Біологія. Повторне видання. 8 клас. Соболь (2025)

§ 12.6. Сприйняття інформації та наукові дослідження

Хто володіє інформацією, той володіє світом.

Вінстон Черчилль (1874-1965) — британський політик, прем'єр-міністр Великої Британії, лауреат Нобелівської премії з літератури (1953)

Цікаво! Бельгійські нейробіологи довели, що навчання ефективніше в незнайомому місці. Нові умови сприяють секреції дофаміну, у людини покращується настрій, підвищується мотивація, з’являється відчуття задоволення, головний мозок швидше обробляє інформацію. Цікаво, яким чином цей гормон впливає на функціонування сенсорних систем?

ЗМІСТ

Які чинники порушують сприйняття інформації в організмі людини?

Переважна більшість порушень зору пов’язана з недотриманням гігієнічних правил, травмами ока, порушенням обміну речовин. В останні роки відзначається значне «омолодження» очних хвороб. До цього призводять безмірне захоплення комп’ютером і Гаджетами, несприятлива екологічна ситуація, «нерозумне» харчування, куріння, зловживання штучною косметикою та ін. Найчастіше трапляються порушення заломлення світла — короткозорість і далекозорість. Зовнішні частини ока доступні безпосереднім впливам зовнішнього середовища, що можуть спричиняти астигматизм, косоокість, запалення кон’юнктиви (кон’юнктивіт), рогівки (кератит) тощо. Вікові зміни і загальні запалення можуть призводити до помутніння кришталика — катаракти. При порушенні нормальної циркуляції рідини в оці може підвищуватися внутрішньоочний тиск і розвиватися глаукома. Нестача вітаміну А спричиняє значне погіршення сутінкового зору, тобто так звану курячу сліпоту. Порушення кольорового зору називається дальтонізмом. Це переважно розлади сприймання червоного й зеленого кольорів через відсутність певних типів колбочок у сітківці ока. Дальтонізм є спадковим порушенням зору і не виліковується.

Іл. 87. Схематичне зображення проведення світла: за короткозорості (1), нормальний зір (2), за далекозорості (3)

Втрата слуху може бути спричинена низкою чинників, зокрема: спадковістю (синдром Ашера), старінням (наприклад, через порушення рухомого з’єднання слухових кісточок), впливом сильного шуму (акустичні травми), деякими інфекціями (вірус краснухи, бактерії сифілісу), неінфекційними захворюваннями (діабет, гіпертензія, менінгіт), ускладненнями під час вагітності (унаслідок уживання алкоголю та наркотичних речовин, захворювання на краснуху), травмами (наприклад, механічне пошкодження барабанної перетинки), а також певними лікарськими препаратами (аспірин, стрептоміцин) чи токсичними речовинами (свинець, ртуть). Із хвороб вуха найчастіше зустрічається отит. Залежно від того, який відділ вуха уражений, розрізняють зовнішній, середній та внутрішній опійній. Передача звукових коливань може порушуватися через втрату рухомості слухових кісточок — отосклероз. Втрата слуху може відбутися і через порушення провідності слухового нерва.

Основними причинами розладів смаку та нюху є механічні травми, висока температура їжі чи повітря, що вдихається, інфекції (віруси грипу, COVID-19), дія токсичних речовин, отруйні сполуки, хіміотерапевтичні лікарські препарати, дефіцит вітамінів та мікроелементів (Цинк, Купрум), тютюнопаління тощо.

Розлади рівноваги можуть виникнути, коли є порушення будь-якої з таких систем: гравітаційна, зорова чи пропріорецептивна. Порушення функції рівноваги можуть спричинювати захворювання внутрішнього вуха, низький кров’яний тиск, пухлини чи травми мозку. Найвідомішим із порушень рівноваги є морська хвороба — захворювання, яке виникає в результаті монотонних коливальних рухів. Проявляється відчуттям заколисування, запамороченням, нудотою, втратою апетиту, а в разі тяжчого перебігу — і блюванням. На неї страждають не лише ті, що подорожують морем, а й пасажири в автомобілях, потягах і літаках.

Біологія + Писемність • Прочитайте повідомлення, що подається символами шрифту Брайля.

Які основні напрями сучасних досліджень сенсорних систем людини?

