Возрастная физиология анализаторов общая характеристика сенсорных систем

Учение И. П. Павлова об анализаторах. Восприятие как сложный системный процесс приема и обработки информации осуществляется на основе функционирования специальных сенсорных систем или анализаторов. Эти системы осуществляют превращение раздражителей внешнего мира в нервные сигналы и передачу их в центры головного мозга. На разных уровнях головного мозга сигналы преобразуются и перекодируются. Преобразование сенсорных сигналов в высших отделах центральной нервной системы завершается ощущениями и представлениями, опознанием образов. И. П. Павлов впервые создал представление об анализаторе как о единой системе анализа информации, состоящей из трех взаимосвязанных отделов: периферического, проводникового и центрального.

Рецепторы являются периферическим звеном анализатора. Они представлены нервными окончаниями или специализированными нервными клетками, реагирующими на определенные изменения в окружающей среде. Рецепторы различны по строению, местоположению и функциям. Некоторые рецепторы имеют вид сравнительно просто устроенных нервных окончаний, другие являются отдельными элементами сложно устроенных органов чувств, как, например, сетчатка глаза.

Центростремительные нейроны, проводящие пути от рецептора до коры больших полушарий, составляют проводниковый отдел анализатора. Участки коры больших полушарий головного мозга, воспринимающие информацию от соответствующих рецепторных образований, составляют центральную часть, или корковый отдел, анализатора,

Все части анализатора действуют как единое целое. Нарушение деятельности одной из частей вызывает нарушение функций всего анализатора.

С помощью анализаторов человек познает окружающий мир. Особенно велика роль анализаторов в трудовой деятельности. Если ограничить поступление в центральную нервную систему раздражений с разных органов чувств или полностью исключить их, то наблюдается задержка в развитии мозга, интеллекта.

Анализ воспринимаемых раздражений начинается уже в рецепторной части анализатора. Здесь идет простейший анализ и раздражение трансформируется в процессе возбуждения. Более совершенный анализ происходит в подкорковых образованиях, результатом чего является выполнение сложных врожденных актов (вставание, настораживание, поворот головы к источнику света или звука, поддержание положения тела и др.). Высший, наиболее тонкий анализ осуществляется в коре больших полушарий головного мозга, в корковом отделе анализатора.

Сенсорные системы организма. Среди сенсорных систем организма различают зрительную, слуховую, вестибулярную, вкусовую» обонятельную системы, а также соматосенсорную систему, рецепторы которой расположены в коже и воспринимают прикосновение, давление, вибрацию, тепло, холод, боль; в соматосенсорную систему также поступают импульсы от проприорецепторов, воспринимающих движения в суставах и мышцах. Изучение интерорецепторов, расположенных во всех внутренних органах, путей проведения и переработки поступающих от них сигналов дало основание говорить о так называемой висцеральной сенсорной системе, которая воспринимает различные изменения во внутренней среде организма.

Функциональное созревание сенсорных систем. Различные анализаторные системы начинают функционировать в разные сроки онтогенетического развития. Вестибулярный анализатор как филогенетически наиболее древний созревает еще во внутриутробном периоде. Рефлекторные акты, связанные с активностью этого анализатора (например, изменение положения конечностей при повороте), отмечаются у плодов и глубоко недоношенных детей. Также рано созревает кожный анализатор. Первые реакции на раздражение кожи отмечены у эмбриона в 7,5 недели. Уже на 3-м месяце жизни ребенка параметры кожной чувствительности практически соответствуют таковым взрослого.

Адекватные реакции на раздражения вкусового анализатора наблюдаются с 9—10-го дня жизни. Тонкость дифференцировкй основных пищевых веществ формируется на 3—4-м месяце жизни. До 6-летнего возраста чувствительность к вкусовым раздражителям повышается и в школьном возрасте не отличается от чувствительности взрослого.

Обонятельный анализатор функционирует с момента рождения ребенка. Дифференцировка запахов отмечается на 4-м месяце жизни.

Созревание анализаторных систем определяется развитием всех звеньев анализаторов. Периферические звенья в основном являются сформированными к моменту рождения. Позже других рецепторных образований формируется периферическая часть зрительного анализатора — сетчатка глаза, однако и ее развитие заканчивается к первому полугодию.

Миелинизация нервных волокон в течение первых месяцев жизни обеспечивает значительное увеличение скорости проведения возбуждения. Позже других отделов анализаторов созревают их корковые звенья. Именно их созревание в основном определяет особенности функционирования анализаторных систем в детском возрасте. Наиболее поздно завершают свое развитие области проекции в коре слухового и зрительного анализаторов. Определенная степень их зрелости к моменту рождения создает условия для различения простых зрительных и слуховых стимулов уже в период новорожденности. При изучении движения глаз установлено, что ребенок способен воспринимать элементы предъявляемых изображений с момента рождения. При введении в поле зрения геометрической фигуры движения глаз становятся менее хаотичными, концентрируясь у одной из сторон треугольника или у одного из краев круга. Интересно, что отдельные элементы изображения в раннем младенческом возрасте отождествляются с целостным предметом. Об этом свидетельствуют экспериментальные данные, показавшие, что младенцы, у которых вырабатывался условный рефлекс на целостную конфигурацию, реагировали также на ее компоненты, предъявляемые в отдельности, и только с 16 недель ребенок воспринимал целостную конфигурацию, она становилась эффективным стимулом условной реакции.

