Основні етапи еволюції сенсорних систем.
«Будь-яке пізнання прокладає собі шлях у нас через почуття - вони наші добродії».
М. Монтель «Досліди».
«Природа наділила мене всіма п'ятьма почуттями без найменшого збитку і майже в соверенстве».
М. Монтель «Досліди».
Організм людини постійно отримує інформацію із зовнішнього середовища від внутрішніх органів і частин тіла.
Фізіологічні апарати, що сприймають цю інформацію називаються органами чуття. Таких органів почуттів виділяють п'ять:
1 - орган дотику (шкіра)
2 - орган смаку (мова)
3 - орган нюху (ніс)
4 - орган зору (очей)
5 - орган слуху і рівноваги (вухо)
Стара фізіологія в такій класифікації відштовхувалася від суб'єктивного критерію відчуттів (і анатомічного критерію локалізації рецепторного апарату).
Ці периферичні ланки аферентних систем являють собою тільки частина тих складних фізіологічних структур, які сприймають різні подразнення, перетворюють їх на нервові імпульси, проводять у відповідні центри ЦНС, де забезпечується аналіз інформації. І.П. Павлов закономірно об'єднав у поняття психічної діяльності два механізми:
1 - механізм умовних рефлексів,
2 - механізм аналізаторів (вищих кіркових структур сприйняття інформації).
На цій основі Павлов запропонував називати органи почуттів аналізаторами. Аналізатор (по Павлову) включає в себе три відділи:
I - периферичний,
II - провідникової,
III - центральний.
Отже, органи чуття є допоміжними апаратами більш складних структур організму - аналізаторів.
За сучасними науковими уявленнями аналізатор є приватною структурою апарату сприйняття, в якому окрім аналізу інформації здійснюються складні процеси синтезу. Аналіз подразників відбувається у всіх ланках аналізатора. Первинний аналіз відбувається вже в рецепторах, що реагують на конкретні подразники середовища. Більш складний аналіз відбувається в спинному мозку (реакції спинального тварини на тактильні, больові подразники). Найбільш складний аналіз здійснюється в структурах головного мозку в проекційних зонах кори, де також відбуваються процеси синтезу. У зв'язку з цим, сучасна фізіологія оперує новим науковим поняттям - сенсорні системи (від латинського слова sensus - почуття, відчуття).
Сенсорна система здатна проводити імпульси від рецепторів у вищі відділи ЦНС по декількох шляхах. Основний шлях сенсорної системи складається з п'яти ланок:
1 - рецептор (на периферії),
2 - чутливий нейрон (у гангліях),
3 - другий нейрон (у спинному мозку),
4 - третіх нейрон (в таламусі),
5 - четвертий нейрон (у конкретній проекційної зоні кори).
Ці п'ять ланок утворюють специфічний шлях сенсорної системи. Крім того, в спинному мозку і підкірці відбувається паралельне перемикання інформації на неспецифічні шляху сенсорної системи, які ведуть в інші відділи ЦНС (мозочок, ретикулярну формацію), а потім в кору мозку.
Рецептор певної чутливості посилає імпульси в свою зону кори за специфічними шляхами, а в інші зони - за неспецифічним шляхах. У результаті, в корі мозку виникає складна мозаїка порушених зон кори (чутливих, асоціативних, рухових) та інших відділів мозку, що відображає аналітико-синтетичну діяльність. Ця діяльність дозволяє нам найбільш повно сприймати події зовнішнього світу, визначати ставлення до нього і реагувати свідомим поведінкою. Сенсорні системи вирішують центральну філософську проблему відносини буття, правильності відображення зовнішнього світу в свідомості людини.
Пізнання навколишнього світу завжди починається з відчуття, яке дозволяє розпізнати окремі властивості і якості предметів. На основі відчуттів формується сприйняття предмета чи явища в цілому, в єдності всіх його властивостей і якостей. На базі відчуттів і сприйнять виникає і формується уявлення, яке розширює можливості людського пізнання. Представлення дає можливість відтворити образ предмета чи явища впливати в минулому на свідомість людини.
