70° 60° 50° 40° 30° 20° 10° 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° 80°
Кут
Рис. 11. Компактність розміщення паличко- і колбочкоподібних зорових клітин в оці людини (за II. Ліндсеем, Д. Норманом, 1974)
Палички високочутливі до слабкого за інтенсивністю світла. Вони відбивають світлоту предметів, тобто амплітуду відбиття предметами електромагнітних хвиль. Це рецептори сутінкового, нічного зору. Колбочки мають низьку чутливість до світла і е рецепторами денного зору. Колбочки подають інформацію мозку про довжину електромагнітних хвиль, зумовлюючи відчуття кольору. У людини в сітківці ока міститься 130 млн паличок і 7 млн колбочок. Палички і колбочки впираються своїми носиками в шар пігментних клітин. Пігмент оточує більшість фоторецепторів. Усередині фоторецепторів виявлена велика кількість пігменту. Пігмент поглинає світлову енергію, допомагає подразненню паличок і колбочок. Піг-
Рис. 12. Схема зорових шляхів (за П. Ліндсеєм, Д. Норманом, 1974): 1 — частина зорових полів обох очей, що перекриваються! 2— сітківка; 3— зорове перехрестя (хіазма); 4 — зовнішнє колінчасте тіло (непропорційно збільшено); 5—
зорова кора)
мент, що міститься в паличках, називають зоровим пурпуром (родопсином), а в колбочках — йодопсином.
Найдрібніша порція світла (фотон), що поглинається молекулою пігменту, зумовлює її розпад і виникнення заряджених іонів. Виниклі фотохімічні реакції речовини збуджують зоровий нерв. Збудження за допомогою доцентрових нервів проходить у підкіркові зорові центри, а потім — у кірковий відділ зорового аналізатора, тобто в потиличну частку (рис. 12). Одна частина зорового аналізатора побудована за принципом просторової проекції різних точок сітківки в різних точках кори, інша — поєднує подразнення в складні комплекси.
Кожна колбочка жовтої плями з'єднана з окремим нервовим волокном, що дає можливість точного розрізнення просторових відносин і форм. Палички з'єднані з нервовим волокном групами (до 200 паличок), що збільшує чутливість паличок до слабкого світла, але погіршує точність просторового розрізнення. Відображення просто-
Рис. 13. Основні характеристики зорового сприйняття кольору (за П. Ліндсеєм, Д. Норманом, 1974)
рових відносин тісно пов'язано із синтезом зорових відчуттів корою великих півкуль. Око людини (рис. 13) реагує на світло в межах довжини хвилі від 390 до 760 мілімікрон (мільйонних часток міліметра).
5.7. Хроматичні й ахроматичні кольори
Дія світла зумовлює відчуття, які можна поділити на дві групи: відчуття ахроматичних кольорів (усі відтінки сірого, чорного, білого кольорів) і відчуття хроматичних кольорів (усі кольори, крім сірого, чорного і білого). Хроматичний — означає кольоровий. Кольори відрізняються один від одного за колірним тоном. Ахроматичні (безбарвні) кольори відрізняються тільки за світлотою. Починаючи від білого і закінчуючи чорним, через різні відтінки сірого кольору, людина розрізняє близько 300 відтінків.
Кольоровий зір здійснюється слабочутливими колбочками, що подають інформацію про довжину променя світла. У зв'язку з цим у присмерку і вночі ми не розрізняємо кольори. Якщо на око діють промені різної довжини, то сприймається тільки їхній загальний підсумок. Наприклад, якщо ми будемо обертати круг, що містить усі кольори веселки, то в результаті їхнього змішування ми одержимо білий колір. Змішування кольорів є центральним, а не периферійним процесом.
Будь-який колір має інший колір, що його нейтралізує. При змішуванні двох взаємонейтралізуючих один одного кольорів виходить білий чи сірий колір. Ці кольори є додатковими. Наприклад, додатковим до блакитного буде жовтогарячий (оранжевий) колір.
Якщо змішуватимуться не додаткові кольори, то виходить новий проміжний між ними колір. Наприклад, синій колір, змішуючись із червоним кольором дає фіолетовий колір. Колірне відчуття від суміші не залежить від спектрального складу кольорів, що змішуються. Це означає, що кольори, з яких виникло нове колірне відчуття, самі можуть бути отримані з будь-якого змішування кольорів. Новий колір залежатиме від цих кольорів, незалежно від їхнього походження. Наприклад, змішування жовтого із синім дає сірий колір незалежно від того, чи є синій колір спектрально чистим, чи є результатом змішування інших кольорів.
