Цвет наших органов чувств

Строение органов чувств

С помощью органов чувств мы запахи, осязаем, слышим, видим, чувствуем вкус. Органы чувств воспринимают свет, колебания воздуха, мельчайшие частички веществ в воздухе и передают в мозг в виде нервных сигналов. Наш мозг позволяет воспринимать эти сигналы в виде ощущений. Так мы получаем представление об окружающем мире. Таким образом, органы чувств — это анализаторы, которые включают рецепторный, проводниковый и корковый отделы.

С древности считается, что у человека пять чувств: зрение, осязание, обоняние, слух и вкус. За зрение отвечают глаза, за слух — слуховой аппарат в ушах, за вкус — рецепторы на языке, за осязание — рецепторы на коже, за обоняние — рецепторы в носу. Кроме того, есть еще и вестибулярный аппарат, который обеспечивает равновесие и чувство положения в пространстве.

Органы зрения

Мы видим окружающий мир и различаем предметы глазами. Глаза — органы, воспринимающие свет и передающие сигналы в мозг, — помогают определить размеры предметов, их форму, цвет и даже видеть их движение.

Наши глаза по форме похожи на небольшие шары. Они находятся в глазных впадинах черепа и надежно защищены от внешних воздействий. При помощи мышц глаза могут поворачиваться.

Глаза принимают свет, отраженный от окружающих предметов. Для его восприятия в глазу существуют линзы — роговица и хрусталик. Свет попадает в зрачок, а потом преломляется в роговице и хрусталике и попадает на сетчатку, где находятся светочувствительные клетки. Из сетчатки сигналы о полученном изображении попадают в зрительный нерв, а затем — в мозг. Именно в мозге формируются зрительные ощущения.

Почему у нас разный цвет глаз?

Радужная оболочка — это та часть сосудистой оболочки глаза, которая определяет его цвет. В ней находится черный пигмент. В светлых глазах он упакован в гранулы, а в черных — распределен по всей радужке равномерно. От количества гранул и того, как они распределяются, зависит, будут ли глаза карими, зелеными или голубыми.

Почему мы часто моргаем?

Наши глаза — это очень сложный и нежный орган. Их поверхность постоянно нуждается в смачивании жидкостью. Эта жидкость вырабатывается слезными железами, расположенными с внутренней стороны век. При движении веки смачивают поверхность глазного яблока и очищают его от посторонних частиц.

Слух + равновесие = уши

С помощью слуха мы воспринимаем звуки — колебания воздуха, которые окружают человека повсюду. Источником звука может быть любой предмет, передающий свои колебания по воздуху.

Ухо воспринимает звуковые вибрации и проводит их по волокнам в корковые центры головного мозга, где они преобразуются в слуховые представления.

Ухо устроено довольно сложно. В нем имеется три отдела: наружное, среднее и внутреннее. Наружное ухо включает ушную раковину и наружный слуховой проход. Именно оно улавливает звуки, то есть исполняет роль радара. Среднее ухо, или барабанная полость, отделено от наружного барабанной перепонкой и содержит косточки: молоточек, наковальню и стремечко. Евстахиева труба соединяет среднее ухо с носоглоткой. В среднем ухе полученный звук усиливается. Внутреннее ухо представляет собой костный лабиринт, состоящий из преддверия, улитки и трех полукружных каналов. Внутри костного лабиринта находится перепончатый лабиринт. Улитку же заполняет особая жидкость — эндолимфа. Именно она передает звуковые волны по так называемым вестибулярной и барабанной лестницам. При этом разделяющая их базиллярная мембрана колеблется. На этой мембране располагаются рецепторные клетки, выглядящие как маленькие волоски. Они передают возбуждение слуховому нерву, а тот отправляет импульс в мозг. Этот импульс и преобразуется в слуховые ощущения.

Но ухо человека воспринимает не все звуки, а только в диапазоне от 16 000 до 20 000 колебаний в секунду.

Как мы поддерживаем равновесие?

Ухо — не только орган слуха, но и орган равновесия. Обычно мы не задумываемся, как поддержать его — это происходит автоматически. Когда мы поворачиваем голову, жидкость (эндолимфа) в полукружных каналах заставляет волоски в студенистой массе сгибаться. Волоски связаны с вестибулярным нервом, который призывает головной мозг сохранять равновесие. Но даже при сложных движениях задействован почти такой же механизм. Он отличается только тем, что навыки для удержания равновесия были отработаны специально.

За восприятие вкуса отвечает наш язык. Если мы потрогаем пальцами соль и сахар, то не отличим их. Но стоит их поочередно положить на язык — и мы сразу определим, где сахар, а где соль. Это зависит от вкусовых сосочков — специализированных участков ротовой полости, которые находятся в маленьких бугорках на поверхности нашего языка. В каждом бугорке содержится 100—200 вкусовых сосочков.

