Вкусовые и обонятельные ощущения

Рецепторами вкусовых ощущений являются вкусовые луковицы, состоящие из чувствительных вкусовых клеток, соединенных с нервными волокнами (рис. 7.5). У взрослого человека вкусовые луковицы расположены на кончике, но краям и на задней части верхней поверхности языка. Середина верхней поверхности и вся нижняя поверхность языка не чувствительна к вкусу.

Вкусовые луковицы также имеются на нёбе, миндалинах и задней стенке глотки. У детей область распространения вкусовых луковиц гораздо шире, чем у взрослых. Раздражителями для вкусовых рецепторов служат растворенные вкусовые вещества.

Рис.7.6.Рецепторы обонятельных ощущений

Раздражителями для рецепторов обоняния служат различные пахучие вещества - проникающие в нос вместе с воздухом. У взрослого человека площадь обонятельной области приблизительно равна 480 мм². У новорожденного она значительно больше - у новорожденных ведущими ощущениями являются вкусовые и обонятельные ощущения. В процессе развития обонятельные и вкусовые ощущения уступают ведущее место другим, более информативным ощущениям, и в первую очередь зрению.

Вкусовые ощущения в большинстве случаев смешиваются с обонятельными. Разнообразие вкуса в значительной мере зависит от примеси обонятельных ощущений. К вкусовым ощущениям примешиваются тактильные и температурные ощущения от рецепторов, находящихся в области слизистой оболочки во рту. Так, своеобразие «острой» или «вяжущей» пищи главным образом связано с тактильными ощущениями, а характерный вкус мяты в значительной степени зависит от раздражения холодовых рецепторов.

Собственно вкусовые ощущения сведутся к четырем основным типам: сладкое, кислое, горькое, соленое. Сочетание этих четырех компонентов позволяет получить многообразные вкусовые варианты.

Экспериментальным путем также было установлено, что различные части языка имеют различную чувствительность к четырем вкусовым качествам.

· чувствительность к сладкому максимальна на кончике языка и минимальна у задней части его,

· чувствительность к горькому максимальна сзади и минимальна па кончике языка.

В отличие от вкусовых обонятельные ощущения не могут быть сведены к сочетаниям основных запахов. Поэтому строгой классификации запахов не существует. Все запахи привязывают к конкретному предмету, который обладает ими. Большую роль в получении запаха играют примеси других ощущений: вкусовых (особенно от раздражения вкусовых рецепторов, находящихся в задней части глотки), тактильных и температурных. Острые едкие запахи горчицы, хрена, аммиака содержат в себе примесь тактильных и болевых ощущений, а освежающий запах ментола — примесь ощущений холода.

Чувствительность обонятельных и вкусовых рецепторов повышается при состоянии голода. После нескольких часов голодания значительно усиливается абсолютная чувствительность к сладкому, увеличивается, но в меньшей степени, чувствительность к кислому. Можно предположить, что обонятельные и вкусовые ощущения в значительной мере связаны с необходимостью удовлетворения такой биологической потребности, как потребность в пище.

Индивидуальные различия вкусовых ощущений у людей невелики, но бывают исключения. Так, существуют люди, которые способны в значительно большей степени, по сравнению с большинством людей, различать компоненты запаха или вкуса. Вкусовые и обонятельные ощущения можно развивать с помощью постоянных тренировок. Это учитывается при освоении профессии дегустатора.

Слуховые ощущения. Раздражителем для органа слуха являются звуковые волны, т.е. продольное колебание частиц воздуха, распространяющееся во все стороны от колеблющего тела, которое служит источником звука.

Все звуки, которые воспринимает человеческое ухо, могут быть разделены на две группы:

· музыкальные (звуки пения, звуки музыкальных инструментов и др.),

· шумы (всевозможные скрипы, шорохи, стуки и т.д.).

Строгой границы между этими группами звуков нет, так как музыкальные звуки содержат шумы, а шумы могут содержать элементы музыкальных звуков. Человеческая речь, как правило, одновременно содержит звуки обеих групп.

В звуковых волнах различают частоту, амплитуду и форму колебаний. Слуховые ощущения имеют следующие три стороны:

· высоту звука, которая является отражением частоты колебания;

· громкость звука, что определяется амплитудой колебания волн;

· тембр, что является отражением формы колебания волн.

