Содержание
Введение
1. Органы обоняния
2. Чувство вкуса и вкусовые рецепторы
3. Строение органов слуха
4. Осязание
5. Кожа, как орган осязания
Заключение
Список литературы
Введение
Обоняние и вкус, некогда столь же необходимы человеку для выживания, кик слух, осязание и зрение, ныне гораздо слабее развиты, чет у животных, и играют второстепенную роль.
С тех пор, как человек поднялся с четверенек и оторвал нос от земли, его жизнь перестала в большей мере зависеть от обоняния или вкуса, как жизнь других животных. Утратив былое значение, эти физические чувства теперь почти исключительно служат человеку для выбора и получения удовольствия от еды и питья.
У вкуса и обоняния общая химическая природа. Это значит, что они представляют собой реакцию па присутствующие в окружающей среде химические вещества. Пробуя что-то на вкус, мы ощущаем присутствие во рту тех или иных химических веществ, а чувствуя запах – регистрируем их наличие в воздухе в газообразной форме.
Чистый воздух представляет собой смесь не имеющих запаха газон – главным образом, азота (78%) п кислорода (21%) с незначительными примесями инертных газов. Воздух может содержать до 5% водяных паров, тоже не имеющих запаха. Любые другие примеси потенциально можно обнаружить по запаху. Даже самые ничтожные концентрации химических примесей можно учуять носом, который подскажет хозяину, что годится в пищу, а что ист. что издает неприятный запах (и лучше держаться от него подальше), а что, возможно, является запахом другого животного – друга или врага.
Хорошо известно, что мы способны распознавать гораздо больше оттенков запаха, чем звуков. Однако ученым очень трудно уяснить, что же происходит, когда мы обоняем запах, и еще многое, предстоит узнать о том, как присутствующие в воздухе химические, вещества воспринимаются носом и интерпретируются мозгом как запахи того пли много происхождения.
Органы обоняния
До сих пор нет четкого понимании и того, как язык распознает к преобразует химические вещества во вкусовую информацию.
Впрочем, известно, что небольшой участок в задней части носовой полости изобилует нервными окончаниями, воспринимающими запахи. Этот участок, называемый обонятельным эпителием или обонятельной областью, буквально напичкан миллионами нервных окончаний – микроскопическими обонятельными клетками. Каждая из них имеет не меньше десятка тончайших волосков или жгутиков. Они постоянно увлажняются слизью, которая тоже сложит ловушкой для пахучих веществ. Но из-за недоступности обонятельной облает ученым трудно исследовать происходящие в ней процессы.
Полагают, что при вдыхании с воздухом доступных нашему обонянию пахучих веществ они растворяются в слизи, увлажняющей жгутики, в результате чего эти тончайшие полоски покрываются раствором пахучих веществ. Реагируя на них. Жгутики посылают сигналы обонятельным клеткам для дальнейшей передачи по соответствующим нервным волокнам (их называют обонятельными нервами). Затем эти сигналы передаются в обонятельный мозг – участок головного мозга, гораздо слабее развитый у людей, нежели у животных.
Насколько мы можем судить, вес обонятельные клетки, действующие как рецепторы распознаваемых по запаху химических веществ, абсолютно одинаковы, поэтому остается загадкой, как они различают тысячи многообразных запахов.
На основании многовекового опыта люди выделили шесть «основных» запахов: цветочный, фруктовый, зловонный, пряный, смолистый (как скипидар) и запах гари.
Чтобы обладать запахом, вещество должно испарять микроскопические частицы. Пан меньшими «кирпичиками» любого веществ; являются молекулы, и, как полагают, обонятельные клетки способны распознавать и различать молекулы по их форме.
Чем больше частиц испускает вещество, тел сильнее запах. Например, кипящий на плите куриный суп пахнет сильнее, чем холодная курятина на тарелке, так как с паром в воздух попадает больше пахучих частиц. Они-то и распознаются, как запахи в силу своей способности растворяться в воде. Под воздействием тепла в воздух попадает больше частиц, а содержащаяся в воздухе влага обеспечивает их повышенную концентрацию, поэтому в теплой и влажной атмосфере запахи усиливаются. Вероятно, все мы сами замечали, что от мокрой собаки сильнее несет псиной, чем от сухой; что в теплой дымке после летнего дождя усиливаете; благоухание сада или травы; или что щепотка соли для ванн издаст в горячей воде более сильный аромат, чем целая сухая упаковка.
