Возрастная физиология анализаторов общая характеристика сенсорных систем

Учение И. П. Павлова об анализаторах. Восприятие как слож­ный системный процесс приема и обработки информации осу­ществляется на основе функционирования специальных сенсорных систем или анализаторов. Эти системы осуществляют превраще­ние раздражителей внешнего мира в нервные сигналы и передачу их в центры головного мозга. На разных уровнях головного мозга сигналы преобразуются и перекодируются. Преобразование сен­сорных сигналов в высших отделах центральной нервной системы завершается ощущениями и представлениями, опознанием образов. И. П. Павлов впервые создал представление об анализаторе как о единой системе анализа информации, состоящей из трех взаимо­связанных отделов: периферического, проводникового и централь­ного.

Рецепторы являются периферическим звеном анализатора. Они представлены нервными окончаниями или специализированными нервными клетками, реагирующими на определенные изменения в окружающей среде. Рецепторы различны по строению, местополо­жению и функциям. Некоторые рецепторы имеют вид сравнитель­но просто устроенных нервных окончаний, другие являются от­дельными элементами сложно устроенных органов чувств, как, например, сетчатка глаза.

Центростремительные нейроны, проводящие пути от рецептора до коры больших полушарий, составляют проводниковый отдел анализатора. Участки коры больших полушарий головного мозга, воспринимающие информацию от соответствующих рецепторных образований, составляют центральную часть, или корковый от­дел, анализатора,

Все части анализатора действуют как единое целое. Наруше­ние деятельности одной из частей вызывает нарушение функций всего анализатора.

С помощью анализаторов человек познает окружающий мир. Особенно велика роль анализаторов в трудовой деятельности. Если ограничить поступление в центральную нервную систему раздражений с разных органов чувств или полностью исключить их, то наблюдается задержка в развитии мозга, интеллекта.

Анализ воспринимаемых раздражений начинается уже в рецепторной части анализатора. Здесь идет простейший анализ и раздражение трансформируется в процессе возбуждения. Более совершенный анализ происходит в подкорковых образованиях, результатом чего является выполнение сложных врожденных актов (вставание, настораживание, поворот головы к источнику света или звука, поддержание положения тела и др.). Высший, наиболее тонкий анализ осуществляется в коре больших полушарий головного мозга, в корковом отделе анализатора.

Сенсорные системы организма. Среди сенсорных систем орга­низма различают зрительную, слуховую, вестибулярную, вкусовую» обонятельную системы, а также соматосенсорную систему, рецепторы которой расположены в коже и воспринимают прикоснове­ние, давление, вибрацию, тепло, холод, боль; в соматосенсорную систему также поступают импульсы от проприорецепторов, воспринимающих движения в суставах и мышцах. Изучение интерорецепторов, расположенных во всех внутренних органах, путей проведения и переработки поступающих от них сигналов дало основание говорить о так называемой висцеральной сенсорной си­стеме, которая воспринимает различные изменения во внутренней среде организма.

Функциональное созревание сенсорных систем. Различные ана­лизаторные системы начинают функционировать в разные сроки онтогенетического развития. Вестибулярный анализатор как фи­логенетически наиболее древний созревает еще во внутриутробном периоде. Рефлекторные акты, связанные с активностью этого ана­лизатора (например, изменение положения конечностей при пово­роте), отмечаются у плодов и глубоко недоношенных детей. Также рано созревает кожный анализатор. Первые реакции на раздра­жение кожи отмечены у эмбриона в 7,5 недели. Уже на 3-м меся­це жизни ребенка параметры кожной чувствительности практи­чески соответствуют таковым взрослого.

Адекватные реакции на раздражения вкусового анализатора наблюдаются с 9—10-го дня жизни. Тонкость дифференцировкй основных пищевых веществ формируется на 3—4-м месяце жизни. До 6-летнего возраста чувствительность к вкусовым раздражите­лям повышается и в школьном возрасте не отличается от чув­ствительности взрослого.

Обонятельный анализатор функционирует с момента рожде­ния ребенка. Дифференцировка запахов отмечается на 4-м месяце жизни.

Созревание анализаторных систем определяется развитием всех звеньев анализаторов. Периферические звенья в основном являются сформированными к моменту рождения. Позже других рецепторных образований формируется периферическая часть зрительного анализатора — сетчатка глаза, однако и ее развитие за­канчивается к первому полугодию.

Миелинизация нервных волокон в течение первых месяцев жизни обеспечивает значительное увеличение скорости проведения возбуждения. Позже других отделов анализаторов созревают их корковые звенья. Именно их созревание в основном определяет особенности функционирования анализаторных систем в детском возрасте. Наиболее поздно завершают свое развитие области про­екции в коре слухового и зрительного анализаторов. Определенная степень их зрелости к моменту рождения создает условия для различения простых зрительных и слуховых стимулов уже в период новорожденности. При изучении движения глаз установлено, что ребенок способен воспринимать элементы предъявляемых изображений с момента рождения. При введении в поле зрения геометрической фигуры движения глаз становятся менее хао­тичными, концентрируясь у одной из сторон треугольника или у одного из краев круга. Интересно, что отдельные элементы изображения в раннем младенческом возрасте отождествляются с целостным предметом. Об этом свидетельствуют экспериментальные данные, показавшие, что младенцы, у которых вырабатывался условный рефлекс на целостную конфигурацию, реагировали также на ее компоненты, предъявляемые в отдельности, и только с 16 недель ребенок воспринимал целостную конфигурацию, она становилась эффективным стимулом условной реакции.

