Доказано, что собака способна ощущать наличие одной молекулы пахучего вещества в одном литре воздуха и воспринимать запах одной молекулы в одном миллилитре воды. Молекулы пахучих веществ, поступающие с воздухом в обонятельную область, контактируют с ворсинками рецепторных клеток и вызывают деполяризацию мембран обонятельных нейронов. Деполяризованный нейрон генерирует в волокне обонятельного нерва импульсы возбуждения определенной частоты, силы, амплитуды и продолжительности. Комбинации импульсов возбуждения различных параметров несут информацию о запахе к нервным клеткам обонятельных луковиц и нервным центрам обонятельных зон височной доли коры головного мозга, где формируются определенные запаховые ощущения с последующим запоминанием их в виде запахового образа (рис. 18).
Аналитическая функция коры головного мозга проявляется в четкой дифференцировке запахов по малейшим отличительным признакам. Собака различает до 2 миллионов запахов. Эта способность дает ей возможность легко отличить нужный запах от других запахов даже в смеси. Объясняется это тем, что в отличие от человека и других животных собака ощущает смесь запахов не обобщенно, а раздельно. Диапазон запахового восприятия у собаки можно сравнить с богатством цветового ощущения у человека.
С помощью обонятельного анализатора собака ориентируется в концентрации и силе запаха, его давности и свежести. Установлено, что она способна различать запахи по давности с разницей в пределах 3–5 минут, а запаховая память позволяет идентифицировать сходные между собой запахи. На все запаховые свойства, у собаки легко образуются условные рефлексы, что дает возможность успешно ее дрессировать и использовать в работе по чутью.
Слуховой анализатор воспринимает звуковые колебания, преобразует их в импульсы возбуждения, передает по слуховому нерву в средний мозг и далее в височные доли коры головного мозга. Рецепторной частью слухового анализатора является кортиев орган, находящийся в улитке. В нем расположены опорные и волосковые клетки, воспринимающие звуковые колебания. От волосковых клеток отходят нервные волокна биполярных клеток, которые составляют слуховой нерв, содержащий около 24000 поперечных волокон. Большая часть слуховых путей перекрещивается в среднем мозге и поступает в слуховую зону коры головного мозга. В коре формируются звуковые ощущения, благодаря которым собака различает силу, ритм, частоту, тембр, продолжительность звуковых сигналов (рис. 19).
а) орган слуха
б) орган равновесия
С помощью слухового анализатора собака может воспринимать звуки с частотой от 12 до 80000 колебаний в секунду, (человек от 16 до 20000), дифференцировать 7000–9000 различных по высоте звуков, ощущать силу звука от 0,1 до 120 децибел.
Собака обладает способностью улавливать звуки средней силы на расстоянии до 50 метров (человек 5–7 метров), лучше всего она воспринимает звуки в диапазоне от 1000 до 100000 герц, а в ночной тишине способна улавливать шорохи на расстоянии 100–150 метров.
Собака обладает способностью определять направление звука с помощью ушных раковин с точностью до 3 градусов. Звук, возникший сбоку от собаки, воспринимается одним ухом на насколько долей миллисекунды раньше, чем другим. Эта небольшая разница в поступлении звука к правому и левому уху дает возможность анализатору установить довольно точно направление источника звука.
В слуховом анализаторе при продолжительном действии звука адаптация наступает медленнее, чем в других. Наибольшая адаптация слуха наступает от звуков высоких частот.
Утомление быстрее наступает при длительном действии шумов и сильных звуков. Ультразвуки, не ощущаемые человеком, собака хорошо улавливает. Сильные ультразвуки вызывают у собаки неприятные ощущения и страх.
Зрительный анализатор воспринимает световые волны и обеспечивает зрение животного. При помощи зрения собака определяет цвет, форму, величину, быстроту движения предметов, расстояние до них и ориентируется в пространстве.
Цвет воспринимается при помощи светочувствительных клеток — палочек и колбочек, называемых фоторецепторами. Палочки и колбочки представляют два аппарата зрения. Палочки обеспечивают сумеречное зрение. Они дают бесцветные световые ощущения. Колбочки — орган дневного зрения, дают цветовые ощущения. Исходя из анатомического строения сетчатой оболочки глаза, можно предполагать, что цветное зрение у собаки развито слабо, черно-белое — лучше. У собак и других животных, ведущих ночной образ жизни, между слоем палочек и колбочек и пигментными клетками находится слой из кристаллов или нитей. При попадании света на этот слой происходит его отражение, что является причиной своеобразного свечения глаз (рис. 20).