Московский  государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (Технический  университет) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Дисциплина: Синергетические системы

Тема: Восприятие запаха 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

студент: Величко В.А.

группа: МФ-4-96

преподаватель: Шемакин Ю.И. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2001 

      содержание 

      Ощущать – значит жить

      Чарующая  красота окружающего мира, все  многообразие красок, звуков и запахов  великолепно воспринимается многими  живыми организмами. Обладая уникальными  возможностями ощущать окружающий мир, человек постоянно стремился познать утонченные принципы формирования своих внутренних образов. С этой целью он разрабатывает и создает технические системы близкие или подобные живым аналогам – биологическим сенсорам.

      Как происходит восприятие музыкальных  звуков, так приятно ласкающих слух, интересовало еще ученых древнего Востока. Позднее были разработаны правила построения музыкального гармонического нотного ряда, а уже потом стали понятны принципы регистрации звука сенсорными системами живых организмов. Аналогично формировались представления и о зрении. Зрение, как процесс рецепции – ощущения окружающего пространства и формирование зрительных образов у человека стали понятны относительно недавно благодаря достижениям в области биофизики и физиологии. Известные основы работы биологических сенсорных систем сегодня воспроизведены в технических аппаратах и информационных комплексах обеспечивающих регистрацию и воспроизведение мультимедийных образов.

      Для нас радио и телевизионные  системы сегодня являются самыми обычными аппаратами. Персональные компьютеры относительно недавно стали проникать в наше жизненное пространство. Однако, за короткое время число пользователей этой техники значительно увеличилось и постоянно растет. Радио, телефон, телевизор и компьютер становятся типовыми средствами общения. Информационные материалы создаваемые и передаваемые по каналам связи с помощью технических систем способны воспроизвести почти все процессы и явления окружающего мира. Безусловно, это способствует нашему повседневному развитию, более глубокому пониманию природных процессов. И все же здесь есть нерешенные задачи.

      Вопрос  о принципах восприятии запаха, о  возникновении ощущений запаха живыми организмами и на сегодняшний  день представляется достаточно открытым. У наземных животных для восприятия запаха существует специальный обонятельный орган – нос. Вдыхая из окружающего пространства воздух и пропуская его через носовую полость, живой организм воспринимает запах. Анатомическое строение обонятельной системы многих живых организмов имеет большое число типичных элементов. Однако, чувствительность этой сенсорной системы у разных видов живых организмов существенно отличается. Так для организмов обитающих в воде, обонятельная система имеет свои анатомические особенности. Запах в воде – это нечто другое, чем запах в воздухе. Создание запаха в воде отличается от процесса формирования запаховых образов в воздухе. И это понятно – другая физическая среда, иные условия существования и восприятия запаховых образов. Несмотря на существенные различия воздушной и водной среды сама природа и ее создатель предусмотрели наличие обонятельной системы у тех и других обитателей.

      Для всех живых организмов вопрос существования - это проблема получения информации из окружающего пространства. Поиск  пищевых ресурсов, защита от врагов и использование некоторой своей стратегии поведения с конкурентами на территории обитания предопределили эволюционное развитие сенсорных систем обеспечивающих регистрацию внешних факторов окружающей среды.

      Восприятие  факторов внешней среды, не зависимо от природы источников их создавших, является главным условием существования организма. На такое понимание этого вопроса указывают не только многочисленные научные работы, выполненные в области исследования поведения живых организмов, но и наш повседневный опыт. Используя чувствительные к определенным факторам внешней среды сенсорные системы, живые организмы приобрели способность адаптироваться к постоянно переменчивым условиям окружающего пространства.

      Изменение окружающей среды происходит при  участии природных процессов и непосредственно связано с жизнедеятельностью самих живых организмов. Необходимость адаптации к внешним факторам среды, источником которых являются природные процессы, является важным условием для живых организмов. Однако, этого недостаточно чтобы существовать. Нужно еще обладать способностью воспринимать эти факторы. Это так называемые информационные факторы, источником которых является отдельный индивид, группа живых организмов, природный процесс или объект.

