Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

Блок 4. Человек и его здоровье

Органы чувств, их роль в жизни человека

Анализатор

Каждый вид информации, доступный человеку, поступает в его центральную нервную систему через соответствующий анализатор. Что же такое анализатор? Это система, обеспечивающая восприятие какого-либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной, вкусовой и др.); доставку этой информации по нервным путям в мозг; анализ этой информации в соответствующих структурах мозга и создание ощущения.

Таким образом, каждый анализатор состоит из органа, воспринимающего раздражитель (например, глаз для зрительного анализатора), и тех структур мозга, где этот вид информации обрабатывается (верхние бугры четверохолмия среднего мозга, зрительные ядра таламуса и затылочная доля коры больших полушарий для зрения). Важно помнить о том, что любой вид информации доставляется в головной мозг по нервным путям в виде нервных импульсов и наши ощущения зависят от того, в какой отдел мозга приходят эти самые импульсы. Если импульсы от рецепторов сетчатки глаза попадут в слуховые центры, то на основе увиденного там начнут формироваться звуковые образы. Представляете себе, какая путаница в ощущениях может возникнуть?

Как правило, анализаторы дают верное представление об окружающей действительности, но возможны и ошибки восприятия, называемые иллюзиями. Их причины могут быть как внутренними, так и внешними, однако жизненный опыт и совместная работа всех анализаторов помогают человеку получить верную картину мира.

Зрительный анализатор

Более 90% информации об окружающем мире человек получает с помощью зрения. Зрительный анализатор включает в себя глаз, зрительный нерв и те структуры головного мозга, где создаётся зрительный образ (картинка, которую мы видим).

Строение глаза

Орган зрения — глаз — состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. К последнему относят веки, ресницы, мышцы глазного яблока и слёзные железы. Веки — складки кожи, выстланные изнутри слизистой оболочкой. Слёзы, образующиеся в слёзных железах, омывают передний отдел глазного яблока и через носослёзный канал проходят в ротовую полость. У взрослого человека в сутки должно вырабатываться не менее 3—5 мл слёз, которые увлажняют поверхность глазного яблока, очищая его от пылинок и убивая бактерий.

Глазное яблоко имеет шарообразную форму и располагается в глазнице. При помощи глазодвигательных мышц оно может поворачиваться в глазнице. Глазное яблоко имеет три оболочки. Наружная оболочка (белочная) спереди глазного яблока переходит в прозрачную роговицу, её задний отдел называется склерой. Через среднюю оболочку (сосудистую) глазное яблоко снабжается кровью. Впереди в сосудистой оболочке имеется отверстие — зрачок, позволяющий лучам попадать внутрь глазного яблока. Вокруг зрачка часть сосудистой оболочки окрашена и называется радужкой. Клетки радужки содержат всего один пигмент, и, если его мало, радужка окрашена в голубой или серый цвет, а если много — в карий или чёрный. Мышцы зрачка сужают или расширяют его (от 2 до 8 мм в диаметре) в зависимости от яркости света, освещающего глаз. Между роговицей и радужкой расположена передняя камера глаза, заполненная жидкостью.

Позади радужки расположен прозрачный хрусталик — двояковыпуклая линза, необходимая для фокусировки лучей света на внутренней поверхности глазного яблока. Хрусталик снабжён специальными мышцами, меняющими его кривизну. Процесс изменения кривизны хрусталика называют аккомодацией. Между радужкой и хрусталиком расположена задняя - камера глаза. Большая часть глазного яблока заполнена прозрачным стекловидным телом.

