6. Анализаторы: виды, строение, основные характеристики

Для поддержания системы «Человек - Среда обитания» в безопасном состоянии необходимо согласовывать действия человека с элементами окружающей среды. Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи органов чувств.

Органы чувств – это сложные сенсорные системы (анализаторы), включающие воспринимающие элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение.

Основной характеристикой анализатора является чувствительность, которая характеризуется величиной порога ощущения. Различают абсолютный и дифференцированный пороги ощущения.

Абсолютный порог ощущения – это минимальная сила раздражения, способная вызвать появление реакции.

Дифференциальный порог ощущения – это минимальная величина, на которую нужно изменить раздражение, чтобы вызвать изменение ответа.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Примерно от 70 до 90% информации о внешнем мире человек получает через зрение. Орган зрения - глаз - обладает высокой чувствительностью. Изменение размера зрачка от 1,5 до 8мм позволяет глазу менять чувствительность в сотни тысяч раз. Сетчатка глаза воспринимает излучения с длиной волн от 380 (фиолетовый цвет) до 760 (красный цвет) нанометров (миллиардных частей метра).

При обеспечении безопасности необходимо учитывать время, требуемое для адаптации глаза. Приспособление зрительного анализатора к большей освещённости называется световой адаптацией. Она требует от 1-2 до 8-10мин. Приспособление глаза к плохой освещённости (расширение зрачка и повышение чувствительности) называется темновой адаптацией и требует от 40 до 80 минут.

Зрение характеризуется остротой, то есть минимальным углом, под которым две точки ещё видны как раздельные. Острота зрения зависит от освещённости, контрастности и других факторов

Светочувствительные клетки (анализаторы) глаза по форме напоминают маленькие палочки и колбочки. В сетчатке человека имеется около 130миллионов палочек и 6-7миллионов колбочек. Благодаря палочкам человек видит ночью, но зрение бесцветное (ахроматическое), почему и возникло выражение: “Ночью все кошки серые”. И наоборот - днём главная роль принадлежит колбочкам, соответственно днём, зрение цветное (хроматическое).

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР И ВИБРАЦИОННАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Звуковая волна характеризуется уровнем интенсивности и частотой, что субъективно воспринимается как громкость и высота звука. Звуки доставляют человеку многочисленную информацию. Некоторые звуки исполняют роль сигналов, предупреждающих об опасности.

Человеческое ухо очень чувствительно и по своему строению делится на три части: наружное, среднее и внутреннее, и выполняет две функции: восприятие звуков и сохранение равновесия тела.

Ушная раковина способствует улавливанию и определению направления звуков. Барабанная перепонка имеет толщину около 0,1 миллиметра. Под влиянием звукового давления перепонка колеблется. За перепонкой находится среднее ухо и далее внутреннее ухо, заполненное особой жидкостью, с двумя органами - органом слуха и вестибулярным аппаратом, обеспечивающим возможность сохранения равновесия тела.

Орган слуха имеет около 23тысяч клеток - анализаторов, в которых звуковые волны превращаются в нервные импульсы, идущие в мозг. Человеческое ухо воспринимает звуки частотой от 16-20герц (Гц) до 20-22кГц. Интенсивность звуков принято измерять в таких относительных единицах, как белы и децибелы (дБ).

Важная особенность слуха - бинауральный эффект – возможность определения направления звука. Звук доходит до ушной раковины, обращённой к источнику звука, быстрее, чем до другой, более удалённой. У людей, глухих на одно ухо, бинауральный эффект отсутствует. Бинауральный эффект мало помогает при поступлении звука сверху.

Пороги восприятия звука человеком показаны на рисунках 1.1 и 1.2.

Рис. 1.1. Восприятие звука по частоте

Рис. 1.2. Восприятие звука по интенсивности (громкости)

Вестибулярный аппарат - орган, обеспечивающий сохранение равновесия тела.

ОСЯЗАНИЕ

Кожа - сложный орган, выполняющий множество защитно-оборонительных функций. Она защищает кровь от проникновения в неё химических веществ, предотвращая отравление организма, исполняет роль регулятора температуры тела, охраняя организм от перегрева и переохлаждения.

Кожа служит первым защитным барьером в момент прикосновения токоведущего проводника к телу. Обладая большим электрическим сопротивлением, достигающим иногда десятки тысяч Ом, кожа, в первый момент, препятствует прохождению электрического тока через внутренние органы, что позволяет включиться другим видам защиты организма.

