Фізіологічне підґрунтя відчуттів

Відчуття виникає як реакція нервової системи на той чи інший подразник.Фізіологічною основою відчуття є нервовий процес, що виникає при дії подразника на адекватний йому аналізатор.

Відчуття має рефлекторний характер; фізіологічно його забезпечує аналізаторна система. Аналізатор – нервовий апарат, який здійснює функцію аналізу і синтезу подразників, котрі прийшли з зовнішнього і внутрішнього середовища організму.

АНАЛІЗАТОРИ – це органи людського тіла, які аналізують навколишню дійсність і виокремлюють у ній ті чи інші різновиди психоенергії.

Ведучи мову про аналізатори, слід мати на увазі дві обставини. По-перше, ця назва не цілком точна, бо аналізатор забезпечує не тільки аналіз, а й синтез подразників у відчуття та образи. По-друге, аналіз і синтез можуть відбуватися поза свідомим контролем цих процесів з боку людини. Більшість подразників вона відчуває, переробляє, але не усвідомлює.

Поняття аналізатора ввів І.П. Павлов. Аналізатор складається з трьох частин:

• периферійний відділ – рецептор, що перетворює певний вид енергії на нервовий процес;

• аферентні (доцентрові) шляхи, що передають збудження, яке виникло в рецепторі у розташованих вище центрах нервової системи, і еферентні (відцентрові), за яким імпульси з розташованих вище центрів передаються до нижчих рівнів;

• підкіркові та кіркові проективні зони, де відбувається переробка нервових імпульсів із периферійних відділів.

Історично так склалося, що ті аналізаторні системи, рецепторна частина яких (представлена з погляду анатомічної) існує у вигляді окремих зовнішніх органів (ніс, вухо, тощо), називають органами чуття. Зір, слух, нюх, дотик і смак виокремив ще Арістотель. Насправді різновидів відчуттів значно більше. Значна частина фізичних впливів набуває прямого життєвого значення для живих істот або ж останні їх просто не сприймають. Для деяких впливів, які трапляються на Землі в чистому вигляді і в кількості, загрозливій для життя людини, у неї просто немає відповідних органів чуття. Таким подразником є, наприклад, радіація. Людині не дано також свідомо сприймати, відображати у формі відчуттів ультразвуки, світлові промені, довжина хвиль яких виходить за межі доступного діапазону.

Аналізатор становить вихідну і найважливішу частину всього шляху нервових процесів, або рефлекторної дуги.

Рефлекторна дуга = аналізатор + ефектор.

Ефектором є моторний орган (певний м’яз), до якого надходить нервовий імпульс із центральної нервової системи (мозку). Взаємозв’язок елементів рефлекторної дуги забезпечує основу орієнтування складного організму в навколишньому середовищі, діяльність організму залежно від умов його існування.

Для виникнення відчуття недостатньо, щоб організм зазнавав відповідного впливу матеріального подразника, необхідна ще й певна робота самого організму.

У кірковому відділі кожного аналізатора є ядро, тобто центральна частина, де сконцентровано основну масу рецепторних клітин, і периферія, що складається з розсіяних клітинних елементів, які в тій або іншій кількості розташовані на різних ділянках кори. Ядро аналізатора, як зазначав І.П. Павлов, здійснює тонкий аналіз і синтез збуджень, що надходять від рецептора. За його допомогою подразники диференціюють за їх особливостями, якістю та інтенсивністю.

Рецепторні клітини ядерної частини аналізатора містяться в тій ділянці кори головного мозку, куди входять доцентрові нерви від рецептора. Розсіяні (периферичні) елементи певного аналізатора входять у ділянки, суміжні з ядрами інших аналізаторів. Тим самим забезпечується участь в окремому акті відчуття значної частки кори головного мозку. Ядро аналізатора виконує функцію тонкого аналізу і синтезу, наприклад, диференціює звуки за висотою. Розсіяні елементи пов’язані з функцією грубого аналізу, наприклад, розрізнення музичних звуків і шумів, нечітке розрізнення кольорів, запахів.

Певним клітинам периферичних відділів аналізатора відповідають певні ділянки кіркових клітин. Просторово різними точками в корі представлено, наприклад, різні точки сітківки; просторово різним розташуванням клітин представлено в корі й орган слуху. Те саме стосується й інших органів чуття.

