Человек воспринимает окружающую среду с помощью чувствительных окончаний своих нервов. Импульсы, возникающие на этих окончаниях, направляются в центральную нервную систему и вызывают определенную приспособительную реакцию. Многие чувствительные нервные окончания организованы в сложные комплексы, образуя так называемые органы чувств. Человек может нормально существовать, даже если какой-то из его органов чувств не функционирует. У слепого отсутствие зрения компенсируется осязанием, слухом, обонянием. У глухого зрение восполняет отсутствие слуха. Однако для обеспечения контакта человека с окружающим миром хотя бы некоторые органы чувств должны функционировать.
Рассмотрим кратко, что собой представляют и как функционируют органы чувств человека.
Зрение. Зрение в жизни человека и в познании им окружающего мира играет очень большую роль — значительно большую, чем у животных. Собака, различая друзей или врагов, значительно больше полагается на обоняние, чем на зрение. Об этом всегда напомнит вам ее холодный нос, неожиданно коснувшийся вашей кожи. Мыши ориентируются в пространстве с помощью усов; слепая мышь двигается почти так же уверенно, как и зрячая. Олени и многие другие дикие животные узнают о приближении врага по запаху; именно поэтому охотники подходят к зверю с подветренной стороны. Глаза многих беспозвоночных способны различать лишь свет и тьму. Улитка, например, различает степень интенсивности освещения, но не воспринимает образов (формы цвета) предметов.
Светочувствительной частью глаза является сетчатка. В ней содержатся рецепторные клетки — палочки и колбочки. Колбочки не так чувствительны, как палочки; они функционируют при относительно ярком освещении. При тусклом свете функционируют в основном палочки. Такая система обеспечивает огромный диапазон чувствительности глаза человека к свету. Радужная оболочка, регулируя ширину зрачка, также играет определенную роль в приспособлении к интенсивности освещения; однако основное значение имеют химические изменения, происходящие в сетчатке.
В палочках содержится вещество, называемое зрительным пурпуром, которое под влиянием падающего света активирует цитоплазму нейрона, связанного с палочкой, и импульс по зрительному нерву попадает в мозг. Но на ярком свету зрительный пурпур распадается на два неактивных компонента, и в результате чувствительность палочек падает. В этих условиях начинают функционировать менее чувствительные колбочки.
Когда освещенность понижается, происходит ресинтез зрительного пурпура, однако на восстановление максимальной чувствительности палочек требуется все же несколько минут. Для образования зрительного пурпура необходим витамин А. Из-за недостатка в пище этого витамина понижается зрение в сумерках (так называемая «куриная слепота»). При этом колбочки функционируют нормально, но в полумраке человек почти ничего не видит, так как у него снижается образование зрительного пурпура. Колбочки по-разному реагируют на свет с различной длиной волны, т. е. на разные цвета спектра.
Считается, что существуют три основных типа колбочек, чувствительных соответственно к красному, зеленому и синему цветам. Промежуточные цвета воспринимаются при одновременном раздражении колбочек двух или более типов.
Мы хорошо различаем цвет при ярком освещении, но по мере уменьшения освещенности цвета становятся все менее отчетливыми, и в полумраке мы вообще не видим разницы в окраске. Это происходит потому, что палочки не чувствительны к цвету. Колбочки расположены главным образом ближе к центру сетчатки; в периферической части их значительно меньше. Вот почему мы яснее всего видим и лучше всего различаем цвета, если смотрим прямо на предмет.
Боковое зрение — не такое ясное и менее четкое в отношении цвета. Каждая палочка и колбочка соединяются с нейроном, который посылает свой аксон в зрительный нерв. В том месте, где этот толстый нерв входит в сетчатку, нет ни палочек, ни колбочек. Это так называемое слепое пятно.