Коснуться невидимого, услышать неслышимое

В физиологии органов чувств есть понятие об оптимальной частоте стимуляции. В зоне оптимальной частоты порог реакции наименьший, диапазон интенсивности и способность к различению наибольшая. В нашем случае это не частота ультразвука, а частота следования ультразвуковых стимулов, при которой пороги тактильного ощущения будут наименьшими. Для тактильной рецепции такая частота — около 250 Гц. Если стимулы будут следовать друг за другом чаще, пороги тактильных ощущений повышаются, а при частоте следования выше 700 импульсов в секунду тактильные ощущения вызвать не удается. Такая закономерность существует не только для ультразвуковых стимулов, но для любых ритмических механических воздействий на кожу, например с помощью вибратора. Становится ясно, почему тактильные пороги не связаны с частотой ультразвука: физиологический предел срабатывания кожных рецепторных структур — около 700 Гц, а частота ультразвука на три порядка выше.

При перемещении фокальной области по коже руки в направлении от пальцев к предплечью пороги тактильных ощущений постепенно возрастают. На предплечье не удается найти ни одной чувствительной точки, в которой эти пороги были бы равны или ниже, чем в точках на коже кисти (рис. 16). О чем свидетельствует этот факт? Со времен М. Бликса и М. Фрея известно, что в коже находятся тактильные рецепторные структуры разнообразного строения. Известно также, что плотность их распределения уменьшается по направлению от пальцев к предплечью. Следовательно, величина порога связана не с морфологическими особенностями рецепторных структур, как предполагали ранее, а с их количеством. Чем меньше рецепторных структур на единицу площади поверхности кожи, тем выше тактильный порог.

Полученные данные и сделанный вывод пока не отрицают полностью связи функции со строением тактильной рецепторной структуры. Дело в том, что тактильные пороги на коже тыльной стороны кисти и предплечья оказались выше, чем на ладонной стороне. Это видно на том же рисунке (16, Б). Рецепторный аппарат тыльной поверхности связан с кожными волосками, которых нет на ладони, и вообще строением существенно отличается от рецепторных структур неволосистой, как принято говорить, гладкой кожи. Пока неизвестно, различается ли по плотности распределение рецепторных структур ладонной и тыльной поверхности кожи руки. Поэтому и нет окончательного суждения о том, в каких соотношениях находятся строение и функция тактильных рецепторных структур этих двух «разновидностей» кожи.

Рис. 16. Исследование тактильной чувствительности.

А — фрагмент установки для исследования чувствительности руки с помощью ультразвука, о — опорные держатели для руки, у — ультразвуковой фокусирующий излучатель, м — подвижная муфта для совмещения центра фокальной области излучателя с поверхностью кожи. Над излучателем — проекция кисти. Римскими цифрами обозначены области исследования: I—V со стороны ладонной поверхности, VI—X — со стороны тыльной. Арабскими цифрами помечены точки, в которых осуществлялось воздействие ультразвуком: точка 2 в VI области правой руки совмещена с центром фокальной области излучателя. Ультразвук частотой 2.56 МГц, воздействие в режиме одиночных прямоугольных импульсов длительностью 1 мс, предъявляемых произвольно, обычно не чаще, чем 1 имп./с.

Рис. 16 (продолжение).

Б — пороги тактильной чувствительности человека на кисти и предплечье по данным обследования 8 человек в возрасте от 20 до 42 лет. По оси абсцисс — номер обследованного участка; по оси ординат — амплитуда смещения среды в фокальной области ультразвукового излучателя, мкм. Кружки — пороги тактильных ощущений на ладонной поверхности кисти и предплечья (черные — первое измерение, светлые — повторные), треугольнички — пороги на тыльной стороне ладони и предплечья при однократном измерении.