По мере созревания внутрикорового аппарата нейронов и их связей, в течение первых лет жизни ребенка анализ внешней информации становится более тонким и дифференцированным, со­вершенствуется процесс опознания сложных стимулов. Период интенсивного созревания систем наиболее пластичен. Созревание коркового звена анализатора в значительной степени определяется поступающей информацией. Известно, что если лишить орга­низм новорожденного притока сенсорной информации, то нервные клетки проекционной коры не развиваются; в сенсорно обогащенной среде развитие нервных клеток и их синоптических контактов происходит наиболее интенсивно. Отсюда очевидно значение сен­сорного воспитания в раннем детском возрасте. Средствами его осуществления являются разнообразные предметы, окружающие ребенка, ярко окрашенные игрушки, привлечение внимания к их форме и цвету.

Функциональное созревание сенсорных систем не заканчива­ется в раннем детском возрасте. Помимо корковых отделов ана­лизаторов в переработку поступающей информации вовлекаются и другие корковые зоны — ассоциативные отделы, участвующие в опознании стимулов, их классификации, выработке эталонов. Эти структуры созревают в течение длительного периода развития, включая подростковый возраст.

Зрительный и слуховой анализаторы играют особую роль в поззнавательной деятельности, поэтому на особенностях их функционирования в онтогенезе и гигиенических требованиях к их нормальному развитию остановимся подробнее

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Сложность зрительных сигналов, поступающих из внешнего мира, необходимость активного их восприятия обусловила формирование в эволюции сложного оптического прибора. Таким периферическим прибором - периферическим органом зрения является глаз.

Форма глаза шаровидная. У взрослых диаметр его составляет около 24 мм, у новорожденных -около 16 мм. Форма глазного яблока у новорожденных более шаровидная, чем у взрослых

В результате такой формы глазного яблока новорожденные дети в 80-94% случаев обладают дальнозоркой рефракцией. Рост глазного яблока продолжается после рождения

Наружная оболочка глаза - склера, или белочная оболочка Это плотная непрозрачная ткань белого цвета, толщиной около 1 мм. В передней части она переходит в прозрачную роговицу. Склера у детей тоньше и обладает повышенной растяжимостью и эластичностью.

В ресничном теле расположена мышца, связанная с хрусталиком и регулирующая его кривизну.

Хрусталик — это прозрачное эластичное образование, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Хрусталик покрыт прозрачной сумкой; по всему его краю к ресничному телу тянутся тонкие, но очень упругие волокна. Они сильно натянуты и держат хрусталик в растянутом состоянии. Хрусталик у новорожденных и детей дошкольного возраста более выпуклой формы, прозрачен и обладает большей эластичностью.

В центре радужки имеется круглое отверстие — зрачок. Вели­чина зрачка изменяется, отчего в глаз может попадать большее или меньшее количество света. Просвет зрачка регулируется мышцей, находящейся в радужке. Зрачок у новорожденных узкий. В возрасте 6—8 лет зрачки широкие вследствие преобладания то­нуса симпатических нервов, иннервирующих мышцы радужной оболочки. В 8—10 лет зрачок вновь становится узким и очень жи­во реагирует на свет. К 12—13 годам быстрота и интенсивность зрачковой реакции на свет такие же, как у взрослого.

Ткань радужной оболочки содержит особое красящее вещество— меланин. В зависимости от количества этого пигмента цвет радужки колеблется от серого и голубого до коричневого, почти черного. Цветом радужки определяется цвет глаз. При отсут­ствии пигмента (людей с такими глазами называют альбиносами) лучи света проникают в глаз не только через зрачок, но и через ткань радужки. У альбиносов глаза имеют красноватый оттенок. У них недостаток пигмента в радужке часто сочетается с недостаточной пигментацией кожи и волос. Зрение у таких лю­дей понижено.

Между роговицей и радужкой, а также между радужкой и хрусталиком имеются небольшие пространства, называемые соот­ветственно передней и задней камерами глаза. В них находится прозрачная жидкость. Она снабжает питательными веществами роговицу и хрусталик, которые лишены кровеносных сосудов. Полость глаза позади хрусталика заполнена прозрачной желеоб­разной массой — стекловидным телом.

Внутренняя поверхность глаза выстлана тонкой (0,2—0,3 мм), весьма сложной по строению оболочкой — сетчаткой, или ретиной. Она содержит светочувствительные клетки, названные из-за их формы колбочками и палочками. Нервные волокна, отходящие от этих клеток, собираются вместе и образуют зрительный нерв, который направляется в головной мозг. У новорожденных детей палочки в сетчатке дифференцированы, число колбочек в желтом пятне (центральная часть сетчатки) начинает возрастать после рождения и к концу первого полугодия морфологическое развитие центральной части сетчатки заканчивается.

Оптическая система глаза. Поступающие в глаз световые лучи, прежде чем они попадут на сетчатку, проходят через несколько преломляющих сред. К ним относятся роговица, водяни­стое вещество передней и задней камер глаза, хрусталик и стек­ловидное тело. Каждая из этих сред имеет свой показатель пре­ломляющей силы. Преломляющая сила выражается в диоптриях (Д). Одна диоптрия — это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Преломляющая сила глаза в целом равна 59 Д при рассматривании далеких предметов и 70,5 Д при рассматри­вании близких предметов.

Глаз — чрезвычайно сложная оптическая система, и для упро­щения была предложена такая модель глаза, в которой одна выпуклая поверхность дает суммарный эффект преломления лучей во всей сложной оптической системе глаза. Изображение на сетчатке получается дей­ствительным, уменьшенным и обратным.

