Се́нсорная систе́ма. Сенсорные системы, их значение и классификация

Сенсорные системы считаются составляющими НС, которая участвует в восприятии информации из внешнего мира, передаче ее внутрь мозга и анализе. Прием данных из окружающей среды и своего тела — необходимый фактор для жизнедеятельности индивида.

Данный анализатор является одной из важнейших составляющих ЦНС, предполагающей сенсорные рецепторы, нервные волокна, переносящие информацию к мозгу и его отделам. Далее они начинают перерабатывать и анализировать данные.

Общие сведения

Каждый анализатор подразумевает наличие периферических рецепторов, проводящих протоков и переключательных ядер. Кроме того, они обладают особой иерархией, имеют несколько уровней поэтапной обработки данных. На низшем уровне подобного восприятия участвуют первичные сенсорные нейроны, расположенные в специальных органах чувств либо ганглиях. Они помогают проводить возбуждение от периферических рецепторов в ЦНС. Периферические рецепторы являются восприимчивыми высокоспециализированными новообразованиями, которые способны воспринимать, преобразовывать и передавать внешнюю энергию в первичные сенсорные нейроны.

Принцип устройства

Чтобы понять как функционирует сенсорная система, необходимо узнать о ее структуре. Различают 3 ее составляющие:

• периферическая (рецепторы);
• проводниковая (способы проведения возбуждения);
• центральная (нейроны коры, анализирующие стимул).

Началом анализатора являются рецепторы, а окончанием — нейроны. Не следует путать анализаторы с . У первых отсутствует эффекторная часть.

Принцип работы сенсорных систем

Общие правила функционирования анализаторов:

• Преобразование раздражения в частотный код импульсных сигналов. Является универсальным функционированием какого-либо рецептора. В каждом из них обработка будет начата с изменений характеристик мембраны клеток. Под влиянием стимула внутри мембраны открываются управляемые каналы ионов. Они распространяются благодаря данным каналам и происходит деполяризация.
• Топическое соответствие. Поток информации в передаточной структуре должен иметь соответствие существенным показателям раздражителя. Это может значить, что его ключевые показатели будут закодированными в качестве потока импульсов и НС создается образ, который будет иметь сходство с раздражителем.
• Детекция. Является отделением качественных симптомов. Нейроны начинают реагировать на конкретные проявления объекта и не воспринимать прочие. Для них характерны резкие переходы. Детекторы добавляют нечеткому импульсу осмысление и идентичность. В различных импульсах ими выделяются схожие параметры.
• Искажение сведений об анализируемом объекте на всех уровнях подачи возбуждения.
• Специфика рецепторов. Их восприимчивость максимальна к конкретному виду раздражителя с различной силой.
• Обратная взаимосвязь между структурами. Последующие структуры способны изменять состояние предшествующих, характеристики поступающего к ним потока возбуждения.

Зрительная система

Зрение является процессом, предполагающим наличие многих элементов и начинающимся с проецирования картинки на сетчатку. После фоторецепторы возбуждаются, далее они преобразуются в нейронном слое и наконец принимается решение о сенсорном образе.

Зрительный анализатор предполагает определенные отделы:

• Периферический. Дополнительный орган - глаз, где сконцентрированы рецепторы и нейроны.
• Проводниковый. Зрительный нерв, который представляет волокна 2 нейронов и передает данные 3. Часть из них располагается в среднем мозгу, вторая - в промежуточном.
• Корковый. 4 нейроны сосредоточены в больших полушарий. Это формирование является первичным полем либо ядром сенсорной системы, назначением которого станет образование ощущений. Возле него располагается вторичное поле, назначением которого становится распознавание и обработка сенсорного образа, что станет фундаментом восприятия. Последующее преобразование и связь данных с информацией от остальных анализаторов наблюдается в нижнетеменной области.

Слуховая система

Слуховой анализатор обеспечивает кодировку акустических образов и обусловливает возможность ориентирования в пространстве благодаря оцениванию раздражителя. Периферические участки данного анализатора представляют органы слуха и находящиеся во внутреннем ухе фонорецепторы. На основе образования анализаторов появляется номинативное назначение речи - ассоциация вещей и наименований.

Слуховой анализатор считается одним из наиболее важных, поскольку он становится средством общения между людьми.

Наружное ухо

Внешний проход уха способствует проведению звуковых импульсов в барабанную перепонку, отделяющую внешнее ухо от среднего. Она является тонкой перегородкой и похожа на ориентированную внутрь воронку. После воздействия звуковых импульсов через внешнее ухо перепонка осуществляет колебание.

Среднее ухо

Оно содержит в себе 3 кости: молоточек, наковальню и стремя, которые поэтапно преобразуют колебательные импульсы барабанной перепонки во внутреннее ухо. Рукоять молоточка вплетается в саму перепонку, а 2 часть соединяется с наковальней, направляющей в свою очередь импульс стремени. Оно передает импульсы меньшей амплитуды, однако более интенсивные. Внутри среднего уха располагаются 2 мышцы. Стременная закрепляет стремя, не позволяя ему двигаться, а напрягающая сокращается и повышает натяжение. Осуществляя сокращение приблизительно спустя 10 мс, данные мышцы предотвращают перегрузки во внутреннем ухе.

