2020-04-07
394
Стремление улучшить зрение связано с попыткой преодолеть как дефекты зрения, так и его естественные ограничения.
В зависимости от характера и причин нарушения зрения для коррекции дефектов зрительного восприятия используют различные технические приспособления, специальные упражнения, а также несколько видов оперативного вмешательства (микрохирургия, имплантация хрусталика, лазерная коррекция зрения и др.).
Коррекция недостатков зрения обычно осуществляется с помощью очков.
Для расширения возможностей зрительного восприятия используют также специальные приборы и методы.
Широко пропагандируются специальные упражнения для коррекции близорукости и дальнозоркости (методы Шичко, Бейтса и т.д.). Несмотря на внушительные успехи, не завершено детальное обоснование методик, недостаточно данных о границах применимости методов (возрастные и диагностические ограничения эффективности и применимости методик).
Ультрафиолетовое излучение человек не видит. Оно по способу относится к тепловому излучению, а по характеру к ионизирующему. Воздействует на глаза, кожу. Для защиты зрения используются темные очки с содержанием свинца, а для защиты кожи - ткани и мази. Особенно опасно лазерное излучение длиной = 0,2-1000 мкм. Оно вызывает термическое воздействие и энергетическое с учетом мощности излучателя. Фотохимическое воздействие вызывает в пределах клеток образование микроволнового магнитного поля.
Слух
Слуховой анализатор – этосовокупность механических, рецепторных и нервных структур, деятельность которых обеспечивает восприятие человеком и животными звуковых колебаний воздуха.
Рис 7.3. Строение уха
У высших животных, в том числе у большинства млекопитающих, с луховой анализатор состоит из наружного, среднего и внутреннего уха, слухового нерва и центральных отделов (кохлеарные ядра и ядра верхней оливы, задние бугры четверохолмия, внутреннее коленчатое тело, слуховая область коры головного мозга). Верхняя олива — первое образование головного мозга, где конвергирует информация от обоих ушей. Волокна от правого и левого кохлеарных ядер идут на обе стороны. В слуховом анализатор е имеются также нисходящие (эфферентные) проводящие пути, идущие от вышележащих отделов к нижележащим (вплоть до рецепторных клеток). В частотном анализе звуков существенное значение имеет улитковая перегородка (Кортиев орган) — своеобразный механический спектральный анализатор, функционирующий как ряд взаимно рассогласованных фильтров. Её амплитудно-частотные характеристики (АЧХ), т.е. зависимость амплитуды колебаний отдельных точек улитковой перегородки от частоты звука, впервые экспериментально измерены венгерским физиком Д. Бекеши и позднее уточнены с помощью эффекта Мёссбауэра,более крутой наклон АЧХ, наблюдающийся в сторону высоких частот, равен примерно 200 дб на октаву.
Рис. 7.4. Процесс передачи звука в мозг.
Звук — это колебания, т.е. периодическое механическое возмущение в упругих средах — газообразных, жидких и твердых. Такое возмущение, представляющее собой некоторое физическое изменение в среде (например, изменение плотности или давления, смещение частиц), распространяется в ней в виде звуковой волны. Область физики, рассматривающая вопросы возникновения, распространения приема и обработки звуковых волн, называется акустикой. Звук может быть неслышимым, если его частота лежит за пределами чувствительности человеческого уха, или он распространяется в такой среде, как твердое тело, которая не может иметь прямого контакта с ухом, или же его энергия быстро рассеивается в среде. Таким образом, обычный для нас процесс восприятия звука — лишь одна сторона акустики.
Звуковые колебания воспринимаются органами слуха человека в направлении их распространения. Слышимый шум — 16 - 20000 Гц (Герц), ультразвуковой диапазон — более 20 кГц, инфразвук — меньше 16Гц, устойчивый слышимый звук — 1000 Гц - 3000 Гц.
Физические характеристики шума:
интенсивность звука I, [Вт/м2];
звуковое давление Р, [Па];
частота f, [Гц]. 1 Гц = 1 колебание в секунду.
