Характеристика основных видов ощущений

 

Кожные ощущения. Все ощущения, которые человек получает от кожных рецепторов, можно объединить под одним названием, – кожные ощущения. Однако к категории этих ощущений необходимо отнести и те ощущения, которые возникают при воздействии раздражителей на слизистую оболочку рта и носа, роговую оболочку глаз.

Кожные ощущения относятся к контактному виду ощущений, т. е. они возникают при непосредственном контакте рецептора с предметом реального мира. При этом могут возникать ощущения четырех основных видов: ощущения прикосновения, или тактильные ощущения; ощущения холода; ощущения тепла; ощущения боли.

Каждый из четырех видов кожных ощущений имеет специфические рецепторы. Одни точки кожи дают только ощущения прикосновения (тактильные точки), другие – ощущения холода (точки холода), третьи – ощущения тепла (точки тепла), четвертые – ощущения боли (точки боли).

Неоднократно предпринимались попытки определить количество кожных рецепторов. Точных результатов нет, но приблизительно установлено, что точек прикосновения около 1 млн, точек боли – около 4 млн, точек холода – около 500 тыс., точек тепла – около 30 тыс.

Точки отдельных видов ощущений по поверхности тела расположены неравномерно. Например, на кончиках пальцев точек прикосновения вдвое больше, чем точек боли, хотя общее количество последних значительно больше. На роговице глаза, наоборот, точек прикосновения вообще нет, а есть только точки боли, так что любое прикосновение к роговице вызывает ощущение боли и защитный рефлекс закрытия глаз.

Неравномерное распределение кожных рецепторов по поверхности тела обусловливает неравномерность чувствительности к прикосновению, к боли и т. д. Так, наиболее чувствительны к прикосновению кончики пальцев и менее чувствительны спина, живот и внешняя сторона предплечья. Совсем иначе распределяется чувствительность к боли. Наиболее чувствительны к боли спина, щеки и наименее чувствительны кончики пальцев. Что касается температурных режимов, то наиболее чувствительны те части тела, которые обычно прикрыты одеждой: поясница, грудь.

Тактильные ощущения несут информацию не только о раздражителе, но и о локализации его воздействия. В различных участках тела точность определения локализации воздействия различна.

Вкусовые и обонятельные ощущения. Рецепторами вкусовых ощущений являются вкусовые луковицы, состоящие из чувствительных вкусовых клеток, соединенных с нервными волокнами. У взрослого человека вкусовые луковицы расположены главным образом на кончике, по краям и на задней части верхней поверхности языка. Середина верхней поверхности и вся нижняя поверхность языка не чувствительна к вкусу. Вкусовые луковицы также имеются на небе, миндалинах и задней стенке глотки. У детей область распространения вкусовых луковиц гораздо шире, чем у взрослых. Раздражителями для вкусовых рецепторов служат растворенные вкусовые вещества.

Рецепторами обонятельных ощущений являются обонятельные клетки, погруженные в слизистую оболочку так называемой обонятельной области. Раздражителями для рецепторов обоняния служат различные пахучие вещества, проникающие в нос вместе с воздухом. У взрослого человека площадь обонятельной области приблизительно равна 480 мм2. У новорожденного она значительно больше. Это объясняется тем, что у новорожденных ведущими ощущениями являются вкусовые и обонятельные ощущения. Именно благодаря им ребенок получает максимальное количество информации об окружающем мире, они же обеспечивают новорожденному удовлетворение его основных потребностей. В процессе развития обонятельные и вкусовые ощущения уступают ведущее место другим, более информативным ощущениям, и в первую очередь зрению.

Следует отметить, что вкусовые ощущения в большинстве случаев смешиваются с обонятельными. Разнообразие вкуса в значительной мере зависит от примеси обонятельных ощущений. Например, при насморке, когда обонятельные ощущения «отключены», в ряде случаев пища кажется безвкусной. Кроме этого, к вкусовым ощущениям примешиваются тактильные и температурные ощущения от рецепторов, находящихся в области слизистой оболочки во рту. Так, своеобразие острой или вяжущей пищи главным образом связано с тактильными ощущениями, а характерный вкус мяты в значительной степени зависит от раздражения холодовых рецепторов.

Если исключить все эти примеси тактильных, температурных и обонятельных ощущений, то собственно вкусовые ощущения сведутся к четырем основным типам: сладкое, кислое, горькое, соленое. Сочетание этих четырех компонентов позволяет получить многообразные вкусовые варианты.

Экспериментальные исследования вкусовых ощущений проводились в лаборатории П. П. Лазарева. Для получения вкусовых ощущений использовались сахар, щавелевая кислота, поваренная соль и хинин. Было установлено, что с помощью этих веществ можно имитировать большинство вкусовых ощущений. Например, вкус зрелого персика дает сочетание в определенных пропорциях сладкого, кислого и горького.