Если войти в помещение, где кто-то ест котлеты с луком, резкий запах тотчас ударит в нос, хотя находящиеся здесь же люди его не замечают. Это явление называется адаптацией. Причина, по-видимому, в том, что когда вес рецепторы «заполнены» пахучими химическими частицами, они перестают посылать сигналы в мозг.
Возможно, многие задавались вопросом, как освежители воздуха устраняют неприятные запахи. Этот эффект называется маскировкой. Освежитель вовсе не удаляет из воздуха дурно пахнущей частицы, по благодаря его присутствию мы перестаем их замечать. Нечто подобное происходит и при маскировке слуха, когда громкий звук заглушает более тихий, даже сели паши уши воспринимают обе частоты. Мы пока не знаем, почему один запах «громче» другого. Само собой, если в воздухе присутствуют одни запаха, маскировки происходит далеко не всегда. Часто оба запаха сменяются либо по-прежнему воспринимаются по отдельности.
Чувство вкуса и вкусовые рецепторы
О вкусе известно гораздо больше, чем об обонянии, и принято считать, что основных вкусов всего четыре: сладкий, соленый, кислый и горький. Но всем богатством оттенков, что называют вкусом, мы обязаны обонянию. Должно быть, многие люди успели заметить, что при сильной простуде обоняние па время пропадает, и пища становится безвкусной. А дело в том, что при простуде информацию о вкусе поступает только с языка. Как показали опыты, пробуя продукты на вкус только языком, человек не отличает даже очищенного яблока от сырого картофеля.
Будучи, по сути, реакцией на химические вещества, вкус во многом сродни обонянию. Подобно пахучим химическим соединениям, вещества, дающие нам ощущение вкуса, должны быть растворены. Только когда сухая пища растворяется слюной, мы можем определить ее вкус. Присутствие соли определяется очень быстро, так как она быстро растворяется в слюне. Более сложные по составу вещества растворяются во рту дольше, поэтому их вкус мы ощущаем не так быстро, как соль.
Рецепторы, улавливающие сигналы от растворенных химических веществ, из которых состоит пища, называются вкусовыми сосочками. Это скопления микроскопических клеток пли нервных окончаний на крохотных бугорках, расположенных па языке, небе и гортани. Каждый вкусовой сосочек – это гроздь из 50 с лишним клеток, соединенных с мозгом нервными волокнами.
Некоторые из них служат опорными клетками, остальные же – вкусовыми. Подобно рецепторам запаха, каждая вкусовая клетка имеет крохотный волосок (микровиллу). Внешние оконечности вкусовых сосочков соединены с осязательными нервами, благодаря чему вкус и осязание пищи во рту тесно связаны между собой. Услышав спор о том, какая говядина вкуснее – тонко пли грубо нарезанная, – можно задаться вопросом, а в чем, собственно, разница. Однако от осязания пищи языком зависит и ее вкусовое восприятие.
Лучше всего реагирует на сладкое верхушка (копчик) языка, па кислое – его боковые края, на соленое – область по соседству с верхушкой и па горькое – прикорневая область. Как и рецепторы запаха, все вкусовые сосочки похожи друг па друга, однако в разных отделах языка они по-разному сгруппированы. Нос еще остается загадкой, как одни и те же клетки воспринимают разные раздражители. Ученые полагают, что организм вырабатывает так называемые рецепторные вещества, с помощью которых ощущаются различия во вкусе. До сих пор в опытах на животных были открыты только протеины, действующие как рецепторы горечи и сладости. Не исключено, что разные отделы языка вырабатывают разные количества рецепторных веществ. Хотя четкого представления о том, как это происходит, ученые пока не имеют, но уже сейчас можно с достаточной уверенностью предположить, что, вступая в контакт с растворенными химическими веществами, вкусовые сосочки издают соответствующий электрический импульс, который по нервам поступает в головной мозг.
Помимо вкуса, на представление человека о том, что он есть, влияет целый ряд впечатлении. Прежде всего, газы, выделяемые при пережевывании пищи, поднимаются к полости носа, воздействуя па обоняние. Значение имеет и структура пищи. К процессу подключаются температурные и болевые ощущения – ведь острая пища стимулирует болевые рецепторы (макнув аджикой по лицу, можно ощутить на коже такое же жжение, как и на языке). Рецепторы осязания и давления подсказывают, что находится во рту – хрустящие кусочки или крем, жесткая пища или мягкая; уши воспринимают звуки, издаваемые пищей при пережевывании. И, не менее важна намять, – люди надолго запомним вызнавшее отвращение блюдо.
