Как работают органы чувств человека

Человек получает информацию о мире не только благодаря тому, что видит и слышит. Этому способствуют также вкус, запах, реакции на холод и тепло, ощущения прикосновения и многое другое. В конечном итоге наш мозг превращает эти сигналы в единую картину мира, который нас окружает.

«Бери и Делай» простыми словами объясняет, как устроена работа органов чувств и чем они способны вас удивить.

Что такое органы чувств

Человеческое тело получает информацию о мире благодаря работе органов чувств. Это, в первую очередь, глаза, уши, нос, язык и кожа. Они связаны с нервной системой человека, которая обрабатывает приобретенные данные.

Как этим органам удается собирать сведения? Для этого они полагаются на особые клетки и ткани, которые обеспечивают превращение стимулов внешней или внутренней среды в сигналы. Затем эти сигналы по нервам направляются в мозг, который распознает их, к примеру, как изображение, звук, запах, вкус или прикосновение. У каждого органа свои особенности работы.

Глаза преобразуют свет в картинку, которую затем распознает мозг

Свет, отраженный от объекта, попадает внутрь глаза. Там лучи света преломляет роговица — выпуклая прозрачная часть глазного яблока. Затем лучи проходят сквозь зрачок, который может сжиматься и расширяться, регулируя количество пропускаемого света.

Далее свет падает на хрусталик, который дополнительно преломляет его, чтобы сфокусировать лучи на сетчатке. На ней расположены светочувствительные клетки-фоторецепторы — палочки и колбочки, которые превращают свет в электрический импульс. Через оптический нерв этот импульс попадает в ту часть головного мозга, которая называется зрительной корой. Именно она отвечает за превращение импульса в изображение, которое в итоге мы видим.

Кстати, картинка на сетчатке отражается в перевернутом виде, а мозг возвращает ее в первоначальную позицию. Если вы наденете специальные очки, которые переворачивают изображение, то уже через несколько дней мозг снова перевернет его, чтобы вы могли видеть привычным образом. После снятия очков мозгу понадобится около суток, чтобы вернуть картинку в исходное положение.

Наш глаз видит излучение в диапазоне от ~ 400 до 750 нанометров, благодаря чему мы различаем цвета от фиолетового до красного. В целом мы распознаем миллионы оттенков, кто-то больше, а кто-то меньше.

Но видим мы далеко не все, что нас окружает. Возможности глаза ограничены. Если рассматривать все электромагнитное излучение, наш глаз воспринимает довольно узкий диапазон. Взгляните на картинку выше: там показано, что находится вне зоны нашего видения:

1. Радиоволны.
2. Микроволны.
3. Инфракрасное излучение.
4. Ультрафиолет.
5. Рентген.
6. Гамма-излучение.

Кстати, собаки и кошки, кажется, способны видеть в ультрафиолетовом спектре. Зато человек ощущает его: кожа реагирует на ультрафиолет, в результате чего появляется загар. Мы также не различаем инфракрасное излучение, но чувствуем его тепло.

С помощью косточек и жидкости звуковые волны в ухе превращаются в звуковые сигналы

Звуки, которые мы слышим, достигают нашего уха в виде звуковых волн. Ушная раковина улавливает их и направляет в слуховой проход к барабанной перепонке. Звуковая волна ударяется о барабанную перепонку, создавая колебания, которые передаются слуховым косточкам. Те усиливают колебания и направляют их к внутреннему уху, где располагаются костный спиральный канал (улитка) и полукружные каналы, заполненные жидкостью. Колебания, создаваемые косточками, улавливаются особыми клетками благодаря волоскам. Затем активируются нервные рецепторы, которые через особый нерв посылают сигналы в головной мозг, чтобы тот интерпретировал их как те или иные звуки.

Ухо обычного человека способно слышать звук в ограниченном диапазоне частот — от 20 Гц до 20 кГц.

• Звук ниже этого диапазона называют инфразвуком, на нем общаются между собой слоны.
• Звук выше указанного диапазона называют ультразвуком. Его способны распознавать и издавать летучие мыши, чтобы ориентироваться в пространстве.

Мы не слышим, о чем «говорят» слоны или летучие мыши, но можем регистрировать их звуки благодаря приборам. Кроме того, чувствительность ушей у разных людей различается. Проверить, в каком диапазоне слышит ваше ухо, можно, включив этот ролик.

Карты языка не существует: вкусовые рецепторы везде работают одинаково

Язык тоже собирает для мозга информацию о мире. На поверхности языка располагаются маленькие бугорки, или сосочки. Когда мы едим или пьем что-то, химические вещества из пищи и напитков попадают внутрь сосочков. Там располагаются вкусовые луковицы со вкусовыми рецепторами. Химические вещества стимулируют клетки внутри этих рецепторов, в результате чего по нервам уходят сигналы в мозг, который распознает их как тот или иной вкус.

Кстати, раньше было популярно убеждение о том, что разные части языка отличаются чувствительностью к тому или иному вкусу. Например, сладкий и соленый ощущает кончик языка, а горький — только его средняя часть. На самом деле любая область языка одинаково фиксирует любой вкус. Нос — вот, что влияет на ощущение вкуса. Попробуйте зажать нос, и вкус любой пищи станет менее различимым и интенсивным.

Химические вещества, находящиеся в воздухе, приводят к появлению сигналов, которые мозг распознает как запахи

Ощущение запахов называется обонянием. Мы чувствуем ароматы благодаря особым рецепторам, расположенным на волосоподобных ресничках эпителия в верхней части носовой полости.

Когда мы нюхаем что-то или просто вдыхаем через нос, некоторые вещества, находящиеся в воздухе, связываются с этими рецепторами. Этот процесс запускает сигналы, которые по нервам направляются к обонятельным луковицам. Они различают разные запахи, могут повышать чувствительность к запаху или, наоборот, понижать, чтобы отфильтровать фоновые ароматы. Из луковиц сигналы по нервам двигаются в мозг, который их распознает как тот или иной запах.

Кстати, если глаз различает миллионы оттенков цветов, то нос способен определять триллион запахов.

Особые рецепторы, расположенные в коже, распознают разные ощущения и транслируют их в виде сигналов в мозг

Кожа состоит из трех слоев ткани: наружного слоя (или эпидермиса), дермы и гиподермы. Особые рецепторы кожи, расположенные в этих тканях, распознают ощущения и передают по нервам сигналы в мозг. В зависимости от размещения и наличия того или иного типа рецепторов разные части тела обладают разной чувствительностью. Благодаря этим рецепторам человеческая кожа не только ощущает прикосновения, но и различает вибрацию, боль, зуд и щекотание.

Кстати, не только кожа, но и волосы, растущие на ней, являются сенсорными рецепторами. Они реагируют на прикосновения благодаря нервным волокнам, которые расположены в волосяном фолликуле.

Получается, что многое из того, что происходит вокруг нас, мы не видим, не слышим и даже не замечаем

Если полагаться только на органы чувств, то наше восприятие мира будет ограниченным. И многое из того, что происходит вокруг, мы даже не заметим.

Но развитие науки и технологий помогает исправить эту несправедливость. В первую очередь этому способствует создание приборов, позволяющих нам расширить возможности наблюдения за миром. Например, с помощью микроскопа можно увидеть мельчайшие объекты, незаметные невооруженным глазом. А очки для ночного видения наделяют человека способностью обнаружить объекты, испускающие инфракрасное излучение, даже если вокруг полная тьма.