Численні досліди, проведені методами штучного подразнення, дозволяють на даний час досить чітко встановити локалізацію в корі тих чи інших видів чутливості. Зорема, зорова чутливість локалізується головним чином у потиличних ділянках кори головного мозку, слухова чутливість - в середній частині верхньої скроневої звивини, дотиково-рухова - у задній центральній звивині тощо.

Для виникнення відчуття необхідна робота всього аналізатора як цілого. Дія подразника на рецептор зумовлює появу подразнення. Початок цього подразнення виражається в перетворенні зовнішньої енергії на нервовий процес, який проводить рецептор. Від рецептора цей процес за доцентровим нервом досягає ядерної частини аналізатора. Коли збудження досягає кіркових клітин аналізатора, виникає відповідь організму на подразнення. Ми відчуваємо світло, звук, смак або інші якості подразників.

Аналізатор становить початкову і найважливішу частину всього шляху нервових процесів, або рефлекторної дуги. Рефлекторна дуга складається з рецептора, провідних шляхів, центральної частини та ефектора. Взаємозв’язок елементів рефлекторної дуги забезпечує основу орієнтування складного організму в навколишньому світі, діяльність організму залежно від умов його існування.

Відбір корисної інформації у відчуттях. Процес зорового відчуття не тільки починається в оці, а й завершується в ньому. Те саме характерне і для інших аналізаторів. Між рецептором і мозком існує не тільки прямий (доцентровий), але й зворотний (відцентровий) зв’язок. Принцип зворотного зв’язку, який відкрив І.М. Сєченов, вимагає визнання того, що орган чуття є почергово рецептором й ефектором. Відчуття – це не результат доцентрового процесу, в його основі лежить повний і притому складний рефлекторний акт, що підкоряється у своєму формуванні й перебігу загальним законам рефлекторної діяльності.

Динаміка процесів, що відбуваються в такій рефлекторній дузі, є своєрідним уподібненням властивостям зовнішньої дії. Наприклад, дотик є саме таким процесом, в якому рухи рук повторюють контури даного об’єкта, ніби уподібнюючись його формі. Око діє за таким принципом завдяки поєднанню діяльності свого оптичного «приладу» з окоруховими реакціями. Рухи голосових зв’язок також відтворюють об’єктивну звуковисотну природу. Якщо в експериментах було виключено вокально-моторну ланку, неминуче виникало явище своєрідної звуковисотної глухоти.

Завдяки поєднанню сенсорних і моторних компонентів сенсорний (аналізатор) апарат відтворює об’єктивні властивості, які впливають на рецептор подразників, та уподібнюється їх природі.

Органами чуття є, власне, фільтри енергії, через які проходять відповідні зміни середовища. За яким принципом здійснюється відбір корисної інформації у відчуттях? Було сформульовано декілька таких гіпотез.

Відповідно до першої гіпотези, існують механізми для виявлення і пропускання обмежених класів сигналів, причому повідомлення, які не відповідають цим класам, відкидаються. Це можна уподібнити до звичайної редакторської практики: одне періодичне видання публікує, наприклад, тільки інформацію про спорт і спортсменів, тоді як інше відкидає все, окрім оригінальної наукової статті. Завдання такої селекції виконують механізми звірки. Наприклад, у комах ці механізми були включені в розв’язання нелегкого завдання – відшукати партнера свого виду. Перемигування світляків, «ритуальні танці» метеликів тощо – усе це генетично закріплені ланцюги рефлексів, закріплені один за одним. Кожний етап такого ланцюга комахи послідовно вирішують у подвійній системі: «так» – «ні». Не той рух самки, не та кольорова пляма, не той візерунок на крилах, не так вона відповіла в танці – отже, самка чужа, іншого виду. Етапи утворюють ієрархічну послідовність: початок нового етапу можливий тільки після того, як на попереднє питання отримано відповідь «так».

Друга гіпотеза припускає, що ухвалення чи неприйняття повідомлень може регулюватися на основі спеціальних критеріїв, які, зокрема, є потребами живої істоти. Усі тварини звичайно було оточено морем стимулів, до яких вони чутливі. Проте більшість живих організмів реагує тільки на ті стимули, які безпосередньо пов’язані з потребами організму. Голод, спрага, готовність до парування або якийсь інший внутрішній потяг можуть бути тими регуляторами, критеріями, за якими здійснюється селекція стимулюючої енергії.