Механизм работы зрительного анализатора

Пройдя через хрусталик и стекловидное тело, лучи света попадают на внутреннюю оболочку глазного яблока — сетчатку. Это многослойное образование содержит зрительные рецепторы — колбочки (около 7 млн.) и палочки (около 130 млн.). В палочках содержится зрительный пигмент родопсин, они более чувствительны, чем колбочки, и обеспечивают чёрно-белое зрение при плохом освещении. Колбочки содержат зрительный пигмент иодопсин и обеспечивают цветное зрение в условиях хорошей освещённости. Считается, что есть три вида колбочек, воспринимающих красный, зелёный и фиолетовый цвета соответственно. Все остальные оттенки определяются комбинацией возбуждения в этих трёх типах рецепторов. Под действием квантов света зрительные пигменты разрушаются, генерируя электрические сигналы, которые передаются от палочек и колбочек к зрительному нерву, и по его волокнам импульсы поступают в мозг. В месте выхода зрительного нерва из сетчатки отсутствуют и колбочки, и палочки. Это место называется слепым пятном.

Больше всего колбочек располагается прямо напротив зрачка — в жёлтом пятне, а в периферических отделах сетчатки колбочек почти нет, там располагаются одни палочки.

Выйдя из глазного яблока, зрительный нерв следует в верхние бугры четверохолмия среднего мозга, где зрительная информация подвергается первичной обработке. По аксонам нейронов верхних бугров зрительная информация попадает в зрительные ядра таламуса, а оттуда — в затылочные доли коры больших полушарий. Именно там формируется тот зрительный образ, который мы субъективно ощущаем, то есть видим.

Оптическая система глаза формирует на сетчатке не только уменьшенное, но и перевёрнутое изображение предмета. Обработка сигналов в центральной нервной системе происходит таким образом, что предметы воспринимаются в естественном положении.

Нарушения зрения, их причины и профилактика

Одной из главных проблем людей старше 40 лет является нарушение зрения. В России 60% населения имеют проблемы со зрением; более 1 млн. — слепые и слабовидящие. Снижение зрения означает утрату возможности читать, писать, смотреть телевизор и др. Среди основных расстройств зрения следует отметить близорукость и дальнозоркость. При близорукости глазное яблоко несколько вытягивается и изображение от отдалённых объектов не фокусируется на сетчатке, оказываясь как бы перед ней. При дальнозоркости картина будет противоположной, но в обоих случаях изображение на сетчатке будет нечётким. Близорукие люди плохо видят удалённые предметы, хорошо различая всё, что расположено рядом. Дальнозоркие люди, наоборот, хорошо видят на далёкие расстояния, но чтение книги, лежащей перед ними, вызывает у них затруднение. В обоих случаях поправить положение могут правильно подобранные очки.

Для того чтобы человек хорошо видел, необходимо сфокусировать оба глаза на объекте. За счёт этого формируется объёмное зрение, оценивается форма предмета и расстояние до него.

Ещё одним нарушением зрения является косоглазие. При косоглазии глаза как будто пытаются сойтись вместе или, наоборот, разойтись. Косоглазие может или быть врождённым, или возникнуть из-за травмы. Лечат это заболевание специальными упражнениями, ношением особых очков, но иногда приходится прибегать к операции.

Помутнение хрусталика довольно часто встречается у пожилых людей и диабетиков. Это заболевание называется катарактой. Иногда катаракта у ребёнка бывает врождённой, чаще всего в том случае, если его будущая мама переболела краснухой на ранней стадии беременности. Однако такой непрозрачный хрусталик можно удалить и заменить его специальными очками, выполняющими функцию хрусталика.

Для глаз очень опасны различные повреждения, вызываемые острыми предметами или химическими и температурными ожогами. При повреждениях глаз оказать грамотную помощь без участия специалиста трудно, а потому следует наложить на глаз повязку и срочно доставить больного к врачу.

Так как глаза могут пострадать от целого ряда инфекций, следует тщательно следить за их гигиеной, а при покраснении глаз и возникновении неприятных ощущений обращаться к врачу.

Слуховой анализатор

Слух даёт возможность воспринимать звуковую информацию на значительном расстоянии. А для человека слух важен ещё и потому, что даёт возможность воспринимать речь, а значит, общаться. Слуховой анализатор включает в себя орган слуха, слуховой нерв и центры мозга, анализирующие слуховую информацию.

Строение органа слуха

Периферическая часть слухового анализатора состоит из наружного, среднего и внутреннего уха. Наружное ухо человека представлено ушной раковиной, наружным слуховым проходом и барабанной перепонкой.