Экспериментальным путем также было установлено, что различные части языка имеют различную чувствительность к четырем вкусовым качествам. Например, чувствительность к сладкому максимальна на кончике языка и минимальна у задней его части, а чувствительность к горькому, наоборот, максимальна сзади и минимальна на кончике языка.

В отличие от вкусовых обонятельные ощущения не могут быть сведены к сочетаниям основных запахов. Поэтому строгой классификации запахов не существует. Все запахи привязывают к конкретному предмету, который обладает ими. Например, цветочный запах, запах розы, запах жасмина и др. Как и для вкусовых ощущений, большую роль в получении запаха играют примеси других ощущений: вкусовых (особенно от раздражения вкусовых рецепторов, находящихся в задней части глотки), тактильных и температурных. Острые едкие запахи горчицы, хрена, аммиака содержат в себе примесь тактильных и болевых ощущений, а освежающий запах ментола – примесь ощущений холода.

Также следует обратить внимание на то, что чувствительность обонятельных и вкусовых рецепторов повышается при состоянии голода. После нескольких часов голодания значительно усиливается абсолютная чувствительность к сладкому, увеличивается, но в меньшей степени, чувствительность к кислому. Это дает основание предполагать, что обонятельные и вкусовые ощущения в значительной мере связаны с необходимостью удовлетворения такой биологической потребности, как потребность в пище.

Индивидуальные различия вкусовых ощущений у людей не велики, но бывают исключения. Так, существуют люди, которые способны в значительно большей степени по сравнению с большинством людей различать компоненты запаха или вкуса. Вкусовые и обонятельные ощущения можно развивать с помощью постоянных тренировок. Это учитывается при освоении профессии дегустатора.

Слуховые ощущения. Раздражителем для органа слуха являются звуковые волны, т. е. продольное колебание частиц воздуха, распространяющееся во все стороны от колеблющего тела, которое служит источником звука.

Все звуки, которые воспринимает человеческое ухо, могут быть разделены на две группы: музыкальные (звуки пения, звуки музыкальных инструментов и др.) и шумы (всевозможные скрипы, шорохи, стуки и т. д.). Строгой границы между этими группами звуков нет, так как музыкальные звуки содержат шумы, а шумы могут содержать элементы музыкальных звуков. Человеческая речь, как правило, одновременно содержит звуки обеих групп.

В звуковых волнах различают частоту, амплитуду и форму колебаний. Соответственно этому слуховые ощущения имеют следующие три стороны: высоту звука, которая является отражением частоты колебания; громкость звука, что определяется амплитудой колебания волн; тембр, что является отражением формы колебания волн.

Высота звука измеряется в герцах, т. е. в количестве колебаний звуковой волны в секунду. Чувствительность человеческого уха имеет свои пределы. Верхняя граница слуха у детей – 22 000 герц. К старости эта граница понижается до 15 000 герц и даже ниже. Поэтому пожилые люди часто не слышат высоких звуков, например стрекотания кузнечиков. Нижняя граница слуха человека – 16–20 герц.

Абсолютная чувствительность наиболее высока по отношению к звукам средней частоты колебаний – 1000–3000 герц, а способность различения высоты звука у разных людей значительно варьирует. Наивысший порог различения наблюдается у музыкантов и настройщиков музыкальных инструментов. Опыты Б. В. Теплова свидетельствуют, что у людей данной профессии способность различать высоту звука определяется параметром в 1/20 или даже 1/30 полутона. Это означает, что между двумя соседними клавишами рояля настройщик может слышать 20–30 промежуточных ступеней высоты.

Громкостью звука называется субъективная интенсивность слухового ощущения. Почему субъективная? Во-первых, поскольку невозможно говорить об объективных характеристиках звука, потому что, как следует из основного психофизического закона, ощущения пропорциональны не интенсивности воздействующего раздражения, а логарифму этой интенсивности. Во-вторых, человеческое ухо обладает различной чувствительностью к звукам разной высоты. Поэтому могут существовать и с высочайшей интенсивностью воздействовать на человеческий организм звуки, которые человек совершенно не слышит. В-третьих, существуют индивидуальные различия между людьми в отношении абсолютной чувствительности к звуковым раздражителям. Однако практика определяет необходимость измерения громкости звука. Единицами измерения являются децибелы. За одну единицу измерения взята интенсивность звука, исходящего от тиканья часов, на расстоянии 0,5 м от человеческого уха. Так, громкость обычной человеческой речи на расстоянии 1 м составит 16–22 децибел, шум на улице (без трамвая) – до 30 децибел, шум в котельной – 87 децибел и т. д.

