Л.45.

1. Формы деятельности человека

2. Физиологические характеристики человека

3. Психофизическая деятельность

Формы деятельности человека, тяжесть и напряженность труда

История и наука свидетельствуют о том, что все в человеке, в его бытии является результатом его индивидуальной деятельности, с одной стороны, и деятельности предшествующих поколений, общества в целом - с другой. Человек поддерживает свое биологическое существование, используя физиологические силы, способы и функции как основные формы жизненной активности. В 1920-е гг. в СССР широкое распространение получает трудовая теория происхождения и сущности человека, согласно которой фундаментальным основанием всей его жизнедеятельности является именно труд, который начинается с изготовления орудий. Сущность человека заключается в деятельности, как творчестве. Спецификой человеческой деятельности является целенаправленно-адаптирующая активность человека, способ реализации его потребностей (как материальных, так и духовных).

Формы деятельности человека и их физиологиче­ские характеристики

Трудовая деятельность требует от человека высокой подвижно­сти нервных процессов, быстрых и точных движений, повышенной активности восприятия, внимания, памяти, мышления, эмоциональ­ной устойчивости. Наука о гигиене труда изучает воздействие трудового процесса и его условий на организм, разрабатывает лечебно-профилактические и гигиенические мероприятия, направленные на сохранение здоровья работников. Изучение человека в процессе труда осуществляют физиология и психология труда, а также другие науки, как-то: инже­нерная психология, эргономика, техническая эстетика и др.

Физиология труда - раздел гигиены труда, посвященный изу­чению изменения функционального состояния организма человека под влиянием производственной деятельности и разработке рекомен­даций по организации трудового процесса.

Многообразные формы трудовой деятельности принято условно подразделять на труд физический и умственный.

Механизированная форма труда требует социальных знаний и длительных навыков, в работу включаются мелкие мышцы рук, ног, которые обеспечивают скорость и точность движения, но однообразие простых действий, малый объем воспринимаемой информации приводят к монотонности труда.

Труд, связанный с автоматическим и полуавтоматическим производством, имеет следующие недостатки: монотонность, повышенный темп и ритм работы, отсутствие творческого начала, так как обработкой  предметов занимается механизм, а человек выполняет простые операции по обслуживанию станков.

Конвейнерный труд отличается  дроблением процесса на операции, заданным темпом и ритмом, строгой последовательностью операций. Его недостатком является монотонность, приводящая к преждевременной усталости и быстрому нервному истощению.

Умственный труд связан с восприятием и переработкой большого количества информации и подразделяется на:

1) операторский - подразумевает контроль за работой машин; отличается высокой ответственностью и нервно-эмоциональным напряжением;

2) управленческий - характеризуется большим ростом объема информации при нехватке времени для ее переработки, большой личной ответственностью за принятые решения, стрессовыми и конфликтными ситуациями;

3) творческий труд - требует большого объема памяти, напряжения, внимания; он приводит к повышению нервно-эмоционального напряжения, тахикардии. повышению кровяного давления, изменению ЭКГ и другим сдвигам со стороны вегетативных функций;

4) труд преподавателей и медицинских работников - это постоянный контакт с людьми, повышенная ответственность, частая нехватка времени и информации для принятия правильного решения, что приводит к высокому нервно-эмоциональному напряжению;

5) труд учащихся и студентов - подразумевает концентрацию памяти, внимания; присутствуют стрессовые ситуации ( на экзаменах, зачетах).

Энергетические затраты человека при различных формах деятельности.

Уровень энергозатрат человека при различных формах деятельности служит критерием тяжести и напряженности выполняемой работы, имеет большое значение для оптимизации условий труда и его рациональной организации.

Энергозатраты при физическом труде в зависимости от тяжести работы составляют 4000 - 6000 ккал в сутки, а при механизированной форме труда энергетические затраты составляют 3000 - 4000 ккал.

 Умственный труд объединяет работы, связанные с приемом и передачей информации, требующие активизации процессов мышления, внимания, памяти. Данный вид труда характеризуется значительным  снижением двигательной активности. Основным показателем умственного труда является напряженность, отражающая нагрузку на центральную нервную систему. Энергозатраты при умственном труде составляют 2500- 3000 ккал в сутки. Но затраты энергии меняются в зависимости от рабочей позы. Так, при рабочей позе сидя затраты энергии превышают на 5 - 10 % уровень основного обмена; стоя-  на 10-25%, при вынужденной неудобной позе - на 40-50%. При интенсивной интеллектуальной работе потребность мозга в энергии  составляет 15-20% общего обмена в организме. Повышение суммарных энергетических затрат при умственной работе определяется степенью нервно-эмоциональной напряженности. Суточный расход энергии при умственном труде повышается на 48% при чтении вслух сидя, на 90% - при чтении лекций, на 90-100% - у операторов ЭВМ. Кроме того, мозг склонен к инерции, так как после прекращения работы мыслительный процесс продолжается, что приводит к большому утомлению и истощению ЦНС, чем при физическом труде.