Уровень звукового давления (англ. SPL, Sound Pressure Level) — измеренное по относительной шкале значение звукового давления, отнесённое к опорному давлению p SPL = 20 мкПа, соответствующему порогу слышимости синусоидальной звуковой волны частотой 1 кГц:
SPL=20lg  [дБ]
| (1) |
Уровни звукового давления от различных источников
10 дБ SPL — шёпот;
20 дБ SPL — норма шума в жилых помещениях;
40 дБ SPL — тихий разговор;
50 дБ SPL — разговор средней громкости;
70 дБ SPL — шум пишущей машинки;
80 дБ SPL — шум работающего двигателя грузового автомобиля;
100 дБ SPL — автомобильный сигнал на расстоянии 5—7 м;
120 дБ SPL — шум работающего трактора на расстоянии 1 м;
140 дБ SPL — порог болевого ощущения.
Давление свыше 180 dB SPL может вызвать разрыв барабанной перепонки.
Шум - беспорядочные, случайные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры.
Для количественной оценки шума используют усредненные параметры, определяемые на основании статистических законов.
Для измерения характеристик шума применяются шумомеры, частотные анализаторы, коррелометры и другие приборы.
Шумы подразделяются на статистически стационарные и нестационарные.
Шум оказывает вредное влияние на организм человека. Он вредно воздействует на сердечно-сосудистую систему, на нервную систему и органы слуха (барабанная перепонка).
Спектр шума — зависимость уровня звука, давления от частоты.
Спектры бывают: дискретные, сплошные, тональные.
Отрицательно влияет ультразвук.
В строительстве применяется следующие мероприятия для уменьшения воздействия шума:
Строительно-планировочные;
Конструктивные (тройное остекление, неровные, то есть шероховатые стены в шумных помещениях);
Снижение шумов в источнике его возникновения.
Для индивидуальной защиты применяются беруши и наушники.
Обоняние.
Обонятельный анализатор - нейрофизиологическая система, благодаря деятельности которой осуществляется анализ пахучих веществ, попадающих на слизистую оболочку носовой полости. Обонятельный анализатор включает периферический отдел, представленный обонятельными рецепторами, расположенными в слизистой оболочке верхней части носовой перегородки, проводящими нервными путями в виде обонятельного нерва, ведущими к обонятельной луковице, и центральный отдел, включающий обонятельный путь, подкорковые нервные образования в виде сосковидных тел и корковый отдел, который локализован в извилине морского коня.
Рис. 7.5. Структура обонятельной системы.
Обоняние воспринимается через запахи. Они могут раздражать человека, особенно те, которые он считает неприятными. Может пропадать аппетит, может наступать слезотечение (аммиак) и удушье. Ко многим запахам человек адаптируется.
Приятный аромат может улучшить настроение. На этом основана аромотерапия. Любители аромотерапии придумали огромное количество методов, как можно применять эфирные масла. Ванны, массажи, ингаляции, ароматическая вода после душа. Используют масла и в бане. Для особо увлеченных создают индивидуальную целительную парфюмерию. И польза, и индивидуальный аромат в одном флаконе. Когда мы вдыхаем, ароматические молекулы попадают в участок мозга, отвечающий за обоняние.
Рис. 7.6. Схема формирования запаха в организме человека.
Одним из самых неприятных запахов обладают тиолы или меркаптаны (второе название отражает способность этих соединений связывать ртуть, по-английски это свойство называется mercury capture). К природному газу, который горит в плите на кухне (в основном это метан), добавляют ничтожные количества очень сильно пахнущего вещества, что позволяет обнаружить по запаху утечку газа в жилых помещениях: человек способен почувствовать такой запах в количестве двух триллионных долей грамма! Однако изредка встречаются люди (примерно 1 человек из 1000), которые не чувствуют запаха меркаптана. Может быть, этим частично объясняются случаи взрывов при утечке газа? «Запаховый дальтонизм», по-научному аносмия (от греч. osme — запах), изредка распространяется на все запахи, чаще — на некоторые определенные (специфическая аносмия). Так, 2% людей не ощущают сладковатого запаха изовалериановой кислоты, 10% не чувствуют запаха ядовитой синильной кислоты, 12% не ощущают запаха мускуса, 36% — солода, 47% — гормона андростерона.
