Лабораторная работа «Периметрия»

Лабораторная работа «Закон Вебера-Фехнера»

 

           В 1834 г. Э. Вебер сформулировал закон, гласящий, что прирост раздражения, чтобы он стал ощутимым, должен превышать на определенную долю действовавшее ранее раздражение. В своих опытах Вебер накладывал на кожу руки груз известного веса. Усиление ощущения давления возникало лишь в том случае, когда накладывали дополнительный груз, на определенную величину превышающий вес действовавшего ранее груза. Так, если на кожу руки давит гиря весом 100 г, то для усиления ощущения давления нужно добавить гирю весом 3 г. Если на кожу давит гиря весом 200 г, то для возникновения минимального ощущения увеличения давления нужно добавить гирю весом 6 г, а при действии на кожу гири весом 600 г добавляют груз в 18 г.

Зависимость, обнаруженная Вебером, может быть выражена простым уравнением:

Δ I / I = constanta,

где I – исходный уровень раздражения, Δ I – прирост раздражения, constanta – постоянная величина.

           Аналогичные соотношения между усилением раздражения и ростом интенсивности ощущения были доказаны Вебером и другими исследователями и в отношении рецепторов слуха, зрения, мышечного чувства и др. При этом было показано, что закон Вебера справедлив лишь в известных пределах: при слишком сильных и слишком слабых раздражителях эта константа изменяется. Она меняется также в зависимости от состояния рецепторов, в частности от их адаптации.

Г. Фехнер на основании дополнительных исследований зависимости ощущения от силы раздражения и математического анализа полученных данных вывел формулу, несколько иначе выражающую закон Вебера:

S = a logR + b,

где S – величина ощущения, R – величина раздражения, a и b – постоянные.

Цель работы. Найти дифференциальные пороги давления на кожу у человека и проверить применимость закона Вебера-Фехнера.

Оборудование, материалы и объект исследования. Набор грузов массой 10; 10,5; 11; 11,5; 12; 30; 31,5; 33; 34,5; 36; 100; 105; 110; 115; 120 граммов.

Ход работы.

Рассортировывают набор грузов на три группы: а) грузы около 10 г (10 г; 10,5 г; 11 г и т.д.), б) около 30 г и в) порядка 100 г. Для первой группы находят порог различения давления, оказываемого грузиками на кожу ладони относительно груза 10 г, для второй относительно 30 г и для третей - 100 г.

Испытуемому предлагается закрыть глаза и положить перед собой на стол кисти рук ладонями кверху. На симметричные места ладоней кладут – на одну минимальный груз в группе, а на другую более тяжелый, затем спрашивают, какой из грузов тяжелее. В случайном порядке испытуемому предъявляются все возможные сочетания самого легкого и более тяжелых грузиков в группе, так чтобы каждое сочетание повторилось не менее 10 раз. Легкий грузик случайным образом располагают либо на левой, либо на правой ладони. Для каждого сочетания подсчитывают процент правильных ответов испытуемого и строят график зависимости вероятности различения грузов от разницы их массы. На этом графике путем интерполяции определяют порог - значение разницы массы грузиков, соответствующее 50% вероятности различения.

Вычисляют отношение найденного порога (Δ I) и массы самого легкого в группе груза (I). Сравнивают отношение Δ I / I для всех трех групп грузиков.

Оформление работы. Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу. Строят график зависимости вероятности различения грузов от разницы их массы с указанием порога различения. Делают вывод об относительной величине дифференциального порога при разной силе раздражения.

 

Вес груза	Порог различения	Отношение порога к нагрузке	Применимость закона
10-граммовые
30-граммовые
100-граммовые

Лабораторная работа «Круги чувствительности по Веберу»

 

При одновременном прикосновении к двум точкам кожи не всегда ощущаются два прикосновения: если эти две точки лежат близко друг к другу, то может возникнуть ощущение только одного прикосновения. То наименьшее расстояние между двумя точками кожи, при раздражении которых возникает ощущение двух прикосновений, называется порогом пространственного различения, или кругом чувствительности по Веберу. Эти пороги измеряются с помощью циркуля или эстизиометра Вебера, представляющего собой циркуль со шкалой, обозначающей расстояние между его ножками в миллиметрах. Данные пороги весьма неодинаковы на разных участках тела: они минимальны на кончиках пальцев, губах и языке и максимальны на бедре, плече и спине.

Пороги пространственного различения зависят от того, насколько афферентные нервные волокна ветвятся на периферии и от какого числа рецепторов передает импульсы одно нервное волокно. Согласно электрофизиологическим наблюдениям, площадь кожной поверхности, иннервируемой одним афферентным волокном, на разных участках тела неодинаковы и составляет от нескольких квадратных миллиметров до 2-3 см² и более. 

Цель работы. Определение кругов чувствительности по Веберу различных областей кожи человека.

Оборудование, материалы и объект исследования. Циркуль, линейка.

Ход работы.

Прикасаются к поверхности кожи, не задевая волосков, двумя сложенными вместе ножками циркуля. Получают ответ испытуемого о том, что он ощущает одно прикосновение. Постепенно раздвигают ножки циркуля, прикасаясь к коже в случайном порядке то одной, то двумя ножками, пока испытуемый не станет достоверно чувствовать (более 50% правильных ответов) два раздельных прикосновения. Измеренное в миллиметрах разведение ножек циркуля будет характеризовать веберовский круг чувствительности для данного участка кожной поверхности.

Определяют круги чувствительности для:

а) ладонной поверхности первой фаланги пальца руки;

б) губ;

в) тыльной поверхности кисти;

г) тыльной поверхности плеча;

д) задней поверхности шеи;

е) задней поверхности голени.

