ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ЧУВСТВ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК. 378.095

Е.К. Галанов

д.т.н., ПГУПС г. С-Петербург, Россия

ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ЧУВСТВ Аннотация

Статья посвящена развитию цикла лекций «Физическая природа чувств» и отличается от предыдущего варианта [ 16 ] изложением раздела «Синтез чувств». Цикл лекций №1. Физическая природа чувств. Введение. 1.Слух и звук. 2. Зрение и свет. З.Частота, биоритм, событие. 4. Звук, тембр, голос. 5. Осязание. 6. Шестое чувство. Нейронные сети. 7. Синтез чувств. [ 1,16—19 ]. Цикл лекций №2. Нейронные сети. [ 2--15].

Ключевые слова

Физическая природа чувств, зрение, слух, биоритм, оптические фононы, электромагнитное излучение терагерцового диапазона, симметрия зрительной и слуховой памяти, нейронная сеть.

E.K.Galanov

D.t.s., PSUMC S.-Petersburg, Russua E-mail:[email protected]

PHYSICAL NATURE OF THE SENSES Abstract

The article is devoted to the development of the lecture series "Physical nature of the senses" and differs from the previous version [16] by the presentation of the section "Synthesis of the senses". Lecture cycle number 1. Physical nature of the senses. Introduction 1. Hearing and sound. 2. Vision and light. 3. Frequency, biorhythm, event. 4. Sound, timbre, voice. 5. Touch. 6. Sixth sense. Neural networks. 7. Synthesis of the senses. [1.16-19]. Lecture cycle number 2. Neural networks. [2-15].

Key words:

Physical nature of the senses, vision, hearing, biorhythm, optical phonons, electromagnetic radiation of the terahertz range, symmetry of visual and auditory memory, neural network.

Введение

Эмоциями и чувствами насыщена жизнь каждого человека, начиная с малых лет. Они играют в жизни человека огромную роль, определяя не только сиюминутное состояние, но и являются стимулом к совершению значительных обдуманных поступков (например, в выборе профессии, круга друзей, друга, подруги. в выборе вида отдыха, развлечений)

В эмоциях и чувствах порой не просто разобраться и часто считается, что литература, музыка, живопись и другие только гуманитарные сферы и дисциплины в состоянии отразить, описать, удовлетворить и развить чувства человека.

Наши известные пять чувств: зрение, слух, осязание, обоняние и вкус начинаются с простого с луча света, со звука. Важно проследить как дальше преобразуются эти начала и попытаться объяснить, почему они вызывают определённые эмоциональные состояния и чувства. Природа этих начал: свет, звук и др., подсказывает, что описанию и развитию эмоций и чувств могут способствовать точные дисциплины: физика, химия, биология, математика и др.

Предлагаемый цикл лекций «Физическая природа чувств» содержит семь лекций. 1.Слух и звук. 2. Зрение и свет. 3. Частота, биоритм, событие. 4.Звук, тембр, голос. 5. Осязание. 6. Шестое чувство. Нейронные сети. 7. Синтез чувств. Каждая лекция имеет аудио и видио сопровождение. В цикл лекций не включены два из известных пяти чувств человека - обоняние и вкус. Они не включены потому, что в

настоящих условиях аудитории проведение практических занятий по этим темам затруднительно.

Необходимо отметить, что без практических занятий любая из лекций, посвящённых чувствам человека: зрению, слуху, осязанию, обонянию, вкусу, любая лекция становится неинформативной. Это всё равно, что не слышащему человеку проигрывать звуки, тона, мелодии, песни, музыкальные произведения и «пояснять» их показом нот этих мелодий, произведений. Или незрячему человеку говорить о восходе солнца, о цветах на лесной поляне, информативность будет крайне низкой, эмоциональное воздействие (реакция) близким к нулевому.

Любое чувство человека: зрение, слух, осязание, формирует информационное пространство человека и определяет его эмоциональное состояние. С позиции этих двух критериев - информационное пространство и эмоциональное состояние (реакция), будет рассмотрено каждое из известных чувств. Принципиальное отличие этих двух критериев заключается в следующем. Информационное пространство означает объективное, т.е. одинаковое для подавляющего большинства людей восприятие. В тоже время, эмоциональное состояние это субъективная реакция, т.е. существенно разное восприятие разными людьми. Например, если мы говорим о чувстве зрения, то для подавляющего большинства людей прямая это прямая линия, отличающаяся от ломаной; каждая фигура определённа: треугольник, круг; каждый цвет определёнен: зелёный, красный, жёлтый; голубое платье для всех голубое; греческий профиль лица для всех греческий и это объективное информационное пространство человека. В тоже время, кому-то может нравиться или не нравиться платье голубого цвета; кому-то может нравиться или не нравиться форма ушей человека, форма носа, разрез глаз, овал лица, цвет кожи и это субъективное восприятие, субъективная реакция, которая может быть разной у разных людей. С позиции этих двух критериев - информационное пространство и эмоциональная реакция, будет рассмотрено каждое из известных чувств.

Слух и звук.

Слух человека можно считать вторым по информативности чувством после зрения. Зрение определяется потоком излучения, падающего на сетчатку глаза, т.е. интенсивностью, частотой и координатами света, излученного или отражённого объектом ( субъектом ) и изменением этих параметров света во времени и пространстве.

Слух человека позволяет определить интенсивность и частоту звука и их изменение во времени. Хотя слух человека, в отличие от зрения, не даёт пространственной информации об источниках, его роль чрезвычайно велика, т.к. слух через звуковое поле связан с голосом человека и его речью.

В слуховую систему человека входят три составляющие (рис.1-1а) : слуховой аппарат, слуховой нерв и слуховые центры головного мозга ( в частности, слуховая кора головного мозга).

Рисунок —1-1б

Рисунок - 1-2

Начнём со слухового аппарата, который состоит из наружного, среднего и внутреннего уха (Рис.1-1б). Колебания плотности (давления) воздуха представляют собой акустические волны, которые воздействуют на барабанную перепонку (мембрану) наружного уха (площадь барабанной перепонки 0,5см2 ). Чувствительность этой мембраны максимальна для акустических волн с частотой от 200 до 10000 Гц. Это звуковой диапазон акустических волн. От барабанной перепонки звуковая волна распространяется по костной структуре среднего уха; это молоточек - наковальня - стремечко, и подходит к входной части внутреннего уха - мембране овального окна улитки (его площадь 0,02см2). Вся эта конструкция среднего уха напоминает приёмную часть старого патефона, но в патефоне звук идёт от тонкой иглы к большой мембране, а в среднем ухе от большой мембраны к маленькому овальному окну улитки.

Костная структура среднего уха находится в воздушной среде. Почему звук, проходя по этой структуре, не рассеивается в воздухе? На границе двух сред акустическая волна, в том числе звукового диапазона частот, претерпевает отражение, коэффициент отражения определяется соотношением

Р2 А2 ~А ' А ^ А • А + А • А

где р - плотность среды, и - скорость распространения звука в среде. На границе кость - воздух звуковая волна, идущая по кости, отражается почти на 100%, поэтому звук проходит по костной структуре среднего уха как по волноводу, т.е. без потерь; подобно тому, как он проходит по металлическому рельсу, лежащему на земле, или металлической трубе в здании.

Это свойство распространения звука используется в работе слухового аппарата в случае потери

слуха человеком из-за нарушения элементов среднего уха или барабанной перепонки. Звуковое давление от слухового аппарата подаётся на височную кость (она имеет сосковидный отросток за ушной раковиной) и по височной кости (минуя наружное и среднее ухо) достигает жёсткого элемента внутреннего уха -улитки (основной функциональной части внутреннего уха). Височная кость и улитка сопряжены.

И так, главной частью внутреннего уха является улитка, это костная структура, заполненная жидкой средой. Улитка разделена мембраной, на которой находятся 20-25 тысяч рецепторов - чувствительных клеток, которые представляют собой волосковые структуры, связанные со слуховым нервом.

Существует несколько моделей, описывающих преобразование в улитке звуковых колебаний в электрические сигналы - потенциалы действия. Одна из них определяет процесс следующим образом. Чувствительные клетки, представляющие собой волосковые структуры, имеют разные собственные механические частоты вибраций в зависимости от места расположения на мембране улитки. Этот диапазон частот определяет частотный диапазон восприятия человеком звука. Преобразование механических колебаний сенсорными волосковыми структурами в электрические импульсы есть результат колебаний и переориентации электрических диполей молекул этих структур. Образованные под действием звуковых волн электрические потенциалы передаются по слуховому нерву.

Электрические потенциалы, снимаемые с волосковых клеток первыми нейронами, почти точно передают форму звуковых волн во всём диапазоне частот (рис.1-2).

Электрические потенциалы от волосковых структур передаются слуховым нервом, представляющим собой пучок нейронов ( ~ 20тысяч) (рис.1-3), который неоднократно прерывается ядрами (рис.1-1а). Ядра это структурно обособленные нейронные образования, где производится релейная и интегральная обработка и передача сигнала от одного нейрона к другому и от одного пучка нейронов к другому. Идущий по нейронной сети сигнал возбуждения упрощенно представляется как движение по аксонам нейронов потенциалов действия и межнейронных синапсов. На самом деле, этот процесс передачи возбуждения сложнее, он включает в себя волновые процессы, т.е. движение фононов, экситонов, поляритонов и др. волн-частиц возбуждения. Я буду называть иногда возбуждение, передающееся по нервному волокну и от одного нейрона к другому, волной возбуждения.

Рисунок - 1-3 Рисунок -1-4

После прохождения уже первого ядра - кохлеарного ядра (КЯ) (рис.1-4) исчезают высокочастотные модуляции потенциалов действия. Частоты потенциалов действия после кохлеарного ядра не превышают 800 Гц. Напомню, наивысшая частота звука, который слышит человек 10000-15000Гц.

По мере прохождения сигналов через ядра меняется реакция нейронов на первичный звук. Электрические потенциалы действия, волны возбуждения практически отсутствуют, если звук однотонный непрерывный или шумовой. Реакция имеет место на прерывание звука, на изменение его интенсивности (амплитудная модуляция ), на изменение частоты звука ( частотная модуляция), Рис.15

Рисунок - 1-5 Рисунок -1-6

Когда возбуждение, рождённое звуком, доходит до слуховой коры головного мозга, то реакция нейронов коры имеет место только при изменении силы звука, его тона ( частоты ), при определённых закономерностях - рисунке изменения этих параметров звука. Волны возбуждения, дошедшие до соответствующих участков коры головного мозга, определяют осознанное восприятие человеком звука, мелодии, речи.

