Строение и функции органов чувств

В организме человека различают пять видов органов чувств: глаза (орган зрения), уши (орган слуха), язык (орган вкуса), нос (орган обоняния) и кожа (орган осязания).

Органы чувств — это анатомические образования, которые воспринимают внешние воздействия (свет, запах, звук, вкус и т. п.) и преобразуют их в нервные импульсы, которые передаются затем в головной мозг, где располагаются корковые отделы анализаторов ощущений.

Каждый анализатор состоит из трёх отделов: периферического, проводникового и центрального. Периферический отдел представлен рецепторами, которые преобразуют поступающие сигналы в нервный импульс. Проводниковый отдел представлен нервными путями, которые передают нервный импульс. А центральные — участком коры больших полушарий. Он анализирует полученную информацию.

Таким образом, органы чувств являются периферическими отделами анализаторов.

В результате функционирования анализатора у человека возникают ощущения. Полнота картины окружающего мира достигается за счёт совместной работы анализаторов.

Основным источником информации об окружающем мире у человека является зрительный анализатор. Считается, что около 90 % информации мы получаем через орган зрения.

Как и все анализаторы, зрительный состоит из трёх основных отделов: периферического, проводникового и центрального.

Вспомним строение органа зрения. Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата.

Глазное яблоко находится в углублении лицевой части черепа — глазнице.

Выступами черепных костей — лобной с надбровным валиком, скуловой и носовой ―, глазное яблоко защищено от внешних воздействий.

Глазное яблоко соединено с костными стенками глазницы шестью глазодвигательными мышцами, которые являются самыми быстрыми в нашем организме. Они позволяют осуществлять движения вверх, вниз и в стороны. Благодаря совместному действию указанных мышц движения обоих глазных яблок — синхронные.

От механических повреждений глазное яблоко защищено нижним и верхним веками, которые представляют собой кожные складки, с расположенными на них ресницами (около 80 на каждом). Человек регулярно моргает, примерно один раз за 5 секунд.

В углу глазницы расположена слёзная железа, выделяющая слёзную жидкость — слезу, которая облегчает движения век, смачивает поверхность глазного яблока и смывает с него пылевые частицы.

Избыток слезы собирается во внутреннем углу глаза в слёзное озеро и попадает в слёзные канальцы, а затем по слёзно-носовому протоку — в полость носа.

Глазное яблоко человека имеет шаровидную форму, а его объём в среднем 7,5 см³. Глазное яблоко покрыто тремя оболочками: наружной (фиброзной), средней (сосудистой) и внутренней (сетчаткой).

Наружная (фиброзная) оболочка подразделяется на прозрачную выпуклую роговицу, лишённую кровеносных сосудов, и задний отдел — непрозрачную склеру.

Средняя оболочка расположена под склерой. Она богата кровеносными сосудами, поэтому называется сосудистой. Сосудистая оболочка состоит из трёх частей: собственно сосудистой оболочки, ресничного тела и радужки. Собственно сосудистая оболочка питает глаз.

Ресничное тело предназначено для аккомодации глаза.

Радужка представляет собой круглый диск с отверстием по центру (зрачок). Зрачок имеет диаметр от 2 до 8 миллиметров. Изменение диаметра происходит рефлекторно путём сокращения специальных мышц. Таким образом, функция радужки — регулировка количества света, поступающего в глаз.

Различное содержание и качество пигмента в ней обуславливает цвет глаз. Радужная оболочка является уникальной для каждого человека.

Между роговицей и радужкой расположена передняя камера глаза, заполненная водянистой влагой.

Позади радужки находится хрусталик ― прозрачная и эластичная двояковыпуклая линза диаметром 10 мм. Хрусталик при помощи связок прикреплён к ресничной мышце и за счёт неё способен изменять свою кривизну.

Между радужкой и хрусталиком расположена задняя камера глазного яблока.

Полость глазного яблока за хрусталиком заполнена студенистой прозрачной массой — стекловидным телом.