Питання про природу колірних відчуттів є складним. Нині найпоширенішою є трикомпонентна теорія колірного зору. Відповідно до цієї теорії будь-який колір є сумою трьох інших кольорів, узятих у певних частках. Ці кольори мають бути незалежні, тобто змішування двох кольорів не повинно давати третій колір.
Відповідно до трикомпонентної теорії зору Т. Юнга — Г. Гельм- гольда існують три основних кольори: червоний, зелений і синій. Усі інші кольори і їхні відтінки утворюються при різних змішуваннях цих основних трьох кольорів. Відповідно до цієї теорії існують три види апаратів, що містять три різні речовини чутливих до червоних, зелених чи синіх променів. Будь-який предмет відбиває чи випускає різні промені в однаковій пропорції, але неоднакової сили, тому в нашому оці в будь-якій точці сітківки збуджуються всі три колірні відчуття, які відрізняються лише силою. Залежно від співвідношення сили збудження, спричиненої у цих апаратах, виникають відчуття трьох кольорів. У разі збуджень усіх трьох апаратів однакової сили виникає відчуття білого кольору. Вся наша поліграфія, фотографія, телебачення спираються на цю трикомпонентну теорію колірного зору.
Існує теорія Л. І. Ітельсона, відповідно до якої очі працюють без будь-яких світлофільтрів, без рознесення спектра на колбочки, без змішування тонів. Механізм, винайдений природою, простий, економічний і дає практично безмежні можливості для розрізнення складових світлового потоку за довжиною та амплітудою їх хвилі. Світлові хвилі різної довжини мають різну енергетичну потужність. Це енергетичне розходження і зумовлює, на думку Л. І. Ітельсона, відчуття світла.
Колір має три основні властивості: світлоту, колірний тон і насиченість.
Світлота показує силу подразнення, ш,о діє на око, і характеризується яскравістю подразника і чутливістю до нього ока. Темні предмети більше поглинають, а білі — більше відбивають.
Колірний тон визначає особливості певного кольору і залежить від складу променів, що діють на око, тобто від довжини хвиль цих променів. Основні колірні тони — це 7 кольорів сонячного світла: довгі хвилі — червоний, оранжевий, середні — жовтий, зелений і короткі — блакитний, синій і фіолетовий кольори.
Насиченість кольору — це відмінність хроматичного кольору від сірого чи білого однакової з ним світлоти. Якщо до хроматичного кольору додати великий відсоток сірого чи білого кольору, то його насиченість значно зменшується і він стане слабконасиче- ним.
Різні кольори по-різному діють на людину. Чорний колір гнітить, а жовтий створює гарний настрій, червоний збуджує, а зелений заспокоює. Найкорисніші кольори називають оптимальними, у зв'язку з чим фарбами цих кольорів переважно фарбують приміщення і все, що в них знаходиться. Монотонність і неприродність — шкідливі, відсутність контрастів, як і їхній надмір, пригнічує.
Найзагальніша характеристика властивостей відчуттів
Усі види відчуттів характеризуються такими властивостями як якість, інтенсивність відчуття, його тривалість, а деякі — просторовою локалізацією подразнення.
Якість відчуття — це те, що відрізняє одні відчуття від інших. Так, нюх дає можливість визначати тільки запахи, що можуть бути легкими, насиченими, приємними чи неприємними; зорові відчуття, як ми уже зазначали раніше, характеризуються насиченістю, колірним тоном, виразністю та ін.І слух — висотою, гучністю, тембром звуку тощо.
Інтенсивність відчуття визначає його кількісну характеристику і залежить від сили подразнення^ наприклад, звук інтенсивністю 65 — 70 дБ зумовлює звичайні відчуття. Водночас звуки інтенсивністю понад 120 дБ уже спричинюватимуть надмірні слухові відчуття.