Строение улитки

Внутреннее ухо содержит улитку, которая является костной спиралью с габаритами по ширине 0,04 мм, а наверху - 0,5 мм. Данный канал разделяется 2 перепонками. Вверху улитки каждая из этих перепонок соединена. Верхний будет перекликаться с нижним каналом посредством овального отверстия при помощи барабанной лестницы. Они заполняются перилимфой, схожей по консистенции с цереброспинальной жидкостью. Посреди 2 каналов располагается перепончатый, который заполнен эндолимфой. В нем на основной мембране располагается аппарат, который воспринимает звуки и включает рецепторные клетки, преобразующие механические импульсы.

Обонятельная

Данный анализатор воспринимает и анализирует химические раздражители, которые располагаются в окружающем мире и действуют на систему обоняния. Сам процесс представляет собой восприятие посредством особых органов каких-либо характеристик (ароматов) разнообразных веществ.

Обонятельная система у индивида выражена эпителием, который располагается вверху носовой полости и включает с каждой стороны отделы боковой раковины и перегородки. Он обволакивается обонятельной слизью и включает в себя особые хеморецепторы, опорные и базальные клетки. Участок дыхания обладает свободными окончаниями сенсорных волокон, которые реагируют на ароматные вещества.

Содержит в себе следующие отделы:

• Периферический. Предполагает обонятельные органы и эпителий, которые содержат хеморецепторы и нервные волокна. В парных проводящих протоках нет общих элементов, потому вероятно повреждение центров обоняния с одной стороны.
• Вторичный центр преобразования данных. Предполагает наличие первичных центров обоняния и вспомогательного органа.
• Центральный. Конечная инстанция обработки данных, который располагается в переднем мозге.

Соматосесорная

Соматосенсорный анализатор предусматривает нервные процессы, которые обрабатывают сенсорные данные во всем теле. Соматическое восприятие противостоит специфическим ощущениям, которые предполагают зрительную и слуховую функцию, аромат, вкус и координацию.

Выделяются 3 физиологических разновидности таких ощущений:

• механорецептивные, которые включают осязание и ориентирование (стимулируются механическими перемещениями определенных тканей в теле);
• терморецептивные, проявляющиеся под воздействием температурных показателей;
• болезненные, формирующиеся под влиянием каких-либо факторов, которые повреждают ткани.

Существуют прочие критерии разделения подобных ощущений:

• экстероцептивные, которые появляются в процессе раздражения рецептора, располагающегося на теле;
• проприоцептивные, которые имеют отношение к физическому состоянию (расположение тела, тонус мускулатуры и сухожилий, уровень давления на стопы и чувство координации).

Висцеральные ощущения сопряжены с состоянием организма. Глубинные чувства идут от глубоких тканей. К ним относятся преимущественно «глубинное» давление, боли и вибрация.

Сущность восприятия

Является более запутанным психоэмоциональным процессом относительно ощущения. Восприятие является целостным образом предметов и событий, которые возникают вследствие синтеза ощущений. Во время данного процесса отмечается выделение самых значимых и важных характеристик предмета с отделением от незначительного для подобного случая и соотношение воспринятого с пережитым опытом. Любое восприятие предполагает активную функциональную составляющую (прощупывание, активность глаз при рассматривании и пр.) и сложную аналитическую работу мозга.

Восприятие может проявиться в следующих формах: сознательное, подпороговое и экстрасенсорное.

Специалисты изучают в основном исследование сознательного, далеко продвинувшись в осознании механизмов и закономерностей данного процесса. Его изучение основывается на данных психофизиологических исследований.

Сенсорная система является комплексом периферических и центральных отделов ЦНС, которые несут ответственность за прием импульсов различных образов из внешнего мира либо собственного тела.

Такая структура предполагает наличие рецепторов, нейронных протоков и отделов в головном мозге. Они отвечают за преобразование исходящих сигналов. Самыми известными считаются зрительный, слуховой, обонятельный, соматосенсорный анализаторы. Благодаря им возможно дифференцировать различные физические характеристики (температурные показатели, вкусовые, звуковые колебания либо давление).Сенсорные анализаторы являются важнейшими элементами нервной системы индивида. Они принимают активное участие в обработке данных из внешней среды, ее преобразовании и анализе. Прием информации из окружающей среды станет необходимым условием для жизнедеятельности.

Сенсорной системой(анализатором) - называют часть нервной системы, состоящую из воспринимающих элементов - сенсорных рецепторов, нервных путей, передающих информацию от рецепторов в мозг и частей мозга, которые перерабатывают и анализируют эту информацию

В сенсорную систему входят 3 части

1. Рецепторы - органы чувств

2. Проводниковый отдел, связывающий рецепторы с мозгом

3. Отдел коры головного мозга, которая воспринимает и обрабатывает информацию.

Рецепторы - периферическое звено, предназначенное для восприятия раздражителей внешней или внутренней среды.

Сенсорные системы имеют общий план строения и для сенсорных систем характерна

Многослойность - наличие нескольких слоев нервных клеток, первый из которых связан с рецепторами, а последний с нейронами моторных областей коры большого мозга. Нейроны специализированы для переработки разных видов сенсорной информации.

