Тема 1
Функции и строение нервной системы
Обеспечение безопасности деятельности человека на производстве представляет собой разработку мер защиты от опасностей, формирующихся в системе «человек - машина - производственная среда». Каждая подсистема этой системы содержит свойственные ей опасности, которые в сумме формируют все опасности в этой системе [6].
Подсистему «человек» целесообразно рассматривать как взаимосвязанные понятия организма и личности. Поэтому опасности этой подсистемы формируются физиологическими, психологическими возможностями человека, которые в основном определяются нервной системой - центром деятельности всего организма, а также антропометрическими показателями.
Способность организма отвечать на воздействия факторов окружающей среды называется реактивностью.
Реактивность - свойство организма как целого отвечать изменениями жизнедеятельности на воздействия окружающей среды. Реактивность обеспечивается защитно-компенсаторными системами и механизмами, решающая роль в осуществлении которых принадлежит нервной системе.
Защита человека от опасностей среды обитания заложена «природой» в его организме в форме безусловных и условных рефлексов.
Рефлекс - основной акт нервной системы, это реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, осуществляемая при посредничестве центральной нервной системы.
Нервная система выполняет следующие важнейшие функции:
- осуществляет взаимодействие организма с окружающей средой, обеспечивая приспособление организма к постоянно меняющимся условиям среды;
- объединяет органы и системы тела в единое целое и согласует их деятельность;
- на высшем этапе развития нервная система осуществляет психическую деятельность на основе физиологических процессов ощущения, восприятия и мышления.
Нервная система условно делится на две части: соматическая, управляющая мускулатурой скелета и некоторых внутренних органов (язык, гортань, глотка); вегетативная - иннервирующая все мышцы кожи, сосуды. Условность такого деления явствует из того, что вегетативная нервная система имеет отношение к иннервации всех органов, а также определяет тонус скелетной мускулатуры.
Кроме такой классификации, соответствующей строению организма, нервную систему делят по топографическому принципу на центральный и периферический отделы или системы. Под центральной нервной системой разумеется спинной и головной мозг, под периферической - нервные корешки, узлы, сплетения, нервы и периферические нервные окончания. Как в центральной, так и в периферических отделах нервной системы содержатся элементы соматической и вегетативной частей, чем достигается единство нервной системы.
Рецепторы - это специализированные нервные клетки, обладающие избирательной чувствительностью к воздействию определенных факторов. Рецепторы могут быть в виде простых нервных окончаний, иметь форму волосков, пластинок, колбочек, папочек, шариков, спиралей, шайбочек. Часть рецепторов предназначены для восприятия факторов окружающей среды (экстерорецепторы), другая часть воспринимает изменения внутренней среды организма (интерорецепторы).
Осуществление высшей нервной деятельности как основной деятельности нервной системы связано с низшей нервной деятельностью, которая объединяет и регулирует работу всех внутренних органов. Без согласованной деятельности всех органов тела, соответствующей условиям жизни, не мыслимо существование организма (рис.3).
|
Рис. 3. Функциональная схема анализатора
Тема 2
Особенности структурно – функциональной деятельности
Организма человека
С давних времен традиционно выделяют пять видов ощущений, информирующих человека об изменениях в окружающей среде. Это осязание, вкус, обоняние, слух и зрение. В настоящее время, однако, установлено, что существует также много других ощущений и что организм для восприятия непрерывно атакующих его бесконечно разнообразных стимулов снабжен очень сложными механизмами, обеспечивающими постоянное взаимодействие его органов чувств между собой. Функционирование органов чувств определяют анализаторы.
В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают следующие анализаторы:
-внешние - зрительный (рецептор глаз), слуховой (ухо) тактильный, болевой, температурный, обонятельный, вкусовой;
-внутренние - анализатор давления, кинетический, вестибулярный, специальные, расположенные во внутренних органах полостях тела.
Зрительный анализатор
Зрительный анализатор - наиболее информативный канал (80 - 90 % информации об окружающем мире). Восприятие световых раздражений осуществляется с помощью светочувствительных клеток, палочек и колбочек, расположенных в сетчатке глаза. К недостаткам зрительного канала можно отнести ограниченность его поля зрения (по горизонтали 120-1600, по вертикали 55-700) При цветовом восприятии размеры поля сужаются. Зрительный анализатор обладает спектральной чувствительностью. У современного человека видимость приходится на желто-зеленую составляющую спектра.
