§17. Органы осязания, обоняния, вкуса

Определения и обозначения

Осязание — восприятие прикосновения, давления, температуры и боли с помощью рецепторов кожи и некоторых слизистых оболочек. Оно помогает узнавать свойства предметов при контакте с ними и замечать потенциально опасные воздействия. Благодаря осязанию человек, например, может определить, что поверхность гладкая или горячая.

Осязательные рецепторы — чувствительные нервные окончания и специальные рецепторные образования, воспринимающие механические, температурные и болевые воздействия. Разные их виды реагируют на разные сигналы, поэтому организм отдельно ощущает прикосновение, тепло или боль. Это позволяет точнее оценивать воздействие и выбирать подходящую реакцию.

Обонятельный анализатор — система, которая воспринимает и распознаёт запахи; в неё входят рецепторы обонятельной области носа, нервные пути и соответствующие отделы мозга. Анализатором называют весь путь сигнала, а не только чувствительные клетки. Такое устройство нужно, чтобы обнаружить пахучее вещество и сформировать ощущение его запаха.

Вкусовой анализатор — система, которая воспринимает и распознаёт вещества пищи; она включает вкусовые рецепторы, нервные пути и соответствующие отделы мозга. Рецепторы принимают сигнал, а мозг участвует в его обработке и формировании ощущения. Поэтому язык сам по себе не объясняет всего процесса распознавания вкуса.

Как это устроено

Кожные рецепторы различаются по тому, на какое воздействие они реагируют. Одни возбуждаются при прикосновении или давлении, другие — при изменении температуры, а болевые окончания сигнализируют о повреждающем воздействии. Такая специализация нужна потому, что один и тот же предмет может одновременно давить на кожу, быть холодным и иметь острый край: отдельные сигналы помогают различить эти свойства.

Когда рецептор возбуждается, он создаёт нервный сигнал, который по чувствительным нервам поступает в мозг. Мозг сопоставляет поступившие сигналы и формирует целостное ощущение, например прикосновения к холодной поверхности. Чувствительность разных участков тела неодинакова: там, где рецепторы расположены плотнее или лучше различают слабые воздействия, прикосновение ощущается точнее. Поэтому пальцами можно исследовать мелкие детали, а спиной — обычно нет.

Обонятельные рецепторы расположены в слизистой оболочке верхней части носовой полости. Чтобы они сработали, пахучие вещества должны попасть к этой области и воздействовать на рецепторные клетки. Тогда возникает нервный сигнал, который передаётся по нервным путям к мозгу и становится обонятельным ощущением. Если вещества не достигают рецепторов, запах не воспринимается или ощущается слабее.

Вкусовые рецепторы находятся во вкусовых почках, в том числе на сосочках языка. Пища должна сначала раствориться в слюне: растворённые вещества могут попасть к рецепторам и вызвать их возбуждение. Возникший сигнал поступает в мозг, где формируется вкусовое ощущение. Поэтому сухое вещество обычно действует на вкусовые рецепторы хуже, чем то же вещество, уже растворённое в слюне.

Запахи и вкус пищи воспринимаются разными рецепторными системами, но ощущения взаимодействуют. Во время еды пахучие вещества попадают в носовую полость, а вкусовые вещества действуют на рецепторы во рту. Мозг получает оба вида сигналов и складывает общее впечатление о пище. При насморке запахи воспринимаются хуже, поэтому блюдо часто кажется менее ароматным, хотя вкусовые рецепторы продолжают работать.

Сравнение органов осязания, обоняния и вкуса

Сравнивайте системы по цепочке: что действует на рецептор, где он находится и какую информацию получает мозг. Таблица показывает, что для запаха и вкуса нужны разные вещества и разные рецепторы. При этом итоговое впечатление от пищи складывается при совместной работе этих чувств.

Разбор задач

Задача 1

Ученик коснулся тёплой чашки и почувствовал её гладкую поверхность. Определите, какие виды ощущений возникли и какие воздействия их вызвали. В условии описаны два свойства чашки, поэтому каждое нужно связать с соответствующим видом воздействия. Не следует считать их одним общим ощущением.

1. Слово «тёплая» указывает на температуру предмета. Температурные рецепторы кожи реагируют на тепло, поэтому возникает температурное ощущение.
2. Слово «гладкая» описывает поверхность, которую ученик ощутил при контакте. Воздействие поверхности на кожу вызывает осязательное ощущение прикосновения.
3. Сопоставляем оба сигнала: температура сообщает о тепле чашки, а прикосновение — о характере её поверхности. Это разные виды ощущений, хотя возникли они одновременно.

Ответ: ученик почувствовал тепло благодаря температурным рецепторам и гладкость благодаря рецепторам, воспринимающим прикосновение.