При нерв­ном напряжении возникает тахикардия, рост кровяного давления, из­менение ЭКГ, увеличение потребления кислорода. отсутствии очевидного алгоритма решения.

Мышечная работа влияет на сердечно-сосудистую систему, уве­личивая кровоток с 3-5 л/мин до 20-40 л/мин для обеспечения газообмена. При этом возрастает число сокращений сердца до 140-180 в мин. и кровяное давление до 180-200 мм рт.ст.

Увеличение интенсивности работы сопровождается ростом воздухообмена (с 5-8 л/мин до 100 л/мин), частотой дыхания (с 10-20 до 30-40 в мин) и долей использования кислорода (с 3-4% до 4-8%).

Под действием мышечной работы меняется морфологический состав крови, ее физико-химические свойства: растет число эритро­цитов, содержание гемоглобина, усиливается процесс регенерации эритроцитов, увеличивается число лейкоцитов. Эти изменения свиде­тельствуют об усилении функции кроветворных органов. Определен­ные изменения при физической работе происходят в эндокринных функциях (повышение содержание в крови адреналина и др.), что способствует мобилизации энергетических ресурсов организма.

Тяжесть и напряженность труда характеризуются степенью функционального напряжения организма. При физическом труде оно может быть энергетическим, зависящим от мощности работы. При умственном  труде оно может быть эмоциональным.

Мышечная работа включает статистическую и динамическую.

Статическая работа связана с фиксацией орудий и предметов труда в неподвижном состоянии, а также с принятием человеком рабочей позы. Работа, требующая нахождения работающего в статической позе 10-25% рабочего времени - работа средней тяжести.

Динамическая работа - процесс сокращения мышц, приводящий к перемещению груза, а также самого тела человека или его частей в пространстве. Энергия расходуется как на поддержание определенного напряжения в мышцах, так и на механический эффект.

Напряженность труда характеризуется эмоциональной нагрузкой на организм при труде, требующем преимущественно интенсивной работы мозга по получению и переработке информации. Напряженность труда зависит от длительности сосредоточенного наблюдения и числа одновременно наблюдаемых объектов. При длительности сосредоточенного наблюдения до 25% от продолжительности рабочей смены условия труда характеризуются как оптимальные, 26-50 – допустимые, 51-75 – напряженными 1-ой степени, более 75 – 2-ой степени.

Работа с видеодисплейными терминалами (ВДТ) до 2ч за смену считается оптимальной, до 3ч – допустимой. Работа за компьютером или наблюдение за процессом по ВДТ свыше Зч относится к напряженному труду. При этом от 3 до 4 – первой степени более 4ч – второй.

При оценке степени напряженности учитывают эргономические показатели: сменность труда, позу, число движений и т. д.

Оптимальные нормативы установлены для параметров микроклимата и факторов трудового процесса. Допустимые условия труда характеризуются такими уровнями факторов среды и трудового процесса, которые не превышают установленных гигиеническими нормативами для рабочих мест. Оптимальный и допустимый классы соответствуют безопасным условиям труда.

Вредные условия труда характеризуются уровнями вредных производственных факторов, превышающими гигиенические нормативы и оказывающими неблагоприятное  воздействие на организм работающего и (или) его потомства.

Экстремальные условия труда характеризуются такими уровнями производственных факторов, воздействие которых в течение рабочей смены ( или ее части) создает угрозу для жизни, высокий риск возникновения тяжелых форм острых профессиональных поражений.

Классификация тяжести и напряженности труда проводится на основании комплексной оценки факторов условий труда. Категорию тяжести и напряженности труда определяют расчетным путем. Для этого каждый фактор оценивают по шестибальной системе с помощью таблиц. Интегральная оценка тяжести и напряженности труда проводится по соотношению

, .

Работоспособность - величина функциональных возможностей организма человека, характеризующаяся количеством и качеством работы, выполняемой за определенное время. Во время трудовой деятельности работоспособность изменяется во времени. При этом различают три основные фазы сменяющих друг друга состояний человека в процессе  трудовой деятельности: фаза нарастающей способности (фаза врабатывания, 1,5-2,5часа); фаза высокой устойчивой работоспособности (2-2,5 часа); фаза снижения работоспособности.  После обеденного перерыва фазы изменения работоспособности повторяются.

Важными элементами повышения эффективности труда являются: 1) совершенствование умений и навыков в результате трудового обучения, 2) правильное расположение и компоновка рабочего места, обеспечение удобной позы и свободы трудовых движений, использование оборудования, отвечающего требованиям эргономики и инженерной психологии.

При организации производственного процесса следует учитывать антропометрические и психофизические особенности человека, его возможности в отношении величины усилий, темпа и ритма выполняемых операций, а также анатомо-физиологические различия между мужчинами и женщинами.