Ушная раковина — хрящевое образование, покрытое кожей. У человека, в отличие от многих животных, ушные раковины практически неподвижны. Наружный слуховой проход — канал длиной 3—3,5 см, заканчивающийся барабанной перепонкой, отделяющей наружное ухо от полости среднего уха. Слуховой проход не совсем прямой, он слегка изогнут, его стенки выделяют особое липкое вещество — ушную серу, которая не даёт проникнуть в слуховой проход пыли и мелким насекомым. В полости среднего уха расположены самые маленькие кости организма человека: молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек «рукояткой» срастается с барабанной перепонкой, а «головкой» подвижно присоединён к наковальне, которая другой частью подвижно соединена со стремечком. Стремечко широким основанием сращено с перепонкой овального окна, ведущего во внутреннее ухо. Полость среднего уха через евстахиеву трубу соединена с носоглоткой. Это необходимо для выравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки при изменениях атмосферного давления.

Внутреннее ухо находится в полости пирамиды височной кости. К органу слуха во внутреннем ухе относится улитка — костный спирально закрученный канал. В канале улитки, заполненном особой жидкостью, находится около 25 тыс. звуковоспринимающих клеток, от которых отходят волокна слухового нерва.

Механизм работы слухового анализатора

При поступлении звукового сигнала столбик воздуха, заполняющий наружный слуховой проход, колеблется. Эти колебания улавливаются барабанной перепонкой и через молоточек, наковальню и стремечко передаются на овальное окно. При прохождении через систему звуковых косточек звуковые колебания усиливаются приблизительно в 40— 50 раз и передаются на жидкость, заполняющую полости внутреннего уха. Через эту жидкость колебания воспринимаются рецепторами, причём высокие звуки вызывают колебания более коротких волокон, а низкие — более длинных. В результате колебаний возбуждаются рецепторные клетки и сигнал по волокнам слухового нерва передаётся сначала в ядра нижних бугров четверохолмия, оттуда в слуховые ядра таламуса и, наконец, в височные доли коры больших полушарий, где и находится высший центр слуховой чувствительности.

Нарушения слуха, их причины и профилактика

Иногда в наружном слуховом проходе скапливается слишком много ушной серы и образуется пробка, снижающая остроту слуха. Удалять такую пробку нужно очень осторожно, так как можно повредить барабанную перепонку. Из носоглотки в полость среднего уха могут проникать различные виды возбудителей, способные вызывать воспаление среднего уха — отит. При правильном и своевременном лечении отит быстро проходит и не отражается на чувствительности слуха. Также к нарушению слуха могут привести механические травмы — ушибы, удары, воздействия сверхсильных звуковых раздражителей.

Вестибулярный анализатор

Вестибулярный анализатор выполняет функцию регуляции положения тела и его отдельных частей в пространстве. Его периферическая часть представлена рецепторами, расположенными во внутреннем ухе, а также большим количеством рецепторов, расположенных в сухожилиях мышц.

В преддверии внутреннего уха расположены круглый и овальный мешочки, которые заполнены жидкостью. В стенках мешочков находится большое количество рецепторных волосков клеток. В полости мешочков расположены отолиты — кристаллы солей кальция. Кроме того, в полости внутреннего уха присутствуют три полукружных канала, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Они заполнены жидкостью, а в стенках их расширений находятся рецепторы.

При изменении положения головы или всего тела в пространстве отолиты и жидкость полукружных канальцев перемещаются, возбуждая рецепторы. Их отростки образуют вестибулярный нерв, по которому информация об изменении положения тела в пространстве попадает в ядра среднего мозга, мозжечок, ядра таламуса и, наконец, в теменную область коры больших полушарий.

