10675 (Строение органов чувств человека), страница 2

В отличие от остальных четырех чувств, которые реализуются через конкретные органы – глаза, уши, нос или рот, – осязательные ощущения воспринимаются по всему телу. Если другие чувства реагируют лишь па один вид раздражения, осязательная система чувствительна и к температуре, и к боли. Наверное, легче всего представить себе осязание как набор разных чувств некоторые из них имеют специальные конечные точки или нервные окончания в нашей коже, мышцах и в других местах; там они откликаются на самые различные раздражения и передают полученные впечатления в мозг, в стою очередь обрабатывающий эту информацию и сигналы.

Осязание позволяет человеку немало узнать и сделать. Благодаря осязанию можно почувствовать чье-то прикосновение или удар; благодаря ему можно, не рассматривая, определить размер и форму какого-либо предмета, но и узнать, насколько он тяжел, тверд он или мягок, горяч или холоден. Кроме того, осязание позволяет человеку не глядя определить, где и как в данный момент расположены разные части и органы его тела.

Ощущение температуры или боли подсказывает мозгу, что тому грозит опасность, до того, как происходит осознание этой опасности, и организм немедленно на это отреагирует, чтобы защититься. Например, человек отдернет руку от горячей поверхности прежде, чем она и успеет ожечь.

Для того, чтобы узнать о работе органов осязания, ученым понадобилось немало времени и усилий. Когда стало впервые известно, что чувство осязания зависит от сигналов, воспринимаемых несколькими различными видами конечных органов и нервных окончаний, исследователи предположили, что каждое нервное окончание реагирует только на один конкретный раздражитель – боль, нажим, холод и тепло.

Впрочем, скоро сторонники эгой теории нашли окончания особо чувствительны лишь к одному раздражителю, и тогда выяснилось, что другие не только реагируют на разные раздражения, но и мало чем отличаются друг от друга. Далее обнаружилось, что различаемые нервными окончаниями ощущения составляют лишь малую долю всех доступных из получаемых ощущений.

В ходе дальнейших исследований стало ясно, что каждое нервное окончание или конечный орган имеет свое рецептивное поле – тот участок кожи, который при раздражении вызывает активность соответствующего нерва. При этом рецептивные поля накладываются друг на друга, и если надавить на конкретную точку на поверхности кожи, то в состояние возбуждения придут сразу несколько нервов. Помимо этого, каждый конкретный осязательный нерв может приходить в состояние активности как под влиянием силы нажима, так и под действием температурных изменений в пределах рецептивного поля.

Нервные волокна человека непрерывно реагируют на множество раздражителей, но лишь те из них, что несут сигнал о температуре и давлении, достаточно сильны для распознавания мозгом. И температура, и давление вызывают значительную активность в нервных волокнах, а порождаемые сигналы с возросшей скоростью передаются в центральную нервную систему Скорость, с которой сигнал поступает в мозг, говорит мозгу о том, какого типа раздражитель действует в данный момент. Осязательный сигнал идет от конечных органов через нервные волокна по соматическим нервам в центральную нервную систему.

Различные рецептивные поля отличаются по степени чувствительности, которая зависит от концентрации нервных окончаний в различных участках человеческой кожи. Например, каждый может ощутить, что ему на кончик языка надавливают именно двумя остро отточенными карандашными грифелями, даже если они будут в 1 мм друг от друга; а если колоть ими в области спины, – то только в случае расстояния 15 см между ними человек ощутит не один внешний раздражитель, а несколько.

Ученые провели немало экспериментов, пытаясь определить, каждый ли тип волокнистой ткани передает сигнал об особом виде раздражения. Безусловно, некоторые волокла способны передавать сигналы только в случае повреждения кожного покрова, температурного воздействия на него, ущемления и т.д. Однако, эту реакцию дает не сам конечный орган, а последовательность и сила сигналов в нервных волокнах, по цепочке передающих информацию в головной мозг. При том, что отдельные виды нервных окончаний более чувствительны к некоторым видам внешнего раздражения, большинство специалистов пришло к выводу, что комбинация сигналов, распознаваемых мозгом как определенное ощущение, определяется скоростью распространения сигналов и распределением их по малым и большим нервным волокнам.

Поскольку осязание дает нам так много знаний об окружающем мире, оно может заместить недостаток иных ощущений. Наилучший пример – шрифт Брайля, позволяющий слабовидящим читать при помощи пальцев.

5. Кожа, как орган осязания

Как мы говорили ранее чувствительные нервные волокна, позволяющие человеку осязать, пронизывают кожу. Что же представляет собой сама кожа?

Кожа является самым большим органом человеческого тела. Общая площадь кожи взрослого составляет около 2 м², что сравнимо с размером простыни. Весит она 3 кг – около 5% от общего веса тела.