По мере созревания внутрикорового аппарата нейронов и их связей, в течение первых лет жизни ребенка анализ внешней информации становится более тонким и дифференцированным, совершенствуется процесс опознания сложных стимулов. Период интенсивного созревания систем наиболее пластичен. Созревание коркового звена анализатора в значительной степени определяется поступающей информацией. Известно, что если лишить организм новорожденного притока сенсорной информации, то нервные клетки проекционной коры не развиваются; в сенсорно обогащенной среде развитие нервных клеток и их синоптических контактов происходит наиболее интенсивно. Отсюда очевидно значение сенсорного воспитания в раннем детском возрасте. Средствами его осуществления являются разнообразные предметы, окружающие ребенка, ярко окрашенные игрушки, привлечение внимания к их форме и цвету.

Функциональное созревание сенсорных систем не заканчивается в раннем детском возрасте. Помимо корковых отделов анализаторов в переработку поступающей информации вовлекаются и другие корковые зоны — ассоциативные отделы, участвующие в опознании стимулов, их классификации, выработке эталонов. Эти структуры созревают в течение длительного периода развития, включая подростковый возраст.

Зрительный и слуховой анализаторы играют особую роль в поззнавательной деятельности, поэтому на особенностях их функционирования в онтогенезе и гигиенических требованиях к их нормальному развитию остановимся подробнее

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Сложность зрительных сигналов, поступающих из внешнего мира, необходимость активного их восприятия обусловила формирование в эволюции сложного оптического прибора. Таким периферическим прибором - периферическим органом зрения является глаз.

Форма глаза шаровидная. У взрослых диаметр его составляет около 24 мм, у новорожденных -около 16 мм. Форма глазного яблока у новорожденных более шаровидная, чем у взрослых

В результате такой формы глазного яблока новорожденные дети в 80-94% случаев обладают дальнозоркой рефракцией. Рост глазного яблока продолжается после рождения

Наружная оболочка глаза - склера, или белочная оболочка Это плотная непрозрачная ткань белого цвета, толщиной около 1 мм. В передней части она переходит в прозрачную роговицу. Склера у детей тоньше и обладает повышенной растяжимостью и эластичностью.

В ресничном теле расположена мышца, связанная с хрусталиком и регулирующая его кривизну.

Хрусталик — это прозрачное эластичное образование, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Хрусталик покрыт прозрачной сумкой; по всему его краю к ресничному телу тянутся тонкие, но очень упругие волокна. Они сильно натянуты и держат хрусталик в растянутом состоянии. Хрусталик у новорожденных и детей дошкольного возраста более выпуклой формы, прозрачен и обладает большей эластичностью.

В центре радужки имеется круглое отверстие — зрачок. Величина зрачка изменяется, отчего в глаз может попадать большее или меньшее количество света. Просвет зрачка регулируется мышцей, находящейся в радужке. Зрачок у новорожденных узкий. В возрасте 6—8 лет зрачки широкие вследствие преобладания тонуса симпатических нервов, иннервирующих мышцы радужной оболочки. В 8—10 лет зрачок вновь становится узким и очень живо реагирует на свет. К 12—13 годам быстрота и интенсивность зрачковой реакции на свет такие же, как у взрослого.

Ткань радужной оболочки содержит особое красящее вещество— меланин. В зависимости от количества этого пигмента цвет радужки колеблется от серого и голубого до коричневого, почти черного. Цветом радужки определяется цвет глаз. При отсутствии пигмента (людей с такими глазами называют альбиносами) лучи света проникают в глаз не только через зрачок, но и через ткань радужки. У альбиносов глаза имеют красноватый оттенок. У них недостаток пигмента в радужке часто сочетается с недостаточной пигментацией кожи и волос. Зрение у таких людей понижено.

Между роговицей и радужкой, а также между радужкой и хрусталиком имеются небольшие пространства, называемые соответственно передней и задней камерами глаза. В них находится прозрачная жидкость. Она снабжает питательными веществами роговицу и хрусталик, которые лишены кровеносных сосудов. Полость глаза позади хрусталика заполнена прозрачной желеобразной массой — стекловидным телом.

Внутренняя поверхность глаза выстлана тонкой (0,2—0,3 мм), весьма сложной по строению оболочкой — сетчаткой, или ретиной. Она содержит светочувствительные клетки, названные из-за их формы колбочками и палочками. Нервные волокна, отходящие от этих клеток, собираются вместе и образуют зрительный нерв, который направляется в головной мозг. У новорожденных детей палочки в сетчатке дифференцированы, число колбочек в желтом пятне (центральная часть сетчатки) начинает возрастать после рождения и к концу первого полугодия морфологическое развитие центральной части сетчатки заканчивается.

Оптическая система глаза. Поступающие в глаз световые лучи, прежде чем они попадут на сетчатку, проходят через несколько преломляющих сред. К ним относятся роговица, водянистое вещество передней и задней камер глаза, хрусталик и стекловидное тело. Каждая из этих сред имеет свой показатель преломляющей силы. Преломляющая сила выражается в диоптриях (Д). Одна диоптрия — это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 1 м. Преломляющая сила глаза в целом равна 59 Д при рассматривании далеких предметов и 70,5 Д при рассматривании близких предметов.

