Орган осязания у человека: Органы обоняния, вкуса и осязания — урок. Окружающий мир, 3 класс.

Органы обоняния, вкуса и осязания — урок. Окружающий мир, 3 класс.

Обоняние — это способность чувствовать запахи.

Есть много приятных запахов: запах разных цветов, запах леса, запах вкусной пищи.

 

Но некоторые вещества пахнут неприятно. Это предупреждение об опасности: о том, что пища не пригодна для еды, или о том, что в воздухе находится вредное для человека вещество.

 

Запахи воспринимает наш нос. Внутри носа находятся чувствительные волоски, которые обнаруживают разные запахи. От них идут нервы в мозг.

 

Рис. \(1\). Обоняние

 

При насморке восприятие запахов нарушается. Изменяется обоняние и у тех, кто курит.

 

Надо вести здоровый образ жизни, заниматься закаливанием и предупреждать  простуды. Тогда и обоняние будет хорошим.

Орган вкуса

Различать вкус разных продуктов помогает язык. С помощью языка мы узнаём, вкусная еда или нет. Вкусную пищу человек съедает с аппетитом. Иногда язык предупреждает о том, что пища испорчена и есть её нельзя.

 

Рис. \(2\). Вкусовые зоны языка

 

На языке расположены особые бугорки — вкусовые сосочки. Есть свои бугорки для солёного, для горького, кислого, сладкого. От них идут нервы в мозг. Благодаря вкусовым сосочкам человек различает вкус пищи.

 

Нельзя есть слишком горячую пищу. Она может обжечь язык, и мы не почувствуем вкуса пищи. 

 

Нужно беречь язык:

• не надо есть и пить слишком горячее;
• не прикасаться языком в мороз к железным предметам — иначе язык примёрзнет к железке, и его трудно и больно будет отдирать.

Орган осязания

Осязание — способность человека воспринимать прикосновение, боль, тепло, холод.

Органом осязания служит кожа.

 

Кожа позволяет человеку узнать многое о предметах, которые его окружают. На ощупь можно определить форму и размеры предмета, узнать, гладкий предмет или шершавый, холодный или тёплый.

 

Рис. \(3\). Осязание

 

Кожа предупреждает нас и об опасности. Если прикоснуться к горячему предмету, то рука тут же отдёргивается. Кожа мгновенно подаёт сигнал: берегись, горячо! А на морозе она подсказывает: очень холодно, не обморозь пальцы!

 

Старайся не ранить кожу, не допускать ожогов и обморожения.

Источники:

Рис. 1. © ЯКласс

Рис. 2. © ЯКласс

Рис. 3. © ЯКласс

Урок 15. кожа — орган осязания. опорно-двигательная система — Окружающий мир — 3 класс

Окружающий мир 3 класс.

Урок 15. Кожа — орган осязания. Опорно-двигательная система.

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1. Кожа.
2. Опорно — двигательная система.

Глоссарий по теме:

Осанка – манера держаться, положение корпуса, свойственное кому-либо.

Лупа – увеличительное стекло в оправе.

Ключевые слова:

Осязание, скелет, мышцы, осанка, первая помощь, пот, жир, рана, ушиб, ожог, обморожение.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1. Окружающий мир. Рабочая тетрадь. 3 кл.: учеб.пособие для общеобразоват. организаций. В 2 ч. / А. А. Плешаков. — М.: Просвещение, 2017. с. 75-77.

Теоретический материал для самостоятельного изучения:

Мы продолжаем знакомиться с организмом человека. На прошлом уроке мы узнали о том, что такое органы и система органов, научились устанавливать связь между их строением и работой. Познакомились с органами чувств и узнали, что человек воспринимает окружающий мир с их помощью. Сегодня мы с вами узнаем о работе нашей кожи и опорно- двигательной системе человека. Будем учиться ухаживать за кожей, узнаем, как оказать первую помощь при повреждениях кожи, узнаем о строении опорно – двигательной системы, о том, какое важное значение имеет правильная осанка для человека, будем учиться вырабатывать правильную осанку. Нас ждет много интересной и полезной информации. Вперёд, ребята!

1. Как мы уже говорили, человек воспринимает окружающий мир с помощью органов чувств. Это орган вкуса, орган слуха, орган зрения, орган обоняния и орган осязания. Осязание – это способность человека чувствовать прикосновение. Именно благодаря коже мы чувствуем горячее и холодное, ощущаем боль. Кожа выполняет и другую работу в организме. Она «заботится» о внутренних частях тела, защищает их от холода и жары, от различных повреждений, от болезнетворных бактерий. Кожа — это живая защитная оболочка нашего тела. Ее общий вес составляет примерно 4 кг. Самая тонкая кожа на веках глаз — около 1 мм, самая толстая на подошвах ног — около 4 мм. Кожа равномерно покрывает наше тело, но это не просто защитная оболочка, а сложный орган с определенным строением. Если мы возьмём лупу и рассмотрим кожу через увеличительное стекло, мы увидим маленькие отверстия. Это поры. Кожа дышит через поры. Наша кожа выделяет жир, это мы можем увидеть, если проведём пальцем по лбу и приложим этот палец к стеклу, то на стекле останется пятно жира. Жир очень важен для нашей кожи. Он, смазывая кожу, не даёт ей пересыхать, поэтому наша кожа мягкая. Поверхность нашей кожи покрыта волосками. Волоски защищают кожу от одежды. Если бы их не было, одежда стирала бы жир, выделяемый кожей, и она пересыхала бы. Как мы уже сказали, наша кожа мягкая, не мешает движению пальцев, легко растягивается и не рвётся. Ещё наша кожа выделяет пот. Пот похож на капельки воды, он выступает всегда, только мы замечаем его, когда потовыделение идет сильно, особенно в жару. Пот, как и жир, тоже очень важен. Он испаряется с поверхности кожи, тело человека от этого охлаждается, и ему легче переносить жару. И вместе с потом из организма выделяются вредные вещества. Если на коже скапливается много жира и пота, к ним прилипает грязь, тогда кожа становится грязной, и на ней могут поселяться бактерии, среди которых немало болезнетворных. Поэтому, кожу всегда надо держать в чистоте. Всё тело надо тщательно мыть мылом и мочалкой не реже одного раза в неделю. Уши, шею, лицо надо мыть два раза в день – утром и перед сном. Руки мыть с мылом надо несколько раз в день. Обязательно надо мыть руки перед едой! И не забывай насухо вытирать руки своим полотенцем. Если руки и лицо вытирать плохо, кожа обветрится, начнёт пересыхать, шелушиться и может потрескаться. В таком случае кожу надо смазать специальным кремом. Для детей самый лучший крем – детский. К сожалению, наша кожа не настолько крепкая как нам хотелось бы. Иногда случается так, что наш кожный покров повреждается. Давайте научимся оказывать первую помощь себе или товарищу при небольших повреждениях кожи: ранках, ушибах, ожогах и обмораживании. Если ты или товарищ поранился надо промыть ранку чистой водой и смазать кожу вокруг йодом или зелёнкой, они помогут избавиться от бактерий, которые могут проникнуть в организм. Затем надо перевязать ранку специальным стерильным бинтом или приклеить кусочек пластыря. При ушибах надо приложить к ушибленному месту что-нибудь холодно, можно тряпочку, смоченную в холодной воде, или лёд. При ожоге надо сразу же полить обожжённое место большим количеством холодной воды. Обмораживание щёк, ушей, носа легко заметить: в обмороженных местах кожа резко бледнеет. Эти места надо аккуратно растереть сухой варежкой или просто рукой, можно платком, круговыми движениями, пока кожа не станет розовой. Нельзя растирать кожу снегом, чтобы не оцарапать. Если ты почувствуешь, что замёрзли ноги, надо побегать, попрыгать, пока они не отогреются. Когда мёрзнут руки, быстро сжимайте кулаки. Если это не помогает, разотрите пальцы сухой варежкой или рукой. Но если обмороженное место не удалось отогреть на улице, быстро идите в дом. Дома это место надо отогреть чуть тёплой водой, потом осторожно вытереть и тепло укутать.Если рана, ушиб, ожог или обмораживание очень сильное, нужно срочно обратиться к врачу.Запомним: кожа защищает внутренние части тела человека от повреждений, от жары и холода, от болезнетворных бактерий. За кожей необходимо ухаживать: содержать её в чистоте, а если кожа пересыхает, смазывать её кремом. При небольших повреждениях кожи нужно сразу оказать пострадавшему первую помощь.
2. Под кожей человека находятся кости и мышцы. Кости составляют скелет. Скелет является опорой тела и защищает внутренние органы от повреждений. Например, кости головы защищают головной мозг, а кости позвоночника защищают спинной мозг, который находится в позвоночнике. Мышцы приводят в движение скелет. Это происходит так – мозг даёт команду, мышцы, которые прикреплены к костям, начинают сокращаться и расслабляться, и скелет начинает движение. Скелет и мышцы образуют опорно-двигательную систему человека. Главная роль опорно-двигательной системы – обеспечение опоры и движение организма. У взрослого человека в скелете более 200 костей. Мышц в теле человека 650. 200 из них человек использует при ходьбе, 45 – чтобы наморщить лоб, 17 – чтобы улыбнуться. От скелета и мышц зависит осанка человека. Правильная осанка человеку даётся не от рождения, а приобретается им с годами. У стройного человека правильно формируется скелет, при правильной осанке легче работать сердцу и другим важным органам. Так же, при правильной осанке у человека плечи находятся на одном уровне и слегка развёрнуты, живот подтянут, ноги прямые, походка лёгкая. Если с детства приучить себя держаться прямо, тогда и в старшем возрасте не будут мучить боли в спине, пояснице. Когда сидите, спина должна быть прямая, голова чуть наклонена вперёд. Расстояние между столом и грудь должно быть равно ширине ладони. Опирайтесь на спинку стула. Ноги ставьте на пол всей ступнёй, руки надо класть на стол свободно. Если вы устанете, надо сменить позу, или проделать упражнения, сидя или встав с места. При ходьбе тоже нужно соблюдать правила — надо спину держать прямо, нельзя сутулиться. Если у вас тяжёлый груз, надо распределить его равномерно в обе руки. Когда это невозможно, несите его то водной руке, то в другой поочерёдно. Если у человека крепкие мышцы, то его осанка будет хорошей. Но для того, чтобы были крепкими мышцы, нужно заниматься физическим трудом, физкультурой. Нарушенную осанку можно исправить. Для этого надо заниматься лечебной физкультурой. Запомните: скелет и мышцы человека образуют опорно-двигательную систему. Она обеспечивает опору и движение организма. От скелета и мышц зависит осанка человека. Чтобы выработать правильную осанку, надо следить за тем, как ты сидишь и ходишь, заниматься физическим трудом.На сегодня всё, наш урок подошёл к концу. Ребята, чтобы быть здоровым и не болеть, человеку необходимо знать строение своего тела. Сохранение своего здоровья – очень важная задача любого человека. Помните – ваше здоровье в ваших руках!

Разбор типового тренировочного задания:

1. Текст вопроса: Установите соответствие.

Правильный вариант ответа

Рана	Ушиб	Ожог	Обморожение

Разбор типового тренировочного задания:

1. Текст вопроса: Что не является работой скелета?

Варианты ответов:

1. Скелет – это опора тела;
2. Скелет защищает внешние органы от повреждения;
3. Скелет защищает внутренние органы от повреждения;

Правильный вариант ответа: 2. Скелет защищает внешние органы от повреждения.

Как работает орган осязания?

Когда мы притрагиваемся к чему-нибудь, нервные окончания, расположенные прямо под кожей, посылают сообщения в мозг, и мы чувствуем форму и фактуру поверхности. Орган осязания помогает определить, какая под рукой вещь — твердая или мягкая, шершавая или гладкая, теплая или холодная.