Меркаптаны придают запах крайне зловонному секрету скунса - небольшому зверьку семейства куньих (другое его название - вонючка). Описаны случаи, когда люди теряли сознание, вдохнув выделения этих животных, и даже на следующий день чувствовали головную боль. Но бывают, оказывается, запахи и похуже. В знаменитой книге рекордов Гиннеса к самым зловонным химическим соединениям отнесены этилмеркаптан С2Н9SН и бутилселеномеркаптан С4Н9SеН — их запах напоминает комбинацию запахов гниющей капусты, чеснока, лука и нечистот одновременно.
Рекорд чувствительности принадлежит соединению с приятным запахом. В Книге рекордов Гиннеса утверждается, что это вещество — ванилин: его присутствие в воздухе можно почувствовать при концентрации 2х10-11 г в одном литре. Однако этот рекорд в 1996 году был побит. Новый рекордсмен - так называемый винный лактон, он придает красным и белым винам сладковатый «кокосовый» аромат. Поразительна чувствительность носа к этому веществу: его можно почувствовать при концентрации 0,01 пикограмма (10-14 или одна стотриллионная грамма) в 1 л воздуха.
Некоторые запахи имеют поразительную стойкость. В городе Марракеш в Марокко находится минарет — башня высотой около 70 м, построенная по приказу султана в знак победы над испанцами. Минарет знаменит тем, что его стены пахнут мускусом. Натуральный мускус — ценное благовоние, которое вырабатывают железы самца кабарги — животного семейства оленей. Оказывается, при строительстве минарета в 1195 году в цемент, скрепляющий камни, подмешали около тысячи мешков мускуса. И запах не исчез даже спустя 800 лет…
Если бы для определения рекордсменов по части запаха использовали не только человеческий нос, результаты изменились бы очень сильно. Известно, например, насколько нюх собаки тоньше нашего. Несравнимо более чувствительны органы обоняния насекомых. Сигналом для них являются особые вещества — феромоны. Чувствительность к ним удивительна. Например, муравьи вида Atta texana используют метиловый эфир, чтобы метить свои тропы. Всего 1 мг этого соединения достаточно, чтобы пометить тропинку, втрое длиннее земного экватора! Муравью достаточно синтезировать для своих надобностей всего 3 нг этого соединения. Еще более чувствительны к феромонам бабочки — их самцы чувствуют присутствие самок на расстоянии нескольких километров. Некоторые бабочки обнаруживают присутствие феромонов, если в 1 см3 воздуха содержится одна-единственная молекула! Для сравнения: винный лактон мы чувствуем при концентрации 10-17 г/см3, что при молекулярной массе 134 соответствует 45000 молекул/см3.
Вкус
Вкус воспринимается языком через нервные окончания, и сигнал передается в мозг.
Рис. 7.7. Схема восприятия вкуса.
Вкус в физиологии — один из видов хеморецепции; ощущение, возникающее в полости рта при действии различных веществ преимущественно на рецепторы вкуса (расположенные главным образом на языке). Вкусовое раздражение передается по вкусовым нервам серой коры головного мозга (gyrus uncinatus), где формируется вкусовые ощущения. Письменные источники и исследования подтверждают, что с давних пор люди различают сладкий, горький, кислый, соленый вкус. Кроме того современные люди в разных странах выделяют также терпкий, жгучий, щелочной, металлический и др. вкусы.
У человека ощущение вкуса развивается при непосредственном участии ветвей тройничного нерва, обеспечивая разнообразие ощущаемых "вкусов". Понятие аромат в большой степени связано с одновременным восприятием вкуса и запаха.
Сладкие и горькие вещества вызывают обычно только ощущение вкуса, тогда как соленый, кислый (pH<7) и щелочной (pH>7) вкус некоторых сильно действующих веществ вызывают одновременное повреждение слизистых оболочек и болезненное ощущение — жжение, царапанье и т. п.