Периодическое чередование работы и отдыха способствует высокой устойчивости работоспособности. На производстве различают две формы чередования труда и отдыха: введение обеденного перерыва в середине рабочего дня и ведение кратковременных регламентированных перерывов. Элементами рационального режима труда и отдыха являются производственная гимнастика и комплекс мер по психофизиологической разгрузке.

Производственная музыка способствует снижению утомляемости, улучшению настроения и здоровья работающих, повышает работоспособность и производительность труда. Для снятия нервно-психологического напряжения, борьбы с утомлением, восстановления работоспособности в последнее время успешно используют кабинеты релаксации или комнаты психологической нагрузки. Они представляют собой специально оборудованные помещения, в которых в отведенное для этого время в течение смены проводят сеансы для снятия усталости и нервно-психического напряжения.

Эффект психоэмоциональной разгрузки достигается путем эстетического оформления интерьера, использования удобной мебели, трансляции специально подобранных музыкальных произведений, насыщения воздуха отрицательными ионами, воспроизведения звуков леса, морского прибоя и др. Одним из элементов психологической разгрузки является аутогенная тренировка, Этот метод позволяет нормализовать психическую деятельность, эмоциональную сферу и вегетативные функции.

Теплообмен человека с окружающей средой. Для того чтобы физиологические процессы в организме протекали нормально, выделяемая организмом теплота должна полностью отводиться в окружающую среду. Одним из показателей теплового состояния организма является средняя температура тела (внутренних органов). Наивысшая температура внутренних органов составляет +43 °С, минимальная +25 °С. Температурный режим кожи играет основную роль в теплоотдаче. Ее температура меняется в довольно значительных пределах и при нормальных условиях средняя температура кожи под одеждой составляет 30...34 °С. При неблагоприятных метеорологических условиях на отдельных участках тела она может понижаться до 20 °С, а иногда и ниже. Нормальное тепловое самочувствие имеет место, когда тепловыделение Q_тп человека полностью воспринимается окружающей средой Q_тo, т.е. когда имеет место тепловой баланс Q_тп = Q_тo . Теплоизоляция человека, производящего работу средней тяжести, вызовет повышение температуры на 5 °С и вплотную приблизится к максимально допустимой. В случае, когда окружающая среда воспринимает больше теплоты, чем ее воспроизводит человек (Q_ТП < Q_ТO), то происходит охлаждение организма. Теплообмен между человеком и окружающей средой осуществляется конвекцией Q_к в результате омывания тела воздухом, теплопроводностью Q_т , излучением на окружающие поверхности Q_л и в процессе тепломассообмена (Q_тм=Q_п+Q_д) при испарении влаги, выводимой на поверхность кожи потовыми железами Q_п и при дыхании Q_д:

 Q_тп = Q_к + Q_т + Q_л + Q_тм.

 Удерживаемый на внешней поверхности тела пограничный слой воздуха (до 4...8 мм при скорости движения воздуха w = 0) препятствует отдаче теплоты конвекцией. При увеличении атмосферного давления (В) и в подвижном воздухе толщина пограничного слоя уменьшается и при скорости движения воздуха 2 м/с составляет около 1 мм. Заметное влияние оказывает и относительная влажность воздуха φ, так как коэффициент теплопроводности воздуха является функцией атмосферного давления и влагосодержания воздуха. Теплопроводность тканей человека мала, поэтому основную роль в процессе транспортирования теплоты играет конвективная передача с потоком крови. Лучистый поток при теплообмене излучением тем больше, чем ниже температура окружающих человека поверхностей. Он может быть определен с помощью обобщенного закона Стефана – Больцмана.

Данные о потовыделении в зависимости от температуры воздуха и физической нагрузки человека приведены в табл. 3.1 При температуре воздуха 30 °С у человека, не занятого физическим трудом, влаговыделение составляет 2 г/мин, а при выполнении тяжелой работы увеличивается до 9,5 г/мин. Количество теплоты, отдаваемой в окружающий воздух с поверхности тела при испарении пота, зависит не только от температуры воздуха и интенсивности работы, выполняемой человеком, но и от скорости окружающего воздуха и его относительной влажности.

 Таблица 3.1. Количество влаги, выделяемое с поверхности кожи и из легких человека, г/мин 

Характеристика выполняемой работы (по Н.К. Витте)	Температура воздуха, °С
	16	18	28	35	45
Покой, J = 100 Вт	0,6	0,74	1,69	3,25	6,2
Легкая, J =200 Вт	1,8	2,4	3,0	5,2	8,8
Средней тяжести, J 350 Вт	2,6	3,0	5,0	7,0	11,3
Тяжелая, J = 490 Вт	4,9	6,7	8,9	11,4	18,6
Очень тяжелая, J = 695 Вт	6,4	10,4	11,0	16,0	21,0

 В процессе дыхания воздух окружающей среды, попадая в легочный аппарат человека, нагревается и одновременно насыщается водяными парами. В технических расчетах можно принимать (с запасом) что выдыхаемый воздух имеет температуру 37 °С и полностью насыщен.