Відповідно до третьої гіпотези, відбір інформації у відчуттях відбувається на основі критерію новизни. Справді, в роботі всіх органів чуття спостерігається орієнтування на зміну подразників. Коли діє постійний подразник, чутливість ніби притуплюється і сигнали від рецепторів припиняють надходити в центральний нервовий апарат. Відчуття дотику має тенденцію до згасання. Воно може абсолютно зникнути, якщо подразник раптом припинить рухатися по шкірі. Чутливі нервові закінчення сигналізують мозку про наявність подразнення тільки тоді, коли змінюється сила подразнення, навіть якщо час, упродовж якого він сильніше або слабше тисне на шкіру, дуже нетривалий.

Так само зі слухом. Було доведено, що співаку для керування власним голосом і для підтримки його на потрібній висоті абсолютно необхідне вібрато – невелике коливання висоти тону. Без стимулювання цих варіацій мозок співака не помічає поступових змін висоти звуку.

Для зорового аналізатора також характерне згасання орієнтовної реакції на постійний подразник. Якщо в полі зору жаби немає предмета, що рухається, очі її не посилають мозку істотної інформації. Мабуть, зоровий світ жаби зазвичай так само порожній, як чиста класна дошка. Проте будь-яка комаха, що рухається, обов’язково виокремлюється на тлі цієї порожнечі.

Факти, які свідчать про згасання орієнтовної реакції на постійний подразник, було отримано в дослідах Е.М. Соколова. Нервовасистема тонко моделює властивості зовнішніх об’єктів, які діють на органи чуття, створюючи їх нервові моделі. Ці моделі виконують функцію вибірково діючого фільтра. Якщо вплив подразника на рецептор у певний момент не збігається з нервовою моделлю, яка склалася раніше, з’являються імпульси неузгодження, що викликають орієнтовну реакцію. І навпаки, орієнтовна реакція вгасає на той подразник, який раніше застосовували в дослідах.

Отже, процес відчуття здійснюється як система сенсорних дій, спрямованих на селекцію і перетворення специфічної енергії зовнішньої дії, яка забезпечує адекватне відображення навколишнього світу.

Відчуття і перцептивна діяльність. Відчуття є суб’єктивними образами навколишнього світу. Проте для виникнення відчуття недостатньо, щоб організм піддавався відповідній дії подразника, необхідна й певна робота самого організму. Ця робота може виражатися або тільки у внутрішніх процесах, або також у зовнішніх рухах, але вона завжди повинна бути. Відчуття виникає в результаті перетворення специфічної енергії подразника, який впливає на даний момент на рецептор, на енергію нервових процесів.

Отже, відчуття – це не тільки чуттєвий образ, або, точніше, його компонент, а й діяльність або її компонент. Численніта різнобічні дослідження про участь ефекторних процесів у виникненні відчуття дозволили дійти висновку, що відчуття як психічне явище у відповідь не виникає за відсутності реакції організму або за умови її неадекватності. У цьому значенні нерухоме око так само сліпе, як нерухома рука перестає бути знаряддям пізнання. Органи чуття якнайтісніше пов’язані з органами руху, яківиконують не тільки пристосовані, виконавчі функції, а й безпосередньо беруть участь у процесах отримання інформації. Зокрема, очевидним є зв’язок дотику і руху. Обидві функції злиті в одному органі – руці. Водночас очевидна відмінність між виконавчими та обмацувальними рухами руки. І.П. Павлов назвав останні орієнтовно-дослідницькими реакціями, що належатьдо особливого типу поведінки – поведінки перцептивного, а не виконавчого. Таке перцептивне регулювання спрямоване на те, щоб підсилити введення інформації, оптимізувати процес відчуття.

Отже, вчення про вищу нервову діяльність розкриває науково-природничі підвалини відчуттів. І.М. Сєченов та І.П. Павлов своїми дослідженнями показали, що відчуття – це своєрідні рефлекторні дії, фізіологічним підґрунтям яких є нервові процеси, що виникають у результаті впливу подразників на органи чуттів, або аналізатори.

Зоровий аналізатор виокремлює світлову енергію, або коливання електромагнітних хвиль; слуховий – звуки, тобто коливання повітря; смаковий, нюховий – хімічні властивості речовин; шкірні аналізатори – теплові, механічні властивості предметів і явищ, що спричиняють ті чи інші відчуття.

Простіші відчуття і чутливість на перших етапах життя людини своїм фізіологічним підґрунтям мають природжену безумовно-рефлекторну діяльність нервової системи. Складніші відчуття зумовлено умовно-рефлекторною аналітико-синтетичною діяльністю, в якій підкріплені життєвими умовами властивості виділяються, а не підкріплені – гальмуються.