НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА — РЕФЕРАТЫ — Характеристика анализаторов человека

Характеристика анализаторов человека

Для поддержания системы «Человек — Среда обитания» в безопасном состоянии необходимо согласовывать действия человека с элементами окружающей среды. Человек осуществляет непосредственную связь с окружающей средой при помощи органов чувств.

Органы чувств — это сложные сенсорные системы (анализаторы), включающие воспринимающие элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение.

Основной характеристикой анализатора является чувствительность, которая характеризуется величиной порога ощущения. Различают абсолютный и дифференциальный пороги ощущения.

Абсолютный порог ощущения — это минимальная сила раздражения, способная вызвать появление реакции.

Дифференциальный порог ощущения — это минимальная величина, на которую нужно изменить раздражение, чтобы вызвать изменение ответа. Психофизическими опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя.

Время, проходящее от начала воздействия раздражителя до появления ощущений, называют латентным периодом. Рассмотрим некоторые анализаторы, влияющие на условия безопасной деятельности человека.

Зрительный анализатор

Примерно от 70 до 90% информации о внешнем мире человек получает через зрение. Орган зрения — глаз — обладает высокой чувствительностью. Изменение размера зрачка от 1,5 до 8 мм позволяет глазу менять чувствительность в сотни тысяч раз. Сетчатка глаза воспринимает излучения с длиной волн от 380 (фиолетовый цвет) до 760 (красный цвет) нанометров (миллиардных частей метра).

При обеспечении безопасности необходимо учитывать время, требуемое для адаптации глаза. Приспособление зрительного анализатора к большей освещённости называется световой адаптацией. Она требует от 1-2 до 8-10 минут. Приспособление глаза к плохой освещённости (расширение зрачка и повышение чувствительности) называется темповой адаптацией и требует от 40 до 80 минут.

В период адаптации глаз деятельность человека связана с определённой опасностью. Чтобы исключить необходимость адаптации или уменьшить её влияние, в производственных условиях не разрешается использовать только одно местное освещение. Необходимо применять меры для защиты человека от слепящего действия источников света и различных блестящих поверхностей, устраивать тамбуры при переходе из тёмного помещения (например, в фотолабораториях) в нормально освещённое и др.

Зрение характеризуется остротой, то есть минимальным углом, под которым две точки ещё видны как раздельные). Острота зрения зависит от освещённости, контрастности и других факторов. В основе расчёта графической точности лежит физиологическая острота зрения.

Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160 градусов, по вертикали: вверх — 55-60 градусов, вниз — 65-72 градуса. Зона оптимальной видимости (учитывается при организации рабочего места) ограничена полем: вверх — 25 градусов, вниз — 35 градусов, вправо и влево — по 32 градуса.

Ошибка оценки расстояния до 30 метров в среднем составляет 12%.

Ощущение, вызванное световым сигналом, сохраняется в глазу за счёт инерции зрения до 0,3 секунды. Инерция зрения порождает стробоскопический эффект — ощущение непрерывности движения при частоте смены изображения примерно 10 раз в секунду (кинематография), зрительное восприятие вращения колес автомобиля в обратном направлении и другие оптические иллюзии.

Стробоскопический эффект может быть опасным. Например, вследствие своей безынерционности, опасную ситуацию могут создать газоразрядные лампы освещения. Колебания электрического напряжения создают колебания светового потока. Кажущаяся остановка вращающегося предмета наблюдается при равенстве частот вращения объекта и колебаний света. Когда частота вспышек света больше числа оборотов вращающегося предмета, создаётся иллюзия вращения в противоположную от реальности сторону.

Светочувствительные клетки (анализаторы) глаза по форме напоминают маленькие палочки и колбочки. В сетчатке человека имеется около 130 миллионов палочек и 6-7 миллионов колбочек. Благодаря палочкам человек видит ночью, но зрение бесцветное (ахроматическое), почему и возникло выражение: «Ночью все кошки серые». И наоборот — днём главная роль принадлежит колбочкам, соответственно, днём зрение цветное (хроматическое).

