Связь между зрительно воспринимаемой длиной волны и субъективным ощущением цвета

Обоняние – вид чувствительности, порождающий специфические ощущения запаха. Это одно из наиболее древних и жизненно важных ощущений. Анатомически орган обоняния расположен у большинства живых существ в наиболее выгодном месте – впереди, в выдающейся части тела. Путь от рецепторов обоняния до тех мозговых структур, где принимаются и перерабатываются получаемые от них импульсы, наиболее короткий. Нервные волокна, отходящие от обонятельных рецепторов, непосредственно без промежуточных переключений попадают в головной мозг.

Часть мозга, которая называется обонятельной также является наиболее древней; чем на более низкой ступени эволюционной лестницы стоит живое существо, тем большее пространство в массе головного мозга она занимает. У рыб, например, обонятельный мозг охватывает практически всю поверхность полушарий, у собак – около одной ее трети, у человека его относительная доля в объеме всех мозговых структур равна примерно одной двадцатой части. Указанные различия соответствуют развитости других органов чувств и тому значению, которое данный вид ощущений имеет для живых существ. Для некоторых видов животных значение обоняния выходит за пределы восприятия запахов. У насекомых и высших обезьян обоняние также служит средством внутривидового общения.

Во многих отношениях обоняние - самое таинственное. Многие замечали, что хотя запах и помогает воскресить в памяти какое-либо событие, почти невозможно вспомнить сам запах, подоб­но тому, как мы мысленно восстанавливаем образ или звук. Запах потому так хорошо служит памяти, что механизм обоняния тесно связан с той частью мозга, которая управляет памятью и эмоция­ми, хотя мы и не знаем точно, как устроена и действует эта связь.

Вкусовыеощущения имеют четыре основные модальности: сладкое, соленое, кислое и горькое. Все остальные ощущения вкуса представляют собой разнообразные сочетания этих четырех основных. Модальность – качественная характеристика ощущений, возникающих под действием определенных раздражителей и отражающих свойства объективной реальности в специфически закодированной форме.

Обоняние и вкус называют химическими чувствами, потому что их рецепторы реагируют на молекулярные сигналы. Когда мо­лекулы, растворенные в жидкости, например в слюне, возбуждают рецепторы вкусовых почек языка, мы ощущаем вкус. Когда моле­кулы, витающие в воздухе, попадают на обонятельные рецепторы в носу, мы чувствуем запах. Хотя у человека и большинства жи­вотных вкус и обоняние, развившись из общего химического чув­ства, стали независимыми, они остаются связанными между со­бой. В некоторых случаях, например, вдыхая запах хлороформа, нам ка­жется, что мы ощущаем его запах, но на самом деле это вкус.

С другой стороны, то, что мы называем вкусом вещества, нередко оказывается его запахом. Если вы закроете глаза и зажмете нос, то возможно не сможете отличить картошку от яблока или вино от кофе. Зажав нос, вы на 80 процентов лишитесь возможности ощущать ароматы большинства пищевых продуктов. Именно поэтому люди, у которых не дышит нос (насморк) плохо ощущают вкус пищи.

Хотя наш обонятельный аппарат удивительно чувствителен, человек и другие приматы чувствуют запахи гораздо хуже боль­шинства других видов животных. Некоторые ученые предполага­ют, что наши далекие предки потеряли остроту обоняния тогда, когда залезли на деревья. Поскольку острота зрения в тот период бы­ла важнее, баланс между различными видами чувств нарушился. В ходе этого процесса изменилась форма носа и уменьшился размер органа обоняния. Оно стало менее тонким и не восстано­вилось даже тогда, когда предки человека спустились с деревьев.

Тем не менее, у многих видов животных обоняние по-прежнему остается одним из основных средств коммуникации. Вероятно и для человека запахи более важны, чем предполагалось до сих пор.

Обычно люди различают друг друга, полагаясь на зри­тельное восприятие. Но иногда и обоняние здесь игра­ет роль. М. Рассел, психолог из Калифорнийского универси­тета, доказал, что младенцы могут узнавать мать по запаху. Шесть из десяти шестинедельных младенцев улыбались, чувствуя запах матери, и не реагировали либо начинали плакать, когда чувствовали запах другой женщины. Другой опыт доказал, что и родители могут узнавать своих детей по запаху.

