Через органы чувств мы получаем информацию о внешнем мире и о собственном теле. Но «видение» и «слышание» завершаются не в глазу и не в ухе, а в коре больших полушарий. На экзамене часто спрашивают строение глаза и уха, путь света и звука, нарушения зрения и их коррекцию, отделы анализаторов.
§1. Понятие об анализаторе
Анализатор (термин И. П. Павлова) — система, воспринимающая и анализирующая раздражения. Он состоит из трёх отделов:
Периферический — рецепторы (например, палочки и колбочки сетчатки).
Проводниковый — нервные пути (зрительный нерв, слуховой нерв).
Центральный — соответствующая зона коры (зрение — затылочная, слух — височная доля).
Ощущение возникает в коре головного мозга. Даже при здоровом глазе человек не видит, если повреждена затылочная доля.
Рецепторы высоко чувствительны только к своему (адекватному) раздражителю: глаз — к свету, ухо — к звуку. При длительном действии чувствительность снижается — адаптация; например, через некоторое время мы перестаём замечать запах в комнате.
§2. Зрительный анализатор
Вспомогательный аппарат: брови, веки и ресницы, слёзные железы (увлажняют и промывают глаз, содержат антимикробное вещество), мышцы, двигающие глазное яблоко.
Глазное яблоко имеет три оболочки:
Белочная (фиброзная) — наружная, прочная; её передняя прозрачная часть — роговица.
Сосудистая — богата кровеносными сосудами; её передние отделы — ресничное тело и радужка (определяет цвет глаз). Отверстие в центре радужки — зрачок; на свету он сужается, в темноте расширяется.
Сетчатка — внутренняя, содержит рецепторы:
палочки — зрение при слабом освещении (в сумерках), цвета не различают; содержат пигмент родопсин, для образования которого нужен витамин A. При его нехватке — «куриная слепота»;
колбочки — дневное и цветное зрение.
Жёлтое пятно — место наибольшего скопления колбочек и самого чёткого зрения; слепое пятно — место выхода зрительного нерва, рецепторов нет.
Оптическая (светопреломляющая) система: роговица → жидкость передней камеры → зрачок → хрусталик (двояковыпуклая линза) → стекловидное тело → сетчатка. На сетчатке возникает уменьшенное, перевёрнутое, действительное изображение, а мозг воспринимает его в правильном положении.
Аккомодация — изменение кривизны хрусталика с помощью мышцы ресничного тела: при взгляде на близкий предмет хрусталик становится выпуклее, на далёкий — более плоским.
Нарушения зрения:
Близорукость (миопия) — плохо видны далёкие предметы; глазное яблоко удлинено или хрусталик слишком выпуклый, изображение фокусируется перед сетчаткой. Коррекция — очки с вогнутыми (рассеивающими) линзами.
Дальнозоркость (гиперметропия) — плохо видны близкие предметы; изображение фокусируется за сетчаткой. Коррекция — выпуклые (собирающие) линзы. С возрастом эластичность хрусталика снижается, и дальнозоркость усиливается.
Пример
Через какие структуры глаза и в каком порядке проходит свет? Куда идёт импульс от рецепторов?
Зрительный нерв → промежуточный мозг (таламус) → затылочная доля коры.
Ответ: в этом порядке; зрительное ощущение возникает в затылочной доле.
§3. Слуховой и вестибулярный анализаторы
Наружное ухо — ушная раковина и наружный слуховой проход (в нём железы, выделяющие ушную серу). На границе наружного и среднего уха — барабанная перепонка.
Среднее ухо — полость с воздухом, в ней три слуховые косточки: молоточек, наковальня, стремечко (самые мелкие кости тела). Они усиливают колебания и передают их на овальное окно внутреннего уха. Евстахиева труба соединяет среднее ухо с носоглоткой и выравнивает давление по обе стороны барабанной перепонки.
Внутреннее ухо — заполненный жидкостью лабиринт в височной кости. В улитке находится кортиев орган — слуховые рецепторы (волосковые клетки).