Зрительный анализатор характеризуется следующими показателями:
-острота зрения - способность раздельного восприятия объектов, управляется большим числом биокибернетических устройств; существует система, обеспечивающая четкость изображения на сетчатке путем изменения кривизны хрусталика; кроме того, освещенность сетчатки регулируется диаметром зрачка;
-поле зрения - состоит из центральной области бинокулярного зрения, обеспечивающей стереоскопичность восприятия; его границы у отдельных лиц зависят от анатомических факторов (размер и форма носа, век, орбит и т.д.); поле зрения охватывает около 240° по горизонтали и 150° по вертикали нормального естественного освещения; любое уменьшение освещенности, некоторые болезни (глаукома), дефекты кровеносных сосудов, недостаток кислорода приводят к резкому уменьшению поля зрения;
-яркостный контраст - чувствительность к нему является важным показателем зрительного анализатора; его порог (наименьшая воспринимаемая разность яркостей) зависит от уровня яркости в поле зрения и ее равномерности; оптимальный порог регистрируется при естественном освещении;
-цветовосприятие - способность различать цвета предметов. Цветовое –зрение - это одновременно физическое, физиологическое, психологическое явление, заключающееся в способности глаза реагировать на излучение различной длины волны в специфическом восприятии этих излучений. На ощущение цвета влияют: длина волны излучения, яркость источника света, коэффициент отражения или пропускания света объектом, качество и интенсивность освещения. Цветовая слепота (дальтонизм) – генетическая аномалия, но цветовое зрение может меняться под влияниием приема некоторых лекарственных препараторов и под действием химических веществ. Например, прием снотворных и седативных средств вызывает временные дефекты в желто-зеленой зоне; кокаин –усиливает чувствительность к синему цвету и ослабляет к красному; кофеин, кофе, кока-кола ослабляют чувствительность к синему, усиливают красный цвет; табак - вызывает дефекты в красно –зеленой зоне, особенно в красной (дефекты могут быть постоянными).
Слуховой анализатор
Слуховой анализатор в наибольшей степени дополняет информацию, полученную с помощью зрительного анализатора, так как обладает «круговым обзором». Обеспечивает восприятие звуковых колебаний с помощью чувствительных окончаний слухового нерва.
С помощью звуковых сигналов человек получает до 10% информации. Раздражители, вызывающие слуховые ощущения, представляют собой волны, которые образуются в результате колебаний частиц воздуха.
Функция уха заключается в преобразовании этих колебаний в нервные импульсы. Слуховое ощущение зависит, главным образом, от характеристик звуковой волны. Так, громкость звука определяется амплитудой, что человеческое ухо может безболезненно воспринимать звук, интенсивность которого в тысячу миллиардов (1012) раз выше интенсивности едва слышимого звука. Частоты звуковых колебаний, воспринимаемые человеческим ухом, имеют диапазон от 20 до 20000 Гц.
Важной характеристикой слуха является его острота или слуховая чувствительность. Она определяется минимальной величиной звукового раздражителя, вызывающего слуховое ощущение. Острота слуха зависит от частоты воспринимаемого сигнала. Абсолютный порог слышимости - минимальная интенсивность звукового давления, которая вызывает слуховое ощущение - составляет 2∙10-5 Н/м2.
При увеличении интенсивности звука возможно появление неприятного ощущения, а затем и боли в ухе. Наименьшая величина звукового давления, при которой возникают болевые ощущения, называется порогом слухового дискомфорта. Он равен в среднем 80-100 дБ относительно абсолютного порога слышимости.
Характерными особенностями слухового анализатора являются:
-способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;
-способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;
-способность устанавливать, со значительной точностью, место расположение источника звука.
Механизм защиты слухового анализатора от повреждения при воздействии интенсивных звуков предусмотрен анатомическим строением среднего уха, системой слуховых косточек и мышечных волокон, которые являются механическим передаточным звеном, ответственным за появление акустического рефлекса блокировки звука в ответ на интенсивный звуковой раздражитель.
Таким образом, орган слуха выполняет два задания: снабжает организм информацией и обеспечивает самосохранение, противостоит повреждающему действию акустического сигнала.
Обонятельный анализатор
Обоняние - способность воспринимать запахи, осуществляется посредством обонятельного анализатора, рецептором которого являются нервные клетки, расположенные в слизистой оболочке верхнего и отчасти среднего носовых ходов. Человек обладает различной чувствительностью к пахучим веществам.
Снижение обоняния часто возникает при воспалительных и атрофических процессах в слизистой оболочке носа. В некоторых случаях нарушение обоняния является одним из существенных симптомов поражения ЦНС.
Запахи способны вызывать отвращение к пище, обострять чувственность нервной системы, способствовать состоянию подавленности, повышенной раздражительности. Так, сероводород, бензин могут вызывать отрицательные реакции вплоть до тошноты, рвоты, обморока. Например, установлено, что запах бензола и герантола обостряет слух, а индол притупляет слуховое восприятие, запахи пиридина и толуола обостряют зрительную функцию в сумерках, запах камфоры повышает чувствительность зрительной рецепции зеленого цвета и снижает красный.
Вкусовой анализатор
Вкус - ощущение, возникающее при воздействии раздражителей на специфические рецепторы, расположенные на различных участках языка. Вкусовое ощущение складывается из восприятия кислого, соленого, сладкого и горького; вариации вкуса являются результатом комбинации основных перечисленных ощущений Разные участки языка имеют неодинаковую чувствительность к вкусовым веществам.
Механизм восприятия вкусовых веществ связывают со специфическими реакциями на границе «вещество - вкусовой рецептор». Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определенных вкусовых веществ. Возбуждение от вкусовых рецепторов передается в ЦНС по специфическим проводящим путям.
