Органы чувств

Органы чувств В процессе эволюции у различных животных и человека возникли рецепторы, приспособленные для восприятия определенного вида раздражений: светов ых, цветовых, температурных и т.д. Эти возбуждения поступают в кору головн ого мозга. Органы чувств, или рецепторы, являются периферическими анализ аторами. Рецепторы подразделяются на две группы: экстерорецепторы - реце пторы, воспринимающие раздражения из внешней среды, и интерорецепторы - рецепторы, воспринимающие раздражения, возникшие внутри организма. В ко же находится большое количество рецепторов: болевых, температурных (теп ловые и холодовые) и тактильных. Кожа усеяна специальными рецепторами, в оспринимающими прикосновение и давление (около 500 000), но они распределены неравномерно. Особенно много их на ладонях рук. Температурные колебания воспринимаются двумя видами рецепторов: одни возбуждаются холодом, дру гие - теплом. Всего их 280 000, из них 30 000 реагируют на тепло, а 250 000 - на холод. Наиболе е чувствительной к колебаниям температуры является кожа живота, а конеч ности - менее чувствительны к теплу, чем туловище. Открытые части тела мен ее чувствительны к холоду, чем прикрытые. Рецепторы, воспринимающие боль , разбросаны по всему телу. На 1 см2 приходится до 100 рецепторов. Есть люди, пот ерявшие болевую чувствительность (анальгезия), но сохранившие остальны е чувства. Орган обоняния представлен особыми чувствительными и опорны ми клетками, расположенными в слизистой оболочке верхнего отдела носа. У человека около 60 млн обонятельных клеток, каждая из которых покрыта боль шим количеством ресничек; поэтому площадь соприкосновения с воздухом с оставляет 5-7 м2. Мозговой отдел обонятельного анализатора находится в кор е височной доли. Раздражение обонятельных клеток происходит под влияни ем пахучих веществ. Во время приема пищи обонятельные ощущения дополняю т вкусовые ощущения. Человек обладает высокой обонятельной чувствител ьностью. Он ощущает, например, запах сероводорода в концентрации 1:100 000 000. Ор ган вкуса представлен вкусовыми луковицами, которые находятся во вкусо вых сосочках языка, а также в мягком небе и глотке. Вкусовые луковицы сост оят из специальных вкусовых и опорных клеток; около вкусовых клеток окан чиваются чувствительные нервные волокна, по которым возбуждение перед ается в головной мозг (центр находится в височной доле коры). Различают че тыре вида вкусовых ощущений: сладкое, горькое, соленое и кислое. Вкусовые сосочки кончика языка воспринимают преимущественно ощущение сладкого , корня языка - горького, боковые отделы - кислого и соленого. Посредством в куса определяют также характер пищи - съедобная или нет. Орган зрения явл яется весьма чувствительным и одним из важных анализаторов, помогающим воспринимать внешний мир. Глаз помогает получению представления об осв ещенности предмета, его цвете, форме, величине, о расстоянии, на котором он находится, о движении предмета. При выполнении многих тонких работ глаз у принадлежит первостепенное значение. Раздражителем является свет, ко торый раздражает рецепторы глаза, вызывает зрительные ощущения. Глаз им еет сложное строение и состоит из нескольких частей, каждая из которых о тличается своими особенностями. Глаз состоит из глазного яблока и вспом огательного аппарата. Глазное яблоко имеет не совсем правильную шарови дную форму и помещается в глазнице. Снаружи глазное яблоко покрыто белоч ной оболочкой - склерой, состоящей из соединительной ткани и имеющей бел ый цвет. Сзади в склере имеется отверстие, через которое входит зрительн ый нерв. Впереди склера прозрачна, более выпукла и образует прозрачную р оговицу. Внутри склеры расположена вторая оболочка - сосудистая, снабжен ная кровеносными сосудами и пигментами. Передняя часть сосудистой обол очки находится за роговицей и образует радужную оболочку, в середине кот орой имеется отверстие - зрачок. Радужная оболочка снабжена мышцами, спо собствующими изменению просвета зрачка, она окрашена. Окраска зависит о т наличия в ней пигмента: при большом количестве пигмента глаз имеет цве т - от коричневого (карий) до черного цвета, а серый, зеленоватый или голубо й цвет объясняются недостаточностью пигмента. У альбиносов в радужной о болочке практически нет пигмента, глаза таких людей имеют красный цвет. За радужной оболочкой расположена прозрачная двояковыпуклая линза, им еющая форму чечевицы - хрусталик. Задняя сторона хрусталика более выпукл ая. Сам хрусталик состоит из полужидкого вещества, находится в капсуле, п рикрепленной с помощью связок к ресничному телу. Между роговицей и радуж ной оболочкой расположена передняя камера глаза, а между радужной оболо чкой и хрусталиком - задняя камера глаза, в которых находится водянистая