§ 52. Орган равновесия, мышечное и кожное чувство, обонятельный и вкусовой анализаторы

Определения и обозначения

Орган равновесия — части внутреннего уха, воспринимающие положение и движения головы и помогающие сохранять равновесие. Он сообщает мозгу, наклоняется ли голова и движется ли тело. Благодаря этим сведениям человек может удерживать позу и согласовывать движения.

Мышечное чувство — восприятие положения частей тела и движений благодаря рецепторам мышц, сухожилий и суставов. Такие рецепторы сообщают мозгу об изменении напряжения и положения конечностей. Поэтому можно поднять руку или коснуться носа, не следя за движением глазами.

Обонятельный анализатор — система, которая воспринимает запахи и передаёт информацию о них в мозг. В неё входят рецепторы в носу, нервные пути и участки мозга, обрабатывающие сигнал. Обоняние помогает распознавать запахи и дополняет восприятие пищи.

Вкусовой анализатор — система, которая воспринимает растворённые в слюне вещества и позволяет различать вкусы. Вкусовые рецепторы находятся в основном в сосочках языка. Их сигналы помогают оценить пищу, но ощущение её полного вкуса зависит также от обоняния.

Как это устроено

Во внутреннем ухе расположены полукружные каналы, заполненные жидкостью, и органы с отолитами — крошечными плотными частицами. При повороте головы жидкость по инерции смещается относительно стенок каналов и изгибает волосковые клетки. Эти клетки превращают механическое воздействие в нервные импульсы, которые поступают в мозг. Поэтому полукружные каналы особенно хорошо сообщают о вращении, а не просто о неподвижном положении головы.

При наклоне головы или прямолинейном ускорении смещаются отолиты и связанный с ними слой, который воздействует на волосковые клетки. Возникшие импульсы позволяют мозгу оценивать наклон и ускорение. Мозг сопоставляет эти сведения с сигналами от зрения и рецепторов тела, чтобы выбрать подходящую позу и движения. Если сигналы не совпадают, например после резкой остановки вращения, может появиться ощущение головокружения.

Рецепторы мышц и сухожилий реагируют на растяжение и напряжение, а рецепторы суставов — на изменение положения сочленённых костей. Нервные импульсы от них поступают в центральную нервную систему, где мозг сопоставляет сигналы от разных частей тела. Так становится понятно, насколько согнута рука и движется ли она, даже если человек не смотрит на неё. Это чувство нужно для точных движений и поддержания позы.

В коже находятся разные рецепторы: одни чувствительны к прикосновению и давлению, другие — к теплу, холоду или повреждению тканей. Раздражение рецептора вызывает нервный импульс, который передаётся в нервную систему и обрабатывается мозгом. Разные сигналы помогают не только ощущать предмет, но и, например, быстро отдёрнуть руку от опасного воздействия. Если рецепторы или нервы повреждены, часть ощущений может исчезнуть.

Чтобы возник запах, молекулы пахучего вещества должны попасть в нос и соприкоснуться с рецепторами обонятельной области. Вкусовые вещества, напротив, должны раствориться в слюне и тогда раздражают рецепторы языка. Нервные сигналы от обоих органов поступают в мозг, который объединяет их и формирует впечатление о пище. Поэтому при заложенном носе запахи ощущаются слабее, и еда часто кажется менее вкусной.

Органы чувств: раздражители и передача сигналов

Сравнивайте системы по четырём признакам: где находятся рецепторы, на что они реагируют, куда передают сигнал и какую задачу решают. Таблица показывает, что разные органы чувств воспринимают разные раздражители, но их информация может совместно участвовать в одной реакции. Например, равновесие зависит не только от внутреннего уха, а вкус еды дополняется обонянием.

Разбор задач

Задача 1. Человек быстро поворачивает голову и ощущает изменение положения тела. Укажите, какие структуры воспринимают это движение и как сигнал достигает мозга.

1. Сначала определяем вид движения: поворот головы является вращением. Значит, особенно важны полукружные каналы внутреннего уха.
2. При повороте жидкость в каналах смещается относительно их стенок. Это движение изгибает волосковые клетки, которые воспринимают механическое воздействие.
3. В волосковых клетках возникает нервный сигнал. Он передаётся по нервным путям в мозг, где сведения о движении обрабатываются вместе с сигналами от других органов чувств.