Многоканальность - наличие множества параллельных каналов обработки и передачи информации, что обеспечивает детальность анализа сигналов и большую надежность.

Разное число элементов в соседних слоях , что формирует, так называемые, «сенсорные воронки»(суживающиеся или расширяющиеся) Они могут обеспечить устранение избыточности информации или, наоборот, дробный и сложный анализ признаков сигнала

Дифференциация сенсорной системы по вертикали и по горизонтали. Дифференциация по вертикали означает формирование отделов сенсорной системы, состоящих из нескольких нейронных слоев(обонятельные луковицы, кохлеарные ядра, коленчатые тела).

Дифференциация по горизонтали представляет наличие разных по свойствам рецепторов и нейронов в пределах одного слоя. Например палочки и колбочки в сетчатке глаза по-разному перерабатывают информацию.

Основной задачей сенсорной системы является восприятие и анализ свойств раздражителей, на основе которых возникают ощущения, восприятия, представления. Это составляет формы чувственного, субъективного отражения внешнего мира

Функции сенсорных систем

1. Обнаружение сигналов. Каждая сенсорная система в процессе эволюции приспособилась к восприятию адекватных, присущих для данной системы раздражителей. Сенсорная система, например глаз, может получать разные - адекватные и неадекватные раздражения(свет или удар по глазу). Сенсорные системы воспринимают силу - глаз воспринимает 1 световой фотон(10 в -18 Вт). Удар по глазу(10 в -4 Вт). Электрический ток(10 в -11 Вт)
2. Различение сигналов.
3. Передача или преобразование сигналов . Любая сенсорная система работает, как преобразователь. Она преобразует одну форму энергию действующего раздражителя в энергию нервного раздражения. Сенсорная система не должна исказить сигнала раздражителя.

• Может носить пространственный характер
• Временные преобразования
• ограничение избыточности информации(включение тормозных элементов, которые затормаживают соседние рецепторы)
• Выделение существенных признаков сигнала

1. Кодирование информации - в форме нервных импульсов
2. Детектирование сигналов, т. е. выделение признаков раздражителя, имеющего поведенческое значение
3. Обеспечивают опознание образов
4. Адаптируются к действию раздражителей
5. Взаимодействие сенсорных систем, которые формируют схему окружающего мира и одновременно позволяют нам соотносить нас самих с этой схемой, для нашего приспособления. Все живые организмы не могут существовать без восприятия информации из окружающей среды. Чем точнее организм получает такую информацию, тем будут выше его шансы в борьбе за существование

Сенсорные системы способны реагировать на неадекватные раздражители. Если попробовать клеммы батарейки, то это вызывает вкусовое ощущение - кислое, это действие электрического тока. Такая реакция сенсорной системы на адекватные и неадекватные раздражители, поставили перед физиологией вопрос - на сколько мы можем доверять нашим органам чувств.

Иоган Мюллер сформулировал в 1840 году закон специфической энергии органов чувств.

Качество ощущений не зависит от характера раздражителя, а определяется всецело заложенной в чувствительной системе специфической энергией, которая освобождается при действии раздражителя.

При таком подходе мы можем знать только, что заложено в нас самих, а не что в окружающем мире. Последующие исследования показали, что возбуждения в любой сенсорной системе возникают на основе одного источника энергии - АТФ.

Ученик Мюллера Гельмгольц создал теорию символов , в соответствии с которой он рассматривал ощущения, как символы и предметы окружающего мира. Теория символов отрицала возможность познания окружающего мира.

Эти 2 направления были названы физиологическим идеализмом. Что же собой представляет ощущение? Ощущение это субъективный образ объективного мира. Ощущения - это образы внешнего мира. Они существуют в нас и порождаются действием вещей на наши органы чувств. У каждого из нас этот образ будет являться субъективным, т.е. он зависит от степени нашего развития, опыта и каждый человек воспринимает окружающие предметы и явления по своему. Они будут являться объективными, т.е. это значит, то они существуют, независимо от нашего сознания. Раз имеется субъективность восприятия, то как решить, кто же наиболее правильно воспринимает? Где же будет истина? Критерием истины является практическая деятельность. Идет последовательное познание. На каждом этапе получается новая информация. Ребенок пробует игрушки на вкус, разбирает их на детали. Именно на основе этого глубоко опыта мы приобретаем более глубокие знания о мире.

Классификация рецепторов.

1. Первичные и вторичные. Первичные рецепторы представляют собой рецепторное окончание, которое образовано самим первым чувствительным нейроном(Тельце Пачини, тельце Мейснера, диск Меркеля, Тельце Руффини). Этот нейрон лежит в спинальном ганглии. Вторичные рецепторы воспринимают информацию. За счет специализированных нервных клеток, которые затем передают возбуждение на нервное волокно. Чувствительные клетки органов вкуса, слуха, равновесия.
2. Дистантные и контактные. Часть рецепторов воспринимает возбуждение при непосредственном контакте - контактные , а другие могут воспринимать раздражение на некотором расстоянии - дистантные
3. Экстерорецепторы, интерорецепторы. Экстерорецепторы - воспринимают раздражение из внешней среды - зрение, вкус и др. и они обеспечивают на приспособление к окружающей среде. Интерорецепторы - рецепторы внутренних органов. Они отражают состояние внутренних органов и внутренней среды организма.
4. Соматические - поверхностные и глубокие. Поверхностные - кожи, слизистых оболочек. Глубокие - рецепторы мышц, сухожилий, суставов
5. Висцеральные
6. Рецепторы ЦНС
7. Рецепторы специальных чувств - зрительные, слуховые, вестибулярные, обонятельные, вкусовые