К собственно вкусовым ощущениям обычно примешиваются осязательные / тактильные ощущения (отсюда ощущения вяжущий, терпкий, острый, жгучий) на языке. Огромную роль в формировании вкуса (в его бытовом понимании) играют обонятельные ощущения, обусловливаемые запахом летучих ароматических веществ — ЛАВ. Можно сказать, что «аромат» пищи складывается из одновременных ощущений вкуса, запаха, а также тепловых и тактильных (через тройничный нерв). Вкус воспринимается, главным образом, корнем и верхней поверхностью задней части языка, а также его краями и кончиком.
Видимо, традиционно в европейских странах выделяли 4 «основных вкуса». У Даля, например, мы находим поговорки, свидетельствующие о языковом смешении понятий «горький», «терпкий», «кислый» в ХIХ веке.
В ХХ веке, в связи с расширением культурного обмена и влияния выходцев из Юго-Восточной Азии в Европе и Америке стали признавать вкус «умами» (ощущение от аминокислот, глутамата / глютамината натрия). Признание этого вкуса можно связать с развитием сети китайских ресторанов, в которых использовались такие традиционные для стран Юго-Восточной Азии продукты, как ферментированный соевый или рыбный соус, мисо и др., а позже - синтетический глутамат натрия.
Однако на Востоке издавна выделяют 6 вкусов, в том числе «жгучий», что вполне понятно и нашим соотечественникам, легко различающим горький (хина, горький огурец) и «горький» - жгучий перец, редька, горчица. Длительная история исследований вкусового анализатора, сколь ни странно, до сих пор содержит множество заблуждений — во многих книгах по физиологии повторяется «вкусовая карта» языка, которая, тем не менее, не имеет научного подтверждения.
Древне-китайская философская модель мира — Пять Элементов включала 5 вкусовых элементов: горькое, соленое, кислое, сладкое и горячее. Последнее, возможно — эквивалент умами или «жгучего» (пряного).
В ноябре 2005 французские исследователи показали, что крысы различают также «жирный» вкус.
Количество типов независимых рецепторов вкуса в настоящее время точно не установлено. 4 "основных" вкуса - социокультурный архаизм европейской культуры, 5 основных вкусов - культуры государств Юго-Восточной Азии.
Предполагается, что существуют и другие виды рецепторов, например рецепторов, реагирующих на жирные кислоты, например, на линоленовую кислоту.
Стандартный носитель соленого — хлорид натрия — поваренная соль, особенно ион (Na+). Он детектируется рецепторами ионных каналов на языке, изменяя потенциал действия. Одновременно воспринимаемые соленый и кислый вкус сильно интерферируют, затрудняя наше понимание - какой из факторов сильнее.
Кислый вкус однозначно ассоциируется с величиной рН жидкости. Механизм восприятия подобен восприятию соленого. Ионы оксония (преимущественно H3O+) возникают при диссоциации кислот. Так как величина рН слюны человека близка к нейтральному значению (рН=7), действие сильных кислот и кислот средней силы вызывает ощущение чисто-кислого вкуса. Однако некоторые слабые органические кислоты и гидролизующиеся ионы (алюминий) могут вызывать и ощущение терпкости (вяжущий вкус).
Сладкое обычно ассоциируется с присутствием сахаров, но то же ощущение возникает от глицерина, некоторых белковых веществ, аминокислот. Одним из химических носителей "сладкого" являются гидроксо-группы в больших органических молекулах - сахара, а также полиолы - сорбит, ксилит. Детекторы сладкого — G-протеины, расположенные во вкусовых почках.
Горькое, как и сладость, воспринимается при посредстве G-протеинов. Исторически горький вкус ассоциировался с неприятным ощущением, и, возможно — с опасностью некоторых растительных продуктов для здоровья. Действительно, большинство растительных алкалоидов одновременно токсичны и горьки, и эволюционная биология имеет основания к такому заключению.
Вещества с характерным сильно-горьким вкусом: денатониум, фенилтиокарбамид, хинин.
Умами – это"пятый вкус", традиционно используемый в китайской культуре, в других странах востока. Умами (яп.) - название вкусового ощущения, производимого свободными аминокислотами, в частности - глутаминовой, которые можно найти в ферментированной и выдержанной пище, например сырах пармезан и рокфор, в соевом и рыбном соусах. Также, они содержатся в большом количестве неферментированных продуктов, например грецких орехах, винограде, брокколи, помидорах, грибах и, в меньшем количестве, в мясе.
