Для чего предназначены органы чувств: Органы чувств — урок. Окружающий мир, 3 класс.

2. Органы чувств и психологические функции.

2. Органы чувств как основа психологических функций.

Давайте попытаемся решить эту задачу — связать органы чувств и отделы мозга с той или иной психологической функцией.

Однако прошу учесть:

1) Мы не будем вдаваться в психофизиологические детали и подробности, подход будет описан в самом общем виде;

2) До тех пор, пока нет строгого экспериментального подтверждения этих идей, договоримся считать их рабочей гипотезой;

3) Моя модель делает возможным ее прямое экспериментальное доказательство, что фактически невозможно для психотипологии Юнга и для соционики Аугустинавичюте.

 

Психологических функций в психотипологии Юнга/Аугустинавичюте, как вы помните, четыре (две рациональные и две иррациональные):

— мышление (логика),

— чувство (этика),

— интуиция,

— ощущение (сенсорика).

 

Органов чувств (анализаторов) больше.

Они давно определены как приёмники сигналов об изменениях в окружающей среде (экстерорецепция) и в организме (интерорецепция) субъекта.

С организмом мы разбираться пока не будем, а вот сигналы внешней среды нас интересуют непосредственно.

Обычно называется 5 органов чувств (анализаторов):

— зрение,

— слух,

— осязание (кожная, или тактильная, чувствительность),

— обоняние (нюх),

— вкус.

Сюда можно также добавить двигательный анализатор.

Всего получится 6 органов чувств.

 

Я связал органы чувств с психологическими функциями (элементами ИМ) так:

1. Мышление (логика) работает с двигательными и осязательными сигналами.

Мыслящие люди — тактильно-моторные.

2. Эмоции (этика) ориентированы на слух.

Чувствующие (эмоциональные) люди — аудиалы. В речи человека, которая является довольно сложным, многосоставным явлением, аудиалы ориентированы на звуки, на интонации больше, чем на значение высказывания.

3. Функция, названная ощущением (сенсорикой) соотносима со зрением и вкусом.

Ощущающие типы — визуалы и вкусовики. Если поискать у Юнга описание конкретных ощущений, с которыми он связывает функцию ощущения, то можно увидеть, что он всегда пишет именно об этом.

4. Интуиции — наиболее загадочная функция. Ей остается обонятельный анализатор.

Но возникает впечатление, что этого как-то мало, что ли. Мы ведь как бы не звери, чтобы запах имел в нашей жизни хоть сколько-нибудь существенную роль.

Одновременно хочется придумать какое-нибудь внечувственное восприятие, какую-нибудь паранормальную чепуху типа телепатии, третьего глаза и прочего.

Но мы будем держаться принципа Оккама и не станем умножать сущности без крайней необходимости.

Интуиты, интуитивы — нюхачи. Остановимся пока на этом.

 

Получается, с точки зрения сильных сторон, сильных функций, такая картина:

— Если вы тактильно-моторный (мыслящий), то не аудиал (эмоциональный). Но можете быть визуалом-вкусовиком (ощущающим) или обоняющим (интуитивом).

— Если вы аудиал (эмоционал), то не тактильно-моторный (мыслящий). Но можете быть (ощущающим) визуалом-вкусовиком или обоняющим (интуитивом).

— Если вы (ощущающий) визуал-вкусовик, то вы не обоняющий (интуитив). Но можете быть или тактильно-моторным (мыслящим), или (чувствующим) аудиалом.

— Если вы (интуитив) обоняющий, то не будете визуалом-вкусовиком (ощущающим). Но можете быть или тактильно-моторным (мыслящим), или (чувствующим) аудиалом.

 

Слабые функции вместе с их анализаторами вытеснены в слабый, вторичный комплекс.

Они тоже есть, но не так существенны для вашей ориентации в действительности.

Или даже не так. Они могут казаться вам очень существенными, но ориентироваться вы всё равно будете, прежде всего, при помощи сильных функций. Оставляя слабые функции для сопутствующей рефлексии.

 

Примеряя все это на себя, не торопитесь с выводами и окончательными заключениями.

Помните несколько осложняющих самопонимание обстоятельств.

1) При упрощенном, поверхностном описании психотип — это комплекс 4-х функций.

Но это не просто блок Эго и еще две дополнительные функции. Аугустинавичюте тут ошиблась.

Юнг совершенно недвусмысленно говорил о том, что один блок дополняется другим, из противоположных функций. То есть психотип — это комбинация двух личностей, сильной и слабой, Эго и Альтер-Эго.

Поэтому если у вас первая функция — ощущение (сенсорика), то есть вы руководствуетесь визуальным и вкусовым восприятием, а вторая, например, мышление (логика), связанная с осязанием и движением, то возникает впечатление, что понять это в себе легко. Но у представителя этого типа противоположная личность будет в качестве слабой первой функции иметь чувство (этику), то есть слух. А в качестве слабой второй — интуицию, то есть обоняние.

По моим наблюдениям, такие люди часто предпочитают говорить не о вкусах, а о запахах. В то же время душатся они так, что ни о какой тонкости и дифференцированности восприятия запаха речь идти не может.

Сильная функция и соотвествующие анализаторы действительно дают человеку очень обширную и достаточно точную информацию.

Однако особенность человека в том, что он часто эту информацию воспринимает как должное. И не осознает ее значение для самого себя.

 

2) Ошибка получилась и с представлением о степени осознанности первой и второй функции в разных блоках.

По моим наблюдениями, первая, акцептная, воспринимающая, наиболее сильная и развитая функция блока Эго осознается слабее, чем вторая сильная, творческая. Первая функция находится в полубессознательной зоне.

Человек обычно говорит не о первой, а о второй функции — не о своем восприятии мира, а о своем творческом отношении к миру, о своей деятельности в нем.

 

3) Очень важно, говорим мы о женщине или о мужчине. У разных психологических типов мужчин и женщин существует — различное отношение с их вторым Я, с блоком альтер-эго.

 

Если у женщины мыслящий психотип (мужской), то ее функция чувства (этики) находится во второй, слабой паре. И эта слабая пара, блок альтер-эго, который больше соответствует ее женской природе, проявляется довольно сильно.

В то же время, если у женщины эмоциональный психотип (женский), она очень часто полностью игнорирует свой слабый, мужской блок с его мышлением (логикой).

Подобные особенности — и у мужчин.

 

Если у мужчины чувства (этика) находится в сильной паре, в блоке Эго, а важное для мужчин мышление (логика) — в слабом блоке, то слабый блок в значительной степени определяет его поведение и облик.

Если же у мужчины мышление (логика) — в сильном комплексе, в блоке Эго, то его вторая личность, в блоке альтер-эго, может быть подавлена, вытеснена почти полностью.

 

Однако все это следует разбирать отдельно, на реальных примерах.

Впрочем, это не мешает вам попробовать разобраться в себе прямо сейчас. О результатах и затруднениях можете писать в комментариях или в личку.

 

 

 

БИОСЕНСОРЫ ОРГАНОВ ЧУВСТВ | Наука и жизнь

Пять человеческих чувств — зрение, слух, вкус, обоняние и осязание — нервная система воспринимает с помощью специальных рецепторных клеток. Рецепторные клетки — «входные устройства» систем органов чувств, которые «сообщают» организму об изменениях во внешней среде. О них и пойдет речь в данной статье.

Знаменитую янтарную комнату в царскосельском дворце украшали флорентийские мозаики — аллегории, изображавшие пять человеческих чувств.

Феликс Гурьевич Грибакин (1936-2000), доктор биологических наук, профессор.

Рецепторная клетка и два ее домена — сенсорный, обращенный во внешнюю среду, и гомеостатический, погруженный во внутреннюю среду организма.

Эволюция рецепторных клеток животных (из монографии Я. А. Винникова «Эволюция рецепторов». — Л.: Наука, 1979).

«Аденилатциклазный» механизм связан с использованием клеткой циклических нуклеотидов, открывающих катионные каналы: циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) или циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ).

Фоторецепторы позвоночных животных: палочка и колбочка.

‹

›

СЕНСОРНЫЕ РЕЦЕПТОРЫ И СИСТЕМЫ

Критически настроенный читатель, а именно ему адресована эта статья, прочтя ее название, несомненно, упрекнет автора в терминологическом эклектизме.

Действительно, словосочетание «биосенсоры органов чувств» интуитивно воспринимается неспециалистом как тавтология. Оно режет слух, колет глаз и раздражает чутье российского специалиста-физиолога, привычно использующего латинизированный термин «сенсорные системы», как-то незаметно пришедший на смену «анализаторам» И. П. Павлова.

Как же соотносятся понятия «органы чувств», «сенсорные системы» и «биосенсоры»? Несомненно, наш глаз — это орган зрения, ухо — орган слуха, нос — орган обоняния, а язык — орган вкуса. Однако человека по его сенсорному оснащению вовсе не следует считать венцом творения. Он не видит ультрафиолетового излучения и поляризованного света, как насекомые; не слышит ультразвук и не пользуется им для эхолокации, как летучие мыши и дельфины; а как «выглядит», например, образ океанской электромагнитной погоды(!) для рыбы, обладающей системой электрорецепторов, человек даже и представить себе не может, так как не имеет нужных «биосенсоров». Да и наши названия органов чувств часто лишены смысла по отношению к беспозвоночным животным, явно доминирующим в биосфере по числу видов.

Насекомые, например, лишены носа в нашем понимании, хотя чувствительность их хемосенсорных систем с обонятельными рецепторами на усиках-антеннах не уступает обонянию собаки. Но тем не менее миниатюрный мозг насекомого просто не в состоянии различать и идентифицировать такое громадное количество запахов, как на много порядков более мощный собачий мозг («нос»).

Итак, биосенсоры — датчики для получения информации о процессах, происходящих во внешней среде. Термин «биосенсоры» — скорее технический, чаще всего под ним подразумеваются прежде всего создаваемые современной биотехнологией на основе биомолекул искусственные датчики. Для физиологии «биосенсоры» — это просто рецепторные, или сенсорные, клетки. Они располагаются в органах чувств и предназначены для решения сложной диалектической задачи: изменяться под влиянием внешнего сигнала (иначе он не дойдет до нервной системы), оставаясь, однако, самими собой даже при очень сильных воздействиях. В качестве семантического курьеза стоит отметить, что по мере развития представлений о межклеточной и внутриклеточной сигнализации термин «рецепторы», широко применявшийся для обозначения рецепторных клеток органов чувств в 60-70-е годы, постепенно взяли на вооружение специалисты по молекулярной биологии.

Теперь под словом «рецептор» они однозначно подразумевают белковую молекулу, избирательно взаимодействующую с гормоном, нейромедиатором или феромоном, то есть с сигнальным веществом.

Что же касается понятия «сенсорные системы», то оно включает в себя не только рецепторные клетки, но и всю систему обработки передаваемых ими сигналов, то есть мозг. Таким образом, например, оптические биосенсоры, или фоторецепторы, превращают видимое изображение в «нейроизображе ние». Чтобы почувствовать, как наш мозг «видит» и обрабатывает информацию, заключенную в нейроизображении, поставим простой эксперимент. (Этот опыт много лет назад продемонстрировали сотрудники Института проблем передачи информации РАН Г. М. Зенкин и А. П. Петров.) Войдем в хорошо затемненную комнату и, оставаясь там в течение 10-15 минут, привыкнем к темноте. Затем возьмем в правую руку заранее приготовленную импульсную фотовспышку, направим ее на ближайший предмет, скажем на собственную свободную руку, и нажмем спусковую кнопку. Вспышка длительностью около миллисекунды давно кончилась, свет уже не действует на сетчатку, но мы четко видим… нейроизоб ражение собственной руки. Уберем ее за спину: где же она на самом деле? Глаз (точнее, зрительная система!) говорит, что рука перед нашим лицом, а соматосенсорная система утверждает, что рука за спиной… В течение примерно 10 секунд мы еще видим так называемый последовательный образ. Смотрим глазом, а видим мозгом. Это давным-давно известное человечеству свойство сенсорных систем нашло отражение в языке: «смотреть» и «видеть», если речь идет о зрении, «слушать» и «слышать» — о слухе, «нюхать» и «чуять» — это уже об обонянии. Таким образом, в основе восприятия информации извне лежат сенсорные рецепторы, которые «понимают» язык внешней среды. За ними располагаются более или менее совершенные звенья анализа информации, но они общаются и друг с другом, и с сенсорными рецепторами исключительно на языке нервных сигналов.

В зависимости от физической природы воспринимаемых стимулов известные рецепторные клетки включают в себя: фоторецепторы (зрительная система), хеморецепторы (обонятельная и вкусовая системы), механорецепторы (фонорецепторы в слуховой системе, рецепторы органов равновесия, рецепторы наружных покровов тела), терморецепторы, гигро- и электрорецепторы. Возможно, в будущем этот список пополнится. С разными стимулами работают разные сенсорные системы: со светом — зрительная, с механическими колебаниями в среде — слуховая и акустико-латеральная (органы боковой линии у некоторых водных животных), с идентификацией пищевых веществ — вкусовая, с пахучими сигналами — обонятельная; положение организма в пространстве и установку тела определяет система органов равновесия; механические, температурные и ряд иных характеристик внешней среды оценивает соматосенсорная система («осязание»), а электрическую «погоду» в водоемах — электросенсорная. Как уже говорилось, этими системами в том или ином сочетании снабжены живые организмы, но не все они представлены у человека.

МОРФОЛОГИЯ, ФИЗИОЛОГИЯ, БИОХИМИЯ…

Любому путешественнику нужна географическая или топографическая карта, показывающая расположение и характеристики населенных пунктов, водоемов, естественных препятствий и, конечно же, связи между этими объектами — от тропинок до магистралей. Точно так же и исследователю сенсорных систем необходимо иметь описание структурной организации органов чувств и их связей. Без этого любое физиологическое или биохимическое исследование не стоит даже предпринимать. В отношении «конструкции» морфологи всегда выступают в роли путешественников-первопроходцев. Решительный прорыв в изучении нервной системы в целом и сенсорных систем в частности стал возможным только после классических работ нейроморфологов, нобелевских лауреатов 1906 года — С. Рамон-Кахаля (Испания) и К. Гольджи (Италия). Из отечественных специалистов наиболее значителен вклад академика А. А. Заварзина (1886-1945). В любой биологический процесс (физиология) вовлекаются клеточные структуры (морфология), в которых и взаимодействуют биомолекулы (биохимия). Поэтому сегодня, чтобы добиться успеха, специалист-биолог должен в равной степени владеть представлениями морфологии, физиологии, биохимии, генетики и иммунологии.

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ И ДИНАМИЧЕСКИЙ ДИАПАЗОН СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

В ходе эволюции у многих животных чувствительность сенсорных рецепторов достигла физического предела. Так, фоторецепторы способны регистрировать акты поглощения единичных световых квантов и сигнализировать о них зрительным центрам. Именно в таком режиме работает зрение человека при очень слабом освещении, в сумерках или ночью, когда «все кошки серы». Наша слуховая система также находится на высшей грани чувствительности — будь наше ухо на порядок чувствительнее, оно бы воспринимало броуновский шум молекул окружающего воздуха. Электросенсорные системы таких животных, как скаты, замечают изменения напряженности электрических полей всего 0,01-0,10 мкВ/см, а обонятельные системы позвоночных обнаруживают 10-100 молекул сигнального химического вещества, например полового феромона, примерно среди 2,7^. 10¹⁹ молекул, составляющих 1 см³ воздуха.

Диапазон естественных стимулов (его называют динамическим), в котором работают сенсорные системы, чрезвычайно широк. Так, человек пользуется зрением в диапазоне девяти порядков освещенности (от безлунной ночи до солнечных пляжей или горнолыжных курортов). Наша слуховая система, воспринимая акустические колебания между слуховым порогом чувствительности и болевым ощущением, перекрывает 12 порядков. Естественно, что для использования сенсорных систем в столь широких пределах организмам пришлось «изобрести» способы сужения динамического диапазона. Это позволяет приводить внешний сигнал к уровню, доступному для обработки. Одни приспособления (например, линзовая система глаза, ушная раковина) используются для усиления сигнала с целью выделить его из шума, создаваемого средой и самой нервной системой, другие (зрачок глаза позвоночных животных и головоногих моллюсков), наоборот, — для его ослабления. Однако помимо этих устройств сенсорные системы снабжены весьма изощренными способами фильтрации биологически важной информации, которые работают и на уровне одиночной рецепторной клетки, и на уровне сенсорных систем. Изучением принципов детектирования внешних сигналов и обработки полученной информации и занимается сенсорная физиология.