Орган осязания во всех частях тела:

Орган осязания не находится в каком-то одном месте, как, например, ухо или глаз. Он расположен во всех частях тела, где есть кожа. В некоторых частях тела — например, на кончиках пальцев — нервных окончаний куда больше, чем в остальных. Поэтому мы и ощупываем все руками. Но мы также можем ощутить предмет, если он коснулся нашего плеча, живота, шеи и других частей тела. Мы сразу понимаем, пушистый он или гладкий, колючий или мягкий. Это помогает нам понять орган осязания, который представляет собой кожу с нервными окончаниями под ней.

Осязание дает нам сведения об окружающем мире, позволяя узнавать вещи, не видя их.

Это интересно

. Нервные окончания расположены под самой поверхностью кожи. Сигналы от них идут по нервным «проводам» — аксонам. Нервный импульс распространяется со скоростью до 400 км/час и потому достигает мозга очень быстро!

На подошвах почти также много нервных окончаний, как и на ладонях. Кожа на ладонях и подошвах куда толще, чем в остальных местах, — до трех миллиметров в толщину.

Азбуку для слепых изобрел француз по имени Луи Брайль (1809-1852), ослепший в возрасте трех лет. Позднее он стал органистом и педагогом.

Слепые люди могут читать по системе Брайля. Буквы азбуки Брайля состоят из бугорочков, которые можно прочесть кончиками пальцев.

В дактилоскопии папиллярные узоры делят на пять основных видов, три из которых показаны здесь. Это узоры пальца человека. Очень интересно, что у каждого человека свой уникальный и неповторимый узор. Именно по этому узору (отпечатку пальцев) находят преступников. Каким образом? — Когда человек дотрагивается или берет в руки какой-либо предмет, то на этом предмете остаются его отпечатки пальцев. Если просканировать этот предмет специальным устройством, то можно увидеть папиллярный узор. Значит преступником окажется тот человек, у которого отпечаток пальца (папиллярный узор) точно такой же, как на предмете, до которого он дотрагивался и оставил на месте преступления.

Игра в щупалки. Положи в мешок множество разнообразных предметов. Постарайся выбирать такие, чтобы на ощупь они отличались друг от друга: к примеру, яблоко, апельсин, мягкую игрушку, щетку, камень, карандаш и так далее. Попроси друга сунуть руку в мешок и отгадать, что он нащупал. Потом поменяйся с ним ролями.

Новые слова:

Аксон — длинная часть нервной клетки, похожая на провод.

Дактилоскопия — методика определения личности человека по отпечаткам пальцев.

Импульс — короткий, сильный сигнал.

Очень полезно будет также посмотреть обучающее видео, рассказывающее о том, как работает орган осзяания.

зрение, слух, осязание, обоняние, вкус. Органы чувств человека

Пять чувств позволяют нам познавать окружающий мир и реагировать наиболее соответствующим образом. За зрение отвечают глаза, за слух – уши, за обоняние – нос, за вкус – язык, а за осязание – кожа. Благодаря им мы получаем информацию о нашем окружении, которая анализируется и истолковывается головным мозгом. Обычно наша реакция направлена на продление приятных ощущений или на прекращение неприятных.

Зрение

Из всех доступных нам чувств мы чаще всего используем зрение. Мы можем видеть благодаря множеству органов: световые лучи проходят через зрачок (отверстие), роговицу (прозрачную мембрану), затем через хрусталик (орган, похожий на линзу), после чего на сетчатке глаза (тонкая мембрана в глазном яблоке) возникает перевернутое изображение. Изображение преобразуется в нервный сигнал благодаря выстилающим сетчатку рецепторам – палочкам и колбочкам, и передается в головной мозг через зрительный нерв. Мозг распознает нервный импульс как изображение, переворачивает его в нужном направлении и воспринимает в трехмерном виде.

Слух

По мнению ученых, слух – второе наиболее используемое человеком чувство. Звуки (колебания воздуха) через слуховой проход проникают к барабанной перепонке и заставляют ее вибрировать. Затем они проходят через окно преддверия – отверстие, закрытое тонкой пленкой, и улитку заполненную жидкостью трубку, раздражая при этом слуховые клетки. Эти клетки преобразуют колебания в нервные сигналы, посылаемые в головной мозг. Мозг распознает эти сигналы как звуки, определяя уровень их громкости и высоту.

Осязание

Миллионы рецепторов, расположенные на поверхности кожи и в ее тканях распознают прикосновение, нажатие или боль, затем посылают соответствующие сигналы спинному и головному мозгу. Головной мозг анализирует и расшифровывает эти сигналы, переводя их в ощущения – приятные, нейтральные или неприятные.

Обоняние

Мы способны различать до десяти тысяч запахов, некоторые из которых (ядовитые газы, дым) оповещают нас о близкой опасности. Расположенные в полости носа клетки выявляют молекулы, являющиеся источником запаха, затем посылают соответствующие нервные импульсы в мозг. Мозг опознает эти запахи, которые могут быть приятными или наоборот неприятными. Ученые определили семь основных запахов: ароматический (камфорный), эфирный, душистый (цветочный), амброзиевый (запах мускуса – вещества животного происхождения, используемого в парфюмерии), отталкивающий (гнилостный), чесночный (серный) и, наконец, запах горелого. Обоняние часто называют чувством памяти: действительно, запах может напомнить об очень давнем событии.

Вкус

Менее развитое чем обоняние, чувство вкуса сообщает о качестве и вкусовых особенностях потребляемой пищи и жидкостей. Вкусовые клетки, расположенные на вкусовых сосочках – маленьких бугорках на языке, определяют оттенки вкуса и передают соответствующие нервные импульсы в мозг. Мозг анализирует и идентифицирует характер вкуса.

Как мы пробуем пищу?

Чувства вкуса не достаточно, чтобы оценить пищу, и обоняние также играет очень важную роль. В носовой полости находятся две чувствительные к запахам обонятельные области. Когда мы едим, запах пищи достигает этих областей, которые «определяют», вкусная пища или нет.

Органы чувств

Учитель: Для того, чтобы подробнее познакомиться с органами чувств, мы с вами откроем нашу учебную лабораторию.

Учитель: Что такое лаборатория? (словарь Ожегова)

Лаборатория — учреждение, отдел, где проводятся научные и технические опыты, экспериментальные исследования, анализы.

Учитель: Для исследования нам понадобятся зеркальце, лупа.

Глаза – орган зрения

Учитель: Отгадайте загадку:

Брат с братом через дорожку живут,

А друг друга не видят (глаза)

— Как назвать по – научному? (орган зрения)

Презентация № 2 слайд 2

Задания:

1. Возьмите зеркальце и рассмотрите свой глаз. Какой он формы? (круглой)

Учитель: За то, что глаз круглый и плотный, его назвали «глазным яблоком»

— Что вы ещё видите?

(В глазном яблоке есть белая оболочка, а середина глаза не белая, а окрашенная – это радужка)

— Определим, сколько учеников

Кареглазых –

Сероглазых –

Голубоглазых –

Зеленоглазых –

Учитель: Каких учеников больше по цвету глаз? Меньше?

— Теперь внимательно присмотритесь к глазу. Что вы видите ещё? (Зрачок)

Учитель: Через зрачок в глаз попадает свет. Лучи света раздражают нервы, по нерву идёт сигнал и попадает в мозг. И человек не просто видит, но и понимает, что видит глаз. Поэтому глаза и мозг работают дружно, помогая друг другу.

— Сейчас проверим, как дружно умеют работать ваши глаза и мозг. Что я показываю? (учебник)

Вывод: Глаза умеют видеть.

— Как называется фигура? (Круг, квадрат)

Вывод: Глаза умеют определять форму.

— Какого цвета круг? Квадрат?

Вывод: Глаза умеют определять цвет.

— Скажите, какая фигура от вас дальше? Ближе?

Вывод: Глаза умеют определять расстояние от предмета.

— Что крупнее: яблоко или апельсин?

Вывод: Глаза могут определять размер.

Подведём итог: глаза могут определять цвет, форму предмета, расстояние, размер.

Учитель: Вернёмся к нашим зеркалам. Чем защищены наши глаза? (подвижными веками – верхним и нижним, ресницами и бровями)

Учитель: Веки и ресницы защищают глаза от сильного ветра и пыли. Брови мешают капелькам пота, выступающим на лбу, стекать в глаза.

— Почему говорят: «Глаза, словно окна в мир»?

— Какие правила мы должны соблюдать, чтобы наши глаза были всегда здоровы?

(Заранее подготовленный ученик говорит о   правилах ухода за глазами)

Проведём зарядку для глаз «Движение глазами за полётом бабочки» (К нам в класс залетела бабочка. Она слева от вас, справа от вас, вверху, внизу. Выполняем медленно, с максимальной амплитудой. Голова не поворачивается, движутся только глаза. Закрыть глаза, расслабиться. Повторяется 3 раза.)

как бережно к ним относится

Органы чувств, зрения и слух являются неотъемлемой частью нервной системы. Работают как единая система. Органы чувств также называют сенсорами, они позволяют воспринимать окружающую информацию. Органы чувств через импульсы подают необходимую информацию в мозг, где уже она анализируется.

Ни одно живое существо не сможет полноценно существовать без сенсоров. Как найти еду, если ее не видеть, как отличить запах соленого от сладкого, и как понять, ощущается ли боль, если нет тактильного восприятия? Без органов чувств человек просто не сможет выжить. Именно поэтому им необходимо обеспечить должный уход.

Необходимые памятки должны быть во всех учебных заведениях, в том числе в детских садах. Ребенок с самого раннего детства должен понимать, что к своему организму нужно относиться бережно. Для начал нужно знать, что у каждого человека 5 сенсорных систем.

Содержание:

Органы зрения

Впервые человек получает информацию об органах чувств в начальных классах. Но родители должны самостоятельно уделить этому вопросу внимание намного раньше, чем дети начнут с этим знакомиться на уроках биологии.

С самых первых дней малыш с помощью глаз познает окружающий мир. С помощью глаз человек может читать, писать, распознавать окружающие вещи и предметы, что особенно важно для становления личности.

Вокруг находится огромное количество раздражителей, но большее внимание уделяется зрительным, поскольку около 90% информации человек получает с помощью глаз. Чтобы уберечь органы зрения, нужно следовать некоторым простым правилам:

• При чтении книг и журналов позаботиться о хорошем освещении;

• Отказаться от курения;

• Не тереть глаза грязными руками, вытирать лицо чистым полотенцем;

• Употреблять в пищу продукты, которые положительно сказываются на зрении;

• У кого проблемы со зрением, нужно хорошо ухаживать за линзами и очками. Менять их также нужно вовремя;

• Если специалист назначил очки, то их обязательно нужно носить;

• Периодически проверяться у врача;

• При продолжительном сидении за компьютером, чтении книг или просмотра телевизора нужно делать специальную гимнастику для глаз, особенно если чувствуется утомляемость;

• Нельзя смотреть на яркое солнце без солнцезащитных очков;

• Выдерживать необходимое расстояние от компьютера, телефона и книг. Также нельзя смотреть телевизор или в экран монитора сбоку – только прямо.

Следуя этим простым рекомендациям, то органы зрения будут здоровы.

Органы вкуса

За восприятие вкуса отвечает язык. Это подвижная мышца, которая на удивление является одной из самых сильных. Поверхность языка немного шершавая, поскольку на ней находится огромное количество мелких сосочков, с помощью которых и распознается вкус еды. Все сосочки разделяются на несколько групп в зависимости от вида: листовидные, конические и др. В зависимости от формы, каждый отвечает за конкретные функции. Чтобы уберечь орган вкуса, нужно придерживаться следующих рекомендаций:

• Нельзя употреблять очень горячую еду, пить слишком горячую воду;

• Перед приемом пищи обязательно мыть руки;

• Не класть в рот неизвестные предметы, лекарства и растения;

• Во время еды активно не разговаривать, иначе можно подавиться.