Ребенок в первые месяцы после рождения путает верх и низ предмета. Если такому ребенку показать горящую свечу, то он, стараясь схватить пламя, протянет руку не к верхнему, а к ниж­нему концу свечи. То обстоятельство, что мы видим предметы не в их перевернутом изображении, а в их естественном виде, объясняется жизненным опытом и взаимодействием анализаторов.

Аккомодация. Чтобы рассматриваемый предмет был ясно ви­ден, надо, чтобы лучи от всех его точек попали на заднюю по­верхность сетчатки, т. е. были здесь сфокусированы.

Когда человек смотрит вдаль, предметы, расположенные на близком расстоянии, кажутся расплывчатыми, они не в фокусе. Если глаз фиксирует близкие предметы, неясно видны отда­ленные.

Попробуйте одновременно одинаково ясно увидеть шрифт кни­ги через марлевую сетку и саму марлевую сетку. Это вам неудастся, так как предметы расположены от глаза на разном рас­стоянии.

Глаз способен приспосабливаться к четкому видению предме­тов, находящихся от него на различных расстояниях. Эту способ­ность глаза называют аккомодацией. Аккомодация осуществля­ется путем изменения кривизны хрусталика. При рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым, благода­ря чему лучи от предметов сходятся на сетчатке.

Хрусталик посредством цинковой связки соединен с мышцей, располагающейся широким кольцом позади корня радужной обо­лочки. Благодаря деятельности этой мышцы хрусталик может ме­нять свою форму, становиться более или менее выпуклым и соот­ветственно сильнее или слабее преломлять попадающие в глаз лучи света.

При рассматривании предметов, находящихся на далеком рас­стоянии, ресничная мышца расслаблена, а связки, прикрепленные преимущественно к передней и задней поверхности капсулы хру­сталика, в это время натянуты, что вызывает сдавливание хру­сталика спереди назад и его растягивание. Поэтому при смотре­нии вдаль кривизна хрусталика и, следовательно, преломляющая сила его становятся наименьшими.

При приближении предмета к глазу происходит сокращение ресничной мышцы, связка расслабляется. Это прекращает сдав­ливание и растягивание хрусталика. Вследствие эластичности хрусталик становится более выпуклым и его преломляющая сила увеличивается.

При смотрении вдаль радиус кривизны передней поверхности хрусталика 10 мм, а при наибольшем напряжении аккомодации, т. е. при четком видении максимально приближенного к глазу предмета, радиус кривизны хрусталика составляет 5,3 мм.

Аккомодация глаза начинается уже тогда, когда предмет на­ходится на расстоянии около 65 м от глаза. Отчетливо выра­женное сокращение ресничной мышцы начинается на расстоянии предмета от глаза 10 и даже 5 м. Если предмет продолжает приближаться к глазу, аккомодация все более усиливается и, на­конец, отчетливое видение предмета становится невозможным. Наименьшее расстояние от глаза, на котором предмет еще от­четливо виден, называется ближайшей точкой ясного видения. У нормального глаза дальняя точка ясного видения лежит в бес­конечности.

С возрастом аккомодация изменяется. В 10 лет бли­жайшая точка ясного видения находится на расстоянии менее 7 см от глаза, в 20 лет — 8,3 см, в 30 лет—11 см, в 40 лет — 17 см, в 50 лет —50 см, в 60—70 лет она приближается к 80 см.

Преломляющие свойства, или рефракция, обеспечивают фокусирование изображения на сетчатке. Для четкого изображения необходимо, чтобы параллельные лучи от изображения сходились на сетчатке. Существуют два основных вида аномалии рефракции— дальнозоркость и близорукость.

Дальнозоркость. Дальнозоркость является следствием короткой продольной оси глаза. Она бывает связана либо с неправильной формой глаза (укороченное глазное яблоко), либо с неправильной кривизной роговицы или хрусталика. В этих случаях изображе­ние фокусируется сзади глаза.

На сетчатке при этом получается расплывчатое изображение предмета. Для перемещения изображения на сетчатку дальнозор­кий глаз должен усилить свою преломляющую способность за счет увеличения кривизны хрусталика уже при рассматривании отда­ленных предметов. Еще большее напряжение аккомодации по­требуется для ясного видения близко расположенных предметов. Если аккомодация не в состоянии обеспечить получение на сет­чатке дальнозоркого глаза четких изображений рассматриваемых предметов, необходимы очки с собирательными двояковыпуклыми стеклами, придающими проходящим через них лучам сходяще­еся направление.

Близорукость. В близоруком глазу параллельные лучи, идущие от далеких предметов, пересекаются впереди сетчатки, не до­ходя до нее. Это может быть связано со слишком длинной про­дольной осью глаза (больше 22,5—23,0 мм) или с большей, чем нормальная, преломляющей силой среды глаза (кривизна хруста­лика больше). Такому глазу, преломляющая способность которо­го и без того велика, аккомодация помочь не в состоянии. Бли­зорукий глаз хорошо видит только расположенные близко пред­меты. При близорукости назначают очки с рассеивающими двоя­ковогнутыми стеклами, которые превращают параллельные лучи в расходящиеся. Близорукость в большинстве случаев врожден­ная, однако она увеличивается в школьном возрасте от младших классов к старшим.

В тяжелых случаях близорукость сопровождается изменения­ми сетчатки, что ведет к падению зрения и даже отслоению сет­чатки. Поэтому своевременное ношение очков школьниками, стра­дающими близорукостью, является обязательным.