Тривалість відчуття — це час, упродовж якого відзначається відчуття, що залежить від часу дії подразника і певною мірою від самого органа чуття. Від початку впливу подразника до появи самого відчуття проходить певний період часу. Це латентний період відчуття. Для різних видів відчуття він неоднаковий. Після припинення дії подразника відчуття не припиняється, а триває. Це так звана інерція чи відчуття післядії, що залишає останній образ. Останні образи найхарактерніші для слухових, температурних, больових і смакових відчуттів. Прикладом може бути випадок, коли після приголомшуючого звуку ми якийсь час відчуваємо, як «лящить у вухах».
Латентний період — це час, потрібний для проведення подразнення в аналізаторний центр, а також час, який витрачається на аналіз і синтез подразнення, що надійшло. Водночас післядія пов'язана з триваючим аналізом і синтезом подразнення, що надійшло в аналізатор, але вже припинило свою дію на орган відчуття.
Для зорового, слухового і нюхового відчуттів (зумовлюються ДИ" стантними рецепторами) характерна просторова локалізація подразника. Аналізатори цих відчувань дають відомості організму про локалізацію подразника в просторі.
Будова вуха і слухова чутливість
Слухова чутливість має велике значення в пізнавальній діяльності людини, а також в орієнтуванні її у просторі. Крім того, слух має важливе значення в міжособистісних стосунках людей. Сприймає звукові подразнення вухо. Вухо поділяється на три відділи (рис. 14): за вушною раковиною починається перший від,діл — зовнішній слуховий прохід, другий відділ — внутрішнє вухо. У самій головній частині зовнішнього слухового проходу, що має вигляд вузької вигнутої трубочки завширшки 1 см і завдовжки 2,5 см, міститься тоненька плівка у вигляді кружка, яка називається барабанною перетинкою. Барабанна перетинка натягнута впоперек зовнішнього слухового проходу і відокремлює його від наступного відділу вуха — барабанної порож-
Рис,. 14. Будова вуха (за П. Ліндсеєм, Д. Норманом, 1974): 1 — слуховий хід; 2— барабанна перетинка; 3— молоточок; 4— коваделко; 5— стремінце; 6— вікно присінка; 7— півколові канали; 8— завитка; 9— вікно завитки; 10—слуховий нерв
нини.
Барабанна порожнина — простір у товщі скроневої кістки черепа. Якщо висота цієї порожнини досягає 1,5 см, то глибина її (відстань від барабанної перетинки до внутрішньої стінки порожнини) — усього лише кілька міліметрів. У барабанній порожнині знаходяться три кісточки (ковадло, молоточок, стремінце), з'єднані ланцюжком, два маленькі м'язи, що пересувають ці кісточки і нерви. За барабанною порожниною знаходиться внутрішнє вухо.
Внутрішнє вухо складається із завитки (рис. 15), у якій є вікно присінка (до нього і підходить з барабанної порожнини стремінце). У завитці розміщений кортіїв орган, у якому знаходяться первинні нервові клітини слухової чутливості у вигляді ганглія. Від ганглія (кортієвого органа) через внутрішній слуховий хід починається слу
Рис. 15. Схема проведення звуку в середньому і внутрішньому вусі (за П. Ліндсеєм, Д. Норманом, 1974): 1 — барабанна перетинка; 2— молоточок; 3— коваделко; 4— вікно завитки; 5— стремінце; 6—вікно присінка; 7—сходи присінка; 8— перетинчастий лабіринт; 9— барабанні сходи; 10— основна мембрана
Якщо в будь-якому місці стиснути повітря, то це спричинює коливання (чи хвилі), що розходяться в усі боки зі швидкістю 300 м/с і поступово загасають. Повітряна хвиля складається з двох частин: в одній із них повітря стиснене, в другій — розріджене (рис. 16). Повітряні хвилі характеризуються силою і тривалістю, тобто проміжком часу, що відокремлює початок кожної хвилі від її кінця. Якщо хвилі різної сили і періодів нашаровуються одна на одну, то говорять про тембр чи форму таких складних коливань. Повітряні хвилі різних періодів (частот) неоднаково впливають на живий організм: одні з них можуть убити живу істоту, спричинити болючі відчуття і страх (інфразвук високої інтенсивності), інші, впливаючи на слуховий аналізатор, зумовлюють відчуття звуку.
Людське вухо сприймає повітряні хвилі і створює звукові відчуття в межах частот від 16 Гц до 2000 Гц. Отже, звуком називають періодичні коливання повітря в зазначених частотних межах, що зумовлюють у нас слухові відчуття.
