ПВИ. Сенсорные процессы. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

1. ПВИ

Тема 2. Сенсорные процессы
2.11. Ощущения равновесия и
ориентации в пространстве

2. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Все перемещающиеся в пространстве живые существа
должны сохранить определенную ориентацию по
отношению к окружающим их объектам, следствием чего
и стало появление в ходе эволюции специальных
механизмов – вестибулярных органов, органов чувств,
воспринимающих изменения положения головы и тела в
пространстве, а также направление движения.
С точки зрения нашего сознательного восприятия,
ощущения,
вызываемые
функционированием
ориентационной системы, уникальны.
В отличие от других ощущений (зрительных, слуховых,
тактильных
и
др.),
ощущения,
связанные
с
функционированием ориентационной системы, не
воспринимаются и, как правило, не замечаются
человеком.

3. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Это утверждение не абсолютно справедливо, потому что
в определенной ситуации, в необычных условиях движения
и ориентации у человека могут возникать сильные
неприятные ощущения, такие как головокружение и
тошнота.
Ориентационная информация очень важна. Ей
принадлежит
решающая
роль
при
выполнении
большинства движений, связанных с изменением
положения тела, поддержанием равновесия и положения
тела (позы), рефлекторном сохранении направления
взгляда при движениях головы и при координации
движений
тела
относительно
окружающего
пространства.

4. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Сенсорные органы, «ответственные» за слух и общую
ориентацию индивидуума в пространстве, имеют общую
эволюционную историю и тесную анатомическую связь.
Признано, что орган слуха – улитка – образовался в
результате
эволюции
сенсорных
структур,
обеспечивающих поддержание общего равновесия тела.
Причем это характерно не только для человека, но и для
животных.
Можно предположить, что универсальным средством
взаимодействия живых существ с окружающим миром
является гравитация. Органы и рецепторы, чувствительные
к гравитации, сформировались в ходе эволюции одними из
первых. Они присутствуют у всех биологических видов, и
принцип их действия одинаков.
Детекторы
гравитации
активизируются
под
воздействием механической стимуляции, в связи с чем они
и называются механорецепторами.

5. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Детекторы гравитации позвоночных называются
отоцистами (от греческого слова oto – ухо), а
содержащиеся в полости отоциста подвижные мелкие
твердые частицы (камешки), реагирующие на
прямолинейное движение и на гравитацию –
отолитами (буквально – «ушными камнями»).
Анализаторы ориентационной системы человека
называются вестибулярными органами.
Они
состоят
из
сферического
мешочка,
эллиптического мешочка и полукружных каналов (см.
рис.2.15 и рис.2.16).

6. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Рис.2.15. Вестибулярные органы

7. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Рис. 2.16. Положение ветибулярных органов в голове
человека (для наглядности они увеличены и смещены).

8. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Перепончатые
мешочки
сферический
и
эллиптический
жидкостью
и
играют
заполнены
отоцистов.
Внутри
они
покрыты
роль
чувствительными
волосковыми клетками, которые нервными волокнами
связаны с разными зонами мозга, и прежде всего с
мозжечком – частью ствола головного мозга, играющего
основную роль в поддержании равновесия тела и
координации движений.

9. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Роль
отолитов
играют
плотные
кристаллы
карбоната калия.
Их принцип действия таков: под воздействием
отолитов волосковые клетки наклоняются, причем
направление и степень их наклона определяется
направлением и степенью линейного смещения тела и
его положением относительно гравитации.

10. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Сферический и эллиптический мешочки расположены
таким образом, что отолиты первого реагируют на
движение тела по вертикали (вверх и вниз), а отолиты
второго – на прямолинейное движение по горизонтали. При
этом и те и другие стимулируются гравитацией.
Полукружные каналы реагируют на ускоренное
вращательное движение.
Вестибулярные рецепторы реагируют только на
ускорение или замедление, т.е. на изменение скорости
движения.
Иными
словами,
вестибулярные
органы
приспособлены для распознавания «стартов и финишей», а
также изменений движения и не приспособлены к
распознаванию движений, совершаемых с постоянной
скоростью.

11. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Это связано с тем, что система ориентации возникла в
ходе эволюции как адаптация к условиям, с которыми
постоянно сталкиваются животные, и прежде всего – к
активному движению, а также, возможно, и к
эпизодическим пассивным движениям. Поэтому она не
очень хорошо приспособлена к таким условиям, которые
либо крайне редки, либо вовсе отсутствуют в природе.
Так, вестибулярная система не реагирует на
длительное пассивное движение, скорость которого
постоянна. Если скорость движения постоянна, что
характерно для таких транспортных средств, как поезда,
самолеты и лифты, то движение человеком не
воспринимается.

12. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Вестибулярная стимуляция вызывает также вестибулоокулярные движения глаз , благодаря чему мы
продолжаем воспринимать стабильную визуальную
обстановку.
Это происходит благодаря сложной рефлекторной
системе, которая автоматически компенсирует каждое
движение головы равным ему по интенсивности и
противоположным по направлению движением глаз.
Так, если мы рассматриваем какой-либо объект,
поворачивая голову вправо, наши глаза автоматически
совершают движение влево. В результате изображение
объекта на сетчатке глаза остается неизменным.

13. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Под воздействием визуальной стимуляции может
возникать иллюзия движения. Порой наблюдателям
кажется, что они движутся, хотя на самом деле они
находятся в покое, а перемещается то, что находится в
поле
их
зрения.
Такая
иллюзия
называется
самодвижением.
Наиболее часто она проявляется в ситуации, когда
наблюдатель смотрит из окна стоящего поезда и поле его
зрения ограничено проходящим мимо составом. При этом
наблюдателю кажется, что двигается его поезд. Это
иллюзия проявляется особенно сильно, если смотреть на
проходящий мимо состав боковым зрением.
В неоднозначных ситуациях, когда зрение «говорит»
нам о движении того, что нас окружает, мы ошибочно
приписываем движение самим себе и ощущаем
собственное движение.

14. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Все это указывает на важную роль зрения в
ориентации – тела в пространстве. Именно по этой
причине происходит так называемое постуральное
влияние (или неустойчивость позы) – это феномен,
заключающийся в том, что движение визуальной сцены,
воспринимаемое наблюдателем, например движение
стен и потолка комнаты-коробки, в которую он
помещен
экспериментатором,
навязывает
ему
компенсаторное изменение позы, направление которого
совпадает с направлением движения комнаты ( человек,
находящейся в такой комнате, непроизвольно начинает
раскачиваться, не осознавая причин этого).

15. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Иными словами испытуемые, помещенные в
освещенные комнаты-коробки с раскачивающимися взадвперед стенами и потолком, начинают раскачиваться в
такт. Это объясняется тем, что раскачивающаяся комната –
это полный аналог визуальной стимуляции, которая
обычно возникает, если человек раскачивается взадвперед.
Следовательно, стены и потолок, надвигаясь на
неподвижного наблюдателя, точно так же стимулируют
зрительную систему наблюдателя, как его наклоны вперед
в неподвижной комнате.
И поэтому, чтобы компенсировать кажущееся
движение вперед, наблюдатель отклоняется назад.
Соответственно, когда раскачивающаяся комната «уходит»
от неподвижного наблюдателя, его зрительная система
стимулируется точно так же, как при наклоне назад, и он
наклоняется вперед.

16. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Следовательно, у людей пространственная ориентация
тела является результатом сложного взаимодействия
визуальной и вестибулярной сенсорных систем.
Например, у глухих от рождения людей вестибулярные
органы могут быть совершенно атрофированы, поэтому у
них эффективным средством поддержания равновесия и
позы являются визуальные признаки.
Замечено, что глухие люди во время купания
предпочитают не заходить на глубину. Дело в том, что
лишенные возможности в полной мере использовать
зрение, они перестают понимать, где верх, а где – низ и
боятся утонуть.

17. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Для людей, лишенных и зрения, и слуха,
поддержание равновесия – еще большая проблема.
Например, обследование показало, что в группе,
состоявшей из 10 незрячих и глухих людей, 9 человек не
могли более 1-2 секунд сохранять равновесие, стоя на
одной ноге.
Роль зрения в поддержании равновесия подтверждает
следующий эксперимент. Если стоя на одной ноге,
согнуть вторую в колене и поднять ее так, чтобы
колено оказалось на уровне талии, то с открытыми
глазами при этом легко удержать равновесие, а вот с
закрытыми трудности возникнут уже через несколько
секунд.

18. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Находясь в транспортном средстве и пассивно
перемещаясь в нем, мы можем испытывать воздействие
аномальной вестибулярной стимуляции.
В определенных контролируемых условиях эти
ощущения могут быть приятными. Поэтому многим людям
нравится водить автомобиль, грести, кататься на лыжах и
летать на самолетах.
Более того, есть немало любителей «острых
вестибулярных
ощущений».
Именно
поэтому
чрезвычайная популярны всевозможные аттракционы
(карусели, «американские горки» и т.п.), предлагающие
исключительно
сложные
формы
движения
и,
соответственно,
вызывающие
необычные
вестибулярные ощущения.

19. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Некоторые вестибулярные ощущения могут быть
очень неприятными, и даже вызвать так называемую
локомоционную болезнь.
Человека такая болезнь очень ослабляет и
приносит ему большие неприятности, вызывая
головокружение, бледность, тошноту, учащенное
дыхание, холодный пот и общее недомогание,
нередко сопровождающееся рвотой.

20. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Как правило, локомоционная болезнь возникает в
тех случаях, когда информация о движении, сообщаемая
визуальной системой, не соответствует информации,
о которой сигнализирует вестибулярная система.
Кроме того движение, которое вызывает такую
болезнь, обычно совершается не с постоянной скоростью,
а с ускорением или замедлением.
В наибольшей степени потенциальную опасность
представляют движения, совершаемые по вертикали,
то вверх, то вниз, со средней периодичностью (как в
самолете, когда он попадает в воздушную яму или на
корабле во время шторма).

21. 2.11. Ощущения равновесия и ориентации в пространстве

Причиной локомоционной болезни является
сенсорный конфликт, т.е. несоответствие визуальной
и
вестибулярной
информации
относительно
ориентации в пространстве.
Например, сидя в каюте корабля во время шторма,
человек видит перед собой стабильную визуальную сцену,
а согласно информации, получаемой вестибулярными
органами, его тело находится в постоянном движении.
Очевидные и неприятные симптомы локомоционной
болезни являются результатом неспособности нервной
системы разрешить этот сенсорный конфликт.