Вещества имеют запах только в том случае, если они летучи, то есть легко переходят из твердого или жидкого состояния в газо­образное. Впрочем, сила запаха не определяется одной летучестью: некоторые менее летучие вещества, например содер­жащиеся в перце, пахнут сильнее, чем более летучие, например, спирт. Соль и сахар почти не имеют запаха, так как их молекулы так крепко сцеплены друг с другом электростатическими силами, что почти не испаряются.

Хотя мы очень хорошо обнаруживаем запахи, мы плохо распознаем их при отсутствии зрительной под­сказки. Например, запахи ананаса или шоколада казалось бы ярко выражены, и тем не менее, если человек не видит источника запаха, то как правило точно определить его не может. Он мо­жет сказать, что запах ему знаком, что это запах чего-то съедобного, но назвать его происхождение большинство людей в такой ситуации не могут. Таково свойство нашего механизма восприятия.

Заболевания верхних дыхательных путей, приступы аллергии могут блокировать носовые пути или притупить остроту рецепто­ров обоняния. Но бывает и хроническая потеря обоняния, так на­зываемая аносмия.

Даже люди, нежалующиеся на обоняние, могут не чувство­вать некоторых запахов. Так, Дж. Эмур из Калифорнийского университета обнаружил, что 47% населения не чувствуют запаха гормона андростерона, 36% - не ощущают запаха солода, 12% - мускуса. Такие особенности восприятия передаются по наследст­ву, и изучение обоняния у близнецов подтверждает это.

Несмотря на все недостатки нашей обонятельной системы нос человека, как правило, лучше обнаруживает присутствие запаха, чем любой прибор. Все же приборы бывают необхо­димы для точного определения состава запаха. Для анализа компонентов запаха обычно применяют газовые хроматографы и масс-спектрографы. Хроматограф выделяет компоненты запаха, которые затем поступают в масс-спектрограф, где определяется их химическое строение.

Иногда обоняние человека используют в ком­бинации с прибором. Например, изготовители парфюмерии и ду­шистых пищевых добавок для того чтобы воспроизвести, например, аромат свежей земляники, с помощью хроматографа расщепляют его на сто с лишним компонентов. Опытный дегустатор запахов вдыхает инертный газ с этими компонентами, поочередно выходя­щими из хроматографа, и определяет три-четыре основных, наибо­лее заметных человеку компонента. Эти вещества затем мож­но синтезировать и, смешав в соответствующей пропорции, полу­чить естественный аромат.

Древняя восточная медицина использовала запахи для диагностики. Часто врачи, не имея сложных приборов и химических тестов для того чтобы поставить диагноз, полагались на собственное обоняние. В старинной медицинской литературе имеются све­дения о том, например, что запах, источаемый больным тифом, похож на аромат свежеиспеченного черного хлеба, а от больных золотухой (формой туберкулеза) исходит запах прокисшего пива.

Сегодня медики заново открывают ценность запаховой диагности­ки. Так обнаружено, что специфический запах слюны говорит о заболевании десен. Некоторые врачи экспериментируют с ката­логами запахов - листочками бумаги, пропитанными различными соединениями, запах которых характерен для той или иной болез­ни. Запах листочков сравнивают с запахом, исходящим от пациента.

В некото­рых медицинских центрах имеются специальные установки для изучения запахов болезней. Больного помещают в цилиндриче­скую камеру, через которую пропускается поток воздуха. На вы­ходе воздух анализируется газовыми хроматографами и масс-спектрографами. Изучаются возможности использования такой установки как инструмента для диагностики ряда заболеваний, особенно заболеваний, связанных с нарушением обмена веществ.

Запах и обоняние - явления гораздо более сложные и влияю­щие на нашу жизнь в большей степени, чем мы полагали до недав­них пор, и думается, что ученые, занимающиеся кругом этим проблем, стоят на пороге многих поразительных открытий.

Зрительные ощущения– вид ощущений, вызываемых воздействием на зрительную систему электромагнитных волн в диапазоне от 380 до 780 миллиардных долей метра. Данный диапазон занимает лишь часть электромагнитного спектра. Волны, находящиеся внутри этого диапазона и различающиеся по длине, порождают ощущения различного цвета. В приведенной ниже таблице представлены данные, отражающие зависимость ощущений цвета от длины электромагнитных волн. (В таблице представлены данные, разработанные Р.С. Немовым).