Высота звука измеряется в герцах, т.е. в количестве колебаний звуковой волны в секунду. Чувствительность человеческого уха имеет свои пределы. Верхняя граница слуха у детей — 22000 герц. К старости эта граница понижается до 15000 герц и даже ниже. Поэтому пожилые люди часто не слышат высоких звуков, например стрекотания кузнечиков. Нижняя граница слуха человека — 16-20 герц.

Абсолютная чувствительность наиболее высока по отношению к звукам средней частоты колебаний — 1000-3000 герц, а способность различения высоты звука у разных людей значительно варьируется. Наивысший порог различения наблюдается у музыкантов и настройщиков музыкальных инструментов. Опыты Б.Н. Теплова свидетельствует, что у людей данной профессии способность различать высоту звука определяется параметром в 1/20 или даже 1/30 полутона. Это означает, что между двумя соседними клавишами рояля настройщик может слышать 20-30 промежуточных ступеней высоты.

Громкость звука - субъективная интенсивность слухового ощущения.

Во-первых: субъективность - основной психофизический закон гласит - наши ощущения пропорциональны не интенсивности воздействующего раздражения, а логарифму этой интенсивности.

Во-вторых: человеческое ухо обладает различной чувствительностью к звукам разной высоты. Поэтому могут существовать и с высочайшей интенсивностью воздействовать на наш организм звуки, которые мы совершенно не слышим.

В-третьих: существуют индивидуальные различия между людьми в отношении абсолютной чувствительности к звуковым раздражителям.

Единицами измерения громкости звука являются децибелы. За одну единицу измерения взята интенсивность звука, исходящего от тиканья часов, на расстоянии 0,5 м от человеческого уха. Так, громкость обычной человеческой речи на расстоянии 1 метра составит 16-22 децибел, шум на улице (без трамвая) — до 30 децибел, шум в котельной — 87 децибел и т. д.

Тембр - специфическое качество, которое отличает друг от друга звуки одной и той же высоты и интенсивности, издаваемые разными источниками. Очень часто о тембре говорят как об «окраске» звука.

Различия в тембре между двумя звуками определяются разнообразием форм звукового колебания:

· «Простые» звуки (форма звучания соответствует синусоиде), можно получить только с помощью специальных приборов; близкий к простому - звук камертона - прибора, используемого для настройки музыкальных инструментов.

· В повседневной жизни окружающие нас звуки состоят из различных звуковых элементов, поэтому форма их звучания, как правило, не соответствует синусоиде. М у зыкальные звуки возникают при звуковых колебаниях, имеющих форму строгой периодической последовательности, а у шумов — наоборот.

· В повседневной жизни воспринимается множество простых звуков, но этого многообразия мы не различаем, потому что все эти звуки сливаются в один. Два звука различной высоты часто, в результате их слияния, воспринимаются как один звук с определенным тембром. Сочетание простых звуков в одном сложном придает своеобразие форме звукового колебания и определяет тембр звучания. Тембр звучания зависит от степени слияния звуков. Чем проще форма звукового колебания, тем приятнее звучание, поэтому принято выделять приятное звучание — консонанс и неприятное звучание — диссонанс.

Ахроматические цвета отличаются друг от друга только светлотой. Светлота зависит от коэффициента отражения предмета, т. е. оттого, какую часть падающего света он отражает. Чем больше коэффициент отражения, тем светлее цвет.

Хроматические цвета характеризуются тремя свойствами:

· светлотой,

· цветовым тоном - зависит от того, какие именно длины волн преобладают в световом потоке, отражаемом данным предметом

· насыщенностью - степень выраженности данного цветового тона, т.е. степень отличия цвета от серого, одинакового с ним по светлоте. Насыщенность цвета зависит от того, насколько преобладают в световом потоке те длины волн, которые определяют его цветовой тон.

Cолнечный свет, как и свет любого искусственного источника, состоит из волн различной длины.

Цвет конкретного предмета зависит от того, какие волны и в какой пропорции отражаются этим предметом. Если предмет равномерно отражает все волны, т.е. он характеризуется отсутствием избирательности отражения, то его цвет будет ахроматическим. Если же он характеризуется избирательностью отражения волн, т.е. отражает преимущественно волны определенной длины, а остальные поглощает, то предмет будет окрашен в определенный хроматический цвет.