УСТРОЙСТВО СЕНСОРНЫХ РЕЦЕПТОРОВ

Необходимость воспринимать внешние сигналы предопределяет и положение сенсорных клеток в организме: как правило, они располагаются на границе с внешней средой, что для весьма чувствительных клеток небезопасно. В наиболее трудных условиях оказываются хеморецепторные клетки — вкусовые и обонятельные. Правда, высшие животные предпочитают периодически отбирать для анализа небольшие отдельные пробы (например, слегка принюхиваясь), а также защищать чувствительную поверхность с помощью специальной защитной смазки (обонятельной слизи у позвоночных, рецепторной лимфы у насекомых), проницаемой для сигнальных молекул. Другие рецепторы защищены иначе. Фоторецепторы, например, изолированы от воздействия химических и механических стимулов прозрачными барьерами (свето-преломляющим аппаратом). Рецепторы же органов равновесия и слуха размещаются внутри специальных сложно устроенных органов. Электрорецепторы ската тоже не имеют прямого контакта со средой, а соединяются с ней открывающимися наружу специальными каналами, которые заполнены желе, хорошо проводящим электрический ток, а стенки этих каналов выстланы слоем клеток-изоляторов. Вся система напоминает хорошо известный портативный тестер, состоящий из измерительного прибора и двух проводов со щупами.

Обычно у сенсорной клетки различают входное устройство, преобразователь и выходной механизм. На входе специализированный аппарат избирательно воспринимает стимулы извне; задача преобразователя, то есть цепочки биохимических процессов, — усиливать поступивший сигнал и переводить его на язык внутриклеточных сигналов. И, наконец, уже закодированный внутриклеточный сигнал передается на выходе в нервную систему.

Рецепторная клетка напоминает айсберг и, подобно ему, имеет надводную и подводную части. Подводная часть взаимодействует с другими клетками, обеспечивая жизнедеятельность своей хозяйки, а также передачу сигнала в нервную систему. Рецепторная клетка, как и любая другая, ограничена мембраной , и естественно, что любое возмущение во внешней среде будет воздействовать прежде всего на надводную часть айсберга — так называемый сенсорный домен. Его мембрана и есть биосенсор органов чувств.

Детальное изучение сенсорного домена связано с работами доктора биологических наук Я. А. Винникова (1910-1997) и коллектива, который он в 60-70-е годы возглавлял в нашем институте. Именно эти исследования показали, что биосенсор, как правило, оснащен специализированным органоидом — жгутиком. Сенсорные жгутики, часто видоизмененные, поистине вездесущи: они найдены в фоторецепторных клетках позвоночных животных и моллюсков; в обонятельных и слуховых клетках позвоночных и насекомых; в клетках органов равновесия позвоночных, ракообразных, моллюсков; в электрорецепторах ската. Бывает, что к одному или многим жгутикам сенсорного домена клетки добавляются еще и микроворсинки. Эти исследования, признанные во всем мире (Винников — автор семи монографий, четыре из которых переведены на английский язык, почетный доктор университета в Турине, награжденный медалью Гольджи… — увы, не был избран даже членом-корреспондентом нашей Академии), показали, что механизмы сенсорной рецепции следует искать в мембране жгутиков и микроворсинок.

У позвоночных животных акт фоторецепции начинается с поглощения кванта света молекулой зрительного пигмента — родопсина. Локализован он в мембранах дисков наружного сегмента палочек и колбочек сетчатки. Сам сегмент, по конструкции похожий на пачку печенья, — не что иное, как сохранивший ножку видоизмененный жгутик: в палочках он имеет форму аккуратного цилиндра, а в колбочках — конуса. Внутри его плазматическая мембрана образует многочисленные и регулярно расположенные диски, поставленные перпендикуляр но ходу светового луча. Чем длиннее наружный сегмент — тем больше дисков должен пересечь луч и тем выше вероятность поглощения кванта (или, что то же самое, — коэффициент поглощения фоторецептора). Фоторецепторы членистоногих животных (насекомых, ракообразных, пауков) и головоногих моллюсков устроены не менее замечательно. Их наружный сегмент образован плотно упакованными волокнами, плазматическая мембрана которых тоже содержит зрительный пигмент. По сути, это — оптический световод, изобретенный животными задолго до того, как появились слово «оптика» и даже сам человек.

Основа фоторецепции — мембранный белок родопсин. Его белковый компонент — опсин — не поглощает свет. Эту способность и окраску он приобретает при взаимодействии со светочувстви тельным веществом (альдегидом витамина А — ретинола) — так получается родопсин. Максимумы спектров поглощения родопсина у разных животных различны и могут располагаться как в видимой, так и в невидимой (для нас!) ультрафиолетовой части спектра. В отдельных случаях молекулы родопсина ориентированы в фоторецепторной мембране в одном направлении; и тогда возникает различие в поглощении света в зависимости от направления его распространения (дихроизм). Некоторые группы животных (членистоногие, высшие моллюски) используют это свойство для анализа естественно го поляризованного света (голубое небо, отражение от водных поверхностей, поляризация света в воде). Работы нашей лаборатории показали, что зрительные пигменты насекомых имеют более узкую, чем у позвоночных, полосу поглощения и что в некоторых случаях молекулы их пигмента обладают однородной ориентацией в фоторецепторной мембране.

Что касается обонятельных рецепторов, у самых разных животных мембрана жгутиков и ворсинок обонятельных клеток содержит рецепторные белки, способные взаимодействовать с летучими (и даже малолетучими!) пахучими веществами — одорантами. Как правило, в каждой клетке обонятельного эпителия синтезируется набор из нескольких таких белков. В результате связывания молекул одоранта с различными белками рецепторы возбуждаются в разной степени, и на поверхности эпителия «рисуется» обонятельное «изображение», свое для каждого одоранта.

В механорецепторах — так называемых волосковых клетках внутреннего уха и органов равновесия позвоночных животных — механическое воздействие, вызванное звуковой волной или силами инерции, отклоняет пучок тесно прилегающих друг к другу ворсинок плазматической мембраны, связанных между собой особыми мостиками. При отклонении пучка ворсинки скользят одна вдоль другой, мостики натягиваются и открывают белковые конструкции — ионные каналы в мембранах для проведения электрического импульса.

Таким образом любая рецепторная клетка настроена на восприятие определенных физических изменений во внешней среде, и детектирование сигнала происходит на молекулярном уровне.

ПРЕОБРАЗУЮЩИЕ И УСИЛИТЕЛЬНЫЕ КАСКАДЫ

Внутриклеточным сигналом, передаваемым на выходное устройство сенсорного рецептора, то есть в нервную систему, служит изменение разности потенциалов на плазматической мембране клетки. Потенциал покоя клетки отрицателен (обычно в пределах от -40 до -60 мВ) и под воздействием стимула может или увеличиваться по абсолютному значению, становясь более отрицательным, тогда клетка гиперполяризует ся, или уменьшаться, тогда клетка деполяризуется. На молекулярном уровне эти события обусловлены изменением проницаемости клеточной мембраны для катионов (натрия, кальция и калия) или анионов (обычно хлора) за счет активации (открывания) или инактивации (закрывания) ионных каналов.

Итак, в сенсорной клетке существует механизм преобразования, с помощью которого активность ионных каналов меняется в зависимости от состояния рецепторных белков. Этот механизм переводит сигнал с языка физического воздействия на универсальный язык электрического импульса, понятный нервной системе. В сенсорных рецепторах осуществляется, как мы видим, процесс, преобразующий единичное физическое микроскопическое воздействие (квант света, молекула одоранта) в макроскопическое явление — рецепторный потенциал. Такое преобразование получило общее название сенсорной передачи — трансдукции (частные случаи — фото-, хемо-, механопередача).

Изучение передачи сигнала с биосенсора в нервную систему стало поистине одной из «горячих» точек современной биологии. Оказалось, что в сенсорной передаче действуют механизмы, во многом сходные с действием гормонов и нейромедиаторов (веществ, участвующих в проведении сигнала с одного нейрона на другой). В известном смысле биосенсоры можно рассматривать как удобную модель для изучения общих принципов внутриклеточной и межклеточной сигнализации. Конкретным механизмам внутриклеточной передачи сигнала посвящена обширная специальная литература, поток ее стремительно нарастает. Но мы не будем останавливаться на этом, а наметим лишь основные вехи, которыми, как правило, отмечен путь преобразования внешнего сигнала.

Входной сигнал на рецептор в клеточной мембране «усиливается»: рецепторный белок при взаимодействии с сигнальной молекулой или квантом света изменяет свою конформацию и становится доступным для взаимодействия с так называемым G-белком. За время своей активации рецепторный белок переводит в активное состояние несколько десятков молекул G-белка. Каждая молекула из них в свою очередь успевает «возбудить» молекулу фермента, который либо синтезирует, либо разрушает молекулы вещества, непосредственно регулирующего состояние ионных каналов. Таким образом, единичное микрособытие на входе сенсорного рецептора приводит к массовому изменению состояния ионных каналов. Это изменение на выходе регистрируется нервной системой в виде тоже единичного, но уже макрособытия — рецепторного сигнала.

Исследования механизмов сенсорной передачи основаны на передовых технологиях и тонких методах молекулярной биологии: выделении генов, их клонировании, получении трансгенных животных, химер и т. д. Стоимость таких работ чрезвычайно высока. Понятно, что эта область почти недоступна отечественным специалистам, и у нас нет крупных достижений. Правда, в 1985 году в лаборатории Е. Е. Фесенко (Институт биологичес кой физики АН СССР в Пущино) были впервые обнаружены цГМФ — чувствительные каналы плазматической мембраны наружных сегментов фоторецепторов позвоночных, и на эту работу, опубликованную в журнале «Nature», исследователи ссылаются до сих пор. В Институте биохимической физики РАН под руководством академика М. А. Островского успешно изучаются естественные биохимические механизмы защиты фоторецепторов от повреждающего действия света. В лаборатории академика В. Е. Соколова (Институт проблем экологии и эволюции им. А. Н. Северцова РАН) Э. П. Зинкевич и Е. В. Аронов впервые синтезировали фрагменты молекулы феромона, которые, будучи предъявленными животному в определенном соотношении, вызывали у него характерную поведенческую реакцию. Роль цГМФ как посредника передачи сигнала в фоторецепторах позвоночных изучается под руководством В. И. Говардовского в рамках российско-американского проекта по программе CRDF (US Civilian Research and Development Foundation, Американский фонд гражданских исследований и развития).

ВЫХОДНЫЕ УСТРОЙСТВА

В обонятельных рецепторах позвоночных и многих беспозвоночных, механорецепторах насекомых имеется специальный механизм, кодирующий интенсивность возбуждения сенсорных клеток в виде нервных импульсов, которые распространяются по отростку клетки — аксону. Чем сильнее внешнее воздействие на сенсорный рецептор, тем больше степень его возбуждения и тем выше частота следования импульсов.

В некоторых сенсорных клетках такого механизма нет, аксон играет роль обычного электрического провода и сигнал передается постоянным электрическим током. Такая передача на большие расстояния неэффективна из-за сильного затухания и сглаживания формы сигнала, поскольку удельное сопротивление цитоплазмы аксона велико (около 100 Ом/см), а его изоляция неидеальна. В сенсорных системах можно найти все варианты таких «линий передачи». Кажется парадоксальным, что для всех исследованных к настоящему времени фоторецепторных клеток характерна безымпульсная передача сигнала. Ее предельная дальность достигает 10 мм (глаза некоторых видов «неторопливого» рачка-балянуса), и многие животные располагают все звенья безымпульсной передачи и первичной обработки фоторецепторного сигнала как можно ближе к фоторецепторам, вероятно, чтобы избежать его затухания и искажения, неизбежных при передаче постоянным током. Так устроена, например, сетчатка позвоночных животных. Подобно позвоночным, насекомые тоже не используют импульсную передачу в двух первых звеньях обработки зрительного сигнала. Вспомним, однако, что фоторецепторы высших животных умеют воспринимать одиночные кванты света, генерируя в качестве рецепторного сигнала о единичном событии короткий одиночный электрический сигнал. Быть может, такие дискретные ответы играют в зрительной системе роль нервных импульсов? Так это или нет, но в любом случае фоторецепторы давным-давно знают, что свет имеет дискретную, квантовую природу.

Итак, в центральные отделы сенсорных систем поступает импульсная информация. На вопрос, одинаков ли импульсный язык в разных сенсорных системах, пока точного ответа нет.

***

Мы хорошо знаем, что энергия передается по высоковольтным линиям, а по телеграфным и телефонным проводам идут только сообщения. Передача сенсорного сигнала — сообщение. Информационная ценность телеграммы и телефонного сообщения не зависит от размера и начертания шрифта или тембра и громкости голоса собеседника. Нервной системе энергия как таковая нужна только для поддержания ее элементов и механизмов в рабочем состоянии. Энергия же посланного сообщения, единственно, должна быть достаточной для его надежного приема на следующем уровне. Эти азы теории информации хорошо известны не только нам, но и нашим биосенсорам. Так, если в процессе фотосинтеза у растений энергия потока световых квантов тщательно утилизируется и используется для обеспечения всех жизненно важных функций своего хозяина, то энергия кванта, поглощенного фоторецепторной клеткой, в конечном итоге рассеивается в виде тепла. Для фоторецептора важен только сам факт прибытия кванта, а его энергия практически не используется.

***

В век бурного расцвета и поголовного увлечения молекулярной биологией нельзя не вспомнить имена двух академиков-классиков — А. А. Заварзина и Л. А. Орбели (1882-1958). Заварзин в свое время обратил внимание на удивительное анатомическое сходство в построении цепей передачи информации в зрительной системе позвоночных, насекомых и головоногих моллюсков. Такое сходство, по мнению академика Заварзина, трудно приписать происхождению от общего предка, поскольку в эволюции эти линии разошлись довольно давно и развивались параллельно. Замеченное сходство Заварзин считал следствием «какого-то принципа, мало еще учтенного современной биологией».

Уже в наше время обнаружено столь же удивительное сходство и обонятельных систем позвоночных, насекомых и моллюсков. По-видимому, каждый тип внешнего воздействия — свет, звук, запах — может анализироваться с помощью весьма ограниченного набора базовых принципов, природных биотехнологических механизмов и нейронных сетей. В этом отношении полезную для физиологии методологическую основу представляет идея Орбели о функциональной эволюции систем: почему конкретная система, в том числе и сенсорная, развивается именно по данному пути, а не по какому-нибудь иному. Сегодня трудно разрешим вопрос: идет ли развитие соответствующих сенсорных систем по сходному плану под давлением естественного отбора в соответствии с физическими свойствами внешнего мира и общими принципами переработки информации или оно в основном запрограммировано в давно существующих генах и только развертывается в более или менее совершенной форме у животных разного уровня? Такая постановка вопроса сегодня уже не выглядит крамольной и имеет под собой некоторые молекулярно-биологические основания. Так, совсем недавно было обнаружено удивительное сходство структуры генов, определяющих развитие зрительной системы у неродственных животных: позвоночных и насекомых.

***

Исследования сенсорных систем в России имеют крепкие корни, хорошие традиции и признанные достижения. «Глядя в прошлое — сними шляпу, глядя в будущее — засучи рукава», — сказал кто-то. В России есть еще люди, способные засучить рукава, но современную сенсорную биологию голыми руками уже не возьмешь!

Редакция журнала «Наука и жизнь» выражает благодарность заведующему лабораторией эволюции рецепторов Института эволюционной физиологии и биохимии им. И. М. Сеченова РАН доктору биологических наук В. И. Говардовскому за помощь в подготовке данной статьи к публикации.

37 ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ОРГАНОВ ЧУВСТВ. История психологии. Шпаргалка

37 ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ОРГАНОВ ЧУВСТВ

Органы чувств – это находящиеся на теле и внутри организма специализированные органические структуры, предназначенные для восприятия внешней информации, ее переработки и хранения. Они содержат в себе:

1) рецепторы – размещены на его поверхности. Предназначены для восприятия раздражителей любой природы и реорганизации их в нервные импульсы;

2) нервные пути – специализированные нервные волокна, проводящие приобретаемые от разнообразных рецепторов возбуждения в определенные отделы мозга и обратно;

3) отделы центральной нервной системы (ЦНС), предназначенные для переработки поступающей информации (возбуждения) для цели обратной ответной реакции на раздражитель. Органы чувств иначе называют сенсорными органами, которые входят в общую сенсорную систему восприятия поступающей информации.