Аппаратом зрения является глаз. Световые волны, отраженные предметом, преломляются, проходя через хрусталик глаза, и формируются на сетчатке в виде изображения – образа. Выражение: “Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать”, – говорит о наибольшей предметности зрительного ощущения. Зрительные ощущения делятся на:

- ахроматические, отражающие переход от тьмы к свету (от черного к белому) через массу оттенков серого цвета;

- хроматические, отражающие цветовую гамму с многочисленными оттенками и переходами цветов – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

Эмоциональное воздействие цвета связано с его физиологическим, психологическим и социальным смыслом.

Слуховые ощущенияявляются результатом механического воздействия на рецепторы звуковых волн с частотой колебаний от 16 до 20000 Гц. Герц – это физическая единица, посредством которой оценивается частота колебания воздуха в секунду, численно равная одному колебанию, совершаемому за секунду. Колебания давления воздуха, следующие с определенной частотой и характеризующиеся периодическими появлениями областей высокого и низкого давления, воспринимаются нами как звуки определенной высоты и громкости. Чем больше частота колебаний давления воздуха, тем выше воспринимаемый нами звук.

Различают три вида звуковых ощущений:

- шумы и другие звуки, (возникающие в природе и в искусственной среде);

- речевые, (связанные с общением и средствами массовой коммуникации);

- музыкальные (искусственно создаваемые человеком для искусственных переживаний).

В этих видах ощущений слуховой анализатор выделяет четыре качества звука:

- сила (громкость, оценивается в децибеллах);

- высота (высокая и низкая частота колебаний в единицу времени);

- тембр (своеобразие окраски звука – речевого и музыкального);

- длительность (время звучания плюс темпо-ритмический узор).

Известно, что новорожденный уже с первых часов способен распознавать отчетливые звуки разной интенсивности. Он даже может отличить голос своей матери от других голосов, произносящих его имя. Развитие этой способности начинается еще в период внутриутробной жизни (слух, также как и зрение функционирует уже у семимесячного плода).

В процессе развития человечества развились и органы чувств, а также функциональное место различных ощущений в жизнедеятельности людей с точки зрения их способности “доставлять” биологически значимую информацию. Так, например, оптические изображения, формирующиеся на сет­чатке глаз (ретинальные изображения), представляют собой световые узоры, которые важны лишь постольку, поскольку могут быть использованы для узнавания неоптических свойств вещей. Изображе­ние нельзя съесть, как не может есть и оно само; био­логически изображения несущественны.

Этого нельзя сказать обо всей сенсорной информации вообще. Ведь чувства вкуса и прикосновения прямо передают биоло­гически важную информацию: предмет твердый или горячий, съедобный или несъедобный. Эти чувства дают мозгу сведения, необходимые для сохра­нения жизни; к тому же значимость такой информации не зависит от того, что представляет собой данный объект как целое.

Эта информация важна и помимо опознания объектов. Появляется ли в руке ощущение ожога от пламени спички, от раскаленного утюга или от струи кипятка, разница невелика - рука во всех случаях отдергива­ется. Главное – появляется ощущение ожога; именно это ощущение передается непосредст­венно, природа же объекта может быть установлена позднее. Реакции такого рода примитивны, субперцеп­тивны; это реакции на физические условия, а не на сам объект. Опознание объекта и реагирование на его скры­тые свойства появляются гораздо позже.

В процессе биологической эволюции первыми, по-видимому, возникли чувства, обеспечивающие реакцию именно на такие физические условия, которые непосредственно необходимы для сохранения жизни. Осязание, вкус и восприятие изменения температуры должны были возникнуть раньше зрения, так как для того, чтобы воспринять зрительные образы, их нужно истолковать, - только так они могут быть связаны с миром предметов.

Необходимость истолкования требует наличия сложной нервной системы (своего рода “мыслителя”), поскольку поведение руководствуется скорее догадкой о том, что представляют собой объекты, чем прямой сенсорной информацией о них. Возникает вопрос: предшество­вало ли появление глаза развитию мозга или наоборот? В самом деле - зачем нужен глаз, если нет мозга, способного интерпретировать зрительную информацию? Но, с другой стороны, зачем нужен мозг, умеющий это делать, если нет глаз, способных “питать” мозг соответст­вующей информацией?

