Модель органов чувств человека

Анализатор (сенсорная система) — функциональная система, обеспечивающая восприятие и переработку информации из внешней и внутренней среды организма. Учение об анализаторах разработано И.П. Павловым. Совокупность рецепторов, сконцентрированных в определенных участках тела, и клеток других тканей образует органы чувств. Анализатор состоит из трех отделов:

периферический — рецепторы, которые входят в состав органов чувств. Рецептор — это клетка, способная воспринять раздражитель и преобразовать его в нервный импульс. Есть хеморецепторы (вкуса, обоняния); механорецепторы (осязания, слуха); фоторецепторы (зрения); терморецепторы (холода, тепла); болевые рецепторы;
проводниковый — нервы, отходящие от рецепторов органов чувств;
центральный — участок коры больших полушарий, где происходит декодирование (расшифровка) информации с языка нервного импульса в форму соответствующего ощущения (зрительного, слухового, вкусового и т.п.).

Органы чувств — высокоспециализированные органы, воспринимающие определённый раздражитель. У человека различают шесть органов чувств: орган зрения, слуха, обоняния, вкуса, кожно-мышечного чувства и равновесия. Действуя одновременно, они обеспечивают человека разнообразной информацией об окружающем объективном мире, которая отражается в его сознании в виде субъективных образов — ощущений, восприятий и представлений памяти.

Проводящий путь сенсорной системы представлен чувствительными нервами, передающими нервный импульс в ЦНС. Частично информация начинает обрабатываться уже на уровне рецепторов, однако главную роль играет обработка в ЦНС.

Корковый отдел сенсорной системы — определённая зона коры больших полушарий головного мозга, где нервный импульс воспринимается и анализируется. На этом уровне возможно взаимодействие между различными сенсорными системами. В результате согласованной работы сенсорных систем в больших полушариях формируется программа поведения, оценка действий и др.

Зрительная сенсорная система (органы зрения)

Зрительная сенсорная система состоит из глаз, зрительного нерва и зрительных центров в височной области коры больших полушарий (коркового центра).

Глаз состоит из глазного яблока (шаровидное тело, расположенное в глазнице черепа) и вспомогательного аппарата (брови, веки с ресницами, слёзный аппарат и глазодвигательные мышцы).

Брови — волосы, предохраняющие глаза от попадания пота со лба. Веки — кожные складки с растущими по свободному краю ресницами, которые защищают глазное яблоко от ветра, пыли, ярких солнечных лучей. Слёзный аппарат включает слёзную железу, расположенную в верхнем наружном углу орбиты, и систему слёзных путей (слёзный каналец, слёзный мешок, носослёзный канал). Глазодвигательные мышцы соединяют глазное яблоко со стенками глазницы и обеспечивают его движения.

Глазное яблоко состоит из ядра, покрытого тремя оболочками: фиброзной, сосудистой и сетчатой (сетчаткой). Фиброзная оболочка в заднем отделе образует склеру, придающую глазному яблоку определённую форму, а в переднем отделе — прозрачную роговицу, которая пропускает и преломляет свет. Тонкая и нежная сосудистая оболочка с густой сетью тончайших сосудов и капилляров обеспечивает снабжение глаза кровью. В передней части глаза она образует радужную оболочку, в её центре имеется небольшое отверстие — зрачок, он способен рефлекторно расширяться или сужаться в зависимости от интенсивности света. Позади зрачка находится прозрачный и эластичный хрусталик, кривизна которого регулируется ресничной мышцей. Стекловидное тело заполняет почти всю внутреннюю полость глазного яблока. Сетчатка состоит из рецепторов — палочек и колбочек. Участок сетчатки, из которого выходит зрительный нерв, — слепое пятно. Почти рядом с ним находится жёлтое пятно, образованное скоплением рецепторов, — место наилучшего видения.

На сетчатке образуется уменьшенное перевёрнутое изображение видимых глазом предметов. Действительное изображение формируется в зрительной коре после поступления возбуждения от фоторецепторов. Для чёткого восприятия близких и далёких предметов хрусталик меняет свою кривизну, фокусируя лучи на сетчатке. Эта способность называется аккомодацией. Стереоскопичность (объёмность) зрения достигается сочетанием зрительных осей обоих глаз так, чтобы изображение падало на идентичные участки сетчатки.