Наконец, глаза сигнализируют о внешнем виде того или иного блюди, и человек несколько раз может возвращаться к нему в памяти. Любой хороший повар знает, что красиво оформленное блюдо усиливает аппетит.
Строение органов слуха
Когда человек слушает, его уши реагируют на звуковые волны или на малейшие изменения движения воздуха. Ухо преобразует эти волны и электронные импульсы и передает их в мозг, где они трансформируются в звуки. Уши человека постоянно улавливают звуковые полны, и человек учится, как реагировать на одни звуки и игнорировать другие.
Ухо человека включает три отделения – наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из кожной складки с хрящом и слуховою прохода, ведущего к его скрытой части.
Видимая часть уха называется ушной раковиной. Она действует как приемное устройство звуковых волн, которые затем проникают в среднее ухо через слуховой проход. Звуковые волны, воспринимаемые наружным ухом, проходят внутрь и заставляют вибрировать барабанную перепонку, находящуюся на входе в среднее ухо.
По своим размерам среднее ухо в восемь раз меньше наружного и представляет собой небольшую полость внутри черепа. Здесь располагается барабанная перепонка, а противоположная часть среднего уха соединена с носом узкой трубкой, которая называется Евстахиева груба. Оно позволяет выравнивать давление воздуха в среднем ухе по отношению к внешней среде. Если давление изменяется, уши должны приспособиться к этому, что иногда вызывает «хлопки» в ушах.
В полости среднего уха расположены три косточки, каждая из которых имеет характерную форму. Они называются молоточек, наковальня и стремечко. Отраженные барабанной перепонкой колебания воздуха проходят от молоточка к стремечку и далее через овальное окно преддверия, связывающее среднее и внутреннее ухо.
Во внутреннем ухе располагается лабиринт – три заполненных жидкостью трубки, благодаря которым ощущается уравновешенное давление. Кроме того, во внутреннем ухе имеется миниатюрная спиральная трубка, носящая название улитка и состоящая из двух каналов и протоки.
Эти каналы и протока заполнены жидкостью. В протоке также находятся крошечные колосковые сенсорные клетки, покрытые узкой мембранной пленкой. Эти клетки и мембрана составляют коркиев орган.
Именно он является настоящим слуховым центром. Колебания, проходя через улитку, заставляют мембрану двигаться взад и вперед. Двигаясь, мембрана натягивает волосковые клетки и они посылают электрические сигналы через слуховой аппарат. Мозг расшифровывает эти сигналы и воспринимает их как звуки.
Громкость – уровень энергии в звуке – измеряется и децибелах. Шепот приравнивается приблизительно 15 децибелам (дБ), шелест голосов в студенческой аудитории достигает примерно 50 дБ, а уличный шум при интенсивном дорожном движении – около 90 дБ. Шумы выше 100 дБ могут быть невыносимы для уха человека. Шумы порядка 110 дБ (например, звук вметающего реактивного самолета) могут оказаться болезненными для уха и серьезно повредить барабанную перепонку.
У большинства людей острота слуха с возрастом притупляется. Это в основном объясняется тем, что ушные косточки утрачивают с ною изначальную подвижность, в связи с чем колебания не передаются во внутреннее ухо. Кроме того, инфекции органов слуха могут повреждать барабанную перепонку и негативно отражаться на работе косточек, что приводит к глухоте. При возникновении каких-либо проблем со слухом необходимо незамедлительно обратиться к врачу.
Причиной некоторых видов глухоты является повреждение внутреннего уха или слухового нерва. Ухудшение слуха может быть также вызнано постоянным шумовым воздействием (например, в заводском цеху) пли резкими и очень громкими звуковыми всплесками. Необходимо очень осторожно пользоваться персональными стереоплейерами, поскольку чрезмерная громкость звучания также может принести к глухоте.
Осязание
Человек обладает пятью чувствами. Это зрение, вкус, слух, обоняние и осязание. Труднее всего определить и понять механизмы осязания: ведь, по сути, это целый комплекс разных ощущений. Кроме тот, осязание словно подстраховывает иные чувства и удостоверяет, что перед нами на самом деле то, о чем они нам поведали. Как часто, к примеру, вам приходилось протягивать руку и дотрагиваться до чего-либо, чтобы убедиться в реальности увиденного?
