NTLKxxmUVT
.pdf
Рис. 29. Опыт для обнаружения слепого пятна
Возьмите учебник в вытянутую руку и поместите рисунок перед глазами на расстоянии 20–25 см. Закройте левый глаз, а правым глазом фиксируйте верхний крест, изображение которого при этом попадает на желтое пятно. Не сводя взгляда с крестика, медленно приближайте и удаляйте рисунок. Найдите такое положение рисунка, при котором черный диск справа перестанет быть видимым. Это произойдет тогда, когда его изображение попадет на слепое пятно. Когда вы фиксируете нижний крест на этом рисунке, то «исчезает» изображение мышки. Заметьте, на каком расстоянии от глаз возникает эффект исчезновения черного диска или мышки, если проводить наблюдение правым или левым глазом.
Зрительное восприятие
Мы видим двумя глазами, и зрительная система состоит из двух совершенно симметричных одинаковых отделов. Оба зрительных нерва соединяются с мозговыми центрами промежуточного мозга. Самые высшие зрительные центры расположены в коре больших полушарий. В зрении участвуют оба полушария головного мозга, каждое из которых получает информацию как от правого, так и от левого глаза. Важнейшим преимуществом зрения двумя глазами является способность воспринимать предметы в объемном изображении и оценивать их относительную удаленность в
51
пространстве. Такая способность получила название стереоскопического зрения. Совместная работа обоих мозговых полушарий обеспечивает различение предметов, их формы, величины, расположения, перемещения.
Один и тот же предмет один глаз воспринимает под одним углом, а другой под другим. И действительно, когда вы смотрите сначала левым, а потом правым глазом, предмет как бы смещается в поле зрения на какое-то расстояние. Благодаря работе мозга эти два изображения сливаются в одно объемное.
Эффект объемного пространства может возникнуть в тех случаях, когда мы обоими глазами рассматриваем одну плоскую картину. В течение нескольких минут рассматривайте картину, держа ее на расстоянии 15–20 см от глаз. После некоторых усилий у вас появится объемное восприятие: ряд предметов окажется на переднем плане, некоторые – на среднем, остальные – на заднем. По мере тренировки этот эффект начинает возникать быстрее. Вы сможете даже перемещать взгляд по рисунку, а восприятие кружков на разном удалении от глаз сохранится. А теперь попробуйте достичь этого эффекта, закрыв один глаз, – и все ваши усилия будут напрасны.
Движение глаз и восприятие образа
Когда вы рассматриваете свои глаза в зеркале, можете обратить внимание на то, что и крупные, и едва заметные движения оба глаза осуществляют строго одновременно и в одном и том же направлении. Если попытаться зарегистрировать траекторию движения глаз при рассматривании какого-либо предмета, то получится картина, приведенная на рисунке. Тонкие линии означают быстрое смещение взгляда, а точки – места фиксации взгляда во время остановки глаз.
Но всегда ли, когда мы смотрим на предметы, глаза движутся? Нет, не всегда. Например, если мы находимся в знакомой затемненной комнате, то даже при кратковременной вспышке фотолампы успеваем увидеть и узнать знакомые предметы, хотя глаза в это время остаются неподвижными. Значит, движения глаз нужны нам лишь для первоначального ознакомления с предметами. С помощью движения глаз мы выделяем признаки предметов, соотношение между ними, формируем целостные образы, и все это передается на хранение в память. Когда же предметы хорошо знакомы, достаточно увидеть лишь отдельные их детали для того, чтобы узнать, что нам показывают. То, что мы не успеваем рассмотреть, мы можем дополнить благодаря памяти. Следовательно, для узнавания хорошо известных предметов движение глаз необязательно.
Нарушения зрения
Одной из важных характеристик зрения является его острота. Острота зрения определяет предельную способность глаза различать мелкие де-
52
тали в поле зрения. Острота зрения зависит от общей освещенности, контраста деталей изображения на определенном фоне и других причин.
Наиболее часто встречающиеся нарушения зрения — это близорукость и дальнозоркость. Наличие этих устанавливает врач при измерении остроты зрения с помощью специальных таблиц.
Рис. 30. Ход лучей в зрительном анализаторе
Близорукость бывает врожденной и приобретенной. При врожденной близорукости глазное яблоко имеет удлиненную форму. Поэтому четкое изображение предметов, расположенных далеко от глаз, возникает не на сетчатке, а как бы впереди нее. Приобретенная близорукость развивается из-за увеличения кривизны хрусталика, которое может возникнуть при неправильном обмене веществ или нарушении гигиены зрения. Близорукие люди видят удаленные предметы расплывчатыми. Очки с двояковогнутыми линзами помогают тому, чтобы отчетливые изображения предметов возникали точно на сетчатке (рис. 30).