Оно придаёт упругость, сохраняет форму глазного яблока, а также обеспечивает контакт склеры и сосудистой оболочки с сетчаткой.

Сетчатка на всём своём протяжении прилежит к сосудистой оболочке. И именно в сетчатке располагается начальное звено зрительного анализатора — светочувствительные рецепторы.

Светочувствительные рецепторы сетчатки человека бывают двух типов, исходя из формы: так называемые колбочки (их около 6 миллионов) и палочки, которых значительно больше (их насчитывается около 130 миллионов).

Колбочки же бывают трёх типов и способны различать цвета при дневном свете. Каждый из трёх типов колбочек обладает чувствительностью к определённому спектру излучения. То есть к трём основным цветам: синему, зелёному и красному. Перемешав которые можно получить все остальные цвета.

Палочки и колбочки содержат зрительные пигменты. Палочки — родопсин. Колбочки — иодопсин. Родопсин реагирует на слабое освещение при сумеречном свете и не способен различать длину волны светового луча, то есть цвет.

Также в сетчатке выделяют пигментный слой, который обеспечивает контрастность изображения, место наилучшего видения — жёлтое пятно, расположенное прямо напротив хрусталика (место наибольшего скопления колбочек), и так называемое слепое пятно — место сетчатки, от которого отходит проводниковая часть зрительного анализатора — зрительный нерв. Слепое пятно не имеет светочувствительных клеток.

Рецепторы зрительного анализатора человека расположены позади целого ряда структур, так как эти структуры необходимы для наилучшей фокусировки световых лучей именно на сетчатке. Благодаря этому здоровый человек видит одинаково чётко близко и далеко расположенные объекты.

Ещё один орган чувств — это орган слуха человека — ухо.

Ухо состоит из трёх отделов: наружного, среднего и внутреннего.

Наружный — это ушная раковина и наружный слуховой проход.

Ушная раковина состоит из хряща. Её функция — это улавливание и направление звуков в слуховой проход.

Слуховой проход снабжён железами, выделяющими ушную серу, которая убивает микробов, а вместе с ней выводится наружу пыль и грязь.

Звуковые волны, поступившие в слуховой проход, достигают барабанной перепонки, которая отделяет наружное ухо от среднего и передаёт туда колебания.

Таким образом, уже в наружном отделе уха звуковые волны исчезают, а энергия звука превращается в энергию механических колебаний барабанной перепонки.

Среднее ухо включает в себя барабанную полость, занимающую около 1 см,³   и слуховую трубу.

В барабанной полости расположены три слуховые косточки: молоточек, наковальня и самая маленькая косточка нашего организма — стремечко. Молоточек прикреплён к барабанной перепонке, а стремечко примыкает к овальному окну преддверия улитки, которым начинается внутреннее ухо. Стремечко участвует в усилении механического колебания звука.

Слуховая, или евстахиева, труба соединяет полость среднего уха с носовой частью глотки. Она способствует выравниванию давления воздуха в барабанной полости по отношению к наружному отделу. Тем самым обеспечивается нормальное функционирование барабанной перепонки и сохранение её целостности.

Внутреннее ухо находится внутри височной кости черепа. Оно представлено костным лабиринтом и состоит из трёх частей: преддверия, улитки и полукружных каналов органа равновесия.

В улитковом канале находится спиральный Кортиев орган ― воспринимающий участок органа слуха, который расположен на основной мембране и содержит волосковые клетки — рецепторы органа слуха.

Волосковые клетки Кортиева органа осуществляют преобразование звукового раздражения в физиологический акт слухового восприятия путём передачи нервного импульса слуховым нервным волокнам, расположенным в канале внутреннего уха, и далее в слуховую зону коры больших полушарий, где и анализируются звуковые сигналы.

Звук представляет собой волны различной частоты и длины. Орган слуха человека различает звуковые волны в диапазоне от 16 до 20000 Герц.