По И. П. Павлову, сенсорная система – часть нервной системы, состоящая из воспринимающего внутренние или внешние раздражители рецепторного аппарата, проводящего нервные пути и части центральной нервной системы, преобразовывающего поступающую по ним информацию от рецепторов.

Проводящие нервные пути можно разделить на:

1) афферентные – прохождение нервного возбуждения от рецепторов к конкретному отделу головного мозга;

2) эфферентные – прохождение нервного импульса из центральной нервной системы к периферии.

Общность афферентных и эфферентных проводящих путей, включая рецепторы конкретного органа чувств и преобразовывающих информацию подкорковых и корковых отделов центральной нервной системы, называют анализатором.

Существуют пять органов чувств человека, устанавливающих его связь с окружающей действительностью. Они делятся на контактные (при прямом контакте с раздражителем) и дистантные, которые реагируют на удаленные раздражители:

1) контактные: вкус и осязание;

2) дистантные: зрение, слух и обоняние. Деятельность каждого из органов чувств

представляет собой элементарный психический процесс – ощущение. Сенсорная информация от внешних раздражителей поступает в центральную нервную систему двумя путями:

1) характерные сенсорные пути:

а) зрение – через сетчатку, латеральное коленчатое тело и верхние бугорки четверохолмия в первичную и вторичную зрительную кору;

б) слух – через ядра улитки и четверохолмия, медиальное коленчатое тело в первичную слуховую кору;

в) вкус – через продолговатый мозг и тала-мус в соматосенсорную кору;

г) обоняние – через обонятельную луковицу и пириформную кору в гипоталамус и лим-бическую систему;

д) осязание – проходит через спинной мозг, ствол мозга и таламус в соматосенсорную кору;

2) неспецифические сенсорные пути: болевые и температурные ощущения, расположенные в ядрах таламуса и ствола мозга.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Органы чувств насекомых | справочник Пестициды.ru

Органы чувств описываются отдельно от строения нервной системы насекомых, так как в их образовании участвуют не только нервные клетки, но и производные других тканей. Тем не менее, их можно назвать ее частью. Они представляют собой элементы периферической нервной системы, так как содержат чувствительные нервные окончания.^[2][1]

Рецепция и рецепторы

Любой орган чувств состоит из рецепторов – чувствительных элементов особого строения, которые воспринимают определенный вид раздражения. Например, волоски на теле насекомого, выполняющие функцию осязания, чувствуют механическое раздражение, но не воспринимают свет, и так далее.

Всего в организме насекомого существует 4 вида рецепторов.

: воспринимают механические колебания. Такие нервные окончания лежат в основе органов осязания и слуха (звук тоже представляет собой механические колебания определенной частоты). Среди механорецепторов, формирующих осязание, есть несколько разновидностей. Одни ощущают давление, другие – вибрацию, третьи – прикосновения и т.д. В общем, механорецепторы весьма разнообразны и «многофункциональны». Рабочая пчела на гнезде

Рабочая пчела на гнезде

---

Использовано изображение:^[5]

– структуры, воспринимающие температуру. Они располагаются в покровах насекомых и передают в мозг информацию о ее колебаниях. Причем, при нагревании и охлаждении возбуждаются разные виды терморецепторов: холодовые и тепловые. Без температурной чувствительности жизнь и размножение некоторых насекомых были бы невозможны. Например, рабочие пчелы в улье постоянно контролируют температуру участка гнезда, где развиваются яйца и личинки (фото). Они то утепляют их, то охлаждают. Температура все время поддерживается на значениях 34,5-35,5 градусов, так как при отклонениях от этой «нормы» личинки погибают.^[2][1] – чувствительные образования, которые раздражаются химическими веществами. Примером служат органы вкуса и обоняния. Несмотря на то, что насекомые устроены примитивнее многих животных, у них найдены особые хеморецепторы, которых больше нет ни у кого. Речь идет о внутренних хеморецепторах, которые определяют постоянство внутренней среды организма: рН гемолимфы и так далее. Пока что эти рецепторы изучены плохо. – основа органа зрения, нервные окончания, воспринимающие световые волны.

В целом, все рецепторы выполняют лишь одну функцию – рецепцию, то есть, восприятие определенных сигналов. Эти сигналы в виде нервного возбуждения подаются в нервные центры головного мозга и брюшной нервной цепочки, где информация обрабатывается. В итоге насекомое «решает», как ему поступить в ответ на внешние стимулы.^[2][1]

Волоски на теле гусеницы

Волоски на теле гусеницы

---

Использовано изображение:^[3]

Органы чувств, их строение и расположение

. Представлены в виде чувствительных волосков от большого до микроскопического размера, располагаются практически по всей поверхности тела, особенно на тех частях, которые часто соприкасаются с поверхностями и объектами окружающей среды. Наиболее концентрированны на усиках, ногах, придатках брюшка, ротовых органах. В простейшем виде орган осязания – это трихоидная сенсилла. При прикосновении или действии на волосок потока воздуха он смещается. Это раздражает лежащие в его основании нервные клетки, а те передают нервные импульсы в мозг. ^[2][1](фото) Орган слуха на брюшке

Орган слуха на брюшке

---

Использовано изображение:^[7]

. Как правило, они хорошо развиты у тех насекомых, которые сами издают звуки. Так как эти звуки, прежде всего, предназначены для общения представителей вида между собой, то, естественно, важно уметь не только их издавать, но и слышать. Слуховые органы насекомых еще называют тимпанальными органами. Они выглядят в виде участков кутикулы, над которыми натянута мембрана, колеблющаяся от звуковых волн. Иными словами, это примитивный вариант «ушей». Правда, располагаются они не на голове, как уши животных и человека, а на других участках тела. К примеру, у цикад и саранчовых они находятся на первом сегменте брюшка (фото), а у сверчков и кузнечиков – на голенях первой пары конечностей. ^[2][1] Лапки — место расположения органа вкуса у мухи

Лапки — место расположения органа вкуса у мухи

---

Использовано изображение:^[6]

. Чувствительные хеморецепторы находятся у большинства групп на ротовых органах. Однако у мух (фото), бабочек и пчел они также располагаются на передних ногах (точнее, на их лапках). Складчатокрылые осы отличаются наличием вкусовых органов на апикальных члениках антенн.^[2][1]

У насекомых лучше всего получается различать сладкое, также они способны узнавать кислое, горькое и соленое. Чувствительность к разным вкусам у различных насекомых неодинакова. К примеру, гусеницам бабочек лактоза кажется сладкой, а пчелам – безвкусной. Зато пчелы очень чувствительны к соленому. ^[2][1]

Пчела «нюхает» цветок

Пчела «нюхает» цветок

---

Использовано изображение:^[8]

. Насекомые «нюхают» усиками, так как чувствительные обонятельные хеморецепторы располагаются преимущественно на них. Иногда этот процесс можно наблюдать воочию, особенно на примере пчел, которые, садясь на цветок, вначале «ощупывают» его своими антеннами, а затем погружают ротовые органы в его чашечку. (фото) Органы обоняния могут располагаться и на других участках кутикулы. Они представлены в виде конусов или пластинок, находящихся в углублениях кутикулы.^[2][1]

У самцов насекомых обоняние нередко сильнее, чем у самок. А насекомые в целом более чувствительны к некоторым запахам, чем человек. Например, аромат гераниола (это органическое вещество, используемое в качестве отдушки для парфюмерии) ощущается пчелами в 40-100 раз сильнее, чем человеком. При помощи запахов насекомые также «общаются» между собой. Так, самцы бабочек различают в воздухе запах феромонов самок, даже если те находятся на расстоянии 3-9 км от них.^[2][1]

Сложные глаза и простые глазки у палочника

Сложные глаза и простые глазки у палочника

---

Использовано изображение:^[4]

. Они могут быть представлены сложными фасеточными глазами и простыми (дорсальными) глазками, а у личинок иногда имеются личиночные (латеральные) глазки. (фото) Лучше всего функцию зрения выполняют сложные глаза, у личиночных глазков зрение довольно слабое, а дорсальные глазки не видят вообще. ^[2][1]

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Бондаренко Н.В., Поспелов С.М., Персов М.П. — Общая и сельскохозяйственная энтомология. — М.: Колос, 1983.-416 с.

2.

Шванвич Б.Н. Курс общей энтомологии. — М.Л. Советская наука. 1949.—900 с., ил.

Изображения (переработаны):

3.4.5.6.7.8. Свернуть Список всех источников

как бережно к ним относится

Органы чувств, зрения и слух являются неотъемлемой частью нервной системы. Работают как единая система. Органы чувств также называют сенсорами, они позволяют воспринимать окружающую информацию. Органы чувств через импульсы подают необходимую информацию в мозг, где уже она анализируется.

Ни одно живое существо не сможет полноценно существовать без сенсоров. Как найти еду, если ее не видеть, как отличить запах соленого от сладкого, и как понять, ощущается ли боль, если нет тактильного восприятия? Без органов чувств человек просто не сможет выжить. Именно поэтому им необходимо обеспечить должный уход.

Необходимые памятки должны быть во всех учебных заведениях, в том числе в детских садах. Ребенок с самого раннего детства должен понимать, что к своему организму нужно относиться бережно. Для начал нужно знать, что у каждого человека 5 сенсорных систем.

Содержание:

Органы зрения

Впервые человек получает информацию об органах чувств в начальных классах. Но родители должны самостоятельно уделить этому вопросу внимание намного раньше, чем дети начнут с этим знакомиться на уроках биологии.

С самых первых дней малыш с помощью глаз познает окружающий мир. С помощью глаз человек может читать, писать, распознавать окружающие вещи и предметы, что особенно важно для становления личности.

Вокруг находится огромное количество раздражителей, но большее внимание уделяется зрительным, поскольку около 90% информации человек получает с помощью глаз. Чтобы уберечь органы зрения, нужно следовать некоторым простым правилам:

• При чтении книг и журналов позаботиться о хорошем освещении;

• Отказаться от курения;

• Не тереть глаза грязными руками, вытирать лицо чистым полотенцем;

• Употреблять в пищу продукты, которые положительно сказываются на зрении;

• У кого проблемы со зрением, нужно хорошо ухаживать за линзами и очками. Менять их также нужно вовремя;

• Если специалист назначил очки, то их обязательно нужно носить;

• Периодически проверяться у врача;

• При продолжительном сидении за компьютером, чтении книг или просмотра телевизора нужно делать специальную гимнастику для глаз, особенно если чувствуется утомляемость;

• Нельзя смотреть на яркое солнце без солнцезащитных очков;

• Выдерживать необходимое расстояние от компьютера, телефона и книг. Также нельзя смотреть телевизор или в экран монитора сбоку – только прямо.

Следуя этим простым рекомендациям, то органы зрения будут здоровы.

Органы вкуса

За восприятие вкуса отвечает язык. Это подвижная мышца, которая на удивление является одной из самых сильных. Поверхность языка немного шершавая, поскольку на ней находится огромное количество мелких сосочков, с помощью которых и распознается вкус еды. Все сосочки разделяются на несколько групп в зависимости от вида: листовидные, конические и др. В зависимости от формы, каждый отвечает за конкретные функции. Чтобы уберечь орган вкуса, нужно придерживаться следующих рекомендаций:

• Нельзя употреблять очень горячую еду, пить слишком горячую воду;

• Перед приемом пищи обязательно мыть руки;

• Не класть в рот неизвестные предметы, лекарства и растения;

• Во время еды активно не разговаривать, иначе можно подавиться.

Особенно следует наблюдать за маленькими детьми, которые любят тянуть все в рот и как можно раньше отучить от этой плохой привычки. Препараты для пищеварительного тракта и обмена веществ, вы сможете купить через наш каталог.

Обоняние

За восприятие запахов отвечает нос. Именно с помощью него можно распознавать приятные ароматы. Также он может предупреждать о различных опасностях, например, утечка газа и пожар. Обонятельные рецепторы также нуждаются в правильном и должном уходе:

• Не нужно вдыхать полной грудью запахи неизвестных жидкостей из бутылок и прочих емкостей. Направить запах к носу можно при помощи помахивания руки;

• Для органа чувств вредной считается пыль. Поэтому в помещении, в котором вы живете, работаете или часто находитесь, нужно регулярно делать влажную уборку и хорошо проветривать;

• Курение и или вдыхание дыма от сигарет негативно отражается на органах обоняния;

• При чистке ротовой полости зубной пастой, не забывать хорошо очищать язык.

Органы слуха

Органом слуха являются уши, с помощью которых мы распознаем разные звуки и можем приблизительно определять их дальность, силу. Звуки распространяются при помощи волн. Существуют некие пределы. Если звук выходит за эти пределы, то его называют ультразвуком или инфразвуком. Органы слуха нужно беречь. Для этого есть простые правила:

• Нельзя слушать громко музыку, особенно в наушниках;

• Запрещается, чтобы кто-то громко орал в ухо;

• Чистить уши можно только ватными палочками, не стоит использовать острые предметы, иначе можно повредить барабанную перепонку;

• Нужно каждый день чистить и мыть уши;

• При разных болезнях или дискомфортных ощущениях сразу же обращаться к врачу.

Осязание

И последний орган – кожа, которая отвечает за тактильные восприятия. Она выполняет основную и одну из самых значимых функций – защищает организм от проявления внешних факторов, которые могут навредить. Благодаря коже человек ощущает боль, понимает, когда холодно, а когда жарко. Стоит взять во внимание несколько полезных советов, которые помогут уберечь органы осязания:

• Каждый день нужно принимать душ или ванну;

• Не наносить на кожу средства с подозрительным или незнакомым составом;

• Носить качественную одежду из натуральных материалов;

• Не допускать ожогов, перемерзания и сильных порезов;

• Не нужно трогать неизвестных насекомых, растений и уличных животных.

Следуя простым правилам, человеку удастся сохранить свои органы чувств здоровыми. При любых ухудшениях, нужно сразу же обратиться к врачу и ни в коем случае не заниматься самолечением.

В нашем каталоге также продаются препараты для лечения геморроя. Вы будете приятно удивлены нашими ценами.

Органы чувств как источник информации об окружающем мире

Степной травы пучок сухой, Он и сухой благоухает! И разом степи надо мной Все обаянье воскрешает… Аполлон Майкэв «Емшан»

Мир, полный красок, звуков и запахов дарят нам наши органы чувств

Вероятно, в первый период существования жизни на Земле наша планета представлялась живым существам совершенно темным беззвучным миром. Постепенно они научились ощущать запахи, вкус, тепло и холод, прикосновения, приобретя тем самым осязание, обоняние, вкус – первые внешние чувства. С их помощью древние организмы искали пищу, уходили от опасностей. Постепенно первым существам открывался мир красок и звуков. Животные приобретали защитную окраску, научились тихо подкрадываться к добыче или затаиваться от врага. Все совершеннее становилось их восприятие, все разнообразнее воспринимаемый ими мир живой природы.

Представим себе, что человек стоит на берегу моря. Ветер бросает ему в лицо соленые брызги. Перед ним – бескрайняя синева и золотое солнце.
Он слушает шум моря, вдыхает его неповторимый запах. Человек чувствует себя сильным и счастливым, ощущает каждый свой мускул, все свое тело, крепко стоящее на земле. В его мозге рождается единый образ – море, который он уже никогда не забудет.

1. ОРГАН ЗРЕНИЯ

Через орган зрения человек получает наибольший объем информации по сравнению с другими органами чувств. «Стянутая рыбачья сеть, закинутая на дно глазного бокала и ловящая солнечные лучи» – так представил мудрый грек Герофил сетчатку глаза. Сетчатка, как доказал ученый, – именно сеть и именно ловящая… отдельные, единые и неделимые кванты лучистой энергии Солнца. Квантовый характер поглощения и возникновения излучения установлен в настоящее время для всего диапазона  электромагнитного спектра. Впервые гипотезу о возникновении излучения порциями энергии высказал в 1900 г. ученый Планка (1858–1947 гг.) (рис.1).

Рис.1. Планк Макс

По  чувствительности глаз приближается к идеальному физическому прибору, т.к. нельзя создать прибор, который зарегистрировал бы энергию меньше одного кванта.

E = h * v,

где h – постоянная Планка, равная 6,624*10^–27 эрг*с
v – частота излучения, с^–1

Этим уникальным свойством глаза воспользовались ученые – пионеры атомной и ядерной физики. Уже столетия наука изучает глаз, открывает все новые его свойства и тайны. Неразгаданной пока тайной, одной из самых трудных и неизученных проблем современной физиологии органов чувств является цветное зрение. Совершенно неизвестно, как мозг расшифровывает приходящие к нему сигналы о цвете.