Дальнозоркость также бывает врожденной и приобретенной. При врожденной дальнозоркости глазное яблоко укороченное. Поэтому четкое изображение предметов, расположенных близко к глазам, возникает как бы позади сетчатки.
Приобретенная дальнозоркость возникает вследствие уменьшения выпуклости хрусталика и наиболее характерна для людей пожилого возраста. Дальнозоркие люди видят близкие предметы расплывчатыми, не могут читать текст. Очки с двояковыпуклыми линзами помогают возникновению изображения близкого объекта точно на сетчатке.
Нельзя пользоваться чужими очками или подбирать себе очки без рецепта врача. Это ведет к дальнейшему ухудшению зрения. Очень вредно для глаз читать лежа, при плохом освещении, в движущемся транспорте. Пагубно влияют на зрение никотин, алкоголь и наркотики.
53
Строение акустического аппарата
Ухо является органом слуха человека. Чувство слуха – одно из главных в нашей жизни. Слух и речь вместе составляют важное средство общения между людьми, служат основой взаимоотношений людей в обществе. Потеря слуха может привести к нарушениям в поведении человека. Глухие дети не могут научиться полноценной речи.
С помощью слуха человек улавливает различные звуки, сигнализирующие о том, что происходит во внешнем мире, в окружающей нас природе шорохи леса, пение птиц, шум моря, слушает также различные музыкальные произведения. С помощью слуха восприятие мира становится ярче и богаче.
Рис. 31. Строение органа слуха
Звук, или звуковая волна, – это чередующееся разрежение и сгущение воздуха, распространяющееся во все стороны от источника звука. А источником звука может быть любое колеблющееся тело. Звуковые колебания воспринимаются нашим органом слуха (рис. 31).
Орган слуха построен очень сложно и состоит из наружного, сред него и внутреннего уха. Наружное ухо включает в себя ушную раковину и слуховой проход. Ушные раковины многих животных могут двигаться. Это помогает им улавливать направление даже самых тихих звуков. Ушные раковины человека также служат для определения направления звука, хотя они и лишены подвижности. Слуховой проход соединяет наружное ухо со следующим отделом – средним ухом.
Слуховой проход заканчивается перегородкой – туго натянутой барабанной перепонкой. Звуковая волна, ударяя в барабанную перепонку, заставляет ее колебаться, вибрировать. Частота вибрации барабанной перепонки тем больше, чем выше звук. Чем сильнее звук, тем сильнее колеб-
54
лется перепонка. Но если звук совсем слабый, еле слышимый, то эти колебания очень малы. Минимальная слышимость натренированного уха находится почти на границе тех колебаний, которые создаются беспорядочным движением молекул воздуха. Значит, человеческое ухо – уникальный по чувствительности слуховой прибор.
За барабанной перепонкой лежит заполненная воздухом полость среднего уха. Эта полость соединена с носоглоткой узким проходом – слуховой трубой. При глотании происходит обмен воздухом между глоткой и средним ухом. Изменение давления наружного воздуха, например в самолете, вызывает неприятное ощущение – закладывает уши. Оно объясняется прогибом барабанной перепонки из-за разницы между атмосферным давлением и давлением в полости среднего уха. При глотании слуховая труба открывается, и давление по обе стороны барабанной перепонки выравнивается.
В среднем ухе расположены три маленькие, последовательно связанные между собой косточки: молоточек, наковальня и стремя. Молоточек, соединенный с барабанной перепонкой, передает ее колебания сначала на наковальню, а затем усиленные колебания передаются на стремя. В пластинке, отделяющей полость среднего уха от полости внутреннего уха, имеются два окна, затянутые тонкими перепонками. Одно окно овальное, в него «стучится» стремя, другое – круглое.
За средним ухом начинается внутреннее ухо. Оно расположено в глубине височной кости черепа. Внутреннее ухо представляет собой систему лабиринта и извитых каналов, заполненных жидкостью (рис. 32).
Рис. 32. Внутреннее строение улитки
В лабиринте находятся сразу два органа: орган слуха – улитка и орган равновесия – вестибулярный аппарат. Улитка – это спирально закрученный канал, имеющий у человека два с половиной оборота. Колебания перепонки овального окна передаются жидкости, заполняющей внутреннее
55
ухо. И она, в свою очередь, начинает колебаться с той же частотой. Вибрируя, жидкость раздражает слуховые рецепторы, расположенные в улитке.
