4.4.2. Общая характеристика анализаторов человека. Закон Вебера-Фехнера. Классификация анализаторов

Целесообразная и безопасная деятельность человека базируется на постоянном восприятии и анализе информации об окружающей среде и своем внутреннем состоянии. Все раздражения, которые воздействуют на организм и возникают в нем самом, человек воспринимает с помощью анализаторов.

Основной характеристикой анализаторов является чувствительность – свойство живого организма воспринимать раздражения, обусловленные действием факторов внешней или внутренней среды. Чувствительность характеризуется величиной порога ощущения. Различают абсолютный и дифференциальный пороги ощущения.

Абсолютный порог ощущения – это минимальная сила раздражения, при которой возникает ощущение.

Дифференциальный порог ощущения – это минимальная величина, на которую нужно усилить раздражитель, чтобы получить минимальное изменение ощущения.

Эксперименты доказали, что величина ощущения меняется медленнее, чем сила раздражителя. Согласно основному психофизическому закону Вебера-Фехнера интенсивность ощущения Е пропорциональная логарифму силы раздражителя:

Е = К ∙ lnR,

где R – сила раздражителя; К – константа, которая определяется данной сенсорной системой.

Для каждого анализатора характерна минимальная продолжительность воздействия раздражителя, которая необходима для возникновения ощущения. Время от начала воздействия до появления ощущения, называют латентным периодом. Его величина для разных анализаторов составляет от 0,09 до 1,6 с.

Различают внешние и внутренние анализаторы (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Классификация анализаторов человека

4.4.3. Виды нарушений работы анализаторов

Зрительный анализатор

Зрительный анализатор – это совокупность взаимосвязанных структур, которые обеспечивают восприятие энергии светового излучения с длиной волны от 380 до 770 нм.

Функции зрительного анализатора:

воспринимает около 80 % информации, которую получает человек от окружающего среды;

выполняет первичную обработку информации (функция «осмысления», свойственная головному мозгу).

Основные виды нарушений работы зрительного анализатора – нарушение восприятия цветов, нарушение восприятия света, нарушение рефракции.

Нарушения восприятия цветов. Для того чтобы разобраться с нарушениями восприятия цветов, необходимо сперва ознакомиться с природой цветового зрения. Классической в этом отношении является трехкомпонентная теория восприятия цветов Г. Гельмгольца. Согласно этой теории в сетчатке глаза есть три вида колбочек, которые отдельно воспринимают красный, зеленый и синий цвета. Разные сочетания возбуждения колбочек приводят к ощущению промежуточных цветов (желтого, оранжевого и т.д.). Равномерное возбуждение всех трех видов колбочек дает ощущение белого цвета. Черный цвет ощущается в том случае, если колбочки не возбуждены. Данная теория получила подтверждение в 1959 году, когда экспериментально было установлено, что в сетчатке глаза одни колбочки содержат пигмент с максимумом поглощения в синей части спектра, другие – в зеленой, третьи – в красной.

Исходя из положений данной теории очевидно, если отдельные виды колбочек или все сразу не выполняют свои функции, это приводит к возникновению определенных нарушений в восприятии цветов человеком. Эти нарушения могут быть опасными для человека, поскольку цвета часто используют в качестве носителя информации об определенных опасностях, которые могут угрожать жизни и здоровью человека, поэтому исключительно важно своевременно и верно их интерпретировать. В качестве примера в этом случае можно привести применение цветов и знаков безопасности на предприятиях. Их основное назначение состоит в привлечении внимания работников к тем элементам оборудования, которые могут быть источниками опасностей, или для обозначения мест, пребывание в которых связано с действием вредных факторов и т. д.

Различают три типа нарушений восприятия цветов (рис. 4.3).

Рис. 4.3. Типы нарушений восприятия цветов

Нарушения восприятия света. Светоощущение – способность глаза к восприятию света различной яркости. Светоощущение происходит за счет работы палочек и колбочек. При этом палочки более чувствительные к свету, чем колбочки.