Толщина кожи колеблется от 0,5 мм до более чем 5 мм. Она тоньше на тех участках тела, которые меньше подвергаются воздействию трения и давления (например, внутренняя поверхность предплечья), и толще там, где нагрузки больше (например, подошвы ног).

Каковы же функции кожи?

– Она защищает внутренние части тела от ударов и царапин, дождя и ветра, излучения, интенсивного солнечного света и бактерий (При порезах или ссадинах эпидермиса, кожа восстановится без образования шрама. Повреждение дермы заканчивается шрамом, остающимся после заживления кожи).

– Находящиеся в коже нервные окончания, называемые рецепторами, позволяют почувствовать легкое прикосновение, давление, изменение температуры и боль. Их особенно много на кончиках пальцев.

– При воздействии солнечного света эпидермис вырабатывает витамин Р.

– Избыток солей и других веществ удаляется из организма с потом.

Наблюдая кожу под микроскопом, можно увидеть, что она состоит из двух слоев. Наружный, эпидермис, содержит от 20 до 30 слоев мертвых клеток. Эти клетки частично перекрывают друг друга как черепица, что позволяет коже растягиваться, когда вы двигаетесь. Ежедневно с поверхности кожи сшелушиваются тысячи мертвых клеток, однако это не приводит к ее истончению, поскольку одновременно идет непрерывный процесс обновления клеток.

Клетки нижней части эпидермиса непрерывно делятся. Каждая новая клетка постепенно наполняйся плотным защитным веществом, кератином. Клетки выталкиваются в направлении поверхности по мере возникновения под ними новых. Путь наверх занимает от трех до четырех недель, и достигает поверхности клетка уже мертвой. Мертвые клетки сшелушиваются с поверхности тела в виде мельчайших, едва видимых чешуек. В среднем за жизнь человек «сбрасывает» с себя около 18 кг мертвой кожи.

Нижняя часть эпидермиса насыщена меланоцитами, которые вырабатывают пигмент меланин, защищающий кожу от чрезмерного проникновения ультрафиолетового излучения. Энергия света поглощается меланином, менян его цвет на более темный. Вследствие этого, кстати, и появляется загар. Меланин переносится к поверхности кожи и сшелушивается с нее вместе с мертвыми клетками, в результате чего загар сходит, у людей с более темной кожей содержание меланина выше. Меланоциты могут располагаться группами, вызывая появление на коже веснушек.

Под эпидермисом располагается более толстый слой – дерма. Верхняя часть дермы содержит переплетенные волокна особых протеинов – коллагена и эластина. Они делают кожу эластичной и упругой,

В дерме также находятся тысячи мельчайших кровеносных сосудов. Когда вам жарко, эти сосуды расширяются, и ток крови через них увеличивается. Дополнительное количество крови у поверхности кожи обеспечивает отток тепла и, как следствие, охлаждение тела. Именно поэтому у человека, которому жарко, краснеет лицо. Когда же нам холодно, кровеносные сосуды сужаются, сохраняя тепло, но вызывая побледнение кожи.

Кровь, текущая по мельчайшим сосудам, также снабжает оба слоя кожи питательными веществами и уносит отработанные продукты. В случае пореза или иного повреждения кожи образующийся сгусток крови покрывает рану, превратившись в особую корочку – струп. Это защищает нас от микробов и сохраняет в организме необходимые жидкости.

Кроме того, в дерме находится множество связанных с мозгом нервных окончаний, позволяющих нам осязать. Нервные окончания, или рецепторы, пронизывающие эпидермис, реагируют на боль. В верхней части дермы находятся тельца Майсснера. Это рецепторы, воспринимающие легкое давление. Несколько глубже в дерме находятся тельца Руффини – рецепторы тепла – и тельца Краузе – рецепторы холода. У основания дермы расположены тельца Пачини, позволяющие ощущать сильное давление. Когда нервные окончания регистрируют боль, давление или изменение температуры, они посылают сигнал мозгу. В ответ мозг дает мышцам команду к действию – например, отдернуть руку от горячей чашки.

Глубоко в дерме находятся потовые железы. Они представляют собой сплетенные в тугие узлы трубки и играют чрезвычайно важную роль в регулировании температуры тела. Эти железы вырабатывают пот – солоноватую жидкость, которая, когда нам очень жарко, через потовые поры выступает на поверхности кожи. Пот испаряется, помогая нам остыть. Железы способны вырабатывать от 250 до 500 мл пота вдень. В условиях жары и высокой влажности суточное выделение пота может достигать 2 л.