Кожный анализатор
Одной из важнейших функций кожи является рецепторная. В коже заложено огромное количество рецепторов, воспринимающих различные внешние раздражения: боль, тепло, холод, прикосновение. На 1 см2 кожи располагается примерно 200 болевых рецепторов, 20 холодных, 5 тепловых и 25 воспринимающих давление, которые представляют собой периферический отдел кожного анализатора.
Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс от раздражителя. Болевая чувствительность являясь сигналом, мобилизует организм на борьбу за самосохранение, под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактивность.
Неболевые, механические воздействия на кожные покровы (давление) воспринимаются тактильным анализатором. Тактильная чувствительность является основной частью осязания. Чувствительность различных участков тела к действию тактильных раздражителей различна, то есть они имеют разные пороги тактильной чувствительности, например, минимальный порог ощущения для кончиков пальцев кистей рук - 3 мг/мм2, тыльной стороны кисти - 12 мг/мм2, для кожи на пятке - 250 мг/мм2.
Тактильная чувствительность совместно с другими видами чувствительности кожи может, в некоторой степени, компенсировать отсутствие или недостаточность функции других органон чувств.
Температурная чувствительность обеспечивается холодовыми терморецепторами с максимумом восприятия температуры 25-30° и тепловыми - с максимумом восприятия – 40о Наибольшая плотность терморецепторов - в коже лица, меньше их в коже туловища, еще меньше в коже конечностей. Передавая информацию об изменениях температуры окружающей среды, терморецепторы играют важнейшую роль в процессах терморегуляции.
Двигательный анализатор
Двигательный или кинетический анализатор - это физиологическая система, передающая и обрабатывающая информацию от рецепторов скелетно-мышечного аппарата и участвующая в организации и осуществлении координированных движений.
Двигательная активность способствует адаптации организма человека к изменениям окружающей среды (климата, временных условий производства и т.д.).
Различные виды движений характеризуются динамикой физиологических процессов, которая, при их оптимизации, обеспечивает наилучшее сохранение жизнедеятельности организма. Чрезмерная мобилизация функциональной активности, обеспечиваемая необходимым уровнем координации и активности восстановительных процессов в ходе работы и в течение длительного времени после ее окончания, характеризуется как гипердинамика. Это состояние возникает при чрезмерном занятии спортом или тяжелым физическим трудом, при длительных эмоциональных стрессах. Гипердинамика развивается в результате неадекватной дляфункционального состояния организма сердечно-сосудистой, дыхательной и других систем и может сопровождаться рядом болезненных симптомов.
Другим полюсом двигательной активности является гиподинамия. Это состояние характеризуется снижением деятельности всех органов, систем и расстройством их взаимосвязи в организме. В целом двигательная активность человека - это процесс, способствующий сохранению здоровья и трудовой активности. Достижение физического совершенства- важный итог всего многообразия и взаимосвязи различных по характеру движений на всех уровнях психофизиологической регуляции целостного организма.
Двигательный анализатор имеет исключительно важное значение для выполнения и разучивания движений. Он контролирует правильность и точность движений. Например, при сгибании руки в локтевом суставе сокращается двуглавая мышца плеча и растягивается трехглавая. Возбуждение, возникшее в рецепторах этих мышц, сигнализирует о том, что одна мышца сокращена, а другая растянута. Рецепторы трущихся поверхностей локтевого сустава и растянутых сухожилий информируют мозг об амплитуде и быстроте сгибания. Эта сигнализация не только дает возможность человеку ощутить данное движение, но и позволяет коре головного мозга проконтролировать точность и правильность его выполнения. Возбуждение от рецепторов двигательного анализатора поступает в чувствительно-двигательную зону коры. Оттуда идет поток импульсов к работающим мышцам, обеспечивающий своевременное исправление выполняемых движений.
Двигательный анализатор играет ведущую роль при разучивании новых движений. Любые движения, которые приобретает человек в течение жизни, являются сложными условными двигательными рефлексами. Умение писать пером и играть на рояле, делать battement tendu из первой позиции и выполнять сложнейшие комбинации хореографических движений появляется в результате образования этих рефлексов. Они вырабатываются с помощью двигательного анализатора.
В двигательной деятельности человека участвуют и подкорковые центры, Оки регулируют мышечный тонус, уточняют координацию движений во время бега, ходьбы и танца, согласуют деятельность внутренних органов с двигательными рефлексами.
Контрольные вопросы
1. Что понимается под физиологическими характеристиками человека?
2. Какие функции выполняет нервная система?
3. Дайте характеристику нервной клетки (ее строение).
4. Что такое рецепторы?
5. Перечислите параметры, характеризующие анализаторы человека.
6. Какие виды анализаторов в зависимости от специфики принимаемых сигналов Вы знаете?
7. Какими показателями характеризуется зрительный анализатор?
8. Перечислите важные характеристики для слухового анализатора.
9. Какие важные функции являются для кожного анализатора?
РАЗДЕЛ ІІІ