Не исключено, что развитие шло по пути преобразо­вания примитивной нервной системы, реагирующей на прикосновение, в зрительную систему, обслуживающую примитивные глаза, поскольку кожный покров был чувствителен не только к прикосновению, но и к свету. Зрение развилось, вероятно, из реакции на движущиеся по поверхности кожи тени - сигнал близкой опасности. Лишь позднее, с возникновением оптической системы, способной формировать изображение в глазу, появилось опознание объектов.

По-видимому, развитие зрения прошло несколько стадий: сначала концентрировались светочувствительные клетки, рассеянные до этого по поверхности кожи, затем образовались “глазные бока­лы”, дно которых было устлано светочувствительными клетками. “Бокалы” постепенно углублялись, вследствие чего возрастала контрастность теней, падающих на дно “бокала”, стенки которого все лучше защищали светочувствительное дно от косых лучей света.

Хруста­лик же, по-видимому, сначала представлял собой прос­то прозрачное окно, которое защищало “глазной бокал” от засорения частицами, плавающими в морской воде – тогда это была постоянная среда обитания живых существ. Эти защитные окна постепенно утолщались в центре, поскольку это давало количественный положительный эффект - увеличивало интенсивность освещения све­точувствительных клеток, а затем произошел качест­венный скачок - центральное утолщение окна привело к возникновению изображения; так появился настоящий “образотворческий” глаз. Древняя нервная система - анализатор прикосновений - получила в свое распоря­жение упорядоченный узор световых пятен.

Осязание может передавать сигналы о форме пред­мета двумя совершенно различными способами. Когда предмет находится в контакте с обширной поверхно­стью кожи, сигналы о форме предмета поступают в центральную нервную систему через множество кож­ных рецепторов одновременно по множеству параллель­ных нервных волокон. Но сигналы, характеризующие форму, могут передаваться и одним пальцем (или иным зондом), который исследует формы, передвигаясь по ним в течение некоторого времени. Движущийся зонд может передать сигналы не только о двумерных формах, с которыми он находится в непосредственном контакте, но и о трехмерных телах.

Восприятие тактильных ощущений неопосредова­но - это прямой способ исследования, и радиус его применения ограничен необходимостью тесного кон­такта. Но это значит, что если прикосновение “опознает врага” - выбирать тактику поведения уже некогда. Необхо­димо немедленное действие, которое именно поэтому не может быть ни утонченным, ни спланиро­ванным.

Глаза же проникают в будущее, потому что сигнализируют об удаленных предметах. Очень вероят­но, что мозг - каким мы его знаем - не мог бы раз­виться без притока информации об отдаленных объек­тах, информации, поставляемой другими органами чувств, особенно зрением. Можно без преувеличения сказать, что глаза “освободили” нервную систему от “тирании” рефлексов, позволив перейти от реактивного поведения к поведению планируемому, а в конечном счете и к абстрактному мышлению.

Ощущения – это форма отражения адекватных раздражителей. Так, адекватным возбудителем зрительного ощущения является электромагнитное излучение, характеризующееся длинами волн в диапазоне от 380 до 780 миллимикронов, которые трансформируются в зрительном анализаторе в нервный процесс, порождающий зрительное ощущение. Возбудимость – свойство живой материи приходить в состояние возбуждения под влиянием раздражителей и сохранять его следы в течение некоторого времени.

Слуховые ощущения - результат отражения звуковых волн, воздействующих на рецепторы. Тактильные ощущения вызываются действием механических раздражителей на поверхность кожи. Вибрационные, приобретающие особое значение для глухих, вызываются вибрацией предметов. Свои специфические раздражители имеют и другие ощущения (температурные, обонятельные, вкусовые). Однако различные виды ощущений характеризуются не только специфичностью, но и общими для них свойствами. К таким свойствам относятся: пространственная локализация – отображение места раздражителя в пространстве. Так, например, контактные ощущения (тактильные, болевые, вкусовые) соотносятся с той частью тела, на которую воздействует раздражитель. При этом локализация болевых ощущений бывает более “разлитой” и менее точной, чем тактильных. Пространственный порог– минимальный размер едва ощутимого раздражителя, а также минимальное расстояние между раздражителями, когда это расстояние еще ощущается.

