Примеры статей
Зрение
Зрение, восприятие организмом внешнего мира, т. е. получение информации о нём, посредством улавливания специальными зрения органами отражаемого или излучаемого объектами света. Аппарат З. включает…
Слух
Слух, функция организма человека и животных, обеспечивающая восприятие звуковых колебаний. Реализуется деятельностью механических, рецепторных (см. Слуха органы) и нервных структур, составляющих…
Обоняние
Обоняние, восприятие животными и человеком посредством соответстветствующих органов определённого свойства (запаха) химических соединений в окружающей среде. О. - один из видов хеморецепции…
Вкус (физиолог.)
Вкус, ощущение, возникающее при действии растворов химических веществ на рецепторы вкусовых органов, расположенных у млекопитающих и человека на языке и слизистой оболочке рта. Основные ощущения В. -…
Осязание
Осязание, способность животных и человека воспринимать действие факторов внешней среды с помощью рецепторов кожи, опорно-двигательного аппарата (мышц, сухожилий, суставов и др.), а также некоторых…
Вестибулярный аппарат
Вестибулярный аппарат (от лат. vestibulum - преддверие), орган, воспринимающий изменения положения головы и тела в пространстве и направление движения тела у позвоночных животных и человека; часть…
Интерорецепторы
Интерорецепторы, интероцепторы (от лат. interior - внутренний и receptor - принимающий), обширная группа чувствительных нервных окончаний - рецепторов, рассеянных в различных тканях и внутренних…
Рецепторы
Рецепторы (лат. receptor - принимающий, от recipio - принимаю, получаю), специальные чувствительные образования, воспринимающие и преобразующие раздражения из внешней или внутренней среды организма и…
Общение животных
Общение животных, биокоммуникация, связи между особями одного или разных видов, устанавливаемые с помощью приёма производимых ими сигналов. Эти сигналы (специфические - химические, механические…
Анализаторы
Анализаторы (биологические), сложные анатомо-физиологические системы, обеспечивающие восприятие и анализ всех раздражителей, действующих на животных и человека. Биологическая роль А. заключается в…
Ощущение
Ощущение, отражение свойств предметов объективного мира, возникающее в результате воздействия их на органы чувств и возбуждения нервных центров коры головного мозга. О. - исходный пункт познания…
Галилея
Галилея (греч. Galilaia, от древнееврейского Галил, буквально - область), историческая область в Северной Палестине. Первоначальное население - хурриты и хананеи, в 13 - 12 вв. до н. э. захвачена и…
Декарт Рене
Декарт (Descartes) Рене (латинизированное имя - Картезий; Renatus Cartesius) [31.3.1596, Лаэ (Турень), - 11.2.1650, Стокгольм], французский философ и математик. Происходил из старинного дворянского…
Кеплер Иоганн
Кеплер (Kepler) Иоганн (27.12.1571, Вейль-дер-Штадт, Вюртемберг,-15. 11.1630, Регенсбург, Бавария), немецкий астроном, открывший законы движения планет. Родился в бедной протестантской семье. После…
Гельмгольц Герман Людвиг Фердинанд
Гельмгольц (Helmholtz) Герман Людвиг Фердинанд (31.8.1821, Потсдам, - 8.9.1894, Берлин), немецкий физик, математик, физиолог и психолог. Учился в Военно-медицинском институте в Берлине. С 1843 военный…
Фехнер Густав Теодор
Фехнер (Fechner) Густав Теодор (19.4.1801, Грос-Зерхен, близ Мускау, - 18.11.1887, Лейпциг), немецкий физик, психолог, философ-идеалист, писатель-сатирик (выступал под именем доктора Мизеса). Один из…
Сеченов Иван Михайлович
Сеченов Иван Михайлович [1(13).8.1829, с. Тёплый Стан, ныне с. Сеченове Горьковской области, - 2(15).11.1905, Москва], русский естествоиспытатель-материалист, основоположник отечественной…
Павлов Иван Петрович
Павлов Иван Петрович [14 (26).9. 1849, Рязань, - 27.2.1936, Ленинград], советский физиолог, создатель материалистического учения о высшей нервной деятельности и современных представлений о процессе…
Распознавание образов
Распознавание образов, научное направление, связанное с разработкой принципов и построением систем, предназначенных для определения принадлежности данного объекта к одному из заранее выделенных…
Чувств органы