Канал улитки по всей длине разделен пополам перепончатой перегородкой. Часть этой перегородки состоит из тонкой перепонки мембраны. На мембране находятся воспринимающие клетки – слуховые рецепторы. Колебания жидкости, заполняющей улитку, раздражают отдельные слуховые рецепторы. В них возникают импульсы, которые передаются по слуховому нерву в головной мозг. На схеме показаны все последовательные процессы превращения звуковой волны в нервную сигнализацию.
Слуховое восприятие
Вголовном мозге происходит различение силы, высоты и характера звука, местоположения его источника в пространстве. Мы слышим двумя ушами, и это имеет большое значение для определения направления звука. Если звуковые волны приходят одновременно в оба уха, то мы воспринимаем источник звука посередине – спереди или сзади. Если звуковые волны придут в одно ухо чуть раньше, чем в другое, то мы воспринимаем звук либо справа, либо слева (табл. 2).
Вэтом вы можете убедиться, проведя простое наблюдение. Попросите на время у школьного врача фонендоскоп, который используют для прослушивания тонов сердца. Приготовьте две дополнительные резиновые или пластиковые трубки разной длины. Вставьте концы соединительных трубок фонендоскопа в слуховые проходы. Попросите товарища плавно перемещать пластмассовую мембрану фонендоскопа справа налево и обратно, осторожно постукивая по ней пальцем. Сами при этом закройте глаза и попытайтесь каждый раз установить, с какой стороны от вас мембрана. При любых ее перемещениях у вас будет возникать ощущение, что она находится посередине. Это происходит потому, что по одинаковым трубкам звуковые колебания приходят к барабанным перепонкам обоих ушей одновременно.
Таблица 2
Схема передачи звуковых волн на слуховые рецепторы
56
А теперь замените трубки фонендоскопа разными по длине трубками, приготовленными вами. Повторите наблюдение. Куда бы ваш товарищ ни помещал мембрану фонендоскопа, вам всегда будет казаться, что она находится в той стороне от вас, где соединительная трубка короче. Это впечатление создается у вас потому, что звуковые волны по короткой трубке быстрее приходят к барабанной перепонке одного уха, а по длинной трубке к другому уху – с запозданием.
Вестибулярный аппарат
Положение нашего тела непрерывно контролируется специальным органом равновесия – вестибулярным аппаратом. С его помощью мы можем выполнять сложные движения, например, занимаясь спортом. Постоянное поддержание равновесия необходимо для нормальной ходьбы, бега, для выполнения многих трудовых операций, для ориентации тела в пространстве. Для восприятия любых изменений положения тела существуют специальные вестибулярные рецепторы, которые находятся во внутреннем ухе (рис. 33). Вестибулярный аппарат состоит из двух маленьких мешочков и трех полукружных каналов. Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Эти плоскости соответствуют трем измерениям пространства: высоте, дли не и ширине. Полукружные каналы заполнены студенистой жидкостью. Внутри каждого канала есть рецепторы – чувствительные волосковые клетки. При любом движении головы или туловища или при вращении жидкость смещается, давит на волоски и возбуждает рецепторы. Информация об изменении положения тела поступает в головной мозг.
Рис. 33. Строение и функции вестибулярного аппарата
Мешочки воспринимают начало и конец прямолинейного движения, его ускорение или замедление, а также изменение силы тяжести. В стенках мешочков тоже есть рецепторы – волосковые клетки, на которые постоян-
57
но давят крохотные известковые кристаллики. При движении головы или тела эти кристаллики смещаются, и тут же меняется давление на волоски – в мозг по нервным волокнам поступает информация: положение тела изменилось.
Все эти ощущения возникают у человека на Земле. Наша страна открыла эру космических полетов. Сегодня человек уже может работать в космической лаборатории длительное время. В отличие от земной жизни, в космическом пространстве отсутствует сила тяжести. Наступает состояние невесомости. Поэтому у человека в космосе известковые кристаллики перестают давить на волоски. Другое состояние, характерное для космических полетов, – это перегрузки, которые возникают при выходе космических кораблей на орбиту. Перегрузки заключаются в резком увеличении силы тяжести, а значит, оказывают очень сильное влияние на вестибулярный аппарат. Для спортсменов, летчиков, моряков и особенно для космонавтов нормальная работа вестибулярного аппарата очень важна.
