Закономірності відчуттів

До цього часу йшла мова про якісну відмінність видів відчуттів. Але не менш важливе значення має кількісне вивчення, тобто їх вимірювання.

Чутливість та її вимірювання. Різні органи чуття, які дають нам відомості про стан навколишнього світу, можуть бути більш-менш чутливими до відображуваних ними явищ, тобто спроможні відтворювати ці явища з більшою або меншою точністю.

Подразники меншої сили - підпорогові, не викликають виникнення відчуттів, і сигнали про них не передаються в кору головного мозку. Кора в кожен окремий момент з безкінечної кількості імпульсів сприймає лише життєво актуальні, затримуючи всі інші, в тому числі імпульси від внутрішніх органів. Таке положення біологічно доцільне. Не можна уявити собі життя організму, в якого кора великих півкуль однаково сприймала б усі імпульси і забезпечувала на них реакції. Це привело б організм до неминучої загибелі. Саме кора великих півкуль головного мозку знаходиться на варті життєвих інтересів організму і, підвищуючи поріг своєї збудливості, перетворює неактуальні імпульси на підпорогові, позбавляючи тим самим організм від непотрібних реакцій.

Проте підпорогові імпульси небайдужі для організму. Підтвердженням цьому слугують багаточисельні факти, отримані в клініці нервових хвороб, коли саме слабкі, підкіркові подразники із зовнішнього середовища створюють в корі великих півкуль домінантне вогнище й сприяють виникненню галюцинацій і «обману відчуттів». Підпорогові звуки можуть сприйматися хворим як сонм нав'язливих голосів при одночасній повній байдужості до справжньої людської мови; слабкий, ледве помітний промінь світла може викликати галюцинаторні зорові відчуття різного змісту; ледве помітні тактильні відчуття - від контакту шкіри з одягом - низку збочених гострих шкірних відчуттів.

Нижній поріг відчуттів визначає рівень абсолютної чутливості даного аналізатора. Між абсолютною чутливістю та величиною порогу існує зворотна залежність: чим менше величина порогу, тим вища чутливість даного аналізатора. Це відношення можна виразити формулою:

Е = 1/Р,

де Е - чутливість, а Р - порогова величина подразника.

Наші аналізатори мають різну чутливість. Поріг однієї нюхової клітини людини для відповідних пахучих речовин не перевищує 8 молекул. Щоб викликати смакове відчуття, потрібний, принаймні, в 25000 разів більше молекул, ніж для створення нюхового відчуття.

Дуже висока чутливість зорового та слухового аналізаторів. Людське око, як показали досліди С.І. Вавілова (1891-1951 ), здатне бачити світло при попаданні на сітківку всього 2-8 квантів променистої енергії. Це означає, що ми здатні були б бачити в повній темряві свічку, яка горить, на відстані до 27 кілометрів. У той же час для того, щоб ми відчули дотик, необхідно в 100-10 000 000 разів більше енергії, ніж при зорових або слухових відчуттях.

Абсолютна чутливість аналізатора не обмежується лише нижнім порогом чутливості; вона має й верхній поріг відчуття. Верхнім абсолютним порогом чутливості називається максимальна сила подразника, при якій виникає відчуття, адекватне впливаючому подразнику. Подальше збільшення сили подразників, що впливають на наші рецептори, викликає в них лише больове відчуття (наприклад, надгучний звук, сліпуча яскравість).

Величина абсолютних порогів - як нижнього, так і верхнього, - змінюється залежно від різних умов: характеру діяльності та віку людини, функціонального стану рецептора, сили й тривалості роздратування і т.п.

За допомогою органів чуття ми можемо не лише констатувати наявність або відсутність того або іншого подразника, але й розрізняти подразники ха їх силою та якістю. Мінімальна відмінність між двома подразниками, яка викликає ледь помітну відмінність відчуттів, називається порогом розрізнення або порогом різниці. Німецький фізіолог Е.

Поріг розрізнення характеризується відносною величиною, постійною для даного аналізатора. Для зорового аналізатора це відношення складає приблизно 1/100, для слухового - 1/10, для тактильного - 1/30. Експериментальна перевірка цього положення показала, що воно справедливе лише для подразників середньої сили.

Ґрунтуючись на експериментальних даних Вебера, німецький фізик Г. Фехнер (1801-1887) виразив залежність інтенсивності відчуттів від сили подразника наступною формулою:

S = KlgJ + C,

де S - інтенсивність відчуттів, J - сила подразника, K і C -константи.

Згідно з цим положенням, яке носить назву основного психофізичного закону, інтенсивність відчуття пропорційна логарифму сили подразника. Тобто, при зростанні сили подразника з геометричною прогресією інтенсивність відчуття збільшується з арифметичною прогресією (закон Вебера-Фехнера).