В любом музыкальном произведении есть элементарные составляющие, их образуют интервал, мелодический и гармонический интервал, созвучие, минорный и мажорный лад и др. , они являются буквами и словами музыкального произведения. Оказывается, что частотная и амплитудная модуляция, рисунок этих музыкальных элементов близок к амплитудной и частотной закономерности работы ядер слуховой системы, что обеспечивает максимальное беспрепятственное прохождение сигналов возбуждения, вызванных этими музыкальными элементами, и достижения ими коры головного мозга.

Потенциалы действия, волны возбуждения, только достигнув слуховой коры, позволяют человеку осознанно воспринимать звук, мелодию, речь. Я хочу остановиться на другой особенности нейронной сети, обслуживающей слуховую систему человека. Часть потенциалов действия, волн возбуждения уже после прохождения первых ядер попадает в спинной мозг (рис.1-6) . В спинном мозге, начиная с шейных позвонков, находится нейронная сеть, обслуживающая всю моторику человека, все его движения. Потенциалы действия, волны возбуждения, рождённые звуком, попадая в нейронную сеть спинного мозга, способны влиять на нейронную сеть, обслуживающую моторику и иннервировать мышцы и сухожилия рук, ног, тела (Рис.1-6).

Примером такой передачи по слуховой системе может служить резкий звук, который заставляет человека вздрогнуть; вздрогнуть не потому, что нам не понравился этот звук, а вследствие того, что потенциалы действия, волны возбуждения, рождённые этим звуком, иннервировали какие-то мышцы человека. Поступление этих волн возбуждения в моторную нейронную сеть через спинной мозг происходит вне нашего сознания, т.е. без участия коры головного мозга, происходит автоматически.

a ff

Рисунок -1-7

Движения рук, ног и тела человека имеют свой ритм и сложный рисунок. Если ритм и рисунок музыки близок к ритму и рисунку движения рук, ног и тела человека, то это обеспечивает максимальную иннервацию соответствующих мышц и суставов рук, ног и тела человека.

Послушайте первый фрагмент. Муз. Файл №1 (John Lennon. New York City. Live-72. )

В нейронной сети человека имеются тормозные нейроны, сознательно включая их, человек может не шелохнуться, слушая ритмичную танцевальную музыку, т.е. будет в заторможенном, напряжённом состоянии. Но если вы хотите двигаться под музыку, то вы скажите сами себе или услышите от друга или подруги: «расслабься, слушай музыку».

Послушайте второй фрагмент. Это просто ритмические звуки. Муз. Файл. №2. (Удары церковного колокола. Частота 12-14 ударов в минуту. Длительность 3,5 минут).

Частота ритмических звуков, которые вы слышали 12-14 ударов в минуту, частота нашего дыхания 14-18 циклов в минуту. Дыхание человека обеспечивается работой брюшных и межрёберных мышц, которые иннервируются потенциалами действия, исходящими из пейсмекерных ядер центральной части головного мозга ( рис.1-7 ) . Волны возбуждения, рождённые ритмическими звуками с частотой 12-14 ударов в минуту, затормаживают естественный ритм частоты 14-18 циклов в минуту и влияют на наше эмоциональное состояние.

Послушайте ещё два музыкальных фрагмента, послушайте внимательно, почувствуйте каких уголков вашего тела достигли волны возбуждения, рождённые музыкальными звуками. Муз. Файл. №3 A.Vivaldi. The four seasons. June. )

Эмоциональный отклик человека, сила эмоционального отклика (обозначим ER) определяется количеством нейронов (Ni ), находящихся в возбуждённом состоянии и весом (Wi ) этих нейронов .

ER=IiNiWi

Зрение и свет.

Зрение и зрительные образы образуют самую большую информационную систему человека. Зрение, в отличие от слуха, реагирует не только на частоту и силу сигнала, но также на пространственное расположение источников. Зрительные образы стали универсальным средством, позволяющим описывать или отражать информацию, поступающую с помощью других чувств: слуха, осязания, обоняния, вкуса.

Наше зрение это глаз, зрительный нерв и зрительные центры головного мозга (рис.2-1). Зрение

невозможно без какого-либо из этих элементов. Начнём с глаза ( рис.2-2, рис.2-3 ). При взаимодействии света с глазом проявляются три основных свойства света: лучевое, волновое и квантовое. Лучевые свойства проявляются в прямолинейном распространении и преломлении луча света. Свет, попадая в глаз, проходит две линзовые системы: роговицу и хрусталик . При этом, основную роль в построении изображения на сетчатке глаза играет хрусталик. Содержимым хрусталика является водный раствор, заполненный белковыми шариками диаметром 1-10нм с высоким показателем преломления. Они составляют 50% массы хрусталика, остальное вода. Почему лучи света не рассеиваются этими шариками ? Они рассеиваются, как рассеиваются на любых других частицах, но при этом, вновь складываясь (интерферируя) они сохраняют свои лучевые свойства . Это происходит, когда размер препятствий существенно меньше длины волны света ( 450 - 650нм ). Примером такого волнового взаимодействия может служить взаимодействие света с белой бумагой и прозрачной калькой. Они состоят из прозрачных частиц целлюлозы. Белая непрозрачная бумага состоит из крупных частиц целлюлозы, а прозрачная из мелких.

Рисунок - 2-1

Хрусталик глаза подвержен такому заболеванию как катаракта. В основном это возрастное заболевание, суть его - слипание белковых шариков хрусталика. Если размеры конгломератов из белковых шариков становятся сопоставимыми с длиной волны света, то хрусталик рассеивает свет подобно белой бумаге. Для исправления зрения требуется замена хрусталика на искусственное стекловидное тело. В настоящее время проводятся исследования, направленные на поиск химических веществ, которые предотвращали бы слипание этих белковых шариков.

Рисунок - 2-2

Рисунок -2-3

На сетчатке глаза строится изображение предметов, находящихся от наблюдателя на разных расстояниях. Осуществляется это с помощью глазных мышц, которые меняют параметры хрусталика; в свою очередь, сами мышцы управляются центрами головного мозга. Переход наблюдений от дальнего предмета к ближнему и, обратно, осуществляется при концентрации внимания к деталям этих предметов, их нюансам.

Диапазон управления хрусталиком называется аккомодацией глаза - способность чётко видеть дальние и ближние предметы. Чтобы была высокая аккомодация нужно тренировать глазные мышцы также, как мы тренируем мышцы рук, ног, тела. Только тогда они становятся сильными и способными управлять хрусталиком. Самое эффективное упражнение для глазных мышц - переход наблюдения от дальних предметов к ближним и, обратно. При этом упражнении происходит расслабление и сжатие глазных мышц.

Когда мы на природе, то переход от наблюдения дальних предметов к ближним (и обратно) осуществляется постоянно. Если мы находимся в помещении, а тем более за чтением или письмом, то требуется разминка этих мышц, т.е. периодический переход наблюдения от ближних предметов к дальним и, обратно. Полезны для глазных мышц следующие упражнения: движение глаз медленно вверх - вниз и, обратно. Все эти упражнения для глазных мышц полезны не только с целью их тренировки, но и отдыха, комфорта также как полезна разминка мышц ног, рук, тела после их долгого неподвижного положения (например, сидения).

Наш глаз имеет ещё один важный элемент - радужку. Она находится перед хрусталиком. Радужка прозрачна в своей центральной части, которая называется зрачком, диаметр зрачка 2-4мм. Остальная непрозрачная часть радужки имеет у разных людей разный цвет: серый, голубой, коричневый, чёрный... Благодаря тому, что центральная часть радужки - зрачок имеет малый размер, работает только центральная (наиболее совершенная) часть хрусталика и поэтому мы видим своим глазом, состоящим из органических элементов, очень чёткое изображение с высоким разрешением. Цвет глаз, как было сказано выше, определяется непрозрачной частью радужки и этот цвет: серый, голубой, карий, чёрный, не играет никакой роли в нашем зрении. Центральная часть глаза (зрачок) у всех людей выглядит чёрной, т.к. излучение, пройдя прозрачную часть глаза, полностью или почти полностью поглощается сетчаткой.

Изображение рассматриваемого объекта или субъекта строится на сетчатке глаза. Сетчатка состоит из 107 чувствительных элементов: палочек и колбочек. Чувствительность этих элементов обусловлена наличием в них молекул родопсина. Когда молекула родопсина поглощает кванты электромагнитного излучения видимого диапазона спектра, то она переходит в возбуждённое состояние, её электрический дипольный момент изменяется, изменяется и геометрическая структура молекулы. Молекулы родопсина имеют максимальную чувствительность в красной, зелёной и синей областях спектра (рис.24). Прочие цвета воспринимаются человеком как комбинации этих трёх цветов.

Рисунок - 2-4а Рисунок - 2-4б

Аномальная спектральная чувствительность глаза является второй важной физиологической особенностью нашего зрения. Первой следует считать инерционность. Инерционность зрения

составляет 1/24 секунды. Этот временной интервал определяется (в существенной части) временем прохождения импульса возбуждения от сетчатки глаза до зрительной коры головного мозга. Скорость распространения этого возбуждения по нервному волокну 20-50м/сек. Благодаря знанию этой физиологической особенности зрения в конце 19-го столетия было сделано гениальное техническое открытие - кинематограф, который в последствии стал видом искусства, развлечений и бизнеса. Знание физиологии образования цветного зрения способствовало формированию цветного телевидения. В трубке (экране) цветного телевизора создаётся изображение трёх цветов (синее, зелёное, красное) все прочие цвета воспринимаются человеком как комбинации этих трёх цветов.

Как сказано выше, под действием света в чувствительных элементах сетчатки, содержащих молекулы родопсина, возникают электрические диполи, импульсы возбуждения передаются эрительным нервом в зрительную кору головного мозга. Нейроны многозвено передают потенциалы действия. Электрические сигналы, возникающие в элементах сетчатки при построении на ней некоторого изображения, достигая зрительного центра коры головного мозга, не строят плоское или объёмное изображение.

За 1/24 секунды человек способен воспринять 1-3 байта зрительной информации. В зрительной коре потенциалы действия представляют собой череду электрических сигналов разных частот и=/(ю1, Ю2, Юз At2, Atз ) , где Ю1, Ю2, Юз, релаксационные частоты: элементов сетчатки, нейронов зрительного нерва; наружного коленчатого тела , принимающего потенциалы действия от зрительного нерва , осуществляющего релейную и интегральную обработку сигналов и передающего их в зрительную кору ; колонок зрительной коры (каждая колонка представляет собой совокупность 200-400 структурированных нейронов) . Характер временного построения этих сигналов в колонках зрительной коры, определяется взаимной связью элементов, входящих в систему зрения (Рис.2-5; 2-6).