По характеру восприятия информации

1. Механорецепторы(кожа, мышцы, сухожилия, суставы, внутренние органы)
2. Терморецепторы(кожа, гипоталамус)
3. Хеморецепторы(дуга аорты, каротидный синус, продолговатый мозг, язык, нос, гипоталамус)
4. Фоторецептоыр(глаз)
5. Болевые(ноцицептивные) рецепторы(кожа, внутренние органы, слизистые оболочки)

Механизмы возбуждения рецепторов

В случае первичных рецепторов, действие раздражителя воспринимается окончанием чувствительного нейрона. Действующий раздражитель может вызывать гиперполяризацию или деполяризацию поверхностной мембраны рецепторы в основном за счет изменения натриевой проницаемости. Повышение проницаемости к ионам натрия приводит к деполяризации мембраны и на мембране рецептора возникает рецепторный потенциал. Он существует до тех пор, пока действует раздражитель.

Рецепторный потенциал не подчиняется закону «Все или ничего», его амплитуда зависит от силы раздражителя. У него нет периода рефрактерности. Это позволяет суммироваться рецепторным потенциалам при действии последующих раздражителей. Он распространяется мелено, с угасанием. Когда рецепторный потенциал достигает критической пороговой величины, он вызывает появление потенциала действия в ближайшем перехвате Ранвье. В перехвате Ранвье возникает потенциал действия, который подчиняется закону «Все или ничего» Этот потенциал будет распространяющимся.

Во вторичном рецепторе действие раздражителя воспринимается рецепторной клеткой. В этой клетке возникает рецепторный потенциал, следствием которого будет являться выделение медиатора из клетки в синапс, который действует на постсинаптическую мембрану чувствительного волокна и взаимодействие медиатора с рецепторами приводит к образованию другого, локального потенциала, который называют генераторным . Он по своим свойства идентичен рецепторным. Его амплитуда определяется количеством выделившегося медиатора. Медиаторы - ацетилхолин, глутамат.

Потенциалы действия возникают периодически, т.к. для них характерен период рефрактерности, когда мембрана утрачивает свойство возбудимости. Потенциалы действия возникают дискретно и рецептор в сенсорной системе работает, как аналогово-дискретный преобразователь. В рецепторах наблюдается приспособление - адаптация к действию раздражителей. Есть быстроадаптирующиеся, есть медленно адаптирующиеся. При адаптация снижается амплитуда рецепторного потенциала и число нервных импульсов, которые идут по чувствительному волокну. Рецепторы кодируют информацию. Оно возможно по частоте потенциалов, по группировки импульсов в отдельные залпы и интервалами между залпами. Кодирование возможно по числу активированных рецепторов в рецептивном поле.

Порог раздражения и порог развлечения.

Порог раздражения - минимальная сила раздражителя, которая вызывает ощущение.

Порог развлечении - минимальная сила изменения раздражителя, при которой возникает новое ощущение.

Волосковые клетки возбуждаются при смещении волосков на 10 в -11 метра - 0,1 амстрема.

В 1934 году Вебер сформулировал закон, устанавливающий зависимость между первоначальной силой раздражения и интенсивностью ощущения. Он показал, что изменение силы раздражителя, етсь величина постоянная

∆I / Io = К Io=50 ∆I=52,11 Io=100 ∆I=104,2

Фехнер определили, что ощущение прямопропорционально логарифму раздражения

S=a*logR+b S-ощущение R- раздражение

S=KI в Aстепени I - сила раздражения, К и А - константы

Для тактильных рецепторов S=9,4*I d 0,52

В сенсорных системах есть рецепторы саморегуляции чувствительности рецепторов.

Влияние симпатической системы - симпатическая система повышает чувствительность рецепторов к действию раздражителей. Это полезно в ситуации опасности. Повышает возбудимость рецепторов - ретикулярная формация. В составе чувствительных нервов обнаружены эфферентные волокна, которые могут изменять чувствительность рецепторов. Такие нервные волокна есть в слуховом органе.

Сенсорная система слуха

У большинства людей, живущих в современной остановке слух прогрессивно падает. Это происходит с возрастом. Этому способствует загрязнение звуками окружающей среды - автотранспорт, дискотека и др. Изменения в слуховом аппарате становятся не обратимыми. Уши человека содержат 2 чувствительных органа. Слух и равновесие. Звуковые волны распространяются в форме сжатий и разряжений в упругих средах и при этом распространение звуков в плотных средах идет лучше, чем в газах. Звук обладает 3мя важными свойствами - высотой или частотой, мощностью, или интенсивностью и тембром. Высота звука зависит от частоты колебаний и ухо человека воспринимает с частотой от 16 до 20000 Гц. С максимальной чувствительностью от 1000 о 4000 Гц.