Рис.2. Глаз человека.

Глаз – это сложная оптическая система (рис.2). Световые лучи попадают от окружающих предметов в глаз через роговицу. Роговица в оптическом смысле – это сильная собирающая линза, которая фокусирует расходящиеся в разные стороны световые лучи. Причем оптическая сила роговицы не меняется и дает всегда постоянную степень преломления.  
Склера является непрозрачной наружной оболочкой глаза, соответственно, она не принимает участия в проведении света внутрь
глаза.
Доказано, что оптика глаза – всего лишь окно, в которое влетают кванты света; что сетчатка глаза и мозг делают полученное изображение четким, объемным, цветным и осмысленным (рис.3).

Рис.3. Оптика глаза

  Но глаз человек не может воспринимать излучение сверх высокой интенсивности и различать короткие сигналы (длительностью до 0,05 с.).
Принято считать, что средний человеческий глаз в средних условиях дневного освещения воспринимает чрезвычайно узкий (по сравнению со спектром возможных излучений) диапазон длин волн: от 380 до 780 нм (1 нанометр = 10–9м) или (0,38 ?0,78 мкм).
Очень невелика и разрешающая способность глаза: минимальный размер объекта, различаемого глазом, оказывается порядка одного микрометра (10–6м). Поэтому мир мы видим таким, каков он есть на самом деле, а новые методы и идеи физики, математики, химии, биологии – залог грядущих открытий в этой области.

 2. ОРГАНЫ СЛУХА. ЗВУК. РЕЗОНАНСНАЯ ТЕОРИЯ СЛУХА

Мир наполнен самыми разнообразными звуками. Шум ветра и волн, раскаты грома и стрекотание кузнечиков, пение птиц и голоса людей, крики животных и звуки движения транспорта – все эти звуки улавливаются ушной раковиной и вызывают вибрацию барабанной перепонки (рис.4).

Рис.4. Строение уха

Человеческое ухо состоит из трёх частей: наружного, среднего и внутреннего, строение каждого из которых, в свою очередь, представляет довольно сложную систему. Давайте попробуем вместе разобраться в этом сложном процессе, который мы называем «слух».
С помощью ушной раковины мы определяем направление, откуда поступает звук. Наружный слуховой проход – это вытянутый канал, стенки которого продуцируют жидкую субстанцию, более известную нам как сера. Она предназначена для удаления инородных тел и предотвращения попадания различных насекомых за счет специфического запаха. Из-за глубины наружного слухового прохода температура и  влажность у барабанной перепонки сохраняются практически постоянными, а последняя сохраняет свою подвижность.   В то же время барабанная перепонка хорошо защищена от любых повреждений (табл.1).

Таблица 1

Слуховой аппарат человека

Характеристика слухового аппарата человека	Значение
Частотный диапазон звуков, воспринимаемых ухом, Гц	16–20 до 20000
Частотный диапазон речи, Гц	1200–9000
Частота звуковых колебаний, к которым наиболее чувствительно ухо, Гц	1500–3000
Расстояние между правым и левым ухом у взрослого человека, см	ок. 18
Форма барабанной перепонки	Овальная
Косточки среднего уха:
Масса молоточка, мг	ок. 23
Масса наковальни, мг	ок. 25
Масса стремечка, мг	ок. 3
Площадь наружного отверстия слухового канала уха, см2	0,3–0,5
Площадь барабанной перепонки, см2	0,1

Через систему звуковых косточек среднего уха  звуки превращаются в импульсы и передаются воспринимающим клеткам головного мозга (рис.5).
Как именно мозг расшифровывает эти импульсы и «узнает» звуки, ученым пока неясно.

Рис.5. Передача звука клеткам головного мозга

Но звуки, воспринимаемые человеческим ухом, являются важным источником   информации, позволяют легче приспосабливаться к окружающему миру. Что такое звук, как он возникает, распространяется, его параметры изучает специальный отдел физики – акустика.
 Звук или звуковая волна может распространяться только в материальной среде, это упругая волна, вызывающая у человека слуховые ощущения. Более 20000 нитевидных рецепторных окончаний, находящихся во внутреннем ухе, преобразуют механические колебания в электрические импульсы, которые по 30000 волокон слухового нерва передаются в головной мозг человека и вызывают у него слуховые ощущения. Колебания воздуха с частотой от 16 Гц до 20 кГц в секунду мы слышим. 20000 колебаний в секунду – это самый высокий звук самого маленького деревянного инструмента в оркестре – флейты – пикколо, а 16 колебаниям соответствует звук самой низкой струны самого большого смычкового инструмента – контрабаса.
Колебания голосовых связок могут создать звуки в диапазоне от 80 до 1400 Гц (табл.2), хотя зафиксированы рекордно низкая (44 Гц) и высокая (2350 Гц ) частоты.

Таблица 2

Диапазон частот, соответствующий голосу певца

Голос	Частота, Гц	Голос	Частота, Гц
Бас Б Баритон Б Тенор Т	80–400 110–400 150–500	контральто колоратурное сопрано	200–700 250–1400

Доказано, что длина и натяжение голосовых связок определяет высоту голоса певца. У мужчин она составляет (18?25) мм (бас – 25 мм, тенор – 18 мм), а у женщин – (15?20) мм.
В телефоне, например, для воспроизведения голоса человека используется область частот от 300 Гц до 2 кГц. Диапазон частоты основных мод колебаний некоторых инструментов приведен на рисунке 6.

Рис.6. Диапазон частот струнных музыкальных инструментов

Первой подлинно научной теорией слуха была теория замечательного немецкого естествоиспытателя, физика и физиолога Германа Гельмгольца (рис.7).

Рис.7. Герман Гельмгольц

 Ее называют резонансной теорией, она подтверждалась сотнями опытов, проведенными многими учеными. Но в последние годы, с помощью электронного микроскопа, обнаружились некоторые неточности этой теории, в частности, в восприятии высоких и низких звуков. Гельмгольца и итальянца Корти считают пионерами в изучении слуха, хотя они сделали лишь первые шаги. За последние 100 лет пройден немалый путь к познанию науки о слухе, сейчас идет речь о том, чтобы ее уточнять и развивать дальше. Ведь любая научная теория обязательно должна развиваться, приносить людям новые факты. Таким образом, диапазон восприятия органов слуха ограничен небольшими пороговыми возможностями восприятия малой и большой интенсивности звука, а также малым частотным диапазоном воспринимаемых звуков.

3. ОРГАНЫ ЧУВСТВ КОЖИ

Удивительно приятно подставить лицо свежему ветру! На лице, губах есть множество специальных клеток, ощущающих и прохладу ветра и его давление. Кожа не только наша защита, но и огромный источник информации об окружающем нас мире, притом источник очень достоверный. Часто мы не верим ушам и глазам своим, а ощупываем предмет – хотим убедиться в том, что он есть, узнать, какой он на ощупь. Для всех этих ощущений есть специализированные клетки, неравномерно «разбросанные» по телу.
Ухо воспринимает только звук, глаз – свет, а кожа – прикосновение и давление, тепло и холод, и, наконец, боль. Главное кожное чувство – осязание, ощущение прикосновения. Кончик языка, губы и кончики пальцев обладают самой большой чувствительностью к давлению и прикосновению. Например, на коже кончиков пальцев ощущение прикосновения возникает при давлении всего лишь 0,028 – 0,170 г на мм² кожи. Не вся кожа чувствует прикосновение, а только отдельные ее точки, которых около полумиллиона. В каждой точке находится нервное окончание, поэтому даже ничтожное давление передается нерву и мы ощущаем легкое прикосновение (рис.8).

Рис.8. Строение кожи человека

Органы осязания не позволяют отличить друг от друга слабые раздражители и достаточно мелкие шероховатости.
Концентрация вредных жидкостей на коже и диапазон воспринимаемой человеком температуры невелик и обеспечивает только режим биологического выживания организма.

3.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ТКАНЕЙ ОРГАНИЗМА

Электрическое сопротивление отдельных участков тканей зависит преимущественно от сопротивления слоя кожи. Через, кожу ток проходит, главным образом, по каналам потовых и, отчасти, сальных желез; сила тока зависит от толщины и состояния поверхностного слоя кожи (см. рис.8).

Кожа — наружный покров тела. Ее площадь составляет около 2 м². Кожа состоит из трех основных слоев. Наружный слой — эпидермис — образован многослойной эпителиальной тканью, которая постоянно слущивается и обновляется за счет размножения более глубоко расположенных клеток. Под слоем эпидермиса расположен слой соединительной ткани — дерма. Здесь находятся многочисленные рецепторы, сальные и потовые железы, корни волос, кровеносные сосуды и лимфатические сосуды. Самый глубокий слой – подкожная клетчатка –  образован жировой тканью, которая служит «подушкой» для органов, изолирующим слоем, «складом» питательных веществ и энергии.
Основная функция кожи — защитная, предохранение от механических воздействий, препятствие попаданию в организм посторонних веществ, болезнетворных микробов.
Электрическое сопротивление человеческого тела определяется в основном сопротивлением поверхностного рогового слоя кожи — эпидермиса. Тонкая, нежная и особенно покрытая потом или увлажненная кожа, а также кожа с поврежденным наружным слоем эпидермиса хорошо проводит электрический ток. Сухая, огрубевшая кожа является весьма плохим проводником. В зависимости от состояния кожи и пути тока, а также значения напряжения сопротивление тела человека составляет от 0,5—1 до 100 кОм.

4. ОРГАН ОБОНЯНИЯ

Как можно описать запах свежести, как объяснить разницу между запахом розы и тухлого яйца? Описать можно, если сравнить его с другим знакомым запахом! Есть физические приборы для измерения силы тока и силы света, но нет меры, которой бы можно было определить и измерить силу запаха. Хотя такой прибор очень нужен и современной химии, и парфюмерии, и пищевой промышленности и многим другим отраслям науки и практики.

Мы удивительно мало знаем об естественном органе обоняния, органе, ловящем запахи (рис.9).

Рис.9. Запах одеколона раздражает рецепторы обоняния, затем раздражение передается в мозг

Нет до сих пор теории восприятия запаха, нет и закона. Пока есть только опыты и научные гипотезы, хотя самый первый шаг к познанию запаха был сделан 2 тыс. лет назад. Великий Лукреций Кар (рис.10) предложил объяснение чувству обоняния: всякое пахучее вещество испускает крошечные молекулы определенной формы.

Рис.10. Лукреций Кар

В 1952 г англичанин Джон Эмур сообщил всему миру, что он отобрал семь «формочек», т.е. нашел семь «первичных запахов»: камфороподобный, мускусный, цветочный, мятный, эфирный, острый и гнилостный. Удалось выяснить, какую форму и размер имеют молекулы, связывающие эти запахи.
Многочисленные эксперименты доказывают, что эта гипотеза, вероятно, правильна, но до превращения гипотезы в теорию запаха еще далеко.

В лабораториях ученых решается загадка запаха, тайна чувства обоняния. Решив ее, можно будет не только измерить запах вещества, но и сделать запахи по заказу. А пока известно, что органы обоняния реагируют на некоторые газы, пары и их смеси в узком диапазоне концентрации.

5. ОРГАН ВКУСА

Вкус – понятие сложное, не только язык чувствует «вкусное». Вкус ароматной дыни зависит и от ее запаха. Осязательные клетки в полости рта обеспечивают новый оттенок вкуса, например, вяжущий вкус неспелых плодов.

Вкус во рту воспринимается вкусовыми луковицами – микроскопическими образованиями в слизистой оболочке языка. У человека во рту их несколько тысяч. Каждая луковица состоит из 10?15 вкусовых клеток, расположенных в ней подобно долькам апельсина. Экспериментаторы научились регистрировать слабую биоэлектрическую реакцию отдельных вкусовых клеток, вводя в них тончайший микроэлектрод. Оказалось, что одни клетки реагируют сразу на несколько вкусов, а другие – только на какой-нибудь один.

Но неясно, как мозг разбирается во всей этой массе импульсов, которые несут информацию о вкусе: горьком или сладком, горько-соленом или кисло-сладком. Первая классификация вкусов была предложена М. В. Ломоносовым. Он насчитал семь простых вкусов, из которых сейчас общепринято только четыре: сладкий, соленый, кислый и горький. Это простые, самые первичные вкусы, у них нет никакого привкуса. Разные области языка у человека по-разному ощущают вкус (рис.11).

Рис.11. Восприятие вкуса у человека разными областями языка

На кончике языка находится скопление «сладких» луковиц, поэтому сладкое мороженое надо пробовать кончиком языка. За кислоту отвечает задний край языка, а за соленое – передний его край. Горькую редьку чувствует задняя стенка языка. Но вкус пищи мы ощущаем всем языком. Вместе с горьким лекарством врач приписывает еще какое-нибудь  другое, которое отбивает неприятный вкус, т.к. из двух вкусов можно получить третий, не похожий ни на тот, ни на другой. Важнейшая проблема науки о вкусе состоит в отыскании взаимосвязи между молекулярной структурой вкусовой клетки, физико-химической природой вещества и самим вкусом. И на вопрос: «Чем же ограничен диапазон восприятия органа вкуса?» можно ответить, что для него характер на чувствительность только к ограниченному набору веществ и химических соединений, которые потребляет организм человека. Но человек – биологическое существо, все его органы чувств формировались в течение длительной эволюции, поэтому диапазон их восприятия был достаточным для адаптации к жизни в земных условиях. Но узкий диапазон восприятия органов чувств по сравнению с многообразием природных информационных  сигналов всегда был тормозом в развитии научных представлений об окружающем мире.

Но человек – биологическое существо, все его органы чувств формировались в течение длительной эволюции, поэтому диапазон их восприятия был достаточным для адаптации к жизни в земных условиях. Но узкий диапазон восприятия органов чувств по сравнению с многообразием природных информационных сигналов всегда был тормозом в развитии научных представлений об окружающем мире (см. Приложение).

6. ОРГАНЫ ЧУВСТВ И ПРОЦЕСС ПОЗНАНИЯ

Человек получает от каждого органа чувств ограниченный объем информации. Поэтому процесс познания окружающего мира можно сравнить с ситуацией, которая возникла в притче о пяти слепых, каждый из которых пытался представить себе, что такое слон.

Первый слепой взобрался на спину слона и считал, что это стена. Второй, ощупывая ногу слона, решил, что это колонна. Третий взял в руки хобот и принял его за трубу. Слепой, который дотронулся до бивня, подумал, что это сабля. А последнему, поглаживающему хвост слона, показалось, что это веревка.
Так и недостаток восприятий чувств должен был привести к противоречивым и неоднозначным представлениям о структуре окружающего мира. Жизненный опыт оказывается недостаточным при изучении явлений, определяемых временными интервалами и пространственными размерами, которые недоступны для наблюдения. В таких условиях дополнительная информация получается экспериментальными установками, с помощью которых можно расширить диапазон принимаемых сигналов, и парадоксальными физическими теориями, описывающими основные закономерности физических явлений. И, несмотря на ограниченный диапазон восприятия органов чувств, человек сумел определить структуру вещества и понять природу многочисленных эффектов вне этого диапазона.

Путешествие в страну пяти чувств: онлайн-игра

Дорогие друзья! Представляем онлайн-игру «Путешествие в страну пяти чувств». Игра включает 5 занимательных заданий и познавательные материалы об органах чувств: зрение, слух, вкус, обоняние и осязание. 

Игра может быть интересна детям дошкольного и младшего школьного возраста, а также может быть использована педагогами и воспитателями на учебных занятиях.

Сегодня мы отправимся в удивительную страну, которой не найдешь на карте мира, но именно жители этой страны помогают нам познавать мир, в котором мы живем, чувствовать красоту всего того, что нас окружает.  Нажимайте на картинки или названия органов чувств, под ними спрятались задания.

1. ГЛАЗ  

 

Глаза — органы зрения, позволяют увидеть предметы: их цвет, форму, размер, перемещение предметов в пространстве.

Памятка «Как сохранить зрение» (см. вложение).

Видео зарядка для глаз «Осень». Ссылка.

 

2. СЛУХ. 

Уши — органы слуха, позволяют различать звуки и голоса, слушать музыку.

Памятка «Как сохранить слух» (см. вложение).