«Легочная вентиляция» определяется как произведение объема воздуха, вдыхаемого за один вдох, на частоту дыхания в секунду. В состоянии покоя с каждым вдохом в легкие поступает около 0,5 л воздуха. При выполнении тяжелой работы объем вдоха-выдоха может возрастать до 1,5...1,8 л. Среднее значение легочной вентиляции в состоянии покоя примерно 0,4...0,5 л/с, а при физической нагрузке в зависимости от ее напряжения может достигать 4 Понижение температуры и повышение скорости воздуха способствуют усилению конвективного теплообмена и процесса теплоотдачи при испарении пота, что может привести к переохлаждению организма. При температуре воздуха более 30 °С работоспособность человека начинает падать. Предельная температура вдыхаемого воздуха, при которой человек в состоянии дышать в течение нескольких минут без специальных средств защиты, около 116 °С. Чем больше относительная влажность, тем меньше испаряется пота в единицу времени и тем быстрее наступает перегрев тела. Особенно неблагоприятное воздействие на тепловое самочувствие человека оказывает высокая влажность при t_ос > 30 °С, так как при этом почти все выделяемая теплота отдается в окружающую среду при испарении пота. При повышении влажности пот не испаряется, а стекает каплями с поверхности кожного покрова. Возникает так называемое проливное течение пота, изнуряющее организм и не обеспечивающее необходимую теплоотдачу.

Недостаточная влажность воздуха также может оказаться неблагоприятной для человека вследствие интенсивного испарения влаги со слизистых оболочек, их пересыхания и растрескивания, а затем и загрязнения болезнетворными микроорганизмами. Поэтому при длительном пребывании людей в закрытых помещениях рекомендуется ограничиваться относительной влажностью в пределах 30...70 %.

Вопреки установившемуся мнению величина потовыделения мало зависит от недостатка воды в организме или от ее чрезмерного потребления. Считается допустимым для человека снижение его массы на 2...3 % путем испарения влаги – обезвоживание организма. Обезвоживание на 6 % влечет за собой нарушение умственной деятельности, снижение остроты зрения; испарение влаги на 15...20 % приводит к смертельному исходу.

Вместе с потом организм теряет значительное количество минеральных солей (до 1 %, в том числе 0,4...0,6 NaCI). При неблагоприятных условиях потеря жидкости может достигать 8–10 л за смену и в ней до 60 г поваренной соли (всего в организме около 140 г NaCI). Потеря соли лишает кровь способности удерживать воду и приводит к нарушению деятельности сердечно-сосудистой системы. При высокой температуре воздуха легко расходуются углеводы, жиры, разрушаются белки.

Для восстановления водного баланса работающих в горячих цехах устанавливают пункты подпитки подсоленной (около 0,5 % NaCI) газированной питьевой водой из расчета 4...5 л на человека в смену. На ряде заводов для этих целей применяют белково-витаминный напиток. В жарких климатических условиях рекомендуется пить охлажденную питьевую воду или чай. При гипертермии и как следствие тепловом ударе наблюдаются головная боль, головокружение, общая слабость, искажение цветового восприятия, сухость во рту, тошнота, рвота, обильное потовыделение. Пульс и дыхание учащены, в крови увеличивается содержание азота и молочной кислоты. При этом наблюдается бледность, синюшность, зрачки расширены, временами возникают судороги, потеря сознания.

В начальный период воздействия умеренного холода наблюдается уменьшение частоты дыхания, увеличение объема вдоха. При продолжительном действии холода дыхание становится неритмичным, частота и объем вдоха увеличивается, изменяется углеводный обмен. Результатом дей­ствия низких температур являются холодовые травмы.

Институт гигиены труда и профзаболеваний АМН СССР (1980 г.) установил, что производительность труда работников машинострои­тельного предприятия при температуре 29,4 °С снижается на 13 %, а при температуре 33,6°С на 35 % по сравнению с производительностью при 26°С.

В горячих цехах промышленных предприятий большинство техно­логических процессов протекает при температурах, значительно пре­вышающих температуру воздуха окружающей среды. Нагретые поверхности излучают в пространство потоки лучистой энергии, кото­рые могут привести к отрицательным последствиям. При температуре до 500°С с нагретой поверхности излучаются тепловые (инфракрасные) лучи с длиной волны 740...0,76 мкм, а при более высокой температуре наряду с возрастанием инфракрасного излучения появляются видимые световые и ультрафиолетовые лучи.

