Различается множество рецепторов, каждый из которых имеет особое анатомическое и физиологическое устройство, служащее телесным условием разворачивания перцептивных процессов в целостные перцептивные образы, воссоздающие картину действительности. Оно состоит из нервных клеток и их окончаний, возбуждающихся при восприятии стимулов. Энергия стимула, воздействуя на клетку, изменяет проницаемость ее мембраны (этот термин в латинском языке означал перепонку). В биологии под мембранами подразумеваются структуры, которые обладают избирательной проницаемостью, регулируя концентрацию в клетках различных химических компонентов. Подобный процесс превращения внешних стимулов в физиологические субстраты называется трансдукцией (преобразованием). Она происходит в различных органах, от строения которых также зависит чувственный (перцептивный) эффект.
Итак, тайна перцептивных процессов скрыта за взаимодействием трех совершенно различных по своей природе факторов:
а) физико-химических внешних раздражителей;
б) особых физико-химических и структурных характеристик того, что совершается под влиянием этих раздражителей внутри организма;
в) возникающих в результате всего этого в том же организме чувственных эффектов (перцепций).
Все три ряда явлений, как сказано, качественно различны и в то же время нераздельны. Средствами физиологии и молекулярной биологии удалось существенно продвинуться в изучении трансдукции. Однако следующий уровень преобразований – от физиологии рецептора к порождаемому психическому эффекту поныне принято трактовать в духе открытого в начале XIX века немецким физиологом И.Мюллером закона, который он назвал законом специфической энергии органов чувств. Когда один и тот же раздражитель действует на различные органы, он вызывает эффект, соответствующий специфике этого органа (например, под влиянием механического раздражителя из глаз «сыпятся искры», а в ушах раздается звон). В то же время Мюллер разграничил адекватные и неадекватные раздражители. В приведенном примере механическое воздействие является неадекватным для уха и глаза стимулом. Вызываемый им чувственный эффект несопоставим с богатством впечатлений, получаемых от раздражителей адекватных, каковыми для глаза служат электромагнитные волны в интервале определенных частот, а для уха – звуковые колебания.
Жизненная значимость рецепции адекватных раздражителей общеизвестна. Для человека зрительный и слуховой рецепторы являются главными «воротами» в неисчерпаемый для познания внешний мир, тончайшими «инструментами» добывания информации о нем. Ослабление их функций, и тем более поражение, наносят огромный ущерб жизнеобеспечению.
Посредством зрительной рецепции воспринимаются, наряду с формами, величинами и другими параметрами объектов, их цвета. Последние принято делить на ахроматические -белый и черный со всеми промежуточными серыми цветами и хроматические – все остальные, т.е. цвета спектра – красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый с многочисленными промежуточными оттенками. В сетчатке глаза человека и позвоночных животных находятся два вида фоторецепторов, а именно: колбочковые клетки (колбочки), которые воспринимают дневной свет и обеспечивают цветное зрение, и палочковые клетки (палочки) – органы сумеречного зрения (слабой освещенности), лишенные чувствительности к цветам. В тех случаях, когда расстроен колбочковый аппарат, организм слеп к цветам. Людей с цветовой слепотой называют дальтониками по имени английского ученого Д.Дальтона, который страдал этим дефектом зрения и первым, еще в конце XVII века, детально описал его.
Рецепторы слуховой чувствительности находятся во внутреннем ухе («улитке»). Для человека важнейшая жизненная роль этой чувствительности определяется речевым общением. Принято различать музыкальные тоны и шумы. Речь состоит как из первых (главным образом в гласных), так и из вторых (главным образом в согласных).
Упомянутыми двумя высшими видами перцепции – зрительной и слуховой, чувствительность, как известно, не исчерпывается. К ним уже в древние времена присоединяли вкус, обоняние и кожное чувство. Но дальнейшее изучение рецепции выявило ограниченность формулы о пяти органах чувств. Выяснилось, в частности, что под именем «кожного чувства» скрываются различные находящиеся в коже рецепторы. Одной из первых стала схема, выделившая четыре модальности (разновидности) кожной чувствительности соответственно найденным в коже нервным точкам (окончаниям): тактильная (от латинского «тактус» – прикосновение) как перцепция давления и прикосновения, а также перцепции холода, тепла и боли. Тактильная чувствительность изучалась в связи с необходимостью создать средства коммуникации для слепых.
