Чувств органы представляют собою обособленную систему органов, посредством которых животный организм способен улавливать проявления внешней среды. Нервные окончания, заложенные в органе чувств, раздражаются соответствующими внешними раздражителями; отсюда возникают импульсы, бегущие дальше по центростремительным волокнам и достигающие центральной нервной системы. В результате такого раздражения возникают явления различного порядка. Раздражение чувствительных поверхностей органов чувств ведет, во-первых, к целому ряду рефлекторных ответов в виде мышечных сокращений или работы желез. Свет, действуя на сетчатую оболочку глаза, вызывает сокращение зрачка; песчинка, попавшая в глаз, вызывает сокращение мышц век и отделение слезной жидкости слезною железою; раздражение слизистой оболочки рта ведет к отделению слюны; укол кожи конечностей вызывает сгибательный рефлекс и т. д. Во всех этих случаях в ответ на раздражение органов чувств появляются объективные реакции со стороны организма, которые поддаются объективному изучению. Помимо подобных объективных следствий раздражений органов чувств или на ряду с ними, у нас еще возникают совершенно особенные формы сознательного чувствования, т. н. ощущения. Процессы ощущения, как формы чисто субъективного восприятия, конечно, не могут, как таковые, быть изучаемы объективно, и мы находимся здесь исключительно в области субъективного анализа на почве нашего самонаблюдения. То обстоятельство, что органы чувств имеют отношения к нашим чувствованиям в форме ощущений, и было, очевидно, причиной того, что в самое название рассматриваемых нами органов было включено слово „чувство“. Современная физиология ставит, однако, на первое место задачу объективного исследования функций животного организма и при том не только функций растительных, но и всех форм нервной и даже высшей нервной деятельности. В связи с этим меняется и сама терминология: многие говорят теперь вместо „органы чувств“ — „рецептивные органы“, или просто „рецепторы“, т.-е. механизмы, назначение которых воспринимать внешние раздражения. И. П. Павлов, исходя из таких соображений, предложил термин „анализаторы“, обозначая этим словом воспринимающий орган вместе с отходящим от него нервом и соединенными с последним частями центральной нервной системы. Было бы, однако, нецелесообразно, если бы мы в деле изучения наших органов чувств не использовали путем самонаблюдения наших субъективных показаний. Мы лишили бы себя, т. обр., ценного фактора, показавшего уже свое значение в деле исследований физиологии органов чувств.
Каждый из органов чувств приспособлен только к одному определенному раздражителю; это существенная черта всех наших органов чувств. Сетчатая оболочка раздражается световыми волнами; другие раздражители, как звуковые волны, тепло, воздействие пахучих веществ и т. д., остаются без влияния на нее. Сетчатая оболочка приспособлена к световому раздражению, последнее служит для нее адэкватным раздражителем. Соответственно с этим все части глаза, весь оптический прибор глаза, служат для получения на сетчатке световых действительных изображений, т.-е. для наиболее целесообразного воздействия адэкватного раздражителя. Для окончаний слухового нерва воздействие адэкватного раздражения звуковыми волнами обеспечивается сложным акустическим прибором внешнего, среднего и внутреннего уха с кортиевым органом. Точно так же имеются адэкватные раздражения для обонятельного органа, вкусового, для органов, заложенных в коже и связанных с ощущениями прикосновения, тепла, холода, боли. Все перечисленные нами органы чувств, как сказано, улавливают проявления внешней среды. В соответствии с этим они все распределены на внешней поверхности нашего тела. Их объединяют в группу т. н. экстероцептивных органов, в отличие от другой группы органов чувств, расположенных внутри тела и предназначенных для восприятия изменений, совершающихся внутри нашего тела, — это т. н. группа проприоцептивных органов (см. физиология нервной системы). Благодаря проприоцептивным органам в мышцах, мы обладаем мышечным чувством (см.), судим о напряжении мышц, о положении наших конечностей; благодаря органам, заложенным в лабиринте внутреннего уха, судим о положении головы в пространстве. Все ощущения, полученные при посредстве экстероцептивных органов, свидетельствуют о предметах во внешней среде; ощущения же от проприоцептивной системы относятся исключительно к нашему собственному телу; эти ощущения свидетельствуют об условиях нашего материального „я“, и в известном смысле их можно рассматривать тоже как нечто внешнее по отношению к нашему внутреннему сознающему „я“.