Атмосферное давление оказывает существенное влияние на про­цесс дыхания и самочувствие человека. Основным органом дыхания человека, посредством которого осуществляется газообмен с окружающей средой (главным образом О2. и СO2), является трахибронхиальное дерево и большое число легочных пузырей (альвеол), стенки которых пронизаны густой сетью капилляр­ных сосудов. Общая поверхность альвеол взрослого человека составляет 90...150 м2. Через стенки альвеол кислород поступает в кровь для питания тканей организма.

На высоте 2...3 км (P_О2 ≈ 70 мм рт. ст.) насыщение крови кислородом снижается до такой степени, что вызывает усиление деятельности сердца и легких. Но даже длительное пребывание человека в этой зоне не сказывается существенно на его здоровье, и она называется зоной достаточной компенсации. С высоты 4 км (P_О2 ≈60 мм рт. ст.) диффузия кислорода из легких в кровь снижается до такой степени, что, несмотря на большое содержание кислорода (Vo2 ≈21 %), может наступить кислородное голодание – гипоксия. Основные признаки гипоксии – головная боль, головокружение, замедленная реакция, нарушение нормальной работы органов слуха и зрения, нарушение обмена веществ.

Как показали исследования, удовлетворительное самочувствие человека при дыхании воздухом сохраняется до высоты около 4 км, чистым кислородом (VO₂ = 100 %) до высоты около 12 км. При длительных полетах на летательных аппаратах на высоте более 4 км применяют либо кислородные маски, либо скафандры, либо герметизацию кабин. При нарушении герметизации давление в кабине резко снижается. Часто этот процесс протекает так быстро, что имеет характер своеобразного взрыва и называется взрывной декомпрессией. Эффект воздействия взрывной декомпрессии на организм зависит от начального значения и скорости понижения давления, от сопротивления дыхательных путей человека, общего состояния организма.

Высотный метеоризм –это расширение газов, имеющихся в свободных полостях тела. Так, на высоте 12 км объем желудка и кишечного тракта увеличивается в 5 раз. Высотные эмфиземы, или высотные боли – это переход газа из растворенного состояния в газообразное.

В ряде случаев, например при производстве работ под водой, в водонасыщенных грунтах работающие находятся в условиях повышенного атмосферного давления. При работе в условиях избыточного давления снижаются показатели вентиляции легких за счет некоторого урежения частоты дыхания и пульса. Длительное пребывание при избыточном давлении приводит к токсическому действию некоторых газов, входящих в состав вдыхаемого воздуха. Оно проявляется в нарушении координации движений, возбуждении или угнетении, галлюцинациях, ослаблении памяти, расстройстве зрения и слуха.

Наиболее опасен период декомпрессии, во время которого и вскоре после выхода в условиях нормального атмосферного давления может развиться декомпрессионная (кессонная) болезнь. Сущность ее состоит в том, что в период компрессии и пребывания при повышенном атмосферном давлении организм через кровь насыщается азотом. Полное насыщение организма азотом наступает через 4 ч пребывания в условиях повышенного давления.

В процессе декомпрессии вследствие падения парциального давления в альвеолярном воздухе происходит десатурация азота из тканей. Выделение азота осуществляется через кровь и затем легкие. Продолжительность десатурации зависит в основном от степени насыщения тканей азотом (легочные альвеолы диффундируют 150 мл азота в минуту). Если декомпрессия производится форсированно, в крови и других жидких средах образуются пузырьки азота, которые вызывают газовую эмболию и как ее проявление–декомпрессионную болезнь.

Физиологические характеристики человека

Закон Вебера — Фехнера — эмпирический психофизиологический закон, заключающийся в том, что интенсивность ощущения пропорциональна логарифму интенсивности сигнала раздражителя.

В ряде экспериментов, начиная с 1834 года, Э. Вебер показал, что новый раздражитель, чтобы отличаться по ощущениям от предыдущего, должен отличаться от исходного на величину, пропорциональную исходному раздражителю. Так, чтобы два предмета воспринимались как различные по весу, их вес должен различаться на 1/30, для различения яркости двух источников света необходимо, чтобы их яркость отличалась на 1/100 и т. д.

На основе этих наблюдений Г. Фехнер в 1860 году сформулировал «основной психофизический закон», по которому сила ощущения p пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя S:

.

«Мощность звука- энергия, передаваемая звуковой волной через рассматриваемую поверхность в единицу времени.

Среднее по времени значение мощности звука, отнесённое к единице площади, называется интенсивностью звука.»

Уровень мощности (громкости) звука по шкале децибел равен:

Анализаторы

Это сложные анатомо-физиологические системы, обеспечивающие восприятие и анализ всех раздражителей, действующих на животных и человека.