Ответ: вращение воспринимают полукружные каналы; смещение жидкости раздражает волосковые клетки, а нервные импульсы от них поступают в мозг.

Задача 2. Ученик с закрытыми глазами поднимает руку и определяет её положение. Объясните, за счёт каких рецепторов он получает эту информацию.

1. Зрение не помогает, поэтому ищем рецепторы, которые сообщают о положении конечности изнутри тела. Это рецепторы мышц, сухожилий и суставов.
2. Во время подъёма руки меняются напряжение и растяжение мышц и сухожилий. Одновременно меняется положение костей в суставах, что тоже вызывает сигналы от рецепторов.
3. Мозг получает и сопоставляет эти импульсы. По ним он оценивает положение руки, даже если глаза закрыты.

Ответ: положение руки определяют благодаря совместной работе рецепторов мышц, сухожилий и суставов, которые передают сведения в мозг.

Задача 3. Во время насморка человек хуже различает вкус еды. Объясните это, проследив путь восприятия запаха и вкуса.

1. Вкусовые рецепторы языка реагируют на вещества пищи, растворённые в слюне. Они продолжают работать и при насморке.
2. Для восприятия запаха пахучие молекулы должны попасть к рецепторам обонятельной области носа. При заложенности носа это происходит хуже, и мозг получает ослабленные сигналы об аромате.
3. Мозг объединяет сигналы вкусовых и обонятельных рецепторов, формируя общее впечатление о еде. Когда обонятельная часть информации ослаблена, различать пищу становится труднее.

Ответ: вкус пищи кажется менее выраженным, потому что при насморке запах воспринимается хуже, хотя вкусовые рецепторы языка продолжают реагировать на растворённые вещества.

Типичные ошибки

• Считать, что равновесие обеспечивает только зрение. Зрение действительно помогает ориентироваться, поэтому его роль легко переоценить. Но мозг также получает сведения от органа равновесия и рецепторов мышц и суставов. Проверьте себя: сможете ли вы объяснить, почему важно знать положение тела, даже не глядя на него?
• Путать полукружные каналы с органами, воспринимающими положение головы. Эти структуры находятся рядом и связаны с равновесием, поэтому их функции смешивают. Каналы особенно важны при вращении, а отолитовые органы — при наклоне и линейном ускорении. Проверка простая: определите, идёт ли речь о повороте или о наклоне и прямолинейном движении.
• Полагать, что мышечное чувство возникает только в мышцах. Название подсказывает лишь одну часть системы, но сведения о движении дают и рецепторы сухожилий с суставами. Чтобы проверить ответ, назовите все три места расположения таких рецепторов.
• Смешивать вкус и обоняние. Оба чувства участвуют в восприятии еды, поэтому их общий результат легко принять за работу одного органа. Вкус воспринимает вещества, растворённые в слюне, а обоняние — пахучие молекулы. Проверяйте себя вопросом: какое вещество и с каким рецептором должно соприкоснуться?

Связь с другими темами

Чтобы понять эту тему, нужно знать, что такое рецептор и как нервный импульс проходит от него к центральной нервной системе. Сведения о строении нервной системы помогают проследить, как сигнал становится ощущением. Сравнение со зрением и слухом показывает общий принцип работы анализаторов: рецепторы воспринимают раздражитель, а мозг обрабатывает информацию.

Дальше эти знания пригодятся при изучении координации движений, работы нервной системы и поведения. Они помогают понять, как организм объединяет сигналы от разных органов чувств и выбирает действие. Например, для устойчивой позы и точного движения нужны не только команды мозга, но и постоянные сведения о положении тела.

Что запомнить

• Орган равновесия расположен во внутреннем ухе.
• Полукружные каналы воспринимают вращательные движения головы.
• Отолитовые органы участвуют в восприятии наклона головы и линейного ускорения.
• Мышечное чувство помогает определять положение тела без зрительного контроля.
• Кожа воспринимает прикосновение, давление, температуру и боль.
• Запахи воспринимаются рецепторами обонятельной области носа.
• Вкусовые вещества должны раствориться в слюне, чтобы раздражать вкусовые рецепторы.