Глаз — чрезвычайно сложная оптическая система, и для упрощения была предложена такая модель глаза, в которой одна выпуклая поверхность дает суммарный эффект преломления лучей во всей сложной оптической системе глаза. Изображение на сетчатке получается действительным, уменьшенным и обратным.

Ребенок в первые месяцы после рождения путает верх и низ предмета. Если такому ребенку показать горящую свечу, то он, стараясь схватить пламя, протянет руку не к верхнему, а к нижнему концу свечи. То обстоятельство, что мы видим предметы не в их перевернутом изображении, а в их естественном виде, объясняется жизненным опытом и взаимодействием анализаторов.

Аккомодация. Чтобы рассматриваемый предмет был ясно виден, надо, чтобы лучи от всех его точек попали на заднюю поверхность сетчатки, т. е. были здесь сфокусированы.

Когда человек смотрит вдаль, предметы, расположенные на близком расстоянии, кажутся расплывчатыми, они не в фокусе. Если глаз фиксирует близкие предметы, неясно видны отдаленные.

Попробуйте одновременно одинаково ясно увидеть шрифт книги через марлевую сетку и саму марлевую сетку. Это вам неудастся, так как предметы расположены от глаза на разном расстоянии.

Глаз способен приспосабливаться к четкому видению предметов, находящихся от него на различных расстояниях. Эту способность глаза называют аккомодацией. Аккомодация осуществляется путем изменения кривизны хрусталика. При рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым, благодаря чему лучи от предметов сходятся на сетчатке.

Хрусталик посредством цинковой связки соединен с мышцей, располагающейся широким кольцом позади корня радужной оболочки. Благодаря деятельности этой мышцы хрусталик может менять свою форму, становиться более или менее выпуклым и соответственно сильнее или слабее преломлять попадающие в глаз лучи света.

При рассматривании предметов, находящихся на далеком расстоянии, ресничная мышца расслаблена, а связки, прикрепленные преимущественно к передней и задней поверхности капсулы хрусталика, в это время натянуты, что вызывает сдавливание хрусталика спереди назад и его растягивание. Поэтому при смотрении вдаль кривизна хрусталика и, следовательно, преломляющая сила его становятся наименьшими.

При приближении предмета к глазу происходит сокращение ресничной мышцы, связка расслабляется. Это прекращает сдавливание и растягивание хрусталика. Вследствие эластичности хрусталик становится более выпуклым и его преломляющая сила увеличивается.

При смотрении вдаль радиус кривизны передней поверхности хрусталика 10 мм, а при наибольшем напряжении аккомодации, т. е. при четком видении максимально приближенного к глазу предмета, радиус кривизны хрусталика составляет 5,3 мм.

Аккомодация глаза начинается уже тогда, когда предмет находится на расстоянии около 65 м от глаза. Отчетливо выраженное сокращение ресничной мышцы начинается на расстоянии предмета от глаза 10 и даже 5 м. Если предмет продолжает приближаться к глазу, аккомодация все более усиливается и, наконец, отчетливое видение предмета становится невозможным. Наименьшее расстояние от глаза, на котором предмет еще отчетливо виден, называется ближайшей точкой ясного видения. У нормального глаза дальняя точка ясного видения лежит в бесконечности.

С возрастом аккомодация изменяется. В 10 лет ближайшая точка ясного видения находится на расстоянии менее 7 см от глаза, в 20 лет — 8,3 см, в 30 лет—11 см, в 40 лет — 17 см, в 50 лет —50 см, в 60—70 лет она приближается к 80 см.

Преломляющие свойства, или рефракция, обеспечивают фокусирование изображения на сетчатке. Для четкого изображения необходимо, чтобы параллельные лучи от изображения сходились на сетчатке. Существуют два основных вида аномалии рефракции— дальнозоркость и близорукость.

Дальнозоркость. Дальнозоркость является следствием короткой продольной оси глаза. Она бывает связана либо с неправильной формой глаза (укороченное глазное яблоко), либо с неправильной кривизной роговицы или хрусталика. В этих случаях изображение фокусируется сзади глаза.

На сетчатке при этом получается расплывчатое изображение предмета. Для перемещения изображения на сетчатку дальнозоркий глаз должен усилить свою преломляющую способность за счет увеличения кривизны хрусталика уже при рассматривании отдаленных предметов. Еще большее напряжение аккомодации потребуется для ясного видения близко расположенных предметов. Если аккомодация не в состоянии обеспечить получение на сетчатке дальнозоркого глаза четких изображений рассматриваемых предметов, необходимы очки с собирательными двояковыпуклыми стеклами, придающими проходящим через них лучам сходящееся направление.

Близорукость. В близоруком глазу параллельные лучи, идущие от далеких предметов, пересекаются впереди сетчатки, не доходя до нее. Это может быть связано со слишком длинной продольной осью глаза (больше 22,5—23,0 мм) или с большей, чем нормальная, преломляющей силой среды глаза (кривизна хрусталика больше). Такому глазу, преломляющая способность которого и без того велика, аккомодация помочь не в состоянии. Близорукий глаз хорошо видит только расположенные близко предметы. При близорукости назначают очки с рассеивающими двояковогнутыми стеклами, которые превращают параллельные лучи в расходящиеся. Близорукость в большинстве случаев врожденная, однако она увеличивается в школьном возрасте от младших классов к старшим.

