ЧУВСТВ ОРГАНЫ
сложившиеся в
процессе эволюции высокоспециализированные органы, обеспечивающие организму
получение информации об изменениях во внеш. мире. Чувствительность к свету,
темп-ре, химич. веществам и др. раздражителям свойственна уже простейшим.
Однако реакция на внеш. воздействия у низших организмов обусловлена обычно
не спец. органами, а общим свойством живого вещества - раздражимостью.
У высших животных адаптация к внеш. среде, поиск пищи, размножение, спасение
от врагов и др. носят характер сложной деятельности, к-рая 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 двигат. аппарата, многочисл. рецепторы внутр. 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,
напр., столь различными органами, как глаз человека и сложный (фасеточный)
глаз насекомого. В связи с разнообразием рецепторных элементов Ч. о. возникло
представление об осн. 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 внеш. 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 внеш. мире обеспечивается
работой органа зрения. В совр. физиологии под Ч. о. в широком смысле понимают
рложные 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 вспомогат. 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 внеш. мире имеет длит, историю.
Aнтич. философы не сомневались в реальности предметов и явлений внеш. мира
и адекватности его восприятия с помощью Ч. о. Эмпедокл был одним из первых
древнегреч. мыслителей, пытавшихся понять природу восприятия света и цвета.
Толчок для естеств.-науч. исследования Ч. о. был дан трудами Г. Галилея
и
P. Декарта, требовавших при изучении явлений природы строгого ограничения
задачи и постановки таких вопросов, на к-рые можно получить конкретный
ответ с помощью эксперимента или математич. расчёта. Следуя этим принципам,
И. Кеплер ,рассмотрел глаз как оптич. прибор и, основываясь на законах
геометрич. оптики, показал, что предметы внеш. мира имеют, на сетчатке
перевёрнутое и уменьшенное изображение. При этом он сознательно оставил
в стороне вопрос, почему мир воспринимается неперевёрнутым. Труды Кеплера
заложили основы физиологич. оптики и открыли путь для создания физиологич.
акустики и физиологии др. Ч. о. Основы совр. эксперимент, физиологии Ч,
о. были заложены в 19 в. классич. работами Г. Гельмгольца, Г. T.
Фехнера,
И.
M. Сеченова и др. 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 электрофизиологич.
метод, позволяющий регистрировать в различных отделах сенсорных систем
электрич. явления, возникающие под влиянием внеш. раздражителей. С кон.
30-х гг. начинается исследование физико-химич. и биохимич. основ зрит,
рецепции, а с кон. 60-х гг. - обонятельной и вкусовой. Однако несмотря
на успехи физиологии в 20 в., использующей достижения биофизики, биохимии,
цитологии, психологии и др. наук, мн. проблемы, связанные с деятельностью
Ч. о., остаются нерешёнными. Так, не изучены окончательно такие осн. процессы,
как трансформация в рецепторных клетках энергии внеш. раздражителя в рецепторный
сигнал, кодирование и декодирование в различных сенсорных системах информации,
заключённой в пространственно-временном коде нервных импульсов, а также
нейрофизиологич. механизмы распознавания образов внеш. мипа. 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 кон. 30-х - нач. 40-х гг. изучали
преим. 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 зрит,
рецепции, интимные механизмы обонятельной и вкусовой рецепции, а также
механо- и электрорецепции.
Изменения в окружающей среде воспринимаются
Ч. о. в виде световых, механич. (в т. ч. звуковых) или химич. раздражений.
"Сигнал" взаимодействует с клеточной мембраной рецептора или специализированной
рецепторной белковой молекулой, запуская цепь ионных, ферментативных и
электрич. процессов. В результате возникает единый для рецепторов всех
типов электрохимич. сигнал - нервный импульс, поступающий по проводящим
путям в головной мозг. Серии таких импульсов составляют своего рода код,
к-рый расшифровывается в соответствующих ядрах (зрительных, слуховых и
др.) коры головного мозга и преображается в них в тот или иной образ внеш.
мира. Нек-рые принципы и механизмы обработки информации сенсорными системами
в значит, мере установлены. Сенсорный анализ на всех уровнях - от рецепторов
до коры мозга - сравнение, обеспечивающее выделение признаков сигнала.
Ведущий нейрофизиологич. механизм такого сравнения - соотношение возбудительных
и тормозных процессов в нервных сетях или на входе отд. нейтронов. В частности,
речь идёт о механизме т. н. латерального торможения, когда физиологич.
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 нек-рые нейрофизиологич.
данные, вероятно, можно рассматривать как первые шаги в этом направлении.
Речь идёт об открытии специфич. нейронов - детекторов, способных избирательно
реагировать на совершенно определённые биологически важные признаки объектов,
напр, только на движущуюся тёмную точку или только на определённую высоту
звука. Сначала такие нейроны были обнаружены в зрительной, а затем и в
др. 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. T. о., в сенсорных
системах зрительное изображение, звуковой образ или композиция запахов
разлагаются с помощью сложных нейрофизиологич. 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 естеств.-науч. и филос. интерес, но
важно также для различных практич. областей - медицины, техники, психологии
и др. См. также статьи об отд. Ч. о.
Лит.: Физиология сенсорных систем,
ч. 1-3, Л., 1971-75 (Руководство по физиологии); Кейдель В. Д., Физиология
органов чувств, ч. 1 - Общая физиология органов чувств и зрительная система,
пер. с нем., M., 1975; С о м ь е н Д ж., Кодирование сенсорной информации
в нервной системе млекопитающих, пер. с англ., M., 1975. M. А. Островский.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я