То, что называют одним оловом — осязание, есть результат взаимодействия ряда очень тонких и сложно устроенных воспринимающих систем живого организма. В осязании участвуют все виды кожной чувствительности: чувства прикосновения, или тактильные, болевые, холодовые и тепловые. Кроме того, действуют специальные воспринимающие аппараты — рецепторы, заложенные в мышцах. Кожные рецепторы раздражаются от прикосновения к предмету, мышечные — давлением предмета. Например, если прижать палец к столу, то мышцы будут испытывать определенное натяжение, которое вызывает раздражение заложенных в них нервных окончаний.
Главная роль в осязании принадлежит коже. Кожа, покрывающая тело человека, животных, представляет собой как бы экран, обращенный к внешнему миру. По сравнению с другими органами чувств, названными И. П. Павловым анализаторами, роль кожи кажется незначительной. Но если человек лишается, например, зрения, осязание наряду со слухом становится наиболее важным органом чувств.
Как устроена кожа, помогающая нам познавать мир путем осязания?
Не всем, может быть, известно, что восприятие тепла, холода, прикосновения, боли осуществляется не всей поверхностью кожи, а лишь отдельными ее точками. В этом легко убедиться, проделав несложный опыт. Попробуйте острием карандаша или другого какого-либо предмета провести по коже щеки или руки. В одних участках вы почувствуете только прикосновение, в других — холод. Таким же путем, пользуясь нагретой палочкой, можно найти на коже точки, воспринимающие тепло. Наконец, пользуясь жестким волосом, можно обнаружить точки, реагирующие на прикосновения.
Этот простой пример показывает, что в коже расположены различные виды чувствующих аппаратов — рецепторов, которые неравномерно распределены по ее поверхности. Установлено, что количество холодовых точек в коже значительно больше, чем точек, воспринимающих прикосновение и давление. Разнообразные раздражения внешней среды воспринимаются нашей кожей с помощью этих аппаратов. Они имеют различное строение. Одни кожные рецепторы представляют собой свободные, лишенные оболочки нервные окончания и сплетения, другие имеют вид крохотных телец, заключенных в оболочку — в капсулу из соединительной ткани.
Рассмотрим все четыре вида кожной чувствительности в отдельности.
При легком касании кожи к предмету мы чувствуем прикосновение. Так обычно определяют качество бумаги: гладкая она или шероховатая. При более сильном — ощущаем давление. В обоих случаях происходит изменение формы кожи, деформация. Следовательно, раздражаются одни и те же воспринимающие аппараты, но с различной силой. Если раздражение действует на очень малую поверхность кожи, наибольшая деформация отмечается лишь в месте прикосновения предмета, например при надавливании острием карандаша на палец. В том случае, когда давление производится на большую поверхность кожи, оно ощущается лишь по краям сдавленного участка. Опустите руку в воду с температурой 30–32 градуса, и вы почувствуете давление в той части руки, которая находится на границе с поверхностью жидкости.
Если давление распределяется равномерно по всей поверхности тела, как, например, атмосферное давление, то оно не вызывает у человека никаких ощущений. При атмосферном давлении в 760 миллиметров ртутного столба на каждый квадратный сантиметр нашего тела приходится тяжесть, равная 1,033 грамма. Если допустить, что поверхность тела равна 1,5 квадратного метра, то общее давление составит более 15 килограммов! Но мы совсем не замечаем этого мощного давления именно потому, что оно окружает нас равномерно со всех сторон.
В коже человека есть особые нервные аппараты, воспринимающие тактильные раздражения, — тельца Мейснера. Они имеют удлиненную овальную форму и покрыты соединительнотканной капсулой. Располагаются тельца Мейснера в глубоких слоях кожи.
В эпителии (наружном слое кожи) рук, ног, груди, спины и других местах находятся тельца Меркеля, или осязательные диски.
Общее количество тактильных точек у человека достигает полумиллиона. Они распределены по поверхности тела очень неравномерно. Так, на квадратный сантиметр кожи голени приходится 9—10 тактильных рецепторов, а на такую же площадь кожи головы — 165–300. Особенно богата тактильными точками кожа ладони, кончики пальцев, кончик языка и красные части губ. Вполне естественно, эти места обладают большей остротой тактильной чувствительности, чем все остальные.
Раздражение да кожных рецепторов по нервным волокнам передается в спинной мозг, а оттуда — в кору больших полушарий, где в передней части теменной области и находится центр кожного анализатора. В зависимости от условий тактильная чувствительность может меняться. Так, при нагревании кожи она повышается, при охлаждении — уменьшается.
Длительное механическое раздражение, как правило, снижает возбудимость тактильных точек. Организм как бы привыкает, приспосабливается к постоянному раздражению, адаптируется и перестает посылать сигналы в центральную нервную систему. Это своего рода защита от неблагоприятных воздействий внешней среды.
Механическое раздражение всегда очень точно определяется. Мы можем сказать, к какому месту приложен тот или иной предмет. Но одни участки кожи обладают большей чувствительностью, другие — меньшей. Если, например, одновременно коснуться ножками циркуля двух точек кожи, то не всегда ощущается два прикосновения. Когда ножки циркуля разведены немного, то на ладони мы чувствуем два прикосновения, а на спине — одно. Это значит, что ощущение прикосновения также имеет определенные границы, которые характеризуются распределением чувствительных точек на нашей коже.
Установлено, что наибольшей чувствительностью обладает кончик языка, который воспринимает два раздельных раздражения от точек, приложенных на расстоянии 1,1 миллиметра друг от друга. Далее следует ладонная поверхность пальцев, кончик носа, середина ладони и, наконец, средняя линия шеи и спины.
Опустив руку в сосуд с жидкостью, нетрудно заметить, что давление жидкости ощущается только у поверхностного слоя
В коже есть специальные аппараты, воспринимающие температуру окружающей среды. Это — нервные окончания, заключенные в капсулы. Одни из них — тельца Гольджи-Маццони, или тельца Руффини, — реагируют на тепло, вторые — колбы Краузе — на холод.
На квадратном сантиметре кожи насчитывается от 6 до 23 холодовых точек и от 0 до 3 тепловых. Общее число точек холода составляет около 250 тысяч, а точек тепла — около 30 тысяч. Эти точки неравномерно распределены по поверхности тела. Вот почему различные участки кожи по-разному восприимчивы к холоду и теплу. Например, туловище более чувствительно к теплу, чем конечности. Части тела, обычно прикрытые одеждой, более чувствительны к холоду.
Существует прямая зависимость между площадью раздражаемого участка и силой ощущения. Другими словами, чем больше площадь, подвергающаяся действию температуры, тем сильнее человек чувствует холод или тепло. Если погрузить палец в воду, нагретую до 40 градусов, а кисть другой руки в воду, имеющую 37 градусов, то сильнее ощущение тепла мы почувствуем кистью.
Холодовые и тепловые рецепторы кожи играют важную роль в процессах терморегуляции. Именно они сигнализируют в центральную нервную систему обо всех изменениях температуры внешней и внутренней среды организма. Как известно, у здорового человека температура тела всегда постоянна.
Повышение или понижение температуры свидетельствует о болезни. Следовательно, для сохранения постоянной температуры тела, необходимой для поддержания нормальной жизнедеятельности организма, должны существовать такие приспособления, которые бы обеспечивали это постоянство при любых изменениях температуры окружающей нас среды. К таким приспособлениям относятся холодовые и тепловые точки, капилляры кожи и потовые железы. Тепло или холод мы начинаем чувствовать только тогда, когда изменяется внешняя температура.