Французский педагог Луи Брайль, будучи сам слепым, изобрел в прошлом веке особый рельефно-точечный шрифт для письма и чтения слепых. Среди перцептивных процессов, рецепторами которых служат нервные окончания в кожной поверхности, особое внимание уделяется осязанию, поскольку при этом виде чувствительности прикосновение и давление спаяны с активностью мышц, откуда, в свою очередь, поступают сигналы о форме, величине и других свойствах предметов. Для людей, лишенных зрения и слуха, такая информация становится важнейшей, но и в жизни нормальных людей роль рецепторов работающей руки в познании внешнего мира исключительно велика. В особенности если эта рука участвует в создании предметов материальной и духовной культуры.
Физиологи открыли множество нервных субстратов (волокон, нервных клеток (нейронов), оболочек и др.), специализирующихся на тонкости и точности восприятия раздражителей, которые непрерывно извне и изнутри активируют организм.
Под суровым диктатом естественного отбора происходила специализация живой ткани. Она обретала способность приспосабливаться к отдельным малым фрагментам физико-химической среды. Так, например, сетчатая оболочка нашего глаза, состоящая из светочувствительных элементов, имеет возможность различать электромагнитные волны в ограниченном диапазоне. В данном случае речь идет о человеческом глазе. Другие живые существа обладают рецепторами, воспринимающими сигналы, которые человек непосредственно уловить не может. Так, например, некоторые породы змей обладают органами, позволяющими им ощущать инфракрасное излучение и таким образом обнаруживать свою теплокровную добычу. У некоторых рыб есть органы, чувствительные к электрическим полям скрывающихся от них жертв. Пчелы не только выказывают предпочтение определенным цветам, но также чувствительны к ультрафиолетовой части спектра.
В то же время великое множество происходящих в окружении организма процессов, хотя и оказывают на него воздействие, не дают о себе знать из-за отсутствия соответствующих рецепторов. Так, к примеру, у нас нет рецепторов для восприятия рентгеновских лучей.
Организм вооружен устройствами, сигналы которых либо вообще не ощущаются, либо ощущаются слабо или редко, хотя и постоянно регулируют его деятельность. Например, в каротидном синусе (часть сонной артерии) находятся рецепторы, при возбуждении которых расширяются кровеносные сосуды.
Все многообразие разбросанных по организму рецепторов английский физиолог Ч.Шеррингтон разделил на три большие разряда: экстероцепторы, интероцепторы и проприоцепторы. Наружную поверхность организма он описал как экстероцептивное поле. Его отличает обилие рецепторов, открытых для улавливания бесчисленных изменений и факторов внешнего мира.
Несравненно беднее рецепторами внутренние органы, устланные интероцепторами. Они воспринимают главным образом действие химических агентов (например, на пищеварительный тракт). Наконец, третья группа рецепторов локализована в органах движений (в скелетных мышцах, связках и суставных сумках), сигнализируя о том, что с ними происходит, в каком положении находится тело, как оно перемещается. Эта группа получила название проприоцепторов (от латинского слова «проприус» – собственный).
Но выше уже было сказано, что Сеченов понимал проприоцепторы иначе, чем Шеррингтон, назвав даруемые ими сигналы «темным мышечным чувством», которое осведомляет головной мозг не только о состоянии мышц, суставов и т.д., но также о внешнем пространстве и о независимом от организма ходе времени. Поэтому с сеченовской точки зрения мышечные рецепторы являются как проприоцепторами, так и экстероцепторами.
Одним из критериев классификации экстероцепторов, учитывающим жизненные запросы организма, стало их разделение на контактные (реагирующие на прямое соприкосновение с предметом, например, для удовлетворения потребности в пище и при половом размножении) и дистантные.
Ведущая роль в поведении принадлежит дистантным рецепторам, т. е. органам, воспринимающим внешние раздражители на расстоянии от основной поверхности тела. Благодаря этому неизмеримо расширяются перспективы ориентации в среде, ее предвкушения, организации двигательных реакций, которые заранее сообразуются с теми благоприятными или неблагоприятными для данного индивида объектами и событиями, которые отстоят порой далеко от возможного прямого воздействия на него во времени и пространстве.