Ощущения можно классифицировать по разным основаниям, что позволяет сгруппировать их в соответствующие системы и представить имеющиеся связи и взаимозависимости (рис. 4).
Дадим классификацию ощущений:
- по наличию или отсутствию непосредственного контакта с раздражителем, вызывающим ощущения;
- месту расположения рецепторов;
- времени возникновения;
- модальности (виду) раздражителя.
По наличию или отсутствию непосредственного контакта рецептора с раздражителем, вызывающим ощущения, выделяют дистантную и контактную рецепцию.
- Дистантные ощущения вызываются раздражителями, действующими на органы чувств на некотором расстоянии. К ним относятся: зрение, слух, обоняние.
- Контактные ощущения возникают при непосредственном взаимодействии с чувствующим органом. Вкусовые, болевые, тактильные ощущения — контактные.
По месту расположения рецепторов различают ощущения: экстероцептивные, интероцептивные, проприоцептивные.
- Экстероцептивные ощущения возникают от раздражения рецепторов, расположенных на поверхности тела. К ним относятся: зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые и кожные ощущения. Последние включают в себя ощущения прикосновения — давления, тепла, холода, болевые и осязательные.
- Интероцептивные ощущения связаны с раздражением рецепторов, находящихся внутри организма. Эти ощущения отражают внутреннее состояние организма. К ним относятся: ощущения голода, жажды, сердечно-сосудистой, дыхательной и половой системы, внутренние болевые, статические ощущения и др.
- Проприоцептивные, или двигательные, ощущения отражают движение и состояние самого тела, положение конечностей, их движение и степени прилагаемого при этом усилия. Без них невозможно нормально выполнять движения и координировать их. Ощущение положения (равновесия) наряду с двигательными ощущениями играет важную роль в процессе восприятия, например, устойчивости.
По модальности раздражителей ощущения бывают: зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, тактильные, кинестетические, температурные, болевые, жажды, голода.
Зрительные ощущения
Зрительные ощущения играют ведущую роль в познании человеком внешнего мира. Известно, что 80—90 % информации поступает через зрительный анализатор, около 80 % всех рабочих операций осуществляется под зрительным контролем.
Зрительные ощущения возникают в результате воздействия световых лучей (электромагнитных волн) на чувствительную часть нашего глаза — сетчатку, являющуюся рецептором зрительного анализатора.
Глазное яблоко лежит в защищающем его углублении черепа. Форма глазного яблока близка к сферической. Его внешняя плотная соединительнотканная оболочка толщиной около 1 мм называется склерой. На передней поверхности глаза склера переходит в прозрачную мембрану, называемую роговицей. Под склерой находится более тонкая — около 0,3 мм — сосудистая оболочка, состоящая в основном из кровеносных сосудов, питающих глазное яблоко. Внутренняя оболочка — сетчатка. Роговица и хрусталик фокусируют падающий в глаз свет на сетчатке, выстилающей заднюю поверхность глазного яблока. Именно в сетчатке находятся светочувствительные клетки. Свет воздействует на находящиеся в сетчатке светочувствительные клетки двух типов: палочки и колбочки, названные так из-за их внешней формы. Светочувствительные рецепторы сетчатки превращают энергию света в нейронный импульс. По волокнам зрительного нерва, сигналы передаются в соответствующую часть мозга, принимающую и перерабатывающую передаваемую нервами информацию (рис. 5).
Световая чувствительность у колбочек меньше, чем у палочек. Палочки приспособлены к тому, чтобы работать при слабом освещении и давать черно-белую картину мира, а колбочки, наоборот, имеют наибольшую чувствительность в условиях хорошего освещения и обеспечивают цветовое зрение.
Интересный эффект, возникающий на сосудистой оболочке глаза человека, можно наблюдать при воздействии на глаз яркой вспышки света. Самый распространенный и хорошо знакомый всем пример «свечения» человеческих глаз — «эффект красных глазъ на фотографиях, сделанных с применением вспышки. Этот эффект возникает при слабой освещенности, когда зрачки максимально расширены и когда, чтобы сделать хороший снимок, фотограф использует вспышку. Хотя зрачок реагирует на яркий свет достаточно быстро (время реакции — от 0,25 до 0,5 с), он не успевает сузиться в момент вспышки. В результате мгновенного воздействия яркого света и его отражения от сосудистой оболочки, наблюдаемый через широко расширенные зрачки, и получается «эффект красных глаз». Поэтому многие фотоаппараты оборудованы приспособлениями, снижающими вероятность этого эффекта. Они основаны на том, что дают «предупредительную» вспышку: перед тем как начать экспозицию пленки, в течение 0,75 с воздействуют на глаза фотографируемых ярким светом. При этом зрачки сужаются и воздействие вспышки на сосудистую оболочку уменьшается.
Цвета, которые ощущает человек, делятся на ахроматические и хроматические.