Слуховая сенсорная система (органы слуха)

С помощью слуха человек воспринимает и анализирует огромное многообразие звуков окружающего мира и овладевает способностью говорить.

Слуховая сенсорная система состоит из рецепторов, расположенных в улитке внутреннего уха, слуховых нервов, проводящих импульс в головной мозг, и слуховых центров в височной доле коры головного мозга, где окончательно различается характер звука, его высота и тембр.

Орган слуха человека состоит из трёх отделов: наружного, среднего и внутреннего уха. Наружное ухо служит для улавливания и проведения звуковых колебаний. Барабанная перепонка отделяет наружное ухо от среднего. Среднее ухо расположено внутри височной кости, отграничено барабанной перепонкой и овальным окном внутреннего уха. Оно состоит из заполненной воздухом барабанной полости (соединена с носоглоткой слуховой (евстахиевой) трубой, через которую уравновешивается давление воздуха в полости среднего уха с атмосферным давлением) и тремя слуховыми косточками — молоточком, наковальней и стремечком, соединёнными между собой суставами. Вибрация барабанной перепонки передаётся сращённому с ней молоточку, а затем — наковальне и стремечку, передающему её на овальное окно. Внутреннее ухо представляет собой сложную систему полостей и каналов, заполненных жидкостью. Основные части: улитка (содержащая слуховые рецепторы) и три полукружных канала (орган равновесия). Улитка — тонкостенный спиральный канал, заполненный жидкостью. В её полости расположен кортиев орган, содержащий волосковые клетки, преобразующие колебания жидкости улитки, вызванные звуковыми колебаниями, в нервные импульсы.

Вестибулярная сенсорная система (орган равновесия)

Вестибулярная сенсорная система (анализатор равновесия и положения тела в пространстве) играет важную роль в управлении движениями. Она включает рецепторные клетки органа равновесия, нервы, проводящие возбуждение в продолговатый мозг и мост, корковые центры в теменной и височной долях больших полушарий (при сознательном определении тела в пространстве) или мозжечок и спинной мозг (при рефлекторных реакциях).

Орган равновесия (вестибулярный аппарат) — часть внутреннего уха, состоящая из трёх полукружных каналов и двух мешочков преддверия (сферического и эллиптического). В стенках мешочков группами расположены волосковые клетки. Волоски этих клеток погружены в студнеобразное вещество, в котором разбросаны мелкие известковые кристаллы — отолиты. При любом положении тела отолиты деформируют волоски определённой группы волосковых клеток. Эта деформация вызывает возбуждение в оплетающих эти клетки нервных волокнах. Возбуждение поступает в нервный центр (в продолговатом мозге) и при необычном положении тела вызывает ряд двигательных рефлекторных реакций, приводящих тело в нормальное положение. Полукружные каналы расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, поэтому их рецепторы раздражаются при изменении положения или движения тела в любом направлении.

Органы химического чувства (органы обоняния и вкуса)

Хеморецепторные сенсорные системы — обонятельная и вкусовая, их периферический отдел состоит из специфических хеморецепторов (обонятельных и вкусовых).

Обонятельные рецепторы расположены в слизистой оболочке носа. Попадая вместе с воздухом в нос, молекулы пахучих веществ растворяются в слизи, затем путём химического взаимодействия возбуждают обонятельные клетки. Это возбуждение по волокнам обонятельного нерва поступает в центр обоняния (обонятельные зоны промежуточного мозга и коры больших полушарий), где происходит различение запахов.

Скопления вкусовых рецепторов (вкусовые луковицы), размещённые во вкусовых сосочках (выростах слизистой оболочки), расположены на языке и стенках ротовой полости. На вкусовые рецепторы химически воздействуют растворённые в воде вещества. Возникающее возбуждение по волокнам вкусового нерва поступает в мост и продолговатый мозг, а оттуда — в центр вкуса, расположенный на внутренней поверхности коры между полушариями головного мозга. Там возникают четыре вкусовых ощущения: солёного, горького, кислого и сладкого. Вкус пищи — комбинация этих ощущений в разном соотношении, к которой добавляется также ощущение запаха пищи.