В теле человека насчитывается до 3 млн. потовых желез. Их общий вес составляет около 100 г. Они сосредоточены преимущественно в области лица, подмышечных впадин, ладоней и подошв. Например, на 1 см ладони приходится около 350 потовых желез, а на тыльной стороне кисти их плотность составляет лишь около 200 единиц на 1 см².

Пот также помогает надежно удерживать в руках предметы, не роняя их. Тонкая пленка пота покрывает выступы кожного рельефа на пальцах, позволяя уверенно держать гладкие предметы. Кожный рельеф на пальцах образует неповторимый – у каждого свой – рисунок. Этот рисунок и снимается следователями в виде отпечатков пальцев, позволяя находить преступников.

В дерме также располагаются волосяные фолликулы и сообщающиеся с ними сальные железы. Последние вырабатывают вязкое жироподобное вещество – кожное сало, которое непрерывно выделяется на поверхность, смазывая волосы и кожу. Без такой защиты кожа, высохнув, начала бы шелушиться, не в состоянии выдерживать ежедневные нагрузки и внешние воздействия. У некоторых людей, особенно в юношеском возрасте, сальные железы вырабатывают слишком много кожного сала, что приводит к появлению прыщей. В этом случае фолликулы забиваются, в результате чего может произойти инфицирование бактериями и образование гнойников.

С каждым из волосяных фолликулов соединена поднимающая волос мышца. Когда нам холодно или страшно, эти мышцы сокращаются, приводя волос в вертикальное положение. Волос при этом тянет за собой окружающую его ткань, появляется хорошо всем знакомая

А «гусиная кожа» является специфической реакцией – наследием тех давних времен, когда человеческое тело было покрыто густым волосяным покровом. Если было холодно, волосы «дыбились», чтобы захватить побольше воздуха и обеспечить лучшую защиту от холода. Когда кошке холодно, ее шерсть поднимается дыбом, делая ее внешне более крупной и придавая ей более грозный вид. По той же причине – реакция на страх – принимают вертикальное положение волосы на теле человека.

Под дермой располагается подкожный жир, выполняющий функцию смягчающей и теплоизолирующей прокладки, которая защищает тело от холода, удерживая тепло. Одновременно он является запасным источником энергии. Если человек потребляет слишком много калорий, именно подкожный жир является местом, где они накапливаются. Дальше, за подкожным жиром, находятся внутренние органы – мышцы, железы, основные нервы и кровеносные сосуды. Все они своей защитой обязаны живому барьеру – коже.

Заключение

Все живые организмы, в том числе и человек, нуждаются в информации об окружающей среде. Эту возможность им обеспечивают сенсорные (чувствительные) системы. Деятельность любой сенсорной системы начинается с восприятия рецепторами энергии раздражителя, трансформации ее в нервные импульсы и передачи их через цепь нейронов в мозг, в котором нервные импульсы преобразуются в специфические ощущения – зрительные, обонятельные, слуховые и т.п.

Так наши глаза воспринимают визуальные сигналы: в сетчатке находится около 7 млн. колбочек и 130 млн. палочек. Колбочки содержат зрительный пигмент иодопсин, позволяющий воспринимать цвета при дневном освещении. Колбочки бывают трех типов, каждый из которых обладает спектральной чувствительностью к красному, зеленому или синему цвету. Палочки благодаря наличию пигмента родопсина воспринимают сумеречный свет, не различая цвета предметов. Под воздействием световых лучей в светочувствительных рецепторах – палочках или колбочках – возникают сложные фотохимические реакции, сопровождающиеся расщеплением зрительных пигментов на более простые соединения. Это фотохимическое расщепление сопровождается возникновением возбуждения, которое в форме нервного импульса передается по зрительному нерву в подкорковые центры (средний и промежуточный мозг), а затем в затылочную долю коры больших полушарий, где преобразуется в зрительное ощущение. При отсутствии света (в темноте) зрительный пурпур регенерирует (восстанавливается).

Нечто подобное происходит в ухе, где преобразуются звуковые волны в воздухе, на языке, где молекулы пищи анализируются рецепторами-сосочками, и на коже, в которой заложены тельца, реагирующие на давление и температуру. Болезнь органов чувств приводит полной или частичной потере связи между человеком и окружающей средой.

Список литературы

1. Крылова Н.В., Наумец Л.В. Анатомия органов чувств – М.: Миа, 2003. – 96 с.

2. Сапин М.Р., Билич Г.Л. Анатомия человека. Книга вторая – М.: Астрель, 2002. – 280 с.

3. Синельников Р.Д., Синельникова Я.Р. Атлас анатомии человека. Т 4. – М.: Оникс, 2001. – 290 с.

4. Чувин Б.Т. Нервная система и органы чувств человека – М.: Дрофа, 2006. – 325 с.