Восприятие равновесия тела. Прямохождение, регуляция движений, вращение тела возможны лишь при условии поддержания равновесия. Его постоянно контролирует специальный орган равновесия — вестибулярный аппарат. Благодаря ему человек может нормально ходить, бегать, выполнять сложные физические упражнения, работать и ориентироваться в пространстве.

Вестибулярный аппарат (ил. 118 а, б) находится во внутреннем ухе и состоит из двух частей — преддверия и трех полукружных каналов, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Эти плоскости соответствуют трем измерениям пространства.

Стенки преддверия и полукружных каналов образованы эпителием, в котором находятся рецепторы ощущения равновесия — волосковые клетки цилиндрической и шаровидной формы (ил. 122).

Волоски вестибулярных рецепторов погружены в студенистую мембрану, поверхность которой покрыта мелкими известковыми кристалликами — отолитами, поэтому ее называют отолитовой мембраной.

Полости полукружных каналов, как и каналы улитки, заполнены студенистой жидкостью — эндолимфой. При любом движении перемещение эндолимфы приводит к изменению давления кристалликов на волоски и возбуждения рецепторов, сигнализирующих в мозг об изменении положения тела.

ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АППАРАТ — орган чувств, воспринимающий изменения положения тела и предназначенный для координации (согласования) движений и сохранения равновесия.

Ил. 122. Микроскопическое строение стенки вестибулярного аппарата

Возбуждение рецепторных клеток возникает вследствие сгибания или растяжения волосков. Так, в вертикальном положении тела отолитовая мембрана давит на волосковые клетки и волоски сгибаются. В горизонтальном положении отолитовая мембрана провисает и растягивает волоски.

Рецепторы преддверия воспринимают изменение положения головы относительно Земли. Волосковые клетки полукружных каналов реагируют на изменение скорости движения и вращательные движения. Сгибание и растяжение волосков приводит к возникновению нервных импульсов, передающихся по преддверной ветви слухового нерва в нервные центры ствола головного мозга, мозжечка и коры больших полушарий. Считается, что корковые центры контроля равновесия и положения тела в пространстве расположены в теменной и височной долях мозга. Именно благодаря корковым центрам анализатора равновесия возможен осознанный контроль равновесия и положения тела, обеспечение прямохождения.

В состоянии невесомости отолиты перестают давить на волоски, и вестибулярный аппарат не раздражается, что часто приводит к нарушению нормального протекания физиологических функций у космонавтов. Ухудшение состояния организма происходит и при резком увеличении силы тяжести. Это приводит к перегрузке вестибулярного аппарата, а возбуждение передается в нервные центры, влияющие на деятельность внутренних органов. Предотвратить это можно с помощью специальных упражнений, снижающих чувствительность вестибулярного аппарата. Люди с врожденной повышенной чувствительностью или поврежденным вестибулярным аппаратом плохо переносят поездки в транспорте, полеты в самолетах и плавание на кораблях. У них возникает так называемая морская болезнь: появляется тошнота, головокружение, бледность, потеря сознания, мышечная слабость. Если обнаруживаются такие признаки, следует обратиться к врачу.

Сенсорная система движения. Трудовая, спортивная деятельность, управление автомобилем, игра на музыкальных инструментах и др. требуют высокой координации движений. Ее обеспечивает сенсорная система движения. Работа этой системы связана с возникновением импульсов в специальных сенсорах, находящихся в мышцах и сухожилиях. Эти рецепторы имеют вид веретена и возбуждаются при сокращении или расслаблении мышц, посылая сигналы об их состоянии в мозг.

Нервные импульсы от рецепторов мышц и сухожилий поступают к спинному мозгу, мозжечку, а через гипоталамус — к двигательной зоне коры головного мозга.

Эти импульсы, действуя по принципу обратной связи, имеют большое значение для поддержания тонуса нейронов спинного мозга и повышения чувствительности двигательных центров.

В противоположном направлении передаются соответствующие команды по изменению напряжения мышц и согласованию их рефлекторных движений. Так, при сильном сокращении мышц-сгибателей и расслаблении мышц-разгибателей двигательная сенсорная система способствует снижению возбудимости сгибателей и повышению ее для разгибателей.

Сенсорные системы осязания, температуры и боли. Рецепторы этих сенсорных систем находятся в коже (ил. 123) и слизистых оболочках рта, носа, языка и внутренних органов. Кожа является сложным анализатором, воспринимающим давление, прикосновение, вибрацию, тепло, холод и боль. Эти ощущения на коже можно определить точно; места таких же ощущений во внутренних органах определить трудно.

Осязание — это восприятие формы, величины, плотности, характера поверхности различных предметов. Осязательные рецепторы, воспринимающие различные типы механических раздражений, — это нервные окончания, окруженные особой капсулой (ил. 123)

Они расположены по всему телу, но больше всего их на пальцах рук, на кончике языка и губах. Всего в коже человека содержится около 500 тыс. рецепторов осязания.

Распознавание ощущений осязательными рецепторами осуществляется на основании частоты действия раздражений. Длительное воздействие раздражителя вызывает ощущение давления, кратковременное — ощущение прикосновения, высокая частота смены силы раздражителя — ощущение вибрации. Импульсы от осязательных рецепторов передаются в зону кожной чувствительности коры большого мозга, где формируется соответствующее действию раздражителя ощущение.

Восприятие температуры осуществляют два вида чувствительных к температуре рецепторов — холодовые и тепловые (ил. 123). Первые расположены ближе к поверхности кожи. Всего на коже их насчитывается около 250 тыс. Они мгновенно реагируют на раздражение. Глубже расположены тепловые рецепторы. Их меньше — около 30 тыс. Они реагируют на тепловое раздражение медленнее. По строению терморецепторы похожи на осязательные. Импульсы, поступающие от них в центр терморегуляции в гипоталамусе, способствуют адаптации организма к изменяющимся температурным условиям окружающей среды. К действию определенной температуры организм тоже может привыкнуть. Поэтому закаливание, снижая чувствительность холодовых рецепторов кожи, повышает приспособительные возможности организма.

Ил. 123. Рецепторы кожи

Боль — это исключительно важный сигнал об опасности, угрожающей человеку как из окружающей, так и из внутренней среды (ил. 123). Боль возникает вследствие раздражения болевых рецепторов. Их еще называют свободными нервными окончаниями, потому что они лишены оболочек.

Рецепторы со свободными нервными окончаниями (простые нервные волокна без миелиновой оболочки) составляют 75 % всех рецепторов кожи — их около 1 млн.

Кожные анализаторы осязания, температуры и боли вместе с другими сенсорными системами обеспечивают целостное восприятие окружающей среды и помогают человеку приспосабливаться к ней.

Сенсорные системы равновесия, движения, осязания, температуры, боли. Вестибулярный аппарат. Холодовые и тепловые рецепторы

Осязание — очень важное чувство для людей, которые по определенным причинам лишены зрения. Незрячие кончиками пальцев могут «читать» буквы, слова, фразы, напечатанные рельефно-точечным шрифтом (по системе Луиса Брайля).