         Биологическая роль А. заключается в обеспечении целесообразной реакции организма на изменение условий, что способствует наиболее совершенному приспособлению его к окружающему миру и сохранению относительного постоянства внутренней среды организма.          Каждый А. состоит из периферического воспринимающего прибора, проводниковой части А., передающей информацию, и высшего центра А. — группы нейронов в коре головного мозга. К воспринимающим приборам А. относятся все органы чувств (зрения, слуха, вкуса и др.) и специальные рецепторные образования в органах, тканях, суставах, сосудах и мышцах. Для рецепторных приборов, благодаря особенностям их строения, характерна приспособленность к восприятию определённых видов раздражения и высокая чувствительность к ним. Проводниковая часть А. состоит из периферического нерва и нервных клеток. Эти клетки расположены в центральной нервной системе (за исключением первых двух нейронов зрительного, обонятельного и слухового А., расположенных на периферии, в соответствующих органах чувств). Анализ действующих на организм раздражителей начинается на периферии: каждый рецептор реагирует на определённый вид энергии, анализ продолжается во вставочных нейронах; так, на уровне нейронов зрительного А., расположенных в промежуточном мозге возможно различение местоположения предмета, его цвета. Но только в высших центрах А. — в коре больших полушарий головного мозга — осуществляется тонкий, дифференцированный анализ сложных, меняющихся раздражителей внешней среды. А. играют важную роль в регуляции и саморегуляции деятельности органов, физиологических систем и целостного организма.

Зрительный анализатор Светопреломляющий аппарат образован роговицей и линзой – хрусталиком. Дно глазного бокала выстилает сетчатка, пространство между ней и хрусталиком заполнено стекловидным телом – прозрачным, оптически однородным гелем. Снаружи глаз обтянут непрозрачной, волокнистой тканью – склерой, которая на переднем полюсе глаза переходит в прозрачную роговицу. Роговица – первая линза, через которую проходит световой луч. У неё неподвижный фокус, и она никогда не меняет, ни позиции, ни формы. Под роговицей находится радужная оболочка, или “ирис”. На греческом языке это слово означает “радуга”. Чаще всего радужки бывают голубыми, зелеными или карими, в чем легко убедиться, посмотрев, друг другу в глаза. Радужка определяет цвет глаза, играет роль диафрагмы. Отверстие в радужке образует зрачок. Радужка контролирует количество света попадающего в глаз через зрачок. При очень ярком свете она сужается, и зрачок уменьшается до размеров крохотной точки, пропуская в глаз лишь малую толику света. При тусклом освещении она расслабляется, и зрачок расширяется, открывая доступ свету.

Световые волны, достигая сетчатки глаза, вызывают физико-химическую реакцию в ее палочках и колбочках: в результате возникает нервный импульс.

По зрительным нервам импульс направляется к передним буграм четверохолмия и в зрительный бугор. Следует отметить, что зрительные нервы, до того как им вступить в четверохолмие и зрительный бугор совершают неполный перекрест, в результате чего часть волокон в каждом зрительном нерве идет от сетчатки другого глаза.

От зрительного бугра нервные волокна направляются через внутреннюю капсулу к корковым клеткам затылочной доли. Там, в области шпорной борозды, расположен центральный конец зрительного анализатора.

При развитии болезненного процесса на том или ином отрезке зрительного пути у больного наступит полная или частичная утрата зрения.

Спектральная чувствительность глаза

Приведенный график показывает относительную спектральную чувствительность глаза к излучениям различных длин волн (так называемая кривая видности). Кривая видности красного цвета соответствует чувствительности глаза при дневном свете, а синяя - при сумеречном свете. Максимальная чувствительность глаза при дневном свете достигается на длине волны 555 нм, а при сумеречном свете - на длине волны 510 нм. Максимальная чувствительность глаза в обоих случаях принимается за единицу. Отличие между этими двумя кривыми видности объясняется тем, что дневной и сумеречный свет  воспринимаются различными рецепторами глаза (палочками при сумеречном свете и колбочками при дневном свете). При этом палочки обеспечивают чёрно-белое зрение и обладают очень высокой чувствительностью. Колбочки же позволяют человеку различать цвета, но их чувствительность гораздо ниже. В темноте работают только палочки - именно поэтому ночью воспринимаемое изображение серое.

Как мы можем видеть из кривой видности, глаз способен воспринимать свет на длинах волн примерно от 400 нм до 760 нм. В условиях адаптации к темноте глаз может также немного видеть инфракрасный свет с длиной волны до 950 нм и ультрафиолетовый свет с длиной волны не меньше 300 нм. Границы частотного диапазона видимого света, а также сама форма кривой видности человеческого глаза были сформированы в процессе длительной эволюции, приспособившись к условиям освещения земных предметов солнечным светом, а также к условиям сумеречного и ночного освещения. Действительно, было бы биологически нецелесообразно, если бы глаз обладал способностью принимать излучение с длинами волн короче 290 нм, так как из-за наличия озонового слоя в атмосфере земли, поглощающего ультрафиолетовые лучи, спектр солнечного излучения вблизи поверхности Земли практически обрывается на длине волны 290 нм. С другой стороны, из-за теплового излучения самого глаза, его высокая чувствительность к инфракрасному излучению сделала бы невозможной работу глаза в условиях солнечного освещения.

