PRINCIPALELE CARACTERISTICI ALE ANALIZORULUI DE AUZ UMAN
Structura și funcționarea analizorului auditiv uman
Toate informațiile sonore pe care o persoană le primește din lumea exterioară (aceasta reprezintă aproximativ 25% din total), le recunoaște cu ajutorul sistemului auditiv.
Sistemul auditiv este un fel de receptor de informații și este format din partea periferică și părțile superioare ale sistemului auditiv.
Partea periferică a sistemului auditiv îndeplinește următoarele funcții:
- o antenă acustică care recepţionează, localizează, focalizează şi amplifică semnalul sonor;
- microfon;
- analizor de frecventa si timp;
Un convertor analog-digital care convertește un semnal analogic în impulsuri nervoase binare.
Sistemul auditiv periferic este împărțit în trei părți: urechea externă, medie și internă.
Urechea externă este formată din auricul și canalul auditiv, care se termină într-o membrană subțire numită membrană timpanică. Urechile externe și capul sunt componente ale antenei acustice externe care conectează (potriviază) timpanul cu câmpul sonor extern. Principalele funcții ale urechilor externe sunt percepția binaurală (spațială), localizarea sursei de sunet și amplificarea energiei sonore, în special la frecvențele medii și înalte.
Pavilionul urechii 1 în zona urechii externe (Fig. 1.a) direcționează vibrațiile acustice în canalul urechii 2, terminand cu un timpan 5. Canalul auditiv serveste ca rezonator acustic la frecvente de aproximativ 2,6 kHz, ceea ce ridica presiunea sonora de trei ori. Prin urmare, în acest interval de frecvență, semnalul sonor este amplificat semnificativ și aici este localizată zona de sensibilitate maximă a auzului. Semnalul sonor acționează mai departe asupra timpanului3.
Timpanul este o peliculă subțire cu o grosime de 74 de microni, are forma unui con orientat spre urechea medie. Formează o graniță cu regiunea urechii medii și este conectată aici cu mecanismul pârghiei musculo-scheletice sub forma unui ciocan. 4 şi nicovale 5. Piciorul nicovalei se sprijină pe membrana ferestrei ovale 6 urechea internă 7. Sistemul de pârghii al maleusului - nicovala este un transformator al vibrațiilor membranei timpanice, crescând presiunea sonoră pe membrana ferestrei ovale pentru cel mai mare retur de energie din mediul aerian al urechii medii comunicând cu mediul extern prin nazofaringelui 8, în zona urechii interne 7, umplută cu un lichid incompresibil - perilimfă.
Urechea medie este o cavitate plină de aer conectată la nazofaringe prin trompa lui Eustachio pentru a egaliza presiunea atmosferică. Urechea medie îndeplinește următoarele funcții: potrivirea impedanței mediului aerian cu mediul lichid al cohleei urechii interne; protecție împotriva sunetelor puternice (reflex acustic); amplificare (mecanismul pârghiei), datorită căruia presiunea sonoră transmisă către urechea internă este crescută cu aproape 38 dB față de cea care cade pe timpan.
Fig. 1. Structura organului auzului
Structura urechii interne (prezentată în formă extinsă în Figura 1.6) este foarte complexă și este discutată schematic aici. Cavitatea sa 7 este un tub care se îngustează spre vârf, rulat în 2,5 spire sub forma unei cohlee de 3,5 cm lungime, la care canalele aparatului vestibular sunt adiacente sub forma a trei inele. 9. Tot acest labirint este limitat de un sept osos 10. Rețineți că, în plus față de membrana ovală, există o membrană rotundă pentru fereastră în partea de intrare a tubului 11, îndeplinind o funcție auxiliară de potrivire a urechii medii și interioare.
Membrana principală este situată pe toată lungimea cohleei 12 - un analizor al unui semnal acustic. Este o panglică îngustă de ligamente flexibile (Fig. 1.6), care se extinde spre vârful cohleei.... Secțiunea transversală (Fig. 1.c) arată membrana principală 12, membrana osoasă (Reisner). 13, îngrădirea mediului lichid al aparatului vestibular de aparatul auditiv; de-a lungul membranei principale sunt straturi ale terminațiilor fibrelor nervoase ale celui de-al 14-lea organ al lui Corti, care sunt conectate într-un garou 15.
Membrana principală este formată din câteva mii de fibre transversale lungimea 32 mm. Organul lui Corti conține receptori auditivi specializați- celule de păr. În direcția transversală, organul lui Corti este format dintr-un rând de celule de păr interioare și trei rânduri de celule de păr exterioare.
Nervul auditiv este un trunchi răsucit, al cărui miez este format din fibre care se extind de la vârful cohleei și straturile exterioare din secțiunile sale inferioare. Intrând în trunchiul cerebral, neuronii interacționează cu celule de diferite niveluri, urcând la cortex și traversând pe parcurs, astfel încât informațiile auditive din urechea stângă pătrund în principal în emisfera dreaptă, unde sunt procesate în principal informațiile emoționale, și de la urechea dreaptă către emisfera stângă.unde se prelucrează în principal informaţia semantică. În cortex, principalele zone ale auzului sunt situate în regiunea temporală, există o interacțiune constantă între ambele emisfere.
