Общая характеристика анализаторов человека

Изменение условий окружающей среды и состояние внутренней среды человека воспринимается нервной системой, которая регулирует процессы жизнедеятельности так, чтобы это не привело к ухудшению здоровья, повреждениям или гибели организма. Нервная система человека включает центральную нервную систему (ЦНС), в которую входят головной и спинной мозг, периферическую, состоящую из нервных волокон и узлов. В зависимости от выполняемых функций различают соматическую, нервную систему и вегетативную. Соматическая отвечает за работу кожи, костей, суставов, мышц, а вегетативная регулирует действие внутренних органов.

Связь с окружающей средой осуществляется с помощью анализаторов, которые воспринимают и передают информацию в кору больших полушарий. Система анализаторов выполняет защитные функции. Она отличается совершенством, но в то же время имеет определенные пределы функционирования. Анализаторы, которые воспринимают изменение факторов внешней среды, называются экстероцепторы. Интероцепторы реагируют на изменения в организме человека (органическая чувствительность). Анализатор состоит из рецептора, проводящих путей и мозгового конца. Рецептор является как бы датчиком. У человека существуют рецепторы, реагирующие на электромагнитные и механические колебания, внешние воздействия, изменение барометрического давления и положение тела, на воздействие химических веществ, вкусовые и обонятельные рецепторы.

Особую группу составляют болевые рецепторы. Рецептор воспринимает информацию, которая кодируется в нервных импульсах и по проводящим путям передается в центральные отделы соответствующих анализаторов. Мозговой конец анализатора состоит из ядра и рассеянных по коре головного мозга элементов, обеспечивающих нервные связи между различными анализаторами. В одних случаях информация передается непосредственно на исполнительные органы. Например, коснувшись горячей поверхности, человек отдергивает руку (безусловные рефлексы). В других случаях анализ информации осуществляется в отделах ЦНС, и реакция человека зависит от его опыта и обучения (условные рефлексы). Между рецептором и мозговым концом существует двухсторонняя связь, обеспечивающая саморегуляцию анализатора. Основной характеристикой анализатора является чувствительность. Для того, чтобы возникло ощущение, интенсивность раздражителя должна достичь некоторой определенной величины. Напротив, всякое воздействие, превышающее по интенсивности некоторый предел, нарушает деятельность анализатора.

Интервал от минимальной до максимально, ощущаемой величины определяет диапазон чувствительности анализатора. Минимальную величину называют нижним абсолютным порогом чувствительности, а максимальную — верхним. Абсолютные пороги чувствительности измеряют интенсивностью раздражителя. Минимальная разность между интенсивностями двух раздражителей, которая вызывает едва заметное различие ощущений, оценивается дифференциальным порогом, или порогом различения. Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущения, называется латентным периодом. Установлено, что величина ощущения изменяется медленнее, чем сила раздражителя, а степень восприятия оценивается относительной величиной.

Дифференциальная чувствительность выражается дробью Вебера (1346 г.): , где — приращение интенсивности; — первоначальная интенсивность. Например, если горят 10 свечей, то добавление только одной вызывает замечаемое различие освещенности. Однако, если зажжено 100 свечей, то, чтобы получить воспринимаемое различие в освещенности, нужно добавить уже 10 свечей и т.д. Считая, что количество свечей пропорционально интенсивности (силе) света, вышеизложенное рассуждение выражается дробью: 1/10 = 10/100 = 100/1000 = 0,1.

В 1860 г. Фехтнер математически выразил положение, выдвинутое Вебером с учетом особенностей процессов ощущения человека.

Психофизиологический закон Вебера-Фехтнера формулируется следующим образом: уровень ощущения L пропорционален логарифму относительной величины интенсивности J раздражителя

, (2.1)

где — интенсивность на нижнем пороге чувствительности.

Величины порогов не являются стабильными, а зависят от многих факторов.

Таким образом, кривая зависимости чувствительности от величины раздражителя представляет собой логарифмическую функцию (рис. 2.1).

Из графика видно, что при малых значениях аргумента крутизна подъема логарифмической кривой велика, но по мере увеличения аргумента степень крутизны уменьшается.

Рис. 2.1. График логарифмической функции

Таким образом, из закона Вебера-Фехтнера вытекает два важных вывода: во-первых, в диапазоне чувствительности анализатора степень чувствительности определяется относительной величиной, то есть отношением интенсивности к интенсивности на нижнем пороге чувствительности, и, во-вторых, чувствительность анализатора увеличивается при слабых раздражителях и автоматически загрубляется при действии мощных раздражителей. В результате последнего обеспечивается самозащита анализатора и человека.

Закон Вебера-Фехтнера лишь в первом приближении моделирует сложный физиологический процесс ощущения.