Призначення та види аналізаторів

1) зоровий аналізатор має виняткове значення в житті людини та у її відноси-нах з навколишнім світом, оскільки майже 90 % інформації про оточуюче се-редовище ми отримаємо через світловідчуття. Завдяки зору людина розрізняє форму, розміри, колір предметів, напрямок і відстань, на якій вони знаходи-ться. Зорова інформація дозволяє нам вчасно та адекватно реагувати на більшість небезпек;

2) слуховий аналізатор є другим за значенням для сприйняття людиною нав-колишнього середовища і безпеки життєдіяльності. За його допомогою лю-дина отримує до 10 % інформації. Вухо реагує на звуки — механічні коли-вальні впливи повітря, пов’язані з періодичними змінами атмосферного тис-ку у відповідному діапазоні частот (від 20 до 20000 Гц). Фактично, слухо-вий аналізатор являє собою спеціальну систему для сприйняття звукових коливань, формування слухових відчуттів і впізнавання звукових образів;

3) нюховий аналізатор, що реалізує здатність сприймати запах — суб’єкти-вний образ одного з явищ реальної дійсності, яке полягає в дії молекул летких речовин на орган нюху;

4) смаковий аналізатор, що реалізує здатність сприймати смак— відчуття, котре виникає під впливом певних хімічних речовин, розчинних у воді, на смакові рецептори, розташовані на різних ділянках язика. Смакові відчуття людини являють собою наслідок складного комплексу фізико-хімічних, нейрофізіологічних та психологічних процесів, які мають виняткову біологічну значущість у нашому житті;

5) шкірний (тактильний) аналізатор відіграє виняткову роль у житті людини, особливо при його взаємодії із зоровим і слуховим аналізаторами при формуванні в людини цілісного сприйняття навколишнього світу. Передусім це стосується трудової діяльності людини. При втраті зору і слуху людина за допомогою тактильного аналізатора за рахунок тренування і різноманітних технічних пристосувань може "чути", "читати", тобто діяти і бути корисним суспільству. Джерелом тактильних відчуттів є механічні впливи у вигляді до-тику або тиску;

6) вестибулярний апарат, що відповідає за сприйняття лінійних та кутових прискорень, а також положення тіла у просторі. Він сприймає зміни поло-ження голови й тулуба, напрям руху тіла й призначений для координації рухів та збереження рівноваги тіла. Дія вестибулярного апарату можлива лише за умов земного тяжіння, бо без нього (наприклад, в умовах невагомості) лю-дина втратить рівновагу й не одержуватиме інформації про положення тіла. При поганій роботі вестибулярного апарату, внаслідок вродженого чи набу-того порушення, люди погано переносять поїздки у транспорті, морські й аві-аподорожі, катання на каруселі — морська хвороба (закачування, що супро-воджується нудотою, запамороченням і навіть утратою свідомості). При сер-йозному травмуванні (особливо однобічному) вестибулярного апарату спос-терігаються тяжкі розлади руху і втрата здатності до збереження рівноваги. Такі ушкодження часто бувають у людей глухонімих від народження;

7) руховий аналізатор дає відчуття про роботу опорно-рухового апарату;

8) вісцеральний аналізатор — аналізатор внутрішніх органів, що відіграє надз-вичайно важливу роль у здоров’ї і житті людини. Якщо зовнішні аналізато-ри попереджають людини про явну небезпеку, то цей аналізатор визначає не-безпеки, прихованого, неявного характеру, пов'язані з функціонуванням її внутрішнього середовища, що також серйозно впливають на життєдіяльність організму. Внутрішні органи мають величезну кількість різноманітних інте-рорецепторів, що знаходяться на внутрішній поверхні судин, у слизистих оболонках майже у всіх порожнинах, у товщині своїх стінок і на їх поверх-ні. Для стабілізації внутрішнього середовища існує спеціальний регуляторний апарат, що вирівнює, компенсує всі зміни. Він координує діяльність внут-рішніх органів і приводить їх у відповідність з потребами всього організму;