 

А сейчас предлагаем онлайн-игру о жизни на ощупь «Со-единение». Это первая интерактивная образовательная онлайн-игра, дает возможность понять, как ощущают мир люди с нарушением зрения и слуха. Игра разработана Фондом поддержки слепоглухих людей «Со-единение». Ссылка на игру.

3. ОБОНЯНИЕ. 

Нос — орган обоняния, который служит нам, чтобы мы могли наслаждаться прекрасными запахами, ароматами. Он также предупреждает нас о различного рода опасностях (пожар, утечка газа).

Памятка «Как беречь обоняние» (см. вложение).

Викторина для взрослых «Ароматы русской литературы» на портале Культура.РФ. Ссылка.

  

4. ВКУС. 

Язык — орган вкуса. Вкусовое чувство необходимо человеку, чтобы определять съедобное и несъедобное. Например, положив в рот испорченный продукт, человек почувствует с помощью языка неприятный вкус и не станет употреблять это в пищу.

Памятка «Как сохранить вкус» (см. вложение).

 

5. ОСЯЗАНИЕ. 

Кожа — орган осязания. Осязание – это способность человека чувствовать прикосновение. Именно благодаря коже мы чувствуем горячее и холодное, ощущаем боль. Кожа — это живая защитная оболочка нашего тела.

Памятка «Как сохранить осязание» (см. вложение). 

 

Вот и закончилась игра «Путешествие в срану пяти чувств». 

В теремке, который век

Под названием «человек»

Все помощники живут:

Нос, рука, язык, глаза, уши —

Дружная семья.

Все помощники нужны,

Все помощники важны!

Все эти помощники очень важны и очень нужны человеку! Поэтому надо беречь свои глаза, уши, нос, рот и язык и конечно кожу. Постоянно ухаживать за ними, чтобы оставаться здоровыми.

 

 

 

 

 

Чувства работают вместе

Эта идея фокусировки исследуется через:

Противопоставление взглядов студентов и ученых

Ежедневный опыт студентов

Студенты воспринимают свои чувства как должное и часто не осознают, как они работают вместе, предоставляя различные типы информации о нашем непосредственном окружении. Эта информация позволяет нам реагировать на изменения в нашей среде.

Поскольку учащиеся редко теряют одно из своих чувств, они не понимают, что работают вместе.В ситуациях, когда учащиеся могут испытывать временную потерю или маскировку одного чувства, например, потерять чувство вкуса при простуде, потерять зрение при переходе из хорошо освещенной комнаты в темную комнату или потерять общее чутье. слуха при использовании MP3-плеера и личных наушников, они могут лучше осознавать необходимость использования других органов чувств для передачи информации из своего окружения.

Студенты редко на собственном опыте узнают, как люди с потерей чувствительности получают необходимую информацию об окружающей среде с помощью других органов чувств.

Научная точка зрения

Пять органов чувств — зрение, вкус, осязание, слух и обоняние — собирают информацию о нашей окружающей среде, которая интерпретируется мозгом. Мы понимаем эту информацию на основе предыдущего опыта (и последующего обучения) и комбинации информации от каждого из органов чувств.

Мы почти автоматически реагируем на большую часть сенсорной информации. Такой ответ важен для выживания в нашей среде.

Критические идеи обучения

• Мы используем наши чувства для сбора информации об окружающей среде и реагирования на нее, что помогает нашему выживанию.
• Каждое чувство предоставляет различную информацию, которая комбинируется и интерпретируется нашим мозгом.
• Какое чувство является доминирующим, варьируется у разных животных, а также какое является наиболее чувствительным. Наше доминирующее чувство — это зрение, а слух — самое чувствительное (из-за диапазона «громкости», в котором работает слух).
• Достижения в области науки повысили качество жизни многих людей с сенсорными нарушениями, предоставив такие вещи, как альтернативные методы общения, повышенная мобильность, дополнительные образовательные инструменты и технологии, предназначенные для улучшения сенсорных функций, такие как кохлеарные имплантаты.

Изучите взаимосвязь между идеями о работе и роли органов чувств в Карты развития концепций: клетки и органы

На этом уровне важен опыт обучения, который побуждает учащихся больше узнавать о себе и других животных. Первоначально важно четко определить пять чувств и
органов, связанных с каждым чувством. Затем, с намерением двигаться к пониманию «систем», также важно предоставить ученикам возможность испытать способы, которыми каждое чувство предоставляет информацию, которая помогает и поддерживает другие чувства и организм в целом.

Опыт обучения должен позволять учащимся учитывать повседневные трудности, с которыми могут столкнуться люди, сенсорный ввод которых нарушен или ненадежен. Поощряйте учащихся определять элементы или системы, которые были разработаны для усиления сенсорного ввода. Сюда могут входить: шрифты Брайля, звонки на железнодорожных переездах, звуковые, вибрационные и тактильные сигналы пешеходов, слуховые аппараты, собаки-поводыри, говорящие часы, трости и т. Д.

Учебные мероприятия

Выносите существующие идеи учащихся и открытое обсуждение посредством обмена опытом

Представьте тему, предоставив различные опыты, которые можно использовать для детального изучения каждого чувства.Используйте «мягкие пакеты», секретные пакеты, записанные на пленку звуки и вкусовые тесты горьких, сладких, соленых и кислых продуктов, чтобы создать обучающий опыт, основанный на одном чувстве сбора информации. Подробно исследуйте каждое чувство: например, выясните, одинаково ли влияют разные вкусы на разные части языка.

Продвигать, размышлять и разъяснять существующие идеи

Предоставлять учащимся возможность осознать, что они используют более одного чувства для сбора информации о своей среде.Учащиеся могут собирать различные предметы в соответствии с определенными критериями (например, что-то синее; что-то тяжелое; издает шум; с грубой текстурой; с запахом). Им следует изучить все собранные предметы и подумать, есть ли там некоторые из них могут быть отнесены к другой категории, отличной от той, для которой они были собраны. Учащиеся должны знать, что они использовали данные как минимум двух органов чувств для определения своего ответа.

Сбор доказательств / данных для анализа

Развивайте предыдущее упражнение, исследуя, как чувства работают вместе.Определите успешность нашей способности правильно идентифицировать образцы пищи, когда сенсорный ввод ограничен. Образцы продуктов питания могут включать: кусочки апельсина, моркови, сельдерея, дыни, картофеля, яблока, груши, банана и т. Д. Поместите каждый образец в бумажный пакет. Разделите учащихся на три группы и завяжите глаза двум из них. Одна из этих групп с завязанными глазами должна попытаться идентифицировать завернутые образцы пищи, используя только свое обоняние. Другая группа с завязанными глазами может использовать только прикосновение; их обоняние заблокировано (им следует ущипнуть нос или засовывать в ноздри вату).Последней группе не завязывают глаза, и они могут использовать прикосновение, запах и внешний вид для идентификации образцов пищи. Студенты могут записывать свои наблюдения в научных журналах и представлять свои результаты в виде графиков и таблиц.

Помогите студентам выработать для себя некоторые «научные» объяснения

На основе данных, собранных выше, студенты делают обобщения о нашей способности собирать информацию и понимать окружающий нас мир, когда сенсорный ввод ограничен по сравнению с тем, когда чувства работают вместе .

Уточняйте и объединяйте идеи

Обеспечьте общий опыт, чтобы продемонстрировать применение этой идеи в повседневной жизни. Сделайте попкорн с классом и перечислите в каждом смысле, как мы могли наблюдать изменения, которые происходили на протяжении всего процесса. Например, ученики могут заметить, что вначале попкорн был маленьким и твердым (с помощью зрения и осязания), затем попкорн начал двигаться (с помощью зрения и слуха), затем он лопнул (с помощью слуха), а затем появился запах готовки. (используя запах), а затем его съели (используя вкус).

Объединяйте и расширяйте применение идей

Сравните и сопоставьте человеческие чувства с чувствами животных. Изучите примеры того, как животные чувствуют внешний мир, и анатомические структуры, которые позволяют им это делать. Например:

• пчелы имеют хеморецепторы (вкусовые рецепторы) на челюстях, передних конечностях и усиках
• глаза хамелеона могут двигаться независимо — он может видеть одновременно в двух разных направлениях
• сверчки слышат, используя свои ноги, когда звуковые волны сотрясают тонкую мембрану на передних лапах сверчка
• соколы могут обнаружить 10-сантиметровый объект с расстояния 1.5 km
• дельфины и киты для общения используют некоторые высокие «свистки» и «щелчки» за пределами досягаемости человеческого слуха.

Обсудите, почему эти чувства важны для каждого животного.

Пять (и более) чувств

У человека пять основных органов чувств: осязание, зрение, слух, обоняние и вкус. Органы чувств, связанные с каждым чувством, отправляют в мозг информацию, которая помогает нам понимать и воспринимать окружающий мир. У людей есть и другие чувства помимо основных пяти.Вот как они работают.

Прикосновение

Прикосновение считается первым чувством, которое развивается у людей, согласно Стэнфордской энциклопедии философии. Прикосновение состоит из нескольких различных ощущений, которые передаются в мозг через специализированные нейроны кожи. Давление, температура, легкое прикосновение, вибрация, боль и другие ощущения являются частью осязания и связаны с различными рецепторами кожи.

Прикосновение — это не просто чувство, используемое для взаимодействия с миром; это также кажется очень важным для благополучия человека.Например, было обнаружено, что прикосновение передает сострадание от одного человека к другому.

Прикосновение также может влиять на то, как люди принимают решения. Текстура может быть связана с абстрактными концепциями, а прикосновение к чему-либо с текстурой может повлиять на решения, которые принимает человек, согласно шести исследованиям психологов из Гарвардского и Йельского университетов, опубликованным в выпуске журнала Science от 24 июня 2010 года.

«Эти тактильные ощущения не просто меняют общую ориентацию или поднимают настроение людям», — сказал Джошуа Акерман, доцент кафедры маркетинга Массачусетского технологического института.«Они имеют определенную связь с определенными абстрактными значениями». [Одно прикосновение может повлиять на мысли и решения]

Зрение

Зрение или восприятие вещей глазами — сложный процесс. Во-первых, свет отражается от объекта к глазу. Прозрачный внешний слой глаза, называемый роговицей, отклоняет свет, проходящий через отверстие зрачка. Радужная оболочка (цветная часть глаза) работает как затвор фотоаппарата, убираясь, чтобы не пропускать свет, или открываясь шире, чтобы пропускать больше света.

«Роговица фокусирует большую часть света. Затем он [свет] проходит через линзу, которая продолжает фокусировать свет», — пояснил доктор Марк Фромер, офтальмолог и специалист по сетчатке глаза в больнице Ленокс Хилл в Нью-Йорке. . [Как работает человеческий глаз]

Затем хрусталик глаза изгибает свет и фокусирует его на сетчатке, которая заполнена нервными клетками. Согласно данным Американской оптометрической ассоциации, эти клетки имеют форму палочек и колбочек и названы в честь своей формы.Конусы переводят свет в цвета, центральное зрение и детали. Жезлы переводят свет в периферическое зрение и движение. Жезлы также дают людям видение при ограниченном освещении, например, ночью. Информация, транслируемая светом, отправляется в мозг через зрительный нерв в виде электрических импульсов.

Согласно исследованию, опубликованному в марте 2017 года в журнале PLOS One, люди без зрения могут компенсировать это улучшением слуха, вкуса, осязания и обоняния. Их память и языковые навыки также могут быть лучше, чем у рожденных со зрением.

«Даже в случае полной слепоты мозг перестраивает себя таким образом, чтобы использовать информацию, имеющуюся в его распоряжении, чтобы он мог более эффективно взаимодействовать с окружающей средой», — доктор Лотфи Мерабет, старший автор по этому вопросу. В заявлении говорится, что это исследование 2017 года и директор лаборатории визуальной нейропластичности в Институте исследования глаза Schepens Массачусетского глаза и уха.

Слух

Это чувство работает через сложный лабиринт человеческого уха.Звук проходит через внешнее ухо и попадает в наружный слуховой проход. Затем звуковые волны достигают барабанной перепонки или барабанной перепонки. Это тонкий лист соединительной ткани, который вибрирует, когда на него ударяют звуковые волны.

Вибрация распространяется на среднее ухо. Там слуховые косточки — три крошечные кости, которые называются молоток (молоток), наковальня (наковальня) и стремени (стремени) — вибрируют. Стременная кость, в свою очередь, толкает структуру, называемую овальным окном, внутрь и наружу, посылая вибрации кортиевому органу, согласно Национальной медицинской библиотеке (NLM).Этот спиральный орган является органом-рецептором для слуха. Крошечные волосковые клетки в кортиевом органе преобразуют колебания в электрические импульсы. Затем импульсы передаются в мозг через сенсорные нервы.

Люди сохраняют чувство равновесия, потому что евстахиева труба, или фаринготимпанальная труба, в среднем ухе уравновешивает давление воздуха в среднем ухе с давлением воздуха в атмосфере. Вестибулярный комплекс во внутреннем ухе также важен для баланса, поскольку он содержит рецепторы, которые регулируют чувство равновесия.Внутреннее ухо связано с вестибулокохлеарным нервом, который передает в мозг звуковую информацию и информацию о равновесии.

Запах

По мнению исследователей, люди могут чувствовать более 1 триллиона запахов. Они делают это с помощью обонятельной щели, которая находится на крыше носовой полости, рядом с «нюхательной» частью мозга, обонятельной луковицей и ямкой. По данным Американского ринологического общества, нервные окончания в обонятельной щели передают запах в мозг.

Собаки известны как отличные собачки, но исследования показывают, что люди так же хороши, как и лучшие друзья человека. Исследование, опубликованное в выпуске журнала Science от 11 мая 2017 г., предполагает, что люди могут различать 1 триллион различных запахов; Когда-то считалось, что люди могут воспринимать только 10 000 различных запахов.

«Дело в том, что обоняние у людей так же хорошо, как и у других млекопитающих, таких как грызуны и собаки», — сказал Джон МакГанн, нейробиолог из Университета Рутгерса в Нью-Брансуике в Нью-Джерси и автор нового обзора. в заявлении.Исследование Рутгерса подкрепляет предыдущее исследование, проведенное в Университете Рокфеллера в Нью-Йорке, результаты которого были опубликованы в мартовском выпуске журнала Science за 2014 год. [Люди прекрасно пахнут! Люди чувствительны к нюхам, как собаки »]

У людей 400 обонятельных рецепторов. Хотя это не так много, как у супер-смеллеров, гораздо более сложный человеческий мозг компенсирует разницу, сказал МакГанн.

Фактически, плохое обоняние у людей может быть признаком заболевания или старения.Например, нарушение или снижение способности обоняния является симптомом шизофрении и депрессии. Старость также может снизить способность правильно обонять. Согласно докладу 2006 года, опубликованному Национальными институтами здравоохранения, более 75 процентов людей в возрасте старше 80 лет могут иметь серьезные обонятельные нарушения.

Вкус

Вкусовые ощущения обычно делятся на четыре различных вкуса: соленый, сладкий, кислый и горький. Существует также пятый вкус, определяемый как умами или пикантный.Может быть много других ароматов, которые еще не открыты. Кроме того, острый — это не вкус. По данным Национальной медицинской библиотеки (NLM), это на самом деле сигнал боли.

Согласно NLM, чувство вкуса способствовало эволюции человека, потому что вкус помогал людям проверять пищу, которую они ели. Горький или кислый вкус указывал на то, что растение могло быть ядовитым или гнилым. Однако что-то соленое или сладкое часто означало, что еда была богата питательными веществами.

Вкус ощущается вкусовыми рецепторами.У взрослых от 2000 до 4000 вкусовых рецепторов. Большинство из них находится на языке, но они также выстилают заднюю стенку глотки, надгортанник, носовую полость и пищевод. Согласно NLM, сенсорные клетки на бутонах образуют капсулы в форме цветочных бутонов или апельсинов. На концах этих капсул есть поры, похожие на воронки с крошечными вкусовыми волосками. Белки на волосах связывают химические вещества с клетками для дегустации.

Это миф, что на языке есть определенные зоны для каждого вкуса. Эти пять вкусов можно ощутить на всех частях языка, хотя стороны более чувствительны, чем середина.Около половины сенсорных клеток вкусовых рецепторов реагируют на несколько из пяти основных вкусов. Согласно NLM, клетки различаются по уровню чувствительности. У каждого есть своя палитра вкусов с фиксированным рейтингом, поэтому некоторые ячейки могут быть более чувствительными к сладкому, за ним следуют горький, кислый и соленый, в то время как у других есть свои собственные рейтинги. Полноценное восприятие вкуса достигается только после объединения всей информации из разных частей языка.