Считается, что вкусовые сосочки способны определять лишь четыре основных вкуса: сладкий, кислый, соленый и горький. Но при этом выделяют также вкус умами, терпкий, жгучий, мягкий, щелочной и даже металлический вкусы. Поэтому вопрос о вкусовых рецепторах далеко не так прост, как может показаться. Но в любом случая вещества пищи вызывают раздражение вкусовых сосочков, и возникающие нервные сигналы передаются в мозг. Именно в мозге создаются различные вкусовые ощущения. За формирование вкусовых ощущений отвечает так называемый вкусовой анализатор. Его центральная часть находится в головном мозге, а периферические отделы — нервные волокна — во вкусовых сосочках языка, мягком нёбе и задней стенке глотки.

Почему сладости вкусные?

Наш организм нуждается в углеводах, а значит, и в сахаре, распад которого дает нам необходимую энергию. Именно поэтому эволюция сделала ощущение сладкого приятным.

В прошлом сахар поступал в наш организм с фруктами и луком, где он содержится в большом количестве. Однако впоследствии люди научились делать всевозможные сладости, где сахар находится в концентрированном виде, и, конечно, производить чистый сахар. И чувства стали нас обманывать, стремясь как можно больше есть сладкое, а ведь избыток сахара вреден.

Органы восприятия запахов

Обоняние — это восприятие запахов с помощью соответствующих органов. Воспринимает их обонятельное поле, которое располагается на слизистой оболочке вверху носовой полости, прямо под передними долями головного мозга. На его поверхности расположено множество особых клеток с ресничками. Реснички эти погружены в слой слизи, в которой растворяются газообразные вещества, поступившие в нос вместе с воздухом.

Возникающая в результате химическая реакция приводит к тому, что в обонятельных клетках возникают электрические импульсы. Они через решетчатую кость передаются по нервам в обонятельную луковицу, где полученная информация обрабатывается. Затем сформировавшийся сигнал передается по нервам в кору головного мозга, где и происходит осознание запаха.

Какие бывают запахи?

Многие ученые полагают, что первичных запахов насчитывается семь: камфарный, эфирный, мятный, цветочный, мускусный, гнилостный и острый. Остальные же запахи представляют собой их сочетания. Например, сочетание камфарного, цветочного и гнилостного запахов дает миндальный. Есть и другое мнение, согласно которому первичных запахов больше 50. Обычный человек может распознать до ста запахов, но опытные парфюмеры способны на большее и распознают несколько десятков тысяч.

Осязание

Способность кожи человека ощущать прикосновения к предмету называется осязанием. Самые чувствительные участки кожи находятся на руках. Так, пальцы способны уловить малейшее прикосновение. Ощупывая предмет руками, даже с закрытыми глазами мы можем определить его форму, размеры и шероховатость.

Как работает кожа?

Кожа покрывает все наше тело. Она отделяет его от окружающего мира и является сложным живым органом. Кожа состоит из различных клеток, которые постоянно обновляются. В коже заканчиваются нервные волокна. С помощью кожи человек чувствует удары, уколы, тепло и холод, то есть осязает. Таким образом, кожа и защищает наше тело, и служит органом осязания.

Источник

Цвет — это лишь иллюзия, созданная мозгом

Невероятно, но в окружающем нас мире красок нет. Цвет — это лишь иллюзия, созданная мозгом, в физической реальности не существующая.

Посмотрите вокруг себя. Вас с самого рождения окружает иллюзия, «дополнительная реальность», которая будучи хорошим приспособлением настолько привычна, что подобно воздуху, для нас абсолютно незаметна.

Например, радугу человек показывает как бы только себе: ее существование связано с особенностями человеческого зрения и зависит от конических фоторецепторов в ваших глазах — для других живых существ, не имеющих подобных конусов-колбочек, радуга вообще не существует. Таким образом, вы не просто смотрите на радугу — вы создаете ее.

Дадим слово Эрвину Шрёдингеру, нобелевскому лауреату по физике, одному из создателей квантовой механики, более известному широкой публике благодаря одному коту: «Если вы спросите у физика, что, в его понимании, есть желтый свет, он вам ответит, что это поперечные электромагнитные волны, длина которых примерно равна 590 нанометрам (нм). Если вы спросите его: «а где тут желтый?», то он ответит: «в моей картине его нет совсем, но когда эти колебания попадают на сетчатку здорового глаза, у человека, которому принадлежит этот глаз, возникает ощущение желтого цвета.»

Однако, ощущение цвета невозможно объяснить в рамках объективной картины волн света, имеющейся у физиков. Доказательством тому служат зрительные иллюзии, цветные сны с закрытыми глазами и люди, споcобные видеть цвет иными органами чувств.

Обман зрения

Зрительные иллюзии раскрывают некоторые аспекты того, как работает зрение. Если пристально смотреть на точку в центре черно-белого изображения в течение 15 секунд, то картинка обретает краски.

Давайте посмотрим на ещё одну иллюзию. По русски она называется — бегущий салатовый круг, на английском звучит она более интересно, — сиреневый охотник или Пак—ман иллюзия. Основана она на эффекте Трокслера.

Что здесь необычного? Через мгновения на месте пропадающих фиолетовых пятен появляется зеленое пятно, носящееся по кругу. Но его ведь в реальности нет! Электромагнитные волны из диапазона спектра нанометров нам физически не попадают на сетчатку глаза. Это так же необычно, как если бы мы слышали мелодию песни, и при этом в ухо на барабанную перепонку не поступали бы звуковые колебания. А если сконцентрироваться на крестике, то фиолетовые пятна пропадают вовсе.