9) температурна чутливість є суто суб’єктивним сприйняттям людиною відчуття "холоду" чи "тепла". Лише після отримання "інформації" від термочут-ливих структур в організмі людини, як теплокровної істоти, всі біохімічні процеси якої можуть протікати з необхідною швидкістю і напрямком при виз-наченому діапазоні температур, відбувається запуск механізмів теплорегуляції (теплопродукції і тепловіддачі). При високій температурі зовнішнього середо-вища судини шкіри розширюються і тепловіддача посилюється (почервоніння шкіри), при низькій температурі — судини звужуються і тепловіддача зменшу-ється (збліднення шкіри). Температурна чутливість має особливості при аналі-зі зовнішнього середовища — добре виражена адаптація і наявність темпера-турного контрасту. Збалансованість процесів терморегуляції дає можливість людині виконувати предметну діяльність та підтримувати високий рівень життєдіяльності, як в умовах дуже високих, так і дуже низьких температур;

10) больова чутливість. Біологічний сенс болю полягає в тому, що він, як сиг-нал небезпеки, мобілізує організм на боротьбу за самозбереження. Больові від-чуття викликають цілий ряд захисних реакцій, спрямованих на збереження частин тіла або всього організму (рефлекс віддалення від подразника). Під впливом больового сигналу перебудовується робота всіх систем організму і пі-двищується його реактивність. Больове відчуття, як правило, характеризується невиразністю, може бути гострим, тупим, колючим, гнітючим, пекучим, пуль-суючим, пронизливим, стріляючим, ниючим, глухим, миттєвим. На розвиток больових реакцій та відчуттів впливає емоційний стан людини. Реакцію болю різко посилює страх, а агресивність навпаки зменшує реактивність організму;

11) вібраційна чутливість, що реалізує здатність сприймати вібрації тіла людини або його частин в діапазоні від 0,01 до 20000 Гц. Інтенсивна вібра-ція при тривалому впливі зумовлює суттєві зміни діяльності всіх систем органі-зму людини і може викликати захворювання. Найбільш висока чутливість виявлена до частот 200-250 Гц. Їх підвищення чи зменшення приводять до зниження вібраційного відчуття. В цьому випадку амплітуда вібрації міні-мальна і дорівнює 1 мкм. Найбільшу віброчутливість мають кисті рук.

Залежно від специфіки отримання сигналів аналізатори поділяються на зов-нішні, внутрішні та комбіновані.

Структура аналізатора

В принциповому структурному відношенні всі аналізатори однотипні і скла-даються з трьох частин — периферичної, провідникової і центральної. Так, наприклад, зоровий аналізатор складається з ока, зорового нерва та зорового центра, розташованого в потиличній частині кори головного мозку. Розгляне-мо кожну з частин аналізатора більш детально.

1. Рецептор — це специфічне структурне нервове утворення, яке при вза-ємодії з подразником здатне збуджуватись з подальшим перетворенням енергії дії подразника в нервовий імпульс — складне біоелектричне явище кодування інформаційного сигналу. Розрізняють такі основні види рецепторів:

а) фоторецептори — рецептори зорового аналізатора, які розташовані у вис-тилаючій задню половину очного яблука сітківці та налаштовані на сприйня-тя електромагнітних коливань видимого діапазону (від 380 до 780 нм). Фото-сенсорний шар сітківки складається із таких світлочутливих рецепторів, як "палички" (~130 млн.) та "колбочки" (~7 млн.). Паличкоподібні зорові кліти-ни (апарат ахроматичного зору), маючи величезну чутливість, сприймають мінімальну освітленість і позбавлені здатності розрізняти кольори. Вони слу-гують для зорового сприйняття в умовах низької яскравості (сутінковий зір). Колбочкоподібні зорові клітини (апарат хроматичного зору) сприймають ви-сокі рівні яскравості (денний зір) і кольори. Саме завдяки їм людина здатна розрізняти 7 основних кольорів (фіолетовий, синій, блакитний, зелений, жов-тий, помаранчевий, червоний) та близько 150 кольорових відтінків (тонів);