влага. Внутренняя полость глаза заполнена стекловидным телом. Стеклови дное тело, роговица и хрусталик обладают лучепреломляющей способность ю. амая внутренняя оболочка (третья) глаза называется сетчатой оболочкой , или сетчаткой. Она имеет сложное строение - в ней различают 10 слоев клеток , особо важны палочки и колбочки. Место вхождения зрительного нерва назы вается слепым пятном (здесь нет палочек и колбочек), а место лучшего виден ия, где сосредоточены палочки и колбочки, называется желтым пятном. В цен тре желтого пятна есть углубление - центральная ямка. Глаз защищен векам и от действия света, кроме того, при моргании происходит равномерное рас пределение по глазу слезной жидкости, которая предохраняет глаз от высы хания. Слезная жидкость вырабатывается слезными железами (она содержит 97,8% воды, 1,4% органических веществ и 0,8% солей). Важной особенностью слезной жи дкости является то, что она обладает бактерицидным действием. Брови пред охраняют глаз от попадания пота, а ресницы задерживают пылевые частицы. Веки изнутри покрыты оболочкой - конъюнктивой (ее воспаление вызывает к онъюнктивит). Она переходит на передний отдел глазного яблока, но не закр ывает роговицы. Двигательный аппарат глаза состоит из шести мышц, от сок ращения которых зависят движения глазного яблока. Отдельные части глаз а - роговица, хрусталик, стекловидное тело - обладают способностью прелом лять проходящие через них лучи. Преломляющую силу отдельных частей и все й оптической системы глаза измеряют в диоптриях. Под одной диоптрией пон имают преломляющую силу линзы, фокусное расстояние которой составляет 1 м. Если преломляющая сила увеличивается, то фокусное расстояние укорачи вается. Отсюда следует, что линза, у которой фокусное расстояние равно 50 с м, будет обладать преломляющей силой в две диоптрии (2Д). Наибольшее прелом ление происходит в хрусталике. Глаз часто сравнивают с , в котором хрусталик выполняет роль линзы, а сетчатка - светочувствительно й пластинки. В сетчатке глаза образуется обратное уменьшенное изображение. Светочувствительные элементы в сетчатке - пал очки и колбочки - при попадании света раздражаются. В них происходят слож ные химические превращения, в результате которых возникает возбуждени е, передающееся по зрительному нерву в головной мозг. В коре головного мо зга возникают зрительные ощущения. Мозговой отдел зрительного анализа тора находится в затылочной доле больших полушарий. Приспособление гла за к получению отчетливых изображений предметов, находящихся на разных расстояниях, называется аккомодацией. Она связана с изменением кривизн ы хрусталика, вследствие чего меняется его преломляющая сила, и фокус лу чей от рассматриваемого предмета всегда оказывается на сетчатке. Измен ение кривизны хрусталика достигается сокращением и расслаблением ресн ичной мышцы. Нарушение зрения может выражаться в нечетком восприятии пр едметов. При близорукости изображения предметов оказываются не на сетч атке, а впереди нее, при дальнозоркости - за сетчаткой. Эти изменения наблю даются при нарушении аккомодации или связаны с особенностями строения глазного яблока. У близоруких людей расстояние от хрусталика до сетчатк и обычно несколько увеличено, а у дальнозорких - уменьшено. Для получения четких изображений рекомендуется носить очки с соответствующими линза ми. Особенность старческой дальнозоркости можно объяснить потерей хру сталиком эластичности, вследствие чего теряется способность к аккомод ации. Старческая дальнозоркость исправляется ношением очков с двояков ыпуклыми линзами. Обычное нормальное зрение осуществляется двумя глаз ами (бинокулярное). В каждом глазу на сетчатке получается изображение пр едмета, однако человек воспринимает их как одно. Для такого восприятия с ущественно, чтобы изображения попали на соответствующие участки сетча тки, находящиеся в желтом теле и центральной ямке. Когда изображение пре дмета падает на точки, находящиеся на разных расстояниях от центральной ямки (на несоответствующие точки), мы воспринимаем двойное изображение п редмета. Согласованное движение глаз способствует видению при изменен ии освещенности рассматриваемого объекта: глаза устанавливаются так, ч тобы изображение попало на соответствующие точки сетчатки. Приспособл ение глаза к видению при разной степени освещенности называется адапта цией: приспособление к видению в темноте называется темновой адаптацие й, а при яркой освещенности - световой адаптацией. Единственной светочув ствительной частью глаза является сетчатка, в которой находится около 125 млн палочек и 6,5 млн колбочек. Кроме того, сетчатка содержит много сенсорн ых и вставочных нейронов и их аксонов. В месте выхода нерва сетчатка не со держит ни палочек, ни колбочек - образуется