Mecanismul general de transmitere a sunetului poate fi simplificat astfel: undele sonore trec prin canalul sonor și excită vibrații ale timpanului. Aceste vibrații sunt transmise prin sistemul osiculelor urechii medii către fereastra ovală, care împinge lichidul în partea superioară a cohleei.
Când membrana ferestrei ovale vibrează în fluidul urechii interne, apar vibrații elastice care se deplasează de-a lungul membranei principale de la baza cohleei până la vârful acesteia. Structura membranei principale este similară cu un sistem de rezonatoare cu frecvențe de rezonanță localizate pe lungime. Secțiunile membranei situate la baza cohleei rezonează cu componentele de înaltă frecvență ale vibrațiilor sonore, făcându-le să oscileze, cele din mijloc răspund la cele cu frecvență medie, iar zonele situate în apropierea vârfului - la frecvențe joase. . Componentele de înaltă frecvență din limfă se degradează rapid și nu afectează secțiunile membranei îndepărtate de la început.
Fenomene de rezonanță localizate pe suprafața membranei sub formă de relief, așa cum se arată schematic în Fig. 1. G, excita celulele nervoase „de păr” situate pe membrana principală în mai multe straturi care formează organul lui Corti. Fiecare dintre aceste celule are până la o sută de terminații „păroase”. Pe partea exterioară a membranei există trei până la cinci straturi de astfel de celule, iar sub ele există un rând interior, astfel încât numărul total de celule „de păr” care interacționează între ele strat cu strat în timpul deformărilor membranei este de aproximativ 25. mie.
În organul lui Corti, vibrațiile mecanice ale membranei sunt transformate în impulsuri electrice discrete ale fibrelor nervoase. Când membrana principală vibrează, cilii de pe celulele părului se îndoaie, iar acest lucru generează un potențial electric, care provoacă un flux de impulsuri nervoase electrice care transportă toate informațiile necesare despre semnalul sonor de intrare către creier pentru procesare și răspuns ulterioare. Rezultatul acestui proces complex este conversia semnalului acustic de intrare în formă electrică, iar apoi, cu ajutorul nervilor auditivi, acesta este transmis în regiunile auditive ale creierului.
Părțile superioare ale sistemului auditiv (inclusiv cortexul auditiv) pot fi privite ca un procesor logic care selectează (decodifică) semnale sonore utile pe fundalul zgomotului, le grupează după anumite criterii, le compară cu imaginile din memorie, determină valoarea lor informaţională şi decide asupra acţiunilor de răspuns.
Transmiterea semnalelor de la analizatoarele auditive către creier
Transmiterea stimulilor nervoși de la celulele părului la creier este de natură electrochimică.
Mecanismul de transmitere a stimulilor nervoși la creier este prezentat de diagrama din fig. 2, unde L și R sunt urechea stângă și dreaptă, 1 sunt nervii auditivi, 2 și 3 sunt centrii intermediari pentru distribuția și procesarea informații situate în trunchiul cerebral și 2 sunt așa-numitele... miez de melc, 3 - măsline superioare.
Fig. 2. Mecanismul de transmitere a stimulilor nervosi la creier
Mecanismul de formare a simțului pitch-ului este încă supus dezbaterii. Se știe doar că mai multe impulsuri apar la frecvențe mai mici pentru fiecare jumătate de perioadă a vibrației sonore. La frecvențe mai mari, pulsurile nu apar în fiecare jumătate de perioadă, dar mai rar, de exemplu, un impuls pentru fiecare a doua perioadă, iar la frecvențe mai mari, chiar și pentru fiecare treime. Frecvența impulsurilor nervoase care apar depinde numai de intensitatea stimulării, adică. din valoarea nivelului presiunii acustice.
Majoritatea informațiilor care provin de la urechea stângă sunt transmise în emisfera dreaptă a creierului și, invers, cea mai mare parte a informațiilor care provin de la urechea dreaptă este transmisă în emisfera stângă. În părțile auditive ale trunchiului cerebral se determină înălțimea, intensitatea sunetului și unele semne de timbru, adică. se realizează procesarea semnalului primar. Procese complexe de procesare au loc în cortexul cerebral. Multe dintre ele sunt congenitale, multe se formează în procesul de comunicare cu natura și oamenii, începând din copilărie.
Se constată că la majoritatea oamenilor (95% dintre dreptaci și 70% dintre stângaci), emisfera stângă este excretată și procesată; semnele semantice ale informației, iar în drept – estetice. Această concluzie a fost obținută în experimente privind percepția biotică (bifurcată, separată) a vorbirii și muzicii. Când urechea stângă aude unul, iar urechea dreaptă un alt set de numere, ascultătorul dă preferință celui care este perceput de urechea dreaptă și informații despre care vine în emisfera stângă. Dimpotrivă, la ascultarea diferitelor melodii cu urechi diferite, se acordă preferință celei care se asculta cu urechea stângă și informația din care provine în emisfera dreaptă.
