1.7. Анализаторы как средство включения человека в систему “человек – среда”

Организм человека наделен целой системой органов, выполняющих роль чувствительных приборов, воспринимающих и перерабатывающих информацию из окружающей среды, позволяющих ориентироваться в пространстве, избегать опасных или нежелательных для него воздействий. Эти органы носят название анализаторов, в их перечень входят зрительный, слуховой, анализаторы тактильной, температурной, болевой, вибрационной, органической чувствительности.

Каждый из них обладает чувствительностью – способностью воспринимать определенный уровень интенсивности воздействия. Минимальная величина воздействия, при которой возникает ощущение на анализаторе, называется нижним абсолютным порогом чувствительности. Максимальный предел, за которым наступает болевое ощущение и анализатор начинает работать неадекватно, – верхним абсолютным порогом чувствительности. Ощущаемая анализатором минимальная разность между интенсивностями воздействия называется дифференциальным порогом различия. Любой анализатор состоит из рецепторов (превращают энергию раздражителя в нервный процесс), проводящих нервных путей (передают нервный сигнал в кору головного мозга и обратно) и мозговых концов, состоящих из рассеянных по коре головного мозга ядер, обеспечивающих связь между различными анализаторами. Парность анализаторов обеспечивает надежность их работы.

Зрительные анализаторы человека снабжены более чем 14 млн рецепторов – палочками (аппараты ахроматического зрения) и колбочками (аппараты хроматического зрения). Цветовые ощущения вызываются световыми волнами длиной от 380 до 780 нм и обрабатываются 15 млн нейронов. Глаз человека реагирует на яркость (отношение интенсивности света к площади, его излучающей), обладает контрастной чувствительностью (способностью воспринимать различие между двумя яркостями, разделенными пространством или временем), остротой зрения (характеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные), инерцией (0,1-0,2 с) и адаптацией (световая – 8-10 с и темновая – 60-80 мин). При организации безопасного труда учитываются зона оптимальной видимости (ограничена полем вверх (25), полем вниз ((35), влево-вправо (32)); глубинное зрение (ошибка абсолютной удаленности на расстоянии 30 м составляет 12% общего расстояния); инерция зрения; отклонения от нормального зрения (дальтонизм, цветовая слепота, куриная слепота, зрительные иллюзии).

Слуховой анализатор выполняет две функции – воспринимает звуковые сигналы (в т.ч. опасности) из окружающей среды и участвует в сохранении равновесия тела. Ухо человека реагирует на изменение колебаний воздушной среды частотой от 20 до 20 000 Гц (колебаний в секунду) (после 50 лет – 13 000 Гц). Относительный дифференциальный порог чувствительности равен 0,002. Человек способен различать местоположение источника шума, не поворачивая головы (бинауральный эффект); воспринимать звуки на акустическом фоне, фон может маскировать полезные сигналы, в некоторых случаях эффект маскировки можно использовать как способ улучшения акустической обстановки на рабочем месте.

Кожный покров человека обеспечивает тактильную, температурную и болевую чувствительность. Тактильная чувствительность обеспечивается анализаторами, воспринимающими действие на кожу механических стимулов (прикосновение, давление). Абсолютный порог тактильной чувствительности для кончиков пальцев 3 г/мм², тыльной стороны руки – 12 г/мм², на животе – 26 г/мм², на пятке – 250 г/мм². Порог чувствительности – 0,007 исходной величины давления. Тактильная чувствительность связана с ориентирующими рефлексами, например рефлексом сближения.

Температурная чувствительность человека обеспечивается двумя типами рецепторов – реагирующими на холод и на тепло. Для тепловых рецепторов абсолютный порог равен примерно 0,2С, для холодовых – 0,4С. Абсолютный порог температурной чувствительности оценивается относительно физиологического нуля – собственной температуры кожи, которая различна в разных участках тела (на лбу – 34-35С, на стопах ног – 25-27С, на свободных от одежды участках – 30-32С). Латентный (лат. latens – скрытый) период ощущения примерно 250 мс.

Болевая чувствительность обеспечивается функционированием болевых рецепторов – свободных нервных окончаний в эпителиальном слое кожи. Болевые рецепторы передают сигналы, мобилизирующие оборонительные рефлексы человека (рефлекторно человек удаляется от источника боли). Порог болевой чувствительности для разных участков кожи различен (кожа живота – 200 г/мм², кончиков пальцев – 300 г/мм²). Латентный период 370 мс. Участки кожи с высокой концентрацией болевых рецепторов, как правило, обеднены тактильными рецепторами, и наоборот.

Диапазон ощущений вибрации (вибрационная чувствительность) у человека высок – от 1 до 10 000 Гц, наиболее высока чувствительность в пределах частот 200-250 Гц. При увеличении или снижении частоты вибрации чувствительность снижается. Пороги вибрационной чувствительности различны для разных участков тела человека, максимальной чувствительностью обладают кисти рук.

Восприятие запахов (обоняние) человек осуществляет с помощью около 600 млн обонятельных клеток, которые размещены на поверхности площадью в 5 см² – в средней части носовых раковин; большое количество ресничек, покрывающих обонятельные клетки, обеспечивают площадь соприкосновения с пахнущими веществами в 5-7 м². При попадании в носовые раковины пахнущего вещества, опасного для жизни (хлороформ, нашатырный спирт, эфир), у человека рефлекторно замедляется дыхание. Обонятельные рецепторы человека очень чувствительны, например, запах сероводорода человек улавливает в концентрациях, недоступных для анализа спектральным и химическим методами. Абсолютный порог обоняния у человека измеряется долями миллиграммов вещества, дифференциальный порог составляет 30%. Обонятельные анализаторы человека, благодаря их высокой чувствительности, могут служить человеку в производственных или бытовых условиях источником сигналов опасности о проникновении в воздушную среду токсичных или взрывоопасных веществ.