Особенно следует наблюдать за маленькими детьми, которые любят тянуть все в рот и как можно раньше отучить от этой плохой привычки. Препараты для пищеварительного тракта и обмена веществ, вы сможете купить через наш каталог.

Обоняние

За восприятие запахов отвечает нос. Именно с помощью него можно распознавать приятные ароматы. Также он может предупреждать о различных опасностях, например, утечка газа и пожар. Обонятельные рецепторы также нуждаются в правильном и должном уходе:

• Не нужно вдыхать полной грудью запахи неизвестных жидкостей из бутылок и прочих емкостей. Направить запах к носу можно при помощи помахивания руки;

• Для органа чувств вредной считается пыль. Поэтому в помещении, в котором вы живете, работаете или часто находитесь, нужно регулярно делать влажную уборку и хорошо проветривать;

• Курение и или вдыхание дыма от сигарет негативно отражается на органах обоняния;

• При чистке ротовой полости зубной пастой, не забывать хорошо очищать язык.

Органы слуха

Органом слуха являются уши, с помощью которых мы распознаем разные звуки и можем приблизительно определять их дальность, силу. Звуки распространяются при помощи волн. Существуют некие пределы. Если звук выходит за эти пределы, то его называют ультразвуком или инфразвуком. Органы слуха нужно беречь. Для этого есть простые правила:

• Нельзя слушать громко музыку, особенно в наушниках;

• Запрещается, чтобы кто-то громко орал в ухо;

• Чистить уши можно только ватными палочками, не стоит использовать острые предметы, иначе можно повредить барабанную перепонку;

• Нужно каждый день чистить и мыть уши;

• При разных болезнях или дискомфортных ощущениях сразу же обращаться к врачу.

Осязание

И последний орган – кожа, которая отвечает за тактильные восприятия. Она выполняет основную и одну из самых значимых функций – защищает организм от проявления внешних факторов, которые могут навредить. Благодаря коже человек ощущает боль, понимает, когда холодно, а когда жарко. Стоит взять во внимание несколько полезных советов, которые помогут уберечь органы осязания:

• Каждый день нужно принимать душ или ванну;

• Не наносить на кожу средства с подозрительным или незнакомым составом;

• Носить качественную одежду из натуральных материалов;

• Не допускать ожогов, перемерзания и сильных порезов;

• Не нужно трогать неизвестных насекомых, растений и уличных животных.

Следуя простым правилам, человеку удастся сохранить свои органы чувств здоровыми. При любых ухудшениях, нужно сразу же обратиться к врачу и ни в коем случае не заниматься самолечением.

В нашем каталоге также продаются препараты для лечения геморроя. Вы будете приятно удивлены нашими ценами.

Орган осязания. Кожа и ее производные.

Кожа выполняет многообразные функции: защитную, терморегуляционную, дыхательную, обменную. Железы кожи вырабатывают пот, кожное сало. С потом у человека в течение суток выделяются около 500 мл воды и растворенные в ней соли, конечные про­дукты азотистого обмена. Кожа активно участвует в обмене витаминов. Особенно важен синтез витамина D под влия­нием ультрафиолетовых лучей. Площадь кожного покрова взрослого человека достигает 1,5—2 м². Эта поверхность является обширным рецепторным полем тактильной, бо­левой, температурной, кожной чувствительности. Различ­ные воздействия воспринимают расположенные в коже тер­морецепторы, механорецепторы, ноцирецепторы. Первые вос­принимают изменение температуры, вторые — прикосно­вения к коже, третьи — болевые раздражения. Тела чув­ствительных нейронов, по дендритам которых распростра­няются импульсы от таких рецепторов, залегают в спинно­мозговых узлах и чувствительных узлах черепных нервов.

У кожи различают эпидермис и собственно кожу — дер­му.

Эпидермис образован многослойным плоским ороговевающим эпителием, толщина которого (0,03—1,5 мм) за­висит от области тела. Так, на участках, подвергающихся постоянному механическому давлению (ладони, подошвы), его толщина больше, чем на груди, животе и других частях тела. Среди базальных клеток эпителия имеются пигмент­ные эпителиоциты, богатые зернами пигмента меланина — меланоциты, от количества которого зависит цвет кожи. Меланин защищает кожу от ультрафиолетовых лучей. Рас­положенные в глубине покровного эпителия клетки базального и шиповатого слоев функционально объединены в ро­стковый (мальпигиевый) слой. Выше расположен зернистый слой, состоя­щий из нескольких слоев уплощенных клеток, содержащих крупные зерна кератогиалина. Кератогиалин по мере про­движения клеток в верхние слои превращается в кератин.

Над зернистым слоем лежит блестящий слой, образован­ный 3—4 слоями плоских клеток, лишенных ядер и хоро­шо преломляющих свет. Поверхностный слой (роговой) пред­ставляет собой множество слоев роговых чешуек, содержа­щих белок кератин и пузырьки воздуха. Этот слой водоне­проницаемый, отличается плотностью, упругостью, что особенно важно — через него не проникают микроорга­низмы. Роговые чешуйки постоянно слущиваются и заме­няются новыми, которые подходят к поверхности из глуб­же лежащих слоев клеток. Эти клетки в процессе миграции к поверхности постепенно ороговевают. Полная смена кле­ток в эпидермисе подошвы человека происходит в течение 10-30 дней.

Дерма, или собственно кожа, толщиной 1—2,5 мм обра­зована соединительной тканью. В ней различают сосочковый и сетчатый слои.

Сосочковый слой находится под эпи­дермисом. Этот слой состоит из рыхлой волокнистой нео­формленной соединительной ткани, которая образует со­сочки, внедряющиеся в эпидермис. Благодаря наличию сосочков на поверхности кожи видны гребешки, разделен­ные бороздками кожи. Гребешки, соответствующие возвы­шениям сосочков дермы, и бороздки между ними форми­руют на ладонях и стопах, строго индивидуаль­ный сложный рисунок кожной поверхности (папиллярные линии), сохра­няющийся в течение всей жизни человека. Строение кож­ного рельефа широко используется в медицине для иден­тификации личности в криминалистике. В сосочковом слое имеются миоциты, связанные с волосяными луковицами. При их сокращении возникает «гу­синая кожа».

Под сосочковым слоем находится сетчатый слой, кото­рый состоит из плотной неоформленной соединительной ткани, содержащей крупные пучки коллагеновых волокон, образующих сеть. На стопе, локтях, концевых фалангах паль­цев, подвергающихся постоянному давлению, ячейки сети широкопетлистые. Наряду с коллагеновыми в сетчатом слое имеется сеть эластических и небольшое количество ретику­лярных волокон. В сетчатом слое залегают корни волос, потовые и сальные железы.

Пучки коллагеновых волокон сетчатого слоя переходят в подкожную клетчатку, содержащую жировую ткань. Этот слой играет важную роль в терморегуляции и является жировым депо организма.

Кожная чувствительность.

Расположенные на разной глу­бине в коже нервные окончания воспринимают прикосно­вения, температурное чувство, чувство боли. Каждое воз­действие воспринимается специальными рецепторами, от­личающимися друг от друга своими формой и строением. Распределены рецепторы неравномерно, их много в коже кончиков пальцев рук, ладоней, подошв, губ, наружных половых органов. Намного меньше рецепторов в коже спи­ны. Значение кожной чувствительности в жизни человека очень велико.

Прикосновение и давление (тактильную чувствительность) воспринимают расположенные в коже примерно 500 000 рецепторов. Это механорецепторы, к которым принадле­жат и свободные нервные окончания, проникающие в эпи­дермис и воспринимающие давление, и несвободные окон­чания (инкапсулированные — имеющие капсулу). К несво­бодным чувствительным нервным окончаниям относятся расположенные в собственно коже крупные пластинчатые тельца (Фаттера-Паччини), осязательные тельца (Мейснера).

Чувства осязания и давления позволяют не только узна­вать предметы, но и определять их форму, размеры, харак­тер материала, из которого эти предметы сделаны.

Температурное чувство (чувство холода и теплоты) вос­принимается разными рецепторами. Одни из них возбуж­даются действием холода на нервные тельца (колбы Краузе), другие — действием тепла на луковицеобразные тельца (Руффини). Холодовые рецепторы, проникающие между клетками эпидермиса, расположены более поверх­ностно, чем тепловые. Холодовых рецепторов намного боль­ше (около 250 000), чем тепловых (около 39 000).

Чувство боли воспринимается специальными свободны­ми нервными окончаниями – ноцирецепторами. Число болевых рецепторов в коже человека очень велико, примерно 100—200 на 1 см² кожной поверхности. Общее число таких рецепторов дости­гает 2—4 млн. Место восприятия боли человек определяет довольно точно. Нередко чувство боли ощу­щается не только в поврежденном органе, но и в других частях тела, например в определенных участках кожи. Такие боли называют отраженными, иррадиирующими. Например, при спазме венечных артерий сердца, при ишемической болезни сердца, боли определяются не только в сердце (за грудиной), но и в области левой лопатки, в руке.

Болевые или температурные импульсы пе­редаются на чувствительные ядра задних рогов спинного мозга, из него — в двигательные ядра передних рогов. Со­ответствующие двигательные импульсы по аксонам двига­тельных нейронов передних рогов поступают к мышцам. Одновременно чувствительные импульсы от кожных ре­цепторов через чувствительные ядра задних рогов спинно­го мозга или черепных нервов по проводящим путям через таламус направляются к корковому концу анализатора об­щей чувствительности, к нейронам постцентральной из­вилины. В коре полушарий большого мозга, в постцент­ральной извилине, происходит высший анализ, сознатель­ное восприятие всех тех чувств (тактильных, температур­ных болевых), которые воспринимаются соответствующи­ми кожными рецепторами. Для осознанных действий, в от­вет на поступившие в постцентральную извилину нервные импульсы из этой извилины по ассоциативным волокнам передаются в эффекторные (двигательные, секреторные) центры коры большого мозга, в предцентральную извили­ну или в другие, подкорковые центры.

Кровоснабжение кожи характеризуется наличием двух артериальных и венозных сплетений — глубокого и поверхностного (подсосочкового), соединен­ными друг с другом анастомозами. Глубокая кожная сеть, располагающаяся на границе собственно кожи и подкожной жировой основы, питает дерму кожи, пото­вые железы, жировые дольки, волосы. От подсосочковой артериальной сети отходят капилляры к сосочкам кожи, сальным железам и корням волос. Венозная кровь от­текает в вены, образующие поверхностное подсосочко­вое, а затем глубокое подсосочковое венозное сплетение, располагающееся на границе дермы и подкожной жиро­вой клетчатки. Из этого сплетения венозная кровь отте­кает в глубокое дермальное венозное сплетение, а затем в подкожное венозное сплетение.

Иннервация кожи обеспечивается эфферен­тными и афферентными нервными волокнами, образую­щими субэпидермальное и дермальное сплетения. Аф­ферентные волокна связаны с инкапсулированными нервными окончаниями (пластинчатые тельца, концевые колбы, осязательные тельца и др.), лежащими в дерме и являющимися механорецепторами, а также со свобод­ными окончаниями в эпидермисе и дерме (иоцицепторы и терморецепторы). Нервные окончания в коже распре­делены неравномерно. Их особенно много в коже лица, ладоней и пальцев кисти, наружных половых органов. Эфферентные волокна иннервируют гладкомышечную ткань кровеносных сосудов, мышцы, поднимающие во­лосы, а также потовые железы.