В отличие от остальных четырех чувств, которые реализуются через конкретные органы – глаза, уши, нос или рот, – осязательные ощущения воспринимаются по всему телу. Если другие чувства реагируют лишь па один вид раздражения, осязательная система чувствительна и к температуре, и к боли. Наверное, легче всего представить себе осязание как набор разных чувств некоторые из них имеют специальные конечные точки или нервные окончания в нашей коже, мышцах и в других местах; там они откликаются на самые различные раздражения и передают полученные впечатления в мозг, в стою очередь обрабатывающий эту информацию и сигналы.
Осязание позволяет человеку немало узнать и сделать. Благодаря осязанию можно почувствовать чье-то прикосновение или удар; благодаря ему можно, не рассматривая, определить размер и форму какого-либо предмета, но и узнать, насколько он тяжел, тверд он или мягок, горяч или холоден. Кроме того, осязание позволяет человеку не глядя определить, где и как в данный момент расположены разные части и органы его тела.
Ощущение температуры или боли подсказывает мозгу, что тому грозит опасность, до того, как происходит осознание этой опасности, и организм немедленно на это отреагирует, чтобы защититься. Например, человек отдернет руку от горячей поверхности прежде, чем она и успеет ожечь.
Для того, чтобы узнать о работе органов осязания, ученым понадобилось немало времени и усилий. Когда стало впервые известно, что чувство осязания зависит от сигналов, воспринимаемых несколькими различными видами конечных органов и нервных окончаний, исследователи предположили, что каждое нервное окончание реагирует только на один конкретный раздражитель – боль, нажим, холод и тепло.
Впрочем, скоро сторонники эгой теории нашли окончания особо чувствительны лишь к одному раздражителю, и тогда выяснилось, что другие не только реагируют на разные раздражения, но и мало чем отличаются друг от друга. Далее обнаружилось, что различаемые нервными окончаниями ощущения составляют лишь малую долю всех доступных из получаемых ощущений.
В ходе дальнейших исследований стало ясно, что каждое нервное окончание или конечный орган имеет свое рецептивное поле – тот участок кожи, который при раздражении вызывает активность соответствующего нерва. При этом рецептивные поля накладываются друг на друга, и если надавить на конкретную точку на поверхности кожи, то в состояние возбуждения придут сразу несколько нервов. Помимо этого, каждый конкретный осязательный нерв может приходить в состояние активности как под влиянием силы нажима, так и под действием температурных изменений в пределах рецептивного поля.
Нервные волокна человека непрерывно реагируют на множество раздражителей, но лишь те из них, что несут сигнал о температуре и давлении, достаточно сильны для распознавания мозгом. И температура, и давление вызывают значительную активность в нервных волокнах, а порождаемые сигналы с возросшей скоростью передаются в центральную нервную систему Скорость, с которой сигнал поступает в мозг, говорит мозгу о том, какого типа раздражитель действует в данный момент. Осязательный сигнал идет от конечных органов через нервные волокна по соматическим нервам в центральную нервную систему.
Различные рецептивные поля отличаются по степени чувствительности, которая зависит от концентрации нервных окончаний в различных участках человеческой кожи. Например, каждый может ощутить, что ему на кончик языка надавливают именно двумя остро отточенными карандашными грифелями, даже если они будут в 1 мм друг от друга; а если колоть ими в области спины, – то только в случае расстояния 15 см между ними человек ощутит не один внешний раздражитель, а несколько.
Ученые провели немало экспериментов, пытаясь определить, каждый ли тип волокнистой ткани передает сигнал об особом виде раздражения. Безусловно, некоторые волокла способны передавать сигналы только в случае повреждения кожного покрова, температурного воздействия на него, ущемления и т.д. Однако, эту реакцию дает не сам конечный орган, а последовательность и сила сигналов в нервных волокнах, по цепочке передающих информацию в головной мозг. При том, что отдельные виды нервных окончаний более чувствительны к некоторым видам внешнего раздражения, большинство специалистов пришло к выводу, что комбинация сигналов, распознаваемых мозгом как определенное ощущение, определяется скоростью распространения сигналов и распределением их по малым и большим нервным волокнам.
Поскольку осязание дает нам так много знаний об окружающем мире, оно может заместить недостаток иных ощущений. Наилучший пример – шрифт Брайля, позволяющий слабовидящим читать при помощи пальцев.