Другая половина сенсорных клеток специализируется на реакции только на один вкус.Их работа — передавать информацию об интенсивности — насколько что-то соленое или сладкое на вкус.

Другие факторы способствуют формированию восприятия вкуса мозгом. Например, запах еды сильно влияет на восприятие вкуса мозгом. Запахи отправляются в рот в процессе, называемом обонятельным перенаправлением. Вот почему у человека с заложенным носом могут возникнуть проблемы с дегустацией еды. Текстура, передаваемая осязанием, также влияет на вкус.

Ощущение пространства

Помимо традиционной большой пятерки, есть еще одно чувство, которое связано с тем, как ваш мозг понимает, где находится ваше тело в пространстве.Это чувство называется проприоцепцией.

Проприоцепция включает в себя чувство движения и положения наших конечностей и мышц. Например, проприоцепция позволяет человеку прикоснуться пальцем к кончику носа даже с закрытыми глазами. Это позволяет человеку подниматься по ступенькам, не глядя на каждую. Люди с плохой проприоцепцией могут быть неуклюжими и нескоординированными.

Исследователи из Национального института здоровья (NIH) обнаружили, что люди с особенно плохой проприоцепцией из-за механочувствительности — способности ощущать силу, например ощущение, когда кто-то давит на вашу кожу, — могут иметь мутировавший ген, который передается от от поколения к поколению.Это из исследования, проведенного в сентябре 2016 года в Медицинском журнале Новой Англии. «Версия [гена] PIEZO2 пациента может не работать, поэтому их нейроны не могут обнаруживать прикосновения или движения конечностей», — сказал Александр Чеслер, главный исследователь Национального центра дополнительного и интегративного здоровья и ведущий автор исследования. заявление.

Дополнительные чувства и варианты

Есть более тонкие чувства, которые большинство людей никогда не воспринимают. Например, есть нейронные датчики, которые определяют движение, чтобы контролировать баланс и наклон головы.Существуют особые кинестетические рецепторы для определения растяжения мышц и сухожилий, помогая людям следить за своими конечностями. Другие рецепторы определяют уровни кислорода в определенных артериях кровотока.

Иногда люди даже не воспринимают чувства одинаково. Люди с синестезией могут воспринимать звуки как цвета или, например, ассоциировать определенные образы с запахами.

Дополнительные ресурсы

Пять чувств и почему они важны

Пять чувств являются нашей связью с окружающим миром.Хотя многие люди с сенсорными нарушениями живут полноценной жизнью, любые нарушения или потеря чувств могут оказать на нас серьезное влияние.

Пять чувств

Каждое из наших органов чувств использует свою собственную систему обнаружения для получения информации из нашего окружения. Информация отправляется в мозг, где она обрабатывается и объединяется для создания полной сенсорной картины нашей окружающей среды.

1. Зрение: свет и цвет обнаруживаются клетками сетчатки в задней части глаза.

2. Звук: волосковые клетки в ухе двигаются в ответ на определенные частоты звука.

3. Вкус: вкусовые рецепторы на языке реагируют на соленый, кислый, горький, сладкий вкус и вкус умами в нашей пище.

4. Обоняние: специальные клетки в носу обнаруживают различные химические вещества в воздухе, которым мы вдыхаем. Мы также обнаруживаем аромат пищи, когда воздух движется от нашего рта вверх в заднюю часть носовой полости.

5. Прикосновение: различные рецепторы нашей кожи могут обнаруживать различные типы прикосновений, включая давление и вибрацию.

За пределами пяти чувств

Хотя мы часто говорим о пяти чувствах, в действительности мы можем ощущать гораздо больше из окружающей среды. Например, мы можем определить, насколько жарко или холодно, почувствовать боль и почувствовать, как расположено наше тело. У каждого из этих органов чувств есть своя собственная система обнаружения окружающей среды, которая должна посылать сигналы в правую часть мозга. Ощущение равновесия исходит от вестибулярных органов внутреннего уха, которые могут определить, когда наше тело наклонено в разные стороны.Несмотря на то, что мы не так осведомлены об этих других чувствах, как о пяти основных чувствах, они все же оказывают на нас значительное влияние.

Почему наши чувства так важны?

Сколько бы у нас ни было органов чувств, они могут оказывать на нас значительное влияние. Наши чувства:

• Связаны ли мы с окружающим миром, поэтому они нужны нам, чтобы воспринимать нашу среду и взаимодействовать с другими людьми
• Может помочь с повседневными задачами, такими как вождение автомобиля, общение с людьми или выполнение действий на работе
• Необходимы для получения удовольствия от многих впечатлений, таких как прием пищи или прослушивание музыки.
• Тесно связаны с нашими эмоциями и воспоминаниями, поэтому они могут очень сильно повлиять на то, как мы себя чувствуем

Если что-то мешает работе наших органов чувств, это может ограничить наше взаимодействие с окружающим миром или затруднить выполнение определенных действий.Например, потеря слуха может затруднить отслеживание разговоров, а нарушение равновесия может помешать вам безопасно передвигаться. Если у вас проблемы с каким-либо из органов чувств, важно обратиться за помощью, так как часто с этим можно что-то сделать. Поскольку многие из наших чувств обнаруживаются органами в ушах, носу и горле, часто бывает необходимо обратиться к ЛОР-специалисту. Мы можем предоставить слуховой аппарат или лечение для таких проблем, как нарушение равновесия, которые могут иметь огромное влияние на качество вашей жизни.

Сколько у нас чувств

Неудивительно, что в Сенсорном фонде часто говорят о наших чувствах. Как охотники на крупную дичь, мы пытаемся выследить те хитрые чувства, которые ускользают из нашего поля зрения, точно так же, как мы пытаемся их определить. Мы не первые, у кого возникла эта проблема, и поэтому следует Краткая история чувств, демонстрирующая, что вряд ли в ближайшее время будет достигнута договоренность о том, сколько именно органов чувств у нас есть.

Аристотель (384–322 до н.э.) считается первым, кто пронумеровал чувства в своей работе «Де Анима».Даже если кто-то пронумеровал их до этого, несомненно, что Большая пятерка была известна тысячи лет, известна всем нам и является тем, что большинство из нас имеет в виду, когда мы говорим о чувствах.

• Зрение или зрение
• Слух или слух
• Обоняние или обоняние
• Вкус или вкус
• Прикосновение или тактика

Однако неврологи посчитали бы и согласились бы по крайней мере с девятью чувствами. Широко приемлемое определение чувства для неврологов — это группа сенсорных клеток, которые реагируют на конкретное физическое явление и соответствуют определенной области мозга, где сигналы принимаются и интерпретируются.Некоторые вещи, которые мы, непрофессионалы, можем называть «чувствами», например, чувство направления, неврологи определяют как постсенсорную когнитивную деятельность и не учитываются в этом определении

Поскольку разные чувства частично пересекаются, разные методы неврологической классификации могут дать до 21 чувства. И это число не включает некоторые физиологические переживания, такие как, например, чувство голода или жажды. Общепринятые чувства нейробиологов в настоящее время включают:

• Термоцепция — ощущение тепла (есть некоторые споры о том, что ощущение холода может быть отдельным чувством)
• Ноцицепция — восприятие боли
• Равновесие — восприятие баланса
• Проприоцепция — восприятие телесного осознания ( закройте глаза и коснитесь носа.Получил впервые? Вот и проприоцепция в действии)

Не устраивает до 21? Экопсихолог Майкл Дж. Коэн оценивает количество имеющихся в нашем распоряжении органов чувств, равное 53. Его определение чувства выходит за рамки определения физиологического феномена / нервного сенсора. Он разбивает чувства на четыре категории:

• Чувства излучения: чувство цвета, чувство настроения, связанное с цветом, чувство температуры.
• Чувствующие органы чувств: чувствительность к гравитации, давлению воздуха и ветра, движению.
• Химические чувства: гормональные ощущения, такие как феромоны, голод по пище, воде или воздуху.
• Психологические чувства: боль, внешние и внутренние, психические или духовные страдания, чувство собственного достоинства, включая дружбу, общение и силу, психические способности.

Точка зрения Коэна состоит в том, что все мы сенсорные существа и что наши человеческие чувства составляют большую часть того, кто мы есть. Наши чувства даны нам не для того, чтобы ими потакали, чтобы они были игрушками или украшениями, а для того, чтобы они были механизмами, изначально предназначенными для того, чтобы помочь нам выжить и процветать в мире природы.Поскольку жизнь в «развитом» мире сейчас настолько ограничена (американцы, например, проводят в среднем 95% своей жизни в помещении), нашим чувствам мало чем заняться, и, как следствие, они либо атрофируются, либо становятся чрезмерно чувствительными, что, в свою очередь, приводит ко многим из них. общие недуги сегодняшнего существования, такие как стресс, тревога и депрессия.

В следующий раз, когда вы выходите из дома, отправляйтесь в новое место или выбирайте новый маршрут. Сконцентрируйтесь на том, что вы испытываете, не только на запахах и звуках, но и на всех ощущениях: холода, голода, ожидания, нервозности… Продолжайте, забудьте о потакании своим чувствам и больше думайте об их тренировке.

Для более полного списка 9, 21 или 33 чувств посетите Медитация 24-7

Осмысление мира, несколько чувств одновременно

Наши пять чувств — зрение, слух, осязание, вкус и обоняние — похоже, действуют независимо, как пять различных способов восприятия мира. На самом деле, однако, они тесно сотрудничают, чтобы позволить уму лучше понимать свое окружение. Мы можем узнать об этом сотрудничестве при особых обстоятельствах.

В некоторых случаях чувство может тайно влиять на то, что, по нашему мнению, является доминирующим.Когда визуальная информация сталкивается со звуковой, сенсорные перекрестные помехи могут привести к тому, что то, что мы видим, изменит то, что мы слышим. Когда одно чувство выпадает, его может подобрать другое. Например, слепые люди могут тренировать свой слух, чтобы выполнять двойную функцию. И слепые, и глухие могут вмешаться прикосновением — сказать, помочь им интерпретировать речь. У некоторых людей с состоянием, называемым синестезией, чувства драматически сталкиваются, чтобы сформировать мир калейдоскопа, в котором курица имеет вкус треугольников, симфония пахнет испеченным хлебом или слова греются в ореоле красного, зеленого или пурпурного.(Подробнее о том, как чувства могут пересекать друг друга и выходить на необычную территорию, см. «Границы восприятия» Ариэля Блейхера, Scientific American Mind, март / апрель 2012 г.)

Наши чувства также должны регулярно встречаться и приветствовать в мозгу, чтобы обеспечить точное представление о мире. Наша способность воспринимать эмоции других людей зависит от комбинаций сигналов, исходящих от звуков, образов и даже запахов (см. «Я знаю, как вы себя чувствуете», Янина Зеуберт и Кристина Регенбоген, Scientific American Mind, март / апрель 2012 г.).Системы восприятия, в частности обоняние, связаны с центрами памяти и эмоций, чтобы сенсорные сигналы запускали чувства и воспоминания и включались в них (см. «Запахи как в старые времена», автор Мария Конникова Scientific American Mind, март / апрель 2012 г.) Но переплетение самих чувств дает одну из самых фантастических кормов для иллюзий, изобретений и просто искусства. Вот несколько лучших примеров сложных взаимодействий — и выдающихся достижений — наших взаимосвязанных органов чувств.

Видеть то, что слышишь
Обычно мы можем различать то, что видим, и звуки, которые слышим. Но в некоторых случаях они могут быть переплетены. Во время восприятия речи наш мозг объединяет информацию из ушей с информацией из глаз. Поскольку эта интеграция происходит на ранней стадии процесса восприятия, визуальные подсказки влияют на то, что мы думаем, что слышим. То есть то, что мы видим, действительно может формировать то, что мы «слышим». Эти визуально-слуховые перекрестные помехи, которые случаются каждый раз, когда мы воспринимаем речь, становятся очевидными в этом видео феномена, называемого эффектом Мак-Гурка.В этом случае, несмотря на то, что вы слушаете один и тот же звук (слово «бах»), то, что вы слышите, зависит от того, на какое лицо вы смотрите. Эффект сохраняется даже после того, как вы о нем узнаете, поэтому чтение об эффекте МакГерка не испортит вам его.

Бип Бейсбол
Слепой бейсбол кажется почти оксюмороном. Но с 1975 года, когда несколько слепых миннесотцев изобрели «бип-бейсбол», те, у кого нет зрения, приняли участие в любимом развлечении Америки.Благодаря громоздкому софтболу весом в один фунт и некоторым изменениям в игре игроки могут совершать хоумран, даже не видя мяча. Они используют звук, издаваемый мячом, чтобы сориентироваться, вступить в контакт с битой и бежать на базу. Они могут особенно хорошо подходить для этой формы игры, поскольку предыдущие исследования показывают, что слепым людям легче локализовать звуки, чем зрячим. Вы можете увидеть, насколько хорошо они играют, в этом видео.

Вызов того, что видишь
Летучие мыши и киты, среди других животных, издают звуки в свое окружение — не для общения с другими летучими мышами и китами, а для того, чтобы «видеть» то, что их окружает.Они считывают эхо звуковых волн, которые отражаются от объектов, чтобы идентифицировать и определять местонахождение объектов. Эта сенсорная система называется эхолокацией. Хотя большинство из нас может только представить себе картинки, которые формируются из звука, некоторым слепым людям удалось овладеть формой эхолокации. Издавая звуки и щелчки, эти люди могут использовать свои уши для навигации. Некоторые, например Дэниел Киш, даже научили других использовать эту форму человеческого сонара. Киш однажды описал человеческую эхолокацию как «нечто вроде видения мира в тусклых вспышках света.В этом видео художник показывает, как эти вспышки могут создавать полезные впечатления от контуров предметов.

Пусть ваши пальцы слышат
Глухие и слепые люди невероятно хороши в использовании других органов чувств, например осязания, для навигации и понимания мира. Некоторые используют метод чтения речи Тадома, чтобы воспринимать речь, касаясь губ другого человека во время разговора. Чтение по губам на ощупь, которому впервые научили в 1920-х годах, было популярной формой общения среди слепоглухих.Хелен Келлер была одним из первых ее последователей.

При обучении на раннем этапе развития метод Тадома может помочь слепоглухому ребенку научиться говорить, а также понимать других. Те, кто потеряют зрение и слух в более позднем возрасте, могут использовать его для чтения по губам. Но поскольку этот метод чрезвычайно сложен и требует много времени для изучения, к 1950-м годам он начал уступать место американскому языку жестов как доминирующему методу обучения. В ASL слепоглухие кладут руки на руки другого подписывающего и следят за движениями пальцами — что легче, потому что движения гораздо менее тонкие.Сегодня только около 50 человек в мире все еще используют метод Тадома. Посмотрите, как некоторые из них работают в этом клипе.

Есть ли у вас синестезия? Пройдите этот тест
У людей с синестезией особенно любопытна перекрестная связь чувств, при которой активация одного чувства спонтанно запускает другое. Они могут видеть цвета, когда слышат шум, ассоциировать определенные личности с днями недели или слышать звуки, когда видят движущиеся точки.Считается, что синестезия является генетической, и недавние исследования даже предполагают, что она может дать эволюционное преимущество. Большинство синестетов не замечают ничего странного в том, как они воспринимают окружающую среду, пока на это не обращают их внимание. Одна молодая женщина узнала, что была синестеткой, только на первом году обучения в колледже, после того, как посетила лекцию на эту тему. Это видео — тест на одну из форм синестезии. Смотрите на точки и «смотрите», слышите ли вы что-нибудь!

Мир, в котором ощущается взрыватель
На что была бы похожа жизнь, если бы у вас была синестезия? Вот интерпретация опыта синестета одним художником.В этом сюрреалистическом мире музыкальные записи пахнут разными цветами, еда на вкус специфическими звуками, а звук может иметь самые разные текстуры и формы.

Ощутите свои пять чувств

Как только вы встаете с постели, ваши пять чувств начинают работать. Солнечный свет, проникающий в ваше окно, запах завтрака, звук будильника. Все эти моменты являются продуктом вашего окружения, органов чувств и вашего мозга.

Способность слышать, осязать, видеть, пробовать и обонять жестко встроена в ваше тело. И эти пять чувств позволяют вам узнавать и принимать решения об окружающем мире. Пришло время узнать все о своих чувствах.

