звуковые интонации. Такая "инерция" ощущений определяется как следствие. Длительность последовательного образа значительно зависит от интенсивности раздражителя и в некоторых случаях даже ограничивает возможность анализатора.

6. Постоянное взаимодействие друг с другом . Известно, что окружающий нас мир многогранен, и только благодаря взаимодействию анализаторов осуществляется полное восприятие человеком объектов и явлений внешней среды.

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с проявлением закона Вебера-Фехнера. Например, тень от свечи незаметна при свете солнца, при сильном шуме мы не слышим тихих звуков и тому подобное. Такая реакция человеческого организма обусловлена процессом тысячелетнего отбора, в ходе которого наше сознание воспроизвело мощную систему самосохранения и самозащиты организма. Если бы организм человека фиксировал все без исключения внешние раздражители, то была бы потеряна защитная реакция всей нервной системы. Именно поэтому внешние раздражители фиксируются не по их абсолютной величине, а только по относительной.

Существует порог, запрещенная граница внешнего влияния на организм человека, в пределах которого происходят ее физическая и психическая деградация вплоть до полного разрушения генофонда. Такие явления наблюдаются в зонах стихийного бедствия.

Анализаторы (органы чувств) - сложные системы чувствительных нервных образований, воспринимающие и анализирующие раздражения, действующие на животных и человека.

Каждый анализатор состоит из состоит из трех отделов:

• периферического отдела - органа чувств или рецептора, осущест­вляющего прием и преобразование энергии воздействующих раздражи­телей в процесс нервного возбуждения (глаз, ухо, кожа и др.);
• центрального отдела - подкорковых и корковых структур, кото­рые осуществляют переработку нервных импульсов, приходящих из пе­риферических отделов, в сенсорную информацию (ведущую роль в этом процессе играют проекционные зоны коры больших полушарий головно­го мозга).
• связующего звена - проводящих путей, соединяющих перифериче­ский отдел анализатора с центральным:

  а) афферентных (центростремительных) нервов - восходящих нерв­ных волокон, по которым возбуждение передается от рецепторов к вы­шележащим структурам - центрам нервной системы;

  б) эфферентных (центробежных) нервов - нисходящих нервных во­локон, по которым импульсы из вышележащих центров, особенно из коры больших полушарий головного мозга, передаются к нижележа­щим уровням анализатора, регулируя их активность.

Многочисленные опыты, проведенные методами искусственной стимуля­ции, позволили установить локализацию специфических видов чувствитель­ности в коре головного мозга. Так, представительство зрительной чувстви­тельности сосредоточено главным образом в затылочных долях коры. Слухо­вая чувствительность локализуется в средней части верхней височной извили­ны, осязательно-двигательная - в задней центральной извилине и т. д.;

Анализатор составляет исходную и важнейшую часть рефлекторной ду­ги.

Рефлекторная дуга включает рецептор, проводящие пути, центральную часть анализатора и эффектор - исполнительное звено, осуществляющее ответную реакцию организма на внешнее воздействие. Между рецептором и мозгом существует не только прямая (центростремительная), но и обрат­ная (центробежная) связь. Иными словами, процессы ощущения не только начинаются в органах чувств, но и завершаются в них.

«Ощущение не есть результат только центростремительного процесса, в его основе лежит пол­ный и притом сложный рефлекторный акт, подчиняющийся в своем форми­ровании и протекании общим законам рефлекторной деятельности». Взаи­мосвязь элементов рефлекторной дуги обеспечивает основу ориентировки сложного организма в окружающем мире.

Заслуга открытия рефлекторной дуги и принципа обратной связи принад­лежит Ивану Михайловичу Сеченову. Благодаря действию данного рефлекторного механиз­ма, орган чувств является одновременно и рецептором, и эффектором.

СТРОЕНИЕ, ФУНКЦИИ И СВОЙСТВА АНАЛИЗАТОРОВ (СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ)

Вопрос о процессе превращения сенсорных стимулов в ощущения, об их локализации, а также о механизме и месте образования общего представления о предмете (восприятия) в современной психофизиологии решается на основе учения И.П. Павлова об анализаторах (сенсорных системах).

Анализатор (сенсорная система) - это единая физиологическая система, которая приспособлена к восприятию раздражителей внешнего или внутреннего мира, их переработке в нервный импульс и формированию ощущения и восприятия.

Различают следующие анализаторы (сенсорные системы): болевой, вестибулярный, двигательный, зрительный, интроцептивный, кожный, обонятельный, слуховой, температурный и другие.