г'

+ + + + —---++ + ++ + + + +

=""=—=---■(-+ + +--- -----

; »—*

----— + + + + —--------

+ + + + ----+ + + + ++++ +

Рисунок - 2-5

Сила (реакция) эмоционального воздействия зрительного сигнала, образа,... , как и в случае чувства слуха, в самом общем виде определяется выражением (1.2), в котором основными параметрами являются количество нервных клеток Ni , находящихся в возбуждённом состоянии, и их вес Wi (роль в сенсорной нервной системе). Так, например, яркий однотонный свет (как и сильный звуковой сигнал шумового типа) приводит в возбуждённое состояние только первые после рецепторов нервные клетки, но нервные клетки более высокого уровня в сенсорной нервной системы (и, частности, коры головного мозга) остаются в состоянии покоя. В каждом отделе зрительной нервной системы организован свой принцип обработки и проведения нервных импульсов, определяемый молекулярной структурой этих отделов. В зрительной коре головного мозга потенциалы действия возникают, если имеется неоднородность освещённости зрительного поля, если какой-то элемент пространства изменяет свою яркость или цвет во времени, если яркость или цвет элементов изменяются в пространстве и во времени.

Основная функция системы зрения - анализ изображения. Простейшим примером анализа изображения может быть наблюдение ближнего и дальнего предметов, находящихся на одной (почти) линии зрения. Например, когда вы находитесь в комнате и рассматриваете дома или деревья на улице и фрагмент оконной рамы. Переход наблюдения от ближнего предмета к дальнему и , наоборот, связан с перефокусировкой хрусталика с помощью глазных мышц. Этот процесс перехода начинается и определяется анализом элементов (нюансов) ближнего или дальнего предмета. Именно анализ объекта зрительной системой человека даёт командный импульс, поступающий к глазным мышцам. Анализ изображения - основа развития зрительной системы человека. Этот анализ начинается на сетчатке глаза, происходит в зрительном нерве, осуществляется зрительными центрами головного мозга.

Необходимо выделить три уровня анализа зрительного образа, три уровня развития зрительной системы.

1. Анализ геометрических форм, умение различать: линия, круг, шар, кошка, собака, ; анализ цветов и оттенков: красный, синий, голубой.

2. Анализ движений предметов, животных, человека.

Чем отличаются эти два уровня чувства зрения человека от зрения наших братьев меньших: собак и кошек? Ни чем. И собаки и кошки отличают прямую линию от кривой, квадрат от круга, лицо хозяина от лица чужого человека, красный цвет от зелёного.

Они, как и человек, реагируют настороженностью на резкие движения и животного, и человека.

3. Анализ (по зрительному образу) настроения человека.

Третий уровень развития зрительной системы - это анализ оттенков и нюансов настроения человека: радость, печаль, надежда, озарение,безнадёжность, безразличие и т.д. Безусловно, различные оттенки настроения человека отображаются в основном на его лице. При этом, глаза и часть лица около глаз являются определяющими . Ни нос, ни губы, ни уши, ни овал лица, не передают так полно оттенки настроения человека, как глаза и часть лица около глаз (Видио Файл К.Ж.). Развитие высшего уровня чувства зрения происходит благодаря изучению и умению определять настроение человека по его зрительному образу ( анализу зрительного образа), в основном по его глазам (Видио Файл СТ.М.).

Кто-то может заметить: «этично ли так рассматривать человека» ? Ваш взгляд должен быть доброжелательным, до-бро-же-ла-тель-ным и внимательным, а внимание всегда воспринимается однозначно -- положительно.

Кто-то может возразить: «зачем мне это внимательное наблюдение лица, глаз человека, если мне не нравится разрез его глаз, профиль носа, овал лица, цвет кожи.» ? Нравится или не нравится это ваше субъективное (эмоциональное) мнение. Если вы хотите развивать высший уровень системы зрения, чувства зрения, то вы должны учится и уметь анализировать настроение человека не зависимо от цвета глаз, формы носа, ушей, анализировать настроение человека по его глазам ( речь идёт

~ 118 ~

только о зрительном образе).

Ваш взгляд должен быть доброжелательным и внимательным.

Частота, биоритм, событие.

1. Частота и биоритм это понятия, определяющие ритмичность процессов.

Частота и биоритм характеризуют процессы, имеющие различный временной период. Когда речь будет идти о частоте, то будем рассматривать процессы, имеющие период (или цикл) длительностью не более 1-2 минут, при периоде более 2 минут рассматриваются биоритмы.

Жизнедеятельность человека невозможна без ритмичной работы сердца и лёгких. Частота сердцебиения 50-70 ударов в минуту, она задаётся синусным узлом ( или можно сказать ядром) , представляющим собой обособленное и структурированное скопление миакардных клеток сердца. Нервная система человека может лишь косвенно влиять на эту частоту, варьируя её величину. Синусный узел сердца выполняет функцию пейсмекера, вырабатывающего электрические импульсы с частотой «60 циклов в минуту.

Частота дыхания человека 14-18 циклов в минуту, она задаётся пейсмекерным ядром автономной (вегетативной) нервной системы (это ядро находится в центральной части головного мозга) .

К непрерывным периодическим проявлениям нашего организма следует отнести моторику системы пищеварения. Она, как и дыхание, управляется в автоматическом режиме соответствующими пейсмекерными ядрами автономной нервной системы. Для пищеварения и всасывания пищи требуется определённое время. Для этого в пищеварительном тракте имеются замыкающие аппараты (например, сфинкеры рис.3-1), которые закрывают (на время) тот или иной участок пищеварительного тракта. Частота этих периодических действий 3-10 циклов в минуту. Напомним, что основными продуктами питания человека являются белки, углеводы и жиры. В процессе пищеварения происходит дробление и расщепление пищи на молекулы, которые могут усваиваться нашим организмом. Этот процесс имеет химико-биологическую природу и для его реализации (т.е. расщепления питательных веществ ) в отдельных участках пищевода инжектируются гармоны, ферменты, желчь и другие вещества, способствующие пищеварению. Это инжектирование происходит также с определённым биологическим ритмом.

Рисунок - 3-1

Рисунок - 3-2

Некоторые элементы жизнедеятельности человека, хотя и совершаются с достаточно высокой частотой,имеют место лишь на протяжении некоторого интервала времени. Такими примерами могут быть хотьба, бег трусцой. Частота работы ног при этом движении составляет 20-80 шагов в минуту. Эта частота суть собственная частота мышц и суставов ног человека. Более сложные движения ног, рук и тела, которые проявляются в танце также имеют свой ритмический диапазон частот.

~ 119 ~

Работающие с определённой частотой или биологическим ритмом сердце, лёгкие, пищевод обеспечивают организм человека питательными веществами необходимыми прежде всего для синтеза новых клеток (взамен старых) или размножения клеток ( в зависимости от вида клеток).

2. Основной потребитель питательных веществ в организме человека мышечные клетки ( рис.3-2 ). Одновременно в этих клетках происходят наибольшие энергетические затраты. Мышечные клетки размножаются путём деления. Клетки различных мышц имеют разнообразное строение . Наиболее типичные мышечные клетки имеют размеры «20мкм (поперечный размер) на 100-200мкм (длина). Для сравнения, толщина человеческого волоса 10-50мкм. Время жизни мышечной клетки от нескольких часов до нескольких дней. После деления клеток часть их погибает так, что равновесное количество клеток сохраняется. Причин гибели клеток несколько, одна из них - нарушение оболочки - мембраны клетки, но основная -- неспособность клетки выполнять свои рабочие функции (сокращение и расслабление).

Основные клетки крови (рис.3-2). Эритроциты : период жизни «120 дней, размеры «2х7х8 мкм. Эритроциты содержат гемоглобин, одна из основных его функций - перенос кислорода. Лейкоциты : период жизни от нескольких часов до нескольких дней, размеры «9х12х15мкм. Тромбоциты: период жизни «8-11 дней, размеры «3х4х6 мкм.

Все отработанные (или разрушенные) клетки выводятся из организма человека.

Половые клетки. И женские, и мужские клетки вызревают в половых железах. Женская яйцеклетка развивается и живёт 24-28 дней. После этого периода если яйцеклетка не оплодотворена сперматозоидом, то она автоматически, ежемесячно удаляется в процессе менструального цикла.

Мужская половая клетка - сперматозоид имеет вид головастика. Голова 5-7 мкм, хвост 20-30 мкм. Созревание сперматозоида происходит за 72-74 дня. В одном миллилитре ( см3 ) спермы содержится 103 -104 сперматозоидов. Напомню, для того чтобы зародилась жизнь человека нужно, чтобы одна женская яйцеклетка была оплодотворена одним сперматозоидом. Так придумала природа. Как выводятся из организма человека сперматозоиды ? Поштучно с мочой (благодаря подвижность сперматозоидов), но основная масса сперматозоидов выводится в результате массажа полового органа.

Все перечисленные клетки человека ( и ещё одна, самая главная - нервная клетка ) имеют очень маленькие, микроскопические размеры, но какое огромное влияние они оказывают на большое тело человека. Почти каждый тип клеток представлен в организме человека в количестве 105-1010 . Как образуются клетки ? Скорость изменения концентрации клеток определяется формулой ( независимо от типа образования клеток: путём деления или построения)

ах/анц s/(к + S)

где х - концентрация клеток, S - концентрация питательных веществ (белки, углеводы, жиры,...), ц - максимальная скорость роста , К - константа, D - скорость выделения.

Конечно приведенная формула схематична. Субстраты, необходимые для построения клетки, это набор строящихся в определённом порядке молекулярных структур.

3. Прежде, чем перейти к самой главной клетке - нервной клетке - нейрону, рассмотрим такое явление как «событие». «Событие» определим как нарушение существующего ритма или появление нового ритма, сопровождающееся всплёском эмоций, чувств, переживаний. Прежде всего, это могут быть изменения или нарушения возрастные, физиологические, а также изменения в процессе активной деятельности человека.

Например, маленький человек начинает ходить в возрасте 1-1,5 года, всплёск эмоций. Наступает половая зрелость ( 12-15 лет ), появляется новый биологический ритм. Когда оплодотворяется

~ 120 ~

женская яйцеклетка, зарождается новая жизнь и изменяется женский биологический ритм. Человек начинает трудовую деятельность: сваривать корпуса судов, писать стихи, выращивать хлеб, делать научную работу, это изменение режима и обязанностей также вызывает всплеск эмоций.