Мышечное чувство

Человек прекрасно чувствует, в каком положении находятся части его тела, например конечности. Для этого в мышцах и особенно в их сухожилиях располагаются многочисленные рецепторы, передающие в мозг информацию о степени растяжения каждой мышцы, а значит, и о том, насколько эта мышца сокращена. Эта информация поступает в мозжечок и теменную область коры больших полушарий, что позволяет очень быстро и точно контролировать позу всего тела человека и положение его отдельных частей. Мышечное чувство позволяет человеку довести до автоматизма свои двигательные навыки. Например, акробат выполняет целые каскады сложнейших движений, совершенно не задумываясь об их последовательности. Это возможно только благодаря точной работе вестибулярного аппарата и хорошо тренированному мышечному чувству.

Осязание

Осязание — это комплекс ощущений, возникающий при раздражении нескольких видов рецепторов кожи, реагирующих на холод, тепло, давление, прикосновение и т. д. Информация от всех этих рецепторов собирается в спинной мозг и по проводящим путям белого вещества поступает в ядра таламуса, а оттуда в высший центр тактильной чувствительности — область задней центральной извилины коры больших полушарий.

Вкусовой анализатор

Основным органом вкуса является язык, однако вкусовые рецепторы имеются также в слизистой оболочке ротовой полости и глотки. Скопления вкусовых рецепторов находятся во вкусовых почках, расположенных в эпителиальных выростах — вкусовых сосочках. Они реагируют только на растворённые в воде вещества, поэтому сухая пища кажется для человека безвкусной.

Человек различает четыре вида вкусовых ощущений: солёное, кислое, горькое, сладкое. Больше всего рецепторов, восприимчивых к кислому и солёному, расположено по бокам языкам, к сладкому — на кончике языка, а к горькому — на корне языка, хотя небольшое число рецепторов любого из этих раздражителей разбросано по слизистой всей поверхности языка. Наибольшая чувствительность у вкусовых рецепторов наблюдается при температуре в полости рта 29 °С.

От рецепторов информация о вкусовых раздражителях по нервным волокнам поступает в средний мозг, ядра таламуса и, наконец, во внутреннюю область височных долей коры больших полушарий, где расположены высшие центры вкусового анализатора. Вкусовые ощущения формируются раньше всех других. Даже новорождённый младенец способен разобраться, в какой бутылке находится материнское молоко, а в какой — солёная вода.

Обонятельный анализатор

Обонятельный анализатор обеспечивает обоняние — восприятие различных запахов. Обонятельные рецепторы расположены в слизистой оболочке верхней части носовой полости. Чтобы запах был почувствован, частицы вещества (молекулы) должны попасть в полость носа и связаться с рецептором. Путь в мозг для информации о запахах очень короткий. Импульсы от обонятельного эпителия поступают прямо на внутреннюю поверхность височных долей, где в обонятельной зоне и формируется ощущение запаха.

По меркам мира животных у человека неважное обоняние, но мы способны различать не менее 4 тыс. различных запахов, а по самым последним сведениям — до 10 тыс. Сейчас выделяют шесть основных запахов, из которых складываются все остальные: цветочный, фруктовый, зловонный, пряный, смолистый, запах гари.

Боль

Боль — это неприятные ощущения, которые указывают на повреждение организма или угрозу для него вследствие травмы или болезни. Аристотель считал, что у человека есть пять видов ощущений: зрение, слух, запах, вкус, осязание, а вот боль он в этот список не включил и назвал «страстью души». Боль воспринимается разветвлёнными окончаниями особых нервов. Таких окончаний в коже человека не менее миллиона. Кроме того, запредельно сильное воздействие на любой рецептор: зрительный, слуховой, тактильный и т. д. — приводит к тому, что в головном мозге формируется болевое ощущение. Высший болевой центр находится в таламусе, и именно там формируется ощущение боли.

В настоящее время в арсенале врачей имеются очень хорошие, длительно действующие обезболивающие лекарства — анальгетики. Местные анальгетики вводят туда, где возникает боль, например в область удаляемого зуба. Такие лекарства блокируют проведение импульсов по болевым путям в мозг, но действуют они не очень долго. Для общего обезболивания приходится погружать человека в бессознательное состояние при помощи особых веществ. Самыми лучшими блокаторами болевых ощущений являются вещества, сходные с морфином. Но к сожалению, их использование не может быть широким, так как все они приводят к возникновению наркотической зависимости.