Осязание — центр научного обучения

Наше осязание позволяет нам получать информацию о нашей внутренней и внешней среде, что делает его важным для сенсорного восприятия.

Первым чувством, которое развивается у человеческого плода, является осязание. В 8 недель плод реагирует на прикосновение губ и щек, а другие части тела реагируют на 14 недель. Младенцы используют прикосновения, чтобы узнавать об окружающем мире и общаться с другими людьми — позитивное прикосновение способствует здоровому развитию младенца.

Наша кожа

Кожа является самым большим органом человеческого тела и содержит рецепторы, воспринимающие прикосновение. Кожа среднего взрослого человека, расправленная, занимает столько же места, сколько одно одеяло!

Кожа не просто покрывает ваш скелет и органы. У него есть несколько других функций:

• Образует защитный слой, защищающий от бактерий и грибков.
• Предотвращает высыхание тела (иссушение).
• Воздействие солнечного света превращает кожу в орган, вырабатывающий витамин D, способный вырабатывать защитные масла.(Витамин D также важен для здоровья костей.)
• Вырабатывает регулирующий температуру пот, который также помогает выводить из организма нежелательные химические вещества, такие как соль.

Ваша кожа состоит из слоев плоских, расположенных друг над другом клеток, образующих тонкие листы. Три слоя кожи – это эпидермисдерма и гиподерма. Кожа постоянно обновляется, новые клетки кожи выталкиваются вверх, в результате чего старые клетки отпадают.

Кожа также содержит нервы, сенсорные рецепторы, потовые и сальные железы и волосяные фолликулы.

Как работает осязание

Рецепторы осязания в коже представляют собой нервные клетки, которые информируют мозг о тактильных или сенсорных ощущениях. Существует два основных типа:

Терморецепторы

Они сообщают вам о температуре. Две структуры, которые, как считается, используются для определения температуры:

• концевая луковица Краузе, которая обнаруживает холод
• концевой орган Руффини, который обнаруживает тепло

Механорецепторы

Они сообщают вашему телу о силе толкания/тяги и движении тела и отвечают за преобразование этих физических сил в нервные импульсы.В эту группу рецепторов входят:

• тельца Пачини, которые обнаруживают прикосновение глубокого давления и высокочастотные вибрации
• тельца Мейснера, которые отвечают за обнаружение легкого прикосновения и находятся в коже кончиков пальцев, губ, отверстия тела и соски
• Диски Меркеля, которые предоставляют информацию о давлении и текстуре и находятся в таких областях, как гребни на кончиках пальцев.

Рецепторы преобразуют химические, термические или механические реакции в электрические сигналы.Сигналы проходят по аксонам (отросткам нервных клеток или нейронов), которые образуют пути, по которым сообщения поступают в области мозга, которые их получают и интерпретируют. В мозгу мы интерпретируем ощущения, используя наш предыдущий опыт и свойства рецепторов.

Природа науки

Мальпигиев слой кожи назван в честь итальянского врача Марчелло Мальпиги (1628–1694). Он был пионером в использовании микроскопа и был описан как основатель микроскопической анатомии.Большая часть его исследований, проведенных в университетах Пизы и Мессины, была опубликована Королевским обществом Англии. Он стал первым итальянцем, признанным этим ученым научным обществом в 1668 году.

Идеи для занятий

Загадочная коробка – с помощью осязания – ученики используют только свое осязание, чтобы расположить образцы наждачной бумаги в порядке от самой тонкой до самой грубой.

Двухточечная дискриминация – учащиеся изучают, как рецепторы, ответственные за ощущение легкого прикосновения, распределяются по телу.

Полезная ссылка

В этой статье с веб-сайта National Geographic есть интерактивы/анимация и видео о коже, кожных стрессах и влиянии старения на кожу.

Осязание, кожные рецепторы, кожные ощущения, соматосенсорная система

Наша кожа действует как защитный барьер между внутренними системами организма и внешним миром. Это не только самый большой орган чувств в теле, но и самый большой орган-период!

«Осязание» кожи — это то, что дает нашему мозгу огромное количество информации о природной среде, включая температуру, влажность и атмосферное давление.

Самое главное, это осязание позволяет нам чувствовать физическую боль, что необходимо для предотвращения травм, болезней и опасностей.

Поистине удивительно, как много информации мы получаем о мире через наше осязание, и хотя мы до сих пор не знаем всех тонкостей того, как кожа воспринимает прикосновение, то, что мы знаем, интересно.

Урок науки о коже

— Анатомия кожи
— Соматосенсорная система: способность чувствовать прикосновение
— Нервные сигналы: осмысление всего этого

Анатомия кожи

Кожа состоит из нескольких слоев.Самый верхний слой — это эпидермис , слой кожи, который вы можете видеть. На латыни приставка «эпи-» означает «над» или «над». Итак, эпидермис — это слой над дермой (дерма — это второй слой кожи). Эпидермис, состоящий из омертвевших клеток кожи, является водонепроницаемым и служит защитной оболочкой для нижележащих слоев кожи и остального тела. Он содержит меланин, который защищает от вредных солнечных лучей, а также придает цвет коже. Когда вы находитесь на солнце, меланин накапливается, повышая свои защитные свойства, что также приводит к потемнению кожи.Эпидермис также содержит очень чувствительные клетки, называемые сенсорными рецепторами, которые передают в мозг различную информацию об окружающей среде, в которой находится тело.

Второй слой кожи дерма . Дерма содержит волосяные фолликулы, потовые железы, сальные (сальные) железы, кровеносные сосуды, нервные окончания и множество сенсорных рецепторов. Его основная функция состоит в том, чтобы поддерживать и поддерживать эпидермис, распространяя к нему питательные вещества и заменяя клетки кожи, которые отделяются от верхнего слоя эпидермиса.Новые клетки образуются на стыке между дермой и эпидермисом и медленно продвигаются к поверхности кожи, чтобы заменить отмершие клетки кожи. Сальные и потовые железы удаляют отходы, образующиеся на уровне дермы кожи, открывая свои поры на поверхности эпидермиса и выпуская отходы.

Нижний слой подкожный ткань состоит из жира и соединительной ткани. Слой жира действует как изолятор и помогает регулировать температуру тела.Он также действует как подушка для защиты подлежащих тканей от повреждений, когда вы натыкаетесь на предметы. Соединительная ткань удерживает кожу прикрепленной к мышцам и сухожилиям под ней.

Соматосенсорная система: способность чувствовать прикосновение

Наше осязание контролируется огромной сетью нервных окончаний и сенсорных рецепторов в коже, известной как соматосенсорная система . Эта система отвечает за все ощущения, которые мы чувствуем — холод, жар, гладкость, шероховатость, давление, щекотание, зуд, боль, вибрации и многое другое.В соматосенсорной системе различают четыре основных типа рецепторов: механорецепторы, терморецепторы, болевые рецепторы и проприорецепторы.

Прежде чем мы углубимся в эти специализированные рецепторы, важно понять, как они адаптируются к изменению раздражителя (все, что касается кожи и вызывает такие ощущения, как жар, холод, давление, щекотание и т. д.). Сенсорный рецептор считается быстро адаптирующимся , если он очень быстро реагирует на изменение раздражителя. В основном это означает, что он может сразу же почувствовать, когда кожа касается объекта и когда она перестает касаться этого объекта.

Однако быстро адаптирующиеся рецепторы не могут ощущать продолжение и продолжительность прикосновения стимула к коже (как долго кожа касается объекта). Эти рецепторы лучше всего воспринимают вибрации, происходящие на коже или внутри нее. Тактильный рецептор считается медленно адаптирующимся , если он не очень быстро реагирует на изменение раздражителя. Эти рецепторы очень хорошо воспринимают постоянное давление объекта, касающегося кожи или вдавливающего ее, но не очень хорошо чувствуют, когда раздражитель начинается или заканчивается.

• Механорецепторы : Эти рецепторы воспринимают такие ощущения, как давление, вибрации и текстуру. Известно четыре типа механорецепторов, единственной функцией которых является восприятие углублений и колебаний кожи: диски Меркеля, тельца Мейснера, тельца Руффини и тельца Пачини. Наиболее чувствительные механорецепторы, диски Меркеля и тельца Мейснера, находятся в самых верхних слоях дермы и эпидермиса и обычно находятся на неволосистой коже, например на ладонях, губах, языке, подошвах ног, кончиках пальцев, веках и т. лицо.

Диски Меркеля — это медленно адаптирующиеся рецепторы, а тельца Мейснера — быстро адаптирующиеся рецепторы, поэтому ваша кожа может воспринимать как то, когда вы прикасаетесь к чему-либо, так и то, как долго объект касается кожи. Ваш мозг получает огромное количество информации о текстуре объектов через кончики ваших пальцев, потому что бороздки, из которых состоят ваши отпечатки пальцев, заполнены этими чувствительными механорецепторами. Глубже в дерме и вдоль суставов, сухожилий и мышц располагаются тельца Руффини и тельца Пачини.Эти механорецепторы могут ощущать такие ощущения, как вибрации, распространяющиеся по костям и сухожилиям, вращательные движения конечностей и растяжение кожи. Это очень помогает вашей способности заниматься физическими упражнениями, такими как ходьба и игра в мяч.

• Терморецепторы : Как следует из названия, эти рецепторы воспринимают ощущения, связанные с температурой объектов, ощущаемых кожей. Они находятся в дермальном слое кожи. Есть две основные категории терморецепторов: горячие и холодовые рецепторы.

Холодовые рецепторы начинают воспринимать ощущения холода, когда температура поверхности кожи падает ниже 95 °F. Они наиболее стимулируются, когда температура поверхности кожи достигает 77 °F, и перестают стимулироваться, когда температура поверхности кожи падает ниже 41 °F. ° F. Вот почему ваши ноги или руки начинают неметь, когда они находятся в ледяной воде в течение длительного периода времени.

Горячие рецепторы начинают воспринимать ощущение тепла, когда поверхность кожи поднимается выше 86°F, и наиболее сильно стимулируются при 113°F.Но при температуре выше 113 ° F болевые рецепторы вступают в действие, чтобы избежать повреждения кожи и подлежащих тканей. Терморецепторы расположены по всему телу, но холодовые рецепторы расположены в большей плотности, чем тепловые. Самая высокая концентрация терморецепторов находится на лице и ушах (поэтому в холодный зимний день нос и уши всегда холодеют быстрее, чем остальная часть тела).

• Рецепторы боли : Научный термин ноцирецептор. «Noci-» на латыни означает «вредный» или «ранить», что является хорошим признаком того, что эти рецепторы обнаруживают боль или раздражители, которые могут или действительно вызывают повреждение кожи и других тканей тела.По всему телу находится более трех миллионов болевых рецепторов, которые находятся в коже, мышцах, костях, кровеносных сосудах и некоторых органах.

Они могут обнаруживать боль, вызванную механическими раздражителями (порезы или царапины), термическими раздражителями (ожогами) или химическими раздражителями (яд от укуса насекомого). Эти рецепторы вызывают ощущение острой боли, побуждая вас быстро отойти от вредного раздражителя, такого как разбитое стекло или остановка горячей плиты. У них также есть рецепторы, которые вызывают тупую боль в поврежденной области, чтобы побудить вас не использовать или не прикасаться к этой конечности или части тела, пока поврежденная область не заживет.Хотя никогда не бывает весело активировать эти рецепторы, которые вызывают боль, они играют важную роль в защите тела от серьезных травм или повреждений, отправляя эти ранние предупреждающие сигналы в мозг.

