Біологія. 8 клас. Тагліна
§ 35. Сенсорні системи смаку, нюху, температури, дотику й болю
Поміркуйте й обговоріть ситуацію
Де найчастіше в супермаркетах розміщується виробництво власної випічки: неподалік від входу чи якнайдалі від нього? Чому такі відділи розташовують далеко від входу? Як запах випічки впливає на вибір покупців?
Запахи та смаки
За допомогою запахів тварини й людина оцінюють хімічний склад компонентів середовища. Тобто якість їжі, присутність інших організмів, безпечність речовин і багато іншого. Для оцінки якості їжі та безпечності її споживання необхідний ще й смаковий аналізатор. Так, багато шкідливих речовин є гіркими, а от солоденьке означає наявність вуглеводів — найкращого джерела енергії.
Що ж таке смак і запах? Запах — це суб’єктивне відчуття, що створюється в корі головного мозку після сприймання хеморецепторами молекул органічних чи неорганічних речовин. Смак — це теж суб’єктивне відчуття після сприймання хеморецепторами молекул або йонів різних хімічних речовин. Тобто нюхова та смакова сенсорні системи — це хімічні аналізатори (мал. 35.1).
Мал. 35.1. Сприймання молекул хеморецепторами нюхового аналізатора (а) та молекул чи йонів хеморецепторами смакового аналізатора (б)
Сенсорна система смаку
Периферичний відділ смакового аналізатора представлений смаковими цибулинами, що містять смакові рецепторні клітини (мал. 35.2б). Вони розташовані на сосочках слизової оболонки язика (мал. 35.2а), у слизовій оболонці ротової порожнини, щоки та глотки. Лицьовий, язико-глотковий і блукаючий нерви передають інформацію від смакових рецепторів у довгастий мозок. Тут локалізується центр слиновидільного рефлексу. Нервовими шляхами ця інформація проводиться далі в таламус проміжного мозку, який передає її в лобну частку кори головного мозку. Центри формування смаку розташовані в скроневій, тім’яній частині в тісному зв’язку з іншими центрами.
Завдання
Зобразіть шляхи проведення смакової інформації від рецепторів язика до ділянок смакової кори на малюнку будови головного мозку.
Мал. 35.2. Сосочки слизової язика (а) та смакові цибулини (б)
Самодослідження «Міф чи реальність?»
Існує дві протилежні думки.
1. Окремі зони язика спеціалізовані на сприйманні різних смаків.
2. Будь-які зони язика здатні сприймати всі смаки. Постає питання: мапа смакових зон язика — це правда чи помилкове уявлення? Вирішіть цю дилему за допомогою дослідження. Для цього візьміть ватяні палички або дерев'яні зубочистки та змочіть їх у розчині солі чи цукру. Далі торкайтеся ними різних частин язика за мапою. Чи всі зони вашого язика сприймали солодкий і солоний смаки?
Помилкове уявлення про зони язика, що сприймають різні смаки
Сенсорна система нюху
Однією з перших у процесі еволюції хребетних сформувалася сенсорна система нюху, оскільки запахи відіграють важливу роль у пошуку їжі, розпізнаванні родичів або хижаків, оцінюванні безпеки навколишнього середовища.
Периферичний відділ нюхового аналізатора містить близько 10 млн спеціалізованих нейронів — нюхових рецепторів слизової оболонки верхнього носового ходу. Від них інформація передається нюховими нервами в структури лімбічної системи головного мозку, що аналізують сигнали про запахи (мал. 35.3).
Відкритий мікрофон
Чи всі люди однаково сприймають запахи? Якщо запах неприємний для людей, чи такий же він для тварин?
Мал. 35.3. Нюховий аналізатор
Сенсорна система дотику
Відчуття дотиків, як і нюх, — це найдавніше чуття тварин.
Дотикова чутливість людини зумовлена наявністю різних механорецепторів у шкірі (мал. 35.4). Вони сприймають механічні впливи: дотик, тиск і вібрацію. Далі інформація про подразники з окремих зон шкіри передається до зони шкірно-м’язової чутливості тім’яної частки кори головного мозку (мал. 35.5). Саме тут формуються відчуття.
Мал. 35.4. Різноманіття рецепторів шкіри
Мал. 35.5. Зона соматичної чутливості постцентральної звивини тім'яної частки. Тут відбувається обробка інформації від терморецепторів і механорецепторів (шкіри, м'язів, сухожилків) тіла
Знайдіть інформацію й виконайте завдання
Яку роль відіграють запахи в житті собак, котів чи інших тварин? Які подібні або відмінні функції запахів у вашому житті порівняно з тваринами?