С позиции безопасности должны учитываться все отклонения от нормы в восприятии цвета. К этим отклонениям относятся: цветовая слепота, дальтонизм и гемералопия («куриная слепота»). Человек, страдающий цветовой слепотой, воспринимает все цвета как серые. Дальтонизм — частный случай цветовой слепоты. Дальтоники обычно не различают красный и зелёный цвета, а иногда жёлтый и фиолетовый. Им эти цвета кажутся серыми.

Статистически примерно 5% мужчин и 0,5% женщин являются дальтониками. Люди, страдающие дальтонизмом, не могут работать там, где в целях безопасности используются сигнальные цвета (например, водителями). Человек, страдающий гемералопией, теряет способность видеть при ослабленном (сумеречном, ночном) освещении.

Цвета оказывают на человека различное психофизиологическое воздействие, что необходимо учитывать при обеспечении безопасности и в технической эстетике.

Анализаторы человека и их основные характеристики.

Анализаторы — это функциональные системы, обеспечивающие анализ (различение) раздражителей, действующих на организм, преобразующие полученные раздражения в биологически целесообразную ответную реакцию. В их структуре можно выделить следующие звенья: — периферический отдел — рецепторы органов чувств; — проводниковый отдел — нервные пути, по которым возбуждение передается в кору больших полушарий головного мозга; — центральный отдел — участок коры головного мозга, преобразующий полученное раздражение в определенное ощущение.Современный человек имеет следующие анализаторы:

Зрительный анализатор – наиболее информативный канал (80 — 90 % информации об окружающем мире). Восприятие световых раздражений осуществляется с помощью светочувствительных клеток, палочек и колбочек, расположенных в сетчатке глаза. К недостаткам зрительного канала можно отнести ограниченность его поля зрения (по горизонтали 120-1600, по вертикали 55-700) При цветовом восприятии размеры поля сужаются. Зрительный анализатор обладает спектральной чувствительностью. У современного человека видимость приходится на желто-зеленую составляющую спектра.

Слуховой анализатор в наибольшей степени дополняет информацию, полученную с помощью зрительного анализатора, так как обладает «круговым обзором». Обеспечивает восприятие звуковых колебаний с помощью чувствительных окончаний слухового нерва. Основные параметры звуковых сигналов — уровень звукового давления и частота (ощущаются как громкость и высота звука).

Тактильная и вибрационная чувствительность (осязание) проявляется при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Обеспечивает восприятие сокращения и расслабления мышц с помощью механорецепторов в тканях тела.

Температурная чувствительность свойственна организмам с постоянной температурой тела. В коже имеются два вида терморецепторов, одни реагируют только на холод, другие только на тепло. Латентный период — 0,25 с

Обоняниемназывается вид чувствительности, направленные на восприятие пахучих веществ с помощью обонятельных рецепторов, расположенных в желтом эпителии носовой раковины.

Вкусовой анализатор обеспечивает восприятие кислого, соленого, сладкого и горького с помощью хеморецепторов – вкусовых луковиц, расположенных на языке, в слизистой оболочке неба, гортани, глотки, миндалин.

Основной характеристикой анализатора является его чувствительность. Не всякая интенсивность раздражителя, воздействующего на анализатор, вызывает ощущение. Опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. Этот эмпирический психофизический закон Вебера-Фехнера выражается зависимостью: Е = К * lg (I) + С

Где Е – интенсивность ощущений, I – интенсивность раздражителя, К и С – константы.