Различают такие типы нарушений восприятия света (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Типы нарушений восприятия света

Нарушение рефракции. Для получения четкого изображения предметов, которые находятся на разном расстоянии от человека, оптический аппарат глаза имеет способность преломлять световые лучи, которые проходят через него, фокусируя их на сетчатке. При условиях нормальной рефракции лучи света от предметов собираются на сетчатке, при нарушениях – впереди нее или за ней. Очевидно, если имеют место любые нарушения рефракции, это приводит к определенным искажениям в восприятии размера предметов и расстояния до них, что очень опасно для человека, поскольку его реакции на опасные объекты, особенно те, которые перемещаются, будут замедленными, а это может стоить ему жизни.

Выделяют следующие типы нарушений рефракции (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Типы нарушений рефракции

Слуховой анализатор

Слуховой анализатор воспринимает звуковые сигналы, которые являются колебаниями воздуха с разной частотой и силой, трансформирует механическую энергию этих колебаний в нервное возбуждение, которое субъективно воспринимается как звуковое ощущение.

Функции слухового анализатора:

воспринимает около 10 % информации, которая поступает человеку из окружающей среды; осуществляет обратную связь для управления речью; определяет направление звука и расстояние до источника его возникновения; выделяет из шума упорядоченную речь; осуществляет связь с органами управления равновесием.

Различают следующие виды нарушений работы слухового анализатора (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Виды нарушений работы слухового анализатора

Обонятельный анализатор

Обонятельный анализатор осуществляет восприятие и анализ ароматов веществ, химических раздражителей внешней среды, а также принятой пищи.

Благодаря функциям обонятельного анализатора человек ориентируется в окружающем пространстве, апробирует пищу на съедобность, исключает вредные и опасные для него вещества.

Функции обонятельного анализатора:

влияет на работу нервной системы человека, что проявляется в создании положительного или негативного настроения;

влияет на изменение порогов восприятия разных органов чувств человека.

Различают следующие виды нарушений работы обонятельного анализатора (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Виды нарушений работы обонятельного анализатора

Вкусовой анализатор

Вкус – ощущение, которое возникает в результате действия химических раздражителей (пищевых и непищевых веществ) на рецепторы языка и ротовой полости. Вкус является сложным ощущением, поскольку химические раздражители воспринимаются в комплексе с термическими, механическими и обонятельными.

Различают четыре «первичных» вкусовых ощущения:

сладкое (воспринимает в основном кончик языка);

кислое (воспринимают средняя и боковые части языка);

соленое (воспринимают боковые части языка);

горькое (воспринимает корень языка).

Основными функциями вкусового анализатора являются регулирование объема потребляемой пищи, рефлекторного выделения слюны и желудочного сока, стимулирование моторики желудочно-кишечного тракта.

Виды нарушений работы вкусового анализатора (рис. 4.8).

Рис. 4.8. Виды нарушений работы вкусового анализатора

Кожный анализатор

Кожа – сложный орган, который является внешним покровом тела человека и выполняет различные физиологические функции.

Одной из самых важных функций кожи является рецепторная. В коже расположено огромное количество рецепторов, которые воспринимают разные внешние раздражения: боль, тепло, холод, прикосновение. На 1 см² кожи расположено около 200 болевых, 20 холодовых, 5 тепловых и 25 воспринимающих давление рецепторов, которые являются периферическим отделом кожного анализатора.

Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности рефлекс отдаления от раздражителя. Болевая чувствительность мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактивность.

Механические влияния на кожные покровы, которые не вызывают боли, воспринимаются тактильным анализатором. Тактильная чувствительность участков тела к влиянию раздражителей разная, например, минимальный порог ощущения для кончиков пальцев кистей рук – 3 мг/мм², тыльной стороны кисти – 12 мг/мм², для кожи в области пяты – 250 мг/мм². Тактильная чувствительность вместе с другими видами чувствительности кожи может в некоторой степени компенсировать отсутствие или недостаточность функции других органов чувств.

Температурная чувствительность кожи обеспечивается холодовыми терморецепторами с максимумом восприятия температуры 25 – 30⁰С и тепловыми – с максимумом восприятия 40 ⁰С. Самая большая плотность терморецепторов на коже лица, меньше всего их в коже туловища, еще меньше в коже конечностей. Передавая информацию об изменениях температуры окружающей среды, терморецепторы играют важную роль в процессах терморегуляции, которые обеспечивают постоянство температуры тела человека.