Осязательная сенсорная система (орган осязания)

Кожные рецепторы разбросаны в толще кожи по всей поверхности тела. В большинстве случаев они представляют собой многоклеточные тельца разной формы, внутрь которых заходит и разветвляется чувствительное нервное волокно. Кожные рецепторы расположены неравномерно. Наибольшая их концентрация отмечена на кончиках пальцев рук, губах и наружных половых органах. Поэтому эти участки тела наиболее чувствительны к механическим и температурным раздражителям.
В коже и слизистых оболочках расположены механорецепторы, реагирующие на различные механические раздражения — давление, прикосновение, вибрацию; особенно многочисленны они на языке, ладонях и кончиках пальцев. Возбуждение от рецепторов по центростремительным нервам через спинной мозг поступает в зону кожной чувствительности коры больших полушарий. С помощью осязания человек способен различать форму, размеры, характер поверхности предмета.
Температурная чувствительность связана с холодовыми и тепловыми рецепторами, расположенными в коже, а также во многих внутренних органах. Импульсы от них посылаются в ЦНС, где информация анализируется, и запускается реакция терморегуляции.
Боль — психофизиологическая реакция на повреждающий раздражитель, вызывающий в организме органические или физиологические нарушения, она является врождённой сигнальной реакцией. Боль вызывает оборонительную реакцию, направлённую на сохранение целостности организма. Специальных болевых рецепторов нет, поэтому боль воспринимают свободные нервные окончания, расположенные по всему организму.

Проприорецепторы

В опорно-двигательном аппарате есть особые механорецепторы — проприорецепторы, посылающие в головной мозг информацию о состоянии мышц (их сокращении или растяжении). Благодаря проприорецепторам человек всегда знает, в каком положении пребывают разные части его тела. Строение их различно — от простых нервных окончаний до сложноустроенных мышечных веретён (покрытые соединительнотканной капсулой скопления из нескольких видоизменённых мышечных волокон, оплетённых одним или несколькими чувствительными нервными волокнами). Растяжение или сокращение мышечных волокон вызывает в нервном волокне возбуждение, которое направляется в зону мышечной чувствительности коры больших полушарий и к мозжечку.

Это конспект по теме «Органы чувств, их роль в жизни человека». Выберите дальнейшие действия:

Источник

Физиология и основы гигиены человека

Основы анатомии и физиологии человека. Профессиональные заболевания

1. ВВЕДЕНИЕ

Анатомия и физиология человека – это важнейшие биологические науки, изучающие строение и функции человеческого организма. Как устроен человек, как функционируют его органы, должен знать не только каждый медик и биолог, но и специалист – инженер-эколог, который непосредственно занимается вопросами охраны здоровья человека и окружающей природной среды.

Организм человека представляет собой единую систему с общими законами развития, закономерностями строения и жизнедеятельности. Его функционирование подчиняется биологическим закономерностям, присущим всем живым организмам. В то же время человек социален и отличается от животных развитым мышлением, интеллектом, наличием второй сигнальной системы, общественными взаимоотношениями. Особенности формы, строения тела человека невозможно понять без анализа функций, равно как нельзя представить особенности функции любого органа без понимания его строения. Человеческий организм состоит из большого числа органов, огромного количества клеток, но это не сумма отдельных частей, а единый слаженный живой организм. Поэтому нельзя рассматривать органы без взаимосвязи друг с другом, без объединяющей роли нервной и сосудистой систем.

Анатомия и физиология, входящие в число естественнонаучных дисциплин, составляют фундамент для последующего изучения экологии, токсикологии, микробиологии. Без этих наук о структуре и процессах, происходящих в органах и их элементах, нельзя понять любые преобразования как в здоровом организме в условиях нормы, так и при заболеваниях в условиях вредного воздействия экологических факторов на организм. Ведь особенности строения тела человека, характерные для каждого индивидуума, передающиеся от родителей, определяются наследственными факторами, а также влиянием на данного человека внешней среды (экологические факторы, питание, физические нагрузки). Человек живет не только в условиях биологической среды, но и в обществе, в условиях определенных человеческих взаимоотношений. Поэтому он испытывает воздействие коллектива, социальных факторов. В связи с этим анатомия и физиология изучают человека не только как биологический объект, но учитывают при этом влияние на него социальной среды, условий труда и быта.