• Проприорецепторы : На латыни слово «proprius» означает «собственный» и используется в названии этих рецепторов, поскольку они ощущают положение различных частей тела по отношению друг к другу и к окружающей среде. Проприорецепторы находятся в сухожилиях, мышцах и суставных капсулах.Такое расположение в организме позволяет этим специальным клеткам обнаруживать изменения длины мышц и мышечного напряжения. Без проприорецепторов мы не смогли бы делать такие фундаментальные вещи, как питание или одевание.

Хотя у многих рецепторов есть определенные функции, которые помогают нам воспринимать различные ощущения прикосновения, почти никогда не активен только один тип рецепторов в любой момент времени. Когда вы пьете газировку из только что открытой банки, ваша рука может испытывать множество различных ощущений, просто удерживая ее.

Терморецепторы ощущают, что банка намного холоднее окружающего воздуха, в то время как механорецепторы в ваших пальцах ощущают гладкость банки и легкое трепетание внутри банки, вызванное пузырьками углекислого газа, поднимающимися на поверхность газировки.

Механорецепторы, расположенные глубже в вашей руке, могут чувствовать, что ваша рука тянется вокруг банки, что ваша рука прикладывает усилия, чтобы удержать банку, и что ваша рука сжимает банку.Проприорецепторы также ощущают растяжение руки, а также то, как рука и пальцы держат банку относительно друг друга и остального тела. Даже несмотря на все это, ваша соматосенсорная система, вероятно, посылает в мозг еще больше информации, чем было только что описано.

Нервные сигналы: почему у вас есть осязание

Конечно, ни одно из ощущений, испытываемых соматосенсорной системой, не имело бы никакого значения, если бы эти ощущения не могли достичь мозга.Нервная система организма берет на себя эту важную задачу. Нейроны (которые представляют собой специализированные нервные клетки, представляющие собой наименьшую единицу нервной системы) получают и передают сообщения с другими нейронами, чтобы сообщения могли быть отправлены в мозг и из него. Это позволяет мозгу общаться с телом. Когда ваша рука касается объекта, механорецепторы в коже активируются, и они запускают цепочку событий, сигнализируя ближайшему нейрону, что они что-то коснулись. Затем этот нейрон передает это сообщение следующему нейрону, который передается следующему нейрону, и так продолжается до тех пор, пока сообщение не будет отправлено в мозг.Теперь мозг может обрабатывать то, к чему прикасалась ваша рука, и отправлять сообщения обратно в вашу руку по тому же пути, чтобы сообщить руке, требуется ли мозгу больше информации об объекте, к которому он прикасается, или рука должна прекратить касаться его.

Проекты осязания

— Стакан воды горячий или холодный?
— Двухточечная дискриминация

Стакан воды горячий или холодный?

С помощью этого эксперимента проверьте способность вашей кожи воспринимать предмет горячим или холодным.

Что вам нужно:

• Три высоких стакана с водой, один с очень теплой или горячей водой (не горящей), один с водой комнатной температуры и один с ледяной водой
• Часы, чтобы засекать время

Что вы делаете:

1. Возьмите стакан с горячей водой одной рукой, убедившись, что ладонь касается стакана. Возьмите стакан с ледяной водой другой рукой, удерживая его таким же образом.

2. Держите очки не менее 60 секунд.

3. Удерживая горячий и холодный стаканы в течение 60 секунд, возьмите стакан комнатной температуры обеими руками, касаясь стекла ладонями.

4. Ощущается ли стакан воды комнатной температуры горячим или холодным?

Что произошло:

Ваш мозг только что получил сбивающие с толку сообщения от ваших рук о температуре третьего стакана. Рука, изначально державшая горячий стакан, говорила вам, что третий стакан был холодным, тогда как рука, изначально державшая холодный стакан, говорила вам, что третий стакан был горячим.Но они оба касались одного и того же стекла. Как это может быть?

Вы получили эти запутанные сообщения, потому что наша кожа не воспринимает точную температуру объекта. Вместо этого ваша кожа может ощущать разницу в температуре нового объекта по сравнению с температурой объекта, к которому кожа уже привыкла («относительная температура»). Вот почему вход в водоем, такой как бассейн или озеро, сначала кажется очень холодным (ваше тело привыкло к более теплому воздуху), но затем постепенно «нагревается» после некоторого пребывания в воде (ваше тело приспосабливается). до температуры воды).

Двухточечная дискриминация

Ваша кожа одинаково чувствительна на всем теле? Попробуйте этот эксперимент, чтобы узнать больше о том, насколько хорошо ваша кожа воспринимает прикосновения.

Что вам нужно:

• Линейка для измерения в миллиметрах
• Две зубочистки
• Партнер
• Повязка на глаза (дополнительно)

Что вы делаете:

	1 мм	2 мм	3 мм	4 мм	5 мм	10 мм
Кончик пальца
Ладонь руки
Плечо
Задняя часть
Щека

1.Подготовьтесь к этому упражнению, настроив диаграмму, подобную той, что указана выше. Возможно, вам придется выйти за пределы 10 мм в этом упражнении, и вы можете захотеть протестировать больше участков тела, чем указано в списке. Вот некоторые предложения: тыльная сторона пальца, тыльная сторона ладони, запястье, шея, живот, верхняя часть стопы, подошва стопы, икра, бедро, лоб, нос, губа и ухо.

2. Объясните партнерше, что вы собираетесь слегка проткнуть ее одной или двумя зубочистками в различных местах на ее коже. Ее работа состоит в том, чтобы сказать вам, чувствует ли она один укол или два укола.Чтобы убедиться, что она не обманывает, ей нужно либо надеть повязку на глаза, либо держать глаза закрытыми.

3. Не сообщая об этом партнерше, держите две зубочистки так, чтобы кончики были на расстоянии 1 мм друг от друга, и слегка ткните ее в ладонь. Спросите ее, чувствовала ли она одну или две точки на своей коже. Если она говорит одно очко, разделите два острия зубочисток так, чтобы они были на расстоянии 2 мм друг от друга, и снова слегка ткните ее в ладонь. Продолжайте раздвигать точки, пока она не скажет, что чувствует две точки.Запишите измерение, при котором она почувствовала точки на ладони.

4. Повторите шаг 3 с другими частями тела, такими как кончики пальцев, плечо, спина, живот, лицо, ноги и ступни. Убедитесь, что записали наименьшее расстояние, на котором каждая область тела чувствовала две отдельные точки при протыкании зубочистками.

Что произошло:

Способность различать одну точку или две точки ощущения зависит от того, насколько плотны механорецепторы в области прикосновения к коже.Скорее всего, вы обнаружили, что некоторые области вашего тела гораздо более чувствительны к прикосновениям, чем другие. Высокочувствительные области, такие как кончики пальцев и язык, могут иметь до 100 рецепторов давления на один кубический сантиметр. Менее чувствительные области, такие как спина, могут иметь всего 10 рецепторов давления на один кубический сантиметр. Из-за этого такие области, как спина, гораздо меньше реагируют на прикосновения и могут собирать меньше информации о том, что к ней прикасается, чем кончики пальцев.

Попробуйте следующие проекты:

---

Исследуйте практические науки с помощью одного из этих самых продаваемых наборов.Пройдите простой тест на группу крови, чтобы определить свою группу крови, изучите медицинскую практику с помощью набора для наложения швов, изучите силу солнца с помощью забавного набора для солнечных автомобилей, откройте для себя мир морской жизни, препарируя сохраненную морскую звезду, и для средней школы школьник, проведите лабораторную работу с человеческим телом по учебной программе Apologia по биологии.

9 удивительных фактов об осязании

Осязание, пожалуй, самое недооцененное чувство.

Каждый из нас каждую секунду получает тактильную информацию об окружающем мире.Прямо сейчас, если вы сидите, ваша задница прижимается к стулу. Ваши пальцы, вероятно, касаются мыши или проводят пальцем по стеклу телефона. Вся эта информация на самом деле настолько вездесуща, что единственный способ разобраться в ней — это отключить большую ее часть — вы, вероятно, не обращали внимания на эти ощущения, пока не прочитали эти слова.

«Вы не можете отключить прикосновение. Оно никогда не исчезнет», — говорит Дэвид Линден, нейробиолог из Университета Джона Хопкинса и автор новой книги «Прикосновение: наука о руках, сердце и разуме».«Вы можете закрыть глаза и представить, каково это быть слепым, вы можете заткнуть уши и представить, каково это быть глухим. Это.»

В книге Линден исследует всевозможные увлекательные аспекты этого загадочного чувства. Недавно он говорил со мной о том, что он узнал.

1) Ваш мозг уделяет непропорционально большое внимание прикосновениям к различным частям вашего тела

Кортикальный гомункул — человеческая фигура, масштаб которой соответствует пропорциям сенсорных сенсоров, представленных в мозгу.(Колледж OpenStax)

«Часть вашего мозга, которая обрабатывает информацию о прикосновениях, имеет карту поверхности вашего тела. Но эта карта очень сильно искажена», — говорит Линден.

«Он переоценивает области с большим количеством тонких сенсорных рецепторов (например, лицо, губы, язык и пальцы) и недооценивает области с небольшим количеством рецепторов (например, поясницу, поясницу). грудь и бедра)».

Эти рецепторы, по его словам, бывают четырех видов. «Есть один рецептор для восприятия вибрации, один для крошечного проскальзывания, один для растяжения кожи и еще один, который улавливает тончайшие виды текстур.Последнее, называемое окончанием Меркеля, присутствует только в тех частях вашего тела, которые вы используете, чтобы чувствовать что-то очень тонко — например, в кончиках пальцев и губах».

2) Ваше осязание ухудшается с возрастом

(Shutterstock.com)

«Работая как на людях, так и на лабораторных животных, мы обнаружили, что области чувствительной к прикосновениям части вашего мозга, которые вы часто используете, имеют тенденцию расширяться и захватывать соседнюю территорию», — говорит Линден. «Таким образом, у скрипача, который использует левую руку больше, чем смычковую, будет расширяться область мозга, которая обрабатывает информацию из левой руки.»

«Мы все теряем рецепторы осязания в течение жизни»

«Но еще одна интересная вещь связана с последствиями старения. Кажется, что все мы теряем сенсорные рецепторы в течение жизни. Не то чтобы они были у нас до определенного возраста, а потом они внезапно исчезают — мы теряем их. очень, очень медленно. Они достигают пика в возрасте 16 или 18 лет, а затем медленно исчезают».

«Вы также теряете болевые и температурные рецепторы — что на самом деле может быть хорошо.Возможно, когда вы станете старше, вы не будете чувствовать такой сильной поверхностной боли на коже. Но у этого есть и другие интересные последствия: возможно, с возрастом достичь оргазма становится труднее отчасти потому, что сенсорные рецепторы на коже гениталий становятся менее плотными».

«Это также может быть одним из факторов, из-за которых пожилые люди падают. Мы остаемся в вертикальном положении отчасти из-за ощущений в нижней части стопы, и чем старше мы становимся, тем меньше этой информации.»

3) Люди могут быть «слепыми на ощупь»

«Это удивительно, потому что у нас даже нет слова, обозначающего недостаток прикосновения», — говорит Линден. «Но слепота на осязание вполне реальна. Я писал о женщине по имени Г.Л. у которой очень редкое заболевание, называемое первичной сенсорной невропатией. Это означает, что она потеряла все сенсоры механического прикосновения».

«Она утверждает, что вообще ничего не чувствует. Она не умеет читать по Брайлю. Если она засунет руки в карманы, то не сможет отличить пенни от четвертака. вы обнаружите, что у нее осталась одна форма ощущений: если вы погладите ее предплечье, или ногу, или другой участок кожи, она может примерно сказать, где это, и она знает, что это приятно.Это потому, что она сохранила другую, эмоциональную систему прикосновений.»

