Очерки адаптации и биологии и технике - Лабутин В.К.
Скачать (прямая ссылка):
Собственные мышцы, способные изменять диаграмму направленности рецепторов, их чувствительность или настройку на конкретные стимулы, обнаружены у всех органов чувств. В органе зрения это хорошо известные мышцы поворота глазного яблока, кольцевые и радиальные мышечные волокна, осуществляющие сужение и расширение зрачка, кольцевые цинновые связки, изменяющие кривизну хрусталика. У органа слуха это до 20 мышц (у животных), управляющих ориентацией ушной раковины, мышцы среднего уха, изменяющие коэффициент передачи звукового давления от барабанной перепонки в улитку. Рецепторы вкуса — желобоватые сосочки языка — снабжены кольцевыми
мышечными клетками, запирающими полости сосочков. Даже отдельные волоски тактильных рецепторов (клеток, воспринимающих механические воздействия) имеют элементарные мышцы — арректоры, изменяющие их положение и влияющие таким
Рис. 9. Собственный мышечный аппарат био анализаторов.
/—внутренние мышцы глаза; 2 — внешние мышцы глаза; 3 — мышцы ушной раковнны; 4 — мышцы среднего уха; 5 — мышечные клеткн желобоватых сосочков языка, 6 — волокна—арректоры выпрямителей волосков на коже; 7 — нервы
путем на чувствительность осязания. Все эти приспособления, регулирующие контакт органа чувства с соответствующим видом физической энергии, активно используются организмом, с одной стороны, для улучшения восприятия и анализа слабых раздражителей, а с другой стороны, для защиты органа чувств от перегрузки чрезмерно сильными раздражителями.
Каждый биоанализатор осуществляет перекодирование ии-
формации, доставляемой соответствующим видом энергии, в единую, универсальную для живых организмов форму нервной активности. Как и любое преобразование сигналов в технических устройствах, такое перекодирование неизбежно свяшю с потерями информации, возрастающими по мере расширения многообразия входных сигналов п диапазона их интенсивностей. Выделение какого-то одного желаемого сигнала при наличии более интенсивных мешающих сигналов в системах, обладающих нелинейными свойствами, неизбежно сопровождается искажениями, а в наиболее неблагоприятных случаях возможна и полная маскировка желаемого сигнала мешающими. Со всех этих точек зрения кажутся очень эффективными выработанные природой гибкие аппараты согласования входных характеристик органов чувств с характеристиками воспринимаемых стимулов. Предшествуя механизму кодирования информации, они обеспечивают повышение избирательности по отношению к важному стимулу благодаря пространственной ориентации, согласованию чувствительности п ограниченного динамического диапазона механизма кодирования с интенсивностями внешних стимулов, возможности активного поиска необходимой организму информации
Большой интерес представляют механизмы управления входными устройствами анализаторов и движениями частей тела, повышающими эффективность восприятия информации. В этой области начаты серьезные исследования, направленные па вскрытие функциональных связей н построение соответствующих моделей. Такие механизмы можно разделить на три группы./Механизмы первой группы, наиболее простые, присущи внутренней структуре отдельных элементов входной части биоанализаторов и действуют без управления со стороны нервной системы, непосредственно под влиянием раздражителя. Таков механизм защиты органа слуха от чрезмерно громких звуков. Передача звуковых колебаний от барабанной перепонки во внутреннее ухо осуществляется при помощи цепочки из трех косточек, расположенных в среднем ухе: молоточка 3, наковальни 4 и стремечка 7 (рис. 10, а). При малых и нормальных интенсивностях колебаний стремечко вращается вокруг вертикальной оси (рис. 10, б), заставляя колебаться мембрану овального окошка перпендикулярно ее плоскости. Но при больших амплитудах колебаний характер движения косточек изменяется п стремечко начинает вращаться вокруг горизонтальной оси (рис. 10, в), причем смещения мембраны овального окошка резко уменьшаются. Этот механизм ограничения амплитуд колебаний, передаваемых в улитку, защищает очень чувствительные ее структуры от разрушения и обусловлен особым видом нелинейности среднего уха. Его элементы действуют подобно ограничителю или разряднику, шунтирующему вход радиотехнического устройства.
Ко второй группе относятся механизмы управления мышцами биоанализаторов, связанные с безусловными рефлексами. Автоматическое смыкание век (мигание) при прикосновении к ресницам или от вспышки яркого света, поворот головы или ушных раковин (у животных) в сторону источника внезапного звука, сужение или расширение зрачка в ответ на изменение освещенности— вот примеры хорошо знакомых нам проявлений этого типа механизмов. К ним относится так называемый мышечный
рефлекс среднего уха, осуществляемый двумя мышцами (см. рис. 9), которые изменяют иатяжение барабанной перепонки и давление стремечка на мембрану овального окошка, отчего изменяется коэффициент передачи колебаний к овальному окошку
б) в)
Рис. 10. Строение уха (а) н действие косточек среднего уха при нормальных (б) и высоких (в) интенсивностях звука.