Функциональное нарушение 30-50% кожного покрова, при отсутствии специальной медицинской помощи, приводит к гибели человека.

На 1см² кожи имеется примерно 25 точек - тактильных анализаторов, воспринимающих ощущения, возникающие при воздействии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Кроме этого на коже имеются неравномерно распределённые анализаторы, воспринимающие боль, тепло и холод.

Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Характерная его особенность – быстрое развитие адаптации (привыкания), т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя, для различных участков тела оно

колеблется от 2 до 20сек. Благодаря адаптации мы не чувствуем прикосновение одежды к телу.

ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, достигаемой терморегуляцией. Температура кожи ниже внутренней температуры тела (примерно 36,6^оС) и различна для отдельных участков (на лбу 34-35, на лице 20-25, на животе 34, на стопах ног 25-27^оС).

В коже человека находятся два вида анализаторов температуры: одни реагируют только на холод, другие - только на тепло. Всего на коже около 30 тысяч тепловых точек и примерно 250 тысяч точек холода.

Порог различительной чувствительности изменения температуры составляет примерно 1^оС. Время, необходимое для ощущения температуры, находится в диапазоне от 0,28 до 1,60 сек. Температурные анализаторы, защищая организм от перегрева и переохлаждения, помогают сохранять постоянную температуру тела.

ОБОНЯНИЕ

Запах может служить сигналом, предупреждающим об опасности. Всем известно, как опасны газы. Для распознавания опасных газов, не имеющих запаха, к ним добавляют специальные сильно пахнущие вещества - одоранты. Широко распространённых приборов для измерения силы запаха пока нет. Однако наш нос мгновенно чувствует даже самые малые доли пахучих веществ.

У человека около 60миллионов обонятельных клеток, расположенных в слизистой оболочке носовых раковин. Клетки покрыты огромным количеством волосков длиной 30-40ангстрем (3-4 нанометра). Площадь их соприкосновения с пахучими веществами - 5-7м². От обонятельных клеток отходят нервные волокна, посылающие сигналы о запахах в мозг.

Если на анализаторы попадает вещество, опасное для жизни или угрожающее здоровью человека (эфир, нашатырный спирт, хлороформ и т.д.), рефлекторно замедляется или кратковременно задерживается дыхание.

ВОСПРИЯТИЕ ВКУСА

В физиологии и психологии принята четырёхкомпонентная теория вкуса, согласно которой вкус имеет четыре основных вида: сладкий, солёный, кислый и горький. Все остальные вкусовые ощущения - комбинация основных видов.

Вкус воспринимается специальными клеточными образованьями (похожими на луковицы), находящимися в слизистой оболочке языка.

Различительная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, тем не менее, вкусовые ощущения играют предупредительную роль в обеспечении безопасности.

Вкусовой анализатор примерно в 10 тысяч раз грубее обоняния, индивидуальное восприятие вкуса может различаться до 20%.

МЫШЕЧНОЕ ЧУВСТВО

В мышцах человека есть специальные рецепторы. Их называют проприоцепторами (от латинского proprius - собственный). Они посылают сигналы в мозг, сообщая о том, в каком состоянии находятся мышцы. В ответ мозг направляет импульсы, координирующие работу мышц. Мышечное чувство, учитывая воздействие гравитации, “работает” постоянно. Благодаря мышечному чувству человек принимает более удобную позу.

БОЛЕВАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Боль - сигнал тревоги для организма, призыв к борьбе с опасностью. Боль воспринимают любые анализаторы, если превышен верхний порог чувствительности, например, болевые ощущения, появляются при неожиданном ярком свете, при воздействии звука интенсивностью более 130-140 дБ, воздействии тепла с температурой более 45 или ниже 17^оС. Кроме этого есть и специальные рецепторы в слое кожи - болевые. На одном квадратном сантиметре кожи имеется порядка 100 болевых точек - оголённых окончаний нервов.

Боль может быть опасной, например, при болевом шоке, который осложняет деятельность организма по самовосстановлению.

Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс удаления от раздражителя. Под влиянием боли перестраивается работа всех систем организма.

Пример порога болевой чувствительности:

1) кожа живота - 20 г/мм2;

2) кончики пальцев - 300 г/мм2.

МБО БЖД