Различают еще несколько привкусов.
Жгучий вкус не относят к числу основных вкусов, так как до настоящего времени не обнаружены соответствующие вкусовые рецепторы. Он связан с веществами, стимулирующими «тепловые» рецепторы (этанол, капсаицин) — они возбуждают ветви тройничного нерва, и вносят свой вклад в «чисто вкусовое» ощущение.
Терпкий вкус связан с рецепцией дубильных веществ (таннины в чае, в ягодах терна и др.). Механизм его возникновения связывают со связыванием таннинов и белков, богатых пролином.
Рис. 7.8. Карта вкусовых рецепторов.
Человек, несомненно, воспринимает " жирный " вкус - но это ощущение не так чётко выражено, как обычно выделяемая стандартная тетрада "сладкий-кислый-горький-солёный".
Обычно металлический привкус чувствуется у пищи, которая соприкасалась с окисленными металлами (ложки, вилки, банки). Особенно сильный металлический привкус наблюдается при контакте с медными сплавами - латунью, мельхиором и др., поэтому столовые предметы из мельхиора и нейзильбера покрывают тонким слоем серебра.
Это ощущение может служить признаком некоторых заболеваний; отравлений металлами (напр., при литейной лихорадке) или пестицидами, действия некоторых лекарственных средств и др.
Осязание.
Осяза́ние (кинесте́тика, такти́льное чувство) — один из пяти основных видов ощущений (чувств), к которым способен человек, заключающийся в способности ощущать прикосновения, воспринимать что-либо на ощупь, кожей.
Осязание - это восприятие животными и человеком прикосновения, давления, растяжения. В основе осязания лежит раздражение рецепторов кожи, мышц, суставов, некоторых слизистых оболочек (на губах, языке и др.), сигналы от которых в коре головного мозга преобразуются в соответствующий вид чувствительности. У людей, лишённых зрения и слуха, осязание - основной источник информации о внешнем мире.
Кожа — наружный покров организма человека, защищающий тело от широкого спектра внешних воздействий, участвующий в дыхании, терморегуляции, обменных и многих других процессах. Кроме того, кожа представляет массивное рецепторное поле различных видов поверхностной чувствительности (боли, давления, температуры и т. д.).
Рис. 7.9. Строение кожи и волосяного покрова в ней.
Тактильные ощущения (от лат. tactilis — осязательный) - форма кожной чувствительности. Различный характер имеют ощущения, вызываемые прикосновением, давлением, вибрацией, действием фактуры и протяженности. Обусловлены работой двух видов рецепторов кожи: нервных сплетений, окружающих волосяные луковицы, и состоящих из клеток соединительной ткани капсул.
Рис. 7.10. Кожа в разрезе.
Кожа состоит из эпидермиса, дермы и подкожно-жировой клетчатки (гиподермы).
Органы осязания – это специальные воспринимающие приборы - рецепторы, заложенные в коже, опорно-двигательном аппарате (мышцах, сухожилиях, суставах и др.), некоторых слизистых оболочках (губ, языка и др.). С их помощью организм воспринимает комплексное действие различных факторов окружающей среды: механических, температурных, болевых. В коже органы осязания распределены неравномерно. Так, у человека их особенно много в пальцах рук, ладонях, подошвах, губах, половых органах, с чем связана повышенная чувствительность этих участков кожи. Наиболее распространённый вид органов осязания - свободные нервные окончания, которые связаны с немиелинизированными волокнами (составляют около 80% кожных афферентов), а также с тонкими и средними мякотными волокнами с диаметром обычно менее 6 мкм. Свободные нервные окончания сильно разветвляются в тканях, вследствие чего одно нервное волокно может иннервировать большую площадь (например, в роговице - порядка 0,5 см 2). Многообразие органов осязания, особенности их пространственного и временного возбуждения способствуют многогранности осязательного ощущения.
