Использование обонятельного анализатора животных (собак и свиней) в деятельности человека

У обонятельного анализатора имеется ряд особенностей по сравнению с другими сенсорными органами. У млекопитающих отсутствует переключение обонятельной афферентации в таламусе и не обнаружено специального представительства в новой коре. Ранее считали, что высший центр обоняния расположен в группе структур переднего мозга. В последующем было установлено, что роль этих структур не ограничивается собственно обонятельной функцией и связана с соматовегетативными реакциями, управлением эмоциональным состоянием, мотивацией поведения и т. п.

Обонятельная луковица —  единственный отдел мозга, двустороннее удаление которого всегда приводит к полной потере обоняния. Обонятельный тракт, выходящий из обонятельной луковицы, включает несколько пучков, которые направляются в разные отделы переднего мозга: переднее обонятельное ядро, обонятельный бугорок, препериформную кору, периамигдалярную кору и ядра миндалевидного комплекса.

Классификация запахов. Точная классификация запахов не разработана. Запахи обозначают названием тех веществ, которые служат их источником, например: запах чеснока, розы, уксуса и т. д. Первые попытки классификации запахов основывались на их субъективной оценке и были весьма искусственны. Затем X. Хеннинг предложил классифицировать запахи на основании химической структуры запаховых веществ. Однако оказалось, что вещества различной химической структуры могут обладать одинаковыми запахами. Позднее специалист по органической химии Д. Эймур попытался определить основные группы запахов. Он исследовал запахи тысяч различных веществ и пришел к выводу, что существует семь основных запахов: камфарный, мускусный, цветочный, мятный, эфирный, острый и гнилостный.

Д. Эймур считал, что, смешивая эти запахи в определенных пропорциях, можно получить любой сложный запах. Он выяснил, что молекулы всех веществ, обладающих камфарным запахом, имеют шаровидную форму, молекулы веществ с запахом мускуса — форму диска, а молекулы веществ с эфирным запахом — форму палочек. Однако не все запахи связаны с формой молекул, они зависят также от электрического заряда молекул. Если заряд положительный - запах острый,    отрицательный — гнилостный.

Предложено классифицировать запаховые вещества на основании их физических свойств, а именно на различной способности поглощать ультрафиолетовые лучи. Каждому запаховому веществу свойствен свой спектр поглощения. Выделено семь основных групп запахов.

В числе запаховых  веществ особое сигнальное значение имеют пахучие вещества, выделяемые животными. Эти вещества названы телергонами, что в переводе с греческого означает «действующие вдали». Многие телергоны обладают очень высокой специфической активностью. Например, выделения мандибулярных желез одной пчелиной матки тормозят развитие яичников у всех рабочих пчел улья.

Телергоны делят на гомо- и гетеротелергоны. Для гомотелергонов предложен другой термин — феромоны. Это запаховые вещества, образуемые и выделяемые животными в окружающую среду и вызывающие у других особей того же вида специфическую реакцию.

У млекопитающих  секреты кожных желез, имеющие специфический запах, служат средством общения особей одного вида. Сигнализация с помощью запахов осуществляется как на расстоянии, так и во времени. При помощи обонятельного анализатора происходит узнавание пола, возраста, функционального состояния, индивидуальных особенностей особи. Пахучие метки, оставляемые на различных предметах при маркировке животными территории, сохраняются довольно длительное время. Во время течки самки выделяют запахи, возбуждающие самцов.

Острота обоняния. Все вышеупомянутые     классификации     запахов предложены   для   сильно   пахнущих веществ,    различаемых    человеком, который   является   микросоматиком В жизни животных-макросоматиков роль  обоняния  огромна,  Необыкновенно сильно развито обоняние у некоторых видов бабочек. Самец может найти самку,  находящуюся от него на   расстоянии   8—10   км,   ориентируясь по запаху, выделяемому половой  железой  самки.   Собака   может определить присутствие одной молекулы   запахового   вещества   в    1 л воздуха.   Бизоны  чуют  приближающегося  врага  на   расстоянии   1 км. Охотничьи    собаки    легавых    пород  скачут   по   болоту   с   большой   скоростью    и    среди    многих    запахов пахучих   трав,   застоявшейся   воды, почвы   и   прочего   могут  дифференцировать   запах   гаршнепа — птицы немногим крупнее воробья, и даже не только запах самой птицы, но и места, где она сидела. Общеизвестна способность служебных собак обнаруживать наркотики. Служебные собаки различают индивидуальные запахи следов людей и животных, хотя к запаху следа человека примешивается запах смазки обуви, дубильных веществ, раздавленных растений, асфальта и пр.

Чувствительность обоняния. Порог раздражения определяется минимальным количеством запахового вещества, необходимого для ощущения запаха. На чувствительность обонятельного анализатора влияют факторы внешней среды: во влажном воздухе порог раздражения снижается так же, как и в чистом, содержащем незначительное количество молекул других пахучих веществ. Повышаются пороги раздражения в жаркий сухой день и сильный мороз. При насморке набухание слизистых оболочек препятствует прониканию молекул к рецепторным клеткам, в связи с чем порог раздражения резко повышается, и обоняние временно исчезает.

При длительном раздражении рецепторных клеток одним и тем же запаховым раздражителем обонятельный анализатор адаптируется к данному запаху и он более не ощущается. Способность воспринимать другие запахи при этом не нарушается. Изменение порога чувствительности обычно связано с процессами, происходящими в мозговом отделе анализатора, а не в рецепторном.

Домашние  животные — макросоматики, они обладают хорошим обонянием. Лошади не выносят резких и дурных запахов. Они отказываются поедать корм и пить воду, если от кормушки пахнет дезсредствами. Рогатый скот тонко различает запахи трав и издалека чует хищников. Но наибольшего развития обоняние достигло у собак. Путем направленного  подбора   и  отбора  созданы породы охотничьих собак с чрезвычайно сильно развитым обонятельным анализатором.

Теории запахов. Существует две теории запахов: химическая и физическая. Согласно первой из них в основе запаха вещества лежит строение молекулы. Однако с точки зрения химической теории трудно объяснить случаи сильного развития обоняния у животных.

Физическая  теория запахов предполагает, что причина запаха кроется не в форме молекулы, а в электромагнитных колебаниях, вызванных низкочастотными вибрациями молекул веществ, причем у каждого вещества свой спектр. По-видимому, эти волны и улавливаются обонятельным анализатором животных  с   высокоразвитым   обонянием.

Эти теории отнюдь не исключают одна другую. Молекулы, сходные по своему строению, вероятно, и вибрируют одинаково, поэтому спектры их излучения близки один к другому.

Установлено, что  основную роль в восприятии запаха играют сульфгидрильные группы белков обонятельного эпителия. При изменении количества сульфгидрильных групп в эпителии меняется и электрический импульс, возникающий при раздражении эпителиальных клеток запахом. Снижая количество сульфгидрильных групп, удается ослабить биотоки  и даже свести их до нуля.

Исследования, проведённые в Лаборатории рецепции Института биофизики АН СССР, показали, что я процессе восприятия пахучих веществ участвует система мембранных белков, характеризующихся высокой чувствительностью и избирательностью, так называемых белковых рецепторов. Кроме них, в обонятельном эпителии животных присутствуют нуклеопротеиды. Их концентрация в обонятельном эпителии в несколько раз выше, чем белковых рецепторов, а специфичность по отношению к пахучим веществам значительно ниже. Полагают, что нуклеопротеиды усиливают ток слизи и таким образом обеспечивают очистку обонятельного эпителия от различных пахучих веществ по окончании их действия, что необходимо для восприятия других запахов.

3. Использование обонятельного анализатора животных в деятельности человека

3. Использование обонятельного анализатора собак

Понятие о запахе. Самым сложным в дрессировке является розыск человека по его невидимым следам - запаху. На способности диференцировать запахи (т. е. с помощью чутья различать запахи, похожие, но не тождественные) главным образом и основана работа розыскной собаки.

Собака пользуется всеми анализаторами - зрением, слухом, обонянием, осязанием, но обонянием по преимуществу. Собака способна различать самые незначительные запахи в воздухе, на почве, мостовой, вещах и т. д.

Пахучие вещества достигают обонятельного анализатора  собаки при вдыхании и выдыхании.

В обонятельной области происходит непосредственное соприкосновение частиц (молекул) пахучего вещества с воспринимательным аппаратом обонятельного анализатора.

В природе существует огромное количество различных пахучих  веществ растительного, животного  и минерального происхождения. Особенной стойкостью отличаются запахи животного происхождения (запах пота и др.).

Пахучие вещества непрерывно отделяют мельчайшие невидимые  частицы, так называемые молекулы запаха. Например, корень валерианы, сохраняемый  в музее свыше 200 лет, продолжает пахнуть и сейчас.

Частицы пахучих  веществ, разносясь воздухом, оседают  на почву, одежду и различные предметы. Наиболее сильно "поглощают" запах  шелковые и шерстяные ткани. Длительное время сохраняется запах на влажной  почве.

Необходимо иметь правильное представление о человеческом запахе, который играет главную роль в работе по чутью розыскной собаки. Каждый человек, как известно, имеет свой индивидуальный запах. Существование у человека индивидуального запаха обусловливается физиологическими процессами, происходящими в его организме. Кожа (в которой находятся потовые и сальные железы) является той поверхностью, через которую во внешнюю среду выделяются пахучие вещества.

Выделяемые  железами пот и сало служат источниками  индивидуального запаха человека. (Потовые железы у человека распространены наиболее густо на ладони, подошве ног, в подмышечной впадине).

Количество  пота, выделяемого человеком за сутки, равно 500-700 куб. см, а при перегревании организма выделение увеличивается, достигая 2-2,5 л за несколько часов.

Усиление потоотделения  наблюдается при испуге, волнении, что в ряде случаев облегчает  собаке проработку следа.

Химический  состав пота не постоянен, он может  меняться в зависимости от интенсивности  обмена веществ в организме, заболевания отдельных органов, изменения пищи, приема человеком лекарств и других причин.

Не меньшее  значение в качестве источника запаха человека имеет отделение эпидермиса кожи, ее шелушение.

Перечисленные три источника человеческого  запаха: пот, кожное сало и отмершие частицы кожи, взятые вместе, образуют своеобразный "букет" запахов, который и носит название индивидуального запаха человека.

Запах этот, "насыщая" одежду и обувь человека, делает их постоянным источником его индивидуального  запаха.

В зависимости  от длительности общения с человеком, возникающей при этом дифоренцировки (различение запаха), собака различно относится  к запахам человеческого тела. Так, специальными опытами было показано, что если собака привыкла к общему запаху человека, то она вначале не может реагировать на индивидуальный запах своего хозяина, т. е. не способна сразу узнать по этому запаху своего хозяина.

Запах человека относится к комплексным раздражителям. У человека принято различать  следующие запахи: 1. Местные запахи - это запахи отдельных мест тела, имеющие определенные обонятельные признаки: а) область кожи, лишенная волос (подошвы ног, ладони рук); б) участки кожи со слабым волосяным покровом (подмышечная и лобковая область); в) кожа с хорошо развитым волосяным покровом (голова). Запахи этих мест тела имеют у различных людей сравнительно широкое обонятельное сходство. 2. Индивидуальный запах, запах собственно человеческого тела, т. е. сумма всех отдельных местных запахов. 3. Общий запах - запах одетого человека со всеми обычными и случайными запахами (профессиональным запахом, побочными запахами: запах духов, мыла, табака и т. д.).

В состав следа  человека, кроме общего его индивидуального  запаха, входят также запахи почвенного покрова в результате нарушения  его структуры, запах растоптанных растений, раздавленных насекомых и т. д. Всеми этими побочными запахами комплексный следовой запах еще более усложняется.

Соприкасаясь  в жизни с различными другими  запахами, которые также "впитываются" в одежду и обувь, человек превращается в носителя комплексного запаха, который он в свою очередь оставляет в местах своего пребывания.

Невидимый запаховый  след человека носит комплексный  характер и состоит:

а) из его индивидуального  запаха;

б) из различных  бытовых запахов (запахи жилья);

в) из разных производственных запахов (запахи производства);

г) прочих запахов (запахи предметов, находящихся у  человека, запахи почвы, по которой  он движется, и т. д.).

При движении человека возникает запаховый след на поверхности  земли.

Следовая  работа собаки. Применение собак для поиска человека по оставленному запаховому следу основано:

1. На использовании  хорошо развитого обонятельного  анализатора собаки.

2. На стремлении  выслеживать добычу - зверя, а  также и человека по оставленному ими запаху.