Сенсорні системи, їх будова та функціонування є предметом досліджень не лише сенсорної фізіології. Методи біофізики та біохімії застосовуються для розкриття сутності фізичних та хімічних процесів, що є основою перетворення енергії подразників у нервові імпульси. Молекулярна генетика та молекулярна біологія вивчають закономірності збереження й реалізації спадкової інформації про гени та білки-рецептори. З’ясовано, що за сприйняття запахів відповідають 1000 генів, тоді як за зір — п’ять, а за слух — лише два (Л. Бак, Р. Ексел). Виявлено, що в сітківці людини є не лише палички і колбочки, а й фоторецепторні гангліозні клітини (С. Куфлер), що містять меланопсин (І. Провансіо). Відкрито новий вид смакових відчуттів умамі (К. Ікеда), рецептори температури і дотику (Д. Джуліус, А. Патапутян).

Іл. 88. Фоторецептори сітківки ока: 1 — гангліозні клітини; 2 — палички; 3 — три типи колбочок

Новітні дослідження сенсорних систем сприяють постійному розвитку медичних наук, зокрема офтальмології та отоларингології. Найперспективнішими напрямами та новими технологіями в цих галузях є: генотерапія (зміна або заміна генів у клітинах людини для лікування або запобігання спадковим захворюванням, наприклад, дальтонізму), тканинна інженерія (технології створення штучної рогівки чи сітківки, які можна імплантувати в око для відновлення зору), біоінженерія (технологія кохлеарної імплантації полягає в протезуванні слухового аналізатора шляхом вживлення штучного електронного вуха; технології застосування ультразвукового скальпеля в хірургії ЛОР-органів).

Принципи організації сенсорних систем застосовують у багатьох інших галузях. Бездротові сенсорні мережі можуть вимірювати умови навколишнього середовища, застосовуються для моніторингу навколишнього середовища, виявлення загроз. Сенсорні вимикачі та регулятори вже мають широке використання в технологіях «розумного будинку» чи «розумної ферми». Сенсорні пристрої використовують для системи моніторингу здоров’я (сенсори для електроміографії, електрокардіографії, електроенцефалографії), технічні сенсорні системи розробляються для Інтернету речей (ІоТ). Галузями військового застосування ІоТ є: логістика, системи управління вогнем, військова підготовка, моніторинг здоров’я, енергоменеджмент (розумні військові бази), розвідка. Сенсорні екрани зазвичай зустрічаються в смартфонах, планшетах, ноутбуках та інших електронних пристроях. У військовій галузі використовують сенсорні аналізатори (наприклад, тепловізори), сенсорні системи для отримання розвідувальної інформації (наприклад, сенсорна система виявлення вторгнень на полі бою BAIS), сенсорні технології та дрони, які оснащені оптичними, магнітними та електромагнітними датчиками для виявлення мін.

Іл. 89. Технологія «розумний будинок»

Біологія + Технології • Що таке «Інтернет речей» (англ. Internet of Things, ІоТ)?

Коротко про головне

• Функціонування сенсорних систем залежить від чинників, що є подразниками для рецепторів, та чинників, які можуть бути причиною порушень їх роботи.

• Сучасні дослідження сенсорних систем відрізняються зосередженістю пізнання молекулярних та клітинних основ процесів функціонування.

• Дослідження сенсорних систем дедалі ширше застосовуються в таких галузях: охорона здоров’я, технічна діяльність, інформація та телекомунікації, спорт, діяльність домашніх господарств, військова промисловість тощо.

Діяльність

Навчальне завдання. Які особливості сенсорних систем людини? Моделювання змісту теми. СПРИЙНЯТТЯ ІНФОРМАЦІЇ.

Розвивальне завдання. Чому виникають порушення роботи сенсорних систем? Інфографіка. Вплив чинників середовища на сприйняття інформації людиною.

Ціннісне завдання. Яке значення знань про сприйняття інформації? Проєкт на одну з тем щодо оцінювання впливу досягнень природничих наук і техніки на добробут і здоров’я людини.

Результат

Очікувані результати навчання (Учень / учениця...)

• узагальнює знання та формулює висновок: про СЕНСОРНІ СИСТЕМИ ЛЮДИНИ

• розвиває творчі уміння комбінувати відомі способи ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМ з новими та створює: таблицю про вплив чинників середовища на сприйняття інформації людиною

• виявляє ставлення на рівні індивідуальності та створює: проєкт на основі знань про сенсорні системи людини, проблемно-пізнавальних умінь та ціннісних уявлень про ПІЗНАННЯ ЛЮДИНИ

Саморозвиток

Самооцінювання. Які результати мої навчальної діяльності? Діагностувальне завдання. СПРИЙНЯТТЯ ІНФОРМАЦІЇ.