Відчуття і психічні функції
ховий нерв, що пов'язує рецептори зі скроневою часткою головного мозку, у якій закінчується слуховий аналізатор.
Основою музики і співу є складні, тобто темброві звукові коливання.
/ \ Амплітуда
|
Я
|
Г\
|
|
|
Час—-
|
|
Період
|
|
Рис. 16. Основні параметри звукової хвилі (за П. Ліндсеєм, Д. Норманом, 1974)
Повітряна хвиля певної сили і частоти доходить до барабанної перетинки і змушує її коливатися на зразок мембрани телефону. Коливання перетинки спричинюють рух системи кісточок середнього вуха (див. рис. 15). Остання з цих кісточок — стремінце через овальне вікно завитки передає коливання завитковій рідині (завитковій лімфі).
Встановлено, що завитка всередині поділяється двома мембранами на три вузьких ходи, заповнених завитковою рідиною. Основна мембрана лабіринту (рис. 17) починається від вікна пригінка і тягнеться до кінця завитки (вершини, де між мембраною і стінками завитки є невеликий простір). Основна мембрана у витягнутому вигляді має довжину близько 3,5 см, а ширина її зростає від вікна присінка в напрямку до вершини, що має велике значення для функціонування мембрани.
Коливання стремінця передається через вікно присінка на завиткову рідину, що знаходиться над основною мембраною, і хвиля підвищеного тиску рідини негайно поширюється на всю довжину мембрани. Хвиля (збурення) переходить від одного кінця мембрани до іншого за кілька мілісекунд. Під час цього відстань і швидкість, які проходить збурення на основній мембрані, залежать від частоти звукової хвилі. У зв'язку з тим, що основна мембрана розширюється в напрямку до вершини, то амплітуда збурення її, спричинена звуковою хвилею, також збільшується в напрямку до вершини завитки. Точка, де таке збурення досягає максимуму, вказує на частоту звуку.
Для звуків високої частоти максимальне зміщення основної мембрани відбувається поблизу овального віконця, а для звуків низької частоти — ближче до кінця мембрани у вершині лабіринту. На основній мембрані розміщено близько 25 000 волоскових клітин, що у кортієвому органі утворюють два шари (зовнішній шар у кілька рядів і внутрішній шар). Оскільки волоскові клітини затис- нуті між двома шарами кортієва органа, то будь-який рух мембрани приводить до деформації волосків цих клітин. Тиск і напруга, передані на волоскові клітини, зумовлюють активність у
з'єднаних з ними нервових волосках, генеруючи електричні імпульси, що поширюються по слуховому нерву (П. Ліндсей, Д. Норман, 1974).
Коливання різної частоти спричинюють рух різних ділянок струн основної мембрани, а отже, вибірково збуджуються тільки ті слухові клітини кортієва органа, що розміщені на цих струнах. Дія звуку на слуховий рецептор породжує складні електричні процеси.
Відчуття і психічні функції
Рис. 17. Схема основної мембрани вушного завитка (за П. Ліндсеєм, Д. Норманом, 1974)'- І— перший завиток; II— другий завиток! III— третій завиток! Аа — «ля» суб- контроктави (27,5 Гц); А-, — «ля» контроктави (55 Гц); М — «ля» великої октави (110 Гц); /Із — «ля» малої октави (220 Гц); Сі — «до» першої октави (261,63 Гц); Аі — «ля» першої октави (440 Гц); Аь — «ля» другої октави (880 Гц); Ав — «ля» третьої октави (1760 Гц); А — «ля» четвертої октави (3620 Гц)
Так, було помічено, що певна частота і сила звукового подразнення зумовлює певну частоту і силу електричних коливань у кор- тієвому органі. Це явище привело до думки, що принцип роботи цього органа нагадує роботу мікрофона. Виходячи з цього припущення, цей ефект було названо мікрофонним ефектом завитки.
Рис. 18. Провідні шляхи від вуха до слухової кори (поперечний розріз мозку ззаду, за П. Ліндсеем, Д. Норманом, 1974): 1 — сигнал від лівого вуха; 2— слухова кора! З— внутрішнє колінчасте тіло! 4— нижні горбки чотиригорбкової пластинки; 5— сигнал від правого вуха; 6—завиткове ядро; 7—верхня олива
2
|