17. Зрительный анализатор и его возможности

зрительный анализатор обеспечивает более 80% инфор­мации о внешнем мире, имеет важное значение в обеспе­чении безопасности, характеризуется следующими пока­зателями:

— острота зрения — способность раздельного восприя­тия объектов — управляется большим числом биокибер­нетических устройств; существует система, обеспечиваю­щая четкость изображения на сетчатке путем изменения кривизны хрусталика; кроме того, освещенность сетчат­ки регулируется диаметром зрачка;

— поле зрения — состоит из центральной области бино­кулярного зрения, обеспечивающей стереоскопичность вос­приятия; его границы у отдельных лиц зависят от анато­мических факторов (размер и форма носа, век, орбит и т. д.); поле зрения охватывает около 240° по горизонтали и 150° по вертикали при нормальном естественном освеще­нии; любое уменьшение освещенности, некоторые болезни (глаукома), дефекты кровеносных сосудов, недостаток кис­лорода приводят к резкому уменьшению поля зрения;

— яркостный контраст — чувствительность к нему яв­ляется важным показателем зрительного анализатора; его порог (наименьшая воспринимаемая разность яркостей) зависит от уровня яркости в поле зрения и ее равномер­ности; оптимальный порог регистрируется при естествен­ном освещении;

— цветовосприятие — способность различать цвета предметов. Цветовое зрение — это одновременно физи­ческое, физиологическое, психологическое явление, за­ключающееся в способности глаза реагировать на излу­чение различной длины волны, в специфическом воспри­ятии этих излучений. На ощущение цвета влияют длина волны излучения, яркость источника света, коэффици­ент отражения или пропускания света объектом, каче­ство и интенсивность освещения. Цветовая слепота (даль­тонизм) — генетическая аномалия, но цветовое зрение может меняться под влиянием приема некоторых лекар­ственных препаратов и под действием химических веществ. Например, прием барбитуратов (снотворных и седативных средств) вызывает временные дефекты в жел­то-зеленой зоне; кокаинусиливает чувствительность к си­нему цвету и ослабляет к красному; кофеин, кофе, кока-кола ослабляют чувствительность к синему, усиливают красный цвет; табак вызывает дефекты в красно-зеленой зоне, особенно в красной (дефекты могут быть постоян­ными).

18 слуховой анализатор и его характеристики.

Слуховой анализатор воспринимает звуки, которые представляют собой акустические колебания, способные восприниматься органом слуха в диапазоне 16—20000 Гц.

Важной характеристикой слуха является его острота или слуховая чувствительность. Она определяется минималь­ной величиной звукового раздражителя, вызывающего слу­ховое ощущение. Острота слуха зависит от частоты вос­принимаемого звукового сигнала. Абсолютный порог слы­шимости — минимальная интенсивность звукового давления, которая вызывает слуховое ощущение.

При увеличении интенсивности звука возможно появ­ление неприятного ощущения, а затем и боли в ухе. Наи­меньшая величина звукового давления, при которой воз­никают болевые ощущения, называется порогом слухово­го дискомфорта. Он равен в среднем 80—100 дБ отно­сительно абсолютного порога слышимости. Интенсивность звукового воздействия определяет громкость ощущения, частота — его высоту. Существенной характеристикой слуха является способность дифференцировать звуки раз­личной интенсивности по ощущению их громкости. Ми­нимальная величина ощущаемого различия звуков по их интенсивности называется дифференциальным порогом восприятия силы звука. В норме для средней части час­тотного диапазона звуковых волн эта величина составля­ет около 0,7—1,0 дБ. Поскольку слух является средством общения людей, особое значение в его оценке имеет спо­собность восприятия речи или речевой слух. Особенно важ­но в оценке слуха сопоставление показателей речевого и тонального слуха, что дает представление о состоянии различных отделов слухового анализатора (аудиометрия). Важное значение имеет функция пространственного слу­ха, заключающаяся в определении положения и переме­щения источника звука в пространстве.

Анализаторы запаха и вкуса

Обоняние— способность воспринимать запахи — осуществ­ляется благодаря обонятельному анализатору, рецепторами кото­рого являются сенсорные нервные клетки, расположен­ные в слизистой оболочке носа.