слепое место. Наибольшая остр ота зрения находится в области центральной ямки. Колбочки воспринимают цвета, а палочки (они более многочисленны и расположены по периферии сет чатки) функционируют в сумерках или при слабом свете и не чувствительны к цвету. Зрительный пигмент палочек называется родопсином (зрительный п урпур) и состоит из белка опсина, а в качестве хромафора входит ретиналI. К олбочки содержат иодопсин с тем же хромофором (ретиналомI), но другим белк ом. На свету родопсин распадается, а в темноте снова восстанавливается. П ри воздействии на глаз вспышки света, продолжающейся лишь 0,000 001 с, мы видим свет в течение примерно 0,1 с. В образовании родопсина участвует витамин А. При нарушении образования родопсина развивается так называемая курина я слепота. Если превращение родопсина изучено достаточно хорошо, то хими зм цветного зрения, происходящий в колбочках, изучен меньше. Выделено тр и типа колбочек, которые воспринимают красный, зеленый и синий цвет. Пром ежуточные цвета воспринимаются при одновременном раздражении колбоче к двух или более типов. Цветовая слепота зависит от отсутствия в сетчатк е колбочек одного или нескольких типов, что связано с отсутствием гена, к онтролирующего их образование. Форма цветовой слепоты называется даль тонизмом (по имени ученого Дальтона, у которого была обнаружена цветовая слепота). Еще одним из дефектов зрения челове ка является астигматизм. При астигматизме кривизна роговицы неодинако ва в разных плоскостях, поэтому световые лучи, лежащие в разных плоскост ях, фокусируются не в одной точке. Для исправления зрения линзы шлифуютс я неравномерно, чтобы компенсировать неравномерную кривизну роговицы. Катаракта - потеря хрусталиком своей прозрачности. Чаще всего она встреч ается у старых людей. Катаракта приводит к слепоте. Такой хрусталик, поте рявший прозрачность, удаляют. Зрение восстанавливается, но глаз теряет с пособность к фокусировке. В таком случае оперированный человек должен н осить очки, заменяющие хрусталик. Иногда вставляют искусственный хруст алик. Ухо человека воспринимает не только зву ковые раздражения, но и является органом равновесия. Ухо подразделяется на три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Залегает ухо в височной кости черепа. Наружное ухо включает ушную раковину и наружный слуховой п роход. Ушная раковина состоит из эластического хряща, его нет только в уш ной мочке. Наружный слуховой проход выстлан железами, выделяющими ушную серу. От среднего уха он отделен барабанной перепонкой. В среднем ухе пом ещаются слуховые косточки, соединенные друг с другом: молоточек, наковал ьня и стремечко. Полость среднего уха называется барабанной полостью, он а выстлана слизистой оболочкой. При помощи евстахиевой трубы она сообща ется с носоглоткой, а на внутренней стенке полости среднего уха имеются два отверстия: круглое и овальное. Круглое отверстие прикрыто перепонко й, овальное - стремечком. По слуховой трубе в барабанную полость попадает воздух, благодаря чему уравновешивается давление на барабанную перепо нку со стороны барабанной полости с внешним давлением воздуха. Внутренн ее ухо имеет сложную форму и в нем различают два лабиринта - костный и пере пончатый. Костный лабиринт включает улитку, п реддверие и три полукружных канала. Улитка образует 2,5 оборота вокруг кос тного стержня. Преддверие находится между улиткой и полукружными канал ами и представляет полость овальной формы. Полукружные каналы располаг аются взаимноперпендикулярно по отношению друг к другу. Перепончатый л абиринт располагается внутри костного, стенки перепончатого лабиринта состоят из плотной соединительной ткани. Между костным и перепончатым л абиринтом находится жидкость - перилимфа, в перепончатом лабиринте тоже находится жидкость - эндолимфа. Перепончатый канал улитки на поперечном разрезе имеет треугольную форму и соответственно три стенки - пластинки . Одна пластинка сращена с костной стенкой улитки, другая разделяет улит ковый ход и лестницу преддверия, третья - улитковый ход и барабанную лест ницу улитки (в улитке пространство, в котором находится перилимфа, при по мощи перепончатого канала улитки и специальной костной пластинки разделено на две части - лестницы: одна - л естница преддверия, другая - барабанная лестница и они сообщаются между собой только у верхушки улитки). Барабанная лестница улитки состоит из б ольшого количества фиброзных волокон - слуховых струн, натянутых в попер ечном направлении. В улитковом ходе на слуховых струнах находится так называемый кортиев орган, состоя щий их эпителиальных клеток различной формы, среди которых есть чувстви тельные слуховые клетки. На этих слуховых клетках оканчиваются волокна нерва улитки - таким образом, кортиев