Тема 2.1. Структурно-функциональная организация человека с точки зрения взаимодействия с окружающей средой.

Датчиками систем являются специфические структурные нервные образования, называемые рецепторами. Они представляют собой окончания чувствительных нервных волокон, способных возбуждаться при действии раздражителя. Часть из них воспринимает изменения в окружающей среде, а часть - во внутренней среде организма. Выделяют группу рецепторов, расположенных в скелетных мышцах, сухожилиях и сигнализирующих о тонусе мышц.

По характеру ощущений различают зрительные, слуховые, обонятельные, осязательные рецепторы, рецепторы боли, рецепторы положения тела в пространстве.

Рецепторы представляют собой клетку, снабженную подвижными волосками или ресничками (подвижными антеннами), обеспечивающими чувствительность рецепторов. Так, для возбуждения фоторецепторов (воспринимающих световые раздражители) достаточно 5...10 квантов света, а для обонятельных рецепторов - одной молекулы вещества.

Полученная рецепторами информация, закодированная в нервных импульсах, передается по нервным путям в центральные отделы соответствующих анализаторов и используется для контроля со стороны нервной системы, координирующей работы исполнительных органов. Функциональная схема анализатора представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Функциональная схема анализатора

Не следует смешивать понятия "орган чувств" и "рецептор", например, глаз - это орган зрения, а сетчатка - фоторецептор, один из компонентов органа зрения. Помимо сетчатки в состав органа зрения входят преломляющие среды, различные оболочки, мышечный аппарат. Понятие "орган чувств" в значительной мере условно, т.к. сам по себе он не может обеспечить ощущение. Для этого необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступило в центральную нервную систему - специальные отделы коры больших полушарий, т.к. именно с деятельностью высших отделов головного мозга связано возникновение субъективных отношений. Посредством зрения человек познает форму, величину, цвет предмета, направление и расстояние, на котором он находится. Зрительный анализатор - это глаза, зрительные нервы и зрительный центр, расположенный в затылочной доле коре головного мозга.

Глаз представляет собой сложную оптическую систему (рис. 2):

Рисунок 2.

· 1 - радужная оболочка;

· 2 - зрачок;

· 3 - роговица;

· 4 - хрусталик;

· 5 - сетчатка.

Лучи света, попадая в глаз, проходят через роговицу, хрусталик и стекловидное тело, т.е. через три преломляющие прозрачные среды, и попадают на внутреннюю оболочку глаза - сетчатку; в ней находятся светочувствительные рецепторы - палочки (130 млн.) и колбочки (7 млн.). Распределение рецепторов по площади сетчатки представлено на рис. 3

Рисунок 3. Распределение рецепторов по площади сетчатки

Функции палочек и колбочек различны: колбочки обеспечивают так называемое дневное зрение, "ночное" же зрение осуществляется с помощью палочек. Колбочки позволяют четко различать мелкие детали. Цветное зрение осуществляется через колбочковый аппарат, палочки цвета не воспринимают.

Чтобы видеть форму предмета, надо четко различать его границы, очертания. Эта способность глаза характеризуется остротой зрения. Острота зрения измеряется минимальным углом (от 0.5 до 10°), при котором две точки на расстоянии 5 м еще воспринимаются отдельно. Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных колебаний (380 - 770 нм).

Слух - способность организма воспринимать и различать звуковые колебания. Эта способность осуществляется слуховым анализатором. Человеческому уху доступна область звуков (механических колебаний) с частотой 16...20 000 Гц.

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. Возникновение акустического рефлекса обеспечивает защиту чувствительных структур улитки внутреннего уха от разрушения.

Орган слуха - ухо - представляет собой воспринимающую часть звукового анализатора. Оно имеет 3 отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Они служат для передачи звуковых колебаний в головной мозг, в котором синтезируется соответствующее слуховое представление.

Орган слуха воспринимает далеко не все многочисленные звуки окружающей среды. Частоты, близкие к верхнему и нижнему пределам слышимости, вызывают слуховое ощущение лишь при большой интенсивности и по этой причине обычно не слышны. Очень интенсивные звуки слышимого диапазона могут вызвать боль в ухе и даже повредить слух (рис. 4).

Рисунок 4. Область слухового восприятия человека:
1 - порог слышимости; 2 - порог болевого ощущения; 3 - область восприятия речи.

С возрастом слуховая чувствительность теряется (рис. 5). Таким образом, орган слуха выполняет два задания: снабжает организм информацией и обеспечивает самосохранение, противостоит повреждающему действию акустического сигнала.