В тяжелых случаях близорукость сопровождается изменениями сетчатки, что ведет к падению зрения и даже отслоению сетчатки. Поэтому своевременное ношение очков школьниками, страдающими близорукостью, является обязательным.

О степени дальнозоркости или близорукости судят по оптической силе стекла, которое, будучи приставленным к глазу в условиях покоя аккомодации, так изменяет направление падающих в него параллельных лучей, что они пересекаются на сетчатке. Оптическую силу стекол измеряют в диоптриях.

У новорожденных глаза, как правило, дальнозоркие. По мере роста ребенка размер глазного яблока увеличивается. К 9—12 годам у большинства детей глаза становятся соразмерными.

Однако у части детей шаровидная форма глаза может измениться, стать удлиненной. Задний отдел глазного яблока растягивается, сетчатка соответственно отодвигается. Получающиеся в таких глазах изображения отдельных предметов перестают совпадать с сетчаткой и теряют отчетливость. Глаза становятся близорукими. Если глазное яблоко продолжает удлиняться, то продолжает увеличиваться и степень близорукости. В таких случаях говорят, что близорукость прогрессирует. По данным Института физиологии детей и подростков АПН СССР, в I классе среди детей 7—8 лет число близоруких от 2 до 5%, а в VII классе это число доходит до 16%.

Чем проявляет себя начало развития близорукости? Школьник заявляет, что он стал плохо видеть написанное на классной доске, просит пересадить его на первые парты. При чтении он приближает книгу к глазам, сильно склоняет голову во время письма, в кино или театре стремится занять место поближе к экрану или сцене.

Для близоруких характерно прищуривание глаз при рассматривании предметов. Стремление чрезмерно приблизить рассматриваемый объект к близоруким глазам, чтобы сделать его изображение на сетчатке более четким, требует значительной нагрузки на мышечный аппарат глаза. Нередко мышцы не справляются с такой напряженной работой и один глаз отклоняется в сторону виска или носа. Возникает косоглазие.

При неосложненном близорукости очки нередко восстанавливают полную остроту зрения. Прогрессирующая близорукость может привести к серьезным необратимым изменениям в глазу.

Близорукость обычно развивается под влиянием длительной и беспорядочной зрительной работы на близком расстоянии. Развитию близорукости способствуют недостаточное освещение рабочего места, неправильная посадка при чтении, письме, мелкий шрифт книг с неясной и бледной печатью.

Рахит, туберкулез, ревматизм и другие общие заболевания могут стать причиной растяжения глазного яблока, но чаще всего они создают благоприятную почву для развития близорукости.

Астигматизм. К аномалии рефракции относят и астигматизм — невозможность схождения всех лучей в одной точке. Астигматизм является следствием неодинаковой кривизны роговицы в различных ее меридианах. Если больше преломляет вертикальный меридиан, астигматизм прямой, если горизонтальный — обратный.

Нормальные глаза тоже имеют небольшую степень астигматизма так как поверхность роговицы не строго сферическая пои рассмотрении с расстояния наилучшего видения диска с нанесении-ми на него концентрическими кругами наблюдается незначительное сплющивание кругов. Резкие степени астигматизма нарушТю-щие зрение, исправляются при помощи цилиндрических стекол которые располагаются по соответствующим меридианам ^

Острота зрения. Острота зрения отражает способность оптической системы глаза строить четкое изображение на сетчатке Она измеряется путем определения наименьшего расстояния между двумя точками, достаточного для того, чтобы они не сливались, чтобы лучи от них попадали на разные рецепторы сетчатки.

Острота зрения у детей с нормальной рефракцией увеличивается с возрастом. Так, в 4-5 лет она в среднем равна 080% в 5-6 лет-0,86%, в 7-8 лет-0,91%. В возрасте от 10 до 15 лет острота зрения повышается от 0,98 до 1,15.

Пространственное зрение. Видение пространства и ориентировка в пространстве совершенствуются в процессе онтогенеза И. М. Сеченов придавал большое значение в развитии пространственного зрения формированию координированных движений зрительного аппарата. Он считал, что благодаря глазным движениям ребенок учится различать в зрительной картине взаимное расположение частей. Важным фактором, обеспечивающим восприятие пространства, является бинокулярное зрение — зрение двумя глазами. Оно позволяет ощущать рельефные изображения предметов, видеть глубину и определять расстояние предмета от глаза при рассматривании предметов левым и правым глазом.

Глубинное зрение совершенствуется с возрастом. Исследование остроты глубинного зрения в возрастном диапазоне от 6 до 17 лет показало наиболее интенсивный ее рост к 9 годам. В 16—17 лет этот показатель такой же, как у взрослого. Способность к стереоскопическому восприятию двойных изображений, формируясь постепенно, достигает максимальных значений в юношеском возрасте. Начиная с 40 лет область стереоскопического восприятия несколько уменьшается.

Для проведения всех этих работ учащиеся обеспечиваются: соответственно их росту (высота рабочей поверхности от площади пола) рабочими местами, достаточными по площади и освещенности; защитными очками, необходимыми во время рубки металла и работы на токарном, фрезерном, сверлильном станках; приспособлениями, обеспечивающими правильную уборку рабочего места после работы.

Во время посевных и уборочных работ, к которым привлекаются учащиеся в порядке общественно полезного, производительного труда, также обязательна защита глаз специальными очками от ветра, пыли, соломы, остей злаков.