Нарушение ритма или появление нового ритма вызывает всплеск эмоций, чувств, переживаний. Для каждого из нас важно какие чувства (позитивные или негативные) вызывает изменение (или появление нового) ритма. Увеличение разнообразия ритмов должно вызывать положительную реакцию нашего организма, так как вовлекаются в активную жизнь новые структуры организма и устанавливаются дополнительные связи между этими структурами. Важно. чтобы появление нового ритма не происходило за счёт срыва других ритмов. Как правило, это достигается благодаря ускорению сформировавшихся ритмов.

Изменение ритма жизни (или появление нового ритма) может быть обусловлено как внутренними, так и внешними причинами. Реакция организма на «событие» ( изменение ритма или появление нового ритма ) будет существенно смещаться в позитивную сторону, если это событие нами прогнозируется, ожидается и ,особенно, если приближается направленной деятельностью.

4. Вернёмся к более скоротечным ( чем «событие» ) процессам. Частота, биоритм относились либо к образу жизни человека, либо к ритму работы отдельных органов и, наконец, отдельных клеток. В этих рамках частота, биоритм являются обобщенной временной характеристкой биологических, химических, механических процессов.

В связи с понятием «частота» необходимо выделить процесс в организме человека, который не сопровождается каким-либо изменением биологической, химической или молекулярной структуры нашего организма. Этот процесс связан с распространением физических полей в нейронных сетях и представляет собой импульсы микротоков, потенциалов действия, волн возбуждения, которые передают сигналы от органов чувств к коре головного мозга, что в свою очередь обеспечивает осознанное восприятие мира человеком.

Эти функции распространения сигналов, передачи и хранения информации выполняют нервные клетки - нейроны - важнейшие клетки нашего организма ( рис.1-3; рис.3-2 ). Поговорка «нервные клетки невосстанавливаются» достаточно точно характеризует продолжительность их существования. Продолжительность жизни нейронов практически совпадает с жизнью человека, а их обновление осуществляется на субклеточном уровне(т.е. обновляются некоторые внутренние структуры нейронов).

Размеры нервных клеток в зависимости от их типа меняются в следующих пределах: тело нейрона 20-100 мкм; дендриты - подводящие к телу нейрона щупальцы ( длина 20-200 мкм, диаметр 0,5-2 мкм ), их количество на одно тело нейрона может достигать 10-100 ; аксон - один выводящий элемент нейрона ( диаметр 1-15 мкм. длина от 100 мкм до нескольких сантиметров) (рис. 1-3 ;рис.3-2).

В теле нейрона происходит взаимодействие различных физических полей, осуществляются разнообразные химические реакции. Тело нейрона взаимодействует с физическими полями окружающей среды и других нейронов. Взаимодействие этих полей формирует интегральное возбуждение, одним из важнейших признаков которого является распространение по аксону нейрона (его мембране) потенциала действия нейрона. Скорость распространения потенциала действия по аксону зависит от типа (структуры) мембраны аксона и может менятся от 1м/с до 100м/с.

Частота следования ( по аксону) потенциалов действия от нескольких герц до нескольких килогерц. Наивысшая частота этих импульсов 3-5 кГц. Эту частоту можно было бы назвать несущей (подобно тактовой частоте компьютера, которая равна 10-20 гГц). Однако главной особенностью этих импульсов потенциалов действия является не частота, а их временной рисунок (рис.1-5; рис. 2-5; 2-6; рис. 3-4).

-Э»

Рисунок - 3-4

Отдельные импульсы потенциалов действия могут формироваться в пакеты импульсов, частота следования которых не превышает сотни герц. Эти пакеты импульсов формируются с помощью нейронных ядер. Ядро - это структурированная, обособленная совокупности нейронов, имеющая размеры от долей миллиметра до 4 мм и состоящая из сотен и даже тысяч нейронов.

Об одном из них о пейсмекерном ядре, формирующем пакеты потенциалов действия и обеспечивающем иннервацию мышц, обслуживающих систему дыхания человека, уже говорилось в лекции «Слух и звук».

Важные функции выполняют ядра таламуса (находятся в центральной части головного мозга). В ядрах ( их насчитывается несколько десятков) таламуса формирование пакетов потенциалов действия (т.е. синхронизация потенциалов действия множества нейронов ) происходит в результате взаимодействия физических полей нейронов каждого ядра. В таламусе имеются ядра , обеспечивающие замкнутую связь с различными отделами коры головного мозга. Эти замкнутые цепи организуют циркуляцию пакетов потенциалов действия с определёнными частотами. Интегрально эти пакеты потенциалов можно зарегистрировать в виде электрической активности коры головного мозга, зарегистрировать с помощью датчиков.

Частоты пакетов импульсов коры головного мозга представляют собой электрические ритмы коры: а-ритм (8-13 Гц), Р-ритм (14-30 Гц), 0-ритм (4-7 Гц) (Рис.7-1)

Звук, тембр, голос.

1. Все музыкальные инструменты подразделяются на три - четыре группы, из которых две являются доминирующими. К ним относятся струнные инструменты: гитара, фортепиано. Источником звука в них служит колеблющаяся струна. Вторая большая группа музыкальных инструментов - духовые инструменты: флейта, труба, волынка, орган. В этих инструментах звук возникает в результате колебаний воздуха, продуваемого через некоторый ограниченный объём .

Голосовой аппарат человека является духовым инструментом. Прежде, чем перейти к духовому инструменту человека - голосовому аппарату, рассмотрим некоторые музыкальные духовые инструменты.

Флейта представляет собой трубу с цилиндрическим или слегка коническим каналом . Струя воздуха вдувается по касательной к срезанному краю трубки.

Труба состоит из дважды согнутого ствола (диаметр «11-15 мм, длина «1500 мм) .

Орган. Состоит из следующих частей: меха ( в том числе электромеханические ), воздухопровод, вентиль - распределитель с клавишным управлением, трубы ( они являются

резонаторами ) (рис.4-1). Трубы длиной от нескольких миллиметров до 10 метров. В трубах есть два отверстия: для входа ( в ножке трубы ) и выхода ( ротик) воздуха. Трубы являются резонаторами (т.е. это замкнутая полость, в которой звук на 100% отражается от стенок ; примером резонатора может быть пустая комната, в которой распространяется звук).

Рисунок - 4-1

Что представляет собой духовой инструмент (голосовой аппарат) человека ? Он состоит из трёх систем: мехов (лёгкие, которые заканчиваются трахеей - воздуховодом ), регулируемого вентиля ( голосовых складок, управляемых голосовыми мышцами ) и резонаторов ( прежде всего это надгортанник и далее ротовая и носовая полости, придаточная полость носа, резонатором является также трахея) (рис.4-2; рис.4-3).

А

Рисунок - 4-2 Рисунок - 4-3

Когда мы выдыхаем воздух изо рта с помощью губ, создаётся движение частиц воздуха (

вихревого типа ) около наших губ. Это движение описывается уравнением Эйлера

dV 1 ЛР dP п

— + — (— + — + —) = 0

dt р Лх Лу Ле (1)

где Р - избыточное давление, V - скорость частиц.

Это уравнение показывает. что если есть градиент dP/dx , dP/dy ( неравномерность, вихрь) давлений, то возникает акустическое движение частиц, в частности звукового диапазона частот. Именно такое хаотическое вихревое движение частиц создаётся при выдыхании воздуха изо рта с помощью губ и такое же вихревое движение воздуха создаётся в органной трубе около ножки трубы при вдувании воздуха. Решение уравнения (1) для хаотического вихревого движения частиц в неограниченном объёме представляет собой сплошной шумовой спектр (рис.4-4). В органной трубе на границе труба - воздух скорость частиц воздуха нулевая

V=0 при ^ , z=Zо (2)

В результате переотражения и взаимодействия звуковых волн в трубе - резонаторе лишь звук определённых частот усиливается, остальные звуковые волны взаимно гасятся. Такой линейчатый (квазилинейчатый) спектр есть решение уравнения (1) с граничными условиями (2) (рис.4-5).

Напомним, что скорость звука в воздухе «350 м/с , поэтому длины звуковых волн, соответствующих частотному диапазону 200-10000 Гц , равны 170-3,5 см . Чем ближе длина или ширина трубы к длине волны звука (или кратна длине волны), тем идеальнее условия усиления звука этой длины волны. Как было отмечено выше, органные трубы имеют длины от 10 мм до 10 м. На коротких трубах лучше резонирует звук малой длины волны (т.е. высокой частоты), на длинных трубах - большой длины волны (т.е. низкой частоты).

т-1-1-1-

/ а

/ Й

100 1000 10000 у(Гц) (Hz)

Рисунок - 4-4 Рисунок - 4-5

2. Голосовой аппарат человека подобен органу (рис.4-2; рис.4-3). Роль мехов в голосовом аппарате человека играют лёгкие (их выходным элементом - воздуховодом, служит трахея). Произношение слов и пение осуществляется на выдохе, когда давление воздуха в лёгких и трахее выше, чем давление воздуха в гортани. Лёгкие обеспечивают плавную подачу воздуха. Главными

характеристиками лёгких являются объём содержащегося в них воздуха и управление скоростью подачи воздуха, что осуществляется с помощью грудных мышц: межрёберных мышц и брюшных.

Для тренировки этих мышц и достижения оптимального объёма лёгких одним из лучших физических упражнений может служить лёгкий бег или хотьба на свежем ( чистом) воздухе ( подошва вашей обуви должна быть эластичной, полезно поставить дополнительную амортизационную прокладку). С целью улучшения воздухоизлияния плечи следует развернуть назад, но без напряжения. Полезным упражнением для тренировки мышц, участвующих в работе лёгких, является пение гласных, слов или простых музыкальных фрагментов. Совмещение выше отмеченного пения с лёгкой прогулкой на свежем воздухе можно считать идеальным физическим упражнением.

Голосовые складки (связки) - один из важнейших элементов духового инструмента человека, представляют собой вентиль(кран) этого инструмента, который управляется с помощью голосовых мышц (Рис.4-6). Чем сильнее скорость выдыхаемого через голосовые складки воздуха, тем сильнее звук и тем в более высокочастотную область спектра он смещается (что следует из уравнения Эйлера). При вытекании воздуха через голосовые складки (в гортань) выше и ниже голосовых складок образуются вихри воздуха, имеющие высокий градиент давлений dP/dx ,... Именно эти вихри являются источником сферических акустических волн, которые распространяются во всех направлениях Р=Р sin(юt + гк).