б) хеморецептори — рецептори нюхового і смакового аналізаторів, що реагу-ють на вплив хімічних речовин. У людини нараховується ~10 млн. високос-пеціалізованих нюхових нейросенсорних клітин, що сприймають подразнен-ня від різних пахучих речовин. Вони розташовуються на площі ~2,5 см² в нюховій ділянці слизової оболонки носа, що вистеляє поверхню верхньої но-сової раковини, верхнього носового ходу та верхньої частини носової перего-родки. Фактично нюховий аналізатор людини дозволяє сприймати до 400 найменувань різних запахів. Рецепторами органа смаку людини є смакові ци-булини, які знаходяться в язикових сосочках (~2000). Найбільша частина їх розміщується в слизовій оболонці валикоподібних сосочків, є вони також у

грибоподібних і листоподібних сосочках, м’якому піднебінні та слизовій оболонці надгортанника. Існують чотири види елементарних смакових від-чуттів — солодкого, гіркого, кислого, солоного, а всі інші є їх комбінацією. До різних смакових речовин певні сосочки мають досить чітку спеціалізацію. До солодкого найбільш чутливий кінчик язика, край язика — до кислого та солоного. Корінь язика найбільш чутливий до гіркого. Смакові рецептори приходять в стан збудження лише тоді, коли речовина починає розчинятись на поверхні язика;

в) терморецептори — рецептори температурної чутливості, що реагують на зміну температури в середині організму та в навколишньому середовищі. В шкірі людини є два види рецепторів, один з яких реагує на холод, а другий — на тепло. Загальна кількість точок холоду на тілі людини становить приблизно 250 000, а тепла всього 30 000. На тильній частині кисті щільність розмі-щення холодових і теплових рецепторів становить 7 і 0,5 на см² поверхні, на грудній клітці відповідно — 9 і 0,3 на см²;

г) механорецептори сприймають механічні коливання середовища (рецептори слухового аналізатора, вібраційної чутливості);

д) тактильні рецептори реагують на дотик— складне відчуття, яке виникає при подразненні рецепторів шкіри, зовнішніх поверхонь слизових оболонок та м’язово-суглобового апарату. Механічна дія на шкіру викликає деформацію нервового закінчення, у результаті якого виникає рецепторний потенціал і нер-вовий імпульс. Цей імпульс (або порушення нервового імпульсу), що несе інфо-рмацію подразника, передається до центральної нервової системи, у її вищий ві-діл — кору головного мозку, де і формуються тактильні відчуття. У шкірі дуже багато нервових волокон і нервових закінчень, що розподілені вкрай нерів-номірно і забезпечують різним ділянкам тіла різну чутливість;

е) рецептори вестибулярного аналізатора розташовуються у присінку та 3 півколових каналах внутрішнього вуха. Присінок складається з 2 мішечків — овального і круглого, на внутрішній поверхні яких є рецептори рівноваги (отолітовий апарат) — чутливі рецепторні волоскові клітини, волоси яких занурені в драглисту масу, що містить численні вапняні кристали (отоліти), які утворюють так звану отолітову мембрану. Під дією сили тяжіння чи прискорення мембрана зміщується відносно рецепторних клітин, волоски яких згинаються за нею, збуджуючи клітини. Отолітовий апарат контролює положення тіла відносно вектора гравітації та реагує на прямолінійні прискорення при вертикальних та горизонтальних рухах. 3 півколові канали розташовані у взаємно перпендикулярних площинах та заповнені ендолімфою. На їх внутрішній поверхні розташовані спеціальні чутливі клітини (гребінці), які здатні сприймати подразнення від рухів ендолімфи, зумовлених переміщенням тіла в просторі, реагуючи тим самим на колові та обертальні рухи голови і тулуба.