Профилактика близорукости. Преобладающим видом рефракции (искривления лучей при переходе через все слои глаза, преимущественно через хрусталик) в период детства является гиперметропия (дальнозоркость). Частота же эмметропии (нормальная рефракция) и миопии (близорукость) очень мала. В последующие возрастные периоды, по мере воспитания и обучения детей и подростков, частота гиперметропии снижается, а эмметропии и миопии возрастает. По сравнению с начальным периодом обучения к окончанию школы распространенность близорукости увеличивается в 5 раз.

Дефицит света существенным образом влияет на формирование и прогрессирование близорукости. Наибольшая частота близорукой рефракции у детей и подростков, длительно проживающих в условиях Заполярья, при постоянном искусственном освещении в период полярной ночи, наблюдалась в тех школах, где уровень освещенности на рабочих местах в учебных помещениях был в 5—10 раз ниже гигиенических нормативов—150 и 300 лк (люкс) соответственно при искусственном освещении от лампы накаливания и люминесцентных источников света.

Острота зрения и устойчивость ясного видения у учащихся существенно снижаются от начала к окончанию уроков, и это снижение тем резче, чем ниже уровень освещенности (рис. 20).

С повышением уровня освещенности у детей и подростков увеличивается быстрота различения, возрастает скорость чтения. Очень низкая освещенность (порядка 30 лк) влечет падение устойчивости ясного видения почти на 70%, тогда как снижение этой функции при освещенности рабочей поверхности в 200 лк не превышает 15%. В результате зрительной, умственной работы и трудовой деятельности острота зрения в условиях освещенности, равной 30 лк, начинает снижаться у школьников уже после первого урока и к пятому падает на 22% по сравнению с уровнем до начала занятий. Если же занятия проходят при освещенности 100 лк, то острота зрения от первого к третьему уроку у учащихся повышается, а снижение к концу занятий не достигает исходного утреннего уровня.

Уровень освещенности существенным образом сказывается и на качестве работы, выполняемой учащимися. При освещенности рабочих мест в 400 лк количество безошибочных работ составляло 74%, при освещенностях же 100 лк и 50 л к — соответственно 47 и 37%.

Параллельно улучшению зрительных функций в связи с повышением освещенности помещений у нормально слышащих детей и подростков обостряется острота слуха, что также благоприятствует работоспособности организма, положительно сказывается на качестве работы. Порог слышимости при освещенности в 150 лк обостряется у школьников до 17 дб, а диктанты, написанные ими, оказываются неизменно качественнее. Так, число слов, пропущенных и неправильно записанных учащимися в диктантах, выполненных при уровне освещенности в 150 лк, на 47% меньше, чем в аналогичных диктантах, проведенных при освещенности в 35 лк.

Значимым фактором в снижении остроты зрения, развитии и прогрессировании у учащихся близорукости от младших к старшим классам, при достаточных уровнях освещенности в учебных помещениях и выдержанности в нормативных пределах других параметров световой обстановки, оказывается учебная нагрузка, ее продолжительность в течение дня, непосредственно связанная с необходимостью рассматривания объекта на близком и дальнем расстоянии. Рассмотрение объекта на близком расстоянии занимает у учащихся около 32% времени в IV классе, 67—68%— соответственно в VII и X классах. Значительно меньше времени (18—26%) приходится на рассматривание объекта на расстоянии 3—8 м. В школах математического и радиотехнического про--филей, а также с преподаванием ряда предметов на иностранном языке среди подростков, юношей и девушек миопия регистрируется чаще, чем среди учащихся массовых школ.

Существенно выраженной оказывается у детей и подростков взаимосвязь между частотой близорукой рефракции, состоянием фосфорно-кальциевого обмена и продолжительностью ежедневного воздействия на организм ультрафиолетовых лучей. У учащихся, мало или совсем не бывающих на воздухе в околополуденное время, когда интенсивность ультрафиолетовой радиации максимальна, нарушается фосфорно-кальциевый обмен. Вследствие этого претерпевает изменение тонус глазных мышц. Слабость этих мышц у детей и подростков при высокой зрительной нагрузке и недостаточной освещенности способствует развитию близорукости и ее прогрессированию.

Предупреждение расстройств зрения у детей и подростков диктует необходимость нивелирования причин и условий, которые способствуют нарушению рефракции, снижению остроты зрения и другим его изменениям.

Миопическая рефракция от 3,25 Д и выше при остроте зрения с коррекцией от 0,5 до 0,9 является основанием для отнесения детей и подростков к III и IV группам здоровья, т. е. больным. Такие учащиеся занимаются физической культурой только по специальной программе, им противопоказано выполнение работ по горячей и холодной обработке металла, а также работ, связанных с подъемом тяжестей или длительным пребыванием в согнутом положении с наклоненной головой.

При любом виде отклонения зрения у детей и подростков (острота зрения, рефракция, светоощущение, цветоощущение, поле зрения и другие изменения) требуется особое внимание и строгое выполнение в процессе воспитания и обучения всех предписаний врача-окулиста. При миопии слабой и средней степени, ги-перметропии, астигматизме учащиеся осматриваются окулистом один раз в год, а в случаях высокой степени миопии (более 6,0 Д) —два раза в год.