Рисунок - 4-6

Повторюсь, диапазон звукового спектра Шшп-Юшах определяется градиентом и скоростью V вытекаемого через голосовые складки воздуха. Чем выше V, тем более высокочастотный спектр звука. В свою очередь, скорость V является функцией перепада давлений АР ( трахея - гортань) и площади щели S между голосовыми складками V=f(АP, S). Скорость потока воздуха, проходящего через голосовую щель тем выше, чем больше перепад давлений и чем меньше площадь голосовой щели . Приведём параметры мужского и женского музыкального вентиля (таблица)

Таблица

Длина голосовой щели L мм Расстояние между голосовыми связками, ширина щели

Мужчины: Бас Баритон Тенор 24 -25 22 -24 18 -21 Расстояние между голосовыми связками 1=0,1-4 мм. При 1=0,1 мм самый высокочастотный звук.

Женщины : Контральто Меццо - сопрано Сопрано 21 -22 18 -21 14 -19

Файл № 1-5 .

Голосовые связки - один из важнейших элементов нашего духового инструмента, так как они

~ 125 ~

формируют начальный спектр издаваемого звука. Как настраивается наш музыкальный вентиль -голосовые связки ? Во-первых, не должно быть воспалительных отёчных явлений. В противном случае разбухшие голосовые связки не поддаются эффективному управлению с помощью голосовых мышц, а в наихудшем случае вместо чёткого звука имеет место низкочастотное шипение, хрип. Воспалённые голосовые связки не способны создавать узкую голосовую щель и следовательно создавать скоростные потоки воздуха. Заметим сразу, воспаление гортанных тканей плохо влияет и на резонансные свойства надгортанного пространства.

Всё это указывает на необходимость самого внимательного отношения к музыкальному вентелю ( голосовым связкам) и избавления их от воспалительных процессов. Чаще всего воспалительные процессы возникают из-за общего или местного переохлаждения, голосовой перегрузки, приёма очень холодной пищи, при вдыхании воздуха ртом в морозную погоду (в сильный мороз ртом следует делать только выдох).

В качестве профилактики и домашнего лечения воспалительных процессов следует рекомендовать: тёплое обильное питьё (содовое, тёплое молоко, подогретые соки ), щёлочно-масляные ингаляции аэрозолей антибиотиков, вдыхание водяных паров,...

Если музыкальный вентиль - голосовые связки в порядке, то следует обратить внимание на голосовые мышцы, управляющие этим вентилем. Как и любым мышцам им полезна тренировка. В качестве физических упражнений следует рекомендовать пение гласных, слогов или мелодичных песен. Эту физическую разминку нужно проводить с хорошим эмоциональным настроением, которое не будет лишним при любых физических упражнениях.

Звук, рождённый вихревыми воздушными потоками выше и ниже голосовых связок имеет сплошной ( шумовой ) спектр. При наложении граничных условий ( границы резонаторов ) из сплошного спектра выделяются лишь отдельные тона. В голосовом аппарате человека резонаторами, ближайшими к голосовым связкам, являются полость надгортанника, а внизу -трахея. В полости трахеи, имеющей большую длину, резонируют колебания низкой частоты ( грудной голос) , а в надгортаннике - высокой частоты (головной голос). Верхние полости также являются резонаторами, это полость гортани, рта, носа и его придаточные пазухи. Совокупность этих резонаторов создаёт тембр голоса.

До начала полового созревания певческие голоса мальчиков и девочек трудно различимы. Начиная с 12-14 лет гортань девочек растёт пропорционально во все стороны, а у мальчиков вытягивается вперёд более, чем в полтора раза, образуя кадык. Этот факт, а также большие величины голосовых щелей обуславливают формирование более низкочастотного спектра голосов у мужчин в сравнении с женщинами.

Благодаря резонаторам (надгортанник, трахея, полость рта, полость носа,.) человека, сплошной шумовой спектр звука , образованный вихревыми движениями воздуха около голосовых связок, преобразуется в линейчатый (квази-линейчатый) спектр звука ©1, ©2, Юз, преобразуется в ряд тонов.

Как настраивать наши резонаторы? Трахея не должна быть изогнутой. Для этого позвоночник должен быть выпрямлен, плечи подать назад (без напряжения). Гортань не должна быть сдавлена. Для этого шейные позвонки также выпрямлены. Дальнейщий подбор и рефлекторное запоминание нужного положения позвоночника, шеи должны производится с помощью некоторых физических упражнений. В качестве таких упражнений может быть пение ( при этом нужно внимательно прислушиваться к тембру вашего голоса и, меняя положение шеи, подборотка,..., следить за изменением тембра голоса, выбирая тембр, наиболее приятный для вас. Таким же хорошим физическим упражнением может быть лёгкое чтение (вслух) сказок, детских стихов, рекламных

объявлений,.

3. До сих пор речь шла о спектре частот юшп - Юшах =200Гц - 10000Гц, о звуковых частотах.

Голосовые связки человека при выдохе вибрируют, ширина голосовой щели периодически меняется.

Частота этих вибраций находится в диапазоне 0=5-90 Гц.

Артикулярный аппарат человека (язык, губы, мягкое нёбо) создаёт третью группу частот W=0,1-10 Гц, самую низкочастотную.

Таким образом, имеется три диапазона модуляций: ю= 200-10000 Гц, О= 5-90 Гц, W= 0,1-10 Гц , при этом, если мы говорим о звуке, несущая частота - звуковая ю.

Каждый из рассматриваемых диапазонов имеет свою особую связь с элементами слуховой системы человека. Когда речь идёт о слуховой системе, то первые два диапазона ю и О носят характер несущих частот, необходимых для наилучшего прохождения вибраций, потенциалов действия, волн возбуждения через такие системы как наружное, среднее и внутреннее ухо, слуховой нерв, ядра слуховой системы. Низкочастотный диапазон W = 0,1-10 Гц имеет глубокую связь с восприятием и запоминанием раздельных звуков, знаков.

4. Элементы артикулярного аппарата человека совершают движение под действием соответствующих групп мышц. В свою очередь эти мышцы связаны с замкнутой системой нервных волокон, начинающихся с механорецепторов, расположенных в мышцах соответствующих элементов артикулярного аппарата. Нервные импульсы распространяются по афферентным нервным волокнам и поступают в центральную нервную систему (корковые речевые зоны, продолговатый мозг, таламус - все эти центры взаимосвязаны) и, далее , управляющие импульсы из центральной нервной системы по эфферентным нервным волокнам поступают к соответствующим группам мышц артикулярного аппарата. Артикуляция с временным разрешением Т= 1/W осуществляется под действием пакетов импульсов (потенциалов действия), имеющих длительность Т. Диапазон частот W можно считать скоррелированным диапазоном собственных частот мышц артикулярного аппарата и ядер центральной нервной системы.

Заметим, что замкнутая система связи и управления ( мышца - механорецептор - афферентные волокна - центральная нервная система - эфферентные волокна - мышца) присуща практически всем группам мышц: ног, рук ; мышцам, обеспечивающим работу лёгких, ... исключение представляют мышцы сердца.

5. Рассмотренные диапазоны частот ю, О и W находят отражение в нотной записи, предназначенной для воспроизведения звука, мелодии,., пения. Отражаются следующие из перечисленных диапазонов частот и временных интервалов. Во-первых, звуковой диапазон частот ю= Юшт ^ 2тЮтт= Ютах , где Юшт ~ 200Гц, Юшах~ 10000Гц ; 21 - частотный интервал октавы, т.е. в пределах одной октавы верхняя и нижняя частоты отличаются в два раза. Совершенные музыкальные инструменты охватывают диапазон в 7-8 октав (п=7-8 ), человек может менять частотный интервал голоса в пределах 1-3 октав. Сама частота, обозначенная в нотной записи, не отражает реальный спектр (окраску) музыкального инструмента или голоса человека.

Частотный диапазон W=0.2-10 Гц =1/Т отражён в нотной записи: а) длительностью звука, она имеет дискретные значения Т= 21, 20, 2-1, 2-2, 2-3 секунды (т.е.W=0,25 ,8 Гц) и б) длительностью паузы Т=21 , 20, 2-1, 2-2, 2-3 секунды ( W=0,25 , 8 Гц).

Модуляции звука с частотой О = 10-100 Гц возникают при одновременном проигрывании двух и более близких по частоте звуков (частота биения), что отражено в нотной записи в виде двузвучия, трезвучия, септаккорда (состоит из четырёх звуков), нонаккорда (состоит из пяти звуков). (Рис.4-7).

эксигамт

Рисунок - 4-7

Осязание

Молодой человек (или мужчина), обнимая девушку (женщину), или девушка, обнимая молодого человека, может испытывать сильный эмоциональный подъём. Что такое этот эмоциональный подъём? Игра воспалённого воображения или необходимые для его (её) эмоции, объективное чувство способное развить человека. Мама (или папа) объясняет маленькому ребёнку, как он ей дорог и как она его любит, но оказывается, если погладить ребёнка по головке или спинке, то это будет воспринято ребёнком как самая доверительная близость и вызовет не меньший эмоциональный всплёск, чем ласковые слова.

Осязание имеет огромное эмоциональное воздействие на человека, хотя в информационном плане значительно уступает и зрению, и слуху.

1. Как и всякое чувство, осязание начинается с рецепторов (механорецепторов) (рис.5-1), которые находятся в кожном покрове на глубине 1-2мм. Механорецепторами служат различные молекулярные структуры(тельца Пачини, Мейснера, Меркеля)нейронов или свободные нервные окончания (голые немиелинизированные окончания). Механорецепторы соматической нервной системы (обслуживающей и формирующей осязание) реагируют на изменение давления на кожный покров (начиная с прикосновения и кончая частотами «60Гц), преобразуя эти механические сигналы в электрические потенциалы действия.

Поверхностная плотность механорецепторов и их чувствительность различны в разных участках тела; наиболее высокая в области ладони и кончиков пальцев, в слизистых оболочках губ, полового органа.

Особенностью механорецепторов кожного покрова является их слабая защищённость, так как они располагаются в поверхностном слое. Поэтому следует внимательно относиться к их защищённости (особенно в слизистых оболочках). В частности, таким фактором вредного воздействия может быть химическое воздействие пота, мочи. В остатках этих экстрактов всегда есть вещества: белки, мочевина, которые при разложении вызывают постоянное раздражение кожного покрова.

Электрические импульсы от группы механорецепторов передаются по дендритным волокнам нейрона и аккумулируются телом нейрона (рис.1-3а). Когда суммируемое во времени возбуждение достигает определённого порога, оно передаётся по аксону этого нейрона в виде пакета импульсов (потенциалов действия); частота следования импульсов в пакете может менятся в пределах 1-50Гц. Частота следования импульсов (их амплитуду можно считать постоянной) определяется соотношением

F= к(в - во)

где в - интенсивность механического воздействия, во - пороговое воздействие, к - коэффициент адаптации.