Різницева чутливість або чутливість до розрізнення також знаходиться у зворотній залежності до величини порогу розрізнення: чим більший поріг розрізнення, тим менша різницева чутливість.

Поняття різницевої чутливості використовується не лише для характеристики розрізнення подразників за інтенсивністю, але й по відношенню до інших особливостей деяких видів чутливості. Наприклад, говорять про чутливість до розрізнення форм, розмірів і кольору зорово сприйнятих предметів або до звуковисотної чутливості.

Адаптація.

Адаптація або пристосування - це зміна чутливості органів відчуття під впливом дії подразника.

Розрізняють три види цього явища.

(1). Адаптація як повне зникнення відчуття у процесі тривалої дії подразника. У разі дії постійних подразників відчуття має тенденцію до згасання. Наприклад, легкий вантаж, який знаходиться на тілі, незабаром перестає відчуватися. Звичайним фактом є й зникнення нюхових відчуттів незабаром після того, як ми потрапляємо в атмосферу з неприємним запахом. Інтенсивність смакового відчуття слабшає, якщо відповідну речовину протягом деякого часу тримати в роті і, нарешті, відчуття може згаснути зовсім.

Повній адаптації зорового аналізатора при дії постійного та нерухомого подразника не настає. Це пояснюється компенсацією нерухомості подразника за рахунок рухів самого рецепторного апарата. Постійні довільні й мимовільні рухи очей забезпечують безперервність зорового відчуття. Експерименти, в яких штучно створювалися умови стабілізації зображення відносно сітківки очей, показали, що при цьому зорове відчуття зникає через 2-3 секунди після його виникнення, тобто настає повна адаптація.

(2). Адаптацією називають також інше явище, близьке до вище описаного, яке виражається в приглушенні відчуття під впливом дії сильного подразника. Наприклад, при зануренні руки в холодну воду інтенсивність відчуття, яке викликається холодовим подразником, знижується. Коли ми з напівтемної кімнати потрапляємо в яскраво освітлений простір, то спочатку буваємо засліпленими й неспроможними розрізняти навколо які-небудь деталі. Через деякий час чутливість зорового аналізатора різко знижується і ми починаємо нормально бачити. Це пониження чутливості ока при інтенсивному світловому роздратуванні називають світловою адаптацією.

Описані два види адаптації можна об'єднати термином- негативна адаптація, оскільки в результаті їх знижується чутливість аналізаторів.

(3). Адаптацією називають підвищення чутливості під впливом дії слабкого подразника. Цей вигляд адаптації, властивий деяким видам відчуттів, можна визначити як позитивну адаптацію.

У зоровому анализаторі це темрявна адаптація, коли збільшується чутливість ока під впливом перебування в темряві. Аналогічною формою слухової адаптації є адаптація до тиші. У температурних відчуттях позитивна адаптація виявляється тоді, коли заздалегідь охолоджена рука відчуває тепло, а заздалегідь нагріта - холод при зануренні у воду однакової температури. Питання про існування негативної больової адаптації довгий час було дискусійним. Відомо, що багаторазове застосування больового подразника не виявляє негативної адаптації, а, навпаки, діє з часом усе сильніше. Проте, нові факти свідчать про наявність повної негативної адаптації до уколів голки і до інтенсивного гарячого опромінення.

Дослідження показали, що одні аналізатори виявляють швидку адаптацію, інші - повільну. Наприклад, тактильні рецептори адаптуються дуже швидко. По їх чутливому нерву при додаванні якого- небудь тривалого подразнення пробігає лише невеликий залп імпульсів на початку дії подразника. Порівняно повільно адаптується зоровий рецептор (час адаптації до темряви досягає кількох десятків хвилин), а також нюховий і смаковий рецептори.

Адаптаційне регулювання рівня чутливості залежно від того, які подразники (слабкі або сильні) впливають на рецептори, має велике біологічне значення. Адаптація допомагає за допомогою органів чуття вловлювати слабкі подразники й оберігає органи чуття від надмірного роздратування в разі надзвичайний сильних впливів.

Явище адаптації можна пояснити тими периферичними змінами, які відбуваються у функціонуванні рецептора при тривалій дії на нього подразника. Так, відомо, що під впливом світла розкладається (вицвітає) зоровий пурпур, який знаходиться у паличках сітківки ока. У темноті ж, навпаки, зоровий пурпур відновлюється, що приводить до підвищення чутливості. Стосовно інших органів чуття, то поки-що не доведено, що в їх рецепторних апаратах є які-небудь речовини, що хімічно розкладаються при дії подразника і відновлюються за відсутності такої дії.

