Будова і властивості аналізаторів

Одним із основних завдань навчальної дисципліни “Безпека життєдіяльності” є з’ясування питання ідентифікації небезпек, визначення рівня та шляхів впливу цих небезпек на організм людини, розробка засобів запобігання або зниження їх наслідків до таких меж, що не створювали б загрозу здоров’ю та життю людини. Для вирішення цих питань необхідно, насамперед, розглянути фізіологічні спроможності організму людини та шляхи взаємодії людини з навколишнім середовищем і як саме всі зміни навколишнього середовища відображаються в його свідомості.

Людина отримує різноманітну інформацію про навколишній світ, сприймає всі його різноманітні сторони за допомогою органів чуття.

З позицій безпеки життєдіяльності особливо важливим є те, що органи чуття сприймають і сигналізують про різноманітні види та рівні небезпеки. Наприклад: людина бачить на своєму шляху автомобіль, що рухається, і відходить убік; шум грому, що наближається, змушує людину укритися, – і таких прикладів можна привести безліч. Отримана інформація передається в мозок людини; він її аналізує, синтезує і видає відповідні команди виконавчим органам. Залежно від характеру одержуваної інфор-мації, її цінності, вирішальною буде наступна дія людини. Разом з тим, для з’ясування засобів відображення у свідомості людини об’єктів і процесів, що відбуваються у зовнішньому середовищі, необхідно знати, яким чином улаштовані органи чуття і мати уяву про їх взаємодію.

Сучасний етап розвитку фізіології органів чуття пов’язаний з іменами таких учених, як І.М. Сєченов (1829–1905) та І.П. Павлов (1849–1936). І.П. Павлов розвинув працю І.М. Сєченова про рефлекси головного мозку, створив учення про аналізатори як про сукупність нервово-рецепторних структур, що забезпечують сприйняття зовнішніх подразників, трансформацію їх енергії у процес нервового збудження і проведення його в центральну нервову систему. За думкою І.П. Павлова, будь-який аналізатор складається з трьох частин: периферичної (або рецепторної), провідникової і центральної, де завершуються аналітично-синтетичні процеси за оцінкою біологічної значимості подразника.

У даний час наука про відчуття використовує декілька термінів, дуже близьких за значенням: “органи чуття”, “аналізатори”, “аферентні системи”, “сенсорні системи”, що часто розглядаються як рівнозначні.

У сучасній фізіології, враховуючи анатомічну єдність і спільність функцій, розрізняють вісім аналізаторів (хоч, звичайно, людина вважає, що їх у неї лише 5, припускаючи, що шосте чуття близьке до інтуїції): зоровий, слуховий, смаковий, нюховий, шкірний (або тактильний), вестибулярний, руховий і вісцеральний (або аналізатор внутрішніх органів). Проте в системі взаємодії людини з об’єктами навколишнього середовища головними або домінуючими при виявленні небезпеки все ж таки виступають зоровий, слуховий та шкірний аналізатори. Інші виконують допоміжну або доповнюючу дію. Але необхідно враховувати також і ту обста-вину, що в сучасних умовах є цілий ряд небезпечних чинників, що створюють надзвичайно важливу біологічну дію на людський організм, але для їх сприйняття немає відповідних природних аналізаторів. Це, насамперед, стосується до іонізуючих випромінювань і електромагнітних полів надвисоких діапазонів час-тот (так названі НВЧ-випромінювання). Людина не спроможна їх відчути безпосередньо, а починає відчувати лише їх опосередковані (в основному дуже небезпечні для здоров’я) наслідки. Для усунення цієї прогалини розроблені різноманітні технічні засоби, що дозволяють відчувати іонізуюче випромінювання, “чути” радіохвилі та ультразвук, “бачити” інфрачервоні випромінювання і т. д.

Будова аналізаторів. У цілому аналізатори являють собою сукупність взаємодіючих утворень периферичної і центральної нервової системи, що здійснюють сприймання та аналіз інформації про явища, що відбуваються як у навколишньому середовищі, так і всередині самого організму. Усі аналізатори в принциповому структурному відношенні однотипні. Вони мають на своїй периферії апарати, що сприймають – рецептори, у яких і відбуває-ться перетворення енергії подразника у процес збудження. Від рецепторів по сенсорних (чуттєвих) нейронах і синапсах (контактах між нервовими клітинами) надходять у центральну нервову систему. Розрізняють такі основні види рецепторів: механорецеп-тори, що сприймають механічну енергію: до них належать рецептори слухової, вестибулярної, рухової, тактильної, частково віс-церальної чутливості; хеморецептори – нюх, смаки судин і внутрішніх органів; терморецептори, що мають шкіряний аналізатор; фоторецептори – зоровий аналізатор та інші види. Кожен рецептор виділяє із множини подразників зовнішнього і внутрішнього се-редовища свій адекватний подразник. Цим і пояснюється дуже висока чутливість рецепторів.

