Теории цветового зрения. Цветоаномалии

Для объяснения цветового зрения, истинная природа которого экспериментально изучена плохо, имеется несколько теорий. Основными являются теория Юнга-Гельмгольца и теория Э.Геринга.

Согласно теории Юнга-Гельмгольца, зрительное ощущение возникает вследствие некоторого фотохимического процесса, выражающегося в распаде трех гипотетических светочувствительных веществ, каждое из которых обладает своим спектром поглощения. Распад молекул освобождает ионы, которые при известных условиях стимулируют нервное возбуждение.

Гельмгольц допускает существование в зрительном аппарате трех типов нервных волокон. Отдельные возбуждения этих волокон дают ощущения максимально насыщенных красного, зеленого и фиолетового цветов. Обычно свет действует не на одно, а на все три нервных волокна. Различию нервных волокон соответствует различие в мозговых центрах и различие в воспринимающих аппаратах. В случае палочкового зрения возникает фотохимический процесс выцветания зрительного пурпура. В случае колбочкового зрения предполагается, что возникает аналогичный процесс, хотя экспериментально существование трех светочувствительных веществ еще не установлено. Каждый монохроматический цвет возбуждает два или большей частью три цветочувствительных вещества.

Ощущение красного цвета вызывается возбуждением красного и отчасти зеленого вещества и т.д. Чем сильнее возбуждение одного из цветочувствительных веществ по отношению к возбуждению двух других цветочувствительных веществ, тем сильнее насыщенность цвета. Чем слабее различие по интенсивности между всеми тремя возбуждениями, тем менее насыщенным является цвет. При уменьшении интенсивности всех трех возбуждений уменьшается светлота цвета. При каждом изменении в соотношениях интенсивности возбуждения цветочувствительных веществ возникает новое качество ощущения. Благодаря этому при наличии всего трех основных возбуждений человеческий глаз различает несколько сот тысяч цветов, отличающихся по цветному тону, светлоте и насыщенности. Ощущение черного цвета возникает, когда ни одно из цветоощущающих веществ не возбуждается вовсе.

Дополнительными являются цвета, которые при своем смешении вызывают равное возбуждение всех трех веществ, т.е. вызывают ощущение белого цвета.

При утомлении глаза каким-либо цветом изменяются соответствия в силе каждого из трех процессов, вызывающих ощущение цвета. Благодаря этому изменяется чувствительность глаза к световым волнам различной длины. Этим, по теории Юнга-Гельмгольца, объясняется явление адаптации и последовательного контраста.

Э.Геринг предложил другую теорию цветоощущения. Он считает, что в глазу имеются три цветочувствительных вещества – бело-черное, красно-зеленое и желто-синее. Диссоциация веществ вызывает ощущения белого, красного и желтого, а ассимиляция вызывает ощущения черного, зеленого и синего.

Помимо теорий Юнга-Гельмгольца и Геринга существуют еще и другие многоступенные теории зрения, построенные на учете не только периферических, но и центральных процессов. По Г.Э.Мюллеру, существуют первичные процессы Р₁, Р₂ и Р₃. Первичные процессы соответствуют трем основным возбуждениям теории Гельмгольца. Вторичные хроматические процессы имеют промежуточный характер и протекают также в сетчатой оболочке глаза, причем эти вторичные процессы, в соответствии с теорией Геринга, попарно связаны между собой. Центральных возбуждений, по Мюллеру, шесть: красное, желтое, зеленое, синее, белое и черное. Аналогичную схему предлагает также и Т.Шьелдерупп-Эббе.

Согласно теории X.Лэдд-Франклин, на первой стадии филогенетического развития зрение было ахроматическим, затем произошла дифференциация и зрение стало дихроматическим, т.е. наш глаз стал различать синие и желтые цвета. На последней, третьей, стадии развития дихроматическое зрение сделалось трихроматическим, т.е. глаз стал различать вместо желтого два цвета – красный и зеленый. С этой точки зрения, явление цветослепоты есть возврат ко второй стадии развития глаза, когда орган зрения был дихроматическим.