Відчуття, сприйняття і уявлення відбивають лише зовнішні сторони і зв'язку окремих предметів і явищ. Пізнання суті явищ, закономірності процесів здійснюється за рахунок абстрактного мислення, яке за допомогою понять, суджень і умовиводів дозволяє розкрити сутність явищ, їх внутрішні зв'язки. Найбільш складний процес психологічного пізнання людини іншою особистістю є коло інтересів науки психології. Розкриття сутності психологічних явищ, що виступають у формі внутрішніх переживань (відчуттів, думок, почуттів) і які недоступні прямому спостереженню, відбувається завдяки роботі сенсорних систем.
Сенсорні системи можна класифікувати на декілька груп.
За характером подразників:
1 - механічні (тактильна, больова, пропріоцептивна, вестибулярна сенсорні системи, барорецептівний відділ вісцеральної сенсорної системи),
2 - хімічні (смакова, нюхова сенсорні системи, хеморецептівний відділ вісцеральної сенсорної системи),
3 - світлові (зорова сенсорна система),
4 - звукові (слухова сенсорна система),
5 - температурні (температурна сенсорна система).
По середовищі, з якої сприймаються роздратування:
1 - зовнішні (смакова, тактильна, нюхова, зорова, слухова сенсорні системи),
2 - внутрішні (хімічна, баростезіческая сенсорні системи).
Температурна, больова, вестибулярна і пропріоцептивна сенсорні системи реагують на зовнішні і внутрішні подразники.
Усі аналізатори функціонують не ізольовано, а в тісній взаємодії один з одним. Вплив зовнішнього середовища на організм сприймаються кількома сенсорними системами, які на основі аналітико-синтетичної діяльності мозку забезпечують цілісне сприйняття процесів чи явищ, їх адекватне відображення в свідомості людини.
Здатність до елементарного аналізу подразників з'являється з властивістю подразливості організмів і удосконалюється в процесі еволюції.
Зі спеціалізацією окремих ділянок клітинної мембрани у найпростіших з'являється здатність до таксис (позитивному чи негативному), тобто до наближення або видалення по відношенню до подразника. Мембранна хемо-і механорецепція дозволяє уникати шкідливих впливів і знаходити їжу.
У багатоклітинних з'являються спеціалізовані рецепторні клітини (механо-, хемо-і терморецептори кишковопорожнинних), які дозволяють вибірково реагувати на подразнення.
Централізація нервової системи забезпечує появу центральних нервових механізмів аналізу діючих подразників і на цій основі - спеціалізацію рецепторів, встановлення їх зв'язків з ефекторами. У хробаків таким шляхом відбувається формування найпростіших рефлекторних механізмів доцільної поведінки. У молюсків поява дистантних рецепторів і розвиток мозку забезпечує можливість знаходження їжі або виявлення небезпеки на відстані і своєчасної на них реакції. У вищих безхребетних і нижчих хребетних спеціалізація дистантних рецепторів і вдосконалення їх допоміжного апарату, розвиток систем аналізу і тимчасових зв'язків у вищих відділах мозку дозволяє використовувати індивідуальний досвід для організації пристосувального поведінки.
У вищих хребетних з тонкою диференціюванням екстеро-і интеро-рецепторів, становленням аналітико-синтетичної діяльності мозку з'являється можливість виживання у складній і несприятливій обстановці.
Умови зовнішньої середовища, різна інтенсивність впливу різноманітних чинників у процесі трудової діяльності людини визначають рівень чутливості тих чи інших його аналізаторів, здатність до компенсації нестачі зору, слуху і т.д. за рахунок загострення чутливості інших аналізаторів. У сліпих різко загострюються слух і шкірна чутливість. У глухих загострюється зір. Близько 90% інформації надходить до нас через орган зору, а решта 10% припадає на сприйняття іншими аналізаторами. У жінок набагато більш високий рівень відчуття кольору, в 10 разів гостріше нюх, ніж у чоловіків. Музиканти здатні чути звучання кожного інструменту в оркестрі. Художники розрізняють багато десятків відтінків кольору. Дегустатори здатні точно визначати сорт вина, терміни його витримки і рік врожаю винограду. Діти, які страждають на бронхіальну астму здатні чути звуки частотою до 30000 Гц, тоді як у звичайної людини верхнім порогом слухових відчуттів є 20000 Гц.