Чувств органы, сложившиеся в процессе эволюции высокоспециализированные органы, обеспечивающие организму получение информации об изменениях во внешнем мире. Чувствительность к свету, температуре, химическим веществам и другим раздражителям свойственна уже простейшим. Однако реакция на внешние воздействия у низших организмов обусловлена обычно не специальными органами, а общим свойством живого вещества — раздражимостью. У высших животных адаптация к внешней среде, поиск пищи, размножение, спасение от врагов и др. носят характер сложной деятельности, которая эффективна лишь при достаточно полной и своевременной информации об окружающей среде. Такую информацию и передают Ч. о., приспособленные к восприятию сигналов определённой природы. Традиционное представление о пяти специализированных Ч. о. — глазе, ухе, носе, языке и коже, обеспечивающих зрение, слух, обоняние, вкус, осязание,с развитием физиологии существенно расширилось и углубилось. У животных и человека были исследованы также вестибулярный аппарат, рецепторные системы двигательного аппарата, многочисленные рецепторы внутренних органов (см. Интерорецепторы), электрорецепторы у рыб и т.д. Было установлено, что восприятие прикосновения, боли, давления, тепла и холода, объединяемые в чувство осязания, обеспечиваются различными рецепторными структурами кожи. Вместе с тем восприятие света может осуществляться, например, столь различными органами, как глаз человека и сложный (фасеточный) глаз насекомого. В связи с разнообразием рецепторных элементов Ч. о. возникло представление об основных типах рецепции, или чувствительности, — механорецепции (осязание, фонорецепция — восприятие звука, вестибулярная рецепция — восприятие положения тела в пространстве), хеморецепции (вкус, обоняние), фоторецепции (зрение) и соответствующих воспринимающих аппаратах — рецепторах. У эволюционно и экологически различных групп животных восприятие и переработка сигналов внешнего мира могут осуществляться структурами различной сложности, а развитие и преобладающее использование того или иного вида чувствительности зависит также от образа жизни животного, среды его обитания и др. (см. Общение животных).У человека более 80% информации о внешнем мире обеспечивается работой органа зрения. В современной физиологии под Ч. о. в широком смысле понимают сложные сенсорные системы (анализаторы, по терминологии И. П. Павлова), включающие воспринимающие элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение. В более узком смысле Ч. о. — только рецепторные элементы и вспомогательной структуры (глаз, ухо и т.д.), обеспечивающие восприятие сигнала и преобразование его в нервные импульсы.
Развитие представлений о деятельности Ч. о. и их роли в получении сведений о внешнем мире имеет длительную историю. Античные философы не сомневались в реальности предметов и явлений внешнего мира и адекватности его восприятия с помощью Ч. о. Эмпедокл был одним из первых древнегреческих мыслителей, пытавшихся понять природу восприятия света и цвета. Толчок для естественно-научного исследования Ч. о. был дан трудами Г. Галилея и Р. Декарта, требовавших при изучении явлений природы строгого ограничения задачи и постановки таких вопросов, на которые можно получить конкретный ответ с помощью эксперимента или математического расчёта. Следуя этим принципам, И. Кеплер рассмотрел глаз как оптический прибор и, основываясь на законах геометрической оптики, показал, что предметы внешнего мира имеют на сетчатке перевёрнутое и уменьшенное изображение. При этом он сознательно оставил в стороне вопрос, почему мир воспринимается неперевёрнутым. Труды Кеплера заложили основы физиологической оптики и открыли путь для создания физиологической акустики и физиологии др. Ч. о. Основы современной экспериментальной физиологии Ч. о. были заложены в 19 в. классическими работами Г. Гельмгольца, Г. Т. Фехнера, И. М. Сеченова и другими учёными. Огромное значение для объективного исследования сенсорной деятельности имел разработанный И. П. Павловым метод условных рефлексов. С 20-х гг. 20 в. при изучении Ч. о. успешно применяется электрофизиологический метод, позволяющий регистрировать в различных отделах сенсорных систем электрического явления, возникающие под влиянием внешних раздражителей. С конца 30-х гг. начинается исследование физико-химических и биохимических основ зрительной рецепции, а с конца 60-х гг. — обонятельной и вкусовой. Однако несмотря на успехи физиологии в 20 в., использующей достижения биофизики, биохимии, цитологии, психологии и других наук, многие проблемы, связанные с деятельностью Ч. о., остаются нерешенными. Так, не изучены окончательно такие основные процессы, как трансформация в рецепторных клетках энергии внешнего раздражителя в рецепторный сигнал, кодирование и декодирование в различных сенсорных системах информации, заключённой в пространственно-временном коде нервных импульсов, а также нейрофизиологические механизмы распознавания образов внешнего мира. Актуальными остаются слова В. И. Ленина "... на деле остается еще исследовать и исследовать, каким образом связывается материя, якобы не ощущающая вовсе, с материей, из тех же атомов (или электронов) составленной и в то же время обладающей ясно выраженной способностью ощущения" (Полн. собр. соч., 5 изд., т. 18, с. 40).