Terminațiile nervoase sub acțiunea excitării generează impulsuri (adică aproape un semnal este deja codificat aproape digital), transmis prin fibre nervoase către creier: în primul moment până la 1000 imp / s, iar după o secundă - nu mai mult de 200 din cauza oboselii, care determină procesul de adaptare, adică. scăderea volumului perceput cu expunerea prelungită la un semnal.
Compoziția creierului uman include neuronii structurali și funcțional interconectați. Acest organ de mamifer, în funcție de specie, conține între 100 de milioane și 100 de miliarde de neuroni.
Fiecare neuron de mamifer este format dintr-o celulă - o unitate structurală elementară, dendrite (proces scurt) și un axon (proces lung). Corpul unei unități structurale elementare conține un nucleu și citoplasmă.
Axon părăsește corpul celular și adesea dă icre multe ramuri mici înainte de a ajunge la terminațiile nervoase.
Dendritele se extind din corpul celulei nervoase și primesc mesaje de la alte unități ale sistemului nervos.
Sinapsele- acestea sunt contactele în care un neuron se conectează la altul. Dendritele sunt acoperite cu sinapse care sunt formate de capetele axonilor din alte unități structurale și funcționale ale sistemului.
Compoziția creierului uman este de 86 de miliarde de neuroni constând din 80% apă și consumând aproximativ 20% din oxigenul destinat întregului organism, deși masa acestuia este de doar 2% din greutatea corpului.
Cum sunt transmise semnalele în creier
Atunci când unitățile unui sistem funcțional, neuronii primesc și trimit mesaje, ei transmit impulsuri electrice de-a lungul axonilor lor, care pot varia în lungime de la un centimetru la un metru sau mai mult. este clar că este foarte greu.
Mulți axoni sunt acoperiți cu o teacă de mielină cu mai multe straturi, care accelerează transmiterea semnalelor electrice de-a lungul axonului. Acest înveliș este format folosind unități structurale specializate ale gliei. În organul sistemului central, glia se numește oligodendrocite, iar în sistemul nervos periferic, se numește celule Schwann. Centrul creierului conține de cel puțin zece ori mai multă glială decât unitățile sistemului nervos. Glia are multe funcții. Importanța gliei în transportul nutrienților către neuroni, purificarea, procesarea unei părți a neuronilor morți.
Pentru a transmite semnale, unitățile funcționale ale sistemului corpului oricărui mamifer nu funcționează singure. Într-un circuit neuronal, activitatea unei unități structurale afectează în mod direct multe altele. Pentru a înțelege modul în care aceste interacțiuni guvernează funcția creierului, oamenii de știință studiază conexiunile dintre celulele nervoase și modul în care acestea transmit semnale în creier și se modifică în timp. Acest studiu ar putea conduce oamenii de știință la o mai bună înțelegere a modului în care sistemul nervos se dezvoltă, este expus la boli sau răni, iar ritmurile naturale ale conexiunilor creierului sunt perturbate. Datorită noii tehnologii de imagistică, oamenii de știință sunt acum mai capabili să vizualizeze circuitele care conectează regiunile și compoziția creierului uman. 
Progresele în tehnici, microscopie și calcul le permit oamenilor de știință să înceapă să cartografieze legăturile dintre celulele nervoase individuale la animale mai bine decât oricând.
Studiind în detaliu compoziția creierului uman, oamenii de știință pot face lumină asupra tulburărilor cerebrale și erorilor în dezvoltarea rețelei neuronale, inclusiv autismul și schizofrenia.
O persoană este capabilă să simtă și să perceapă lumea obiectivă datorită activității speciale a creierului. Toate simțurile sunt conectate cu creierul. Fiecare dintre aceste organe răspunde la un anumit tip de stimuli: organele vederii - la expunerea la lumină, organele auzului și tactil - la stimuli mecanici, organele gustului și mirosului - la stimuli chimici. Cu toate acestea, creierul în sine nu este capabil să perceapă aceste tipuri de influențe. El „înțelege” doar semnalele electrice asociate cu impulsurile nervoase. Pentru ca creierul să răspundă la un stimul, în fiecare modalitate senzorială, energia fizică corespunzătoare trebuie mai întâi convertită în semnale electrice, care apoi își urmează propriile căi către creier. Acest proces de translație este realizat de celule speciale din organele de simț numite receptori. Receptorii vizuali, de exemplu, sunt localizați într-un strat subțire în interiorul ochiului; există o substanță chimică în fiecare receptor vizual care reacționează la lumină, iar această reacție declanșează o serie de evenimente care au ca rezultat un impuls nervos. Receptorii auditivi sunt celule de păr subțiri situate adânc în ureche; vibrațiile aerului, care sunt un stimul sonor, îndoaie aceste celule de păr, în urma cărora apare un impuls nervos. Procese similare apar și în alte modalități senzoriale.
