Нейрофізіологічні механізми відчуттів та сприймання

Роль відчуття та сприймання в нашому житті настільки значна, що існує потреба у підтриманні інформаційного балансу з середовищем, порушення якого веде до дезорганізації особистості та розладів у функціонуванні організму. Про це свідчать дослідження із штучним створенням інформаційного голоду через обмеження зорових, слухових, дотикових, рухових та інших стимулів, які завжди слугують звичним фоном життєдіяльності людини. У стані інформаційного голоду в досліджуваних людей з'являлися галюцинації, вони відчували сильний неспокій і просили припинити експеримент.

Відображаючи предмети та їхні властивості, сприймання і відчуття являють собою різні за повнотою, глибиною й адекватністю ступені чуттєвого пізнання невичерпного багатства світу. Ллє значення відчуттів та сприймання в діяльності людини не обмежується інформуванням про події у внутрішньому та зовнішньому середовищі. Чуттєвий образ для людини є сигналом про значущість цих подій і, отже, регулятором її поведінки в середовищі. Сприймаючи, наприклад, зміну погодних умов (відчуваючи холод, спеку чи вітер), людина може пристосуватися до них чи уникнути їх. Виконуючи різні трудові дії, за допомогою відчуттів - передусім м'язових і дотикових - вона точно відображає окремі властивості та цілісні ознаки речей і тільки на цій основі координує з ними свої дії. Втрата м'язової чутливості при деяких захворюваннях робить людину безпорадною у використанні найзвичніших предметів.

Сприймання - це відображення цілісних предметів і явищ при безпосередній дії подразників на органи чуття. Коли людина перебуває в оточенні звичайних речей, у неї формуються цілісні образи навколишніх предметів. Вона бачить речі, чує їхнє звучання, торкається їх.

Відчуття - це відображення окремих властивостей предметів і явищ при безпосередній дії подразників на органи чуття. У відчуттях людині відкриваються кольори та звучання, пахощі і смак, вага, тепло чи холод речей, що її оточують. Крім того, відчуття дають інформацію про зміни у власному тілі: людина відчуває порушення у функціонуванні внутрішніх органів, положення і рух свого тіла й окремих його частин.

Життєдіяльність людини відбувається у складному та мінливому середовищі, тому вона потребує вміння орієнтуватися в навколишніх умовах і пристосовувати до них свої дії. Знання про зовнішній і свій внутрішній світ людина набуває в ході чуттєвого та логічного пізнання дійсності за допомогою пізнавальних психічних процесів: відчуття, сприймання, мислення, уяви. Пізнавальна діяльність завжди розпочинається з чуттєвого відображення світу у відчуттях та сприйманні.

ВІДЧУТТЯ ТА СПРИЙМАННЯ В СИСТЕМІ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ОСОБИСТОСТІ

Відчуття як образи, що відбивають окремі властивості предметів, виникають під час діяльності будь-яких органів чуття. Наприклад, коли людині дуже недовго показують предмет, вона бачить пляму певного кольору, але не може сказати, що це за предмет. Слухаючи незнайому мову, людина вловлює висоту, тембр, гучність голосу, хоча не сприймає змісту мовленого. Але пізнання рідко розпочинається з чуттєвого відображення окремих властивостей предметів ("щось світиться", "щось звучить*). Як правило, в людини одразу виникає цілісний образ об'єкта, в якому далі можуть бути виділені окремі його риси. Більш складною і розвиненою, ніж відчуття, але тісно пов'язаною з ним формою чуттєвого пізнання світу є сприймання.

Відображення дійсності у відчуттях та сприйманні властиве як людині, так і тваринам, але результати цього відображення - чуттєві образи -дуже відрізняються за своїм змістом та функціями. Образна сфера людини розвивається в суто людських формах активності - діяльності, спілкуванні, навчанні. Тому юна відображає соціальні умови життя, предмети, створені людською працею, природу, на яку людина активно впливає. Тварини відтворюють у своїх образах тільки біологічно значущі умови існування. Чуттєве відображення є для них вищою формою орієнтування у світі. Для людини, повторюємо, це лише початковий ступінь пізнання світу, пізнання, яке триває і розгортається в уяві й мисленні.