орган является звуковоспринимающи м аппаратом внутреннего уха. Преддверие и полукружные каналы вместе составляют вестибулярный аппарат, в котором также имеются чувствительные клетки. Вестибулярный аппарат является о рганом восприятия положения и движения тела в пространстве. К чувствите льным клеткам вестибулярного аппарата также подходят нервные волокна. Звук проходит через слуховой проход и вызыва ет колебания барабанной перепонки, которые передаются через косточки с реднего уха (молоточек, наковальню и стремечко) и овальное окно жидкости, находящейся в канале преддверия. Поскольку жидкости несжимаемы, жидкос ть преддверия передает колебания на круглое окно, как бы вызывая выбухан ие его. Звуковая волна таким образом передается на перилимфу внутреннего уха, а колебания перилимфы, в свою о чередь, вызывают через стенку перепончатого канала улитки колебания эн долимфы, которые передаются на кортиев орган. Этот орган состоит из пяти рядов клеток с выступающими волосками: ряды клеток тянутся вдоль спирал и улитки по всей ее длине. В каждом кортиевом органе около 24 000 таких клеток, расположенных на базилярной мембране, отделяющей канал улитки от бараб анного канала. Над волосковыми клетками нависает другая мембрана - текто ральная, прикрепленная одним своим краем к мембране, на которой располож ены волосковые клетки, другой край мембраны остается свободным. Возника ющие в волосковых клетках импульсы распространяются по волокнам слухо вого нерва. Движения базилярной мембраны при пульсациях вызывают трени я волосковых клеток кортиева органа о нависающую над ним текторальную м ембрану, раздражая окончания дендритов слухового нерва, лежащие у основ ания каждой волосковой клетки. Звуки разной высоты (частоты) вызывают ви брацию определенных волосковых клеток. Высота звука зависит от частоты колебаний воздуха в секунду. Высокие тоны (тонкие звуки и голоса) имеют бо льшую частоту колебаний, а низкие тоны (грубые, басистые звуки и голоса) - м еньшую частоту колебаний. Чем больше величина колебаний, тем сильнее зву к (сила звука). Тембр - особенность звука, благодаря которой человек может различать даже звуки одинаковой силы и высоты, но произведенные разными инструментами, например скрипки и пианино. Че ловеческое ухо воспринимает от 16 до 20 000 колебаний в секунду. Верхняя грани ца с возрастом изменяется: чем старше человек, тем меньше колебаний спос обно воспринимать его ухо. Максимальное количество колебаний, которое м ожет воспринимать ухо человека в 35 лет, составляет 15 000, а в 50 лет - даже 13 000. Ухо п очти не утомляется, утомление может быть связано частично не с самим ухо м, а с головным мозгом. Глухота наступает часто вследствие повреждения и ли аномалий звукопроводящих механизмов наружного, среднего или внутре ннего уха: образование серной пробки в наружном слуховом проходе, сраста ние косточек среднего уха, повреждение внутреннего уха или слухового не рва в результате местного воспаления или перенесенного заболевания. Определение положения тела в пространстве и его перемещения происходят при участии различных органов чувств: зрени я, рецепторов осязания, рецепторов мышечно-суставной чувствительности и др. Лабиринт внутреннего уха состоит, помимо улитки, из двух небольших м ешочков - круглого и овального - и трех полукружных каналов, внутри которы х находится эндолимфа, а снаружи - перилимфа. В мешочках находятся мелкие камешки - отолиты, состоящие из углекислого кальция. Под действием силы т яжести отолиты оказывают давление на определенные волосковые клетки, к оторые выстилают мешочки изнутри, эти раздражения передаются в головно й мозг. При изменении положения головы (наклон) изменяют свое положение и отолиты, они давят уже на другие клетки и раздражают их. Волосковые клетк и имеются и в полукружных каналах. При повороте головы перемещение жидко сти в каналах отстает от этого движения, так что волосковые клетки движу тся относительно жидкости и получают стимулы от ее движения. Человек при вык к перемещениям в горизонтальной плоскости, раздражающим полукружн ые каналы определенным образом, но вертикальные движения (параллельные длинной оси тела) для него непривычны. Такие движения (подъем по лестнице или в лифте, морская качка) раздражают полукружные каналы необычным обра зом и могут вызвать тошноту и рвоту. Возникшее возбуждение по нерву пред дверия передается в головной мозг. В коре головного мозга возникает ощущ ение положения тела в пространстве и подается команда изменения тонуса различных групп мышц, что приводит к изменению положения головы и тулови ща, благодаря этому сохраняется равновесие тела. При поражении вестибул ярного аппарата у человека наблюдаются расстройство движения, головок ружения и другие нарушения.