Слух у человека бинауральный. То есть человек слышит двумя ушами и благодаря этому способен определять направление звука.

В полости внутреннего уха расположен вестибулярный аппарат ― орган равновесия. Он воспринимает изменения положения головы и тела в пространстве и направление движения тела.

Периферический отдел органа равновесия состоит из двух мешочков: овального и круглого, сообщающихся между собой и расположенных в преддверии улитки, а также трёх полукружных каналов. Полукружные каналы расположены в трёх взаимно перпендикулярных направлениях.

Мешочки заполнены эндолимфой и выстланы изнутри чувствительными рецепторными клетками. Волосками рецепторные клетки пронизывают желеобразную мембрану.

Мембрана содержит кристаллики карбоната натрия — отолиты.

При изменении положения головы или всего тела в пространстве отолиты и жидкость перемещаются и давят на рецепторные клетки, которые генерируют нервный импульс.

Далее возбуждение по вестибулярному нерву передаётся в ядра среднего мозга, мозжечок, ядра таламуса и теменную область коры больших полушарий. Так человек получает информацию о положении своего тела в пространстве и ускорении.

Язык ― орган вкуса, также является органом чувств. Он покрыт слизистой оболочкой, складки которой содержат вкусовые сосочки. Общее их количество достигает 2000. Внутри каждого сосочка располагаются рецепторные клетки с микроворсинками.

Рецепторы связаны с нервными волокнами, которые входят в мозг в составе черепных нервов. По ним импульсы достигают задней части центральной извилины коры головного мозга, где и формируются вкусовые ощущения.

А различают их четыре: горькое, сладкое, кислое и солёное. Различные части языка, реагируют на различные химические вещества. Работают вкусовые рецепторы только в случае попадания на вкусовые сосочки растворённых в воде веществ.

С закрытыми глазами и носом с трудом можно различить вкус яблока. Дело в том, что в формировании вкусовых ощущений важную роль играет орган обоняния, который находится в верхнем отделе носовой полости.

В этой области слизистую оболочку покрывает обонятельный эпителий.

Рецепторный слой слизистой оболочки представлен обонятельными рецепторными клетками, воспринимающими присутствие пахучих веществ.

В отличие от других систем органов чувств обонятельная нервная клетка одновременно является рецептором и проводником. Верхушки этих клеток имеют выпячивания в полость носа ― обонятельные волоски.

А центральные волокна этих клеток формируют обонятельные нервы, которые напрямую связаны с одной из двух обонятельных луковиц мозга. Отсюда информация распространяется на другие области мозга.

Пахучие вещества являются летучими химическими веществами, которые входят в контакт с обонятельным рецептором для возбуждения процесса восприятия запаха.

Человек способен различать около 4000 запахов. Но для начала, молекулы пахучих веществ должны раствориться в секрете, выделяемом обонятельными железами.

Значительную роль в познании внешнего мира играет осязание. Оно обеспечивает способность воспринимать и различать форму, размер и характер поверхности предметов.

Рецепторы, которые участвуют в процессах восприятия раздражителей, воздействующих на кожу, достаточно разнообразные. Они реагируют не только на прикосновение, но и на тепло, холод и болевые воздействия. В среднем на один квадратный сантиметр кожи приходится около 140 чувствительных нервных окончаний.

Больше всего тактильных (реагирующих на прикосновение) рецепторов на губах и ладонной поверхности пальцев рук. Меньше всего — на туловище (спине и плечах).

Важнейшую роль в организме выполняют болевые рецепторы. Это специальные рецепторы, которых в коже насчитывается около 100-200 на 1 см2.

Различно расположение на коже и рецепторов, чувствительных к холоду и теплу. Поскольку температура кожи колеблется около 36 градусов Цельсия, соответственно, температуру ниже этого значения человек воспринимает как холод и на неё реагируют холодовые рецепторы, а всё, что выше, ― воспринимается тепловыми.