Анатомо-фізіологічною структурою, в якій відбувається виникнення відчуття, є аналізатор. Він являє собою складний нервовий механізм, що здійснює тонкий аналіз зовнішнього і внутрішнього середовища, виділяючи з нього окремі стимули, що відображаються людиною як властивості предметів і явищ.

В організмі функціонує

система аналізаторів, кожен з яких забезпечує формування відчуттів певної якості - зорових, слухових, температурних, больових, м'язових тощо. Будь-який аналізатор складається з периферійної частини - рецепторів, провідникових нервових шляхів -та центральної частини в корі та підкірці головного мозку. В рецепторах відбувається перетворення енергії фізичних і хімічних подразників, що діють на організм, у нервове збудження. Провідникові шляхи складаються з нейронів, розміщених на різних рівнях нервової системи, які поєднують рецепторну периферію з мозковим центром. У центральній частиш аналізатора здійснюється основна обробка нервових імпульсів, що надходять з периферії.

У багатьох аналізаторів є специфічні допоміжні структури, які оптимізують дію подразників на рецептори. Це рогівка, зіниця та кришталик ока, барабанна перетинка та слухові кісточки вуха тощо. Разом із рецепторами вони складають орган чуття. В органах чуття відбуваються фільтрація і перетворення того чи іншого виду енергії. З безлічі фізичних та хімічних факторів середовища органи чуття виділяють такі, для сприймання яких у їхній рецепторній частині є відповідні механізми. Наприклад, око та його рецепторна частина - сітківка - тонко реагує на електромагнітне випромінення у видимій частині спектра, вухо з рецепторним апаратом кортієвого органа сприймає механічні коливання повітря певної амплітуди й частоти, температурні рецептори шкіри реагують на теплову енергію тощо. З усього діапазону можливих впливів енергії орган чуття виділяє дуже незначну частину стимулів, які мають життєво важливе значення. Так, електромагнітні хвилі, що можуть викликати зорове відчуття, становлять лише одну десятиквадрильйонну частину всього спектра електромагнітного випромінення. Хвилі, що знаходяться всередині цього невеликого діапазону і розрізняються за своєю довжиною, породжують відчуття різного кольору. Слухові рецептори реагують на коливання повітря лише в межах від 15 до 20 тис. герц.

Крім фільтрації подразників, органи чуття та окремі рецепторні системи здійснюють перетворення енергії подразника у процес нервового збудження, змінюючи при цьому свій фізично-хімічний стан. Наприклад, рецептори сітківки ока (палички та колбочки) пере юдять електромагнітну енергію світла в хімічну енергію, а останню в енергію електричних імпульсів.

Механізми трансформації енергії рецепторами різних органів чуття дуже відрізняються, але всі вони ведуть до частотно-амплітудних змін електричної активності рецепторів. Такі зміни копіюють зміни у дії подразників. Отже, якщо рецепторні "входи" пристосовані до прийому різних видів енергії, то їхні "виходи" надсилають сигнали, що за своєю природою є універсальними для всієї нервової системи. Такі сигнали, зазнавши певної обробки у висхідних аферентних шляхах, передаються до головного мозку.

Мозкова, центральна, частина аналізатора складається з ядра та розсіяних по корі окремих спеціалізованих клітин. Ядро, утворене з маси нервових клітин, міститься у тій частині кори, куди входять провідникові шляхи від рецептора. Так, ядро зорового аналізатора розташоване у потилицевих долях, слухового - у скроневих долях кори. Розсіяні елементи кожного аналізатора входять до ділянок, суміжних з ядрами інших аналізаторів, завдяки чому аналізатори перебувають у постійній взаємодії. Проявляється вона, наприклад, у тому, що в людини під впливом звуків можуть виникнути відчуття кольору, а деякі кольори можуть викликати відчуття тепла чи холоду. Це явище має назву синестезії. Явище синестезії поширюється на всі відчуття. Це виражається у мові, у поширених словосполученнях: теплий колір, пронизливий звук, гострий смак і т. д.

Ядра аналізаторів здійснюють найточніший аналіз зовнішніх і внутрішніх впливів. Руйнування ядра зорового аналізатора призводить до втрата цілісного предметного сприймання. Якщо зруйноване ядро слухового аналізатора, людина не розпізнає мелодії. Однак при цьому здатність розрізняти світло та окремі звуки не втрачається, що пояснюється збереженням розсіяних елементів.