Задача 2

При насморке человек хуже различает запах пищи и считает её менее вкусной. Объясните, почему это происходит. Нужно выяснить, нарушена ли работа вкусовых рецепторов или изменилось общее восприятие пищи. Для этого разделим ощущение запаха и вкуса, а затем учтём их взаимодействие.

1. Запах воспринимают рецепторы в верхней части носовой полости. При насморке пахучим веществам труднее достигать этой области, поэтому обонятельный сигнал становится слабее.
2. Вкус пищи воспринимают отдельные рецепторы во рту. Однако мозг получает не только вкусовые сигналы: обоняние тоже дополняет впечатление о пище.
3. Если запах ощущается хуже, общее восприятие блюда становится менее полным. Это не означает, что вкус и запах — одно чувство: их рецепторы различны, но ощущения взаимодействуют.

Ответ: при насморке пахучие вещества хуже достигают обонятельных рецепторов, поэтому запах еды слабее и пища кажется менее ароматной, даже если вкусовые рецепторы продолжают работать.

Задача 3

Во рту оказались два вещества: одно сухое, другое растворённое в слюне. Объясните, какое из них скорее вызовет вкусовое ощущение и почему. Для решения важно учитывать, каким образом пищевое вещество достигает рецепторов. Сравним доступность двух веществ для вкусовых почек.

1. Вкусовые рецепторы находятся во вкусовых почках. Чтобы воздействовать на них, вещества пищи должны оказаться в растворённом виде и попасть к рецепторам.
2. Второе вещество уже растворено в слюне, поэтому оно может быстрее взаимодействовать с рецепторными клетками. Сухое вещество сначала должно раствориться.
3. Следовательно, при прочих равных условиях быстрее сработает рецепторная система, на которую уже воздействует растворённое вещество. Это объясняет роль слюны, а не особую способность сухой пищи вызывать вкус.

Ответ: скорее вкусовое ощущение вызовет растворённое в слюне вещество: оно доступно рецепторам вкусовых почек, а сухому веществу сначала нужно раствориться.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все кожные рецепторы воспринимают одно и то же. Так можно подумать, потому что разные воздействия одновременно действуют на одну и ту же кожу. Но рецепторные окончания специализируются: одни реагируют на прикосновение, другие — на температуру или боль. Проверка: спросите себя, какой именно сигнал описан в условии.

Ошибка — называть язык единственным органом вкуса. Такое упрощение возникает потому, что именно на языке человек часто ощущает вкус. Однако рецепторы расположены во вкусовых почках, а нервные пути и мозг тоже участвуют в формировании ощущения. Проверка: вспомните, что анализатор включает рецепторы, пути передачи сигнала и мозговые отделы.

Ошибка — думать, что сухая пища так же хорошо действует на вкусовые рецепторы, как растворённая. Причина ошибки — внешне сухое вещество тоже может иметь вкус, но во рту оно постепенно смешивается со слюной. До растворения рецепторам труднее с ним взаимодействовать. Проверка: выясните, растворилось ли вещество и может ли оно попасть к вкусовым почкам.

Ошибка — смешивать вкус и запах. Они часто ощущаются вместе во время еды, поэтому кажется, будто это одно чувство. На самом деле запах воспринимают рецепторы носа, а вкус — рецепторы вкусовых почек; сигналы лишь дополняют друг друга. Проверка: определите, какие именно вещества и рецепторы участвуют в описанной ситуации.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу органов чувств, нужно знать общий принцип устройства анализатора: рецептор воспринимает воздействие, нервные пути передают сигнал, а мозговой отдел участвует в формировании ощущения. Эти знания помогают проследить путь информации от кожи, носа или языка к мозгу. Так становится понятнее, почему наличие рецептора — только начало восприятия.

Тема связана со строением кожи и слизистых оболочек, а также с защитными реакциями организма. Боль и температурные ощущения предупреждают о воздействиях, которые могут повредить ткани, а осязание помогает замечать контакт с предметами. Поэтому органы чувств важны не только для познания окружающего мира, но и для безопасности.

Знания о рецепторах пригодятся при изучении других органов чувств и обработки информации нервной системой. По той же общей схеме можно разбирать, как воспринимаются сигналы и передаются в мозг. При этом каждый тип рецепторов специализируется на определённом воздействии.

Что запомнить

• Осязательные рецепторы воспринимают прикосновение, давление, температуру и боль.
• Чувствительность кожи неодинакова на разных участках тела.
• Обонятельные рецепторы расположены в верхней части носовой полости.
• Пахучие вещества должны попасть к обонятельным рецепторам.
• Вкусовые рецепторы находятся во вкусовых почках.
• Для восприятия вкуса вещества пищи должны раствориться в слюне.
• Обоняние и вкус взаимодействуют, но обеспечиваются разными рецепторами.