Любой анализатор имеет принципиально одинаковое строение (рис. 14.1). Он состоит из трех частей:

1. Начальная - воспринимающая часть анализатора представлена рецепторами. Они развились в процессе эволюции в результате повышенной чувствительности некоторых клеток к определенному виду энергии (тепловой, химической, механической и т.д.). Тот раздражитель, к которому рецептор специально приспособлен, называется адекватным, все остальные будут неадекватными.

Рис. 14.1.

В зависимости от локализации выделяют следующие рецепторы:

А) Экстерорецепторы (зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные), которые лежат на поверхности тела и реагируют на внешние воздействия, обеспечивая приток сенсорной информации из внешней среды. Б) Интерорецепторы располагаются в тканях внутренних органов в просвете крупных сосудов (например, хеморецепторы, барорецепторы) и чувствительны к тем или иным параметрам внутренней среды (концентрации химически активных веществ, давлению крови и т.д.); они важны для получения информации о функциональном состоянии организма и его внутренней среды. В) Проприорецепторы лежат в мышцах, сухожилиях и воспринимают информацию о степени растяжения и сокращения мышц, благодаря которой формируются «чувство тела» (ощущение собственного тела и относительного расположения его частей).

Воспринимающая часть анализатора иногда представлена соответствующим органом чувства (глазом, ухом, и т.д.). Под органом чувства понимается структура, содержащая рецепторы и вспомогательные образования, обеспечивающие восприятие специфической энергии. Например, глаз содержит зрительные рецепторы и такие образования, как глазное яблоко, оболочки глазного яблока, глазные мышцы, зрачок, хрусталик, стекловидное тело, которые обеспечивают воздействие света на зрительные рецепторы.

Функция рецепторов состоит в том, чтобы воспринять энергию раздражителя и преобразовать ее в нервные импульсы определенной частоты (сенсорный код).

2. Проводниковый отдел каждого анализатора представлен чувствительным нервом, по которому возбуждение идет от рецепторов к подкорковым и корковым центрам данного анализатора. При этом различают два пути, связанных между собой: первый, так называемый специфический путь анализатора, идет через специфические ядра ствола головного мозга и играет основную роль в передаче сенсорной информации и возникновении ощущений определенного вида; второй, неспецифический путь, представлен нейронами рети- куляторной формации. Поток импульсов, идущих по нему, изменяет функциональное состояние структур спинного и головного мозга, т.е. оказывает активирующее влияние на нервные центры. Роль проводникового отдела каждого анализатора не сводится лишь к передаче возбуждения от рецепторов к коре: он принимает участие и в возникновении ощущений. Например, подкорковые центры зрительного анализатора, расположенные в среднем мозге (в верхних буграх четверохолмия), получают информацию от зрительных рецепторов и настраивают орган зрения на более точное восприятие визуальной информации. Кроме того, уже на уровне промежуточного мозга возникают неясные, грубые ощущения (например, света и тени, светлых и темных объектов). Рассматривая в целом проводниковую часть анализаторов, следует обратить внимание на таламус. В этом отделе промежуточного мозга сходятся афферентные (чувствительные) пути всех анализаторов (за исключением обонятельного). Это значит, что таламус получает информацию от экс- теро-, проприо- и интерорецепторов об окружающей обстановке и состоянии организма.

Таким образом, в таламусе собирается и анализируется вся сенсорная информация. Здесь она частично перерабатывается и в таком обработанном виде передается в различные области коры. Большая часть сенсорной информации не доходит до высшего отдела ЦНС (а следовательно, не вызывает четких и осознанных ощущений), но становится компонентом двигательных и эмоциональных ответных реакций и, возможно, «материалом» для интуиции.

• 3. Центральный отдел каждого анализатора расположен в определенной зоне коры больших полушарий. Например:
  • зрительный анализатор - в затылочная доле коры;
  • слуховой и вестибулярный анализаторы - в височной доле;
  • обонятельный анализатор - в гиппокампе и височной доле;
  • вкусовой анализатор - в теменной доле;
  • тактильный анализатор (соматосенсорная система) - в задней центральной извилине теменной доли (соматосенсорная зона);
  • двигательный анализатор - в передней центральной извилине лобной доли (моторная зона) (рис. 14.2).

Рис. 14.2.

В составе каждого анализатора есть нисходящие, эфферентные нейроны, «включающие» двигательные реакции. Например, зрительная информация, приходящая в верхние бугры четверохолмия, вызывает «местные» рефлексы-непроизвольные движения глаз за движущимся объектом, один из элементов ориентировочного рефлекса. В коре центральные концы всех анализаторов связаны с моторной зоной, которая является центральным отделом двигательного анализатора. Таким образом, двигательная зона получает информацию от всех сенсорных систем организма и служит связующим звеном в межанализаторных отношениях, тем самым обеспечивая связь ощущений и движений.