Коэффициент к - зависит от времени воздействия ( уменьшаясь во времени при постоянном одинаковом механическом воздействии), так как величина возникающего в механорецепторе потенциала возбуждения зависит от изменения во времени пространственной зарядовой структуры молекул механорецептора.

Таким образом, чувство «осязание» определяется величиной механического воздействия (давления) и его изменением во времени.

2. Механорецепторы кожного покрова (обслуживающие осязание), посылая по афферентным нервным волокнам электрические импульсы в центральную нервную систему (ЦНС) , не получают обратные импульсы в пространственную область своего существования. И это сближает их с рецепторами и первыми, воспринимающими сигнал, нейронами других органов чувств: ганглиозными клетками сетчатки глаза, волосковыми клетками внутреннего уха. В тоже время, механорецепторы, обслуживающие моторику (внутренние мышцы ног. рук, тела), посылают по афферентным нервным волокнам электрические импульсы ЦНС , а из ЦНС по эфферентным нервным волокнам поступают электрические импульсы в область этих же мышц.

Электрические импульсы (потенциалы действие) от механорецепторов, обслуживающих как осязание, так и работу внутренних мышц передаются в ЦНС многозвенно - от нейрона к нейрону. Если дендриты и тело нейрона имеют размеры 20-100мкм, то длина аксона может быть от 50-100мкм до нескольких десятков сантиметров ( диаметр аксона 1-20мкм ). Таким образом, в пределах одного нейрона наибольшая длина пути электрического импульса приходится на аксон. Скорость прохождения электрических импульсов - потенциалов действия (обслуживающих осязание и моторику соматическая система) по аксону 1-20 м/с существенно уступает скорости распространения подобных импульсов по аксонам нейронов,обслуживающих зрительную и слуховую системы ( 10-100 м/с). Такая низкая скорость прохождения потенциала действия связана с отсутствием миелиновой оболочки аксона большинства нейронов, обслуживающих соматическую систему (рис.5-2).

Суммарное время прохождения импульса от механорецепторов рук,ног, тела человека до ЦНС составляет 0,1-1с. Это время слагается из времени прохождения как по нейрону, так и межнейронному пространству.

Это межнейронное пространство - зазор имеет величину 20-50нм (0,02-0,05мкм), площадь контакта 0,1-1мкм. Таких контактов между двумя нейронами может быть до нескольких десятков. Процесс передачи возбуждения посредством этих контактов называется синапсом. Синапсы могут иметь химическую или электрохимическую природу.

Многозвенный процесс передачи электрических импульсов возбуждения от механорецептора в ЦНС посредством взаимодействующих нейронов может быть прерван с помощью местной анестезии ( например, с целью обезболивания ). Новокаин является одним из местнодействующих анестетиков. Он блокирует физические и электрохимические процессы передачи электрических импульсов ( потенциалов действия ) нейронами, воздействуя на мембрану нервных клеток и синапсы.

Передача электрических импульсов от механорецептора в ЦНС осуществляется последовательно ( многозвенно ) несколькими нейронами или несколькими десятками нейронов (в зависимости от места расположения механорецептора и типа нейронов ). Имеет место и параллельная передачавозбуждения. Эти потенциалы действия в итоге достигают соответствующих областей коры головного мозга.

Существенным фактором является то, что в одной области головного мозга прерывание сигнала и передача его от одного нейрона к другому нейрону являются обязательными. Эта область -таламус ( находится в центральной части головного мозга). В этой области головного мозга заканчиваются аксоны всех нейронов , обслуживающих не только соматическую систему ( осязание и контроль работы мышц ), но и других органов чувств: прерывание нейронов зрительной, слуховой, ...систем ( исключение составляет нейронная сеть , обслуживающая обаняние человека). Это прерывание происходит на пути следования каждой системы нервных волокон (и каждого нейрона) к соответствующей области коры головного мозга. Таким образом, одна из функций таламуса -релейная (и интегральная) функция, которая не должна нарушать пространственную и временную структуру зрения, частотную и временную последовательность восприятия звука, локальность восприятия системой осязания (рис.5-3).

Рисунок - 5-3

Электрические импульсы возбуждения, идущие от механорецепторов через таламус в соответствующие области коры головного мозга позволяют определить не только место внешнего воздействия (на кожный покров), но и твёрдость объекта, действующего (соприкасающегося) на этот покров, и силу воздействия. Пальцы рук служат человеку уникальным инструментом.

Их механорецепторы, посылая импульсы возбуждения в соответствующие области коры головного

мозга, позволяют определять (хотя и грубо) форму объекта . Таким образом, осязание позволяет человеку определить особенности объекта: его твёрдость, форму и силу механического воздействия и это информационное свойство чувства осязания.

Потенциалы действия, следующие от механорецепторов (как и от рецепторов других органов чувств ) через таламус к соответствующей области коры головного мозга, в таламусе претерпевают релейное и интегральное преобразование не только в специализированных ядрах (ядра -структурно обособленная совокупность нейронов): зрительное ядро, соматическое ядро, слуховое ядро. В таламусе имеются ассоциативные ядра, к которым потенциалы действия приходят от различных органов чувств (и которые «срабатывают» при наличии сигналов от нескольких сенсорных систем, даже если эти сигналы разнесены во времени): зрительное

- соматическое ядро; соматическое - слуховое - зрительное ядро; соматическое - вкусовое ядро; ядра, принимающие сигналы от механорецепторов, расположенных в различных участках тела и мышц внутренних органов. Существующая в ассоциативных ядрах связь сигналов возбуждения, идущих от мотонейронов осязания и мышц, с сигналами от мотонейронов внутренних органов способствовала зарождению различных школ рефлексологии и рефлекторного массажа.

3. Когда рождается человек у него ещё не сформирована кора головного мозга. Она продолжает рости (из центрального ствола головного мозга) и развиваться подобно ветвям дерева и в значительной мере формируется к первому году жизни.

Изучение роста и развития нейронов коры головного мозга на дородовом и послеродовом этапе производится на позвоночных животных: кошках, собаках, так как эти этапы роста и развития коры позвоночных подобны этапам роста и развития головного мозга человека.

Показано, что если новорожденного котёнка содержать в тёмном помещении или с закрытыми глазами в обычном помещении в течение двух месяцев, то он становится слепым. Для роста и развития нервных клеток (и тем более элементов нервной системы) необходимы не только питательные вещества: углеводы, белки, жиры, кислород, которые доставляются системой кровотока. Существует аксонный (нейронный) транспорт веществ: элементов цитоскелета, лизосом, некоторых ферментов.

Движение этих веществ по аксону нейрона осуществляется со скоростью 1-100мм/сутки и невозможно без распространения по аксону нейрона физических полей, в частности, потенциалов действия. Распространение физических полей, рождённых в сенсорных системах: зрение, слух, осязание,. и в моторной системе человека, способствует формированию соответствующих нейронных систем. Формирование коры головного мозгапроисходит ( при обязательном условии поступления сенсорных сигналов (информации) световых, звуковых) в течение нескольких первых лет человека ; формирование нейронных связей коры головного мозга с другими структурами ЦНС : таламусом, гипоталамусом, происходит долгие годы.

Рассмотрим виды энергетической активации нейронной сети, осуществляемое посредством осязания. Лёгкий массаж или поглаживание кожного покрова обеспечивает прерывание (во времени) возбуждения мотонейронов и следовательно максимальную частоту посылаемых ими импульсов возбуждения - потенциалов действия. Подобного эффекта периодического прерывания возбуждения мотонейронов и следовательно активации и тренинга разнообразных областей центральной нервной системы можно достигнуть и при помощи жемчужных ванн, душа, спокойного плавания (в комфортных условиях). Этих процедур мы сейчас коснёмся.

Из четырёх видов массажа: поглаживание, растирание, разминание и вибрация, рассмотрим только первый. Остальные три вида массажа также влияют на поверхностные мотонейроны ( определяющие осязание ), но влияние этих трёх видов массажа на мышечные ткани, кровеносные сосуды, лимфатические сосуды, суставы столь велико, что требует специального рассмотрения.

Даже лёгкое поглаживание, которого мы коснёмся, оказывает влияние не только на поверхностные механорецепторы, но и сам кожный покров, очищая его от омертвевших клеток эпидермиса, открывая протоки потовых сальных желез, усиливая кровообращение и питание кожи.

~ 131 ~

Поглаживание ладонью можно производить прямолинейно, кругообразно и комбинированно. Вы прислушиваетесь к своим ощущениям и решаете сами: замедлить или убыстрить темп. Не забывайте гладить близких вам людей, это не только знак близости, это энергетическая подпитка ЦНС близких для вас людей.

Лёгкий массаж, поглаживание несут энергию к тем участкам коры головного мозга, к которым донести энергию иными путями сложно или невозможно и которые также нуждаются в притоке энергии потенциалов действия.

Вода, лёгкое свободное плавание также оказывают действие на поверхностные кожные механорецепторы человека, рождают поток потенциалов действия, волн возбуждения. Волны или течение воды (температура воды должна быть комфортной для вас) вокруг тела оказывают своеобразное массирующее действие на поверхностный кожный покров, охватывая большую площадь поверхности тела. Время водных процедур, плавания 10-30 минут выбирается самостоятельно так, чтобы возбуждённые клетки головного мозга не успевали утомиться. Мозг активирует свою деятельность и настраивается на повышенный тонус.

Гидромассаж (лёгкий), лёгкий душ, жемчужные ванны обладают схожим эффектом действия на кожный покров и кожные механорецепторы.Температура воды должна быть адекватной температуре тела или немного выше.

Гидромассаж начинается с массажа спины. Наконечник шланга, подающего воду, устанавливают на таком расстоянии от массируемого участка, чтобы струя слегка растекалась по телу и была чувствительна только для кожи. Наконечник шланга должен располагаться по отношению к телу под углом 35°-45° . Струя должна направлятся от тазовой области вверх к голове. Массаж выполняется по 3-4 линиям с одной стороны спины и столько же с другой. Далее массаж шеи (от волосяного покрова вниз к спине и к плечевым суставам), массаж рук, области таза, бедра.

Жемчужные ванны - под давлением в воду нагнетают воздух, и ванна быстро заполняется массой мелких бурлящих пузырьков. Движение пузырьков около кожи обеспечивает эффект массажа. Температура воды 34-36 С. Длительность процедур 10-15 минут. Душ дождевой, игольчатый и пылевой 1-5 минут при давлении1-1,5атм.

Шестое чувство. Нейронные сети.

Информационное пространство - это объективно существующие свойства ( черты ) объекта ( субъекта ), одновременно это объём знаний человека ( объём, который может меняться со временем).