Тембром называется то специфическое качество, которое отличает друг от друга звуки одной и той же высоты и интенсивности, издаваемые разными источниками. Очень часто о тембре говорят как об «окраске» звука.

Сочетание простых звуков в одном сложном придает своеобразие форме звукового колебания и определяет своеобразие тембра звучания. Тембр звучания зависит от степени слияния звуков. Чем проще форма звукового колебания, тем приятнее звучание. Поэтому принято выделять приятное звучание – консонанс и неприятное звучание – диссонанс.

Наилучшее объяснение природы слуховых ощущений дает резонансная теория слуха Гельмгольца. Концевым аппаратом слухового нерва является орган Корти, покоящийся на основной перепонке, идущей вдоль всего спирального костного канала, называемого улиткой. Основная перепонка состоит из большого количества (около 24 тыс.) поперечных волокон, длина которых постепенно уменьшается от вершины улитки к ее основанию. По резонансной теории Гельмгольца, каждое такое волокно настроено, подобно струне, на определенную частоту колебаний. Когда до улитки доходят звуковые колебания определенной частоты, то резонирует определенная группа волокон основной перепонки и возбуждаются только те клетки органа Корти, которые покоятся на этих волокнах. Более короткие волокна, лежащие у основания улитки, реагируют на более высокие звуки, более длинные волокна, лежащие у ее вершины, – на низкие.

Зрительные ощущения. Раздражителем для органа зрения является свет, т. е. электромагнитные волны, имеющие длину от 390 до 800 миллимикронов (миллимикрон – миллионная доля миллиметра). Волны определенной длины вызывают у человека ощущение определенного цвета. Так, например, ощущение красного света вызывается волнами длиной в 630–800 миллимикронов, желтого – волнами от 570 до 590 миллимикронов, зеленого – волнами от 500 до 570 миллимикронов, синего – волнами от 430 до 480 миллимикронов.

Все, что видит человек, имеет цвет, поэтому зрительные ощущения – это ощущения цвета. Все цвета делятся на две большие группы: цвета ахроматические и цвета хроматические. К ахроматическим относятся белый, черный и серый. К хроматическим относятся все остальные цвета (красный, синий, зеленый и т. д.).

Солнечный свет, как и свет любого искусственного источника, состоит из волн различной длины. В то же время любой предмет или физическое тело будет восприниматься в строго определенном цвете (сочетании цветов). Цвет конкретного предмета зависит от того, какие волны и в какой пропорции отражаются этим предметом. Если предмет равномерно отражает все волны, т. е. он характеризуется отсутствием избирательности отражения, его цвет будет ахроматическим. Если же он характеризуется избирательностью отражения волн, т. е. отражает преимущественно волны определенной длины, а остальные поглощает, то предмет будет окрашен в определенный хроматический цвет.

Ахроматические цвета отличаются друг от друга только светлотой. Светлота зависит от коэффициента отражения предмета, т. е. от того, какую часть падающего света он отражает. Чем больше коэффициент отражения, тем светлее цвет. Так, например, белая писчая бумага в зависимости от ее сорта отражает от 65 до 85 % падающего на нее света. Черная бумага, в которую заворачивают фотобумагу, имеет коэффициент отражения 0,04, т. е. отражает всего лишь 4 % падающего света, а хороший черный бархат отражает всего 0,3 % падающего на него света – его коэффициент отражения составляет 0,003.

Хроматические цвета характеризуются тремя свойствами: светлотой, цветовым тоном и насыщенностью. Цветовой тон зависит от того, какие именно длины волн преобладают в световом потоке, отражаемом данным предметом. Насыщенностью называется степень выраженности данного цветового тона, т. е. степень отличия цвета от серого, одинакового с ним по светлоте. Насыщенность цвета зависит от того, насколько преобладают в световом потоке те длины волн, которые определяют его цветовой тон.

Следует отметить, что человеческий глаз обладает неодинаковой чувствительностью к световым волнам различной длины. В результате цвета спектра при объективном равенстве интенсивности кажутся нам неодинаковыми по светлоте. Самым светлым кажется желтый цвет, а наиболее темным – синий, потому что чувствительность глаза к волнам этой длины в 40 раз ниже, чем чувствительность глаза к желтому цвету. Следует отметить, что чувствительность человеческого глаза очень велика. Например, между черным и белым цветом человек может различить около 200 переходных цветов. Однако необходимо разделять понятия «чувствительность глаза» и «острота зрения».

Остротой зрения принято называть способность различать мелкие и удаленные предметы. Чем мельче объекты, которые глаз в состоянии видеть в конкретных условиях, тем выше его острота зрения. Острота зрения характеризуется минимальным промежутком между двумя точками, которые с данного расстояния воспринимаются отдельно друг от друга, а не сливаются в одну. Эту величину можно назвать пространственным порогом зрения.