Особую роль при этом приобретает знание профессиональных заболеваний, обусловленных воздействием на организм человека различных факторов химической, физической и биологической природы.

Древние греки утверждали: «В здоровом теле – здоровый дух». Зная, как работает организм, какие факторы наиболее значимы в регуляции жизнедеятельности, можно предвидеть, каким образом возможно предотвратить нарушение функций отдельных систем и органов под влиянием различных вредных веществ, с которыми контактирует человек в результате своей производственной деятельности.

Источник

Электрическое чутье, квантовый компас и углы поляризации: все о недоступных человеку способностях

Человек наделен пятью органами чувств: зрением, слухом, вкусом, обонянием и осязанием. Однако существуют и другие, недоступные человеку. Рассказываем, чем обделила нас природа.

Читайте «Хайтек» в

Органы чувств у человека

Информация, получаемая головным мозгом человека от органов чувств, формирует восприятие человеком окружающего мира и самого себя.

Человек получает информацию посредством основных органов чувств:

Информация о раздражителях, воздействующих на рецепторы органов чувств человека, передается в центральную нервную систему. Она анализирует поступающую информацию и идентифицирует ее (возникают ощущения). Затем вырабатывается ответный сигнал, который передается по нервам в соответствующие органы организма.

Видов внешних ощущений 6 (моторика не имеет отдельного органа чувств, но ощущения вызывает). Человек может испытывать 6 видов внешних ощущений: зрительные, слуховые, обонятельные, тактильные (осязательные), вкусовые и кинестетические ощущения [1] .

Проводящие пути от органов чувств у человека — вестибулярный, слуховой, зрительный, обонятельный, осязательный и вкусовой пути центральной нервной системы.

Электрический нюх

Электрорецепция относится к тому разряду органов чувств акул, которые находятся за пределами понимания человека — можно вычислить принцип их работы, но невозможно даже предположить, какие ощущения дает хищницам этот набор сенсоров.

Сеть акульих электрорецепторов открыл Стефано Лоренцини. В 1678 году он описал их как множественные поры, уходящие под кожу хищниц трубчатыми каналами с желеобразным наполнителем. Итальянский анатом не смог определить их назначения, предположив, что ампулы Лоренцини являются неким органом чувств акул.

Позже возможности электрического нюха акул хорошо показал американский ученый Адрианус Калмейн. Он провел интернесный эксперимент: взял морскую камбалу Pleuronectes platessa, кошачьих акул Scyliorhinus canicula и выпускал их вместе в гигантский резервуар с водой. Камбала закапывались в песок на дне, но хищник все равно находил жертву.

Акулы реагируют на фантастически слабые электрические поля — миллиардные доли одного вольта. Дальнейшие исследования показали, что акулы способны детектировать электрические поля с напряженностями вплоть до 5 нВ/см.

Сомы, миноги и многие другие рыбы приспособили к электрорецепции боковую линию, в норме отвечающую за восприятие движения и вибрации окружающей их воды.

Однако воспринимают разряды тока не только рыбы, но и утконосы: они во время охоты закрывают глаза, уши и ноздри, но все равно способны поймать себе пропитание даже в мутных водах. На клюве у утконоса есть 40 тыс. электорецепторов, работающих в спарке с механорецепторами, реагирующими на перепады давления в воде.

Квантовый компас или магниторецепция

Магниторецепция — это чувство, которое дает организму возможность ощущать магнитное поле. Это нужно, чтобы определять направление движения, высоту или местоположение на местности.

Так можно объяснить бионавигации у беспозвоночных и насекомых, а также как средство развития у животных ориентирования в региональных экосистемах. При применении магниторецепции как средства и способа навигации, организм имеет дело с обнаружением магнитного поля Земли и его направления.

Магниторецепцию наблюдали у бактерий, у таких беспозвоночных, как плодовые мухи, лобстеры и медоносные пчелы. Это ощущение присутствует и у некоторых позвоночных, в частности — птиц, черепах, акул и некоторых скатов. Утверждение о присутствии магниторецепции у человека является спорным.