На шкірі людини дотикові рецептори розподілені нерівномірно. Їх дуже багато на ділянках, де дотикова чутливість найбільш потрібна (кінчики пальців, язик, губи). А в інших частинах тіла їх значно менше. Тому й кількість нейронів кори, що обробляють інформацію від окремих частин тіла, різна (мал. 35.6).
Мал. 35.6. Гомункулюс Пенфілда — це модель, що наочно зображує, які частини тіла найбільше «представлені» в сенсорних зонах кори головного мозку
М’язи, сухожилки та зв’язки містять особливі механорецептори — пропріорецептори. Від них мозок отримує інформацію про скорочення чи напруження м’язів, розтягнення сухожилків і зв’язок, рівень механічного навантаження та позицію частин тіла людини в просторі. Обробка цієї інформації також відбувається в чутливій корі тім’яної частки великих півкуль.
Самодослідження «Відчуття»
Візьміть тонку паличку (зубочистку) та зробіть нею дотики до різних ділянок шкіри поверхні руки й передпліччя. Чи в усіх ділянках однаково відчувається дотик? Зробіть висновок про розподіл рецепторів у шкірі.
Сприймання температури
Холодові та теплові рецептори переважно розташовані в шкірі. Вони також є в слизовій оболонці ротової порожнини та на язиці. Теплові рецептори утворюють електричні імпульси у відповідь на підвищення температури, а холодові — на її зниження відносно температури тіла людини. Відповідні спинномозкові та черепномозкові нерви несуть цю інформацію до головного мозку. Її отримує гіпоталамус для регуляції теплообміну та температури тіла. Формування відчуття холоду чи тепла відбувається в тім’яній частці кори великих півкуль.
Довідка. За допомогою пропріорецепторів людина навіть із заплющеними очима може виконувати складно координовані рухи.
Сприймання болю
Біль виконує важливу захисну функцію, оскільки мозок досить швидко реагує на небезпечний фактор. Больові сигнали можуть надходити від будь-яких рецепторів, коли на них діє подразник дуже великої сили (занадто яскраве світло, потужний звук, концентрований запах, сильний тиск тощо). У шкірі та внутрішніх органах є спеціальні вільні нервові закінчення — ноцицептори, або больові рецептори. Вони реагують на ушкодження тканин. Від них нервові імпульси надходять до таламуса та різних зон кори головного мозку, де формується відчуття болю.
Біль — це неспецифічне неприємне відчуття, що виникає внаслідок дії сильних або ушкоджувальних чинників на структури організму.
Дослідження «Перевірка температурної адаптації рецепторів шкіри»
- 1. Опустіть праву руку в ємність із температурою води +15 °С, а ліву — у ємність із температурою води +45 °С. Тримайте руки так упродовж хвилини.
- 2. Визначте різницю в сприйманні цієї температури правою й лівою руками. Змініть руки місцями або перенесіть їх у ємність із температурою води +25 °С.
- 3. Опишіть різницю в сприйманні температур правою й лівою руками. Поясніть механізм адаптації терморецепторів і явище контрасту сприймання.
Опорні точки
Сенсорні системи нюху та смаку аналізують хімічний склад компонентів середовища та їжі, визначаючи їхню безпечність.
Сенсорні системи руху й дотику (механорецептори) сприймають рух, тиск, дотик, вібрацію.
Температурну чутливість людини забезпечують теплові й холодові рецептори.
Запитання і завдання
1. Які види чуттів можуть впливати на сприймання смаків людиною? На прикладах поясніть взаємозв’язок сенсорних систем організму у процесі формування цілісного сприйняття світу.
2. Як ви вважаєте, із чим пов’язаний факт, що в людини холодових рецепторів у шкірі майже в 10 разів більше, ніж теплових?
3. Знайдіть інформацію про середню кількість різних рецепторів в організмі людини: фоторецепторів, хеморецептрів смаку та нюху, механорецепторів слуху та дотику, терморецепторів та ін. Побудуйте стовпчасту діаграму або інший вид інфографіки та зробіть висновки про сприймання різних видів подразників.
4. Під час вірусних інфекцій, зокрема коронавірусної, можлива втрата здатності відчувати смаки та запахи. Із чим це пов’язане? Чому ці чуття відновлюються дуже повільно й часто люди інакше починають сприймати запахи?
5. Знайдіть зручну для вас абетку шрифту Брайля. Оберіть коротке слово й витисніть ручкою відповідні літери шрифту Брайля на аркуші паперу. Запропонуйте однокласниці / однокласникові пальцем «прочитати» кожну літеру і слово загалом. Чи вдалося їм правильно «прочитати» це слово, а вам — правильно «записати» його?