є) пропріорецептори м’язів та сухожиль налаштовані на сприйняття змін по-ложень частин тіла одна відносно іншої та тонусу м’язів. Людина має 3 види рецепторів кінестетичного (рухового) аналізатора, які сприймають: розтяг-нення м’язів під час їх розслаблення — м’язові веретена, скорочення м’я-зів — сухожильні органи Гольджі, положення суглобів — глибинні рецеп-тори тиску, що обумовлюють так зване "суглобне почуття";

ж) баро- та осморецептори реагують на зміни гідростатичного та осмотичного тиску крові;

з) рецептори болю (вільні нервові закінчення), які збуджуються надмірними механічними, хімічними, температурними та ін. подразниками, що мають ру-йнівний характер. Больові рецептори розміщені в шкірі, м'язах, кістках, внут-рішніх органах. На поверхні шкіри їх ~1 млн. (в середньому ~100/см²). Фак-тично майже немає ділянки, де не було б больових точок, але розташовані во-ни нерівномірно: більше — у пахвовій та паховій ділянках і найменше — на підошвах, долонях, вушних раковинах. Больові рецептори реагують на кон-центрацію простагландинів, що виділяються ушкодженими клітинами. Вони інформують про локалізацію та інтенсивність болю і стимулюють виділення ендорфінів — блокаторів болю. При сильних больових подразненнях поси-люється виділення адреналіну в кров.

Кожен вид рецепторів сприймає тільки один свій вид подразнень. Це зумов-лює надзвичайно високу чутливість рецепторів до адекватних подразників. Да-на чутливість близька до теоретичної межі й у сучасній техніці поки що не досягнута. Кількісною мірою чутливості рецептора є гранична (порогова) інтен-сивність подразника, тобто найменша інтенсивність дії подразника, що приз-водить до збудження рецептора.

2. Провідні нервові шляхи — послідовності сенсорних нейронів і синап-сів (контактів між нервовими клітинами), по яким нервові імпульси передають-ся в задану ділянку кори головного мозку, що відповідає за роботу конкретного аналізатора. Так, наприклад, від кожної "колбочки" та від декількох "паличок” відходить одне нервове зорове волокно, яке в складі зорового нерва досягає зо-рового центру головного мозку.

3. Мозковий центр (кінець) аналізатора — ділянка (зона) кори вели-ких півкуль головного мозку (рис. 3.1), в якій нервові імпульси, що надійшли від даного рецептора, в процесі аналізу і синтезу перетворюються в певні суб’єктивні відчуття. До складу мозкового кінця аналізатора входять ядро та розсіяні по корі головного мозку елементи, які забезпечують нервові зв’язки між різними аналізаторами. Між мозковим центром і відповідними рецептора-ми існує двосторонній зв’язок, що забезпечує саморегуляцію аналізатора.

Рис. 3.1. Розміщення нервових центрів аналізаторів у корі вели-ких півкуль головного мозку.

Ушкодження будь-якої з 3 частин аналіза-тора призводить до втрати здатності розрі-зняти певні подразнення. Крім того, слід вра-ховувати, що хоча за допомогою аналізаторів людина одержує величезний об’єм інформації про навколишній світ, проте у корі головного мозку аналізується й оцінюється не вся інфор-мація, що надходить, а найбільш важлива. Різноманітні вади органів чуття стійко підви-щують імовірність наразитись на небезпе-ку, наприклад, часткова втрата зору, слуху. Хоча дефекти органів чуття можуть мати рі-зну ступінь, проте навіть мінімальний де-фект підвищує імовірність нещасного випа-дку. Також підвищують імовірність нарази-тись на небезпеку порушення зв’язку між се-нсорними та руховими центрами вищих від-ділів нервової системи. Внаслідок них лю-дина не здатна з необхідною швидкістю та точністю реагувати на зовнішні впливи, що сприймаються її органами чуття. Тому пору-шення узгодженості між сенсорними та мо-торними процесами відіграють значну роль у виникненні багатьох нещасних випадків, але можуть бути компенсовані завдяки правиль-ному розподілу уваги.