Receptor este o celulă nervoasă specializată, sau neuron; atunci când este excitat, trimite un semnal electric neuronilor intermediari. Acest semnal se mișcă până când ajunge în zona sa receptivă în cortexul cerebral, fiecare modalitate senzorială având propria sa zonă receptivă. Undeva în creier - poate în zona receptivă a cortexului, sau poate într-o altă parte a cortexului - un semnal electric provoacă o experiență conștientă a senzației. Deci, atunci când simțim o atingere, această senzație „se întâmplă” în creierul nostru, și nu pe piele. În acest caz, impulsurile electrice care mediază direct senzația de atingere au fost ele însele cauzate de impulsuri electrice cu originea în receptorii de atingere, care sunt localizați în piele. La fel, gustul amar nu se naște în limbă, ci în creier; dar impulsurile creierului care mediază simțul gustului au fost ele însele declanșate de impulsuri electrice de la papilele gustative ale limbii.
Creierul percepe nu numai efectul stimulului, ci și o serie de caracteristici ale stimulului, de exemplu, intensitatea efectului. În consecință, receptorii trebuie să fie capabili să codifice parametrii de intensitate și calitate ai stimulului. Cum o fac?
Pentru a răspunde la această întrebare, oamenii de știință au fost nevoiți să efectueze o serie de experimente pentru a înregistra activitatea celulelor și a căilor cu receptor unic în timpul prezentării diferitelor semnale de intrare sau stimuli către subiect.
7.2. Tipuri de senzații
Există diverse abordări pentru clasificarea senzațiilor. De mult se obișnuiește să se distingă cinci (după numărul de organe de simț) tipuri de senzații de bază: miros, gust, atingere, văz și auz. Această clasificare a senzațiilor după principalele modalități este corectă, deși nu exhaustivă. B.G. Ananyev a vorbit despre unsprezece tipuri de senzații. A.R. Luria consideră că clasificarea senzațiilor poate fi efectuată după cel puțin două principii de bază - sistematic și genetic (cu alte cuvinte, după principiul modalității, pe de o parte, și după principiul complexității sau nivelul de construcția lor, pe de altă parte).
Sherrington Charles Scott (1857-1952)- fiziolog și psihofiziolog englez. În 1885 a absolvit Universitatea din Cambridge, iar apoi a lucrat la universități renumite precum Londra, Liverpool, Oxford și Edinburgh. Din 1914 până în 1917 a fost profesor cercetător în fiziologie la Instituția Regală din Marea Britanie. Laureat al Premiului Nobel.
A devenit cunoscut pe scară largă pentru studiile sale experimentale, pe care le-a condus pe baza ideii sistemului nervos ca sistem integral. El a fost unul dintre primii care a încercat să testeze experimental teoria James-Lange și a arătat că separarea sistemului nervos visceral de sistemul nervos central nu modifică comportamentul general al animalului ca răspuns la stimularea emoțională.
Ch. Sherrington este autorul clasificării receptorilor în exteroceptori, proprioceptori și interoceptori. De asemenea, el a arătat experimental posibilitatea originii receptorilor îndepărtați de la receptorii de contact.
Clasificarea sistematicăsenzatii a fost sugerat de un fiziolog englez C. Sherrington... El a împărțit cele mai mari și esențiale grupuri de senzații în trei tipuri principale:
interoceptive - combina semnale care ajung la noi din mediul intern al organismului; apar din cauza receptorilor interni localizați pe pereții stomacului și intestinelor, inimii și sistemului circulator și alte organe interne; cel mai vechi și elementar grup de senzații; sunt printre cele mai puțin conștiente și mai difuze forme de senzații și își păstrează întotdeauna apropierea de stările emoționale.
proprioceptive - transmit informatii despre pozitia corpului in spatiu si pozitia aparatului locomotor; asigura reglarea miscarilor; include un simț al echilibrului sau o senzație statică, precum și o senzație motorie sau kinestezică; receptorii periferici pentru sensibilitatea proprioceptiva sunt localizati in muschi si articulatii (tendoane, ligamente) si se numesc corpusculi Paccini; receptorii periferici pentru simțul echilibrului sunt localizați în canalele semicirculare ale urechii interne.
exteroceptive Simt - să furnizeze semnale din lumea exterioară și să creeze baza pentru comportamentul nostru conștient; grup exteroceptive senzațiile sunt împărțite în mod convențional în două subgrupe: senzații de contact și senzații la distanță.
Senzație de contact cauzate de efectul direct al obiectului asupra simţurilor: gust şi atingere.
Îndepărtat Simte reflectă calităţile obiectelor situate la o oarecare distanţă de simţuri: auzul şi vederea.
Miros, Potrivit multor autori, ocupă o poziție intermediară între senzațiile de contact și cele de la distanță, întrucât, formal, senzațiile olfactive iau naștere la distanță de obiect, dar, în același timp, moleculele care caracterizează mirosul obiectului cu care se află receptorul olfactiv. contacte, fără îndoială aparțin acestui obiect.