Наш глаз обладает неодинаковой чувствительностью к световым волнам различной длины. В результате цвета спектра при объективном равенстве интенсивности кажутся нами неодинаковыми по светлоте. Самым светлым нам кажется желтый цвет, а наиболее темным — синий, потому что чувствительность глаза к волнам этой длины в 40 раз ниже, чем чувствительность глаза к желтому цвету. Следует отметить, что чувствительность человеческого глаза очень велика. Например: между черным и белым цветом человек может различить около 200 переходных цветов. Однако необходимо разделять понятия «чувствительность глаза» и «острота зрения».

Острота зрения - способность различать мелкие и удаленные предметы. Острота зрения характеризуется минимальным промежутком между двумя точками, которые с данного расстояния воспринимаются отдельно друг от друга, а не сливаются в одну. Эту величину можно назвать пространственным порогом зрения.

На практике все воспринимаемые нами цвета, даже те, которые кажутся однотонными, являются результатом сложного взаимодействия световых волн различной длины. В наш глаз одновременно попадают волны различной длины, при этом происходит смешивание волн, в результате чего мы видим один определенный цвет.

Работами Ньютона и Гельмгольца были установлены законы смешивания цветов.

Во-первых, для каждого хроматического цвета можно подобрать другой хроматический цвет, который при смешении с первым дает ахроматический цвет, т.е. белый или серый – дополнительные цвета.

Во-вторых, смешением двух не дополнительных цветов получается третий — промежуточный между двумя первыми цвет.

Из приведенных выше законов вытекает одно очень важное положение: все цветовые тона можно получить путем смешения трех соответственно выбранных хроматических цветов. Э

Это положение чрезвычайно важно для понимания природы цветного зрения. Для того чтобы осмыслить природу цветного зрения, познакомимся поближе с теорией трехцветного зрения, идея которой в 1756 г. была выдвинута Ломоносовым, через 50 лет высказана Т. Юнгом, а еще через 50 лет более подробно разработана Гельмгольцем. Согласно теории Гельмгольца, предполагается наличие у глаза трех следующих физиологических аппаратов: красноощущающего, зеленоощущающего и фиолетовоощущающего. Изолированное возбуждение первого дает ощущение красного цвета. Изолированное ощущение второго аппарата дает ощущение зеленого цвета, а возбуждение третьего — фиолетовый цвет. Однако, как правило, свет одновременно действует на все три аппарата или по крайней мере на два из них. При этом возбуждение этих физиологических аппаратов с различной интенсивностью и в различных пропорциях но отношению друг к другу дает все известные хроматические цвета. Ощущение белого цвета возникает при равномерном возбуждение всех трех аппаратов.

Эта теория хорошо объясняет многие явления, в том числе болезнь частичной цветовой слепоты, при которой человек не различает отдельные цвета или цветовые оттенки. Чаще всего отмечается невозможность различить оттенки красного или зеленого цвета. Эта болезнь была названа именем английского химика Дальтона, страдавшего ею.

Возможность видеть определяется наличием у глаза сетчатки, представляющей собой разветвление зрительного нерва, входящего сзади в глазное яблоко. В сетчатке имеются аппараты двух типов: колбочки и палочки (названные так из-за своей формы). Палочки и колбочки являются концевыми аппаратами нервных волокон зрительного нерва. В сетчатке человеческого глаза насчитывается около 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек, которые неравномерно распределены по сетчатке. Колбочки заполняют центральную ямку сетчатки, т.е. то место, куда падает изображение предмета, на который мы смотрим. К краям сетчатки количество колбочек уменьшается. Палочек же больше на краях сетчатки, в середине они практически отсутствуют (рис. 7.8).

Колбочки обладают малой чувствительностью. Чтобы вызвать их реакцию, нужен достаточно сильный свет. Поэтому с помощью колбочек мы видим при ярком свете. Их еще называют аппаратом дневного зрения. Палочки обладают большей чувствительностью, и с их помощью мы видим ночью, поэтому их называют аппаратом ночного зрения. Однако только с помощью колбочек мы различаем цвета, так как именно они определяют способность вызывать хроматические ощущения. Кроме этого, колбочки обеспечивают необходимую остроту зрения.

Бывают люди, у которых не функционирует колбочковый аппарат, и все окружающее они видят только в сером цвете. Такая болезнь называется полной цветовой слепотой. И наоборот, бывают случаи, когда не функционирует палочковый аппарат. Такие люди не видят в темноте. Их болезнь называется гемералопией (или «куриной слепотой»).