О степени дальнозоркости или близорукости судят по опти­ческой силе стекла, которое, будучи приставленным к глазу в условиях покоя аккомодации, так изменяет направление падаю­щих в него параллельных лучей, что они пересекаются на сет­чатке. Оптическую силу стекол измеряют в диоптриях.

У новорожденных глаза, как правило, дальнозоркие. По мере роста ребенка размер глазного яблока увеличивается. К 9—12 го­дам у большинства детей глаза становятся соразмерными.

Однако у части детей шаровидная форма глаза может изме­ниться, стать удлиненной. Задний отдел глазного яблока рас­тягивается, сетчатка соответственно отодвигается. Получающиеся в таких глазах изображения отдельных предметов перестают сов­падать с сетчаткой и теряют отчетливость. Глаза становятся близорукими. Если глазное яблоко продолжает удлиняться, то продолжает увеличиваться и степень близорукости. В таких слу­чаях говорят, что близорукость прогрессирует. По данным Ин­ститута физиологии детей и подростков АПН СССР, в I классе среди детей 7—8 лет число близоруких от 2 до 5%, а в VII клас­се это число доходит до 16%.

Чем проявляет себя начало развития близорукости? Школьник заявляет, что он стал плохо видеть написанное на классной доске, просит пересадить его на первые парты. При чтении он при­ближает книгу к глазам, сильно склоняет голову во время письма, в кино или театре стремится занять место поближе к экрану или сцене.

Для близоруких характерно прищуривание глаз при рассмат­ривании предметов. Стремление чрезмерно приблизить рассмат­риваемый объект к близоруким глазам, чтобы сделать его изо­бражение на сетчатке более четким, требует значительной нагруз­ки на мышечный аппарат глаза. Нередко мышцы не справляются с такой напряженной работой и один глаз отклоняется в сторону виска или носа. Возникает косоглазие.

При неосложненном близорукости очки нередко восстанавли­вают полную остроту зрения. Прогрессирующая близорукость мо­жет привести к серьезным необратимым изменениям в глазу.

Близорукость обычно развивается под влиянием длительной и беспорядочной зрительной работы на близком расстоянии. Раз­витию близорукости способствуют недостаточное освещение рабо­чего места, неправильная посадка при чтении, письме, мелкий шрифт книг с неясной и бледной печатью.

Рахит, туберкулез, ревматизм и другие общие заболевания могут стать причиной растяжения глазного яблока, но чаще всего они создают благоприятную почву для развития близорукости.

Астигматизм. К аномалии рефракции относят и астигматизм — невозможность схождения всех лучей в одной точке. Астигматизм является следствием неодинаковой кривизны роговицы в различ­ных ее меридианах. Если больше преломляет вертикальный ме­ридиан, астигматизм прямой, если горизонтальный — обратный.

Нормальные глаза тоже имеют небольшую степень астигматизма так как поверхность роговицы не строго сферическая пои рас­смотрении с расстояния наилучшего видения диска с нанесении-ми на него концентрическими кругами наблюдается незначитель­ное сплющивание кругов. Резкие степени астигматизма нарушТю-щие зрение, исправляются при помощи цилиндрических стекол которые располагаются по соответствующим меридианам ^

Острота зрения. Острота зрения отражает способность оптической системы глаза строить четкое изображение на сетчатке Она измеряется путем определения наименьшего расстояния меж­ду двумя точками, достаточного для того, чтобы они не сливались, чтобы лучи от них попадали на разные рецепторы сетчатки.

Острота зрения у детей с нормальной рефракцией увеличива­ется с возрастом. Так, в 4-5 лет она в среднем равна 080% в 5-6 лет-0,86%, в 7-8 лет-0,91%. В возрасте от 10 до 15 лет острота зрения повышается от 0,98 до 1,15.

Пространственное зрение. Видение пространства и ориентиров­ка в пространстве совершенствуются в процессе онтогенеза И. М. Сеченов придавал большое значение в развитии пространственного зрения формированию координированных движений зрительного аппарата. Он считал, что благодаря глазным движениям ребенок учится различать в зрительной картине взаимное расположение частей. Важным фактором, обеспечивающим восприятие пространства, является бинокулярное зрение — зрение двумя глазами. Оно позволяет ощущать рельефные изображения пред­метов, видеть глубину и определять расстояние предмета от глаза при рассматривании предметов левым и правым глазом.

Глубинное зрение совершенствуется с возрастом. Исследова­ние остроты глубинного зрения в возрастном диапазоне от 6 до 17 лет показало наиболее интенсивный ее рост к 9 годам. В 16—17 лет этот показатель такой же, как у взрослого. Спо­собность к стереоскопическому восприятию двойных изображений, формируясь постепенно, достигает максимальных значений в юно­шеском возрасте. Начиная с 40 лет область стереоскопического восприятия несколько уменьшается.

Для проведения всех этих работ учащиеся обеспечиваются: соответственно их росту (высота рабочей поверхности от площади пола) рабочими местами, достаточными по площади и освещен­ности; защитными очками, необходимыми во время рубки металла и работы на токарном, фрезерном, сверлильном станках; приспо­соблениями, обеспечивающими правильную уборку рабочего места после работы.

Во время посевных и уборочных работ, к которым привлека­ются учащиеся в порядке общественно полезного, производитель­ного труда, также обязательна защита глаз специальными очками от ветра, пыли, соломы, остей злаков.