Освещение учебных помещений. Динамика работоспособности и зрительных функций оказывается в равных уровнях освещенности более благоприятной при люминесцентном освещении, нежели при освещении лампами накаливания. Освещение учебных помещений наиболее благоприятно влияет на зрительные функции и работоспособность тогда, когда оно равномерно рассеянно. Неравномерное естественное и искусственное освещение, с блескостью рабочих мест, отрицательно влияет на зрительные функции и снижает работоспособность школьников. Благоприятные изменения в зрительных функциях и работоспособности школьников под влиянием уроков труда оказываются тем существеннее, чем выше была освещенность рабочих мест. Эту закономерность проявляют все зрительные функции, наиболее значительно улучшавшиеся у школьников после работы в условиях освещенности рабочих мест, равной 250 лк и более. Окраска помещения, мебели и рабочего оборудования в светлые, теплые тона при одной и той же мощности источников света намного повышает уровень освещенности помещений и уже этим оказывает положительное влияние на зрительные функции и работоспособность.

Вместе с тем резкий солнечный свет и длительная инсоляция неблагоприятно сказываются на состоянии зрительных функций и на работоспособности учащихся. Яркий, слепящий солнечный свет снижает эффективность уроков. Такие неблагоприятные световые условия создаются в случае неправильной ориентации окон учебных помещений по сторонам света и при отсутствии каких-либо солнцезащитных приспособлений, особенно при чрезмерно увеличенной светонесущей поверхности окон (при применении ленточного остекления).

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

Основные функции. Слуховой анализатор — это второй по значению анализатор в обеспечении адаптивных реакций и познавательной деятельности человека. Его особая роль у человека связана с членораздельной речью. Слуховое восприятие — основа членораздельной речи. Ребенок, потерявший слух в раннем детстве, утрачивает и речевую способность, хотя весь артикуляционный аппарат у него остается ненарушенным.

Орган слуха. Слуховые рецепторы находятся в улитке внутреннего уха, которая расположена в пирамиде височной кости. Звуковые колебания передаются к ним через целую систему вспомогательных образований, обеспечивающих совершенное восприятие звуковых раздражений. Орган слуха человека состоит из трех частей — наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Наружное ухо служит для улавливания звуков. Определение направления звука у человека связано с так называемым бинауральным слухом, т. е. со слышанием двумя ушами. Всякий звук, идущий сбоку, поступает в одно ухо раньше на несколько долей миллисекунды, чем в другое (в зависимости от местоположения источника звука). Разница во времени прихода звуковых волн, воспринимаемых левым и правым ухом, дает возможность человеку определить направление звука. Если у человека одно ухо поражено и не функционирует, то он определяет направление звука поворачивая голову.

На границе между наружным и средним ухом находится барабанная перепонка. Это тонкая соединительнотканная пластинка (ее толщина около 0,1 мм), которая снаружи покрыта эпителием, а изнутри слизистой оболочкой. Барабанная перепонка расположена наклонно и начинает колебаться, когда на нее падают со стороны наружного слухового прохода звуковые колебания. И так как барабанная перепонка не имеет собственного периода колебаний, то она колеблется при всяком звуке соответственно его длине волны.

Среднее ухо представлено барабанной полостью, имеющей неправильную форму в виде маленького плоского барабана, на который туго натянута колеблющаяся перепонка, и слуховой трубой. Внутри полости среднего уха расположены сочленяющиеся между собой слуховые косточки — молоточек, наковальня и стремечко. Внутреннее ухо отделено от среднего перепонкой овального окна.

Система слуховых косточек обеспечивает увеличение давления звуковой волны при передаче с барабанной перепонки на перепонку овального окна примерно в 30—40 раз. Это очень важно, так как даже слабые звуковые волны, падающие на барабанную перепонку, в результате оказываются способными преодолеть сопротивление мембраны овального окна и передать колебания во внутреннее ухо, трансформируясь там в колебания жидкости — эндолимфы.

Барабанная полость соединена с носоглоткой при помощи слуховой, или евстахиевой, трубы длиной 3,5 см и шириной всего 2 мм. Труба поддерживает одинаковое давление на барабанную перепонку снаружи и изнутри, что создает наиболее благоприятные условия для ее колебания. Проход воздуха в барабанную полость происходит во время акта глотания и зевания, когда открывается просвет трубы и давление в глотке и барабанной полости выравнивается.

Внутреннее ухо расположено в каменистой части височной кости и представляет собой костный лабиринт, внутри которого находится перепончатый лабиринт из соединительной ткани. Перепончатый лабиринт как бы вставлен в костный лабиринт и в общем повторяет его форму. Между костным и перепончатым лабиринтами имеется жидкость — перилимфа, а внутри перепончатого лабиринта — эндолимфа.

В стенке, отделяющей среднее ухо от внутреннего, кроме овального окошка имеется еще круглое окно, которое делает возможным колебание жидкости.

Костный лабиринт состоит из трех частей: в центре — преддверие, спереди от него находится улитка, а сзади — полукружные каналы. Костная улитка — спирально извивающийся канал, образующий два с половиной оборота вокруг стержня конической формы. Диаметр костного канала у основания улитки 0,04 мм, а на вершине 0,5. От стержня отходит костная спиральная пластинка, которая делит полость канала на две части, или лестницы.

Внутри среднего канала улитки, в улитковом ходе, находится звуковоспринимающий аппарат — спиральный, или кортиев, орган. Кортиев орган имеет базилярную (основную) пластинку, которая состоит примерно из 24 тыс. тонких фиброзных волоконец различной длины, очень упругих и слабо связанных друг с другом. Вдоль основной пластинки в 5 рядов располагаются опорные и волосковые чувствительные клетки, которые являются собственно слуховыми рецепторами.