2. Слуховой анализатор - система, состоящая из 3 отделов: наружного, среднего и внутреннего уха. Каждый из отделов имеет ряд составных элементов. Наружное ухо - ушная раковина и наружный слуховой проход. Среднее ухо - пещера с сосцевидным отростком, барабанная полость, содержащая слуховые косточки (наковальню, молоточек, стремечко), слуховая (евстахиева) труба и барабанная перепонка. Внутреннее ухо состоит из улитки (звуковоспринимающая часть) и полукружных каналов (периферический отдел вестибулярного анализатора).

Слуховой анализатор — совокупность соматических, рецепторных и нервных структур, деятельность которых обеспечивает восприятие человеком и животными звуковых колебаний. С. а. состоит из наружного, среднего и внутреннего уха, слухового нерва, подкорковых релейных центров и корковых отделов.

Ухо является усилителем и преобразователем звуковых колебаний. Через барабанную перепонку, представляющую собой эластичную мембрану, и систему передаточных косточек — молоточек, наковальню и стремечко — звуковая волна доходит до внутреннего уха, вызывает колебательные движения в заполняющей его жидкости.

Внутреннее ухо, или улитка, представляет собой спиралеобразный ход, состоящий из двух с половиной витков. Заполняющая улитку жидкость — пери- и эндолимфа — практически несжимаема; поэтому при смещении стремечка вправо мембрана круглого окна прогибается влево, а возникающие колебания эндолимфы передаются волокнам расположенной вдоль улитки базилярной, или основной, мембраны и возбуждают специализированные механорецепторы — волосковые клетки.

Волосковые клетки улитки являются основными аппаратами слуховой рецепции. Реагируя на колебания эндолимфы, они превращают улавливаемые звуковые колебания в нервные импульсы, передающие акустическую информацию по волокнам слухового нерва.

Возбуждение, возникающее в волокнах слухового нерва, направляется к центральным отделам нервной системы. Первым центром обработки акустической информации являются расположенные на уровне варолиева моста ядра слухового нерва, после чего она поступает к т.н. верхним оливам. Здесь происходит объединение сигналов, поступающих от левой и правой улитки. Затем афферентные пути слухового нерва направляются к нижним буграм четверохолмия, которые представляют собой элементарный рефлекторный центр слуховой системы. Именно здесь осуществляется передача слуховых импульсов на двигательные пути, в результате чего возникают такие, напр., реакции, как двигательное настораживание или сокращение зрачка в ответ на внезапно возникающий звук.

Далее мощный пучок нервных волокон идет к внутренним коленчатым телам, от которых начинается последняя часть слухового нерва. Его волокна направляются к поперечной извилине височной области коры, или извилине Гешля, представляющей собой корковый конец С. а.

По своему строению извилина Гешля (поля 41-е и 42-е, по Бродману) очень близка к проекционной зрительной коре. Основное место в ней занимает 4-й афферентный слой, в котором и заканчиваются волокна слухового нерва. Как в зрительной проекционной области, так и в извилине Гешля были обнаружены признаки соматотопического строения. При этом волокна, передающие информацию о высоких тонах, заканчиваются в медиальных, а волокна, несущие информацию о низких тонах, — в латеральных участках этой извилины. Существенным отличием корковых отделов слухового анализатора от зрительного является то, что здесь нет изолированного представительства каждого уха или его части в противоположном полушарии коры головного мозга. Моноуральные волокна направляются к обоим полушариям, и поэтому повреждение одной (напр., правой) извилины Гешля приводит лишь к незначительному снижению слуха, в несколько большей степени проявляющемуся в противоположном (левом) ухе.

Над первичными отделами слуховой коры, расположенными в извилине Гешля, надстроены вторичные отделы слуховой коры. Они находятся на наружной поверхности височной области, в пределах верхней височной извилины (поле 22-е, по Бродману). В их составе преобладают клетки верхних, ассоциативных слоев коры.

В отличие от первичной слуховой коры ее вторичные отделы не имеют соматотопического строения и представляют собой сложный интегрирующий аппарат, который обеспечивает сложные формы анализа и синтеза звуковой информации, делая возможным восприятие сложномузыкальных и речевых звуков, поэтому поражение вторичных отделов слуховой коры не приводит к снижению остроты слуха и выпадению восприятия простых звуков, вызывает нарушение различения мелодий в одних случаях или сложно построенных звуков речи в других.