Как показали опыты Л.А.Шварц, предварительное слабое раздражение глаза тем или иным цветом может повлечь за собой повышение чувствительности к другому цвету в 2-3 раза на срок до получаса. Ею было установлено, что подобная сенсибилизация имеет место только для дополнительных цветов: красный – зеленый и желтый – синий, причем красный и желтый цвета оказывают значительно более сильное сенсибилизирующее действие, чем зеленый и синий. Сенсибилизация имеет место и при воздействии красным и желтым цветом на другой глаз и при мысленном воспроизведении этих цветов, в то время как зеленый и синий такого эффекта не дают. Это, по-видимому, связано с различной локализацией цветов и филогенетическим возрастом соответствующих участков мозга.

Органы слуха и их эволюция

Слух – способность воспринимать звуки и ориентироваться по ним в окружающей среде при помощи слухового анализатора. Отражение процессов окружающего мира в слуховой системе происходит в форме звукового образа, в котором можно выделить три параметра: громкость, которая соотносится с интенсивностью звукового раздражителя; высоту, соответствующей частоте, и тембр, или „окраска“ (для сложных звуков), который соответствует структуре звукового спектра.

Первоначальными жизненно важными стимулами, формировавшими слух, были звуки и шумы живой и неживой природы. Для человека особой формой формирования слуховой функции является членораздельная речь. Так же имеется ряд культурных звуков, например музыкальные звуки, которые привели к формированию особых параметров слуха. Инфразвуки, ультразвуки остались за рамками человеческого слуха. Основная особенность звука – отражение внешнего мира в форме адекватного образа (слухового).

Устройство и функции слухового анализатора

Слуховой анализатор состоит из наружного, среднего и внутреннего уха, слухового нерва, подкорковых релейных центров и корковых отделов. Чувствительные нервные окончания расположены во внутреннем ухе (улитка со слуховой мембраной и чувствующими волосками). Внешнее ушко собирает звуковые колебания, а механизм среднего уха передает их улитке.

Различают три вида слуховых ощущений: речевые, музыкальные и шумы. В этих видах ощущений звуковой анализатор выделяет четыре качества звука: силу (громкий – слабый), высоту (высокий – низкий), тембр (своеобразие голоса или музыкального инструмента), длительность (время звучания) и темпоритмический узор последовательно воспринимаемых звуков.

Слух к различению речи называют фонематическим. Он формируется прижизненно в зависимости от речевой среды, в которой воспитывается ребенок.

Музыкальных слух не меньше социален, чем речевой.

Третий вид звуковых ощущений – шумы (шорохи) – менее социален и значим для человека. Шумы могут вызывать определенный эмоциональный настрой, иногда служат сигналом опасности.

Локализация звука

Способность определять направление, из которого исходит звук, обусловлена бинауральным характером нашего слуха, т.е. тем, что мы воспринимаем звук двумя ушами. Локализацию звука в пространстве обозначают поэтому как бинауральный эффект. Люди, глухие на одно ухо, лишь с большим трудом определяют направление звука и вынуждены прибегать для этой цели к вращению головы и к различным косвенным показателям.

Теории слуховых ощущений

Согласно теории Г. Гельмгольца, основным органом слуха является улитка, функционирующая как набор резонаторов. Отдельные волокна мембраны, которые отделяются друг от друга в поперечном направлении и имеют разную длину, колеблются изолировано и воспринимают звуки разной высоты.

По теории Г. Флетчера, на звуковые волны отвечают не отдельные волосковые клетки перепонки, а лимфа улитки. При этом отмечалось, что резонансные свойства присущи всей механической системе улитки, а не только волокнам основной мембраны. Под действием определенного тона колеблются не только резонизирующие на данную частоту волокна, но и вся мембрана, а также определенная часть лимфы. Описанные теории относятся к теориям периферического анализатора.

Другую группу теорий составляют теории центрального анализатора. Согласно этим теориям (например, теории Эвальда ), звуковые колебания превращаются улиткой в синхронные волны в нерве и передаются к мозгу, где и происходит их анализ и восприятие высоты тона. Ощущению определенного тона соответствует возбуждение одной части нервных волокон; ощущению другого тона - возбуждение другой части. Анализ звуков происходит не в улитке, а в головном мозгу.

Современные представления рассматривают слуховые ощущения как результат взаимодействия всех отделов слухового анализатора – периферического (рецепторного), центрального, проводящих нервных путей.

Аудиометрические методы

Основными свойствами всякого звука являются: 1) его громкость, 2) высота и 3) тембр.

1. Громкость. Громкость зависит от силы, или амплитуды, колебаний звуковой волны. Человек может без всякой предварительной тренировки оценивать изменения громкости в некоторое (небольшое) число раз (в 2, 3, 4 раза).