Механизм восприятия звука. Для слухового анализатора адекватным раздражителем является звук. Звуковые волны возникают как чередование сгущений и разрежений воздуха, которые распространяются во все стороны от источника звука. Все вибрации воздуха, воды или другой упругой среды распадаются на периодические (тоны) и непериодические (шумы). Если их записать, то тоны имеют правильную, четкую, ритмическую форму, шумы — неправильную, сложную. Тоны бывают высокие и низкие, последним соответствует меньшее число колебаний в секунду.

Основной характеристикой каждого звукового тона является длина звуковой волны, которой соответствует определенное число колебаний в секунду. Длину звуковой волны определяют расстоянием, которое проходит звук в секунду, деленным на число полных колебаний, которое совершает звучащее тело в секунду. Чем больше число колебаний, тем короче длина волны. У высоких звуков волна короткая, измеряемая в миллиметрах, у низких — длинная, измеряемая метрами.

Высота звука определяется его частотой, или числом волн за 1 с. Частота измеряется в герцах (Гц). 1 Гц соответствует одному полному колебанию в секунду. Чем больше частота звука, тем звук выше. Сила звука пропорциональна амплитуде колебаний звуковой волны и измеряется в децибелах.

Самый высокий звук, который мы в состоянии услышать, имеет 20 тыс. колебаний в секунду (20 тыс. Гц), самый низкий — 12—24 Гц. У детей верхняя граница слуха достигает 22 тыс. Гц, у пожилых людей она ниже — около 15 тыс. Гц.

Звук характеризуется тембром, или окраской. Каждый источник звука, будь то струна скрипки, медная труба или деревянная пластинка, наряду с основным колебанием производит целый ряд других, дополнительных колебаний. Звуку каждого инструмента сопутствуют дополнительные колебания — обертоны. Обертон — звук, число колебаний которого в 2, 4, 8 и т. д. раз превосходит число колебаний основного тона. В зависимости от того, какой из обертонов сильнее выражен, звук инструмента получает свою особую «окраску», которую можно узнать среди массы других звуков. То же самое относится и к звукам человеческого голоса. Каждый человек имеет свой особый индивидуальный тембр, свои обертоны, свою окраску голосового звука, по которому его можно узнать, даже не видя его лица.

Наибольшей возбудимостью- обладает ухо к звукам с частотой колебаний в пределах от 1000 до 4000 Гц. Ниже 1000 и выше 4000 Гц возбудимость уха сильно понижается.

Воздушные звуковые волны, попадая в наружный слуховой проход, вызывают колебания барабанной перепонки. Далее колебания барабанной перепонки передаются через среднее ухо. Система слуховых косточек, действуя как рычаг, усиливает звуковые колебания и передает их жидкости, находящейся между костным и перепончатым лабиринтами улитки. При распространении звуковых волн в улитке смещается основная мембрана, и ее колебания вызывают перемещение ресничек волосковых клеток. В результате этого возникает рецепторный потенциал, возбуждающий окончания нервных волокон. Колебания основной мембраны зависят от высоты звука. Эластичность ее на разных отрезках не одинакова (рис. 24). Ближе к овальному окну мембрана уже и жестче, дальше — шире и эластичнее. Поэтому ее более узкие участки восприимчивы к высоким частотам, более широкие — к низким. От высоты звука зависит, какой участок мембраны ответит на этот звук колебанием наибольшей амплитуды. Соответственно на звуки разной частоты реагируют разные волосковые клетки. Клетки, реагирующие на высокие тоны, расположены на узкой, туго натянутой части основной мембраны, вблизи овального окна; рецепторы низких звуков — на широких, менее туго натянутых отрезках мембраны. Это проверено в опытах на собаках. Если у собак разрушить улитку в области основания, то исчезают условные рефлексы на высокие тоны, если разрушить верхушку улитки — исчезают условные рефлексы на низкие тоны. Разрушение средней части улитки приводит к выпадению рефлексов на средние тоны. Следовательно, анализ различения звука происходит уже на уровне рецепторов. Сила звука, измеряемая в децибелах, кодируется числом возбужденных нейронов и частотой их импульсации. Пороги возбуждения внутренних и наружных рецепторных клеток не одинаковы. Возбуждение внутренних волосковых клеток возникает при большой интенсивности звука, наружных— при меньшей. В зависимости от интенсивности звука меняется соотношение возбуждения внутренних и наружных волосковых клеток. Возникшее возбуждение по нервным волокнам через систему переключательных ядер передается в слуховую кору, где соотносятся частота и сила звуковых стимулов и осуществляется распознавание сложных звуков. Смысл услышанного интерпретируется в ассоциативных корковых зонах.

Таким образом, информация, содержащаяся в звуковом стимуле, в виде нейронного возбуждения проходит по различным уровням слуховой системы. При этом различные типы нейронов выделяют специфические свойства звуковых стимулов.

При длительном действии сильных звуков возбудимость звукового анализатора понижается, а при длительном пребывании в тишине возбудимость возрастает. Это адаптация. Наибольшая адаптация наблюдается в зоне более высоких звуков.