4) У вас есть особая система эмоционального, социального прикосновения

(Shutterstock.com)

«Есть две сенсорные системы», — говорит Линден. «Тот, который дает «факты» — местоположение, движение и силу прикосновения — и мы называем это различающим прикосновением».

«Но есть еще система эмоционального прикосновения. Она опосредована специальными датчиками, называемыми С-тактильными волокнами, и передает информацию намного медленнее.Это расплывчато — с точки зрения того, где происходит прикосновение, — но оно посылает информацию в часть мозга, называемую задней островковой долей, которая имеет решающее значение для установления социальных связей. Сюда входят такие вещи, как объятие друга, прикосновение, которое вы получили в детстве от своей матери, сексуальное прикосновение».

«Это не просто другой вид информации, который передается теми же датчиками в коже, которые позволяют вам чувствовать четвертак в кармане. Это совершенно другой набор датчиков и нервных волокон, которые проходят в другой части вашего мозга. .»

5) У вас также есть специальная система, которая делает боль болезненной

(Shutterstock.com)

«В схеме боли есть также один набор датчиков, который точно сообщает вам, где находится боль, насколько она сильна и т. д. И опять же, есть еще одна система, которая просто передает негативный эмоциональный аспект боли», — Линден. говорит.

«Это вторая система, которую можно изменить с помощью наркотиков, таких как морфин, или медитативной практики.И есть также некоторые редкие случаи — люди, которых называют «асимволиками боли», — у которых отсутствует система эмоциональной боли. Итак, у них есть «факты» боли, они знают об этом, но это их не беспокоит. Если вы засунете их руку в ведро с ледяной водой (стандартный способ причинения боли в лаборатории), они знают, что это больно, но на самом деле их это не волнует».

6) Таинственным образом прикосновение имеет решающее значение для развития ребенка

(Shutterstock.com)

«Лучшие примеры этого — румынские детские дома после падения Чаушеску, когда просто не хватало людей, чтобы заботиться о младенцах.Днем к ним почти не прикасались», — говорит Линден.

«У этих детей было не только множество эмоциональных проблем — хотя они были в депрессии и имели высокие случаи шизофрении, биполярного расстройства и других проблем — но у них также было множество физических недугов. У них была ослабленная иммунная система, и кожные заболевания».

«у них ослабленный иммунитет и кожные заболевания»

«Другие исследования подтвердили это явление. Мы не совсем уверены, почему это происходит, но кажется, что раннее прикосновение чрезвычайно важно для развития как когнитивных функций, так и здорового тела.»

«Вот почему в наши дни, когда рождаются недоношенные дети и помещают их в изоляторы, их вынимают на несколько часов в день и прижимают к коже родителей. Первоначально, когда впервые изобрели изоляторы, люди думали, что нужно просто оставить их там одних, чтобы они не заразились. Но тогда их могут не трогать в течение первых двух месяцев жизни, что оказывается катастрофой».

7) Прикосновение странным образом формирует первое впечатление о людях

(Шаттерсток.ком)

«Случайное прикосновение может помочь сформировать наше впечатление о характере человека», — говорит Линден. «В одном из классических экспериментов люди держали в руках либо холодный напиток со льдом, либо горячий напиток при встрече с кем-то, и те, кто пил горячий напиток, буквально оценивали людей, которых они встречали, как более теплых — например, как более просоциальных личностей. Они не оценили их в целом лучше — скажем, как умнее или компетентнее — они просто оценили их как более теплые».

«Было еще одно известное исследование, в котором люди оценивали чужие резюме в буфере обмена, и если они были в тяжелом буфере обмена — а не действительно легком — они оценивались как более авторитетные.Опять же, люди не думали, что они умнее, или лучше играют в команде, или что-то в этом роде. Из-за веса они казались тяжелыми.»

«те, кто выпил горячий напиток, буквально оценили людей, которых они встретили, как более теплых»

«Когда эти исследования впервые были опубликованы, никто им особо не поверил, но с тех пор они были хорошо воспроизведены. Это также не причуда английского языка, это происходит в разных культурах. Это было сделано в Папуа-Новой Гвинее».

«Это указывает на идею, которая снова и снова возникает в социальной психологии: если вы оцениваете кого-то в первый раз, первое решение, которое вы принимаете, это друг или враг.Теплый ли этот человек или угроза? Затем второе, что вы оцениваете, это их компетентность, а это значит, что имеет значение, представляют ли они угрозу или нет. И кажется, что информация о прикосновениях помогает нам проводить эти различия, даже если это не имеет значения».

8) Мы до сих пор не очень понимаем, как работает сексуальное прикосновение

«Мы знаем об этом смущающе мало, — говорит Линден. «Вот очень простой вопрос, на который мы не можем полностью ответить: что отличает гениталии от остального тела? Очевидно, что другие части тела могут вызывать сексуальную стимуляцию, но в гениталиях есть что-то особенное.И мы просто не знаем, что это такое.»

«Если вы посмотрите на кожу гениталий, то увидите, что есть некоторые структуры, в том числе так называемый слизисто-кожный концевой орган, которые присутствуют там с более высокой плотностью, особенно в таких местах, как головка полового члена и клитор. что он участвует в сексуальных ощущениях. Но, по правде говоря, у нас нет способа активировать эти нервные окончания сами по себе, поэтому мы просто не знаем».

«Сексуальные ощущения так сильно влияют на нашу жизнь, на нашу социальную организацию и на то, что делает нас людьми — и мы не знаем биологии этого.»

9) Ваши эмоции могут исказить то, как вы испытываете удовольствие и боль

(Shutterstock.com)

«Тот факт, что наше когнитивное состояние — то, о чем мы думаем и на что обращаем внимание, — может модулировать наше восприятие осязания, является одновременно и благословением, и проклятием», — говорит Линден.

«Это благословение, потому что это означает модулировать негативное прикосновение с помощью позитивного опыта, такого как медитация, упражнения и тренировка осознанности.Но минус в том, что если мы зацикливаемся на боли, мы можем попасть в спираль, в которой мы усугубим ситуацию: вы обращаете на нее больше внимания, и она ощущается более болезненной, и вы обращаете на нее больше внимания. Это также означает, что если вы хотите максимизировать боль, чтобы мучить кого-то, вы можете манипулировать их эмоциональным состоянием, чтобы сделать его еще хуже. Если они чувствуют угрозу, или лишены сна, или не знают, когда появится боль, это воспринимается как ухудшение».

«Это относится не только к боли, но и к приятным ощущениям.Представьте, что вы со своей второй половинкой, и он или она ласкает вашу руку — это приятно. А теперь представьте, что вы находитесь в разгаре горячего спора, и вы получаете ту же самую ласку . Те же самые нервы будут активированы, но на самом деле вы будете ощущать это по-другому — раздражающим и неприятным. Это потому, что части мозга, которые обрабатывают эмоциональные прикосновения, также подвержены влиянию других частей вашего мозга».

Человеческое осязание меньше глубины кожи, утверждают исследователи

«Это самая большая тактильная чувствительность, которая когда-либо проявлялась у людей», — сказал Даррен Липоми, профессор наноинженерии и член Центра носимых датчиков в Инженерной школе Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего, который руководил междисциплинарным проектом с VS. Рамачандран, директор Центра изучения мозга и познания и выдающийся профессор кафедры психологии Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Люди могут легко почувствовать разницу между многими повседневными поверхностями, такими как стекло, металл, дерево и пластик.Это потому, что эти поверхности имеют разную текстуру или отводят тепло от пальца с разной скоростью. Но исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего задались вопросом: если бы они сохранили все эти крупномасштабные эффекты одинаковыми и изменили только самый верхний слой молекул, смогли бы люди обнаружить разницу, используя свое осязание? И если да, то как?

Исследователи говорят, что эти фундаментальные знания будут полезны для разработки электронной кожи, протезов, которые могут чувствовать, передовых тактильных технологий для виртуальной и дополненной реальности и многого другого.

Простые тактильные технологии существуют в виде вибрирующих пакетов в игровых контроллерах или смартфонах, которые трясутся, добавил Липоми. «Но воспроизвести реалистичные тактильные ощущения сложно, потому что мы еще не до конца понимаем основные способы взаимодействия материалов с осязанием».

«Сегодняшние технологии позволяют нам видеть и слышать, что происходит, но мы не можем этого чувствовать, — сказал Коди Карпентер, доктор наук в области наноинженерии. студент Калифорнийского университета в Сан-Диего и соавтор исследования.«У нас есть современные динамики, телефоны и экраны с высоким разрешением, которые визуально и на слух привлекательны, но чего не хватает, так это осязания. Добавление этого ингредиента является движущей силой этой работы».

Это первое исследование, объединяющее науку о материалах и психофизику, чтобы понять, как люди воспринимают прикосновения. «Рецепторы, обрабатывающие ощущения от нашей кожи, являются филогенетически самыми древними, но далеко не примитивными, они успели развить необычайно тонкие стратегии для различения поверхностей — будь то ласка любовника, щекотание или грубое тактильное ощущение металла, дерева, бумаги, и Т. Д.Это исследование является одним из первых, демонстрирующих диапазон изощренности и изысканной чувствительности тактильных ощущений. Возможно, это прокладывает путь к совершенно новому подходу к тактильной психофизике», — сказал Рамачандран.

Сверхчувствительный сенсорный экран

В статье, опубликованной в Materials Horizons, , исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего проверили, могут ли люди различать — проводя пальцем или постукивая пальцем по поверхности — между гладкими кремниевыми пластинами, которые отличаются только одним верхним слоем молекул.Одна поверхность представляла собой единый окисленный слой, состоящий в основном из атомов кислорода. Другой представлял собой единый тефлоновый слой, состоящий из атомов фтора и углерода. Обе поверхности выглядели одинаково и ощущались настолько похожими, что некоторые испытуемые вообще не могли их различить.

По словам исследователей, люди могут ощущать эти различия из-за явления, известного как прерывистое трение, которое представляет собой рывковое движение, возникающее, когда два покоящихся объекта начинают скользить друг относительно друга.Это явление отвечает за музыкальные ноты, воспроизводимые мокрым пальцем по краю бокала, звук скрипучей дверной петли или шум останавливающегося поезда. В этом случае каждая поверхность имеет разную частоту прерывистого скольжения из-за идентичности молекул в самом верхнем слое.

В одном тесте 15 испытуемых должны были ощупать три поверхности и определить, какая из них отличается от двух других. Испытуемые правильно определяли различия в 71% случаев.

В другом эксперименте испытуемым давали три разных полоски кремниевой пластины, каждая из которых содержала разную последовательность из 8 участков окисленных и тефлоновых поверхностей. Каждая последовательность представляла собой 8-значную строку из нулей и единиц, которая кодировала определенную букву в алфавите ASCII. Испытуемых просили «прочитать» эти последовательности, проводя пальцем от одного конца полоски к другому и отмечая, какие участки в последовательности были окисленными поверхностями, а какие — тефлоновыми.В этом эксперименте 10 из 11 испытуемых расшифровывали биты, необходимые для написания слова «Лаборатория» (с правильными заглавными и строчными буквами) более чем в 50% случаев. Испытуемые тратили в среднем 4,5 минуты на расшифровку каждой буквы.

«Человек может считывать цифровую информацию медленнее, чем нанобит в секунду, но этот эксперимент показывает потенциально изящный способ химической связи, используя наше осязание вместо зрения», — сказал Липоми.