Ахроматические цвета — черный, белый и промежуточный между ними серый (рис. 6). Ахроматические цвета отражают палочки, которые расположены по краям сетчатки. Колбочки расположены в центре сетчатки, функционируют только при дневном свете и отражают хроматические цвета. Палочки функционируют в любое время суток. Поэтому ночью все предметы нам кажутся черными и серыми. При слабом освещении колбочки прекращают свою работу и зрение осуществляется аппаратом палочек: человек видит в основном серые цвета.
Хроматические цвета — это все оттенки красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего, фиолетового цветов. Классические опыты Ньютона по разложению белого цвета на его составляющие и получению снова составного излучения из его частей являются первыми шагами к пониманию проблемы восприятия цвета глазом.
Раздражителем для зрительного анализатора являются световые волны с длиной волны от 390 до 760 нм. Следовательно, говоря о синем или красном цвете, мы на самом деле имеем в виду коротко- или длинноволновый свет соответственно, который таким образом воздействует на зрительную систему, что вызывает ощущение синего или красного цветов. Свет с длиной волны около 650—700 нм дает ощущение красного. При длине волны 570 нм возникают ощущения желтого цвета, при 500 нм — зеленого, а при 470 нм — синего цвета. Белый цвет есть результат воздействия на глаз всех световых волн, входящих в состав спектра.
Иными словами, цвета зависят от того, как именно зрительная система интерпретирует световые лучи с разной длиной волны, которые отражаются от предметов и воздействует на глаз. Лучи света, краски, цветовые фильтры и т. п. не имеют цвета. Они всего лишь избирательно используют лучистую энергию, испуская или пропуская через себя лучи с определенной длиной волны, отражая одни из них и поглощая другие. Следовательно, цвет — это продукт деятельности зрительной системы, а не неотъемлемое свойство видимого спектра.
Ощущения разного цвета вызываются различной длиной волны (рис. 7).
Любой цвет может быть получен путем смешения двух пограничных с ним цветов. Например, красный цвет получается смешением оранжевого и фиолетового. Противоположные цвета называются дополнительными: при смешении они образуют теплый цвет. При этом спектральная чувствительность глаза выглядит в виде кривой (рис. 8).
Все цветовые тона, включая нейтральные (серые), могут быть получены с помощью смешения трех основных цветов — красного, синего и зеленого (рис. 9). На этом основана работа цветного телевидения.
Нарушения работы аппарата палочек и аппарата колбочек приводят к определенным дефектам в зрительных ощущениях. Так, нарушение работы аппарата палочек (известное как заболевание «куриная слепота») проявляется в том, что человек очень плохо видит или ничего не видит в сумерках и ночью, а днем его зрение относительно нормальное.
При ослаблении действия аппарата колбочек человек плохо различает или совсем не различает хроматические цвета. Данное заболевание носит название дальтонизм (по имени английского физика Дальтона, который впервые его описал). Чаще всего встречается красно-зеленая слепота. Известно, что около 4 % мужчин и 0,5 % женщин страдают дальтонизмом.
Цвет различно влияет на самочувствие и работоспособность человека. Он может способствовать улучшению настроения или, наоборот, ухудшать его. Зеленый цвет, например, создает ровное, спокойное настроение, красный — возбуждает, темносиний — угнетает.
Наряду с цветом на психическое состояние влияет степень освещенности рабочего места. Недостаточность освещения вызывает изменение напряжения глаз при выполнении работы, что приводит к быстрому развитию утомления и появлению близорукости.
Слуховые ощущения
Звуки, которые мы слышим, являются результатом преобразования определенной формы механической энергии и представляют собой паттерны последующих возмущений давлений, происходящих в разных средах — жидких, твердых или газообразных. Большинство воспринимаемых нами звуков передается по воздуху. Слуховые ощущения относятся к дистантным ощущениям. Они имеют большое значение в жизни человека. Благодаря им человек слышит речь, музыку, общается с другими людьми. Основными физическими характеристиками звуковых волн являются частота, амплитуда, или интенсивность, и сложность. Источником звуковых волн может быть любой процесс, вызывающий местное изменение давления или механические напряжения в среде.
Раздражителями для слуховых ощущений являются звуковые волны — продольные колебания частиц воздуха, распространяющиеся во все стороны от источника звука. Орган слуха человека (рис. 10) реагирует на звуки в пределах от 16 до 20 000 колебаний в секунду. Наиболее чувствительно ухо человека к звукам 1000—3000 колебаний в секунду.
Слуховые ощущения являются отражением звуков различной высоты (высокие — низкие), силы (громкие — тихие), тембра и различного качества (музыкальные звуки, речь, шумы). Высота звука зависит от частоты колебания звуковых волн, сила звука определяется амплитудой их колебаний, а тембр — формой колебания звуковых волн.
В реальных условиях деятельности человеку приходится воспринимать звуковые сигналы на том или ином фоне. При этом фон может маскировать полезный сигнал, что, естественно, затрудняет его обнаружение.
Различают музыкальные звуки и шумы. Музыкальные звуки — пение и звуки различных музыкальных инструментов. Шумы — это, например, звук мотора, шум дождя, грохот поезда и т.п.