Кожный анализатор

        совокупность анатомо-физиологических механизмов, обеспечивающих восприятие, анализ и синтез механических, термических, химических и др. раздражений, падающих из внешней среды на кожу и некоторые слизистые оболочки (полости рта и носа, половых органов и др.). Как и др. Анализаторы, К. а. состоит из рецепторов, проводящих путей, передающих информацию в центральную нервную систему (ЦНС), и высших нервных центров в коре головного мозга. К. а. включает разные виды кожной чувствительности: тактильную (прикосновение и давление), температурную (тепло и холод) и болевую (ноцицептивную). Рецепторов прикосновения и давления (механорецепторов), осуществляющих функцию осязания, в коже человека свыше 600 тыс. Ощущение тепла и холода возникает при раздражении терморецепторов, которых около 300 тыс., в том числе около 30 тыс. тепловых рецепторов.

Кожные покровы человека весьма обильно снабжены чувствительными окончаниями многообразной структуры и предназначены для восприятия различных внешних воздействий (тепло, холод, давление, прикосновение).

Проследим ход нервного импульса от кожи, на которую нанесено болевое раздражение. Указанный импульс от чувствительных окончаний кожи по нервному волокну направляется в межпозвоночный спинальный ганглий. От клеток этого узла по волокнам заднего корешка импульс достигает клеток заднего рога спинного мозга. Аксоны клеток заднего рога через переднюю серую спайку направляются на противоположную сторону, там вступают в боковой столб спинного мозга и в составе спино-таламического тракта достигают клеток зрительного бугра.

Из зрительного бугра волокна поднимаются через внутреннюю капсулу в заднюю центральную извилину коры головного мозга, корковые клетки которой и составляют центральный (корковый) конец данного анализатора. Здесь, в коре, происходят анализ и синтез поступающих импульсов с периферии.

Только при условии целостности всего описанного выше пути может быть нормальным ощущение боли, температуры и др. Если этот путь будет поврежден в каком-либо месте, то наступит расстройство того или иного вида чувствительности.

Прилагая слабое электрическое раздражение к различным соседним точкам кожи, можно вызвать раздельные ощущения прикосновения, тепла, хо­лода и боли (ощущение легкого укола). Тот же эффект дает раздра­жение кожи тонкой иглой или щетинкой. На основании этих наблю­дений выделяют тактильные, тепловые, холодовые и болевые рецеп­торы кожи и соответственно четыре вида кожной чувствительности. Их раздельное существование подтверждается отсутствием опре­деленных видов чувствительности в отдельных участках кожи и слизистых оболочек, а также частичной потерей чувствительности при воздействии на кожу некоторыми химическими веществами. Так, новокаин вызывает потерю чувствительности к холоду, а затем к боли и некоторое ее снижение к теплу, тогда как тактильная чув­ствительность не изменяется.

Каждый вид кожной чувствительности связан с определенными структурными особенностями рецепторных аппаратов (рис. 1). Тактильные рецепторы, воспринимающие прикосновение и давле­ние, имеют различное строение. Одни из них, оплетающие

Рис. 1. Полусхематическое изображение некоторых рецепторных аппара­тов кожи:

1 — свободные нервные окончания в эпидермисе; 2 — осязательные тельца Меркеля (главным образом в эпидермисе): 3 — осязательное тельце Мейсснера; 4 — нервное спле­тение вокруг волосяной луковицы; 5 — чувствительное к холоду тельце (или колба) Краузе; 6 — фатерпачиниево тельце, чувствительное к давлению.

волосяную луковицу, обладают большой чувствительностью к малейшим колебаниям волоса. Другие обычно расположенные под самым эпидермисом в сосочках кожи, встречаются там, где отсутствуют волосы, а также в слизистой оболочке кончика языка. Особые ре­цепторы, которые находятся главным образом в подкожной клет­чатке. возбуждаются не при легком прикосновении к коже, а при надавливании, -на. нее.

Опытами с введе­нием в кожу термоэлектрической иглы на различную глубину установлено, что холодовые рецепторы находятся ближе к по­верхности, а тепловые в более глубоких слоях кожи.

Свободные нервные окончания в эпидермисе и в собственно ко­же, по-видимому, осуществляют болевую рецепцию. Однако до­статочно сильное раздражение других рецепторов также может вызвать болевое ощущение.

Тщательное исследование кожи путем точечного раздражения отдельных ее пунктов выявило неодинаковое распределение раз­личных видов чувствительности. В среднем, не считая волосистой части головы, приходится: болевых точек около 50 на 1 кв. см, а на всей поверхности кожи около миллиона; тактильных примерно вдвое меньше; холодовых в 4 раза меньше (12 на 1 кв. см); тепловых 1—2 на 1 кв. см или всего около 25 000. В коже различных областей тела количество и соотношение точек разных видов чувствительно­сти сильно варьирует. На 1 кв. см кожи головы или ладонной стороны ногтевых фаланг кисти приходится более 100 тактильных точек, а на таком же участке кожи голени всего лишь 9—10. В то же время кожа лица содержит тепловых точек в 2—3 раза больше, а холодовых несколько меньше, чем кожа ногтевых фаланг.