Взаємодія відчуттів. Інтенсивність відчуттів залежить не лише від сили подразника та рівня адаптації рецептора, але й від подразників, які впливають у даний момент на інші органи чуття. Зміна чутливості аналізатора під впливом подразнення інших органів чуття називається взаємодією відчуттів.

У літературі описані чисельні факти зміни чутливості, викликані взаємодією відчуттів. Так, чутливість зорового аналізатора змінюється під впливом слухового подразнення. С.В. Кравков (1893-1951) показав, що ця зміна залежить від гучності слухових подразників. Слабкі звукові подразники підвищують колірну чутливість зорового аналізатора. В той же час спостерігається різке погіршення розрізнювальної чутливості ока, коли в якості слухового подразника застосовується, наприклад, гучний шум авіаційного мотора.

Зорова чутливість підвищується також під впливом деяких нюхових подразнень. Проте, при різко вираженому негативному емоційному забарвленні запаху спостерігається зниження зорової чутливості. Подібно до цього при слабких світлових подразненнях посилюються слухові відчуття, а дія інтенсивних світлових подразників погіршує слухову чутливість. Відомі факти підвищення зорової, слухової, тактильної і нюхової чутливості під впливом слабких больових роздратувань.

Зміна чутливості якого-небудь аналізатора спостерігається і при підпороговому роздратуванні інших аналізаторів. Так, П.І. Лазарев (1878-1942) отримав факти зниження зорової чутливості під впливом опромінення шкіри ультрафіолетовими променями.

Таким чином, всі наші системи аналізаторів здатні більшою або меншою мірою впливати один на одного. При цьому взаємодія відчуттів як і адаптація виявляється у двох протилежних процесах: підвищенні та пониженні чутливості. Загальна закономірність в цьому випадку полягає в тому, що слабкі подразники підвищують, а сильні знижують чутливість аналізаторів при їх взаємодії.

Сенсибілізація. Підвищення чутливості нервових центрів під впливом подразників називається сенсибілізацією.

Фізіологічним механізмом взаємодії відчуттів є процеси іррадіації та концентрації збудження в корі головного мозку, де представлені центральні відділи аналізаторів. За І.П. Павловим, слабкий подразник викликає в корі великих півкуль процес збудження, який легко иррадує (поширюється). У результаті іррадіації процесу збудження підвищується чутливість іншого аналізатора. При дії сильного подразника виникає процес збудження, який, навпаки, має тенденцію до концентрації. За законом взаємної індукції це призводить до гальмування у центральних відділах інших аналізаторів та до зниження чутливості останніх.

Зміна чутливості аналізаторів може бути викликана дією другосигнальних подразників. Так, отримані факти зміни електричної чутливості очей і язика у відповідь на пред'явлення досліджуваним слів «кислий як лимон». Ці зміни були аналогічні тим, які спостерігалися при дійсному подразненні язика лимонним соком.

Знаючи закономірності зміни чутливості органів чуття, можна шляхом вживання спеціальним чином підібраних побічних подразників сенсибілізувати той або інший рецептор, тобто підвищувати його чутливість.

Чутливість і вправляння. Сенсибілізація органів чуття можлива не лише шляхом вживання побічних подразників, але і шляхом вправляння. Можливості тренування органів чуття та їх удосконалення надзвичайно великі. Можна виділити дві сфери, що визначають підвищення чутливості органів чуття:

(1) сенсибілізація, до якої стихійно призводить необхідність компенсації сенсорних дефектів (сліпота, глухота);

(2) сенсибілізація, викликана діяльністю, специфічними вимогами професії суб'єкта.

Втрата зору або слуху певною мірою компенсується розвитком інших видів чутливості.

Відомі випадки, коли люди, позбавлені зору, займаються скульптурою, у них високо розвинений дотик. До цієї ж групи явищ відноситься й розвиток вібраційних відчуттів у глухих. У деяких людей, позбавлених слуху, настільки сильно розвивається вібраційна чутливість, що вони навіть можуть слухати музику. Для цього вони кладуть руку на інструмент або повертаються спиною до оркестру. Сліпоглуха О. Скороходова, тримаючи руку біля горла співрозмовника, може таким чином упізнати його по голосу і зрозуміти, про що він говорить. У сліпоглухонімої Елен Келлер так високо розвинена нюхова чутливість, що вона може асоціювати багато друзів і відвідувачів із їхніми запахами, і спогади про знайомих так само добре повв'язуються у неї з нюхом, як у більшості людей асоціюються з голосом.

Особливий інтерес представляє виникнення у людини чутливості до подразників, відносно яких не існує адекватного рецептора. Така, наприклад, дистанційна чутливість до перешкод у сліпих.