      Действительно, естественное существование живых организмов неразрывно связано не только с процессом потребления питательных ресурсов среды, но и с необходимостью общения. В процессе развития сообщества различных живых организмов создавались определенные правила общения, которые способствовали сохранению отдельных видов. Относительная простота таких правил и надежность их передачи от одного поколения к другому, позволили большому числу живых организмов пройти длительный путь развития.

      Фундаментальную основу взаимного существования  живых организмов, обитающих на некоторой территории, составляют правила создания и восприятия сигнальных факторов. Стимулом, заставляющим любую особь сообщества постигать правила общения, всегда являлась – жизнь. Для одних она могла составлять продолжительный период, использующих более сильные формы сигнальных факторов, а для других – короткий. Понятию сильный или слабый фактор, по современным представлениям, можно сопоставить некоторый текст – знаковое сообщение, который содержит определенную информацию. Процесс восприятия окружающего пространства и ощущение различных по своей природе и назначению сигнальных – знаковых факторов, во многом определяет поведение живого организма.

      Используя сенсорные системы, живые организмы  получают необходимую информацию из окружающей среды и тем самым обеспечивают свое существование. При поражении сенсорных систем, или частичной утрате, понижается возможность взаимодействовать с окружающим миром, а значит, возникает серьезная опасность гибели живого организма. Необходимость восприятия живым организмом внешних факторов среды является необходимым условием существования не только отдельного индивида, но и всей популяции. В природе не существует живых организмов лишенных систем восприятия внешних факторов. Это замечательное свойство живых организмов позволяет изучать и сопоставлять результаты исследований различных сенсорных систем. В этом направлении получено немало интересных данных, свидетельствующих о наличии взаимосвязей между слуховой, зрительной и обонятельной рецепторными системами.

      Наши  самые простые представления  о запахе всегда предполагают наличие  процесса «обнюхивания». Так происходит всегда, когда мы оцениваем запах  цветов, листвы или других объектов. Вдыхая некоторое количество воздуха, мы вдруг осознаем, что появляется чувство определенного запаха. Причем, если нам ранее был неизвестен исследуемый объект и соответственно его запах, то свое субъективное отношение к запаху мы формируем в форме сопоставления известных понятий и определений. Мало задумываясь над самим процессом рецепции, мы отчетливо понимаем, что запах формируется в газовой среде окружающего нас пространства. Атмосфера, именно та газовая среда, где происходит образование запаха. Изменение химического состава атмосферы, ее влажности или температуры неизбежно приводит к изменению наших ощущений запаха. Многим хорошо знакомы ощущения различных запахов возникающих в воздухе в летнюю пору после грозы. С течением времени эти запахи притупляются, становятся мало различимыми и, наконец, совсем пропадают.

      Время существования в окружающей среде того или другого запаха зависит от многих причин. Изменчивость физических и химических параметров окружающей среды способствует разрушению запаховых образов. Возможно, именно поэтому многие животные многократно с помощью специальных секреторных желез, вырабатывающих пахучие вещества, отмечают свою территорию обитания. В природе существуют запахи, порождаемые деятельностью человека. Источниками таких запахов могут являться самые различные объекты. Как правило, запаховые образы от таких объектов сохраняются длительное время. Вопрос о времени жизни запахового образа непосредственно связан с возможностью его обнаружения. Для одних видов живых организмов не представляется трудным воспринимать большое число запахов, даже при их слабой выраженности. Другие, могут воспринимать ограниченное число запахов и, кроме того, при условии их хорошей выраженности.

      Природные процессы и различные объекты  среды, которые воспроизводят благоприятные  запахи для данного вида живых  организмов можно отнести к положительным стимулам. Такие запахи помогают найти пищевые ресурсы, опознать друзей или врагов. Напротив, неблагоприятные запахи, вызывающие негативные реакции организма, относят к охранным стимулам, побуждающим живой организм совершать определенные действия. Например, покидать опасную территорию, заселенную хищниками или отказываться от пищевых ресурсов обладающих неизвестным запахом. Надо признать, что в природе существует большое число и тех и других запаховых образов, опознание которых живым организмом не всегда возможно.