Базовая модель сенсорного экрана

Исследователи также обнаружили, что эти поверхности можно различать в зависимости от того, насколько быстро палец проводит пальцем по поверхности и с какой силой он прикладывает ее к поверхности.Исследователи смоделировали сенсорные эксперименты, используя «ложный палец» — похожее на палец устройство, сделанное из органического полимера и соединенное пружиной с датчиком силы. Имитация пальца проводилась по разным поверхностям с использованием нескольких комбинаций силы и скорости движения. Исследователи нанесли данные на график и обнаружили, что поверхности можно различить при определенных сочетаниях скорости и силы. Между тем другие комбинации делали поверхности неотличимыми друг от друга.

«Наши результаты показывают замечательную человеческую способность быстро определять правильное сочетание сил и скоростей, необходимых для того, чтобы почувствовать разницу между этими поверхностями.Им не нужно реконструировать всю матрицу точек данных одну за другой, как это делали мы в наших экспериментах», — сказал Липоми.

«Интересно также, что устройство-имитатор пальца, в котором нет ничего похожего на сотни нервов в нашей коже, имеет всего один датчик силы и все еще может получать информацию, необходимую для того, чтобы почувствовать разницу в этих поверхностях. Это говорит нам о том, что не только механорецепторы в коже, но и рецепторы в связках, суставах, запястьях, локтях и плечах могут позволить людям ощущать мельчайшие различия с помощью прикосновения», — добавил он.

Эта работа была поддержана компаниями-членами Центра носимых датчиков Калифорнийского университета в Сан-Диего: Samsung, Dexcom, Sabic, Cubic, Qualcomm и Honda.

Название статьи: «Способность человека различать химический состав поверхности на ощупь». Авторами исследования являются Коди В. Карпентер*, Чарльз Донг*, Николас Б. Рут*, Даниэль Родрикес, Эмили Э. Абдо, Кайл Скелил, Мохаммед А. Альхадра, Джулиан Рамирес, Вилаянур С. Рамачандран и Даррен Дж. Липоми из Калифорнийский университет в Сан-Диего. Статья была опубликована в рецензируемом журнале Королевского химического общества Materials Horizons.

*Эти авторы внесли одинаковый вклад в эту работу

Лизель Лабиос

Меньше, чем кожа: люди могут чувствовать молекулярные различия между почти идентичными поверхностями был первоначально опубликован на веб-сайте Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Понимание прикосновений | Спросите у биолога

Осязание

Благодаря своим сенсорным рецепторам вы можете почувствовать, как ваш друг касается вашего плеча. Изображение Алекса Проймоса.

Вы идете по своему району, и ваш друг видит вас через улицу. Когда она догоняет вас, вы чувствуете прикосновение к правому плечу. Ты поворачиваешь голову, чтобы посмотреть через плечо и увидеть, как она улыбается, взволнованная тем, что столкнулась с тобой.

Вы можете понять, в какую сторону повернуть голову, чтобы увидеть, что происходит позади вас, потому что тактильные рецепторы в вашей коже организованы. Из-за этого вы можете сказать, постучали ли вас по правому или по левому плечу.Но что, если информация об осязании не организована? Вы почувствуете кран, но не сможете понять, откуда он. Это может быть как сложно, так и запутанно, так как каждый раз, когда вы чувствуете прикосновение, вам нужно будет оглядываться вокруг, чтобы увидеть, что происходит. Это может быть даже опасно, если то, что касается вас, было вредным.

Картирование тела

К счастью, нервная система очень хорошо картирована. Из-за этого он может быстро определить, где на теле что-то к вам прикасается.Когда что-то касается кожи, рецепторы под этим участком кожи становятся более активными. Это увеличение активности сообщает нервной системе о контакте с определенным участком кожи. Но случается и другое. Эти рецепторы посылают сигнал всем остальным рецепторам вокруг него. Этот сигнал подавляет или подавляет срабатывание этих окружающих рецепторов. Это позволяет нервной системе точно определить, к какой части вашего тела прикасаются.

Рецепторы, воспринимающие осязание, расположены по всему телу.Но количество рецепторов в каждом месте разное, поэтому в одних частях тела их больше, чем в других. Эта разница в количестве рецепторов влияет на способность ощущать прикосновение. Участок кожи с большим количеством рецепторов лучше воспринимает и локализует прикосновение. Например, в чувствительных областях человек может почувствовать два небольших объекта, которые касаются кожи (например, два кончика скобы), а не думать, что это всего лишь один объект. Ученые называют это тестом двухточечной дискриминации.Вы можете сами провести этот небольшой эксперимент, чтобы увидеть, какие участки тела более чувствительны к прикосновениям.

Различные части тела лучше воспринимают прикосновение. Эти области имеют более высокую плотность сенсорных рецепторов. Нажмите, чтобы узнать больше.

Области с большим количеством рецепторов расположены в местах, которые люди обычно используют для исследования мира, например, на руках, ногах и лице. Другие области, такие как спина и бедра, также могут чувствовать прикосновение. Но поскольку люди не часто используют эти части тела для взаимодействия с объектами в окружающей среде, в этих областях меньше рецепторов.

Прикосновение мозга

Сенсорные рецепторы посылают информацию в нейроны центральной нервной системы. Большинство сигналов от прикосновения доходят до мозга, прежде чем их можно будет обработать и понять.

В особых случаях информация обрабатывается спинным мозгом. Нажмите, чтобы узнать больше.

В некоторых случаях спинной мозг также обрабатывает сенсорную информацию. Обычно это происходит, когда тело касается чего-то, что может его повредить, например горячей поверхности или острого предмета.Когда это происходит, тело будет реагировать по-разному, чтобы попытаться избежать травм. Например, если вы прикоснетесь к чему-то очень горячему, вы должны как можно быстрее отдернуть руку. Очень быстрые реакции являются рефлекторными, что означает, что они происходят без осознания человеком того, что тело делает это.

Даже если информация обрабатывается в спинном мозге, она также дойдет до вашего головного мозга. Если вы вспомните случай, когда вы прикоснулись к чему-то горячему, вы, вероятно, отдернули руку, даже не подумав об этом.Скорее всего, только после того, как ваша рука стала ясной, вы поняли, что она болит. Быстрая реакция на отдергивание руки контролируется спинным мозгом. После этого проверка вашей руки, чтобы убедиться, что вы в порядке, происходит после того, как мозг получает эту информацию.

Сенсорная кора очень хорошо привязана к различным частям тела. Нажмите, чтобы узнать больше.

Наконец, мозг организован так, чтобы отслеживать всю сенсорную информацию. Эта организация служит той же цели, что и рецепторы в коже – она помогает нервной системе понять, где к ней прикасаются.Когда сенсорная информация поступает в мозг, она сортируется сенсорной корой. Сенсорная кора — это область мозга, которая обрабатывает информацию о осязании и других чувствах. Ученые называют своеобразную карту нервов в сенсорной коре гомункулом, или «маленьким человечком».

Области сенсорной коры, которые обрабатывают сенсорную информацию для каждой части тела, имеют разный размер. Области коры больше, если они обрабатывают информацию от частей тела, которые имеют больше сенсорных рецепторов.Это означает, например, что части мозга, которые обрабатывают сенсорную информацию для рук, больше, чем для спины. Тот факт, что эта организация одинакова на коже и в мозгу, имеет смысл. Если у вас больше рецепторов в одной части тела, мозгу потребуется больше нейронов для обработки информации из этой области тела.

---

Свеча Изображение от Bangin.

Внутренняя работа: раскрытие молекулярных механизмов, лежащих в основе нашего осязания

Молекулярные биологи обычно не проводят свои исследования по колено в иле, проверяя подземные ловушки в поисках неуловимого крота.Но Диане Батисте нужны были эти родинки, чтобы помочь ей понять таинственные основы человеческого осязания. «Механизмы, которые вызывают механическую гиперчувствительность и механическое восприятие, на самом деле представляют собой большой черный ящик в этой области», — говорит Батиста, доцент кафедры клеточной и биологии развития Калифорнийского университета в Беркли.

Гены крота-звездоноса и его замечательный нос, набитый нервными волокнами, могут указать на молекулярные механизмы, лежащие в основе загадочного осязания.Изображение предоставлено ScienceSource/Gary Meszaros.

Добыча Баутисты, звездоносый крот, предлагает редкую возможность изучить осязание, которым обладают немногие другие существа. Орган осязания крота сантиметрового размера (звезда щупалец на его морде) украшен 100 000 нервных волокон, называемых механоноцицепторами. Это в пять раз превышает количество волокон на руке человека (1). Механоноцицепторы — это первый шаг на пути отправки сенсорного сигнала в мозг. А гены этого своеобразного крота и его нос, полный нервных волокон, могут указывать на молекулярные механизмы, лежащие в основе загадочного осязания.

Ученые ищут ионные каналы или любые сигнальные молекулы, участвующие в осязании. Пока что эти открытия дают лишь небольшое окно в сложный механизм механоощущения. Тем не менее, любой шаг к освоению схемы, контролирующей механическую боль, является долгожданным событием для пациентов и врачей, чрезмерно зависящих от потенциально вызывающих привыкание опиоидов. И исследования механоощущения выходят далеко за рамки прикосновения и боли. Ученые обнаруживают, что механосенсорные каналы играют решающую роль в самом функционировании внутренних органов.

Чувство места

Базовое понимание осязания было труднодостижимым, и на то были веские причины. В отличие от других органов чувств, сенсорные рецепторы не ограничены одним местом на теле. Существует расплывчатое определение «прикосновения», отмечает Ардем Патапутян, профессор отдела молекулярной и клеточной неврологии Исследовательского института Скриппса. Это может означать боль, мягкое давление, ощущение температуры и ощущение, известное как проприоцепция, ощущение местоположения вашего тела, также называемое шестым чувством.

Акт восприятия механической силы влечет за собой преобразование физического стимула в биоэлектрический сигнал. В течение десятилетий ученые знали, что, как и другие нейроны, нервы, связанные с прикосновением, снабжены ионными каналами, которые передают этот физический стимул в нервную клетку.

Но до 2010 года почти ничего не было известно о молекулярных основах этих нервных волокон. Именно тогда исследователи в лаборатории Патапутяна обнаружили два гена, которые экспрессируют ионные каналы, имеющие решающее значение для передачи нервных сигналов (2).Хотя эти гены были лишь двумя первыми шестеренками в очень сложной машине, этого открытия было достаточно, чтобы подтолкнуть к обширному расширению поиска других основных сенсорных ионных каналов.

Лаборатория Патапутяна использовала клеточную линию мыши для измерения механически активированных потоков положительно заряженных ионов, которые инициируются во время прикосновения. Используя микрочип, они определили, какие гены были включены в этой клеточной линии, а затем отключили эти гены, чтобы посмотреть, как это повлияет на эти токи.Два гена, по-видимому, резко уменьшали ионные токи при нокдауне и увеличивали токи при усилении. Позднее было показано, что гены, названные piezo1 и piezo2 (pίesi по-гречески означает давление), кодируют механически активируемые ионные каналы, но с разными ролями.

В 2014 году (3) команда Патапутяна подтвердила в исследованиях поведения мышей, что пьезо2 играет центральную роль в обнаружении легкого прикосновения. Когда они нокаутировали piezo2 у мышей, реакция на легкое прикосновение была значительно снижена по сравнению с контрольной группой, где большинство мышей отдергивали лапу после того, как их провели ватным тампоном.Шесть из девяти мышей, лишенных piezo2 , вообще не реагировали на прикосновение тампоном. Тем не менее, по сравнению с контрольной группой не было никаких изменений в том, как животные реагировали на боль от зажима для хвоста, что означает, что пьезо2 не является основным ионным каналом, передающим болевые сигналы.