Отмеченная нами строгая специфичность органов чувств по отношению к определенному раздражителю внешней среды касается, однако, только процессов в пределах воспринимающих концевых аппаратов данного рецептора. Дальше, в процессах передачи начавшегося здесь возбуждения, когда последнее бежит по нервному волокну, упомянутая раньше адэкватность обезличивается, нивеллируется, и процесс возбуждения, бегущий по нервному волокну нерва того или иного органа чувств, оказывается всегда одинаковым. Правда, существует взгляд, неоднократно высказывавшийся, согласно которому процессы возбуждения в нервах различных органов чувств не одинаковы. Однако, такой взгляд трудно защищать, ибо те объективные изменения, какие мы можем констатировать в нервах различных органов чувств и вообще в нервах, свидетельствуют о тождестве протекающих здесь процессов возбуждения.
Но, принимая такое тождество, мы сейчас же встречаемся с затруднением: каким образом одинаковые процессы возбуждения, одинаковые импульсы, бегущие по нервам от различных органов чувств, дают нам такое богатство различных по их качествам ощущений — свет, цвет, звуки разной высоты и тембров и т. д. Для объяснения этого мы должны принять, что загадка всего разнообразия ощущений кроется в свойствах различных участков коры головного мозга, — последней инстанции, куда направляются импульсы возбуждений. Качество ощущения определяется не процессом возбуждения, несущимся центростремительно по нерву, а тем, какого участка коры достигает это возбуждение. Знаменитый германский физиолог первой половины прошлого столетия, Иоганн Мюллер, первый остановился на мысли о „специфической энергии“ в области нашей анализаторной способности. „Специфическую энергию“ здесь нужно понимать не в физическом смысле, — энергия здесь выражает способность рождать ощущения, специфические для данного участка мозга, каким бы образом, при каких бы обстоятельствах последний ни приходил в состояние активности, возбуждения. Если участок коры мозга, дающий зрительные ощущения, раздражается в обычном порядке получения импульсов через зрительный нерв, то мы ощущаем свет; если этот участок раздражается лишь вследствие каких-либо внутренних причин, то мы и в этом случае будем испытывать зрительные ощущения, но теперь они будут носить особенный характер иллюзий и галлюцинаций.
Для того чтобы особенно резко оттенить сущность „специфической энергии“, мы могли бы вообразить себе такой, конечно, нереальный опыт. Представим себе, что мы перерезали слуховой и зрительный нервы и сшили их на-крест: тогда по закону специфичности мы должны были бы вследствие раздражения сетчатки светом получать звуковые ощущения и вследствие раздражения слухового аппарата световыми волнами — звуковые ощущения.
Реальные опыты учат нас, что раздражение нерва какого-либо определенного органа чувств, производимое механически или при помощи электрического тока, ведет всегда к тому специфическому ощущению, которое получается обычно при адэкватном раздражении окончаний данного нерва. Раздражение сетчатой оболочки или зрительного нерва электрическим током дает ощущение света, раздражение слухового нерва — ощущение звука, раздражение током барабанной струны в среднем ухе — ощущение вкуса. Из всего сказанного ясно, что все наши ощущения очень далеки по своей природе от тех источников раздражения, которые родятся в окружающей нас среде и воздействуют на нас.
Окружающая нас материальная среда не имеет ни света, ни звука, ни тепла: она лишь носительница различных форм движений, и все эти движения, анализируемые нашими органами чувств, дают нам, как представлено выше, все богатство наших ощущений. По счастливому выражению Дюбуа-Реймонда — „свет был создан не тогда, когда бог сказал: „да будет свет!“, а тогда, когда он создал первый пигментный глазок, улавливающий свет“.