      Ощущение  реальное и запоздалое

      Необходимость восприятия запаха для одних живых  организмов является естественной потребностью, а для других обонятельная система  исполняет комфортные функции обслуживания. Так человек используя свои природные возможности восприятия запаха, очень часто оценивает свои ощущения всего в двух категориях: хорошего или плохого. Целенаправленно или произвольно оценивая состояние газовой среды, живой организм формирует серию текущих оценок. В том случае, когда существует фактор воздействия и есть соответствующая реакция организма можно говорить о реальности обнаружения воздействующего фактора. Напротив, когда известно о действии возмущающего фактора, а реакция организма наблюдается спустя продолжительное время, можно говорить о запоздалом восприятии.

      Ощущение  реальности происходящих явлений и  процессов возникает в результате восприятия различных факторов внешней  среды специальными органами чувств. Осуществляя преобразование воздействующих стимулов, такие органы создают электрические импульсы, распространяющиеся по нервной сети. Анализ воздействующего фактора происходит в соответствующих нервных центрах, где происходит формирование ответной реакции живого организма. Создание адекватной реакции живого организма на внешние факторы, необходимое условие существования.

      Для человека ощущение окружающего пространства и различных по своей природе  объектов расположенных в нем, является первостепенной задачей. Обладая зрительной, слуховой, обонятельной, вкусовой и  тактильной рецепторными системами он уверенно распознает большое число событий, явлений и объектов окружающего мира.

      Ощущение  – процесс восприятия одной из сенсорных систем возмущающего фактора, может проявляться в явном  виде. Это случай когда реакция  сенсорной системы на возмущающий фактор сразу порождает соответствующий отклик. В противоположность этому случаю могут возникнуть такие условия проявления внешнего фактора, когда его присутствие не может быть зафиксировано сенсорной системой, но реакция на воздействие проявится по истечении некоторого времени.

      Внутреннее  осознание человеком того факта, что именно данная сенсорная система  подвергается тестовому испытанию  внешнего возмущающего фактора, достаточно известный экспериментальный метод  исследования. Это так называемый вербальный метод формирования оценки уровня восприятия внешнего фактора, воздействующего на одну из сенсорных систем организма. Выражая свои ощущения в форме речевого описания, воспроизводится некоторая субъективная характеристика воздействия. Применение такого метода позволяет определить порог чувствительности сенсорной системы. При необходимости можно установить время начала и конца действия возмущающего фактора. Несмотря на субъективность такой оценки, представляется интересным определить восприимчивость живого организма к данному возмущающему фактору, например, световому, звуковому, вкусовому, тактильному или запаховому.

      Способность воспринимать различные по своей  природе внешние факторы, у многих живых организмов выражена индивидуально. У одних видов хорошо развита зрительная и слуховая, а у других обонятельная система. В том случае, когда воздействие на живой организм внешнего фактора, не может быть совершенно определенно установлено, а затем сформирована ответная реакция, будем говорить о косвенном проявлении результатов воздействия. Результат такого воздействие не может проявиться сразу в виде соответствующей реакции, а представляется в других формах, отдаленных по времени, реакциях живого организма.

      Примеров  такого воздействия достаточно много. Так, хорошо известен механизм воздействия полей инфразвукового диапазона частот на организм человека, которые не способны воспроизвести в слуховой рецепторной системе соответствующего отклика. Однако, отдаленные последствия действия такого фактора могут наблюдаться в нарушении работы нейронных сетей и важнейших внутренних органов организма. Хотя воздействие такого фактора на организм человека оказывается не опознанным отдаленный по времени эффект функционального нарушения проявляется. Другими словами, отсутствие возможности с помощью сенсорной системы осознанно зафиксировать действие внешнего фактора, не означает категорического отрицания наличия агрессивного воздействия. В этом случае, сенсорные системы, исполняющие роль охранных структур, не в состоянии зафиксировать наличие агрессивного фактора.