Рисунок 5. Потеря слуховой чувствительности

В зависимости от возраста

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, а к некоторым веществам особенно высокой. Например, этилмеркаптан ощущается при его содержании, равном 0.00019 мг в 1 л воздуха.

Снижение обоняния часто возникает при воспалительных процессах в слизистой оболочке носа. В некоторых случаях нарушение обоняния является одним из существенных симптомов поражения ЦНС.

Запахи способны вызывать отвращение к пище, обострять чувствительность нервной системы, способствовать состоянию подавленности, повышенной раздражительности. Так, сероводород, бензин могут вызывать различные отрицательные реакции вплоть до тошноты, рвоты, обморока. Запах бензола обостряет слух, индол - притупляет слуховое восприятие, запахи пиридина и толуола обостряют зрительную функцию в сумерках, запах камфары повышает чувствительность зрительной рецепции зеленого цвета и снижает - красного.

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: кончик языка более чувствителен к сладкому, края языка - к кислому, кончик и края к соленому и корень языка наиболее чувствителен к горькому.

Механизм восприятия вкусовых веществ связывают с химическими 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.

Осязание - сложное ощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата. Основная роль в формировании осязания принадлежит кожному анализатору, который осуществляет восприятие внешних механических, температурных, химических и др. раздражителей. Осязание складывается из тактильных, температурных, болевых и двигательных ощущений. Основная роль в ощущении принадлежит тактильной рецепции - прикосновению и давлению.

Кожа - внешний покров тела - представляет собой орган с весьма сложным строением, выполняющий ряд важных жизненных функций.

Одна из основных функций кожи - защитная, кожа - орган защиты. Так, растяжение, давление, ушибы обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Нормальный роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания и весьма устойчив по отношению к различным химическим веществам.

Пигмент меланин, поглощающий ультрафиолетовые лучи, предохраняет кожу от воздействия солнечного света. Большое значение имеют стерилизующие свойства кожи и устойчивость ее к различным микробам; неповрежденный роговой слой непроницаем для болезнетворных микроорганизмов, а кожное сало и пот создают кислую среду, неблагоприятную для многих микробов. Эта спасительная кислотность - результат деятельности потовых и сальных желез, доставляющих необходимые жирные кислоты. Окисление происходит в роговом веществе, поэтому так важен достаточный приток кислорода для профилактики кожных заболеваний. Кожа "дышит"; если покрыть человека лаком, он начнет задыхаться. Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержание нормальной температуры тела), 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей.

Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми железами. С кожным салом могут выделяться некоторые лекарственные вещества (йод, бром), продукты промежуточного обмена веществ, микробных токсинов и ядов. Функция сальных и потовых желез регулируется вегетативной нервной системой.

Обменная функция кожи заключается в участии ее в процессах регуляции общего обмена веществ в организме, особенно водного, минерального и углеводного. Считают, что кожу можно условно рассматривать как железу внутренней и внешней секреции, с обширной поверхностью, богато снабженной сосудами и тесно связанной со всеми внутренними органами. Кожа - это "периферийный мозг", неутомимый сторож, который всегда начеку, постоянно извещает центральный мозг о каждой агрессии и опасности.

С помощью анализаторов человек получает обширную информацию об окружающем мире. Количество информации принято измерять в двоичных знаках - битах. Например, поток информации через зрительный рецептор человека составляет 10⁸ - 10⁹ бит/с, нервные пути пропускают 2 * 10⁶ бит/с, в памяти прочно задерживается только 1 бит/с, следовательно, в коре головного мозга анализируется и оценивается не вся поступающая информация, а наиболее важная. Информация, получаемая из внешней и внутренней среды, определяет работу функциональных систем организма и поведение человека.

При оценке воздействия негативных факторов на человека следует учитывать степень влияния их на здоровье и жизнь человека, уровень и характер изменений функционального состояния и возможностей организма, его потенциальных резервов адаптивных способностей и возможности развития последних.

БЖД( самостоятельное изучение)

Тема 2.2. Рациональные условия жизнедеятельности человека

1. Основные психологические особенности человека с точки зрения безопасности жизнедеятельности

2. Биоритмы и их роль в жизнедеятельности человека

3. Промышленный труд

4. Непосредственное воздействие на продукт

5. Опосредованное воздействие на продукт

6. Предмет эргономики и ее задачи

7. Надежность работы оператора

8. Выводы

Основные термины темы

биоритмы , внимание , воля , мышление , надежность , оператор , память , техника , эмоции , эргономика