Системы восприятия человеком состояния среды обитания

Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции (поддержании нормальной температуры тела), так как 80 % всей теп­лоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре внешней среды кровеносные сосуды кожи расширяются и теплоотдача конвекцией усиливается. При низкой температуре — сосуды сужива­ются, кожа бледнеет, теплоотдача снижается. Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми же­лезами. С кожным салом могут выделяться некоторые лекарственные вещества (йод, бром), продукты промежуточного обмена веществ, микробных токсинов и эндогенных ядов.

Обменная функция кожи заключается в участии в процессах регу­ляции общего обмена веществ в организме, особенно водного, мине­рального и углеводного. Ниже приведены максимальные скорости передачи информации, принимаемой человеком с помощью различных органов чувств в кору больших полушарий головного мозга.

Воспринимаемый сигнал Характеристика Максимальная скорость, бит/с

Зрительный Цвет 3,1

Слуховой Громкость 2,3

Вкусовой Соленость 1,3

Обонятельный Интенсивность 1,53

Тактильный (осязательный) Интенсивность 2,0

Для организма важен анализ не только внешнего мира, но и то, что происходит в нем самом. Кроме перечисленных внешних анализаторов существуют анализаторы внутренние, которые сигнализируют о деятельности внутренних органов, о состоянии нашей внутренней среды. Постоянство внутренней среды—условие нормального существова­ния организма. В настоящее время под внутренней средой принято считать: кровь (точнее, плазму крови), лимфу и межклеточную жид­кость.

Можно назвать несколько параметров внутренней среды, поддер­жание которых особенно важно для жизни. Это содержание кислорода, углекислого газа, водородных ионов, ряда минеральных веществ (на­трия, магния, кальция и др.), артериального давления, температуры и др. Диапазон колебаний этих параметров очень невелик. Благодаря такому строгому постоянству внутренней среды живое существо может находиться в различных условиях внешней среды.

Информация, получаемая из внешнего мира и внутренней среды организма, определяет работу функциональных систем организмами поведение человека. Для управления поведением человека и активно­стью его функциональных систем (т. е. выходной информацией, по­ступающей из коры больших полушарий) достаточно около 107 бит/с при подключении программ, содержащихся в памяти.

Для анализаторов характерна чрезвычайно высокая чувствитель­ность к соответствующим раздражителям. Если бы чувствительность наших органов чувств оказалась еще выше, то это бы только затруднило нашу жизнь. В этом случае мы бы в буквальном смысле слышали, как растут деревья, как бежит кровь по сосудам, броуновское движение молекул и т. п.

Количественной мерой чувствительности является пороговая интенсивность энергетического воздействия, т. е. та наименьшая интен­сивность раздражителя, действие которого дает ощущение. Чем ниже пороговая интенсивность или просто «порог», тем выше чувствитель­ность, и наоборот.

Рассмотрим в качестве примеров, какова же абсолютная чувстви­тельность некоторых наших органов чувств.

Световая чувствительность наших глаз связана с чувствительно­стью рецепторных элементов сетчатки и приближается к теоретически возможному максимуму. Для возникновения зрительного ощущения достаточно, чтобы палочкой был поглощен 1 .2 кванта света, а для колбочек необходимо 5 . 10 квантов.

У человека ощущение света возникает не сразу, а только спустя 0,1 с, т. е. после его фактического действия, при этом интенсивность света превышает в 400 раз пороговое значение. При уменьшении интенсив­ности время реакции увеличивается до 0,25 с. 90

Чувствительность вестибулярного анализатора характеризуют ми­нимальными, т. е. пороговыми величинами воспринимаемых факторов.

Для углового ускорения порог составляет 0,015 .0,05 рад/с2.

Для прямолинейного —2 .20 см/с2.

При наклонах головы пороговая величина равна 1° при наклонах в сторону и 1,5 .2° при наклонах вперед и назад. Центробежная сила воспринимается при ее значениях (0,005—0,1)q.

Вкусовую чувствительность характеризуют пороговой концентра­цией веществ, при нанесении которых на всю поверхность языка возникают соответствующие вкусовые ощущения. Такой минимальной концентрацией для сахара будет 0,01 моль/м3, для поваренной соли NаС1 — 0,05 моль/м3, для соляной кислоты НС1 - 0,0007 моль/м3, для солянокислого хинина 0,0000001 моль/м3.

Самая высокая чувствительность проявляется при температуре 37 °С.

Для оценки чувствительности обоняния чаще всего используется число молекул в 1 м3 или в 50 см3 воздуха (считается, что на один «нюх» у человека расходуется 50 см3). Обращают на себя внимание очень резкие колебания величин порогов запаха различных веществ для различных людей и для различных видов животных. В качестве примера могут служить пороговые концентрации (число молекул в 1 м3 воздуха) сильно пахнущих веществ для собаки и человека:

Вещество Пороговая концентрация

для собаки для человека

Уксусная кислота 2 · 105 5 ·1013

Масляная кислота 9 · 103 7 · 109

Температурная чувствительность определялась специальными ис­следованиями, в результате выявлено общее число точек холода на всей поверхности тела около 250 000, а теплоты только 30 000. Человек способен различать разницу температур до 0,2 °С. При этом диапазон воспринимаемых внутрикожных температур от + 10 до + 44,5 °С. При температуре t < 10 °С наступает холодовая блокада температурных во­локон тактильной чувствительности (на этом основан один из способов обезболивания). При температуре t > 44,5 °С на смену ощущения «го­рячо» приходит — «больно». Это соответствует интенсивности тепло­вого излучения 0,86 Вт/см2.

Тактильная чувствительность на различных местах кожи развита неодинаково. Порог раздражения самых чувствительных участков ра­вен 50 мг, а в наименее чувствительных он достигает 10 г. Самая высокая чувствительность в области губ, носа, языка, наименьшая на спине, подошвах стопы, животе.

Чувствительность двигательного анализатора определяют по неко­торым косвенным признакам. Самым чувствительным является плечевой сустав. Для него порог восприятия смещения при скорости 0,3° в секунду составляет 0,22 .0,42°. Наименее чувствительным оказался голеностопный сустав, у него порог составляет 1,15 Л,30°.

Органы чувств имеют различное время реагирования к действию раздражителей: зрение—0,15 .0,22 с; слух—0,12 .0,18 с; вкус — 1,1 с; обоняние — 0,13 .0,87 с; тактильная чувствительность — 0,15 .0,8с.

Энергия воздействия раздражителя ограничена снизу порогом чув­ствительности, а сверху тоже есть ограничение, при этом рецепторы либо просто выключены, либо — это порог болевого ощущения.

Передача информации об избыточной энергии поступает в анали­зирующий блок в ЦНС или периферическую нервную систему со скоростью 130 м/с.

Нервная система

Между всеми системами организма существуют взаимосвязи, и организм человека в функциональном отношении представляет собой единое целое. Одной из важнейших систем организма является нервная система, которая связывает между собой различные системы и части организма.