Эмоциональная реакция - это реакция данного человека, обусловленная объективно существующими свойствами (чертами) объекта (субъекта) и индивидуальностью данного человека (которая может менятся со временем и которая разная у разных людей).

Когда говорят о шестом чувстве человека, то представляется некоторое излучение, поле,. , которое человек не может воспринимать с помощью своих пяти известных чувств.

Таких полей и излучений существует большое количество,но значительная их часть может быть зарегистрирована с помощью приборов. Это ультра-фиолетовое, ближнее и среднее инфракрасное излучение, рентгеновское излучение, ультразвуковые волны, магнитное и электрическое поле,. Каждое из них даёт новую информацию об окружающем мире.

Однако, когда мы говорим о связи и взаимодействии людей, которые формируют информационное пространство и влияют на эмоциональное состояние человека, то лишь поля и излучения, воздействующие на наши пять чувств, представляются значительными, т.к. эти поля и излучения человек может не только воспринимать, но и передавать, отражать, излучать,их сам.

Имеются ли ещё какие-либо поля, излучения, о которых можно сказать, что человек воспринимает и излучает их и, таким образом, которые определяют взаимное влияние людей ?

Такими полями являются низкочастотные пакеты электромагнитных волн и электрических полей терагерцового диапазона, которые могут распространятся как в различных материальных средах, так и в безвоздушном пространстве.

Возникновение у человека чувства зрения было бы невозможно без существования света,

~ 132 ~

пространства света. Пространство звука определило возможность формирования слуха. Зрение, слух и другие из известных пяти чувств человека позволяют наблюдать, слушать , окружающий мир неживой и живой природы, позволяют контактировать с человеком. В отличие от этих пяти чувств шестое чувство формируется в пространстве низкочастотных пакетов электромагнитных волн и электрических полей терагерцового диапазона, в совокупности излучаемых и воспринимаемых только человеком, и только люди определяют это пространство.

Цикл лекций №2. Нейронные сети. 1. Нейронные волноводы. 2. Индуцированное излучение неравновесных структур. 3. Взаимодействие фононов, поляритонов, солитонов и фотонов в нейронных структурах. 4. Физическая природа нейронного спайка. 5. Открытые и закрытые резонаторы. 6. Системы нейронных и глиальных резонаторов с высокими потерями. 7. Молекулярные генераторы биологических импульсов. 8. Оперативная память. Синхронизация квантовых осцилляторов. 9. Запись и считывание информации. 10. Антенны. Шестое чувство.

Синтез чувств.

1. Одними из первых синтезов чувств человека и всех позвоночных животных можно считать сформировавшиеся или формирующиеся безусловные и условные рефлексы. Этот синтез определяется связью элементов сенсорной нервной системы ( зрение, слух,) и элементов автономной (вегетативной) нервной системы. Основная функция автономной нервной системы заключается в поддержании постоянства внутренной среды ( гомеостаза ) человека ( или животного ), т.е. направлена на процессы регулирования работы внутренних органов и всех сосудов в условиях покоя и при выполнении любого рода деятельности. Высшими центрами управления автономной нервной системы являются : гипоталамус ( в гипоталамусе расположены важнейшие центры регуляции : центры терморегуляции, голода и насыщения, полового поведения, страха, ярости, регуляции цикла бодрствование - сон ) , продолговатый мозг, мозжечок, отделы коры головного мозга.

Примером условного рефлекса может служить работа пищеварительных желез животных. Пищеварительные железы желудка начинают работать до приёма пищи ( работа этих желез при попадании пищи в желудок - безусловный рефлекс ) при многократном повторении светового или звукового сигнала, предшествующего кормлению животного.

Без связи нервных систем, например, сенсорной (зрение) и соматической (моторной) нервной системы невозможно скоординированное движение рук и тела человека, невозможны даже такие поведенческие акты, как захватывание предмета пальцами, координация движения руки и пальцев и т.д.

Эти и другие примеры формирования простейших условных рефлексов-результат образования временных связей между центрами сенсорной, автономной и соматической нервными системами (Рис 7-1а, 7-1б ).

Примером организации связи высокого уровня разных нервных систем служит речь человека. Формирование речи человека невозможно без связи и синхронизации работы двух нервных систем: слуховой ( сенсорная система - зона Вернике в коре головного мозга) и моторной ( соматическая нервная система, управляющая артикулярным аппаратом человека, - зона Брока в коре головного мозга).

2. Автономная (вегетативная) нервная система, в которую входят гипоталамус, продолговатый мозг, мозжечок, отделы коры головного мозга, управляет эндокринной системой (эндокринными железами). В совокупности эти две системы регулируют кровяное давление, частоту сердцебиения, температуру тела, потовыделение, секрецию желез, половое поведение, мускулатуру кишечника. Многие параметры этой регуляции измеряются современными приборами.

Эмоции человека (эмоциональные реакции человека), обусловленные пятью известными чувствами человека ( зрение, слух, осязание, обоняние, вкус ) , можно определить как влияние сенсорной нервной системы на автономную (вегетативную) нервную систему. Это влияние может быть разным у разных людей.

Когда информация не поступает в сенсорную нервную систему, вегетативная нервная система в союзе с эндокринной системой может также определять эмоции человека. Это может происходить вследствии сбоя в системе генетической памяти ( информации ) человека, а также изменения внешних условий (химического состава воздуха, окружающего человека; изменения температуры и давления воздуха, акустических и электромагнитных показателей среды).

Соматическая (моторная) нервная система также влияет на эмоциональное состояние человека. Она, как и вегетативная система, оказывает влияние на работу эндокринных желез человека, которые секретируют гармоны; попадая в кровь, гармоны с кровотоком достигают ЦНС.

3. Одной из важнейших характеристик любой нервной системы ( сенсорной, автономной, соматической ) является память ( генетическая, иммунологическая, нейрологическая).

Память сенсорной нервной системы (зрительная, слуховая ) во многих отношениях формирует начальную стадию сознания человека.

При рассмотрении зрительной и слуховой памяти человека, как правило, выделяют такие параметры как краткосрочная ( 10-8 - 10сек.) и долгосрочная ( дни, месяцы, годы ) память. Краткосрочную память можно зафиксировать, начиная с таких элементов нервной системы как рецепторы и кончая колонок коры головного мозга. Далее будем говорить в основном о характеристиках долговременной памяти.

Важнейшими характеристиками зрительной и слуховой памяти человека являются свойства симметрии (симметрия пространства и времени). В случае зрительной и слуховой памяти человека их природа имеет принципиальные различия.

Основным признаком слуховой ( звуковой ) памяти является однонаправленность её во времени при формирования элементов запоминания. Человек, запомнив текст из 10-15 слов, не может воспроизвести его в обратном порядке слов (в обычном темпе произношения этого текста в первоначальном порядке слов). Ещё более простой пример. Предложение из 4-5 слов человек не может воспроизвести этот текст в обратной буквенной последовательности ( в обычном темпе произношения предложения в прямой последовательности).

Зрительная память человека подчинена законам симметрии пространства и не зависит от последовательности наблюдения во времени. Можно рассматривать элементы предмета, строения, лица человека в любой временной последовательности ( при этом многократно в разной последовательности) и воспроизводить по зрительной памяти также в любой временной последовательности . Например, рисовать строение, начиная с фундамента или с крыши, слева или справа; рисовать лицо человека, начиная с его глаз или овала лица,.

Качество воспроизведения зрительного образа зависит от наличия в образе объекта ( субъекта) элементов пространственной симметрии или асимметрии на фоне симметрийных свойств. Такими элементами пространственной симметрии являются: 1) поворотные оси симметрии 2-го, 3-го, 4-го , порядка; 2) зеркальная плоскость ( опереция отражения ); 3) центр инверсии (точка симметрии); 4) трансляция (переносы) и комбинации этих элементов симметрии, а также асимметрия на фоне одного из перечисленных элементов симметрии.

При наличии этих элементов симметрии зрительный образ легче запоминается и дольше сохраняется в памяти человека. Даже в сложных зрительных объектах человек выделяет элементы симметрии (асимметрии ) при запоминании (воспроизведении) этого объекта.

Зрительная память человека не зависит от расстояния до рассматриваемого объекта, субъекта.

Если зрительный объект в целом или его отдельные элементы не имеют элементов пространственной симметрии (или асимметрии на фоне симметрийных свойств), то запомнить и воспроизвести образ невозможно.

Примером может служить картина, составленная из большого числа точек ( например, из 1000 точек и более ). Наличие элементов симметрии в расположении всей совокупности точек или отдельных фрагментов позволяет выделить эти элементы (оси, плоскости..) и они составят байты зрительной информации.

Сам факт сохранения слуховой (звуковой ) и зрительной информации в памяти человека в течение длительного времени означает, что сохранение этой информации должно быть связано со стабильными ( метастабильными ) структурами и физическими процессами воздействующими на эти структуры.

Такими структурами являются, прежде всего, структуры 2-го, 3-го, 4-го,. порядка молекул ДНК ( ансамблей молекул ДНК ), взаимодействующих посредством электромагнитных волн терагерцового диапазона.

4. Память (возможность воспроизведения информации каким-либо способом) человека -

одно из начальных и фундаментальных свойств сознания человека ( сегодня объём памяти человека значительно расширен благодаря наличия бумажных и электронных носителей).

Круг элементов, входящих в определение сознания человека, широк, но в порядке усложнения (после памяти) следует назвать способность сравнения и сопоставления.

В отличие от памяти, которая имеет только информационную составляющую, свойства сознания человека - сравнение и сопоставление, характеризуются как информационным признаком, так и эмоциональным.

Информационные свойства определяются такими понятиями как больше-меньше, тяжелее-легче, быстрее-медленнее, прошлое-настоящее ( в том числе в количественном сравнении ) и другими.

Сравнение, сопоставление оказывается особенно важным во взаимоотношениях между людьми. Какие бы стороны жизни других людей человек не рассматривал, он всегда сравнивает, сопоставляет ( иногда копирует ) с элементами, сторонами своей жизни. Это может быть, например, питание, одежда, гигиена, дом, машина, яхта, самолёт,. Некоторые простейшие ( но важные для человека ) стороны его жизни поддаются анализу. Например, на вопросы о питании, одежде, гигиене в значительной мере отвечает (нормирует) медицина и этот анализ является информационной составляющей обозначенных сторон ( сравнение, сопоставление ) сознания человека. Эмоциональная составляющая может быть существенно разной у разных людей ( сервировка стола, стиль одежды, интерьер ванной и, далее, марка машины, модель яхты, тип самолёта,.).