Основная частота звука гортани мужчины - 100 Гц. Женщины - 150 Гц. При разговоре возникают дополнительные высокочастотные звуки в форме шипения, свиста, которые исчезают при разговоре по телефону и это делает речь понятнее.

Мощность звука определяется амплитудой колебаний. Мощность звука выражают в Дб. Мощность представляет собой логарифмическую зависимость. Шепотная речь - 30 Дб, нормальная речь - 60-70 Дб. Звук транспорта - 80, шум мотора самолета - 160. Мощность звука 120 Дб вызывает дискомфорт, а 140 приводят к болезненным ощущениям.

Тембр определяется вторичными колебаниями на звуковых волнах. Упорядоченные колебания - создают музыкальные звуки. А беспорядочные колебания вызывают просто шум. Одна и та же нот звучит по разному на разных инструментах из за разных дополнительных колебаний.

Ухо человека имеет 3 составные части - наружное, среднее и внутренне ухо. Наружное ухо представлено ушной раковиной, которое действует как звука улавливающая воронка. Ухо человека менее совершенно улавливает звуки, чем у кролика, лошади, которые умеют управлять своими ушами. В основе ушной раковины - хрящ, за исключением мочки уха. Хрящевая ткань придает эластичность и форму уху. Если хрящ повреждается, то он восстанавливается разрастаясь. Наружный слуховой проход S образной формы - внутрь, вперед и вниз, длина 2,5 см. Слуховой проход покрыт кожей с малой чувствительностью наружной части и высокой чувствительностью внутренней. В наружной части слухового прохода имеются волосы, которые предупреждают попадание в слуховой проход частиц. Железы слухового прохода вырабатывают желтую смазку, которая тоже предохраняет слуховой проход. В конце прохода - барабанная перепонка, которая состоит из фиброзных волокон, покрытых снаружи кожей, а внутри - слизистой. Барабанная перепонка отделяет среднее от наружного уха. Она колеблется с частотой воспринимаемого звука.

Среднее ухо представлено барабанной полостью, объем которой равен примерно 5-6 капель воды и барабанная полость заполнена водухом, выстлана слизистой оболочкой и содержит 3 слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко.среднее ухо сообщается с носоглоткой с помощью евстахиевой трубы. В состоянии покоя просвет евстахиевой трубы закрыт, что выравнивает давление. Воспалительные процессы, приводящие к воспалению этой трубы вызывают ощущение заложенности. Среднее ухо отделено от внутреннего овальным и круглым отверстием. Колебания барабанной перепонки через систему рычагов передаются стремечком на овальное окно, причем наружное ухо осуществляет передачу звуков воздушным способом.

Имеется различие площади барабанной перепонки и овального окна(площадь барабанной перепонки равна 70мм в кв. а у овального окна- 3.2мм в кв). При передаче колебания с перепонки на овальное окно амплитуда уменьшается а сила колебаний увеличивается в 20-22 раза. В частотах до 3000 Гц передается 60% Е на внутреннее ухо. В среднем ухе имеется 2 мышцы изменяющие колебания: мышца напрягающая барабанную перепонку(прикрепляется к центральной части барабанной перепонки и к рукоятке молоточка)- при увеличении силы сокращения уменьшается амплитуда; мышца стремечка- ее сокращения ограничивают колебания стремечка. Эти мышцы предупреждают травмы барабанной перепонки. Кроме воздушной передачи звуков есть и костная передача, но это сила звука не в состоянии вызвать колебания костей черепа.