Эти клетки преобразуют энергию раздражителя в нервное возбуждение и передают его обонятельному центру мозга. Для этого требуется непосредственный контакт рецептора с молеку­лой пахучего вещества. Эти молекулы, осаждаясь на небольшом участке мембраны обонятельного рецептора, вызывают местное изменение ее проницаемости для отдельных ионов. В результате развивается рецепторный потенциал — начальный этап нервного возбуждения. Человек обладает различной чувствительностью к пахучим веществам, к некоторым веществам она особенно высо­кая. Например, этилмеркаптан ощущается при его содержании в количестве, равном 0,00019 мг на 1 л воздуха. Полный диапазон воспринимаемых концентраций может охватывать 12 порядков.

Осязание

Кожа — сложный орган, выполняющий множество защитно-оборонительных функций. Она защищает кровь от проникновения в нее химических веществ, предотвращая отравление организма, исполняет роль регулятора температуры тела, охраняя организм от перегрева и переохлаждения.

Кожа служит первым защитным барьером в момент прикосновения токоведущего проводника к телу. Обладая большим электрическим сопротивлением, достигающим иногда десятки тысяч Ом, кожа, в первый момент, препятствует прохождению электрического тока через внутренние органы, что позволяет включиться другим видам защиты организма.

Функциональное нарушение 30-50% кожного покрова, при отсутствии специальной медицинской помощи, приводит к гибели человека.

На коже имеется примерно 500 тысяч точек — тактильных анализаторов, воспринимающих ощущения, возникающие при воздействии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Кроме этого, на коже имеются неравномерно распределённые анализаторы, воспринимающие боль, тепло и холод.

Наиболее высокая чувствительность на дистальных частях тела (наиболее удалённых от оси тела).

Тактильный анализатор обладает высокой способностью к пространственной локализации. Характерная его особенность — быстрое развитие адаптации (привыкания), т.е. исчезновение чувства прикосновения или давления. Время адаптации зависит от силы раздражителя, для различных участков тела оно колеблется от 2 до 20 секунд. Благодаря адаптации мы не чувствуем прикосновение одежды к телу.

Анализаторы человека: общая схема строения и краткое описание функций

Анализаторы человека — это специфические структуры нервной системы, основная функция которых состоит в восприятии информации и формировании соответствующих реакций. При этом информация может идти как из окружающей среды, так и изнутри самого организма.

Общее строение анализатора. Само понятие «анализатор» появилось в науке благодаря известному ученому И. Павлову. Именно он впервые определил их как отдельную систему органов и выделил общую структуру.

Несмотря на все разнообразие органов чувств, строение анализатора, как правило, довольно типичное. Он состоит из рецепторного отдела, проводящей части и центрального отдела.

• Рецепторная, или периферическая часть анализатора представляет собой рецептор, который приспособлен к восприятию и первичной обработке определенной информации. Например, ушной завиток реагирует на звуковую волну, глаза — на свет, кожные рецепторы — на давление. В рецепторах информация о воздействии раздражителя перерабатывается в нервный электрический импульс.
• Проводниковые части — отделы анализатора, которые представляют собой нервные пути и окончания, которые идут к подкорковым структурам головного мозга. Примером может служить зрительный, а также слуховой нерв.
• Центральная часть анализатора — это зона коры головного мозга, на которую проектируется полученная информация. Здесь, в сером веществе, осуществляется окончательная переработка информации и выбор наиболее подходящей реакции на раздражитель. Например, если прижать палец к чему-то горячему, то терморецепторы кожи проведут сигнал к головному мозгу, откуда поступит команда одернуть руку.

Анализаторы человека и их классификация. В физиологии принято разделять все анализаторы на внешние и внутренние. Внешние анализаторы человека реагируют на те раздражители, которые приходят из внешней среды. Рассмотрим их более подробно.