Завершая рассмотрение природы зрительных ощущений, нам необходимо остановиться еще на нескольких феноменах зрения. Так, зрительное ощущение не прекращается в то же мгновение, как прекращается действие раздражителя. Оно длится еще некоторое время. Это происходит потому, что зрительное возбуждение обладает определенной инерцией. Такое продолжение ощущения в течение некоторого времени называется положительным последовательным образом.

Рис. 7. 8.Рецепторы зрительных ощущений

Чтобы наблюдать это явление на практике, вечером сядьте возле лампы и на две-три минуты закройте глаза. Затем откройте глаза и в течение двух-трех секунд смотрите на лампу, после чего снова закройте глаза и прикройте их рукой (чтобы свет не проникал сквозь веки). Вы увидите на темном фоне светлый образ лампы. Следует отметить, что именно благодаря этому явлению мы смотрим кино, когда мы не замечаем движения пленки из-за положительного последовательного образа, возникающего после засветки кадра.

Другой феномен зрения связан с отрицательным последовательным образом. Суть данного феномена состоит в том, что после воздействия света в течение некоторого времени сохраняется ощущение противоположного по светлоте воздействующего раздражителя. Например, положите перед собой два чистых белых листа бумаги. На середину одного из них положите квадратик красной бумаги. В середине красного квадратика нарисуйте маленький крестик и в течение 20-30 секунд смотрите на него, не отрывая взора. Затем переведите взгляд на чистый белый лист бумаги. Через некоторое время вы увидите на нем образ красного квадратика. Только цвет у него будет другой - голубовато-зеленый. Через несколько секунд он начнет бледнеть и вскоре исчезнет. Образ квадратика и есть отрицательный последовательный образ. Почему образ квадратика зеленовато-голубой? Дело в том, что этот цвет является дополнительным по отношению к красному цвету, т. е. их слияние дает ахроматический цвет.

Может возникнуть вопрос: почему в обычных условиях мы не замечаем воз­никновения отрицательных последовательных образов? Только потому, что наши глаза постоянно двигаются и отдельные участки сетчатки не успевают утомиться

Теории цветового зрения. Рассматривая проблему цветного зрения, следует отметить, что в мировой науке трехцветная теория зрения не является единственной. Существуют другие точки зрения на природу цветного зрения. Так, в 1878 г. Эвальд Геринг заметил, что все цвета можно описать как состоящие из одного или двух следующих ощущений: красного, зеленого, желтого и синего. Геринг отметил также, что человек никогда не воспринимает что-либо как красновато-зеленое или желтовато-синее; смесь красного и зеленого скорее будет выглядеть желтой, а смесь желтого и синего — скорее белой. Из этих наблюдений следует, что красный и зеленый образуют оппонентную пару — так же как желтый и синий — и что цвета, входящие в оппонентную пару, не могут восприниматься одновременно. Понятие «оппонентные пары» получило даль­нейшее развитие в исследованиях, в которых испытуемый сначала смотрел на цветной свет, а затем — на нейтральную поверхность. В результате при рассматривании нейтральной поверхности испытуемый видел на ней цвет, дополнительный первоначальному. Эти феноменологические наблюдения побудили Геринга предложить другую теорию цветового зрения, названную теорией оппонентных цветов.

Геринг полагал, что в зрительной системе имеются два типа цветочувствительных элементов. Один тип реагирует на красный или зеленый, другой — на синий или желтый. Каждый элемент противоположно реагирует на свои два оппонентных цвета: у красно-зеленого элемента, например, сила реакции возрастает при предъявлении красного цвета и снижается при предъявлении зеленого. Поскольку элемент не может реагировать сразу в двух направлениях, при предъявлении двух оппонентных цветов одновременно воспринимается желтый цвет.

Таким образом, в научной литературе можно встретить две теории цветового зрения — трехцветная (трихроматическая) и теория оппонентных цветов, — и каждая из них какие-то факты может объяснить, а какие-то нет. На протяжении многих лет эти две теории в работах многих авторов рассматривались как альтернативные или конкурентные, пока исследователи не предложили компромиссную теорию — двухстадийную.