До конца 30-х — начала 40-х гг. изучали преимущественно Ч. о. человека. Для всех Ч. о. были установлены пороги ощущения — абсолютные (пределы чувствительности) и дифференциальные (способность Ч. о. распознавать минимальную разницу между двумя стимулами). Исследования 70-х гг., направленные на выяснение механизмов функционирования Ч. о., позволили изучить молекулярные, мембранные и клеточные механизмы зрительной рецепции, интимные механизмы обонятельной и вкусовой рецепции, а также механо- и электрорецепции.
Изменения в окружающей среде воспринимаются Ч. о. в виде световых, механических (в т. ч. звуковых) или химических раздражений. "Сигнал" взаимодействует с клеточной мембраной рецептора или специализированной рецепторной белковой молекулой, запуская цепь ионных, ферментативных и электрических процессов. В результате возникает единый для рецепторов всех типов электрохимический сигнал ¾ нервный импульс, поступающий по проводящим путям в головной мозг. Серии таких импульсов составляют своего рода код, который расшифровывается в соответствующих ядрах (зрительных, слуховых и др.) коры головного мозга и преображается в них в тот или иной образ внешнего мира. Некоторые принципы и механизмы обработки информации сенсорными системами в значительной мере установлены. Сенсорный анализ на всех уровнях — от рецепторов до коры мозга — сравнение обеспечивающее выделение признаков сигнала. Ведущий нейрофизиологический механизм такого сравнения — соотношение возбудительных и тормозных процессов в нервных сетях или на входе отдельных нейтронов. В частности, речь идет о механизме т. н. латерального торможения, когда физиологическое состояние каждой нервной клетки зависит от активности соседних клеток. Подобное торможение позволяет усиливать контрасты или контуры, локализовать место прикосновения и т.д., т. е. устранять избыточную информацию и выделять наиболее важную.
Механизмы распознавания образов,по существу, ещё совершенно неизвестны. Вместе с тем некоторые нейрофизиологические данные, вероятно, можно рассматривать как первые шаги в этом направлении. Речь идёт об открытии специфических нейронов — детекторов, способных избирательно реагировать на совершенно определённые биологически важные признаки объектов, например только на движущуюся тёмную точку или только на определённую высоту звука. Сначала такие нейроны были обнаружены в зрительной, а затем и в других сенсорных системах. По мере переработки и передачи сенсорной информации от рецепторов к центрам коры больших полушарий головного мозга свойства детекторов становятся всё более сложными; в самой коре, по мере продвижения по её слоям, специализация детекторов ещё более усиливается. Т. о., в сенсорных системах зрительное изображение, звуковой образ или композиция запахов разлагаются с помощью сложных нейрофизиологических механизмов на простые составляющие и раздельно анализируются. Конечным этапом обработки сенсорной информации является её синтез, формирование целостного субъективного образа объективного внешнего мира. Дальнейшие исследования в этом направлении позволят подойти к пониманию сложнейших механизмов работы Ч. о., обеспечивающих процесс познания.
Выяснение механизмов деятельности Ч. о. не только представляет огромный естественно-научный и философский интерес, но важно также для различных практических областей — медицины, техники, психологии и др. См. также статьи об отдельных Ч. о.
Лит.: Физиология сенсорных систем, ч. 1¾3, Л., 1971—75 (Руководство по физиологии); Кейдель В. Д., Физиология органов чувств, ч. 1 — Общая физиология органов чувств и зрительная система, пер. с нем., М., 1975; Сомьен Дж., Кодирование сенсорной информации в нервной системе млекопитающих, пер. с англ., М., 1975.
М. А. Островский.