Профилактика близорукости. Преобладающим видом рефрак­ции (искривления лучей при переходе через все слои глаза, пре­имущественно через хрусталик) в период детства является гиперметропия (дальнозоркость). Частота же эмметропии (нормальная рефракция) и миопии (близорукость) очень мала. В последую­щие возрастные периоды, по мере воспитания и обучения детей и подростков, частота гиперметропии снижается, а эмметропии и миопии возрастает. По сравнению с начальным периодом обуче­ния к окончанию школы распространенность близорукости уве­личивается в 5 раз.

Дефицит света существенным образом влияет на формирова­ние и прогрессирование близорукости. Наибольшая частота бли­зорукой рефракции у детей и подростков, длительно проживаю­щих в условиях Заполярья, при постоянном искусственном осве­щении в период полярной ночи, наблюдалась в тех школах, где уровень освещенности на рабочих местах в учебных помещениях был в 5—10 раз ниже гигиенических нормативов—150 и 300 лк (люкс) соответственно при искусственном освещении от лампы накаливания и люминесцентных источников света.

Острота зрения и устойчивость ясного видения у учащихся существенно снижаются от начала к окончанию уроков, и это сни­жение тем резче, чем ниже уровень освещенности (рис. 20).

С повышением уровня освещенности у детей и подростков уве­личивается быстрота различения, возрастает скорость чтения. Очень низкая освещенность (порядка 30 лк) влечет падение устойчивости ясного видения почти на 70%, тогда как снижение этой функции при освещенности рабочей поверхности в 200 лк не превышает 15%. В результате зрительной, умственной работы и трудовой деятельности острота зрения в условиях освещенности, равной 30 лк, начинает снижаться у школьников уже после пер­вого урока и к пятому падает на 22% по сравнению с уровнем до начала занятий. Если же занятия проходят при освещенности 100 лк, то острота зрения от первого к третьему уроку у учащихся повышается, а снижение к концу занятий не достигает ис­ходного утреннего уровня.

Уровень освещенности существенным образом сказывается и на качестве работы, выполняемой учащимися. При освещенности рабочих мест в 400 лк количество безошибочных работ составляло 74%, при освещенностях же 100 лк и 50 л к — соответственно 47 и 37%.

Параллельно улучшению зрительных функций в связи с по­вышением освещенности помещений у нормально слышащих де­тей и подростков обостряется острота слуха, что также благо­приятствует работоспособности организма, положительно сказы­вается на качестве работы. Порог слышимости при освещенности в 150 лк обостряется у школьников до 17 дб, а диктанты, напи­санные ими, оказываются неизменно качественнее. Так, число слов, пропущенных и неправильно записанных учащимися в диктантах, выполненных при уровне освещенности в 150 лк, на 47% меньше, чем в аналогичных диктантах, проведенных при освещенности в 35 лк.

Значимым фактором в снижении остроты зрения, развитии и прогрессировании у учащихся близорукости от младших к стар­шим классам, при достаточных уровнях освещенности в учебных помещениях и выдержанности в нормативных пределах других параметров световой обстановки, оказывается учебная нагрузка, ее продолжительность в течение дня, непосредственно связанная с необходимостью рассматривания объекта на близком и дальнем расстоянии. Рассмотрение объекта на близком расстоянии зани­мает у учащихся около 32% времени в IV классе, 67—68%— со­ответственно в VII и X классах. Значительно меньше времени (18—26%) приходится на рассматривание объекта на расстоя­нии 3—8 м. В школах математического и радиотехнического про--филей, а также с преподаванием ряда предметов на иностранном языке среди подростков, юношей и девушек миопия регистрирует­ся чаще, чем среди учащихся массовых школ.

Существенно выраженной оказывается у детей и подростков взаимосвязь между частотой близорукой рефракции, состоянием фосфорно-кальциевого обмена и продолжительностью ежеднев­ного воздействия на организм ультрафиолетовых лучей. У уча­щихся, мало или совсем не бывающих на воздухе в околополу­денное время, когда интенсивность ультрафиолетовой радиации максимальна, нарушается фосфорно-кальциевый обмен. Вслед­ствие этого претерпевает изменение тонус глазных мышц. Сла­бость этих мышц у детей и подростков при высокой зрительной нагрузке и недостаточной освещенности способствует развитию близорукости и ее прогрессированию.

Предупреждение расстройств зрения у детей и подростков дик­тует необходимость нивелирования причин и условий, которые способствуют нарушению рефракции, снижению остроты зрения и другим его изменениям.

Миопическая рефракция от 3,25 Д и выше при остроте зрения с коррекцией от 0,5 до 0,9 является основанием для отне­сения детей и подростков к III и IV группам здоровья, т. е. боль­ным. Такие учащиеся занимаются физической культурой только по специальной программе, им противопоказано выполнение работ по горячей и холодной обработке металла, а также работ, свя­занных с подъемом тяжестей или длительным пребыванием в со­гнутом положении с наклоненной головой.

При любом виде отклонения зрения у детей и подростков (острота зрения, рефракция, светоощущение, цветоощущение, по­ле зрения и другие изменения) требуется особое внимание и стро­гое выполнение в процессе воспитания и обучения всех предписа­ний врача-окулиста. При миопии слабой и средней степени, ги-перметропии, астигматизме учащиеся осматриваются окулистом один раз в год, а в случаях высокой степени миопии (более 6,0 Д) —два раза в год.