Есть свидетельства, что птицы и насекомые обладают магнитным чувством и используют его для навигации в пространстве, но пока неясно, за счет чего у них возникает магниторецепция. Сейчас считается, что за это отвечают специфические белки, такие как криптохромы, основная функция которых — это фоторецепция с фокусом на синий и ультрафиолетовый свет, а магнитное чувство здесь идет как полезное и приятное дополнение.

Механизм действия магниторецепции у животных остается неясным, однако существуют две главные гипотезы, способные объяснить это явление.

Поляризация или способность видеть прозрачное

Не все подводные обитатели имеют электрорецепторы, поэтому они опираются на другие органы чувств, чтобы добыть себе еду. В частности они опираются на свет, который доходит до их глубин и обращают внимание на поляризацию — это характер колебания электрического (или магнитного) поля в бегущей электромагнитной волне света.

Разная поляризация может изменить световую картину, сделать ее более выпуклой и понятной.

Именно так и поступают осьминоги и другие головоногие моллюски, не обладающие цветовым зрением, но все равно способные охотиться даже на прозрачных подводных обитателей: их тело всегда меняет поляризацию проходящего через них света.

Известно, что головоногие моллюски способны различать изменение угла поляризации света, то есть обладают поляризационной чувствительностью. Поляризационная чувствительность является неотъемлемой частью всех визуальных функций головоногих моллюсков. Поляризационная чувствительность определяется как способность различать свет с разной степенью и/или углами поляризации независимо от его относительной яркости и цвета.

Кроме них такое продвинутое зрение доступно еще многим ракообразным, паукообразным и насекомым.

Расширение привычных человеческих способностей

Не все живые существа могут похвастаться необычными органами чувств, но могут расширить уже известные пределы наших способностей.

Эхолокация — это способность некоторых животных ориентироваться в пространстве, улавливая ушами отраженные от объектов звуковые волны. Особенно сильно от этой способности зависит жизнь летучих мышей — они издают неслышимый для людей писк, который отражается от твердых объектов и помогает мышам понять, куда им нужно двигаться.

Животные используют эхолокацию для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг, в основном при помощи высокочастотных звуковых сигналов. Наиболее развита у летучих мышей и дельфинов, также ее используют землеройки, тюлени и некоторые виды птиц.

Происхождение эхолокации у животных остаётся неясным; вероятно, она возникла как замена зрению у тех, кто обитает в темноте пещер или глубин океана. Вместо световой волны для локации стала использоваться звуковая. Этот способ ориентации в пространстве позволяет животным обнаруживать объекты, распознавать их и даже охотиться в условиях полного отсутствия света, в пещерах и на значительной глубине.

Органы восприятия человека и других высших приматов не приспособлены под инфракрасное излучение, иначе говоря человеческий глаз его не видит.

Однако, некоторые биологические виды способны воспринимать органами зрения инфракрасное излучение. Так, например, зрение некоторых змей позволяет им видеть в инфракрасном диапазоне и охотиться на теплокровную добычу ночью. Чувствительности инфракрасных детекторов ямкологовых змей Crotalinae вполне достаточно для того, чтобы засечь руку человека на расстоянии 40—50 см и чувствовать перепады температуры вплоть до сотых градусов Цельсия, что и позволяет этим рептилиям молниеносно фокусироваться на своих жертвах.

Более того, у обыкновенных удавов эта способность имеется одновременно с нормальным зрением, в результате чего они способны видеть окружающее одновременно в двух диапазонах: нормальном видимом, как и большинство животных, и инфракрасном.

Среди рыб способностью видеть под водой в инфракрасном диапазоне отличаются такие рыбы, как пиранья, охотящаяся на зашедших в воду теплокровных животных, и золотая рыбка.

Среди насекомых инфракрасным зрением обладают комары, что позволяет им с большой точностью ориентироваться на наиболее насыщенные кровеносными сосудами участки тела добычи.

Нобелевский лауреат 1973 года Карл фон Фриш доказал, что пчелы хорошо видят в ультрафиолете. Они научились неплохо использовать цветы, размещающие на своих лепестках целые посадочные полосы, невидимые для человека.

Источник