Назначение пяти чувств

Ваши чувства соединяют вас с окружающей средой. Обладая информацией, собранной вашими органами чувств, вы можете учиться и принимать более обоснованные решения. Например, горький вкус может предупредить вас о потенциально вредных продуктах.Чириканье и твиты птиц говорят о том, что деревья и вода, скорее всего, уже близко.

Ощущения собираются органами чувств и интерпретируются в головном мозге. Но как такая информация, как текстура и свет, попадает в командный центр вашего тела? Есть специализированная ветвь нервной системы, посвященная вашим чувствам. И вы, наверное, догадались, что это называется сенсорной нервной системой.

Органы чувств в вашем теле (подробнее об этом чуть позже) связаны с вашим мозгом через нервы.Ваши нервы посылают информацию в мозг посредством электрохимических импульсов. Сенсорная нервная система собирает и отправляет постоянный поток сенсорных данных из вашего окружения. Эта информация о цвете, форме и ощущении предметов поблизости помогает вашему мозгу определять, что они собой представляют.

Каковы ваши пять чувств?

Тело воспринимает пять основных чувств. Это слух, осязание, зрение, вкус и обоняние. Каждое из этих чувств — это инструмент, который использует ваш мозг для построения четкой картины вашего мира.

Ваш мозг полагается на ваши органы чувств для сбора сенсорной информации. Органы, задействованные в ваших пяти чувствах:

• Уши (слух)
• Кожа и волосы (прикосновение)
• Глаза (прицел)
• Язык (вкус)
• Нос (запах)

Данные, собранные вашими органами чувств, помогают вашему мозгу понять, насколько разнообразно и динамично ваше окружение. Это ключ к принятию решений в данный момент и в воспоминаниях. Теперь пора глубже изучить каждое чувство и узнать, как вы собираете информацию о звуках, текстурах, взглядах, вкусах и запахах, с которыми вы сталкиваетесь.

Сенсорный

Ваша кожа — самый большой орган в теле, а также главный орган чувств, отвечающий за осязание. Научное название осязания — механорецепция.

Touch кажется простым, но немного сложнее, чем вы думаете. Ваше тело может обнаруживать различные формы прикосновения, а также изменения температуры и давления.

Поскольку прикосновение можно ощущать по всему телу, нервы, которые обнаруживают прикосновение, отправляют свою информацию в мозг через периферическую нервную систему.Это нервы, которые отходят от спинного мозга и достигают всего тела.

Нервы, расположенные под кожей, отправляют в мозг информацию о том, к чему вы прикасаетесь. Существуют специализированные нервные клетки для различных сенсорных ощущений. Например, кожа на кончиках пальцев имеет другие сенсорные рецепторы, чем кожа на руках и ногах.

Кончиками пальцев можно определить изменения текстуры и давления, например ощущение наждачной бумаги или нажатия кнопки. Руки и ноги покрыты кожей, которая лучше всего определяет растяжение и движение суставов.Кожа на конечностях также передает вашему мозгу информацию о положении вашего тела.

Кожа ваших губ и ступней более чувствительна к легким прикосновениям. У вашего языка и горла есть свои сенсорные рецепторы. Эти нервы сообщают вашему мозгу о температуре еды или питья.

Вкус

Говоря о еде и питье, постарайтесь, чтобы у вас не текло слезотечение во время обсуждения следующего смысла. Вкус (или вкусовые ощущения) позволяет вашему мозгу получать информацию о еде, которую вы едите.Когда пища пережевывается и смешивается со слюной, ваш язык занят сбором сенсорных данных о вкусе вашей еды.

Крошечные бугорки по всему языку отвечают за передачу вкусов в мозг. Эти шишки называются вкусовыми рецепторами. И твой язык покрыт тысячами из них. Каждую неделю новые вкусовые рецепторы заменяют старые, чтобы ваше чувство вкуса оставалось острым.

В центре этих вкусовых рецепторов находится 40–50 специализированных вкусовых клеток. Молекулы из вашей пищи связываются с этими специализированными клетками и генерируют нервные импульсы.Ваш мозг интерпретирует эти сигналы, чтобы вы знали, какой вкус у вашей еды.

Существует пять основных вкусов, которые вы ощущаете языком и отправляете в мозг. Они сладкие, кислые, горькие, соленые и умами. Последний вкус, умами, происходит от японского слова «пикантный». Вкус умами обусловлен такими продуктами, как бульон и мясо.

Классический образец сладкого вкуса — сахар. Кислый вкус дает такие продукты, как цитрусовые и уксус. Соль и продукты с высоким содержанием натрия создают соленый вкус. И ваш язык ощущает горечь от таких продуктов и напитков, как кофе, капуста и брюссельская капуста.

Ранее принятая теория вкуса заключалась в том, что на языке есть области, предназначенные для каждого из пяти вкусов. Это больше не считается правдой. Вместо этого текущие исследования показывают, что каждый вкус можно обнаружить в любой точке языка.

Итак, во время еды или перекусов ваш мозг постоянно получает информацию о еде, которую вы едите. Когда вы жуете и глотаете, вкусы разных частей еды объединяются. Каждый вкус, ощущаемый вашим языком, помогает вашему мозгу воспринимать вкус вашей еды.

Во время следующего приема пищи посмотрите, сможете ли вы определить каждый из пяти вкусов во время еды. Вы по-новому оцените свой мозг и то, как он усердно работает, чтобы выделить вкус вашей еды.

Прицел

Третье чувство — это зрение (также известное как зрение), оно создается вашим мозгом и парой органов чувств — вашими глазами. Зрение часто считается самым сильным из чувств. Это потому, что люди склонны больше полагаться на зрение, чем на слух или обоняние, для получения информации об окружающей среде.

Свет в видимом спектре улавливается вашими глазами, когда вы смотрите по сторонам. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый — это цвета, встречающиеся в спектре видимого света. Источником этого света может быть лампа, экран вашего компьютера или солнце.

Когда свет отражается от окружающих вас предметов, ваши глаза посылают сигналы в ваш мозг, и создается узнаваемое изображение. Ваши глаза используют свет, чтобы читать, различать цвета, даже сочетать одежду, чтобы создать подходящий наряд.

Вы когда-нибудь собирались в темноте и случайно надевали не совпадающие носки? Или поняли, что у тебя рубашка задом наперед, только после того, как пришли на работу? Свет в шкафу — это все, что вам нужно, чтобы избежать модной оплошности. И вот почему.

Вашим глазам нужен свет, чтобы передавать сенсорную информацию в мозг. Световые частицы (называемые фотонами) попадают в глаз через зрачок и фокусируются на сетчатке (светочувствительной части глаза).

На сетчатке есть два типа фоторецепторных клеток: палочки и колбочки.Жезлы получают информацию о яркости света. Шишки различают разные цвета. Эти фоторецепторы работают как единая команда, собирая световую информацию и передавая ее в ваш мозг.

Когда свет падает на палочки и колбочки, активируется белок, называемый родопсином. Родопсин запускает цепочку сигналов, которые сходятся на зрительном нерве — шнуре, соединяющем глаз с мозгом. Зрительный нерв — это провод, который передает информацию, полученную глазом, и подключается непосредственно к мозгу.

После того, как ваш мозг получает световые данные, он формирует визуальный образ. То, что вы «видите», когда открываете глаза, — это интерпретация вашим мозгом света, попадающего в ваши глаза. Вашему мозгу легче всего понять, что вас окружает, когда много света. Вот почему так сложно подобрать подходящую одежду в темноте.

Чтобы улучшить зрение, ваши глаза приспособятся пропускать максимальное количество света. Вот почему ваши зрачки расширяются (увеличиваются) в темноте.Таким образом, больше света может попасть в глаз и создать максимально четкое изображение в мозгу.

Итак, дайте своим глазам необходимый им свет, читая, работая и играя в хорошо освещенных местах. Это снизит нагрузку на глаза и сделает зрение более четким и комфортным. Также попробуйте установить ночники в коридорах, чтобы вы могли безопасно ориентироваться в темноте.

Слух

Научный термин для обозначения слуха — слух. Но такое прослушивание не должно заставлять вас нервничать.Слух — мощное чувство. И тот, который может принести радость или уберечь вас от опасности.

Когда вы слушаете голос любимого человека, ваше чувство слуха позволяет вашему мозгу интерпретировать голос другого человека как знакомый и успокаивающий. Мелодия вашей любимой песни — еще один пример прослушивания на работе.

Звуки также могут предупредить вас о потенциальных опасностях. На ум приходят автомобильные гудки, свистки поездов и дымовые извещатели. Благодаря вашему слуху ваш мозг может использовать эти шумы для обеспечения вашей безопасности.

Ваши уши собирают такую ​​сенсорную информацию для вашего мозга. И это приходит в виде звуковых волн — одной из форм механической энергии. Каждая звуковая волна — это вибрация с уникальной частотой. Ваши уши воспринимают и усиливают звуковые волны, а ваш мозг интерпретирует их как диалог, музыку, смех или многое другое.

Уши бывают разных форм и размеров. Но у них есть общие черты. Наружная мясистая часть уха называется ушной раковиной. Он собирает звуковые волны, передаваемые в вашем окружении, и направляет их к мембране на конце ушного канала.

Это называется барабанной перепонкой или, чаще, барабанной перепонкой. Звуковые волны отражаются от барабанной перепонки и вызывают колебания, проходящие через барабан. Эти колебания усиливаются крошечными косточками, прикрепленными к другой стороне барабанной перепонки.

Как только звуковые волны попадают в ухо и усиливаются барабанной перепонкой, они попадают в заполненные жидкостью трубки глубоко в ухе. Эти трубки называются улиткой. Они покрыты микроскопическими волосковидными клетками, которые могут обнаруживать сдвиги в окружающей их жидкости.Когда звуковые волны распространяются через улитку, жидкость начинает двигаться.

Движение жидкости через волосковые клетки в ухе генерирует нервные импульсы, которые отправляются в мозг. Удивительно, но звуковые волны почти мгновенно преобразуются в электрохимические нервные сигналы. Итак, то, что начинается с простых вибраций, становится знакомым звуком. И все благодаря вашему слуху.

Запах

Пятое и последнее чувство — обоняние.Обоняние, другое слово для обозначения запаха, уникально, потому что орган чувств, который его обнаруживает, напрямую связан с мозгом. Это делает ваше обоняние чрезвычайно сильным.

Запахи проникают в ваше тело через нос. Они происходят из частиц в воздухе, захваченных во время дыхания. Глубокий вдох через нос и наклон к источнику запаха могут усилить запах.

Внутри вашего носа находится большой нерв, называемый обонятельной луковицей. Он простирается от кончика носа и подключается непосредственно к мозгу.Молекулы в воздухе, вдыхаемые через нос, вызывают нервную реакцию обонятельной луковицы. Он замечает запахи и немедленно информирует ваш мозг.

Более высокие концентрации молекул запаха вызывают более глубокую стимуляцию мозга обонятельной луковицей. Это делает сильные запахи непривлекательными и тошнотворными. Более легкие ароматы посылают в ваш мозг более мягкие сигналы.

Обоняние необходимо по разным причинам. Сильный неприятный запах предупреждает ваш мозг о том, что пища, которую вы собираетесь съесть, испорчена.Сладкие приятные запахи помогают расслабиться. Запахи, исходящие от тела (феромоны), даже помогают вам сблизиться с близкими. Каким бы ни был запах, ваш мозг и нос работают как одна команда, так что вы можете наслаждаться им.

Чувства работают вместе, чтобы создавать сильные ощущения

Очень редко ваш мозг принимает решения, основываясь на информации, полученной от одного чувства. Ваши пять чувств работают вместе, чтобы нарисовать полную картину вашего окружения.

Вы можете увидеть этот принцип в действии в следующий раз, когда выйдете на улицу.

Подумайте о том, что вы чувствуете, когда гуляете. Обратите внимание на различные ощущения, которые вы испытываете. Может быть, вы увидите красочный закат. Или услышите, как вода течет по камням в ручье. Вы можете прикоснуться к опавшим листьям. Если вы обращаете внимание на конвергенцию своих чувств, вам будет трудно прогуляться, не испытав чего-то нового.

Вот несколько узнаваемых примеров совместной работы ваших органов чувств:

Запах + Вкус = Вкус

Так же, как прогулка на открытом воздухе объединяет несколько ваших чувств, хорошая еда может сделать то же самое.Вкус — это слово, которое часто используется для описания вкуса пищи. Но на самом деле аромат — это комбинация ваших ощущений вкуса и запаха.

Пять вкусов, о которых говорилось ранее, не могут точно описать переживание еды. Трудно связать сладкое, соленое, кислое, горькое или умами с чем-то вроде перечной мяты или ананаса. Но вашему мозгу не нужно интерпретировать вкус только по вашим вкусовым рецепторам. Помогает и обоняние. Это называется ретроназальным обонянием.

Когда вы едите, молекулы перемещаются в носовую полость через проход между носом и ртом.Когда они прибывают, их обнаруживает обонятельная луковица и интерпретирует их мозгом. Ваши вкусовые рецепторы также собирают информацию о вкусе. Эти сенсорные данные из вашего носа и языка собираются мозгом и воспринимаются как аромат.

Когда язык и нос работают вместе, перечная мята становится больше, чем просто горьким вкусом. Это прохладное, освежающее и вкусное угощение. И ломтик ананаса не только кислый. Он острый, сладкий и терпкий.

Вы можете увидеть, как запах влияет на вкус, заткнув нос во время еды.Если отрезать путь, вы заметите значительное уменьшение вкуса. И наоборот, медленно пережевывая пищу, вы получите больше аромата. Таким образом, в носу можно уловить больше запаха.

Датчики и память

Некоторые запахи вызывают в памяти сильные воспоминания. Это интересное явление. Исследования показывают, что положение обонятельной луковицы в головном мозге отвечает за запахи, вызывающие эмоциональные воспоминания.

Это потому, что обонятельная луковица напрямую соединяется с мозгом в двух местах: миндалине и гиппокампе.Эти области тесно связаны с эмоциями и памятью. Обоняние — единственное из пяти ваших чувств, которое проходит через эти регионы. Это могло бы объяснить, почему запахи и ароматы могут вызывать эмоции и воспоминания, которых не могут передать вид, звук и текстура.

Что происходит с потерей чувствительности?

Иногда люди испытывают снижение чувствительности или их полное отсутствие. Если это влияет на вас, знайте, что вы не одиноки. Многие люди живут так же, как и вы.

Примеры включают потерю зрения или слуха. Слепота или глухота могут начаться с рождения или развиться позже в жизни. Это не влияет на всех одинаково. Важно понимать, что вы можете жить полной и богатой жизнью как глухой, так и слепой человек.

Часто, если одно из пяти чувств ослаблено или отсутствует, остальные четыре усиливаются, чтобы помочь мозгу сформировать полную картину окружающей среды. Ваше обоняние или слух могут усилиться, если вы почувствуете слепоту или слабое зрение.Если вы глухие или слабослышащие, ваше зрение и осязание могут обостриться.

Есть отличные инструменты для тех, кто страдает потерей чувствительности. Поговорите с кем-нибудь, кому вы доверяете, если вам нужна помощь с вашим снижением чувствительности. И относитесь с уважением к тем, кто живет без определенных чувств.

Поддержите свои пять чувств здоровыми привычками

Ваши чувства добавляют разнообразия и текстуры вашей жизни. И очень важно беречь свое здоровье.Совершенно нормально с возрастом испытывать снижение чувствительности. Но есть шаги, которые вы можете предпринять, чтобы сохранить свои чувства и позаботиться о своем теле.

Вот четыре важных совета:

• Будьте осторожны со своим слухом. Длительное воздействие громких звуков может повредить мембраны в ухе, издающие звук. Носите беруши на шумных концертах и ​​при работе с шумными электроинструментами. Слушайте музыку с меньшей громкостью. Примите необходимые меры предосторожности, чтобы вы могли наслаждаться хорошим слухом на протяжении всей жизни.
• Защитите глаза от солнечных лучей, надев солнцезащитные очки. Вы также можете поддержать свое зрение, употребляя в пищу продукты, содержащие полезные жиры, антиоксиданты (особенно лютеин и зеаксантин) и витамин А.
• Защитите свою чувствительную к прикосновению кожу солнцезащитным кремом и увлажняющими кремами. И пейте достаточно воды, чтобы избежать обезвоживания.
• Развивайте вкус к диете, богатой витаминами и минералами. Ешьте цельные продукты, фрукты и много овощей. Добавки — это также простой и практичный способ добавить к уже здоровой диете.