Aceasta este dualitatea poziției ocupate de simțul mirosului în clasificarea senzațiilor.
Deoarece senzația apare ca urmare a acțiunii unui anumit stimul fizic asupra receptorului corespunzător, clasificarea primară a senzațiilor provine de la tipul de receptor care dă senzației o anumită calitate, sau „modalitate”.
Există senzații care nu pot fi asociate cu nicio modalitate anume - intermodal ... Acestea includ sensibilitatea la vibrații , care leagă sfera tactil-motorie cu sfera auditivă.
Senzație de vibrație este sensibilitatea la vibrațiile cauzate de un corp în mișcare. Potrivit majorității cercetătorilor, sentimentul vibrațional este o formă intermediară, de tranziție, între sensibilitatea tactilă și cea auditivă.
Sensibilitatea la vibrații capătă o importanță practică deosebită în cazurile de afectare a vederii și auzului. Joacă un rol important în viața surzilor și surdo-orbilor. Surdo-orbii, datorită dezvoltării înalte a sensibilității la vibrații, au aflat despre apropierea unui camion și alte tipuri de transport la distanță mare. La fel, prin simțul vibrațional, surdo-orbii știu când cineva intră în camera lor. În consecință, senzațiile, fiind cel mai simplu tip de procese mentale, sunt de fapt foarte complexe și nu sunt pe deplin studiate.
Clasificarea genetică, propus de un neurolog englez X. Cap... vă permite să distingeți două tipuri de sensibilitate:
protopatic (mai primitive, afective, mai puțin diferențiate și localizate), care include sentimente organice (foame, sete etc.);
epicritic (mai subtil diferențiere, obiectivată și rațională), care include principalele tipuri de senzații umane; mai tânăr din punct de vedere genetic, controlează sensibilitatea protopatică.
Clasificare celebru psiholog rus B. M. Teplova - a împărțit toți receptorii în două grupuri mari:
exteroceptori (receptori externi) situati pe suprafata corpului sau aproape de acesta si accesibili stimulilor externi,
interoceptori (receptori interni) localizați adânc în țesuturi, cum ar fi mușchii, sau pe suprafața organelor interne. Grupul de senzații, pe care l-am numit „senzații proprioceptive”, B.M. El îl considera pe Teplov ca pe o senzație internă.
Organele vederii la expunerea la lumină,
Organe auditive pentru vibrațiile ondulatorii ale aerului,
Organe tactile la impact mecanic,
Organele gustului pentru expunerea chimică în zona gurii,
Organele mirosului asupra efectelor chimice în zona nasului.
Pentru ca creierul să răspundă la un stimul, în fiecare modalitate senzorială, energia fizică corespunzătoare trebuie mai întâi convertită în energie electrică. Mai mult, aceste semnale - fiecare în felul său - ajung la creier. Acest proces de conversie a energiei fizice în energie electrică este realizat de celule speciale din organele de simț numite receptori.
Receptorii vizuali sunt localizați într-un strat subțire în interiorul ochiului. Fiecare receptor vizual conține o substanță chimică care reacționează la lumină, iar această reacție declanșează o serie de evenimente care au ca rezultat un impuls nervos.
Receptorii auditivi sunt celule de păr subțiri situate adânc în ureche. Vibrațiile aerului îndoaie aceste celule de păr, rezultând un impuls nervos.
Natura a venit cu „trucuri” similare pentru alte modalități senzoriale.
Un receptor este un neuron, adică o celulă nervoasă, deși una specializată. Un receptor excitat trimite un semnal electric neuronilor intermediari. Acestea - în zona receptivă a cortexului cerebral. Fiecare modalitate senzorială are propria sa zonă receptivă.
În zona receptivă sau altă zonă a cortexului, apare o experiență conștientă a senzației. Creierul și conștiința percep nu numai efectul stimulului, ci și o serie de caracteristici ale stimulului, de exemplu, intensitatea efectului.
Cu cât este mai mare intensitatea impactului, cu atât este mai mare frecvența impulsurilor nervoase - astfel natura a codificat această corespondență. Cu cât frecvența impulsurilor nervoase este mai mare, cu atât este mai mare intensitatea percepută a stimulului de către creier și conștiință.
Pentru o specificare mai precisă a semnalului (de exemplu, ce culoare este lumina sau ce gust are mâncarea), există neuroni specifici (un neuron transmite informații despre culoarea albastră, altul despre verde, al treilea despre hrana acidulată, al patrulea despre sărat...).
În percepția sunetului, trăsăturile senzoriale pot fi codificate prin forma unui semnal electric trimis către creier. Dacă forma de undă este aproape de o sinusoidă, acest sunet ne este plăcut.