Общей чертой всех органов чувств, помимо рассмотренной выше адэкватности, является дальше т. н. эксцентрическая проекция ощущений. Специфическая энергия, согласно учению И. Мюллера, приводит к убеждению, что раздражения определенных участков коры мозга дают в результате определенные ощущения. Мы, однако, никогда не локализируем наших ощущений внутри черепа, мы всегда относим их к периферии. В большинстве случаев мы локализируем наши ощущения на поверхности тела, где впервые внешний раздражитель приходит в контакт с телом при посредстве органов чувств. Ощущение прикосновения к коже мы относим к месту, где произошло прикосновение. Вкусовые ощущения мы относим к вкусовой оболочке ротовой полости и т. д. Поэтому-то всякое ощущение, которое получается от раздражения нервов, напр. при ударе о поверхностно пробегающий локтевой нерв, мы локализируем не в том месте, где произошел удар, а в том, где находятся окончания нервных волокон, механически раздраженных ударом, т.-е. локализируем ощущения в кисти, в пальцах. Больной, у которого недавно ампутировали ногу, чувствует, вследствие раздражения перерезанных нервов в ране, боль вне своего тела: он чувствует ее в том месте, где в нормальных условиях находилась бы его нога. Ощущения звуковые и световые локализируются нами вне нашего тела; мы проектируем их во внешний объект, откуда исходит свет или звук.
Если мы остановимся на той точке зрения, что все богатство явлений внешней среды воспринимается нами при помощи определенного числа органов чувств и оценивается на почве субъективных чувственных процессов, то возникают сами собою некоторые вопросы, которые необходимо обсудить. Прежде всего придется, в виду ограниченного числа наших рецепторов, признать, что в окружающей природе возможны явления, для которых у нас нет соответствующих органов чувств, и что в отношении прямого восприятия таких явлений мы поэтому совершенно беспомощны. Это, конечно, бесспорно; но отсюда не следует заключать, что мы не в состоянии исследовать и детально изучать явления, для непосредственного восприятия которых у нас нет органа чувств. Мы не можем сказать, течет ли электрический ток по данной металлической проволоке, ибо у нас нет соответственного рецептора; но если мы поставим около проволоки магнитную стрелку, то последняя своим отклонением, улавливаемым нашим глазом, будет свидетельствовать о протекании в проволоке тока. Непосредственно невоспринимаемую категорию явлений мы переводим в такую, которая воспринимается непосредственно. Рентгеновские лучи не воспринимаются нами непосредственно, но если направить их на флуоресцирующий экран или фотографическую пластинку, то они вызывают здесь ощущаемые нами явления и таким образом становятся доступными нашему изучению. Физика распределяет отчасти весь свой материал по нашим органам чувств; мы имеем отделы — учение о звуке, о свете, о теплоте; но на ряду с этим мы находим большие отделы, как магнетизм и электричество, для которых у нас нет специфического органа чувств. Мы изучаем и магнетизм и электричество без того, чтоб мы имели электрические или магнитные ощущения. Если бы мы были от природы лишены органа слуха, то нет сомнения, что мы все же были бы в состоянии очень детально изучить все те формы колебаний, какие мы оцениваем теперь на почве наших слуховых ощущений. Все учение о звуке вылилось бы тогда в учение о колебаниях эластических тел, но мы, лишенные слуха, были бы лишены слуховых ощущений с их богатством интервалов, тембров, гармоний. Так. обр., ограниченное число наших рецепторов не является непреодолимым тормозом в деле познания природы.
Но в отношении познания природы при помощи органов чувств имеется еще и другая сторона, на которую выше уже было указано и которая на первый взгляд представляется ограничивающей наши возможности исследования окружающей среды. Как мы видели раньше, все наши адэкватные раздражения очень далеки по своей сущности от той оценки, какую мы им даем, руководствуясь нашими субъективными ощущениями. Мы должны, конечно, признать, что наши ощущения дают нам не точный образ о свойствах внешних объектов. Мы получаем, в сущности, лишь знаки об окружающей нас среде, и эти знаки далеки от сходства с реальными объектами, о которых они свидетельствуют.
Сущность взаимоотношений здесь лишь сводится к тому, что внешний объект при одинаковых условиях дает нам о себе всегда тот же знак при помощи вызываемого им ощущения; неодинаковость ощущения будет свидетельствовать о различии объектов. По этому поводу Гельмгольц говорит: „Если, таким образом, наши ощущения по их сущности суть только знаки, особенность которых зависит от особенности нашей организации, то все же их нельзя третировать как нечто, существующее лишь в нашем воображении и лишенное реального содержания; они, конечно, только знаки, но знаки чего-то существующего и происходящего и, что еще важнее, знаки, по которым можно установить законы протекающих явлений“.