Освещение учебных помещений. Динамика работоспособности и зрительных функций оказывается в равных уровнях освещенно­сти более благоприятной при люминесцентном освещении, нежели при освещении лампами накаливания. Освещение учебных поме­щений наиболее благоприятно влияет на зрительные функции и работоспособность тогда, когда оно равномерно рассеянно. Нерав­номерное естественное и искусственное освещение, с блескостью рабочих мест, отрицательно влияет на зрительные функции и снижает работоспособность школьников. Благоприятные измене­ния в зрительных функциях и работоспособности школьников под влиянием уроков труда оказываются тем существеннее, чем выше была освещенность рабочих мест. Эту закономерность проявляют все зрительные функции, наиболее значительно улучшавшиеся у школьников после работы в условиях освещенности рабочих мест, равной 250 лк и более. Окраска помещения, мебели и рабочего оборудования в светлые, теплые тона при одной и той же мощно­сти источников света намного повышает уровень освещенности помещений и уже этим оказывает положительное влияние на зрительные функции и работоспособность.

Вместе с тем резкий солнечный свет и длительная инсоляция неблагоприятно сказываются на состоянии зрительных функций и на работоспособности учащихся. Яркий, слепящий солнечный свет снижает эффективность уроков. Такие неблагоприятные све­товые условия создаются в случае неправильной ориентации окон учебных помещений по сторонам света и при отсутствии каких-либо солнцезащитных приспособлений, особенно при чрезмерно увеличенной светонесущей поверхности окон (при применении лен­точного остекления).

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

Основные функции. Слуховой анализатор — это второй по зна­чению анализатор в обеспечении адаптивных реакций и познава­тельной деятельности человека. Его особая роль у человека свя­зана с членораздельной речью. Слуховое восприятие — основа членораздельной речи. Ребенок, потерявший слух в раннем детстве, утрачивает и речевую способность, хотя весь артикуляцион­ный аппарат у него остается ненарушенным.

Орган слуха. Слуховые рецепторы находятся в улитке вну­треннего уха, которая расположена в пирамиде височной кости. Звуковые колебания передаются к ним через целую систему вспо­могательных образований, обеспечивающих совершенное восприя­тие звуковых раздражений. Орган слуха человека состоит из трех частей — наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слу­хового прохода. Наружное ухо служит для улавливания звуков. Определение направления звука у человека связано с так назы­ваемым бинауральным слухом, т. е. со слышанием двумя ушами. Всякий звук, идущий сбоку, поступает в одно ухо раньше на не­сколько долей миллисекунды, чем в другое (в зависимости от местоположения источника звука). Разница во времени прихода звуковых волн, воспринимаемых левым и правым ухом, дает воз­можность человеку определить направление звука. Если у человека одно ухо поражено и не функционирует, то он определяет направление звука поворачивая голову.

На границе между наружным и средним ухом находится ба­рабанная перепонка. Это тонкая соединительнотканная пластинка (ее толщина около 0,1 мм), которая снаружи покрыта эпителием, а изнутри слизистой оболочкой. Барабанная перепонка располо­жена наклонно и начинает колебаться, когда на нее падают со стороны наружного слухового прохода звуковые колебания. И так как барабанная перепонка не имеет собственного периода колеба­ний, то она колеблется при всяком звуке соответственно его дли­не волны.

Среднее ухо представлено барабанной полостью, имеющей не­правильную форму в виде маленького плоского барабана, на ко­торый туго натянута колеблющаяся перепонка, и слуховой тру­бой. Внутри полости среднего уха расположены сочленяющиеся между собой слуховые косточки — молоточек, наковальня и стре­мечко. Внутреннее ухо отделено от среднего перепонкой оваль­ного окна.

Система слуховых косточек обеспечивает увеличение давления звуковой волны при передаче с барабанной перепонки на пере­понку овального окна примерно в 30—40 раз. Это очень важно, так как даже слабые звуковые волны, падающие на барабанную перепонку, в результате оказываются способными преодолеть со­противление мембраны овального окна и передать колебания во внутреннее ухо, трансформируясь там в колебания жидкости — эндолимфы.

Барабанная полость соединена с носоглоткой при помощи слу­ховой, или евстахиевой, трубы длиной 3,5 см и шириной всего 2 мм. Труба поддерживает одинаковое давление на барабанную перепонку снаружи и изнутри, что создает наиболее благоприят­ные условия для ее колебания. Проход воздуха в барабанную по­лость происходит во время акта глотания и зевания, когда откры­вается просвет трубы и давление в глотке и барабанной полости выравнивается.

Внутреннее ухо расположено в каменистой части височной ко­сти и представляет собой костный лабиринт, внутри которого на­ходится перепончатый лабиринт из соединительной ткани. Пере­пончатый лабиринт как бы вставлен в костный лабиринт и в общем повторяет его форму. Между костным и перепончатым ла­биринтами имеется жидкость — перилимфа, а внутри перепонча­того лабиринта — эндолимфа.

В стенке, отделяющей среднее ухо от внутреннего, кроме оваль­ного окошка имеется еще круглое окно, которое делает возмож­ным колебание жидкости.

Костный лабиринт состоит из трех частей: в центре — преддве­рие, спереди от него находится улитка, а сзади — полукружные каналы. Костная улитка — спирально извивающийся канал, об­разующий два с половиной оборота вокруг стержня конической формы. Диаметр костного канала у основания улитки 0,04 мм, а на вершине 0,5. От стержня отходит костная спиральная пла­стинка, которая делит полость канала на две части, или лест­ницы.

Внутри среднего канала улитки, в улитковом ходе, находится звуковоспринимающий аппарат — спиральный, или кортиев, орган . Кортиев орган имеет базилярную (основную) пластинку, которая состоит примерно из 24 тыс. тонких фиброзных во­локонец различной длины, очень упругих и слабо связанных друг с другом. Вдоль основной пластинки в 5 рядов располагаются опорные и волосковые чувствительные клетки, которые являются собственно слуховыми рецепторами.