Повышенная чувствительность и нарушение работы органа равновесия могут быть врожденными, но могут возникать и после различных инфекционных заболеваний. Люди с поврежденным вестибулярным аппаратом плохо переносят полеты на самолетах, плавание на кораблях и даже поездки в наземном транспорте, не могут кататься на качелях, каруселях. Явление укачивания (морская болезнь) сопровождается головокружением, тошнотой, рвотой и даже обмороком. При обнаружении у себя признаков морской болезни следует обращаться к врачу.
Кожно-мышечное чувство
Для ориентации тела в пространстве очень важны сигналы, непрерывно поступающие в головной мозг от мышц. Эти сигналы возникают потому, что в скелетных мышцах нашего тела находятся специальные мышечные рецепторы, которые возбуждаются при сокращении или растяжении мышц. В обычных условиях мы не ощущаем мускулатуру нашего тела. Но без мышечного чувства человек не может выполнить ни одного координированного движения. В работе пианиста, скрипача, хирурга, шофера, машинистки и людей многих других профессий мышечное чувство играет большую роль. Значение его особенно возрастает при ослаблении или потере зрения. В космических полетах у человека отсутствует привычное мышечное чувство. Отсутствие «земной» тяжести скелетных мышц входит в общее ощущение невесомости. Большие космические лаборатории оснащены специальными спортивными устройства для ежедневной двигательной тренировки космонавтов.
Кожа – это важнейший приемник информации от окружающего нас мира (рис. 34). Кожа воспринимает прикосновение и давление, тепло и холод и, на конец, боль. Эти же ощущения воспринимает слизистая оболочка рта, носа, языка, глотки и даже внутренних органов.
58
Рис. 34. Схема строения чувствительного кожного аппарата
Что касается внутренних органов, то зачастую мы не можем толком понять, что и где болит, а ощущения на коже можем определить с большой точностью. В коже много болевых рецепторов, около 100 на 1 см2. Боль – это очень важный сигнал тревоги для организма, сигнал мобилизации на борьбу с опасностью. К болевым ощущениям человек привыкнуть не может. А вот к температурным воздействиям привыкает легко. Ощущение тепла возникает с помощью одних рецепторов, а холода – других. Больше всего таких рецепторов на лице и губах. Важнейшее кожное чувство – это осязание, ощущение прикосновения и давления. Оно создается благодаря специальным рецепторам. Их больше всего на подушечках пальцев, на губах и на кончике языка. Кожные рецепторы представляют собой окончания нервов, завернутые в капсулу или оболочку. Кроме того, у основания волосков нашего тела имеются нервы, которые возбуждаются при ничтожном сгибании волоска.
К давлению на кожу мы привыкаем довольно быстро и поэтому, на пример, очень скоро перестаем чувствовать прикосновение одежды к телу. Главным органом осязания у человека является рука. Ощупывая предметы с закрытыми глазами, мы можем определить их форму, величину, характер поверхности, температуру. Особенно тонко осязание развито у слепых. Благодаря осязанию они овладевают специальным способом чтения: буквы выдавливаются на плотной бумаге, и слепой человек кончиками пальцев «считывает» слова, фразы. Осязание играет важную роль в трудовой деятельности. Наибольшей чувствительностью обладают кончики пальцев руки, где кожные рецепторы расположены очень плотно. Сигналы от кожных рецепторов по чувствительным нервам направляются в спинной и головной мозг. В коре головного мозга происходит различение и узнавание ощупываемых предметов.
59
Анализатор обоняния
Мир наполнен разными запахами. Запахи имеют большое значение в жизни человека. Они сигнализируют о предстоящих событиях: на пример, обнаружен запах бытового газа – значит, надо перекрыть газовые краны, ощущается запах несвежей пищи – надо отказаться от нее (рис. 35).
Рис. 35. Расположение обонятельного аппарата
В самой верхней части носовой полости расположен орган обоняния – скопление обонятельных рецепторов, имеющих булавовидную форму и снабженных ресничками. Именно эти реснички и воспринимают молекулы пахучих веществ. Затем по нервным волокнам к мозгу направляются импульсы, сигнализирующие о запахе (рис. 36).
Обонятельные рецепторы очень чувствительны – достаточно одной десятимиллионной доли грамма пахучего вещества, чтобы человек ощутил его запах. Самые чувствительные современные приборы не могут состязаться с обонянием человека. Пахучее вещество должно быть летучим, растворимым в воде или в жирах. Только при этих условиях наш орган обоняния может его ощутить и оценить.
Рис. 36. Строение обонятельного аппарата
60