Внутрее ухо

внутреннее ухо представляет собой лабиринт, состоящий из взаимосвязанных трубочек и расширений. Во внутреннем ухе располагается орган равновесия. Лабиринт имеет костную основу, а внутри располагается перепончатый лабиринт и там находится эндолимфа. К слуховой части относится улитка, она образует 2.5 оборота вокруг центральной оси и делится на 3 лестницы: вестибулярная, барабанная и перепончатая. Вестибулярный канал начинается мембраной овального окна, а заканчивается круглым окном. На вершине улитки эти 2 канала сообщаются с помощью геликокрема. А оба этих канала заполнены перилимфой. В среднем перепончатом канале располагается звуковоспринимающий аппарат — кортиев орган. Основная мембрана построена из эластических волокон, которые начинаются у основания(0.04мм) и до вершины (0.5мм). К вершине плотность волокон уменьшается в 500 раз. На основной мембране располагается кортиев орган. Он построен из 20-25 тысяч специальных волосковых клеток, расположенных на поддерживающих клетках. Волосковые клетки лежат в 3-4 ряда(наружный ряд) и в один ряд(внутренний). На вершине волосковых клеток имеются стереоцили или киноцили- самые большие стереоцили. К волосковым клеткам подходят чувствительные волокна 8 пары ЧМН от спирального ганглия. При этом 90% выделенных чувствительных волокон оказываются на внутренних волосковых клетках. На одну внутреннюю волосковую клетку конвергирует до 10 волокон. А в составе нервных волокон есть и эфферентные(оливо-улиточный пучок). Они образуют тормозные синапсы на чувствительных волокнах от спирального ганглия и иннервирует наружные волосковые клетки. Раздражение кортиевого органа связано с передачей колебаний косточек на овальное окно. Низкочастотные колебания распространяются от овального окна до вершины улитки (вовлекается вся основная мембрана).при низких частотах наблюдается возбуждение волосковых клеток лежащих на вершине улитки. Изучением распространения волн в улитке занимался Бекаши. Он обнаружил, что с увеличением частоты вовлекается меньший по протяженности столб жидкости. Высокочастотные звуки не могут вовлечь весь столб жидкости, поэтому чем больше частота, тем меньше колеблется перилимфа. Колебания основной мембраны могут возникать при передаче звуков через перепончатый канал. При колебании основной мембраны происходит смещение волосковых клеток вверх, что вызывает деполяризацию, а если вниз- волоски отклоняются внутрь, что приводит к гиперполяризации клеток. При деполяризации волосковых клеток открываются Са-каналы и Са способствует потенциалу действия, который несет информацию о звуке. Наружные слуховые клетки имеют эфферентную иннервацию и передача возбуждения идет с помощью Асh на наружных волосковых клетках. Эти клетки могут изменять свою длину: они укорачиваются при гиперполяризации и удлиняются при поляризации. Изменение длины наружных волосковых клеток влияет на колебательный процесс, что улучшает восприятие звука внутренними волосковыми клетками. Изменение потенциала волосковых клеток связано с ионным составом эндо- и перилимфы. Перилимфа напоминает ликвор, а эндолимфа имеет высокую концентрацию К(150 ммоль). Поэтому эндолимфа приобретает положительный заряд к перилифме.(+80мВ). Волосковые клетки содержат много К; они имеют мембранный потенциал и отрицательно заряженный внутри и положительный снаружи(МП=-70мВ), а разница потенциалов дает возможность проникновения К из эндолимфы внутрь волосковых клеток. Изменение положения одного волоска открывает 200-300 К- каналов и возникает деполяризация. Закрытие сопровождается гиперполяризацией. В кортиевом органе идет частотное кодирование за счет возбуждения разных участков основной мембраны. При этом было показано что звуки низкой частоты могут кодироваться числом нервных импульсов таким же количеством как и звуком. Такое кодирование возможно при восприятии звука до 500Гц. Кодирование информации звука достигается увеличением числа залпов волокон на более интенсивный звук и за счет числа активирующихся нервных волокон. Чувствительные волокна спирального ганглия оканичиваются в дорсальных и вентральных ядрах улитки продолговатого мозга. От этих ядер сигнал поступает в ядра оливы как своей так и противоположной стороны. От ее нейронов идут восходящие пути в составе латеральной петли которые подходят к нижним бугоркам четверохолмия и медиальному коленчатому телу зрительного бугра. От последнего сигнал идет в верхнюю височную извилину(извилина Гешля). Это соответствует 41 и 42 полям(первичная зона) и 22 поле(вторичная зона). В ЦНС существует топотоническая организация нейронов, то есть воспринимаются звуки с разной частотой и разной интенсивностью. Корковый центр имеет значение для восприятия, последовательности звука и пространственной локализации. При поражении 22 поля нарушается определение слов (рецептивная оппозия).

Ядра верхней оливы делят на медиальные и латеральные части. А латеральные ядра определяют неодинаковую интенсивность звуков, поступающих к обеим ушам. Медиальное ядро верхней оливы улавливает временные различия поступления звуковых сигналов. Обнаружено что сигналы от обоих ушей поступают в различные дендритные системы одного и того же воспринимающего нейрона. Нарушение слухового восприятия может проявляться звоном в ушах при раздражении внутреннего уха или слухового нерва и двумя типами глухоты: проводниковой и нервной. Первая связана с поражениями наружного и среднего уха(серная пробка).Вторая связана с дефектами внутреннего уха и поражениями слухового нерва. У пожилых людей утрачивается способность воспринимать высокочастотные голоса. За счет двух ушей можно определять пространственную локализацию звука. Это оказывается возможным, если звук отклоняется от средины положения на 3 градуса. При восприятии звуков возможно развитие адаптации за счет ретикулярной формации и эфферентных волокон(воздействием на наружные волосковые клетки.

Зрительная система.

Зрение - многозвеньевой процесс, начинающийся с проекции изображения на сетчатку глаза, затем идёт возбуждение фоторецепторов, передача и преобразование в нейронных слоях зрительной системы и заканчивается принятием высшими корковыми отделами решения о зрительном образе.

Строение и функции оптического аппарата глаза. Глаз имеет шарообразную форму, что важно для поворота глаза. Свет проходит через несколько прозрачных сред - роговицу, хрусталик и стекловидное тело, имеющие определённые преломляющие силы, выражающихся в диоптриях. Диоптрия равна преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием 100 см. Преломляющая сила глаза при рассматривании далёких предметов - 59D, близких - 70,5D. На сетчатке образуется уменьшенное перевёрнутое изображение.

Аккомодация - приспособление глаза к ясному видению предметов на разных расстояниях. Хрусталик играет главную роль в аккомодации. При рассмотрении близких предметов ресничные мышцы сокращаются, циннова связка расслабляется, хрусталик становится более выпуклым в силу его эластичности. При рассмотрении дальних - мышцы расслаблены, связки натянуты и растягивают хрусталик, делая его более уплощённым. Ресничные мышцы иннервируются парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва. В норме дальняя точка ясного видения - в бесконечности, ближайшая - 10 см от глаза. Хрусталик с возрастом теряет эластичность, поэтому ближайшая точка ясного видения отодвигается и развивается старческая дальнозоркость.