Literatură
Atkinson RL, Agkinson R.S., Smith EE Introducere în psihologie: un manual pentru universități / Per. din engleza sub. ed. V.P. Zinchenko. - M .: Trivola, 1999.O persoană este capabilă să simtă și să perceapă lumea obiectivă datorită activității speciale a creierului. Toate simțurile sunt conectate cu creierul. Fiecare dintre aceste organe răspunde la un anumit tip de stimuli: organele vederii - la expunerea la lumină, organele auzului și tactil - la stimuli mecanici, organele gustului și mirosului - la stimuli chimici. Cu toate acestea, creierul în sine nu este capabil să perceapă aceste tipuri de influențe. El „înțelege” doar semnalele electrice asociate cu impulsurile nervoase. Pentru ca creierul să răspundă la stimul, v Pentru fiecare modalitate senzorială, energia fizică corespunzătoare trebuie mai întâi convertită în semnale electrice, care apoi își urmează propriile căi către creier. Acest proces de translație este realizat de celule speciale din organele de simț numite receptori. Receptorii vizuali, de exemplu, sunt localizați într-un strat subțire în interiorul ochiului; există o substanță chimică în fiecare receptor vizual care reacționează la lumină, iar această reacție declanșează o serie de evenimente care au ca rezultat un impuls nervos. Receptorii auditivi sunt celule de păr subțiri situate adânc în ureche; vibrațiile aerului, care sunt un stimul sonor, îndoaie aceste celule de păr, în urma cărora apare un impuls nervos. Procese similare apar și în alte modalități senzoriale.
Un receptor este o celulă nervoasă specializată, sau neuron; atunci când este excitat, trimite un semnal electric neuronilor intermediari. Acest semnal se mișcă până când ajunge în zona sa receptivă în cortexul cerebral, fiecare modalitate senzorială având propria sa zonă receptivă. Undeva în creier - poate în zona receptivă a cortexului, sau poate într-o altă parte a cortexului - un semnal electric provoacă o experiență conștientă a senzației. Deci, atunci când simțim o atingere, această senzație „se întâmplă” în creierul nostru, și nu pe piele. În acest caz, impulsurile electrice care mediază direct senzația de atingere au fost ele însele cauzate de impulsuri electrice cu originea în receptorii de atingere, care sunt localizați în piele. La fel, gustul amar nu se naște în limbă, ci în creier; dar impulsurile creierului care mediază simțul gustului au fost ele însele declanșate de impulsuri electrice de la papilele gustative ale limbii.
Creierul percepe nu numai efectul stimulului, ci și o serie de caracteristici ale stimulului, de exemplu, intensitatea efectului. În consecință, receptorii trebuie să fie capabili să codifice parametrii de intensitate și calitate ai stimulului. Cum o fac?
Pentru a răspunde la această întrebare, oamenii de știință au fost nevoiți să efectueze o serie de experimente pentru a înregistra activitatea celulelor și a căilor cu receptor unic în timpul prezentării diferitelor semnale de intrare sau stimuli către subiect. În acest fel, puteți determina exact la ce proprietăți ale stimulului reacţionează un anumit neuron. Cum se realizează un astfel de experiment în practică?
Înainte de începerea experimentului, animalul (maimuța) este supus unei operații chirurgicale, în timpul căreia sunt implantate fire subțiri în anumite zone ale cortexului vizual. Desigur, o astfel de operație se efectuează în condiții de sterilitate și cu anestezie adecvată. Firele subțiri - microelectrozi - sunt acoperite cu izolație peste tot, cu excepția chiar vârfului, care înregistrează activitatea electrică a unui neuron în contact cu acesta. După implantare, acești microelectrozi nu provoacă durere, iar maimuța poate trăi și se poate mișca destul de normal. În timpul experimentului propriu-zis, maimuța este plasată într-un dispozitiv de testare, iar microelectrozii sunt conectați la dispozitive de amplificare și înregistrare. Apoi maimuței i se prezintă diverși stimuli vizuali. Observând din ce electrod provine un semnal stabil, puteți determina ce neuron răspunde la fiecare stimul. Deoarece aceste semnale sunt foarte slabe, ele trebuie amplificate și afișate pe un osciloscop, care le transformă în curbe de tensiune. Majoritatea neuronilor produc o serie de impulsuri nervoase care se reflectă pe osciloscop sub formă de explozii verticale (tepi). Chiar și în absența stimulilor, multe celule produc impulsuri rare (activitate spontană). Când este prezentat un stimul la care un anumit neuron este sensibil, se poate observa o secvență rapidă de vârfuri. Înregistrând activitatea unei singure celule, oamenii de știință au învățat multe despre modul în care simțurile codifică intensitatea și calitatea unui stimul. Principala modalitate de codificare a intensității unui stimul este numărul de impulsuri nervoase pe unitatea de timp, adică. frecvența impulsurilor nervoase. Să arătăm acest lucru cu exemplul atingerii. Dacă cineva vă atinge ușor mâna, o serie de impulsuri electrice vor apărea în fibrele nervoase. Dacă presiunea crește, mărimea impulsurilor rămâne aceeași, dar numărul lor pe unitatea de timp crește. La fel este și cu alte modalități. În general, cu cât intensitatea este mai mare, cu atât frecvența impulsurilor nervoase este mai mare și intensitatea percepută a stimulului este mai mare.