Современные исследования показали связь цвета и звука. В медицине используется звукотерапия, когда пациентам дают прослушивать тихую приятную, медленную музыку. Это могут быть звуки природы или пение птиц. Помещения окрашивают в спокойные тона, например, зеленый. Наоборот, красный цвет раздражает. Об этом писал В.В. Маяковский в одной из поэм: «Абажуры голубые для уюта, красные для сладострастия». У поэта Иоганна Вольфганга Гете стены комнат были окрашены в разные цвета. В зеленой он успокаивался, а в красной – настраивался на работу. Вот что писал Лев Мельников, академик Академии космонавтики им. К.Э. Циолковского (газета «АиФ» за 2004 год №3): в наши дни синие лампы используются, чтобы отвлечь пациентов от боли, избавить от бессонницы, подготовить к операции, снизить кровяное давление. Немалый вклад в цветолечение в начале нашего века внес знаменитый русский нейрофизиолог и нейропсихолог В.М. Бехтерев. Желтый цвет в сочетании со светло-зеленым уменьшает страх пациента на приеме у зубного врача. Желтый и зеленый – цвета середины спектра, они обладают уравновешивающим действием.
В 1950-х годах отечественный ученый С.В. Кравко экспериментально установил зависимость восприятия звука от цвета. Позже его выводы получили развитие и стали основополагающими для цветового решения концертных залов. Синие и коричневые стены ухудшают акустику, красные, наоборот, обостряют слуховое восприятие. Интересно, что Рихард Вагнер свои мощные произведения «Лоэнгрин», «Тангейзер» писал при красном свете. В противоположность этому можно заметить связь между фиолетовыми, синими, голубыми тонами и меланхолической, медленной музыкой.
Вообще цвет – великий иллюзионист, ничего не меняя физически, он может изменить объективное восприятие. По данным американских психологов, температура воздуха в комнате, окрашенной в теплые тона, кажется более высокой, чем в помещении с синими, голубыми или зеленовато-голубыми стенами.
Художники особенно восприимчивы к цвету. К старости преобладают зеленые оттенки. Фернан Леже говорил, что ярко-желтая стена в соседстве с черным способна вызвать шок. Но даже если счесть это высказывание преувеличением, нельзя не согласиться с тем, что цвет может значительно изменять наше физическое состояние и мировосприятие.
Воздействие белого цвета сложнее. Это далеко не оптимальный цвет в цветотерапии. Он создает ощущение чистоты и свежести, но при длительном восприятии вызывает резко отрицательную реакцию психики. Яркий белый свет в больничных палатах, белые простыни и халаты, стены операционной могут приводить к стрессу. Поэтому в медицинских учреждениях отказываются от белого цвета, заменяя его на приглушенный зеленый или голубой. Еще один аргумент в пользу зеленого цвета – его бактерицидность. Он подавляет микроорганизмы и, следовательно, дезинфицирует больничное помещение.
Иногда в гневе глаза начинают сверкать, как бы излучая собственный свет. Таким блеском глаз в гневе отличался Наполеон. Цвет лица разгневанного Сталина не менялся, но глаза становились желтыми, как у рыси. Перед этими признаками едва сдерживаемого бешенства трепетали даже закаленные в боях генералы.
Одна из удивительных загадок человеческой психики – чувство стыда. Из всех видов живых существ оно присуще только человеку. Стыд у людей сопровождается некоторым усилением работы сердца, вследствие чего по лицу разливается слабый румянец. Такая реакция организма чаще всего свойственна женщинам и детям. Женщинам она часто придает ни с чем не сравнимое очарование скромности, детей выдает с головой при шалостях.
Цвет лица может рассказать о болезнях. Горящие румянцем щеки указывают на туберкулез, свинцово-синюшный оттенок лица – на онкологические заболевания, коричневые тени и мешки под глазами – на сердечно-сосудистые недуги.
Особые свойства цвета используются в парфюмерии. Розовые, кремовые и бежевые тона чаще применяются в дизайне кремов и духов, потому что теплые цвета считаются «пахучими». В противоположность им голубая гамма сужает воздействие запаха.
Цвет оказывает влияние на эмоциональное состояние человека. Цвет лица по данным психологов является главным показателем состояния человека: нельзя специально покраснеть или побледнеть. Гнев вызывает прилив крови к голове – лицо краснеет, а при испуге – бледнеет.