Аномалии рефракции глаза.

Близорукость (миопия). Если продольная ось глаза слишком длинная или увеличивается преломляющая сила хрусталика, то изображение фокусируется перед сетчаткой. Человек плохо видит вдаль. Назначаются очки с вогнутыми стёклами.

Дальнозоркость (гиперметропия). Развивается при уменьшении преломляющих сред глаза или при укорочении продольной оси глаза. В результате изображение фокусируется за сетчаткой и чел плохо видит близкорасположенные предметы. Назначаются очки с выпуклыми линзами.

Астигматизм - неодинаковое преломление лучей в разных направлениях, обусловленное не строго сферической поверхностью роговой оболочки. Компенсируются очками с поверхностью, приближающейся к цилиндрической.

Зрачок и зрачковый рефлекс. Зрачок - отверстие в центре радужной оболочки, через которое лучи света проходят внутрь глаза. Зрачок повышает чёткость изображения на сетчатке, увеличивая глубину резкости глаза и за счёт устранения сферической аберрации. Если прикрыть глаз от света, а затем открыть его, то зрачок быстро сужается - зрачковый рефлекс. На ярком свету размер - 1,8 мм, при среднем - 2,4, в темноте - 7,5. Увеличение приводит к ухудшению качества изображения, но повышает чувствительность. Рефлекс имеет адаптационное значение. Расширяет зрачок симпатика, сужает - парасимпатика. У здоровых размеры обоих зрачков одинаковы.

Структура и функции сетчатки. Сетчатка - внутренняя светочувствительная оболочка глаза. Слои:

Пигментный - ряд отростчатых эпителиальных клеток чёрного цвета. Функции: экранирование (препятствует рассеиванию и отражению света, повышая чёткость), регенерация зрительного пигмента, фагоцитоз обломков палочек и колбочек, питание фоторецепторов. Контакт между рецепторами и пигментным слоем слабая, поэтому именно здесь происходит отслойка сетчатки.

Фоторецепторы. Колбы отвечают за цветовое зрение, их - 6-7 млн. Палки за сумеречное, их - 110-123 млн. Они расположены неравномерно. В центральной ямке - только колбы, здесь - наибольшая острота зрения. Палки чувствительнее колб.

Строение фоторецептора. Состоит из наружной воспринимающей части - наружного сегмента, с зрительным пигментом; соединительной ножки; ядерной части с пресинаптическим окончанием. Наружная часть состоит из дисков - двумембранная структура. Наружные сегменты постоянно обновляются. Пресинаптическое окончание содержит глутамат.

Зрительные пигменты. В палках - родопсин с поглощением в области 500 нм. В колбах - йодопсин с поглощениями 420 нм (синий), 531 нм (зелёный), 558 (красный). Молекула состоит из белка опсина и хромофорной части - ретиналя. Только цис-изомер воспринимает свет.

Физиология фоторецепции. При поглощении кванта света цис-ретиналь превращается в транс-ретиналь. Это вызывает пространственные изменения в белковой части пигмента. Пигмент обесцвечивается и переходит в метародопсин II, способный взаимодействовать с примембранным белком трансдуцином. Трансдуцин активируется и связывается с ГТФ, активируя фосфодиэстеразу. ФДЭ разрушает цГМФ. В результате концентрация цГМФ падает, что приводит к закрытию ионных каналов, при этом понижается концентрация натрия, приводя к гиперполяризации и возникновению рецепторного потенциала, распостраняющимся по клетке до пресинаптического окончания и вызывая уменьшение выделения глутамата.

Восстановление исходного темнового состояния рецептора. При утрате метародопсином способности взаимодействовать с трандуцином и активируется гуанилатциклаза, синтезирующая цГМФ. Гуанилатциклаза активируется падением концентрации кальция, выбрасываемого из клетки белком-обменником. В результате концентрация цГМФ повышается и она вновь связывается с ионным каналом, открывая его. При открытии в клетку идут натрий и кальций, деполяризуя мембрану рецептора, переводя его в темновое состояние, что вновь ускоряет выход медиатора.

Нейроны сетчатки.

Фоторецепторы синаптически связаны с биполярными нейронами. При действии света на медиатор уменьшается выделение медиатора, что приводит к гиперполяризации биполярного нейрона. От биполярного сигнал передаётся на ганглиозный. Импульсы от многих фоторецепторов конвергируют к одному ганглиозному нейрону. Взаимодействие соседних нейронов сетчатки обеспечивается горизонтальными и амакриновыми клетками, сигналы которых меняют синаптическую передачу межде рецепторами и биполярными (горизонтальные) и между биполярными и ганглиозными (амакриновые). Амакриновые клетки осуществляют боковое торможение между соседними ганглиозными клетками. В системе есть и эфферентные волокна, действующие на синапсы между биполярными и ганглиозными клетками, регулируя возбуждение меж ними.

Нервные пути.

1ый нейрон - биполярный.