Чрезмерный шум не только ведет к снижению слуха, но и вызывает психические нарушения у людей. Реакция на шум может проявляться в изменении деятельности внутренних органов, но особенно сердечно-сосудистой системы. При сильном шуме снижается работоспособность человека. Специальными опытами на животных доказана возможность появления «акустического шока» и «акустических судорог», иногда смертельных.

Возрастные особенности слухового анализатора. Восприятие звуков отмечается даже у плода в последние месяцы внутриутробной жизни. Новорожденные и дети грудного возраста осуществляют элементарный анализ звуков. Они способны реагировать на изменение высоты, силы, тембра и длительности звука. Дифференцирование качественно различных звуков (например, звука органной трубы и колокольчика) возможно уже на 2—3-м месяце жизни. Однородные звуки, отличающиеся лишь высотой тона, дифференцируются с 3-го месяца. В период от 3 до 6—7 месяцев различительная чувствительность слухового анализатора существенно возрастает: 3-месячные дети дифференцируют звуки, отличающиеся на 1!/2 тона, 7-месячные на 1—2 и даже 3Д и 1/2 музыкального тона. Пороги слышимости также заметно изменяются с возрастом. Наименьшая величина порогов слышимости, т. е. наибольшая острота слуха, свойственна подросткам и юношам (14—19 лет). Изменяются с возрастом и пороги слышимости речи. У детей 6—9 лет порог слышимости 17—24 дБА для высокочастотных слов и 19—24 для низкочастотных. У взрослых — 7—10 дБА для низкочастотных слов. У детей по сравнению со взрослыми острота слуха на слова понижена больше чем на тон. В развитии слуха у детей большое значение имеет общение со взрослыми.

У детей надо развивать слух слушанием музыки, обучением игре на музыкальных инструментах, пением. Во время прогулок следует приучать детей слушать шум леса, пение птиц, шорох листьев, плеск моря.

Для слуха детей вредны чрезмерно сильные звуки. Это может привести к стойкому снижению слуха и даже полной глухоте.

Гигиена слуха — система мер, направленная на охрану слуха, создание оптимальных условий для деятельности слухового анализатора, способствующих нормальному его развитию и функционированию.

Различают специфическое и неспецифическое действие шума на организм человека. Специфическое действие проявляется в разной степени нарушения слуха, неспецифическое — в разного рода отклонениях со стороны ЦНС, вегетативной реактивности, в эндокринных расстройствах, функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы и пищеварительного тракта.

У лиц молодого и среднего возраста уровни шума в 90 дБА, воздействуя в течение часа, понижают возбудимость клеток коры головного мозга, ухудшают координацию движений, отмечается снижение остроты зрения, устойчивости ясного видения и чувствительности к оранжевому цвету, удлиняется латентный период зрительно- и слухомоторной реакции, нарастает частота срывов дифференцировочной реакции. При такой же длительности работы в условиях воздействия шума в 96 дБА наблюдаются еще более резкое нарушение корковой динамики, фазовые состояния, запредельное торможение, расстройство вегетативной реактивности. Ухудшаются показатели мышечной работоспособности (выносливости, утомляемости) и проявляются частые изменения ее по неблагоприятным типам, снижается производительность труда. Труд в условиях воздействия шума в 120 дБА через 4—5 лет может вызвать нарушения, характеризующиеся астеническими неврастеническими проявлениями. Появляются раздражительность, головные боли, бессонница, расстройства эндокринной системы. Выраженными оказываются и изменения со стороны сердечно-сосудистой системы: нарушается тонус сосудов и ритм сердечных сокращений, возрастает или понижается артериальное давление.

Специфическое действие шума сказывается на состоянии слуха. Повышается порог слышимости, снижается как костная, так и воздушная проводимость. При стаже работы в 5—6 лет часто развивается профессиональная тугоухость. У трактористов понижение слуха, шум в ушах и головные боли стойко держатся на протяжении 0,5—2 ч по окончании рабочего дня. По мере увеличения срока работы функциональные отклонения перерестают в невриты слухового нерва, которые при стаже работы в 5 лет встречаются в 1,2%, а при стаже работы более 12 лет — в 6,9% случаев.

Достаточно пробыть всего 6 ч в зоне шума 90 дБА, чтобы снизилась острота слуха (90 дБА — шум, испытываемый пешеходом на сильно загруженной транспортом улице).

На взрослых и особенно детей чрезвычайно отрицательно воздействие (неспецифическое и специфическое) шума высокой громкости в помещениях, где включены на полную мощность радиоприемники, телевизоры, магнитофоны.

Весьма ощутимо влияние шума на детей и подростков. Изменения функционального состояния слухового и других анализаторов наблюдаются у детей и подростков при меньшей громкости и частотности шума. Изменения существенны под воздействием «школьного» шума.

Значение речи учителя для слухового восприятия. Негромкая, ясная, небыстрая речь учителя, эмоционально окрашенная, способствует наилучшему ее слуховому восприятию учащимися и усвоению учебного материала. Слова следует произносить четко. Монотонная речь учителя способствует возникновению у учащихся дремотного состояния, во время которого учебный материал воспринимается с трудом. Речь учителя должна быть живой, богатой разнообразными интонациями, образной и как можно чаще адресоваться к зрительному воображению учащихся. С образом и действием необходимо связывать, особенно у начинающих обучение, не только слова, но и числа. Ребенок б—7 лет не может усвоить цифры-символы до тех пор, пока он не представит себе обозначаемое количество предметов.