2. Высота. Высота звука отражает частоту колебаний звуковой волны. Далеко не все звуки воспринимаются нашим ухом. Как ультразвуки (звуки с большой частотой), так и инфразвуки (звуки с очень медленными колебаниями) остаются вне пределов нашей слышимости.

Вибрационные ощущения

Вибрационное чувство – это чувствительность к колебаниям воздуха, вызываемым движущимся телом. Физиологический механизм вибрационной чувствительности еще не выяснен. По мнению одних исследователей, она обусловлена костями, но не кожей (М. фон Фрей и др.); другие считают вибрационную чувствительность тактильно-кожной, признавая за костями лишь резонаторно-физическую функцию (В.М.Бехтерев, Л.С.Минор и др.). Вибрационное чувство является промежуточной, переходной формой между тактильной и слуховой чувствительностью. Одни исследователи (Д.Катц и др.) включают ее в тактильную чувствительность, отличая, однако, вибрационное чувство от чувства давления; другие сближают ее со слуховой. В частности, школа Л.Е.Комендантова считает, что тактильно-вибрационная чувствительность есть одна из форм восприятия звука. При нормальном слухе она особенно не выступает, но при поражении слухового органа эта ее функция ясно проявляется. Основное положение " слуховой" теории заключается в том, что тактильное восприятие звуковой вибрации понимается как диффузная звуковая чувствительность. Представители этой теории придерживаются той точки зрения, что тактильно-вибрационная чувствительность – этап развития слуха.

Обычно при наличии слуха и прочих основных видов чувствительности вибрационные ощущения, если и участвуют в осязательных ощущениях, все же сколько-нибудь значительной самостоятельной роли не играют. Однако иногда они выступают очень отчетливо

Кожные ощущения

Кожные ощущения являются результатом действия механических и термических свойств предметов на поверхность кожи и слизистой оболочки рта и носа.

Кожные ощущения делятся на:

1. тактильные:

– ощущения прикосновения;

– ощущения давления;

– вибрационные ощущения;

2. температурные (ощущения холода и тепла);

3. кинестезические.

Кожная чувствительность подразделяется классической физиологией органов чувств на четыре различных вида. Обычно различают рецепции: боли; тепла; холода; прикосновения (и давления).

Боль. Боль является биологически очень важным защитным приспособлением. Возникая под воздействием разрушительных по своему характеру и силе раздражений, боль сигнализирует об опасности для организма.

Болевая чувствительность распределена на поверхности кожи и во внутренних органах неравномерно. Имеются участки мало чувствительные к боли и другие – значительно более чувствительные. Для болевой чувствительности характерна малая возбудимость. Адаптация для болевых импульсов наступает очень медленно.

Температурные ощущения – вид кожных ощущений, проявляющихся прежде всего в ощущениях тепла и холода и имеет большое значение для рефлекторной регуляции температуры тела.

Существуют несколько точек зрения о механизмах температурной чувствительности. Традиционная классическая физиология органов чувств (М. Фрей) рассматривает чувствительность к теплу и холоду как два разных и независимых вида чувствительности, каждый из которых имеет свои периферические рецепторные аппараты. Органами ощущения холода считаются колбы Краузе, а тепла – руффиниевы тельца. При раздражении холодовых точек неадекватным раздражителем, например, горячим острием иглы, возникает так называемое парадоксальное ощущение холода; при раздражении неадекватным раздражителем тепловых точек возникает парадоксальное ощущение тепла.

Другие исследования доказывают, что не существует фиксированных точек тепла и холода.

Существенную роль в термических ощущениях играет способность кожи быстро адаптироваться к температурным воздействиям, хотя разные участки кожи имеют неодинаковую скорость адаптации.

Прикосновение, давление (тактильные ощущения)

Ощущения прикосновения и давления тесно связаны между собой. Давление ощущается как сильное прикосновение.

Характерной особенностью ощущений прикосновения и давления (в отличие, например, от болевых ощущений) является относительно точная их локализация, которая вырабатывается в результате опыта при участии зрения и мышечного чувства. Характерной для рецепторов давления является их быстрая адаптация. В силу этого мы обычно ощущаем не столько давление как таковое, сколько изменения давления.

Чувствительность к давлению и прикосновению на различных участках кожи различна. Но эти пороги не являются раз и навсегда фиксированными величинами. Они изменяются в зависимости от различных условий.

12345678910Следующая ⇒

Поделиться: