Аристофан когда-то заметил: «Не насладится муж, когда жене не любо наслажденье». И правда, мы можем зажмуриться, заткнуть уши, зажать нос и даже отказаться от еды — но от пятого, тактильного чувства не сбежать. Оно всегда с нами, а попытка его искусственно отключить грозит серьёзными сдвигами в психике. Осязание — это не просто одно ощущение, а целых два: давления и температуры. Обычно, говоря об осязании, мы подразумеваем именно давление, прикосновение. Видимо, потому что при касании мы сперва чувствуем сам контакт, а уж потом — тепло или холод поверхности. Кстати, тепло можно ощутить и без касания: кожа нагревается излучением. А вот боль при сильном давлении — это уже не чисто тактильный сигнал, а скорее общая тревога организма: превышен порог.

Как мы описываем то, что трогаем

Ощущения и разделяют нашу психику с внешним миром, и соединяют с ним. Изучать их трудно хотя бы потому, что слова для описания мы берём из двух разных словарей. Физический говорит: поверхность твёрдая, неровная, мягкая, упругая, жёсткая, шершавая, мятая, пластичная, гладкая, шероховатая. А «объектный» подсказывает: жирная, маслянистая, чешуйчатая, узловатая, пористая, ворсистая, бархатистая, бугристая, шерстистая, ноздреватая, кожистая, пушистая, ребристая, губчатая. Похожая двойственность есть и у зрения: мы говорим «синий», но и «фиолетовый» — по названию цветка.

Рецепторы прикосновения — не однородная армия. Одни возбуждаются от ничтожной деформации кожи в 0,1 микрона, другие — только от серьёзного нажима. В среднем на квадратный сантиметр кожи приходится около 25 тактильных рецепторов, но на лице, пальцах и языке их куда больше. Волоски, покрывающие 95% тела, тоже чувствительны: у их оснований сидят тактильные рецепторы. Именно им мы обязаны удовольствием от поглаживания по голове.

Почему мы не чувствуем воздух

Тактильный анализатор особенно остро реагирует на неравномерность деформации. Если давление действует на большую площадь, ощущение сильнее по краям, а в середине слабее. Опустите руку в воду или ртуть — давление почувствуете только на границе жидкости, где кривизна кожи максимальна. Равномерное атмосферное давление мы не замечаем именно потому, что кожа не меняет кривизну. Логика природы проста: опаснее всего — касание острым предметом, вызывающее неравномерную деформацию, вот на неё и надо реагировать.

Интенсивность ощущения зависит и от скорости деформации: чем быстрее, тем сильнее. Влияют и другие факторы: температура кожи, освещённость (при умеренном свете тактильная чувствительность выше, чем при слабом или ярком), психологические моменты — неожиданность, ожидание опасности.

Четыре стража прикосновения

Тактильную чувствительность обеспечивают рецепторы нескольких типов.

Первые — тельца Пачини, описанные итальянцем Ф. Пачини в 1835 году. Размером 0,5–3 мм, они состоят из капсулы с концентрическими пластинками и центральной части с нервными разветвлениями. Эти рецепторы быстро передают сигнал о касании и тут же отключаются.

Второй тип — свободные нервные окончания. Они медленнее и менее чувствительны, но при постоянном воздействии не замолкают. Благодаря им вы не только мгновенно замечаете севшего комара, но и не забываете, что сидите на стуле.

Третий тип — тельца Мейснера, открытые немецким учёным Г. Мейснером и подробно изученные русским гистологом А. С. Догелем в 1892 году. Эти крошечные рецепторы (длина 40–180 мкм, ширина 30–60 мкм) состоят из клеток нейроглии и нервных окончаний. У человека их больше всего в коже пальцев рук и ног. Кроме того, они образуют зону G (зону Граффенбурга) — участок нижней трети передней стенки влагалища с высокой эротической чувствительностью.

Четвёртый тип — тельца Меркеля, найденные немецким гистологом Ф. Меркелем в 1875 году и тоже изученные Догелем. Эти рецепторные клетки лежат в глубоких слоях эпидермиса, особенно в чувствительных зонах вроде губ, и окружены тончайшими нервными окончаниями.

Привычка, которая нас одевает

Сущность человека — в способности привыкать ко всему. При постоянной интенсивности раздражителя ощущение ослабевает, а то и исчезает. Прикосновение одежды и обуви мы чувствуем только в момент надевания (если давление не чрезмерно). Часы на руке или очки на переносице через некоторое время перестают ощущаться. Это не просто переключение внимания — специальная фиксация внимания не вернёт ощущение, как бывает со слухом.

Высокая чувствительность именно к изменению давления, а не к его абсолютной величине, лежит в основе способности различать быстрые последовательные прикосновения. Если для боли порог слияния отдельных раздражений в непрерывное — три в секунду, для тепла — два, то кончик пальца различает до 300 прикосновений в секунду.

Карта чувствительности

Тактильная чувствительность измеряется порогом интенсивности, пространственным и временным разрешением. Абсолютный порог — это минимальное давление, которое человек замечает. Вот данные для разных участков тела (в мг/мм²):

Кончик языка — 2 Кончик пальцев — 3 Поверхность десны — 4 Тыльная сторона ладони — 5 Ладонная поверхность предплечья — 8 Тыл кисти — 12 Икры ног — 15 Поверхность живота — 26 Тыльная поверхность предплечья — 35 Поясница — 48 Плотная часть подошвы — 250

Иногда в пример высокой чувствительности приводят то, что человек ощущает касание паутины. Но простая оценка на уровне школьной механики показывает: давление там — десятки и сотни мг/мм².

Относительный порог: человек замечает изменение давления, если оно составило не меньше 6%. А наибольший разрыв между порогом чувствительности и порогом боли — на кончиках пальцев: они очень чувствительны к прикосновению, но сравнительно мало — к боли.

Пространственное разрешение — минимальное расстояние между двумя точками, при котором прикосновения ощущаются как отдельные. Вот эти расстояния (в мм):

Кончик языка — 1 Кожа сгибателя пальца — 2 Губы — 4,5 Кожа разгибателя пальца — 7 Затылок — 27 Шея — 54 Бедро, спина — 67

Любопытно, что разрешение зависит не только от расположения рецепторов. Если раздражать две точки не одновременно, а по очереди, разрешение возрастает. Значит, важна и обработка сигналов мозгом.

Пальцы, которые нас создали

Анализатор поддаётся тренировке. В 1945 году физиологи писали о прежних волжских агентах по скупке зерна, которые на ощупь быстро распознавали тончайшие оттенки качества. Известен рост тактильной чувствительности у текстильщиц, сборщиков точных приборов, профессионалов-взломщиков.

Хотя мы всё время говорим о человеке, он ведь не с луны упал. Если человек произошёл от обезьяны, то именно ей стоит сказать спасибо за удовольствие гладить и кошку, и существо своего вида. У обезьян, в отличие от большинства животных, есть пальчики с высокой тактильной чувствительностью. Животные, чтобы исследовать предмет, берут его в рот — эту привычку унаследовал человеческий детёныш. У человека чувствительность пальцев выше, чем губ, и уступает лишь языку. Незнакомую вещь мы стремимся потрогать, покрутить, нажать…

Некоторые биологи считают, что превращение обезьяны в человека было связано с появлением нового канала информации — чутких пальцев. А умение вычислять траекторию полёта и прочность ветки возникло из-за большой массы тела у высших обезьян.

Ощущение формы в темноте

Представьте: в темноте вы ощупываете куб. Откуда вы знаете, что это куб? Из положения пальцев. А если проводите по поверхности одним пальцем? Из положений этого пальца во время движения, которые вы узнаёте по напряжению мышц. А если не водить пальцем по грани, через ребро, по следующей грани, а, оставляя палец на месте, перемещать куб по пальцу — гранью, ребром, опять гранью? С точки зрения механики результат должен быть тем же — принцип относительности. И он действительно тот же, но по более сложным причинам.

Когда поверхность скользит по пальцу, мы чувствуем направление движения благодаря шероховатостям. Когда куб проезжает ребром по пальцу, мы ощущаем направление поворота. Кроме того, трение деформирует кожу в касательном направлении, и это тоже даёт ощущение направления.

Тут возникают два интересных вопроса. При какой шероховатости палец перестаёт ощущать направление движения? И при какой деформации кожи человек перестаёт чувствовать направление вращения грани? Ответ на второй вопрос, по-видимому, связан с пространственным разрешением: если площадь касания меньше разрешения, возбуждается один рецептор и определить направление вращения нельзя. Ответ на первый вопрос неизвестен, и получить его экспериментально было бы крайне трудно — надо исключить трение, что невозможно.