Мозковий кінець аналізатора є проміжною ланкою нервових імпульсів, що виникають у рецепторі. Досягнувши кори та зазнавши обробки, перетворені імпульси знову повертаються до рецепторних систем. Завдяки цьому функціонування рецепторів змінюється під дією не лише зовнішніх впливів, а й імпульсів, які йдуть від мозкового кінця аналізатора. Аналізатор є частиною рефлекторного апарату, до якого входять також виконавчий механізм як система мого-нейронів, іннервуючих м'язи, суглоби та інші "робочі" органи, і спеціальні нейрони-модулятори, що змінюють збудження інших нейронів.

Відображення світу не завершується аналітичними процесами, які несуть інформацію про окремі якості та властивості предметів. У нервовій системі існують структури, що забезпечують синтез елементарних процесів і відображення предметів навколишнього світу в їхній цілісності Такі структури являють собою нейрофізіологічний механізм сприймання.

Початковий етап синтезу подразників здійснюється у рецептивних полях органів чуття. Рецептивне поле - це сукупність рецепторів, які замикаються на один нейрон того чи іншого рівня нервової системи. На рис. 9 зображена схема рецептивного поля нейрона кори головного мозку.

На схемі показано, що перш ніж нервове збудження від рецептора потрапить до кори, воно перемикається на двох проміжних рівнях. Стосовно нейронів кожного з цих рівнів можна говорити про власні рецептивні поля, до яких входять поля всіх нейронів нижче розташованого рівня, що мають вихід на даний нейрон.

Формування образу забезпечується злагодженою роботою багатьох рецептивних полів, які в свою чергу об'єднані у клітинні ансамблі. Кожен такий ансамбль містить багато взаємопов'язаних рецептивних полів різного рівня, що реагують на одну ознаку, виділяючи її з багатьох інших. Такою ознакою можуть бути кут чи нахил лінії для зору, фонема для слуху тощо, але за своєю структурою вона набагато складніша, ніж елементарний подразник, що збуджує один рецептор. Знайдено, наприклад, зорові нейрони, які збуджуються при стимулюванні всього поля рецепторів сітківки складною геометричною конфігурацією і не збуджуються, якщо сітківка ока стимулюється простим мигтінням світла. Чим вищий рівень, на якому розташовані нейрони, тим складнішими стають ознаки, що виділяються.

Але процесів прийняття та переробки навіть найскладніших сигналів для формування образу недостатньо. На вищих рівнях нервової системи функціонують елементи, які порівнюють периферійну інформацію з еталонами, що зберігаються в пам'яті. Це свідчить про використання індивідуального досвіду в процесі сприймання. Так, людина не зможе адекватно сприйняти комп'ютер, якщо вперше Його побачила, незважаючи на наявність інформації, що надходить від органів чуття. Тому сприймання треба розглядати як інтелектуальний процес, пов'язаний з накопиченням досвіду взаємодії з різними предметами та явищами навколишнього світу.

Вивчення нейрофізіологічних механізмів сприймання підтверджує припущення спеціалістів з комп'ютерного моделювання психічних явищ про деяку схожість процесів прийому та переробки інформації в людини та в сучасних комп'ютерних системах і дає змогу використовувати раціональніші схеми моделювання процесів сприймання, ніж у 50-60-х роках, коли їхні фізіологічні основи були практично не відомі Моделювання сприймання базується на практиці поетапної обробки інформації людиною та комп'ютером у разі сприймання знайомих предметів - так званого розпізнавання образів. Етапи обробки інформації, що збігаються, включають процеси її реєстрації, виділення властивостей об'єктів завдяки роботі спеціалізованих каналів чи детекторів, порівняння стимулу з тією інформацією, котра отримана раніше і зберігається у тривалій пам'яті, прийняття рішення - вибір із багатьох актуалізованих кодів такого, який найбільше відповідає даному стимулу. Моделювання процесів сприйман ня має велике практичне значення, бо в перспективі допоможе вирішити проблему швидкого введення інформації за допомогою мовних команд чи з письмового тексту, що значно розширить можливості використання комп'ютерної техніки

Дата добавления: 2014-12-16