Свойства сенсорных систем и их значение для адаптации организма к окружающей среде

Основными свойствами сенсорных систем являются следую­щие.

Высокая чувствительность к адекватному раздражителю. Все отделы сенсорных систем, и прежде всего рецепторы, обладают высокой возбудимостью. Так, фоторецепторы сетчатки могут воз­буждаться при действии лишь нескольких квантов света, обоня­тельные рецепторы информируют организм о появлении единич­ных молекул пахучих веществ. Однако при рассмотрении этого свойства сенсорных систем предпочтительнее использовать тер­мин «чувствительность», а не «возбудимость», поскольку у чело­века оно определяется по возникновению ощущений.

Чувствительность оценивают с помощью ряда критериев.

Порог ощущения (абсолютный порог) — минимальная сила раз­дражения, вызывающая такое возбуждение сенсорной системы, которое воспринимается субъективно в виде ощущения.

Порог различения (дифференциальный порог) — минимальное изменение силы действующего раздражителя, воспринимаемое субъективно в виде изменения интенсивности ощущения.

Эту за­кономерность установил Э. Вебер в опыте с определением по ощу­щению испытуемым силы давления на ладонь. Оказалось, что при действии груза массой 100 гнеобходимо было для ощущения при­роста давления добавить груз массой 3 г, при действии груза мас­сой 200 гнеобходимо добавить 6 г, 400 г— 12 ги т.д. При этом отношение прироста силы раздражения (AL) к силе действующе­го раздражителя (L) есть величина постоянная (С): AL/L= С.

У разных сенсорных систем эта величина различна, в данном случае она равна примерно ‘/_Зо силы действующего раздражителя. Подобная закономерность наблюдается и при уменьшении силы действующего раздражителя.

Интенсивность ощущений при одной и той же силе раздражи­теля может быть различной, поскольку зависит от уровня возбу­димости различных структур сенсорной системы на всех его уров­нях. Эту закономерность изучил Г. Фехнер, показавший, что ин­тенсивность ощущения пропорциональна логарифму силы раздра­жения. Данное положение выражено формулой E = KlogJ + C,

где К и С суть некоторые константы. Эта формула, определяющая зависимость интенсивности ощущений (в единицах едва заметных перемен) от интенсивности соответствующих раздражителей, и представляет собой так называемый психофизический закон Вебера – Фехнера.

Согласно З. Ф., возрастанию силы раздражения в геометрической прогрессии соответствует рост ощущения в арифметической прогрессии (напр., если сила раздражителя возрастет в 100 раз, то сила ощущения возрастет только в 2 раза).

Инерционность. Это сравнительно медленное возникновение и исчезновение ощущений. Латентное время возникновения ощу­щений определяется латентным периодом возбуждения рецепто­ров и временем, необходимым для перехода возбуждения в си­напсах с одного нейрона на другой, временем возбуждения рети­кулярной формации и генерализации возбуждения в коре боль­ших полушарий. Сохранение на некоторый период ощущений после выключения раздражителя объясняется явлением последействия в ЦНС — в основном циркуляцией возбуждения. Так, зрительное ощущение не возникает и не исчезает мгновенно. Латентный пе­риод зрительного ощущения равен 0,1 с, время последействия — 0,05 с. Быстро следующие одно за другим световые раздражения (мелькания) могут давать ощущение непрерывного света (фено­мен «слияния мельканий»). Максимальная частота вспышек све­та, воспринимаемых еще раздельно, называется критической час­тотой мельканий, которая тем больше, чем сильнее яркость сти­мула и выше возбудимость ЦНС, и составляет около 20 мелька­ний в секунду. Наряду с этим если два неподвижных стимула пос­ледовательно с интервалом 20 — 200 мс проецировать на разные участки сетчатки, возникает ощущение движения объекта. Данное явление получило название «Фи-феномен». Такой эффект наблю­дается даже в том случае, когда один стимул несколько отличает­ся по форме от другого. Эти два феномена («слияние мельканий» и «Фи-феномен») лежат в основе кинематографии. В силу инер­ционности восприятия зрительное ощущение от одного кадра длит­ся до появления другого, отчего и возникает иллюзия непрерыв­ного движения. Обычно такой эффект возникает при быстром пос­ледовательном предъявлении неподвижных изображений на эк­ране со скоростью 18 — 24 кадра в секунду.

Адаптация сенсорной системы. При постоянной силе длительно действующего раздражителя адаптация проявляется в основном в понижении абсолютной и повышении дифференциальной чув­ствительности. Это свойство присуще всем отделам сенсорных си­стем, но наиболее ярко оно проявляется на уровне рецепторов и заключается в изменении не только их возбудимости и импульсации, но и показателей функциональной мобильности, т.е. в измене­нии числа функционирующих рецепторных структур (П. Г. Снякин). По скорости адаптации все рецепторы делят на быстро и медленно адаптирующиеся, иногда выделяют и среднюю по ско­рости адаптации группу рецепторов. В проводниковом и корковом отделах сенсорной системы адаптация проявляется в уменьшении числа активированных волокон и нервных клеток.

Важную роль в сенсорной адаптации играет эфферентная регу­ляция, которая осуществляется путем нисходящих влияний, из меняющих деятельность нижерасположенных структур сенсорной системы. Благодаря этому возникает феномен «настройки» сенсорных систем на оптимальное восприятие раздражителей в усло­виях изменившейся среды.