Согласно двухстадийной теории, те три типа рецепторов, которые рассматриваются в трихроматической теории, поставляют информацию для оппонентных пар, расположенных на более высоком уровне зрительной системы. Данная гипотеза была высказана, когда в таламусе — одном из промежуточных звеньев между сетчаткой и зрительной корой — были обнаружены цветооппонентные нейроны. Как показали исследования, эти нервные клетки обладают спонтанной активностью, которая повышается при реакции на один диапазон длин волн и снижается при реакции на другой. Например, некоторые клетки, расположенные на более высоком уровне зрительной системы, возбуждаются быстрее, когда сетчатку стимулируют синим светом, чем когда ее стимулируют желтым светом; такие клетки составляют биологическую основу сине-желтой оппонентной пары. Следовательно, целенаправленными исследованиями было установлено наличие трех типов рецепторов, а также цветооппонентных нейронов, расположенных в таламусе.

Данный пример убедительно свидетельствует о том, насколько сложен человек. Вполне вероятно, что многие кажущиеся нам истинными суждения о психических явлениях через некоторое время могут быть подвергнуты сомнению, и эти явления будут иметь совершенно иное объяснение.

Проприоцептивные ощущения. Как вы помните, к проприоцептивным ощущениям относятся ощущения движения и равновесия. Рецепторы ощущений равновесия находятся во внутреннем ухе (рис.7.9). Последнее состоит из трех частей: преддверия, полукружных каналов и улитки. Рецепторы равновесия находятся в преддверии.

Перемещение жидкости раздражает нервные окончания, расположенные на внутренних стенках полукружных трубок внутреннего уха, что является источником ощущения равновесия. Следует отметить, что ощущение равновесия в обычных условиях мы получаем не только от названных рецепторов. Например, когда у нас открыты глаза, то положение тела в пространстве определяется и с помощью зрительной информации, а также двигательных и кожных ощущений, через передаваемую ими информацию о движении или информацию о вибрации. Но в некоторых особых условиях, например при нырянии в воду, информацию о положении тела мы можем получать только с помощью ощущения равновесия.

Следует отметить, что не всегда сигналы, идущие от рецепторов равновесия, достигают нашего сознания. В большинстве случаев наш организм реагирует на изменение положения тела автоматически, т. е. на уровне бессознательной регуляции.

Рецепторы кинестетических (двигательных) ощущений находятся в мышцах, сухожилиях и суставных поверхностях. Эти ощущения дают нам представления о величине и скорости нашего движения, а также о положении, в котором находится та или иная часть нашего тела. Двигательные ощущения играют очень важную роль в координации наших движений. Выполняя то или иное движение, мы, точнее наш мозг, постоянно получаем сигналы от рецепторов, находящихся в мышцах и на поверхности суставов. Если у человека нарушены процессы формирования ощущений движения, то, закрыв глаза, он не может идти, поскольку он не может поддерживать равновесие в движении. Это заболевание называется атаксией, или расстройством движений.

Осязание. Необходимо также отметить, что взаимодействие двигательных и кожных ощущений дает возможность более детального изучения предмета. Этот процесс — процесс сочетания кожных и двигательных ощущений — называется осязанием. При детальном изучении взаимодействия этих видов ощущений были получены интересные экспериментальные данные. Так, к коже предплечья испытуемых, сидящих с закрытыми глазами, прикладывали различные фигуры: круги, треугольники, ромбы, звезды, фигурки людей, животных и т. п. Однако все они воспринимались как круги. Лишь немного лучше были результаты, когда эти фигуры прикладывали к неподвижной ладони. Но стоило позволить испытуемым ощупать фигуры, как они сразу же безошибочно определяли их форму.

Осязанию, т.е. сочетанию кожных и двигательных ощущений, мы обязаны способностью оценивать такие свойства предметов, как твердость, мягкость, глад­кость, шероховатость. Например, ощущение твердости главным образом зависит от того, какое сопротивление оказывает тело при давлении на него, а об этом мы судим по степени мышечного напряжения. Поэтому нельзя определить твердость или мягкость предмета без участия ощущений движения.

В заключение следует обратить ваше внимание на тот факт, что практически все виды ощущений взаимосвязаны друг с другом. Благодаря этому взаимодействию мы получаем наиболее полную информацию об окружающем нас мире. Однако эта информация ограничивается лишь сведениями о свойствах предметов. Целостный же образ предмета в целом мы получаем благодаря восприятию.