Intensitatea stimulului poate fi codificată și în alte moduri. Una este de a codifica intensitatea ca un model temporal de urmărire a pulsului. La intensitate scăzută, impulsurile nervoase urmează relativ rar și intervalul dintre impulsurile adiacente este variabil. La intensitate mare, însă, acest interval devine destul de constant. O altă posibilitate este de a codifica intensitatea ca număr absolut de neuroni activați: cu cât este mai mare intensitatea stimulului, cu atât mai mulți neuroni implicați.
Codificarea calității stimulului este mai complexă. Încercând să explice acest proces, I. Müller în 1825 a sugerat că creierul este capabil să distingă informațiile din diferite modalități senzoriale datorită faptului că se deplasează de-a lungul unor nervi senzoriali diferiți (unii nervi transmit senzații vizuale, alții – auditive etc.). Prin urmare, dacă nu luăm în considerare o serie de afirmații ale lui Mueller despre incognoscibilitatea lumii reale, putem fi de acord că căile neuronale care încep de la diferiți receptori se termină în diferite zone ale cortexului cerebral. În consecință, creierul primește informații despre parametrii calitativi ai stimulului datorită acelor canale nervoase care leagă creierul și receptorul. Cu toate acestea, creierul este capabil să distingă între efectele unei modalități. De exemplu, distingem roșu de verde sau dulce de acru. Aparent, codificarea aici este asociată și cu neuroni specifici. De exemplu, există dovezi că o persoană distinge dulce de acru pur și simplu pentru că fiecare tip de gust are propriile sale fibre nervoase. Astfel, fibrele „dulci” transmit în principal informații de la receptorii dulci, fibrele „acri” – de la receptorii acri, și la fel este și cu fibrele „sărate” și fibrele „amare”.
Cu toate acestea, specificitatea nu este singurul principiu de codificare posibil. De asemenea, este posibil ca sistemul senzorial să folosească un model specific de impulsuri nervoase pentru a codifica informații de calitate. O fibră nervoasă separată, care reacționează cât mai mult posibil la, să zicem, dulce, poate reacționa, dar în grade diferite, la alte tipuri de stimuli gustativi. O fibră reacționează cel mai puternic la dulce, mai slab la amar și chiar mai slab la sărat; astfel încât un stimul „dulce” ar activa un număr mare de fibre cu diferite grade de excitabilitate, iar apoi acest model particular de activitate neuronală ar fi codul pentru dulce în sistem. Ca cod amar, un model diferit ar fi transmis prin fibre.
În același timp, în literatura științifică, putem găsi o altă opinie. De exemplu, există toate motivele pentru a afirma că parametrii calitativi ai unui stimul pot fi codificați prin forma unui semnal electric care intră în creier. Un fenomen asemănător întâlnim atunci când percepem timbrul unei voci sau timbrul unui instrument muzical. Dacă forma semnalului este aproape de sinusoid, atunci timbrul ne este plăcut, dar dacă forma diferă semnificativ de sinusoid, atunci avem o senzație de disonanță.
Astfel, reflectarea parametrilor calitativi ai stimulului în senzații este un proces foarte complex, a cărui natură nu a fost pe deplin înțeleasă.
De: Atkinson RL, Atkinson R.S., Smith EE și colab. Introduction to Psychology: A Textbook for Universities / Per. din engleza sub. ed. V.P. Zinchenko, - M .: Trivola, 1999.
Sentimentele conectează o persoană cu lumea exterioară și sunt atât principala sursă de informații despre el, cât și principala condiție pentru dezvoltarea mentală. Cu toate acestea, în ciuda caracterului evident al acestor prevederi, acestea au fost puse sub semnul întrebării în mod repetat. Reprezentanții tendinței idealiste din filozofie și psihologie au exprimat adesea ideea că sursa reală a activității noastre conștiente nu sunt senzațiile, ci starea internă a conștiinței, capacitatea de gândire rațională, inerentă naturii și care nu depinde de afluxul de informații care vine. din lumea exterioară. Aceste opinii au stat la baza filozofiei raţionalism. Esența sa a constat în afirmația că conștiința și rațiunea sunt proprietatea primară și inexplicabilă a spiritului uman.
Filosofii idealiști și mulți psihologi care sunt susținători ai conceptului idealist au făcut adesea încercări de a respinge poziția conform căreia sentimentele unei persoane o leagă de lumea exterioară și de a dovedi poziția opusă, paradoxală, că senzațiile separă o persoană de lumea exterioară cu un zid de netrecut. O poziție similară a fost prezentată de reprezentanții idealismului subiectiv (D. Berkeley, D. Hume, E. Mach).
