Будова і властивості аналізаторів

Одним із основних завдань навчальної дисципліни «Безпека життєд­іяльності» є визначення рівня та шляхів впливу різних небезпек на організм людини. Для вирішення цих завдань необхідно насамперед розглянути шляхи взаємодії людини з навколишнім середовищем і як саме всі зміни навколишнього середовища відображаються в її свідомості.

Людина отримує різноманітну інформацію про навколишній світ, сприймає всі його різноманітні сторони за допомогою сенсорної сис­теми чи органів чуття.

З позицій безпеки життєдіяльності особливо важливим є те, що органи чуття сприймають і сигналізують про різноманітні види і рівні небезпеки. Наприклад: люди­на бачить на своєму шляху автомобіль, що рухається, і відходить убік; шум грому, що наближається, змушує людину сховатися, — і таких прикладів можна навести безліч. Отримана інформація передається в мозок людини; він її аналізує, синтезує і видає відповідні команди виконавчим органам. Залежно від характеру одержуваної інфор­мації, її цінності буде визначатися наступна дія людини. Водночас, для з'ясування засобів відображення у свідомості людини об'єктів і процесів, що відбуваються в зов­нішньому середовищі, необхідно знати, яким чином улаштовані органи чуття, і мати уявлення про їх взаємодію.

Історія науки про закономірності і механізми формування органів чуття пройшла довгий шлях свого розвитку й зумовлена складним, ком­плексним характером цих знань. Комплексний підхід до вирішення цих проблем пояснюється тим, що для розуміння засобів відображення зовні­шнього світу необхідно мати знання з різних наук: анатомії, фізіології, психології, біофізики, біохімії і навіть таких фундаментальних наук, як фізика, хімія і математика.

Сучасний етап розвитку фізіології органів чуття пов'язаний з іменами таких учених, як І.М.Сєченов (1829—1905) та І.П.Павлов (1849—1936). І.П.Павлов розвинув працю І.М.Сєченова про рефлекси головного мозку, створив вчення про аналізатори як про сукупність нервово-рецепторних структур, що забезпечують сприйняття зовнішніх подразників, трансфор­мацію їхньої енергії у процес нервового збудження і проведення його в центральну нервову систему. На думку І.П.Павлова, будь-який аналіза­тор складається з трьох частин: периферичної (або рецепторної), про­відникової і центральної, де завершуються аналітично-синтетичні процеси за оцінкою біологічної значимості подразника.

Сучасна наука про відчуття використовує декілька термінів, дуже близьких за значенням: «органи чуття», «аналізатори», «аферентні си­стеми», «сенсорні системи», що часто розглядаються як рівнозначні.

У сучасній фізіології, враховуючи анатомічну єдність і спільність функцій, розрі­зняють вісім аналізаторів. Проте в системі взаємодії людини з об'єктами навколишнього середовища головними або домінуючи­ми при виявленні небезпеки все ж таки виступають: зоровий, слуховий та шкірний аналізатори. Інші виконують допом­іжну, або доповнюючу, функцію. Водночас необ­хідно враховувати також і ту обставину, що в сучасних умовах є ціла низка небезпечних чин­ників, що створюють надзвичайно важливу біо­логічну дію на людський організм, але для їхнього сприйняття немає відповідних природних аналізаторів.

Це насамперед стосується іонізуючих випромінювань і електромагнітних полів надвисоких діапазонів частот (так звані НВЧ-випромінювання). Людина не спроможна їх відчути безпосередньо, а починає відчувати лише їх опосередковані (переважно дуже небезпечні для здоров'я) наслідки. Для усунення цієї прогалини розроблені різноманітні технічні засоби, що дозволяють відчувати іонізуюче випромінювання, «чути» радіохвилі та ультразвук, «бачити» інфрачервоне випромінювання тощо.

Аналізатори — це сукупність взаємодіючих утворень периферич­ної і центральної нервової системи, які здійснюють сприймання та аналіз інформації про явища, що відбуваються як у навколишньому середовищі, так і всередині самого організму.

Усі аналізатори в принциповому структурному відношенні однотипні. Вони мають на своїй периферії апарати, що сприймають подразники, — рецептори, в яких і відбувається перетворення енергії подразника в про­цес збудження. Від рецепторів по сенсорним (чуттєвим) нейронам і синапсам (контактам між нервовими клітинами) імпульси надходять у центральну нервову систему.

Розрізняють такі основні види ре­цепторів:

· механорецептори, що сприймають механічну енергію: до них належать рецептори слухової, вестибу­лярної, рухової, частково вісцеральної чутливості;

· хеморецептори — ню­ховий, смаковий;

· терморецептори, що мають шкірний аналізатор;

· фоторецептори — зоровий аналізатор та інші види.

Кожен рецептор виділяє з множини подразників зовнішнього і внутрішнього середовища свій адекватний подразник. Цим і пояснюється дуже висока чутливість рецепторів.

Усі аналізатори завдяки своїй однотипній будові мають загальні пси­хофізіологічні властивості.

Чутливість аналізаторів близька до теоретичної межі й у сучасній техніці поки що не досягнута. Кількісною мірою чутливості є гранич­на інтенсивність, тобто найменша інтенсивність подразника, вплив якої дає відчуття.

Абсолютна межа чутливості має верхній та нижній рівні. Нижня абсолютна межа чутливості — це мінімальна величина подразника, що викликає чутливість. Верхня абсолютна межа — максимально допусти­ма величина подразника, що не викликає в людини біль. Диференційна чутливість визначається найменшою величиною подразника, яка дає можливість відчути його зміну. Це положення вперше було введено німецьким фізіологом А.Вебером і кількісно описано німецьким фізи­ком Г. Фехнером.

Основний психофізичний закон фізіології Вебера—Фехнера: інтенсивність відчуттів пропорційна логарифму інтенсивності подразника.

У математичний формі закон Вебера-Фехнера виражається так:

S = C ∙ lgI,

де S - інтенсивність (або сила) відчуття;

I - величина чинного подраз­ника;

C - коефіцієнт пропорційності.

Таким чином, иожна сказати, що існує кількісний взаємозв’язок між інтенсивністю відчуття та інтенсивністю подразника:

· Спроможність аналізаторів до адаптації — це можливість пристосовувати рівень своєї чутливості до подразників. При високих інтенсивностях подразників чутливість зни­жується і, навпаки, при низьких — підвищується.

· Спроможність аналізаторів тренуватися ви­ражається як у підвищенні чутливості, так і в прискоренні адаптації (наприклад, часто говорять про музичний слух, чуттєві органи дегустаторів і тощо).

· Спроможність певний час зберігати відчуття після припинення дії подразника полягає в тому, що людина може відновити у своїй свідомості на коротку мить побачену характеристику або почуті звукові інтонації. Така «інерція» відчуттів визначається як наслідок. Три­валість послідовного образу сильно залежить від інтенсивності подразника і навіть у деяких випадках обмежує можливість аналізатора.

Відомо, що навколишній світ бага­тогранний і лише завдяки властивості аналізаторів взаємодіяти один з одним відбу­вається повне сприйняття людиною об'єктів і явищ зовнішнього середовища.