Оформление работы. Результаты исследований заносят в таблицу. Делают вывод о различии пространственных порогов для кожи разных частей тела.

 

Участок кожи	Дифференциальный порог (мм)
Ладонная поверхность первой фаланги пальца руки
Губы
Тыльная поверхность кисти
Тыльная поверхность плеча
Задняя поверхность шеи
Задняя поверхность голени

 

 Лабораторная работа «Мышечная память»

           Необходимым условием нормальной мышечной деятельности является получение информации о положении тела в пространстве и о степени сокращения каждой из мышц. Эта информация поступает в центральную нервную системы от рецепторов вестибулярного аппарата, глаз, кожи, а также от мышечно-суставных рецепторов (проприорецепторов).

           О важности афферентной иннервации мышц свидетельствует тот факт, что 30-50% волокон в любом нерве, подходящем к мышце, являются афферентными, несущими импульсацию от проприорецепторов. При выключении афферентной иннервации мышц, например, при перерезке задних корешков спинного мозга, координированная мышечная деятельность нарушается, несмотря на сохранение двигательной иннервации.

           Отличительная особенность проприорецепторов – их малая способность к адаптации, благодаря чему центральная нервная система получает непрерывные сигналы о состоянии скелетной мускулатуры и может осуществлять непрерывную регуляцию двигательных актов.

           Кинестетические сигналы, т. е. сигналы о движении отдельных частей тела, играют чрезвычайно важную роль в развитии восприятия. Они являются контролем для других органов чувств, например зрения. Так, оценка зрением расстояния до какого-либо предмета осуществляется при помощи мышечного чувства. Возбуждения, связанные с работой мышц, возникающие при хватании предмета руками или приближении к нему, сочетаются со зрительными ощущениями и служат важнейшим критерием для выработки суждения о том, насколько отдален предмет.

           В ЦНС эта информация от проприорецепторов суммируется, и формируется образ, отражающий положение тела и отдельных его частей (например, конечностей). При повторении движения, как известно, происходит автоматизация двигательных навыков, важнейшая роль при этом принадлежит периферическим мышечным и сухожильным рецепторам. Формируется мышечная память.

           Цель работы. Изучить динамику формирования мышечной памяти.

           Оборудование, материалы и объект исследования. Лист плотного картона размером 50х50 см, расчерченный с помощью транспортира на секторы с интервалом в 3°. Нулевая точка в левом нижнем углу.

           Ход работы.

           Испытуемый укладывает предплечье на лист картона, помещает локоть в правый нижний угол листа и берет в руку карандаш или ручку, закрывает глаза.

           Экспериментатор устанавливает предплечье испытуемого в определенное положение (например, 45°), затем возвращает предплечье на исходную позицию. После этого испытуемый сам переводит руку в то положение, которое было задано экспериментатором. Отмечают в градусах ошибку места нахождения руки относительно заданного положения.

           Проводят тренировку, которая заключается в том, что экспериментатор 5 раз устанавливает предплечье испытуемого в запоминаемое положение и обратно в исходное.

           Из исходного положения испытуемый сам переводит руку в запоминаемое (глаза закрыты), ставит точку карандашом. Показателем мышечной памяти будет служить ошибка места нахождения руки в градусах.

           Оформление работы. Записывают результаты наблюдения. Делают выводы.

Лабораторная работа «Периметрия»

 

           Измерение границы поля периферического зрения производят прибором, называемым периметром. Периметрия (греч. perimetron - окружность, предел) - метод исследования полей зрения путем определения их границ, а также локализации и размеров скотом (слепого пятна, дефектов поля зрения) с помощью периметра (рис. 1).

           Границы поля зрения для бесцветных предметов книзу составляют 70°, кверху - 60°, внутрь - 70° и кнаружи - 90°.

           Поля зрения для различных цветов неодинаковы, больше всего поле зрения для бесцветных предметов, для синего и желтого цветов оно значительно меньше, для красного – еще меньше, а для зеленого оно простирается только на 20-30-40°.

Рис 1. Периметр Форстера и карта поля зрения правого глаза

           Цель работы. Определить поля зрения правого и левого глаза испытуемого для различных цветов.

           Оборудование, материалы и объект исследования. Дугообразный периметр Форстера ПНР-02.

           Ход работы.

           Испытуемый удобно усаживается перед периметром, помещает подбородок на подставке, подгоняет необходимую высоту подставки так, чтобы верхний край фиксатора соответствовал нижней дуге глазницы. Второй глаз испытуемый закрывает. Взгляд фиксируют на точке в центре дуги периметра.

           Берут лист бумаги, разлинованный в клетку, и через его центр проводят две взаимно перпендикулярные линии. На перекрестке ставят 0, а в стороны откладывают градусы соответственно градусам дуги периметра.

           Устанавливают дугу периметра вертикально, по дуге от периферии к центру начинают медленно передвигать указку с белым кружочком до тех пор, пока испытуемый не сообщит, что он видит белую точку.

           Отмечают на листке показания дуги в градусах. Повторяют описанную процедуру для других положений дуги периметра (горизонтально, под углом 45°), каждый раз нанося показания на бумагу. По окончании соединяют все точки и получают периметр поля зрения для данного глаза для черно-белого зрения.

           Повторяют периметрию для других цветов (испытуемый должен не просто увидеть объект в поле зрения, а распознать его цвет).

           Повторяют периметрию для черно-белого и цветового зрения другого глаза.

           Оформление работы. Рисуют карты полей зрения, делают выводы о размерах полей зрения для правого и левого глаза, для черно-белого и цветового зрения.