I. Müller, unul dintre reprezentanţii curentului dualist din psihologie, bazat pe poziţia sus-menţionată a idealismului subiectiv, a formulat teoria „energiei specifice a simţurilor”. Conform acestei teorii, fiecare dintre organele de simț (ochi, ureche, piele, limbă) nu reflectă efectele lumii exterioare, nu oferă informații despre procesele reale care au loc în mediu, ci doar primește impulsuri de la influențele externe care excita propriile procese. Conform acestei teorii, fiecare organ de simț are propria „energie specifică”, excitat de orice stimul venit din lumea exterioară. Așadar, este suficient să apăsați asupra ochiului sau să acționați asupra acestuia cu un curent electric pentru a obține senzația de lumină; stimularea mecanică sau electrică a urechii este suficientă pentru a produce senzația de sunet. Din aceste prevederi s-a ajuns la concluzia că organele de simț nu reflectă influențe externe, ci sunt doar excitate de acestea, iar o persoană nu percepe influențele obiective ale lumii exterioare, ci doar propriile stări subiective care reflectă activitatea simțului său. organe.
Aproape a fost punctul de vedere al lui H. Helmholtz, care nu a respins faptul că senzațiile apar ca urmare a influenței obiectelor asupra organelor de simț, ci credea că imaginile mentale care apar ca urmare a acestei influențe nu au nimic de-a face. cu obiecte reale. Pe această bază, el a numit senzațiile „simboluri” sau „semne” ale fenomenelor externe, refuzând să le recunoască drept imagini, sau reprezentări, ale acestor fenomene. El credea că impactul unui anumit obiect asupra organului senzorial evocă în conștiință un „semn” sau „simbol” al obiectului care acționează, dar nu imaginea acestuia. „Pentru că din imagine se cere o anumită asemănare cu obiectul reprezentat... Din semn însă, nu se cere nicio asemănare cu cel din care este.”
Este ușor de observat că ambele abordări duc la următoarea afirmație: o persoană nu poate percepe lumea obiectivă, iar singura realitate sunt procesele subiective care reflectă activitatea simțurilor sale, care creează „elemente ale lumii” percepute subiectiv.
Concluzii similare au fost folosite ca bază pentru teorie. solipsism(din lat. solutie - unu, ipse - el însuși), care s-a rezumat la faptul că o persoană se poate cunoaște doar pe sine și nu are nicio dovadă a existenței a altceva decât el însuși.
Reprezentanții tendinței materialiste, care consideră posibilă reflectarea obiectivă a lumii externe, se află pe poziții opuse. Studiul evoluției organelor de simț arată în mod convingător că în procesul unei lungi dezvoltări istorice s-au format organe speciale de percepție (organe de simț sau receptori), care s-au specializat în reflectarea unor tipuri speciale de forme de mișcare a materiei existente în mod obiectiv (sau tipuri de energie): receptori auditivi, care reflectă vibrațiile sonore; receptorii vizuali care reflectă anumite game de unde electromagnetice etc. Studiul evoluției organismelor arată că de fapt nu avem „energii specifice ale simțurilor în sine”, ci organe specifice care reflectă în mod obiectiv diverse tipuri de energie. Mai mult, specializarea înaltă a diferitelor organe senzoriale se bazează nu numai pe trăsăturile structurale ale părții periferice a analizorului - receptori, ci și pe cea mai înaltă specializare a neuronilor care fac parte din aparatul nervos central, care primesc semnale percepute de periferice. organe de simț.
Trebuie remarcat faptul că senzațiile umane sunt un produs al dezvoltării istorice și, prin urmare, sunt diferite calitativ de senzațiile animalelor. La animale, dezvoltarea senzațiilor este limitată în întregime de nevoile lor biologice, instinctive. La multe animale, anumite tipuri de senzații sunt izbitoare prin subtilitatea lor, cu toate acestea, manifestarea acestei abilități de senzație fin dezvoltate nu poate depăși acel cerc de obiecte și proprietățile lor care au o importanță vitală directă pentru animalele acestei specii. De exemplu, albinele sunt capabile să distingă concentrația de zahăr dintr-o soluție mult mai subtil decât o persoană obișnuită, dar acest lucru limitează subtilitatea senzațiilor lor gustative. Un alt exemplu: o șopârlă, care este capabilă să audă foșnetul ușor al unei insecte târâtoare, nu va reacționa în niciun fel la un sunet foarte puternic de piatră pe piatră.
La oameni, capacitatea de a simți nu este limitată de nevoile biologice. Munca i-a creat o gamă incomparabil mai largă de nevoi decât pentru animale, iar în activitățile menite să satisfacă aceste nevoi, abilitățile umane, inclusiv capacitatea de a simți, s-au dezvoltat constant. Prin urmare, o persoană poate simți un număr mult mai mare de proprietăți ale obiectelor din jurul său decât un animal.
1 Această secțiune se bazează pe capitole din carte: Psihologie. / Ed. prof. K.N. Kornilov, prof. A.A. Smirnova., prof. B.M. Teplova. - Ed. a 3-a, rev. si adauga. - M .: Uchpedgiz, 1948.