В звуках речи сочетаются музыкальные звуки (гласные) и шумы (согласные). Слух к различению звуков речи определяется как фонематический. Он формируется прижизненно, в процессе общения в зависимости от речевой среды, в которой воспитывается ребенок. Овладение иностранным языком предлагает выработку системы фонематического слуха, для чего необходима система упражнений. Музыкальный слух не в меньшей мере социален, чем речевой. Он воспитывается и формируется так же, как и речевой.
Основными количественными характеристиками слухового анализатора являются абсолютный и дифференциальный пороги. Нижний абсолютный порог соответствует интенсивности звука в децибелах, обнаруживаемого испытуемым с вероятностью 0,5; верхний порог — интенсивность, при которой возникают различные болевые ощущения (щекотание, покалывание, головокружение и т. д.). Между ними расположена область восприятия речи
Оценка громкости и высоты очень коротких звуков затруднена. При длительности синусоидального тона 2—3 мс человек лишь отмечает его наличие, но не может определить его качество. Любой звук оценивается только как «щелчок». С увеличением длительности звука слуховое ощущение постепенно проясняется: человек начинает различать высоту и громкость. Минимальное время, необходимое для отчетливого ощущения высоты тона, равно примерно 50 мс.
Акустический анализатор обеспечивает также отражение и положения источника звука в пространстве: его расстояние и направление относительно субъекта.
С возрастом звуковая чувствительность понижается. Так, для четкого восприятия речи в 30 лет необходима громкость в 40 дБ, а для восприятия речи в 70 лет ее громкость должна быть не менее 65 дБ. Верхний порог звуковой чувствительности (по громкости) — 130 дБ, оптимальный уровень — 40—50 дБ.
Шум свыше 90 дБ вреден для человека. Опасны внезапные громкие звуки, бьющие по вегетативной нервной системе и ведущие к резкому сужению просвета кровеносных сосудов, учащению сердцебиения и повышению в крови андреналина.
Обонятельные и вкусовые ощущения
Обонятельные ощущения являются отражением запахов. Они возникают вследствие проникновения частиц пахучих веществ, распространяющихся в воздухе, в верхнюю часть носоглотки, где они воздействуют на периферические окончания обонятельного анализатора, заложенные в слизистой оболочке носа. Обоняние обеспечивает человека информацией о наличии в воздухе различных химических веществ.
У современного человека обонятельный анализатор развит хуже, чем у отдаленных его предков, поскольку у здорового человека ориентировочную функцию выполняют прежде всего зрение и слух. Так, например, чувствительность к запахам у собак больше, чем у людей, примерно в 1000 раз.
Вкусовые ощущения входят в группу контактных ощущений. Вкусовые ощущения являются отражением некоторых химических свойств вкусовых веществ, растворенных в воде или слюне. Основные вкусовые качества — это кислость, соленость, сладость и горечь. Вероятно, все другие вкусовые ощущения вызываются сочетанием этих четырех качеств. Вкусовые ощущения играют важную роль в процессе питания при различении разных видов пищи и ее вкусовых качеств.
Кожные, тактильные и болевые ощущения
Кожные, тактильные и болевые ощущения образуются при контактном взаимодействии с предметами.
В кожных покровах имеется несколько анализаторных систем: тактильная, температурная, болевая.
Тактильные ощущения — это ощущения прикосновения. Система тактильной чувствительности неравномерно распределена по всему телу. Более всего скопление тактильных клеток наблюдается на ладонях, кончиках пальцев и губах.
Температурные ощущения возникают как ощущения холода и тепла.
Если прикоснуться к поверхности тела, а затем надавить на него, то давление может вызвать болевое ощущение. При этом может возникнуть колющая, режущая или жгучая боль. Болевая чувствительность имеет важное биологическое значение, поскольку сигнализирует о возможной физической опасности.
Таким образом, тактильная чувствительность дает знания о качествах предмета, а болевые ощущения сигнализируют организму о необходимости отдалиться от раздражителя.
Осязание
Кожные ощущения руки, объединяясь с мышечно-суставной чувствительностью, образуют осязание. Осязание — специфическая для человека, выработавшаяся в процессе труда система познавательной деятельности руки, которая дает возможность более детального изучения предмета. Благодаря осязанию рука может отражать форму, пространственное расположение предметов, а также их фактуру. В этом осязание (по определению И.М. Сеченова) является чувством, параллельным зрению. Благодаря осязанию мы получаем знания о предметах, с которыми установлен контакт, а также об их поверхности: гладкая, шероховатая, липкая, жидкая, мягкая, твердая.
При детальном изучении взаимодействия ощущений, образующих осязание, были получены интересные экспериментальные данные (рис. 11): рисунки испытуемого выполнены на основе осязания без зрительного восприятия фигуры и сделаны им после первичного (а) и повторного (6) ощупывания шахматной фигуры как экспериментального объекта.
Благодаря осязанию испытуемый достаточно точно нарисовал объект ощупывания, причем повторное ощупывание позволило внести определенные уточнения по приближению рисунка к реальной шахматной фигуре.