Механизм восприятия звука. Для слухового анализатора адекватным раздражителем является звук. Звуковые волны возни­кают как чередование сгущений и разрежений воздуха, которые распространяются во все стороны от источника звука. Все вибра­ции воздуха, воды или другой упругой среды распадаются на периодические (тоны) и непериодические (шумы). Если их запи­сать, то тоны имеют правильную, четкую, ритмическую форму, шумы — неправильную, сложную. Тоны бывают высокие и низкие, последним соответствует меньшее число колебаний в секунду.

Основной характеристикой каждого звукового тона является длина звуковой волны, которой соответствует определенное число колебаний в секунду. Длину звуковой волны определяют расстоя­нием, которое проходит звук в секунду, деленным на число пол­ных колебаний, которое совершает звучащее тело в секунду. Чем больше число колебаний, тем короче длина волны. У высоких звуков волна короткая, измеряемая в миллиметрах, у низких — длинная, измеряемая метрами.

Высота звука определяется его частотой, или числом волн за 1 с. Частота измеряется в герцах (Гц). 1 Гц соответствует одно­му полному колебанию в секунду. Чем больше частота звука, тем звук выше. Сила звука пропорциональна амплитуде колебаний звуковой волны и измеряется в децибелах.

Самый высокий звук, который мы в состоянии услышать, имеет 20 тыс. колебаний в секунду (20 тыс. Гц), самый низкий — 12—24 Гц. У детей верхняя граница слуха достигает 22 тыс. Гц, у пожилых людей она ниже — около 15 тыс. Гц.

Звук характеризуется тембром, или окраской. Каждый источ­ник звука, будь то струна скрипки, медная труба или деревянная пластинка, наряду с основным колебанием производит целый ряд других, дополнительных колебаний. Звуку каждого инструмента сопутствуют дополнительные колебания — обертоны. Обертон — звук, число колебаний которого в 2, 4, 8 и т. д. раз превосходит число колебаний основного тона. В зависимости от того, какой из обертонов сильнее выражен, звук инструмента получает свою особую «окраску», которую можно узнать среди массы других звуков. То же самое относится и к звукам человеческого голоса. Каждый человек имеет свой особый индивидуальный тембр, свои обертоны, свою окраску голосового звука, по которому его можно узнать, даже не видя его лица.

Наибольшей возбудимостью- обладает ухо к звукам с частотой колебаний в пределах от 1000 до 4000 Гц. Ниже 1000 и выше 4000 Гц возбудимость уха сильно понижается.

Воздушные звуковые волны, попадая в наружный слуховой проход, вызывают колебания барабанной перепонки. Далее коле­бания барабанной перепонки передаются через среднее ухо. Си­стема слуховых косточек, действуя как рычаг, усиливает звуковые колебания и передает их жидкости, находящейся между костным и перепончатым лабиринтами улитки. При распространении зву­ковых волн в улитке смещается основная мембрана, и ее колеба­ния вызывают перемещение ресничек волосковых клеток. В ре­зультате этого возникает рецепторный потенциал, возбуждающий окончания нервных волокон. Колебания основной мембраны за­висят от высоты звука. Эластичность ее на разных отрезках не одинакова (рис. 24). Ближе к овальному окну мембрана уже и жестче, дальше — шире и эластичнее. Поэтому ее более узкие участки восприимчивы к высоким частотам, более широкие — к низким. От высоты звука зависит, какой участок мембраны от­ветит на этот звук колебанием наибольшей амплитуды. Соответ­ственно на звуки разной частоты реагируют разные волосковые клетки. Клетки, реагирующие на высокие тоны, расположены на узкой, туго натянутой части основной мембраны, вблизи оваль­ного окна; рецепторы низких звуков — на широких, менее туго на­тянутых отрезках мембраны. Это проверено в опытах на собаках. Если у собак разрушить улитку в области основания, то исчезают условные рефлексы на высокие тоны, если разрушить верхушку улитки — исчезают условные рефлексы на низкие тоны. Разруше­ние средней части улитки приводит к выпадению рефлексов на средние тоны. Следовательно, анализ различения звука проис­ходит уже на уровне рецепторов. Сила звука, измеряемая в деци­белах, кодируется числом возбужденных нейронов и частотой их импульсации. Пороги возбуждения внутренних и наружных рецепторных клеток не одинаковы. Возбуждение внутренних волосковых клеток возникает при большой интенсивности звука, на­ружных— при меньшей. В зависимости от интенсивности звука меняется соотношение возбуждения внутренних и наружных волосковых клеток. Возникшее возбуждение по нервным волокнам через систему переключательных ядер передается в слуховую ко­ру, где соотносятся частота и сила звуковых стимулов и осущест­вляется распознавание сложных звуков. Смысл услышанного интерпретируется в ассоциативных корковых зонах.

Таким образом, информация, содержащаяся в звуковом стимуле, в виде нейронного возбуждения проходит по различным уровням слуховой системы. При этом различные типы нейронов выделяют специфические свойства звуковых стимулов.

При длительном действии сильных звуков возбудимость звуко­вого анализатора понижается, а при длительном пребывании в тишине возбудимость возрастает. Это адаптация. Наибольшая адаптация наблюдается в зоне более высоких звуков.