Явища сенсибілізації органів чуття спостерігаються в осіб, які тривалий час займаються деякими спеціальними професіями.

Відома надзвичайна гострота зору у тих людей, які шліфують. Вони бачать просвітлення від 0,0005 міліметра, тоді як нетреновані люди всього до 0,1 міліметра. Фахівці із фарбування тканин розрізняють від 40 до 60 відтінків чорного. Для нетренованого ока вони здаються абсолютно однаковими. Досвідчені сталевари здатні досить точно за слабкими колірними відтінками розплавленої сталі визначити її температуру та кількість домішок у ній.

Високої міри досконалості досягають нюхові та смакові відчуття у дегустаторів чаю, сиру, вина, тютюну. Дегустатори можуть точно вказати не лише те, з якого сорту винограду зроблене вино, але й місце, де виріс цей виноград.

Живопис пред'являє особливі вимоги до сприйняття форм, пропорцій та колірних співвідношень при зображенні предметів. Досліди показують, що око художника надзвичайно чутливе до оцінки пропорцій. Він розрізняє зміни, рівні 1/60 - 1/150 величин предмету. Про тонкість колірних відчуттів можна судити по мозаїчній майстерні в Римі - в ній більше 20 000 створених людиною відтінків основних кольорів.

Досить великі можливості розвитку слухової чутливості. Так, виконання на скрипці вимагає особливого розвитку звуковисотного слуху, і у скрипалів він розвиненіший, ніж у піаністів. Досвідчені льотчики на слух легко визначають кількість зворотів двигуна. Вони вільно відрізняють 1300 від 1340 обертів за хвилину. Нетреновані люди вловлюють різницю лише між 1300 і 1400 зворотами.

Все це - докази того, що наші відчуття розвиваються під впливом умов життя та вимог практичної трудової діяльності.

Не зважаючи на велику кількість подібних фактів, проблема вправляння органів чуття вивчена ще недостатньо. Що знаходиться в основі вправляння органів чуття? Поки не можна дати вичерпної відповіді на це запитання. Була здійснена спроба пояснити підвищення дотикової чутливості у сліпих. Вдалося виділити тактильні рецептори - спеціальні тільця, наявні в шкірі пальців сліпих людей. Для зіставлення було проведене подібне дослідження на шкірі зрячих людей різних професій. Виявилося, що в сліпих людей підвищена кількість тактильних рецепторів. Так, якщо в шкірі нігтьової фаланги першого пальця у зрячих людей число тілець у середньому досягало 186, то в сліпонароджених воно складало 270.

Таким чином, структура рецепторів не є константною, вона пластична, рухлива, постійно змінюється, пристосовуючись до найкращого виконання даної рецепторної функції. Разом із рецепторами та невідривно від них, відповідно до нових умов і вимог практичної діяльності, перебудовується й структура аналізатора в цілому.

Синестезія. Взаємодія відчуттів виявляється ще в одному роді явищ, яке називається синестезією. Синестезія - виникнення під впливом подразнення одного аналізатора відчуттів, характерного для іншого аналізатора. Синестезія спостерігається у різних видах відчуттів. Найчастіше зустрічаються зорово-слухові синестезії, коли при дії звукових подразників у суб'єкта виникають зорові образи. У різних людей немає збігів в цих синестезіях, проте, вони досить постійні для кожної окремої особи. Відомо, що здатністю кольорового слуху володіли деякі композитори (Н.А. Римський-Корсаков, А.М. Скрябін та ін.). Яскравий прояв подібного роду синестезії знаходимо в творчості литовського художника М.К. Чурльоніса - в його симфоніях фарб.

На явищі синестезії засновано створення останніми роками кольоромузичних апаратів, які перетворюють звукові образи на світлові, та інтенсивне дослідження світломузики. Рідше зустрічаються випадки виникнення слухових відчуттів при дії зорових подразників, смакових, - у відповідь на слухові подразники. Синестезією володіють далеко не всі люди, хоча вона досить широко поширена. Ні в кого не викликає сумнівів можливість вживання таких виразів: «гострий смак», «кричущий колір», «солодкі звуки» тощо. Явища синестезії - ще одне свідчення постійного взаємозв'язку систем аналізаторів людського організму, цілісності чуттєвого відображення об'єктивного світу.

Таким чином, структура рецепторів не є константною, вона пластична, рухлива, постійно змінюється, пристосовуючись до найкращого виконання даної рецепторної функції. Разом з рецепторами й, невідривно від них, відповідно до нових умов та вимог практичної діяльності, перебудовується й структура аналізатора в цілому.

5.