• Зрительный анализатор. Рецепторная часть данной структуры представлена глазами. Человеческий глаз состоит из трех оболочек — белковой, кровеносной и нервной. Количество света, которое поступает на сетчатку, регулируется зрачком, который способен расширятся и суживаться. Луч света переламывается на роговице, хрусталике и в стекловидном теле. Таким образом, изображение попадает на сетчатку, которая содержит множество нервных рецепторов — палочек и колбочек. Благодаря химическим реакциям здесь формируется электрический импульс, которые следует по зрительному нерву и проектируется в затылочных долях коры головного мозга.
• Слуховой анализатор. Рецептором здесь является ухо. Внешняя его часть собирает звук, средняя представляет собой путь его прохождения. Вибрация продвигается по отделам анализатора до тех пор, пока не достигнет завитка. Здесь колебания вызывают движение отолитов, которое и формирует нервный импульс. Сигнал идет по слуховому нерву к височным долям головного мозга.
• Обонятельный анализатор. Внутренняя оболочка носа покрыта так называемым обонятельным эпителием, структуры которого реагируют на молекулы запаха, создавая нервные импульсы.
• Вкусовые анализаторы человека. Они представлены вкусовыми сосочками — скоплением чувствительных химических рецепторов, которые реагируют на определенные химические вещества.
• Тактильные, болевые, температурные анализаторы человека — представленные соответствующими рецепторами, расположенными в разных слоях кожи.

Если говорить о внутренних анализаторах человека, то это те структуры, которые реагируют на изменения внутри организма. Например, в мышечной ткани есть специфические рецепторы, которые реагируют на давление и другие показатели, которые изменяются внутри тела.

Еще один яркий пример — это вестибулярный аппарат, который реагирует на положение всего тела и его частей относительно пространства.

Стоит отметить, что анализаторы человека имеют собственные характеристика, а эффективность их работы зависит от возраста, а иногда и от пола. Например, женщины различают больше оттенков и ароматов, чем мужчины. Представители же сильной половины, имеют больше вкусовых рецепторов.

Температурная чувствительность

Температурная чувствительность свойственна организмам, обладающим постоянной температурой тела, достигаемой терморегуляцией. Температура кожи ниже внутренней температуры тела (примерно З6,6°С) и различна для отдельных участков (на лбу 34-35, на лице 20-25, на животе 34, на стопах ног 25-27°С).

В коже человека находятся два вида анализаторов температуры: одни реагируют только на холод, другие — только на тепло. Всего на коже около 30 тысяч тепловых точек и примерно 250 тысяч точек холода.

Порог восприятия тепла и холода различен, например, тепловые точки различают разницу температуры в 0,2, а точки холода в 0,4°С. Время, необходимое для ощущения температуры, примерно 1 секунда. Температурные анализаторы, защищая организм от перегрева и переохлаждения, помогают сохранять постоянную температуру тела.

Обоняние

Запах может служить сигналом, предупреждающим об опасности. Всем известно, как опасны газы. Для распознавания опасных газов, не имеющих запаха, к ним добавляют специальные сильно пахнущие вещества — одоранты. Широко распространённых приборов для измерения силы запаха пока нет. Однако наш нос мгновенно чувствует даже самые малые доли пахучих веществ.

У человека около 60 миллионов обонятельных клеток. Они располагаются в слизистой оболочке носовых раковин на площади примерно в 5 см2. Клетки покрыты огромным количеством волосков длиной 30-40 ангстрем (3-4 нанометра). Площадь их соприкосновения с пахучими веществами — 5-7 м2. От обонятельных клеток отходят нервные волокна, посылающие сигналы о запахах в мозг.

Если на анализаторы попадает вещество, опасное для жизни или угрожающее здоровью человека (эфир, нашатырный спирт, хлороформ и т.д.), рефлекторно замедляется или кратковременно задерживается дыхание.

Отделы

Анализатор – это совокупность нейронов, которую часто называют сенсорной системой. Любой анализатор имеет три отдела:

• периферический – чувствительные нервные окончания (рецепторы), которые входят в состав органов чувств (зрение, слух, вкус, осязание);
• проводниковый – нервные волокна, цепочка разных типов нейронов, проводящих сигнал (нервный импульс) от рецепторов к центральной нервной системе;
• центральный – участок коры больших полушарий головного мозга, анализирующий и преобразовывающий сигнал в ощущение.