Владея информационной составляющей, человек чувствует себя - хорошо чувствует. Эмоциональную составляющую, если она дополняет информационную (хорошо себя чувствовать) , человек может обеспечить себе , например, прогулкой на природе (в горах, на берегу озера, в пустыне ), плаванием в бассейне ( озере, море ) , быстрой ездой в автомобиле и т.д.

Сравнение, сопоставление, копирование ( как элементы сознания человека ) формируют в человеке такое сложное , эмоциональное понятие как счастье.

5. В разделе «Слух и звук» представлено соотношение, характеризующее силу эмоциональной

реакции

& = I, Wi -N1 (1)

где N1 число нейронов сенсорной нервной системы, находящихся в возбуждённом состоянии (по мембране нейрона распространяется потенциал действия (ПД) ). В состоянии покоя человека (когда нет света, закрыты глаза человека, отсутствует какой-либо звук) нейроны сенсорной нервной системы также проводят ПД , их частота равна v=(1-50)Гц. На ПД этих частот у человека нет эмоциональной реакции и эти сигналы не регистрируются и не фиксируются в долговременной памяти. В возбуждённом состоянии частота следования ПД равна V ~ (50-2000)Гц. В формуле (1) необходимо ввести время, в течение которого нейроны находятся в возбуждённом состоянии ДЪ .

& =1, Wl -N1 Д (2)

Эмоциональная реакция человека Rj может быть обусловлена также собственной работой автономной (вегетативной) нервной системы. Работуэтой системы человек не замечает =0), когда эта система находится в нормальном состоянии — регулирует частоту дыхания, систему пищеварения,

& = I ^ ^ Д = 0 (3)

Отклонение работы автономной нервной системы от нормы (возбуждённое состояние) может быть вызвано внешними факторами, например, отклонением от нормы молекулярного состава, температуры, давления воздуха; электрическими, магнитными полями, Обозначим нейроны автономной нервной системы, работающие в режиме отличающемся от нормального N

^в = I ^в ^в^в (4)

Отклонение работы нейронов автономной нервной системы от нормы может быть вызвано воздействием возбуждения сенсорной системы. Это взаимодействие нервных систем обозначим

Я = I WI) ^N1] • Л11

где Wij — фактор связи нейронов сенсорной ( I ) и автономной ( j ) систем. В общей форме можно записать

Я = II Wi -ЛЪ + I] Wjв •Njв •Л^в + II] WIj -N11

(5)

(6)

Функции WIj взаимодействия нейронов зрительной и слуховой нервных систем с нейронами автономной нервной системы существенно отличаются.

Связь зрительной системы с автономной осуществляется посредством долговременной зрительной памяти (физическая природа которой неизвестна ). Связь слуховой нервной системы с автономной может осуществляться не только посредством долговременной слуховой памяти, но и непосредственным взаимодействием нейронных резонаторов слуховой системы с нейронными резонаторами автономной системы ( например. изменяя частоту дыхания человека) .

Нейроны автономной нервной системы, определяющие эмоциональное состояние человека, могут находится в возбуждённом состоянии под действием сознания человека (анализ собственных поступков или поступков другого человека, зависть, сострадание,) Первичными элементами сознания можно считать память, сравнение, сопоставление, анализ.

Если пути следования сигналов в отдельной нервной системе ( сенсорной или автономной ) достаточно хорошо изучены ( вплоть до картирования в структурах головного мозга ), то установление форм связей этих нервных систем представляет собой нелёгкую задачу. Ещё более сложная задача — определение форм влияния сознания на автономную нервную систему. Особенно это сложно, когда сознание (память, сравнение, сопоставление, анализ) относится к взаимоотношениям между людьми.

Когда речь идёт о связи сенсорной нервной системы с автономной нервной системой и особенно о связи сознания с автономной нервной системой, то важным фактором выступает природа форм связей нейронов этих систем. Этими формами связей служат оптические фононы, солитоны, потенциалы действия, распространяющиеся по мембранам нейронов, а также оптические фононы глиальных клеток. Это линейное (точнее,криволинейное) распространение возбуждения (энергии возбуждения). Длина следования такого возбуждения может составлять сантиметры, десятки сантиметров.

Другая форма межнейронных связей — молекулярная связь. Молекулы-нейромедиаторы инжектируются везикулами из пресинаптического окончания нейронов в межклеточное пространство (V ~ (30нм х 1000нм х 1000нм ). Глиальные клетки способны генерировать кальцевые (Са2+ ) волны в прилегающее (~ 100нм) пространство.

Ещё одна форма связи — терагерцовое электромагнитное излучение X ~ ( 80-200 )мкм, возникающее при инжектировании молекул- нейромедиаторов из везикул в межклеточное пространство, а также при фазовом переходе липидных мембран. Это излучение может интегрироваться в нейрон-глиальных резонаторах — объёмах V ~ (1-5мм)3 в различных отделах головного мозга, в том числе, в пространстве неокортекса (V ~[ (1-2)мм х 200мм х 200мм ] .

Это излучение может также распространятся в воздушном и безвоздушном пространстве, взаимодействуя , в частности, с мембранными структурами нейронов и глиальных клеток.

6. Во-второй главе «Зрение и свет» говорилось о третьей высшей ступени чувства зрения -способности различать (по зрительному образу) тонкие переживания, эмоциональные состояния человека. Необходимо отметить, что даже простые (тем более тонкие) переживания человека , зрительно выражающиеся как: текут слёзы - у человека большое горе ; улыбка до ушей - у человека радостное событие, невозможно определить точно. Если для анализа эмоционального состояния человека мы дополним его звуковым образом (изменение тембра голоса), то несколько дополнив информацию, мы всё равно не будем точно знать его эмоционального состояния (переживания). Это невозможно, так как сила эмоционального переживания человека определяется потоком волн возбуждения в нервных сетях, потоком и характером потенциалов действия, активацией нейронных рефлекторных дуг, ( рис.7-2; 7-3; 7-4)) .

Рисунок - 7-3а

Рисунок - 7-3б

Рисунок - 7-4в

Рисунок - 7-4г

Ещё более сложно определить в другом человеке тонкие эмоциональные переживания: сомнение, надежда, зависть, удивление, озарение, злоба, безнадёжность,, все они могут возникнуть не только в результате воздействия объекта, субъекта на наши пять органов чувств,но и в результате

а) обращения данного человека к образам, сформировавшимся в памяти человека, б) проведения данным человеком анализа, оценки своих поступков по отношению к близкому (или не очень) человеку, в) мысленного выбора из некоторого набора сделанных этому человеку предложений, г) найденного решения некоторой проблемы,. Невозможно определить и в этом случае силу эмоционального переживания данного человека. У разных людей эмоциональное напряжение как реакция на одно и тоже внешнее воздействие ( пять чувств человека ) или в результате анализа, сравнения,.. может отличаться не только в разы, но и по своему характеру (положительные или отрицательные для человека эмоции).

Это ограниченность нашей информации, информационной составляющей о чувствах другого человека. Что касается эмоциональной составляющей наших чувств, то в них, в какой-то мере, можно разобраться и регулировать (об их отсутствии можно не беспокоиться) , вспоминая , что о чувствах другого человека мы знаем крайне мало.

Могут ли волны возбуждения,., определяющие эмоциональное состояние человека, представлять информационное пространство и существовать не только в пределах нервной сети данного человека ? Такой объективной информацией являются низкочастотные пакеты импульсов электрических полей и электромагнитных волн терагерцового диапазона, излучаемых и

воспринимаемых человеком.

Список использованной литературы:

1. Альтман Я.А., Вартанян И.А. Слуховая система. Л-д. Наука, 1990, 606с.

2.Барнс М.Дж., Лиу В.К., Зивейл А.Г. Спектроскопия и динамика возбуждения. М. Наука, 1987,170с.

3. Барыбин А.А. Электродинамика волноведущих структур. М. Физматгиз, 2007, 510с.

4. Галанов Е.К., Бродский И.А. Длинноволновые ИК спектры сегнетоэлектрических кристаллов группы триглицинсульфата в различных фазовых состояниях.Физика твёрдого тела. 1969, т.11, с.2485-2490.

5. Галанов Е.К. Температурная зависимость ИК полос поглощения кристаллов, содержащих комплексные ионы. Оптика и спектроскопия. 1973, т.35, с.1126—1131.

6. Галанов Е.К. Колебательные спектры ангармонических осцилляторов молекулярных кристаллов. Оптический журнал. 2010 т.77, с.8-10.

7. Галанов Е.К. Оптические фононы модельной мембраны нейрона Альманах современной науки и образования. 2017, №1, с.19-22

8. Галанов Е.К. Потенциал покоя модельной мембраны нейрона. Альманах современной науки и образования. 2017, №7, с.27-31

9. Галанов Е.К. Собственный потенциал действия нейрона с модельной мембраной. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2018, №5(2), с.312-317.

10. Галанов Е.К. Оптические фононы и электромагнитные волны терагерцового диапазона в нейронных структурах. Инновационная наука. 2019, №3, с.18-24.

11. Григорьев А.Д. Электродинамика и микроволновая техника. СПб. Лань, 2007, 704с.

12. Давыдов А.С. Биология и квантовая механика. Киев. Наукова Думка, 1979, 650с.

13. Давыдов А.С. Солитоны в молекулярных системах. Киев. Наукова Думка, 1984, 288с.

14. Джаксон М.. Молекулярная и клеточная биофизика. М., Мир. Бином, 2009, 650с.

15. Максимова Е.В. Онтогенез коры больших полушарий. М. Наука, 1990, 180с.

16. Галанов Е.К. Физическая природа чувств. Инновационная наука. 2019, №12, с.128-158.

17. Галанов Е.К. Оптические фононы, электромагнитные волны терагерцового диапазона и солитоны в нейронных структурах. Инновационная наука. 2020, №6, с.21-28.

18. Галанов Е.К. Синапс-источник терагерцового электромагнитного излучения. Инновационная наука. 2020, №9, с.14-24.

19. Nevill H. Fletcher, Thomas D. Rossing.The Physics of Musical Instruments. Springer, 2010, 776p.

20. Серков Ф.Н., Казаков В.Н. Нейрофизиология таламуса. Киев. Наукова Думка, 1980, 260с.

21.Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. М., Мир. 1990, 241с.

© Галанов Е.К., 2020

УДК 37.032

Дунаева М.И.

учитель начальных классов первой квалификационной категории

Школа №183 г.Москва

ОПТИМИЗАЦИЯ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ

Аннотация

Ведущим видом деятельности в младшем школьном возрасте

~ 140 ~

- является учебный процесс. Учебная