Вестибулярный аппарат (орган равновесия) тоже во внутреннем ухе: мешочки преддверия (воспринимают положение тела и прямолинейное ускорение) и три взаимно перпендикулярных полукружных канала (воспринимают вращение). При укачивании может возникнуть «морская болезнь» — тошнота.
Человек слышит звуки частотой примерно от 16–20 до 20 000 герц. Сильный шум снижает слух; чистка ушей острыми предметами может повредить барабанную перепонку.
Пример
При посадке самолёта уши «закладывает», а при глотании это проходит. Почему?
Наружное давление быстро меняется, а в среднем ухе остаётся прежним — барабанная перепонка прогибается в одну сторону.
При глотании открывается евстахиева труба, воздух входит в среднее ухо или выходит из него.
Ответ: давление выравнивается, и барабанная перепонка снова нормально колеблется.
§4. Обоняние, вкус, кожная и мышечная чувствительность
Обоняние — обонятельные клетки находятся в слизистой верхней части носовой полости; пахучие вещества ощущаются, растворившись в слизи. Центр — внутренняя поверхность височной доли.
Вкус — вкусовые почки в сосочках языка; основные вкусы: сладкий, солёный, кислый, горький и умами. Вкус и обоняние работают вместе — при насморке пища кажется «безвкусной».
Кожная чувствительность — рецепторы прикосновения, давления, тепла, холода и боли. Боль — защитный сигнал.
Мышечное чувство — рецепторы мышц и сухожилий позволяют знать положение частей тела даже с закрытыми глазами.
§5. Очковые линзы, числа и гигиена органов чувств
Сила очковой линзы выражается оптической силой и измеряется в диоптриях (дптр):
D = 1 / F, где F — фокусное расстояние линзы (в метрах). У собирающей (выпуклой) линзы D > 0, у рассеивающей (вогнутой) D < 0.
Поэтому при близорукости в рецепте на очки пишут «минус», а при дальнозоркости и возрастной дальнозоркости — «плюс» диоптрии.
Некоторые важные числа:
в сетчатке около 120 млн палочек и 6–7 млн колбочек; палочек больше на периферии сетчатки, колбочки сосредоточены в жёлтом пятне;
существует три типа колбочек (чувствительные к красному, зелёному и сине-фиолетовому свету); если один из них не работает, наблюдается неспособность различать цвета — дальтонизм (он наследуется сцепленно с Х-хромосомой, поэтому чаще встречается у мужчин);
адаптация к темноте (накопление родопсина в палочках) длится несколько десятков минут — поэтому, войдя из светлой комнаты в тёмную, мы сначала ничего не видим.
Гигиена зрения: держать книгу примерно в 30–35 см от глаз, свет должен падать слева, каждые 30–40 минут давать глазам отдых (смотреть вдаль), не читать лёжа и в движущемся транспорте, не тереть глаза грязными руками.
Гигиена слуха: громкость звука измеряют в децибелах (дБ). Обычный разговор — около 60 дБ; длительный шум выше 85 дБ (шумный цех, громкие наушники) повреждает волосковые клетки кортиева органа, и они не восстанавливаются. Воспаление носоглотки может перейти через евстахиеву трубу в среднее ухо и вызвать отит.
Пример
У больного очки −2,5 дптр. Какая это линза, каково её фокусное расстояние и какой недостаток она исправляет?
D < 0 → рассеивающая (вогнутая) линза.
F = 1 / D = 1 / (−2,5) = −0,4 м (−40 см).
Вогнутая линза смещает изображение из точки перед сетчаткой на сетчатку.
Ответ: вогнутая линза, F = −0,4 м; исправляет близорукость (миопию).
Проверьте себя
Какие рецепторы обеспечивают зрение в темноте и какой витамин им нужен?
Где фокусируется изображение при близорукости и какая линза нужна?
Почему в слепом пятне нет зрения?
Перечислите слуховые косточки по порядку.
Где находятся слуховые рецепторы?
Какие структуры воспринимают вращение?
Фокусное расстояние собирающей линзы 0,5 м. Какова её оптическая сила?
Как называется неспособность различать цвета и почему она чаще встречается у мужчин?
Типичные ошибки
Писать, что цвет различают палочки, — цвет различают колбочки.