Рис. 1. Отделы анализаторов.

Каждому специфичному анализатору соответствует определённый участок коры головного мозга, который называется корковым ядром анализатора.

Восприятие вкуса

В физиологии и психологии принята четырёхкомпонентная теория вкуса, согласно которой вкус имеет четыре основных вида: сладкий, солёный, кислый и горький. Все остальные вкусовые ощущения — комбинация основных видов.

Вкус воспринимается специальными клеточными образованиями (похожими на луковицы), находящимися в слизистой оболочке языка.

Различительная чувствительность вкусового анализатора довольно груба, тем не менее, вкусовые ощущения играют предупредительную роль в обеспечении безопасности.

Вкусовой анализатор примерно в 10 тысяч раз грубее обоняния, индивидуальное восприятие вкуса может различаться до 20%.

Попавшим в экстремальную ситуацию можно воспользоваться рекомендацией йогов: пробуя незнакомую пищу, постарайтесь как можно дольше держать её во рту, медленно пережёвывая и прислушиваясь к своим ощущениям. Если появится явное желание проглотить, тогда попробуйте рискнуть.

Мышечное чувство

В мышцах человека есть специальные рецепторы. Их называют проприоцепторами (от латинского proprius — собственный). Они посылают сигналы в мозг, сообщая о том, в каком состоянии находятся мышцы. В ответ мозг направляет импульсы, координирующие работу мышц. Мышечное чувство, учитывая воздействие гравитации, «работает» постоянно. Благодаря ему человек принимает более удобную позу.

В определённой степени от удобного положения тела человека зависит его работоспособность, а в некоторых случаях — и безопасность.

Виды анализаторов человека

Сенсорные анализаторы человека подразделяются на виды в зависимости от чувствительности рецепторов, природы раздражителя, характера ощущений, скорости адаптации, назначения и так далее.

Внешние анализаторы человека получают данные от мира и в дальнейшем их анализируют. Они воспринимаются человеком субъективно под видом ощущений.

Выделяют такие виды внешних анализаторов человека: зрительный, обонятельный, слуховой, вкусовой, осязательный и температурный.

Внутренние анализаторы человека воспринимают и подвергают анализу видоизменения во внутренней среде, показателях гомеостазиса. Если показатели организма в норме, то они не воспринимаются человеком. Только отдельные изменения организма способны вызвать у человека ощущения, как например, жажду, голод, которые основываются на биологических потребностях. Для их удовлетворения и возобновления стабильности организма включаются определенные поведенческие реакции. Импульсы участвуют в регуляции функционирования внутренних органов, они обеспечивают приспособление организма к его разнообразной жизнедеятельности.

Анализаторы, отвечающие за положение тела, подвергают анализу данные о нахождении и положении тела. К анализаторам, отвечающим за положение тела, относят вестибулярный аппарат и двигательный (кинестетический).

Болевой анализатор человека представляет особенную важность для организма. Болевые сигналы организма доставляют человеку сигналы о том, что возникают повреждающие действия.

Болевая чувствительность

Боль — сигнал тревоги для организма, призыв к борьбе с опасностью. Боль воспринимают любые анализаторы, если превышен верхний порог чувствительности, но есть и специальные рецепторы в слое кожи — болевые. На одном квадратном сантиметре кожи имеется до 100 болевых точек — оголённых окончаний нервов.

Боль может быть опасной, например, при болевом шоке, который осложняет деятельность организма по самовосстановлению.

Болевые ощущения вызывают оборонительные рефлексы, в частности, рефлекс удаления от раздражителя. Под влиянием боли перестраивается работа всех систем организма.

Пример порога болевой чувствительности:

кожа живота — 20г/мм2;

кончики пальцев — 300 г/мм2.