Все воспринимаемые человеком цвета, даже те, которые кажутся однотонными, являются результатом сложного взаимодействия световых волн различной длины. В глаз одновременно попадают волны различной длины, при этом происходит смешивание волн, в результате чего человек видит один определенный цвет. Работами Ньютона и Гельмгольца были установлены законы смешивания цветов. Из этих законов два представляют наибольший интерес. Во-первых, для каждого хроматического цвета можно подобрать другой хроматический цвет, который при смешении с первым дает ахроматический цвет, т. е. белый или серый. Такие два цвета принято называть дополнительными. Во-вторых, смешением двух недополнительных цветов получается третий – промежуточный между двумя первыми цвет. Из приведенных выше законов вытекает одно очень важное положение: все цветовые тона можно получить путем смешения трех соответственно выбранных хроматических цветов. Это положение чрезвычайно важно для понимания природы цветного зрения.

Для того чтобы осмыслить природу цветного зрения, познакомимся с теорией трехцветного зрения, идея которой в 1756 г. была выдвинута Ломоносовым, через 50 лет высказана Т. Юнгом, а еще через 50 лет более подробно разработана Гельмгольцем. Согласно теории Гельмгольца, предполагается наличие у глаза трех следующих физиологических аппаратов: красноощущающего, зеленоощущающего и фиолетово-ощущающего. Изолированное возбуждение первого дает ощущение красного цвета. Изолированное ощущение второго аппарата дает ощущение зеленого цвета, а возбуждение третьего – фиолетовый цвет. Однако, как правило, свет одновременно действует на все три аппарата или по крайне мере на два из них. При этом возбуждение данных физиологических аппаратов с различной интенсивностью и в различных пропорциях по отношению друг к другу дают все известные хроматические цвета. Ощущение белого цвета возникает при равномерном возбуждении всех трех аппаратов.

Эта теория хорошо объясняет многие явления, в том числе болезнь частичной цветовой слепоты, при которой человек не различает отдельные цвета или цветовые оттенки. Чаще всего отмечается невозможность различить оттенки красного или зеленого цвета. Эта болезнь была названа именем английского химика Дальтона, страдавшего ею.

Возможность видеть определяется наличием у глаза сетчатки, представляющей собой разветвление зрительного нерва, входящего сзади в глазное яблоко. В сетчатке имеются аппараты двух типов: колбочки и палочки (названные так из-за своей формы). Палочки и колбочки являются концевыми аппаратами нервных волокон зрительного нерва. В сетчатке человеческого глаза насчитывается около 130 млн палочек и 7 млн колбочек, которые неравномерно распределены по сетчатке. Колбочки заполняют центральную ямку сетчатки, т. е. то место, куда падает изображение предмета, на который мы смотрим. К краям сетчатки количество колбочек уменьшается. Палочек же больше на краях сетчатки, в середине они практически отсутствуют.

Колбочки обладают малой чувствительностью. Чтобы вызвать их реакцию, нужен достаточно сильный свет. Поэтому с помощью колбочек человек видит при ярком свете. Их еще называют аппаратом дневного зрения. Палочки обладают большей чувствительностью, и с их помощью видят ночью, поэтому их называют аппаратом ночного зрения. Однако только с помощью колбочек люди различают цвета, так как именно они определяют способность вызывать хроматические ощущения. Кроме этого, колбочки обеспечивают необходимую остроту зрения.

Бывают люди, у которых не функционирует колбочковый аппарат, и все окружающее они видят только в сером цвете. Такая болезнь называется полной цветовой слепотой. И наоборот, бывают случаи, когда не функционирует палочковый аппарат. Такие люди не видят в темноте. Их болезнь называется гемералопией («куриная слепота»).

Осязание. Необходимо отметить, что взаимодействие двигательных и кожных ощущений дает возможность более детального изучения предмета. Этот процесс – процесс сочетания кожных и двигательных ощущений – называется осязанием. В свое время детально изучалось взаимодействие этих видов ощущений и были получены интересные экспериментальные данные. Так, к коже предплечья испытуемых, сидящих с закрытыми глазами, прикладывали различные фигуры: круги, треугольники, ромбы, звезды, фигурки людей, животных и т. п. Однако все они воспринимались как круги. Лишь немного лучше были результаты, когда эти фигуры прикладывали к неподвижной ладони. Но стоило позволить испытуемым ощупать фигуры, как они сразу же безошибочно определяли их форму.

Благодаря осязанию человек может оценивать такие свойства предметов, как твердость, мягкость, гладкость, шероховатость.

Следует обратить внимание на тот факт, что практически все виды ощущений взаимосвязаны. Благодаря этому взаимодействию человек может получить наиболее полную информацию об окружающем мире. Однако эта информация ограничивается лишь сведениями о свойствах предметов.