Структурные элементы анализаторов не изолированы в нервной системе, а анатомически и функционально связаны с центрами речи, с лимбической системой, подкорковыми отделами, с вегетативными центрами ствола и т.д., что обеспечивает взаимосвязь ощущений с эмоциями, движениями, поведением, речью, и объясняет влияние сенсорной информации на организм человека.

Принципы функционирования анализаторов (сенсорных систем)

Анализаторы образно называют окнами в мир, или каналами связи человека с внешним миром и собственным организмом. Уже «на входе» происходит анализ информации, что достигается избирательным реагированием рецепторов.

В пределах одной модальности существует огромное разнообразие сигналов: так, звуки варьируют по высоте, тембру, происхождению; визуальная информация - по цвету, яркости, формам, размерам и т.д. Способность ощущать разницу между ними обусловлена тем, что в анализаторах на разные раздражители возникают различные сенсорные сигналы. Эта функция получила название различение сигналов. Она достигается формированием на уровне рецепторов нервных импульсов разной частоты (сенсорный код) и включением процессов дифференцировки на всех уровнях сенсорной системы - от рецепторов до коры. По существу различение сигнала - неотъемлемая часть процесса анализа.

По мере развития ребенка и усложнения его взаимодействия с внешним миром дифференцировки становятся все более тонкими благодаря развитию дифференцировочного торможения в коре. Этому способствует также развитие как каждого анализатора в отдельности, так и усложнение их взаимодействия. Большую роль в этом процессе играют движения: двигательные дифференцировки помогают сенсорным. Так, для различения визуальной информации необходимы движения глаз, которые неизбежно сопровождают процесс рассматривания объекта, а также различные положения рук, возникающие при его ощупывании. Тот же принцип имеет место и при формировании фонематического слуха. Чтобы хорошо различать речевые звуки - фонемы, - мало слышать речь другого человека (даже при отличной дикции говорящего), необходимо также хорошо почувствовать собственный артикуляционный аппарат (губы, язык, небо, гортань, щеки), ощутить различия в его позициях при воспроизведении звуков. Многие методы обучения детей дошкольного и младшего школьного возраста, а также коррекционные техники опираются на этот механизм.

Тонкий анализ раздражителей требует активности самого субъекта познания. Если сам человек хочет участвовать в той или иной деятельности, и она вызывает положительные эмоции (интерес, радость), то его сенсорная чувствительность к различным сигналам значительно повышается. Активную роль в этом процессе играет произвольное внимание. Этот результат достигается вследствие контроля со стороны коры больших полушарий и ближайшей подкорки нижележащих отделов анализаторов с помощью эфферентных нейронов (см. рис. 14.1).

Таким образом, сенсорные процессы нельзя рассматривать только как физиологическое отражение объективных свойств объектов, поскольку в них отражается и субъективный фактор -потребности, эмоции и связанное с ними поведение субъекта, которые оказывают влияние на возникающие сенсорные образы.

Один из вопросов, который возникает при изучении сенсорных систем, состоит в том, каким образом передается информация в анализаторах. В рецепторах под влиянием раздражителя формируются нервные импульсы определенной частоты, которые распространяются по афферентным путям группами -«залпами», или «пачками» (сенсорный частотный код). Считается, что количество импульсов и их частота - это тот язык, с помощью которого рецепторы передают информацию в мозг о свойствах отражаемого объекта.

На современном этапе невозможно установить четкое соответствие между тем или иным свойством раздражителя и способом его фиксации в нервной системе. Существующие научные сведения описывают лишь некоторые общие принципы передачи информации в нервной системе (рис. 14.3).

Рис. 14.3.

Схема этого процесса такова. Сенсорный код в форме нервных импульсов, поступает от рецепторов в подкорковые центры мозга, где частично декодируются, отфильтровываются, а затем направляются в специфические центры коры - центры анализатора, где рождаются ощущения. Затем происходит синтез различных ощущений, откуда импульсы направляются к гиппокампу (память) и структурам лимбической системы (эмоции), а затем возвращаются в кору, в том числе в двигательный центр лобной доли. Возбуждение суммируется и строится сенсорный образ.

Таким образом, в построении целостного образа объекта и его опознании участвуют не только ощущения, но и движения, память и эмоции. В памяти хранятся ранее встречавшиеся впечатления (сенсорные образы), а эмоции сигнализируют о значимости полученной информации.

Восприятие не возникает механически или сугубо физиологически. Активное участие в его формировании принимает сам субъект, его сознание, его внимание. Иными словами, сам человек должен обратить внимание на объект, вычленить его, произвольно переключать внимание с целого на части и иметь для этого желание, какую-то цель. Вот почему обучение детей может быть успешным только тогда, когда оно вызывает у них желание познать то, что им предлагается, если оно представляет для них интерес.