Но piezo2 делает больше. Он играет роль в проприоцепции. Работа, проведенная командой Александра Чеслера из Национального института здоровья, подтвердила это в отчете, опубликованном в 2016 году. Чеслер обнаружил, что у двух человек с различными нервно-мышечными расстройствами была мутация, которая инактивировала пьезо2-каналы (4).Эти пациенты обладают некоторой способностью ощущать легкое прикосновение, но у них полностью нарушена проприоцепция, что затрудняет рутинные задачи, такие как ходьба. «Когда они закрывают глаза, они понятия не имеют, где находятся их конечности», — говорит Патапутян.

«Клинически это знание также может быть очень полезным», — добавляет Патапутян. «Если у человека что-то не так с координацией, клиницисты сначала будут искать проблемы с мышцами или двигательными нейронами, но теперь они знают, что нужно смотреть и на piezo2 ». По словам Патапутяна, диагностируя дефицит проприоцепции, эти люди могут пройти обучение, чтобы компенсировать отсутствие внутреннего компаса, больше полагаясь на зрение.

Белковый пьезо1 играет ключевую роль в восприятии механических сил. Изображение предоставлено Светой Мурти (Исследовательский институт Скриппса, Ла-Хойя, Калифорния).

Главная роль

Исследователи искали и других игроков — введите звездоносого крота. Батиста изучала крота с тех пор, как она была аспиранткой, но начиная с 2012 года ее команда начала анализировать геном крота. Команда обнаружила особое изобилие генов, экспрессируемых в органе осязания крота, которые не проявлялись в сенсорных нейронах, расположенных в других частях тела крота.Это открытие означает, что эти гены специализируются на механотрансдукции, процессе, посредством которого приложенное давление преобразуется в биоэлектрический сигнал. Одна из молекул, которые они идентифицировали в ходе этого процесса, была сигнальной сфингозин-1-фосфатом липидов (S1P) и его рецептором (S1PR3). Увидев тот же сигнальный путь осязания, выраженный в нейронах человека и мыши, аспирантка Баутисты Роуз Хилл решила поближе изучить роль S1P.

В исследовании, опубликованном в журнале eLife в марте, Хилл и ее коллеги (5) показали, что S1P и S1PR3 играют решающую роль в определении порога, за которым мы чувствуем острую боль.По словам Баутисты, это взаимодействие между S1P и S1PR3 определяет, какая сила требуется для активации типа нервного волокна, которое ощущает острую боль, например, ушибленного пальца ноги. Когда этот рецептор блокируется у мышей, они не отдергивают лапу при уколе иглой. У мышей был столь же приглушенный ответ на тест с игольчатым уколом, когда исследователи ингибировали выработку S1P. Тем не менее, исследователям еще предстоит выяснить, что за ионный канал, с которым работает S1PR3, передает болевые сигналы.

Человеческое прикосновение

Люди, вероятно, имеют 10 различных типов сенсорных нейронов, которые чувствуют направление, текстуру и скорость прикосновения, говорит Патапутян.Все эти нейроны работают вместе, чтобы не просто регистрировать сигнал прикосновения, но и передавать информацию о том, откуда произошло прикосновение или была ли поверхность, к которой прикоснулись, твердой или мягкой. Например, в случае легкого давления на кожу пьезо2 активируется как в нервных окончаниях, так и в клетках кожи, называемых клетками Меркеля. Как только пьезо2 активируется с помощью физического стимула, это вызывает приток ионов в нервную клетку, которая инициирует возбуждение клетки и посылает сигнал в спинной и головной мозг.

Еще предстоит уточнить все детали этого взаимодействия нервных клеток и клеток Меркеля, которые, по-видимому, функционируют как расширение этой сенсорной цепи, говорит Эллен Лумпкин, доцент соматосенсорной биологии Колумбийского университета, которая работала с Патапутян в изучении этих клеток кожи (6). По мере того, как исследователи углубляются в механику механоощущения, они обнаруживают, что многие клетки и сигнальные молекулы кажутся многозадачными. Piezo2, вероятно, играет несколько ролей в обнаружении различных типов прикосновений в зависимости от еще не открытых регуляторных молекул.

Люмпкин говорит, что было трудно найти ключевые молекулы, такие как пьезоканалы, потому что все белки реагируют на физические и температурные раздражители. Как определить, нормально ли реагирует белок или он действительно является частью сенсорной системы? «Вы можете надавить на белок, и он может отреагировать на толчок, но как вы решите, действительно ли это его работа в организме?» говорит Лампкин. Но Лумпкин, соавтор статьи S1PR3, считает, что они нашли ген рецептора почти столь же важный, как тот, который кодирует ионный канал.

Мыши не реагируют на болезненный укол, когда S1P или S1PR3 ингибированы. Однако S1PR3 не является преобразователем болевых сигналов. «Вместо этого это регулятор сенсорной сигнализации, но очень, очень важный», — говорит Лампкин. Этот рецептор нервной клетки устанавливает порог, при котором болевой раздражитель передается в нервную клетку. По сути, он сообщает ионному каналу клетки, когда посылать болевой сигнал.

Самое интересное в этом, добавляет она, заключается в том, что S1PR3 представляет собой рецептор, связанный с G-белком, на который обычно легко воздействовать с помощью лекарств.По словам Люмпкина, потенциальное лекарство, которое временно подавляет этот рецептор, может быть использовано для лечения послеоперационной боли или вызванной химиотерапией нейропатии, которая может быть чрезвычайно болезненной. В принципе, лекарство, воздействующее на S1PR3, по существу блокирует сигнал еще до того, как он попадет в нервную клетку.

На данный момент Баутиста продолжает искать у звездоноса гены, специализирующиеся на осязании. Команда Баутисты может использовать свою молекулярную базу данных генов кротов в качестве отправной точки для поиска большего количества генов, таких как piezo2 , которые экспрессируют ионные каналы, или рецепторов, таких как S1PR3, которые дополнительно настраивают реакцию нервов на прикосновение.

Beyond Pain

Патапутян говорит, что эти открытия вывели их за пределы сферы осязания и позволили им проникнуть в основные функции наших органов. «Внутренние органы также испытывают очень сильные механические воздействия», — говорит он. Piezo1 , по-видимому, связан с внутренней работой сердечно-сосудистой системы, объясняет Патапутян. Это на самом деле не слишком удивительно. Восприятие механической силы важно для системы кровообращения; именно так кровеносные сосуды знают, как реагировать на изменения потока и сужаются или расширяются, чтобы поддерживать постоянное кровяное давление (7).

«Внутренние органы также испытывают очень сильные механические воздействия».

—Ардем Патапутян

В прошлом году в рамках проекта с лабораторией профессора клеточной биологии Гарвардского университета Стива Либерлеса Патапутян обнаружил роль piezo2 в раздувании легких (8). «Каждый вдох, который вы делаете, легкое, конечно же, расширяется», — говорит он. И с этим расширением пьезо2 стимулируется таким образом, что может, в свою очередь, сказать легкому, когда втягиваться, тем самым играя роль в регуляции дыхания.Мыши, у которых отсутствовал ген piezo2 , сталкивались с проблемами дыхания, такими как чрезмерное раздувание легких.

Но дыхание — это только верхушка айсберга. Существует механоощущение, связанное с растяжением желудка, растяжением мочевого пузыря, насыщением, работой желудочно-кишечного тракта и многим другим. Роль осязания во внутренних органах остается еще более загадочной, чем механизмы осязания на нашей коже, говорит Патапутян.

Лаборатория Баутисты тем временем планирует использовать геном звездоноса для дальнейшего изучения механоощущения.«Это была золотая жила, — говорит она, — зайти и посмотреть на это».

Как вы себя чувствуете? Ваше «осязание» — это несколько разных чувств, объединенных в одно

У нас больше пяти чувств. То, что вы можете считать своим «осязанием», на самом деле представляет собой ряд различных сенсорных путей, которые позволяют вам различать различные типы механических сил, обнаруживать изменения температуры и чувствовать боль.

Нобелевская премия по физиологии и медицине в этом году, объявленная на этой неделе, была присуждена американскому физиологу Дэвиду Джулиусу и исследователю ливанского происхождения Ардему Патапутяну за раскрытие механизмов, лежащих в основе этих различных ощущений прикосновения.Так как же работают эти механизмы?

---

Читать далее: Нобелевская премия: как перец чили помог исследователям понять, как люди чувствуют боль

---

Наш мозг постоянно обрабатывает огромное количество тактильной и тепловой информации из окружающей среды. Когда ваша рука обхватывает чашку с кофе утром, вы можете почувствовать, слишком ли горячий кофе, подходит ли он для питья, или остыл. Вы можете почувствовать вес чашки в руке и гладкость ее поверхности, а также ощутить положение вашей руки, когда вы делаете глоток.

Чтобы разобраться во всех этих раздражителях, нашему телу необходимо преобразовать информацию из внешней среды в биологические сигналы. Этот процесс начинается на окончаниях нервных клеток в нашей коже.

На поверхности этих нервных клеток находятся специализированные молекулы, называемые «ионными каналами», которые могут открываться в ответ на стимул окружающей среды, что приводит к локализованному электрическому сигналу. Затем этот сигнал может быть усилен в электрический импульс, который передается через нервные клетки в наш мозг, где он интерпретируется как ощущение.

Мы можем почувствовать тепло чашки кофе, а также положение нашей руки, когда мы делаем глоток. Глиняные банки/Unsplash, CC BY-SA

Джулиус и Патапутян внесли отдельный и одинаково важный вклад в наше понимание того, какие именно типы ионных каналов могут действовать как сенсорные рецепторы.

В 1997 году Джулиус и его команда определили первый известный рецептор тепла, исследуя, как клетки реагируют на капсаицин, химическое вещество, которое вызывает ощущение жжения, когда мы едим острый перец чили.

Их исследование выявило ионный канал, известный как TRPV1, в качестве рецептора, активируемого капсаицином. Более того, они продемонстрировали, что этот рецептор также активируется высокими температурами, которые мы воспринимаем как болезненные.

Последующие исследования выявили другие члены того же семейства ионных каналов, каждый из которых активируется в определенном температурном диапазоне. Таким образом, чтобы ощущать разные температуры, наши тела используют отдельные рецепторы, чтобы различать болезненное или разрушительное тепло или холод, а также ощущать умеренные изменения температуры.

---

Читать далее: Может ли употребление острого перца чили навредить вам?

---

Спустя более двух десятилетий, в 2010 году, Патапутян наконец идентифицировал один из рецепторов, который реагирует на механические воздействия, обеспечивая наше осязание. Он и его команда идентифицировали молекулу рецептора, которая реагирует на давление, используя тонкий зонд, чтобы сделать крошечные углубления в клетках, культивируемых в лаборатории.

Они назвали ионный канал PIEZO1, от греческого слова «давление».Далее они продемонстрировали, что второй ионный канал, PIEZO2, также необходим нашим нервным клеткам для восприятия прикосновения. Когда поверхность сенсорной нервной клетки вдавливается, обе эти рецепторные молекулы меняют форму, инициируя электрический импульс.

Более того, рецепторы PIEZO2 не только обеспечивают осязание, но и передают механическую информацию изнутри нашего тела. Таким образом, они позволяют нам обнаруживать растяжение в наших конечностях, чтобы мы могли контролировать свои движения, и сигнализировать, когда наши легкие полностью надуты или наш мочевой пузырь полон.

Все еще продолжаются исследования, чтобы выяснить, есть ли в наших нервных клетках другие механически активируемые ионные каналы, которые помогают нам воспринимать окружающую среду другими способами.

Итак, когда вы в следующий раз сделаете глоток горячего кофе или почувствуете прохладный ветерок на лице, представьте, как эти крошечные рецепторные молекулы в ваших нервных окончаниях усердно работают, чтобы доставить эти сигналы в ваш мозг, чтобы вы могли наслаждаться окружающим миром.