Вы можете задействовать свои пять чувств, занимаясь такими видами деятельности, как садоводство, прогулки и езда на велосипеде. Наслаждайтесь видами, звуками и запахами вашего окружения. Сделайте выбор в пользу здорового образа жизни, чтобы продолжать наслаждаться жизнью с помощью органов чувств.

Об авторе

Сидней Спроус — научный писатель-фрилансер из Форест-Гроув, штат Орегон. Она получила степень бакалавра наук в области биологии человека в Университете штата Юта, где работала научным сотрудником и научным сотрудником.Сидни на протяжении всей жизни изучает естественные науки и ставит своей целью как можно эффективнее переводить текущие научные исследования. Она с особым интересом пишет о биологии, здоровье и питании человека.

Чувства | Биология для майоров II

Определять общие и особые чувства человека

У людей есть особые чувства: обоняние, вкусовые ощущения, равновесие и слух, а также общие соматосенсорные чувства. Каждое из этих чувств позволяет нам что-то воспринимать в окружающем нас мире.

Цели обучения

• Определять общие и особые чувства человека
• Опишите три важных шага на пути к сенсации
• Объясните, что такое заметная разница в сенсорном восприятии

Человеческие чувства

Чувство — это физиологическая способность организмов, которая предоставляет данные для восприятия. Чувства и их действие, классификация и теория — это пересекающиеся темы, изучаемые в различных областях, в первую очередь в нейробиологии, когнитивной психологии (или когнитивной науке) и философии восприятия.Нервная система имеет особую сенсорную нервную систему и орган чувств, предназначенный для каждого чувства.

У людей множество чувств. Зрение (зрение), слух (слух), вкус (вкусовые ощущения), обоняние (обоняние) и осязание (соматосенсорное восприятие) — это пять традиционно признанных чувств. Также существует способность обнаруживать другие стимулы, помимо тех, которые управляются этими наиболее широко признанными чувствами, и эти сенсорные модальности включают температуру (термоцепция), кинестетическое чувство (проприоцепция), боль (ноцицепция), равновесие (равновесие), вибрацию (механоцепция) и различные внутренние раздражители (например,грамм. различные хеморецепторы для определения концентрации соли и углекислого газа в крови). Однако вопрос о том, что представляет собой чувство, является предметом некоторых дискуссий, что приводит к трудностям в определении того, что именно представляет собой отчетливое чувство, и где проходят границы между реакциями на связанные стимулы. Этот процесс называется сенсорной трансдукцией .

Существует два основных типа клеточных систем, которые выполняют сенсорную трансдукцию. В одном нейрон работает с сенсорным рецептором , клеткой или клеточным процессом, который специализируется на взаимодействии и обнаружении определенного стимула.Стимуляция сенсорного рецептора активирует связанный афферентный нейрон, который несет информацию о стимуле в центральную нервную систему. Во втором типе сенсорной трансдукции окончание сенсорного нерва реагирует на раздражитель во внутренней или внешней среде: этот нейрон сам составляет сенсорный рецептор. Свободные нервные окончания можно стимулировать несколькими различными стимулами, что проявляет небольшую рецепторную специфичность. Например, болевые рецепторы в деснах и зубах могут стимулироваться изменениями температуры, химической стимуляцией или давлением.

Сенсация

Приемная

Первый шаг в ощущении — это прием , который представляет собой активацию сенсорных рецепторов такими стимулами, как механические стимулы (например, сгибание или сдавливание), химические вещества или температура. Затем рецептор может реагировать на раздражители. Область в пространстве, в которой данный сенсорный рецептор может реагировать на стимул, будь то далеко или в контакте с телом, является рецептивным полем этого рецептора . Задумайтесь на мгновение о различиях в восприимчивых полях различных органов чувств.Для осязания раздражитель должен соприкоснуться с телом. Для слуха раздражитель может находиться на умеренном расстоянии (некоторые звуки усатых китов могут распространяться на многие километры). Для зрения раздражитель может находиться очень далеко; например, зрительная система воспринимает свет звезд на огромных расстояниях.

Трансдукция

Самая основная функция сенсорной системы — это преобразование сенсорного сигнала в электрический сигнал в нервной системе.Это происходит на сенсорном рецепторе, и возникающее изменение электрического потенциала называется потенциалом рецептора . Как сенсорная информация, такая как давление на кожу, превращается в рецепторный потенциал? В этом примере тип рецептора, называемый механорецептором (как показано на рисунке 1), обладает специализированными мембранами, которые реагируют на давление. Нарушение этих дендритов путем их сжатия или изгиба открывает закрытые ионные каналы в плазматической мембране сенсорного нейрона, изменяя его электрический потенциал.Напомним, что в нервной системе положительное изменение электрического потенциала нейрона (также называемого мембранным потенциалом) деполяризует нейрон. Рецепторные потенциалы представляют собой градуированные потенциалы: величина этих градуированных (рецепторных) потенциалов зависит от силы стимула. Если величина деполяризации достаточна (то есть, если мембранный потенциал достигает порога), нейрон запускает потенциал действия. В большинстве случаев правильный стимул, воздействующий на сенсорный рецептор, будет управлять мембранным потенциалом в положительном направлении, хотя для некоторых рецепторов, например, в зрительной системе, это не всегда так.

Рис. 1. (a) Механочувствительные ионные каналы — это закрытые ионные каналы, которые реагируют на механическую деформацию плазматической мембраны. Механочувствительный канал связан с плазматической мембраной и цитоскелетом с помощью волосоподобных тросов. Когда давление заставляет внеклеточный матрикс двигаться, канал открывается, позволяя ионам входить или выходить из клетки. (б) Стереоцилии в человеческом ухе связаны с механочувствительными ионными каналами. Когда звук заставляет стереоцилии двигаться, механочувствительные ионные каналы передают сигнал в кохлеарный нерв.

Сенсорные рецепторы для разных органов чувств сильно отличаются друг от друга, и они специализируются в соответствии с типом воспринимаемого стимула: у них есть рецепторная специфичность. Например, рецепторы прикосновения, рецепторы света и звуковые рецепторы активируются разными стимулами. Рецепторы прикосновения нечувствительны к свету и звуку; они чувствительны только к прикосновению или давлению. Однако стимулы могут сочетаться на более высоких уровнях мозга, как это происходит с обонянием, способствуя развитию нашего вкуса.

Кодирование и передача сенсорной информации

Четыре аспекта сенсорной информации кодируются сенсорными системами: тип стимула, расположение стимула в рецептивном поле, продолжительность стимула и относительная интенсивность стимула. Таким образом, потенциалы действия, передаваемые через афферентные аксоны сенсорных рецепторов, кодируют один тип стимула, и это разделение чувств сохраняется в других сенсорных цепях. Например, слуховые рецепторы передают сигналы по своей собственной специализированной системе, а электрическая активность в аксонах слуховых рецепторов будет интерпретироваться мозгом как слуховой стимул — звук.

Интенсивность стимула часто кодируется скоростью потенциалов действия, производимых сенсорным рецептором. Таким образом, интенсивный стимул вызовет более быструю серию потенциалов действия, а уменьшение стимула также замедлит скорость производства потенциалов действия. Второй способ кодирования интенсивности — количество активированных рецепторов. Интенсивный стимул может инициировать потенциалы действия в большом количестве соседних рецепторов, в то время как менее интенсивный стимул может стимулировать меньшее количество рецепторов.Интеграция сенсорной информации начинается, как только информация поступает в ЦНС, и мозг будет обрабатывать поступающие сигналы.

Восприятие

Восприятие — индивидуальная интерпретация ощущения. Хотя восприятие зависит от активации сенсорных рецепторов, восприятие происходит не на уровне сенсорных рецепторов, а на более высоких уровнях нервной системы, в головном мозге. Мозг различает сенсорные стимулы посредством сенсорного пути: потенциалы действия сенсорных рецепторов перемещаются по нейронам, которые предназначены для определенного стимула.Эти нейроны предназначены для конкретного стимула и синапса с конкретными нейронами головного или спинного мозга.

Все сенсорные сигналы, за исключением сигналов от обонятельной системы, передаются через центральную нервную систему и направляются к таламусу и соответствующей области коры. Напомним, что таламус — это структура в переднем мозге, которая служит центром обмена информацией и ретрансляционной станцией для сенсорных (а также моторных) сигналов. Когда сенсорный сигнал выходит из таламуса, он направляется в определенную область коры головного мозга (рис. 2), предназначенную для обработки этого конкретного чувства.

Как интерпретируются нейронные сигналы? Интерпретация сенсорных сигналов между людьми одного и того же вида в значительной степени похожа из-за унаследованного сходства их нервных систем; однако есть некоторые индивидуальные отличия. Хорошим примером этого является индивидуальная переносимость болевого раздражителя, такого как зубная боль, которые, безусловно, различаются.

Рис. 2. У людей, за исключением обоняния, все сенсорные сигналы направляются из (а) таламуса в (б) области конечной обработки в коре головного мозга.(кредит б: модификация работы Полины Тишиной)

Вкратце: Sensation

Сенсорные рецепторы — это либо специализированные клетки, связанные с сенсорными нейронами, либо специализированные концы сенсорных нейронов, которые являются частью периферической нервной системы, и они используются для получения информации об окружающей среде (внутренней или внешней). Каждый сенсорный рецептор модифицируется в зависимости от типа стимула, который он обнаруживает. Например, ни вкусовые рецепторы, ни слуховые рецепторы не чувствительны к свету.Каждый сенсорный рецептор реагирует на стимулы в определенной области пространства, которая известна как рецептивное поле этого рецептора. Самая фундаментальная функция сенсорной системы — это преобразование сенсорного сигнала в электрический сигнал в нервной системе.

Все сенсорные сигналы, кроме сигналов обонятельной системы, попадают в центральную нервную систему и направляются в таламус. Когда сенсорный сигнал выходит из таламуса, он направляется в определенную область коры головного мозга, предназначенную для обработки этого конкретного чувства.

Заметная разница

В области экспериментальной психологии, сфокусированной на чувствах, ощущениях и восприятии, которая называется психофизикой, просто заметная разница (JND) — это количество чего-то, что необходимо изменить, чтобы разница была заметной или обнаруживаемой. как минимум в половине случаев (абсолютный порог). Это значение (другое слово для обозначения порога) также известно как значение разности, дифференциальный порог или наименее заметная разница.

Для многих сенсорных модальностей в широком диапазоне величин стимула, достаточно далеко от верхнего и нижнего пределов восприятия, JND представляет собой фиксированную пропорцию эталонного сенсорного уровня, и поэтому отношение JND / эталон примерно постоянно (что JND — постоянная пропорция / процент от опорного уровня). В физических единицах имеем:

[латекс] \ displaystyle \ frac {\ Delta {I}} {I} = k [/ latex]

, где I — исходная интенсивность конкретной стимуляции, Δ I — добавка к ней, необходимая для восприятия изменения (JND), и k — постоянная величина.Это правило было впервые обнаружено Эрнстом Генрихом Вебером (1795–1878), анатомом и физиологом, в экспериментах над порогами восприятия поднятых тяжестей. Теоретическое обоснование (не общепризнанное) было впоследствии предоставлено Густавом Фехнером, поэтому это правило известно либо как закон Вебера, либо как закон Вебера-Фехнера; постоянная k называется константой Вебера . Это верно, по крайней мере, в хорошем приближении, для многих, но не для всех сенсорных измерений, например яркости света, интенсивности и высоты звука.Однако это неверно в отношении длины волны света. Стэнли Смит Стивенс утверждал, что это будет справедливо только для того, что он называл протезными сенсорными континуумами , где изменение входных данных принимает форму увеличения интенсивности или чего-то явно аналогичного; это не было бы справедливо для метатетических континуумов , где изменение входных данных производит качественное, а не количественное изменение восприятия. Стивенс разработал свой собственный закон, называемый степенным законом Стивенса, который увеличивает стимул до постоянной мощности, одновременно умножая его, как и Вебер, на постоянный коэффициент для достижения воспринимаемого стимула.

JND — это статистическая, а не точная величина: от испытания к испытанию разница, которую замечает данный человек, будет несколько варьироваться, и поэтому необходимо провести множество испытаний, чтобы определить порог. JND обычно представляет собой разницу, которую человек замечает в 50% испытаний. Если используется другая пропорция, это будет включено в описание — например, в исследовании может быть указано значение 75% JND.

Современные подходы к психофизике, например теория обнаружения сигналов, подразумевают, что наблюдаемая JND не является абсолютной величиной, а будет зависеть от ситуационных и мотивационных, а также от факторов восприятия.Например, когда исследователь мигает очень тусклым светом, участник может сообщить, что видел это на одних испытаниях, но не на других.

Попробуйте сами

Легко отличить мешок риса весом один фунт от мешка риса весом два фунта. Есть разница в один фунт, и одна сумка в два раза тяжелее другой. Однако будет ли так же легко отличить 20- и 21-фунтовый мешок?

Вопрос: Какая наименьшая заметная разница в весе между мешком риса весом один фунт и мешком большего размера? Какая наименьшая заметная разница между 20-фунтовой сумкой и более крупной сумкой? В обоих случаях, по какому весу обнаруживаются различия? Это наименьшее обнаруживаемое различие в стимулах известно как просто заметное различие (JND).

Предпосылки: Изучите справочную литературу по JND и закону Вебера, описание предлагаемой математической связи между общей величиной стимула и JND. Вы будете тестировать JND риса в мешках разного веса. Выберите удобное приращение, которое нужно пройти при тестировании. Например, вы можете выбрать 10-процентное приращение от одного до двух фунтов (1,1, 1,2, 1,3, 1,4 и т. Д.) Или 20-процентное приращение (1,2, 1,4, 1,6 и 1.8).

Гипотеза: Разработайте гипотезу о JND с точки зрения процента от всего тестируемого веса (например, «JND между двумя маленькими мешками и между двумя большими мешками пропорционально одинаковы» или «… не пропорционально то же самое ». Итак, для первой гипотезы, если JND между мешком на один фунт и большим мешком составляет 0,2 фунта (то есть 20 процентов; 1,0 фунт ощущается так же, как 1,1 фунт, но 1,0 фунт ощущается меньше чем 1,2 фунта), то JND между 20-фунтовой сумкой и сумкой большего размера также будет 20 процентов.(Итак, 20 фунтов ощущаются так же, как 22 фунта или 23 фунта, но 20 фунтов ощущаются меньше, чем 24 фунта.)

Проверьте гипотезу: Зарегистрируйте 24 участника и разделите их на две группы по 12. Чтобы организовать демонстрацию, предполагая, что было выбрано 10-процентное приращение, пусть первая группа будет группой с одним фунтом. Однако в качестве уравновешивающей меры против систематической ошибки шестеро из первой группы будут сравнивать один фунт с двумя фунтами и уменьшать вес (от 1,0 до 2,0, от 1,0 до 1.9 и т. Д.), А остальные шесть увеличиваются (с 1,0 до 1,1, от 1,0 до 1,2 и т. Д.). Примените тот же принцип к группе 20 фунтов (от 20 до 40, от 20 до 38 и так далее, и от 20 до 22, от 20 до 24 и так далее). Учитывая большую разницу между 20 и 40 фунтами, вы можете использовать 30 фунтов в качестве большего веса. В любом случае используйте два груза, которые легко определить как разные.

Запишите наблюдения: Запишите данные в таблицу, подобную таблице ниже. Для групп 1 фунт и 20 фунтов (базовые веса) запишите знак «плюс» (+) для каждого участника, который обнаруживает разницу между базовым весом и весом шага.Запишите знак минус (-) для каждого участника, который не находит разницы. Если одна десятая шага не использовалась, замените шаги в столбце «Вес шага» на шаг, который вы используете.

Таблица 1. Результаты тестирования JND (+ = разница; — = нет разницы)
Шаг Вес	Один фунт	20 фунтов	Шаг Вес
1,1	22
1,2	24
1.3	26
1,4	28
1,5	30
1,6	32
1,7	34
1,8	36
1,9	38
2,0	40

Проанализируйте данные / сообщите результаты: Какой вес ступени, по мнению всех участников, равен базовому весу в один фунт? А как насчет 20-фунтовой группы?

Сделайте вывод: Подтвердили ли данные гипотезу? Пропорционально ли одинаковы окончательные веса? Если нет, то почему? Соответствуют ли результаты закону Вебера? Закон Вебера гласит, что концепция, согласно которой едва заметная разница в стимуле пропорциональна величине исходного стимула.