Если, т. обр., наши ощущения лишь символы внешних агентов, то дальше возникает вопрос, в какой мере ощущения соответствуют различиям в интенсивности внешних раздражений. В этом отношении характерной чертой органов чувств является то обстоятельство, что для каждого из них требуется известный минимум раздражения — „порог раздражения“, чтобы вызвать в результате минимум ощущения: величина раздражения, не достигающая порога, не дает ощущения. Если выразить различные адэкватные раздражения в одинаковых единицах энергии и определить порог раздражения для различных органов чувств, то становится возможным сравнить различные органы друг с другом в отношении их чувствительности: чем меньше порог, тем выше чувствительность. Чувствительность, как оказывается, есть величина непостоянная, она изменяется соответственно различным физиологическим условиям, в каких находится животное. Так, напр., известно, что раздражение, недостаточно интенсивное, чтобы вызвать рефлекторное сокращение мышц, становится действительным, если повторять его с известными промежутками времени, — это т. н. суммация раздражения (см. физиология нервной системы). Порог раздражения, с другой стороны, сильнейшим образом меняется от приспособления, от адоптации данного органа чувств: глаз, пробывший в темноте около получаса, реагирует на световые раздражения, которые в несколько тысяч раз меньше, чем минимальные раздражения в первые моменты пребывания глаза в темноте после яркого света. Величина порога меняется также и в связи с явлениями контраста: палец, погруженный в ртуть, дает ощущение давящего кольца как раз на границе между ртутью и воздухом, т.-е. в том месте, где наибольший контраст между давлением ртути и воздуха.
По мере увеличения силы раздражения, ощущение становится интенсивнее, но это увеличение силы ощущения имеет пределы: на некоторой высоте раздражения ощущение становится максимальным и не изменяется дальше, какой бы силы увеличивающееся раздражение не достигало. Имеются, следовательно, две границы, между которыми усиление раздражения вызывает усиление ощущения. Спрашивается, поскольку интенсивность ощущения может служить для нас мерой раздражения, способны ли мы на основании нашей оценки силы ощущения правильно оценивать количественно силу раздражения. Это — сложный вопрос, вводящий нас в область т. н. психофизики. Определение количественной зависимости между ощущением и раздражением осложняется тем, что мы не имеем средств измерять в абсолютных единицах величины ощущения. Даже больше того, мы не в состоянии дать количественной оценки интенсивности двух родственных по качеству ощущений. Мы не в состоянии, напр., сказать, во сколько раз данный звук сильнее, чем другой той же высоты и того же тембра. Еще более мы беспомощны, если приходится сравнивать интенсивность двух звуков разной высоты. Единственная возможность подойти к данному вопросу заключается в том, что мы в качестве единицы ощущения пользуемся наименьшей, впервые улавливаемой, разницей ощущения. Всю задачу мы сводим поэтому к вопросу, насколько раздражение должно увеличиться, чтобы дать разницу в ощущении. На этот вопрос впервые ответил Вебер. По т. н. закону Вебера (см. Вебера-Фехнера закон), увеличение раздражения, необходимое для того, чтобы вызвать увеличение ощущения, должно находиться в определенном постоянном отношении ко всей величине раздражения. Допустим, что мы держим в руке 9 граммов и получаем впервые разницу в ощущении от прибавления еще одного грамма. Если теперь мы возьмем в руки 90 граммов и прибавим опять один грамм, то мы не заметим никакой разницы в ощущении; увеличение получится лишь тогда, когда мы приложим 10 граммов: отношение между увеличением раздражения и всей величиной груза должно быть одинаковым, в нашем случае 1:10.
Если же увеличение силы ощущения, которое соответствует впервые улавливаемому приросту раздражения, признать всегда одинаковым, то можно закон Вебера выразить в таком виде: , где R есть величина раздражения, а E величина ощущения. Интегрирование этого дифференциального уравнения дает закон, который, т. обр., связывает раздражение с ощущением: , т.-е. сила ощущения пропорциональна натуральному логарифму раздражения. Это — т. н. закон Фехнера, который, однако, большинством физиологов не разделяется, ибо предпосылка Фехнера о тождественности ощущения во всех случаях соответственно впервые улавливаемой разнице раздражения считается произвольной.