Вот статический кадр из гифки выше, который отображает реальность. Физически присутствуют только фиолетовые кружки. Зеленого нет ни на одном из кадров. Это ещё одно подтверждение нефизической природы цвета. Более того, когда мы видим цветные сны, глаза вообще закрыты.

Сконцентрируйте взгляд на центр картинки. Через некоторое время расплывчатые цветные образы исчезнут и превратятся в сплошной белый фон, исчезнув таким образом. Картинка не гиф. Здесь напротив, электромагнитные волны, отвечающие за цвета, попадают к нам в глаза, но цвета мы перестаем видеть.

Если посмотреть на центральные плитки кубика на вершине и на стороне повернутой к нам, то видно, что в первом случае плитка имеет коричневый цвет. Во втором — оранжевый. Это наше восприятие реальности. Но физическая реальность такова, что эти две плитки одно и то же.

Цветные цифры

«Я сказала моему отцу: я поняла, что для того, чтобы написать букву „R“ все, что я должна сделать, это сначала написать „P“ и затем провести линию вниз от её петли. И я была так удивлена, что могу превратить желтую букву в оранжевую букву, только добавив линию», — писала Патриция Лин Даффи, писатель и синестетик.

У некоторых людей раздражение одних органов чувств вызывает как специфические для него ощущения, так и ощущения, соответствующие другому органу чувств. Это явление называется синестезией, что с греческого переводится как совместное чувство. То есть человек может смотреть на движущиеся картинки и при этом слышать звук. Или для него каждая цифра или буква может иметь собственный цвет, как на рисунке ниже. Цветные цифры это самый распространенный вид синестезии. Кстати интересно, что увидит Патриция, если оранжевая для неё Р будет написана салатовыми чернилами?

То есть совсем не обязательно чтобы цвет был связан с определенной длиной электромагнитной волны. Цвет может порождаться звуковыми колебаниями, а звук, например, определенной анимацией.

Нобелевский лауреат по физике, Ричард Фейнман говорил, —»Когда я вижу уравнения, я вижу буквы в цвете — я не знаю, почему.» Да, он тоже был синестетиком.

Джеймс Ваннертон чувствует слова на вкус. Нью—Йорк для него по вкусу как вареное яйцо, а Лондон — как картофельное пюре. А другой человек, Макаллистер, видит музыку. У него на звук реагируют участки отвечающие за слух и зрение. Поразительно, что он слеп с 12 лет: «Когда я слышу музыку, у меня перед глазами появляются разноцветные вспышки, мне кажется, что вижу даже больше прекрасных цветов, чем зрячие люди.»

И вот, чтобы проверить, не врут ли люди и не сумасшедшие ли они, разработаны вот такие тесты, как на рисунке ниже. На листке напечатано много пятерок и двоек. Обычный человек сравнительно долго ищет двойки, для него все цифры на одно лицо. Синестетику же не нужно время на рассматривание каждой цифры. Он сразу видит образуемую двойками красную пирамиду.

Феномен цвета

Учеными проводились эксперименты на восприятие искусственными нейронными сетями (ИНС) иллюзий. Восприятие освещенности выбранной точки зависело от окружающей структуры, от контекста, в которой она находилась. Так же на формирование иллюзии влиял предыдущий опыт, стереотипность восприятия. Например, люди видят лицо выпуклым не только когда оно реально выпуклое, но и в случае, если это оборотная часть маски, то есть вогнутая внутрь фигура.

Мы живем в своей информационной реальности. Цвет лишь иллюзия созданная мозгом, в физической реальности не существующая. В зависимости от ожиданий, контекста, ментальных моделей, мозг может произвольно изменять цвета объектов. Что трудно было бы себе представить, если бы цвет был бы реальным физическим феноменом.

Цвета это определенная форма языка. Когда мы видим один цвет, мы видим нечто неопределенное, несамостоятельное, что—то вроде одного слова в языке. Интерпретация же этого «слова» происходит, если мы его помещаем в «предложение» и его контекст. А электромагнитные волны, это по видимому сущности, представленные для нас в двух ипостасях, экзистенциональной, как часть физической реальности, и денотативной как и чернильные пятна на бумаге, сформированные в осмысленные для нас конфигурации, слова имеющие смыслы, как часть реальности информационной.

Кстати, даже если будет раскрыта природа цвета в нашем сознании, возникает вопрос, а почему цвета именно такие, какими мы их видим? Это обусловлено нашим строением или это может быть было как-то случайно выбрано в ходе эволюции, как случайно были выбраны именно такие, а не иные буквы для алфавита? Каково это видеть мир в ультрафиолете или в гамма?

Так же из этого следует, что наш мир, видимо, не только не красочен, но еще и беззвучен. И на вопрос, слышен ли звук падающего дерева в лесу, если рядом никого нет, можно дать ответ. Нет, не слышен. Физика сохраняется. Дерево падает, распространяются колебания воздуха. Но звук рождается в мозге наблюдателя.

Источник