Властивості аналізаторів. Усі аналізатори, завдяки своїй однотипній будові, мають загальні психофізіологічні властивості:

1. Надзвичайно високу чутливість до адекватних подразників. Ця чутливість близька до теоретичної межі й у сучасній техніці поки що не досягнута. Кількісною мірою чутливості є гранична інтенсивність, тобто найменша інтенсивність подразника, вплив якої дає відчуття.

2. Абсолютну, диференційну та оперативну межі чутливості до подразника. Абсолютна межа має верхній та нижній рівні. Нижня абсолютна межа чутливості – це мінімальний розмір подразника, що викликає чутливість. Верхня абсолютна межа – максимально допустима величина подразника, що не викликає в людини болю. Диференційна чутливість визначається найменшим розміром, на якому варто змінити силу подразника, щоб викликати мінімальну зміну відчуття. Це положення вперше було вве-дено німецьким фізіологом А. Вебером і кількісно описано німецьким фізиком Г. Фехнером. Основний психофізичний закон фізіології Вебера – Фехнера: інтенсивність відчуттів пропорційна логариф-му інтенсивності подразника. У математичній формі закон Вебера – Фехнера виражається так: S = C х lgI, де S – інтенсивність (або сила) відчуття; I – розмір чинного подразника; С – коефіцієнт пропорційності. У наступних дослідженнях закон Вебера – Фехнера був доповнений американським ученим С. Стівенсом. Детально дослідивши залежність між інтенсивністю відчуття і розміром подразника, що безпосередньо впливає, він прийшов до висновку, що вона виражається степеневою кривою. Згідно із ученням С. Стівенса, залежність між інтенсивністю відчуття (S) і значенням зовні шнього подразника (I) можна уявити так: S = K х Іn, де К – константа, що залежить від обраної одиниці виміру, n – по-казник, що залежить від модальності відчуття. Дискусія про те, який закон більш повно відображає зв’язок інтенсивності відчуття і сили подразника, продовжується і нині. Проте, не заглиблюючись у тонкощі цієї дискусії, можна сказати, що за своїм змістом вони дуже близькі: 1) існують кількісні відношення між інтенсивністю відчуття та інтенсивністю подразника; 2) відчуття змінюються непропорційно інтенсивності подразника; 3) інтенсивність відчуття росте набагато повільніше, ніж сила подразників.

3. Спроможність до адаптації, тобто можливість пристосовувати рівень своєї чутливості до подразників. При високій інтенсивності подразників чутливість знижується і, навпаки, при низьких – підвищується. Це досить часто ми зустрічаємо у повсякденному житті й не потребує коментарів.

4. Спроможність тренуватися. Дана властивість виражається як у підвищенні чутливості, так і прискоренні адаптації (наприклад, часто говорять про музичний слух, чуттєві органи дегустаторів і т. д.).

5. Спроможність певний час зберігати відчуття після припинення дії подразника. Наприклад, людина може відновити у своїй свідомості на коротку мить побачену характеристику або почуті звукові інтонації. Така “інерція” відчуттів визначається як наслідок. Тривалість послідовного образу значно залежить від інтенсивності подразника та в деяких випадках навіть обмежує можливість аналізатора.

6. Постійна взаємодія один з одним. Відомо, що оточуючий нас світ – багатогранний, і лише завдяки властивості аналізаторів взаємодіяти здійснюється повне сприйняття людиною об’єктів і явищ зовнішнього середовища.

У повсякденному житті ми постійно стикаємося з проявом закону Вебера – Фехнера. Наприклад, тінь від свічки непомітна при світлі сонця, при сильному шумі ми не чуємо тихих звуків тощо. Така реакція людського організму обумовлена процесом тисячолітнього відбору, у ході якого наша свідомість виробила потужну систему самозбереження і самозахисту організму. Якби організм людини фіксував усі, без винятку, зовнішні подразники, то була б втрачена захисна реакція всієї нервової системи. Саме тому зовнішні подразники фіксуються не за їх абсолютною величиною, а тільки за відносною.

Існує поріг, заборонена границя зовнішнього впливу на організм людини, у межах якої відбувається її фізична та психічна деградація аж до повного руйнування генофонду. Такі явища спостерігаються в зонах стихійного лиха.