Чрезмерный шум не только ведет к снижению слуха, но и вызывает психические нарушения у людей. Реакция на шум может проявляться в изменении деятельности внутренних органов, но особенно сердечно-сосудистой системы. При сильном шуме снижа­ется работоспособность человека. Специальными опытами на жи­вотных доказана возможность появления «акустического шока» и «акустических судорог», иногда смертельных.

Возрастные особенности слухового анализатора. Восприятие звуков отмечается даже у плода в последние месяцы внутриут­робной жизни. Новорожденные и дети грудного возраста осущест­вляют элементарный анализ звуков. Они способны реагировать на изменение высоты, силы, тембра и длительности звука. Диффе­ренцирование качественно различных звуков (например, звука органной трубы и колокольчика) возможно уже на 2—3-м меся­це жизни. Однородные звуки, отличающиеся лишь высотой тона, дифференцируются с 3-го месяца. В период от 3 до 6—7 месяцев различительная чувствительность слухового анализатора сущест­венно возрастает: 3-месячные дети дифференцируют звуки, отли­чающиеся на 1!/2 тона, 7-месячные на 1—2 и даже 3Д и 1/2 музы­кального тона. Пороги слышимости также заметно изменяются с возрастом. Наименьшая величина порогов слышимости, т. е. наи­большая острота слуха, свойственна подросткам и юношам (14—19 лет). Изменяются с возрастом и пороги слышимости речи. У детей 6—9 лет порог слышимости 17—24 дБА для высокочастот­ных слов и 19—24 для низкочастотных. У взрослых — 7—10 дБА для низкочастотных слов. У детей по сравнению со взрослыми острота слуха на слова понижена больше чем на тон. В развитии слуха у детей большое значение имеет общение со взрослыми.

У детей надо развивать слух слушанием музыки, обучением игре на музыкальных инструментах, пением. Во время прогулок следует приучать детей слушать шум леса, пение птиц, шорох ли­стьев, плеск моря.

Для слуха детей вредны чрезмерно сильные звуки. Это может привести к стойкому снижению слуха и даже полной глухоте.

Гигиена слуха — система мер, направленная на охрану слуха, создание оптимальных условий для деятельности слухового ана­лизатора, способствующих нормальному его развитию и функцио­нированию.

Различают специфическое и неспецифическое действие шума на организм человека. Специфическое действие проявляется в разной степени нарушения слуха, неспецифическое — в разного рода отклонениях со стороны ЦНС, вегетативной реактивности, в эндо­кринных расстройствах, функциональном состоянии сердечно-со­судистой системы и пищеварительного тракта.

У лиц молодого и среднего возраста уровни шума в 90 дБА, воздействуя в течение часа, понижают возбудимость клеток коры головного мозга, ухудшают координацию движений, отмечается снижение остроты зрения, устойчивости ясного видения и чувст­вительности к оранжевому цвету, удлиняется латентный период зрительно- и слухомоторной реакции, нарастает частота срывов дифференцировочной реакции. При такой же длительности работы в условиях воздействия шума в 96 дБА наблюдаются еще более резкое нарушение корковой динамики, фазовые состояния, запре­дельное торможение, расстройство вегетативной реактивности. Ухудшаются показатели мышечной работоспособности (выносли­вости, утомляемости) и проявляются частые изменения ее по не­благоприятным типам, снижается производительность труда. Труд в условиях воздействия шума в 120 дБА через 4—5 лет может вызвать нарушения, характеризующиеся астеническими неврасте­ническими проявлениями. Появляются раздражительность, голов­ные боли, бессонница, расстройства эндокринной системы. Выра­женными оказываются и изменения со стороны сердечно-сосуди­стой системы: нарушается тонус сосудов и ритм сердечных со­кращений, возрастает или понижается артериальное давление.

Специфическое действие шума сказывается на состоянии слу­ха. Повышается порог слышимости, снижается как костная, так и воздушная проводимость. При стаже работы в 5—6 лет часто развивается профессиональная тугоухость. У трактористов пони­жение слуха, шум в ушах и головные боли стойко держатся на протяжении 0,5—2 ч по окончании рабочего дня. По мере уве­личения срока работы функциональные отклонения перерестают в невриты слухового нерва, которые при стаже работы в 5 лет встречаются в 1,2%, а при стаже работы более 12 лет — в 6,9% случаев.

Достаточно пробыть всего 6 ч в зоне шума 90 дБА, чтобы снизилась острота слуха (90 дБА — шум, испытываемый пешехо­дом на сильно загруженной транспортом улице).

На взрослых и особенно детей чрезвычайно отрицательно воз­действие (неспецифическое и специфическое) шума высокой гром­кости в помещениях, где включены на полную мощность радио­приемники, телевизоры, магнитофоны.

Весьма ощутимо влияние шума на детей и подростков. Изме­нения функционального состояния слухового и других анализа­торов наблюдаются у детей и подростков при меньшей громкости и частотности шума. Изменения существенны под воздействием «школьного» шума.

Значение речи учителя для слухового восприятия. Негромкая, ясная, небыстрая речь учителя, эмоционально окрашенная, спо­собствует наилучшему ее слуховому восприятию учащимися и усвоению учебного материала. Слова следует произносить четко. Монотонная речь учителя способствует возникновению у учащихся дремотного состояния, во время которого учебный материал воспринимается с трудом. Речь учителя должна быть живой, богатой разнообразными интонациями, образной и как можно ча­ще адресоваться к зрительному воображению учащихся. С обра­зом и действием необходимо связывать, особенно у начинающих обучение, не только слова, но и числа. Ребенок б—7 лет не мо­жет усвоить цифры-символы до тех пор, пока он не представит себе обозначаемое количество предметов.