Интенсивность ощущения – количественная характеристика, отражающая субъективную величину ощущения и определяющаяся силой действия раздражителя и функциональным состоянием анализатора.

Эмоциональный тон ощущений – качество ощущения, проявляющееся в его способности вызывать те или иные положительные или отрицательные эмоции.

Скорость ощущения (или временной порог) – минимальное время, необходимое для отражения внешнего воздействия.

Дифференцированность, тонкость ощущений – показатель различительной чувствительности, способность к различению двух или нескольких раздражителей.

Адекватность, точность ощущения – соответствие возникшего ощущения особенностям раздражителя.

Качество (ощущения данной модальности)– это основная особенность данного ощущения, отличающая его от других видов ощущения и варьирующая в пределах данного вида ощущения (данной модальности). Так, слуховые ощущения отличаются по высоте, тембру, громкости; зрительные - по насыщенности, цветовому тону и т.п. Качественное многообразие ощущений отражает бесконечное многообразие форм движения материи.

Устойчивость уровня чувствительности – длительность сохранения требуемой интенсивности ощущений.

Длительность ощущения– его временная характеристика. Она также определяется функциональным состоянием органа чувств, но главным образом временем действия раздражителя и его интенсивностью. Латентный период для различных видов ощущений неодинаков: для тактильных ощущений, например, он составляет 130 миллисекунд, для болевых - 370 миллисекунд. Вкусовое же ощущение возникает спустя 50 миллисекунд после нанесения на поверхность языка химического раздражителя.

Подобно тому как ощущение не возникает одновременно с началом действия раздражителя, оно и не исчезает одновременно с прекращением последнего. Эта инерция ощущений проявляется в так называемом последействии.

Зрительное ощущение обладает некоторой инерцией и исчезает не сразу после того, как перестает действовать вызвавший его раздражитель. След от раздражителя остается в виде последовательного образа. Различают положительные и отрицательные последовательные образы. Положительный последовательный образ по светлоте и цветности соответствует первоначальному раздражению. На инерции зрения, на сохранении зрительного впечатления в течение некоторого периода времени в виде положительного последовательного образа основан принцип кинематографа. Последовательный образ изменяется во времени, при этом положительный образ заменяется отрицательным. При цветных источниках света происходит переход последовательного образа в дополнительный цвет.

И. Гете в “Очерке учения о цвете” писал: “Когда я однажды под вечер зашел в гостиницу и в комнату ко мне вошла рослая девушка с ослепительно белым лицом, черными волосами и в ярко-красном корсаже, я пристально посмотрел на нее, стоявшую в полусумраке на некотором расстоянии от меня. После того, как она оттуда ушла, я увидел на противоположной от меня светлой стене черное лицо, окруженное светлым сиянием, одежда же вполне ясной фигуры казалась мне прекрасного зеленого цвета морской волны”.

Появление последовательных образов можно объяснить научно. Как известно, в сетчатке глаза предполагается наличие цветоощущающих элементов трех видов. В процессе раздражения они утомляются и становятся менее чувствительными. Когда мы смотрим на красный цвет, соответствующие ему приемники утомляются сильнее, чем другие, поэтому, когда на тот же участок сетчатки затем падает белый свет, остальные два вида приемников сохраняют большую восприимчивость и мы видим сине-зеленый цвет.

Слуховые ощущения, аналогично зрительным, тоже могут сопровождаться последовательными образами. Наиболее сравнимое явление при этом “звон в ушах”, т.е. неприятное ощущение, которым часто сопровождается воздействие оглушающих звуков. После действия на слуховой анализатор в течение нескольких секунд ряда коротких звуковых импульсов они начинают восприниматься слитно или приглушенно. Это явление наблюдается после прекращения действия звукового импульса и продолжается в течение нескольких секунд в зависимости от интенсивности и длительности импульса.

Подобное явление имеет место и в других анализаторах. Например, температурные, болевые и вкусовые ощущения также продолжаются некоторое время после действия раздражителя.

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 543; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!