2ой - ганглиозный. Их отростки идут в составе зрительного нерва, делают частичный перекрёст (необходимо для обеспечения каждого полушария информацией от каждого глаза) и идут в мозг в составе зрительного тракта, попадая в латеральное коленчатое тело таламуса (3ий нейрон). Из таламуса - в проекционную зону коры 17ое поле. Здесь 4ый нейрон.

Зрительные функции.

Абсолютная чувствительность. Для возникновения зрительного ощущения необходимо, чтобы световой раздражитель имел минимальную (пороговую) энергию. Палка может быть возбуждена одним квантом света. Палки и колбы мало различаются по возбудимости, но число рецепторов, посылающих сигналы на одну ганглиозную клетку различно в центре и на периферии.

Зрительная алаптация.

Приспособление зрительной сенсорной системы к условиям яркрй освещённости - световая адаптация. Обратное явление - темновая адаптация. Повышение чувствительности в темноте - поэтапное, обусловленное темновым восстановлением зрительных пигментов. Сначала восстанавливается йодопсин колб. Это мало влияет на чувствительность. Затем восстанавливается родопсин палок, что очень сильно повышает чувствительность. Для адаптации так же важны процессы изменения связей между элементами сетчатки: ослабление горизонтального торможения, приводящее к увеличению числа клеток, посылающее сигналы на ганглиозный нейрон. Влияние ЦНС тоже играет роль. При освещении одного глаза понижает чувствительность другого.

Дифференциальная зрительная чувствительность. По закону Вебера человек различит разницу в освещении, если оно будет сильнее на 1-1,5%.

Яркостной контраст происходит из-за взаимного латерального торможения зрительных нейронов. Серая полоска на светлом фоне кажется темнее серой на тёмном, так как клетки возбуждённые светлым фоном тормозят клетки, возбуждённые серой полоской.

Слепящая яркость света . Слишком яркий свет вызывает неприятное ощущение ослепления. Верхняя граница слепящей яркости зависит от адаптации глаза. Чем дольше была темновая адаптация, тем меньшая яркость вызывает ослепление.

Инерция зрения. Зрительное ощущение появляется и пропадает не сразу. От раздражения до восприятия проходит 0,03-0,1 с. Быстро следующие одно за другим раздражения сливаются в одно ощущение. Минимальная частота следования световых стимулов, при которой происходит слияние отдельных ощущений, называется критической частотой слития мельканий. На этом основано кино. Ощущения, продолжающиеся после прекращения раздражения - последовательные образы (образ лампы в темноте после её выключения).

Цветовое зрение.

Весь видимый спектр от фиолетового (400нм) до красного (700нм).

Теории. Трёхкомпонентная теория Гельмгольца. Цветовое ощущение обеспечиваемое тремя типами колб, чувствительных к одной части спектра (красной, зелёной или синей).

Теория Геринга. В колбах есть вещества чувствительные к бело-чёрному, красно-зелёному и жёлто-синему излучениям.

Последовательные цветовые образы. Если смотреть на окрашенный предмет, а затем на белый фон, то фон приобретёт дополнительный цвет. Причина - цветовая адаптация.

Цветовая слепота. Дальтонизм - расстройство, при котором невозможно различие цветов. При протанопии не различается красный цвет. При дейтеранопии - зелёный. При тританопии - синий. Диагностируется полихроматическими таблицами.

Полная потеря цветовосприятия - ахромазия, при которой всё видится в оттенках серого.

Восприятие пространства.

Острота зрения - максимальная способность глаза различать отдельные детали объектов. Нормальный глаз различает две точки, видимые под углом 1минута. Максимальная острота в области жёлтого пятна. Определяется специальными таблицами.

Лекция

Значение сенсорных систем для организма человека.

Зрительные и слуховые сенсорные системы:

Строение, функции и гигиена.

План

1. Значение сенсорных систем для организма человека.

2. Зрительная сенсорная система: строение, функции. Нарушения зрения.

3. Профилактика нарушения зрения у детей и подростков.

4. Эмбриология глаза. Возрастные особенности зрительных рефлекторных реакций.

5. Слуховая сенсорная система: строение, функции.

6. Болезни уха и гигиена слуха. Профилактика негативного влияния "школьного" шума на организм школьника.

7. Возрастные особенности слухового анализатора.

Основные понятия : органы чувств, анализатор, сенсорные системы, зрительный анализатор, слуховой анализатор, рецепторы, адаптация, глазное яблоко, вспомогательный аппарат глаза, фоторецепторы, слепое пятно, желтое пятно, аккомодация, дальнозоркость, близорукость, рефракция, рефракция, гиперметропия, эмметропия, миопия, астигматизм, офтальмотренаж, естественное и искусственное освещение, световой коэффициент, наружное ухо, среднее ухо, внутреннее ухо, Фонорецепторы, кортиев орган.

Литература

1. Даценко И.И. Гигиена и экология человека. Учебное пособие Львов: Афиша, 2000. С. 238-242.

2. Подоляк-Шумило Н.Г., Познанский С.С. Школьная гигиена. Учеб. пособие для пед. ин-тив.- К.: Высшая школа, 1981.- С. 48-53.

3. Попов С.В. Валеология в школе и дома (О физическом благополучии школьников) .- СПб.: СОЮЗ, 1997.-С. 80-92.

4. Советов С.Е. и др. Школьная гигиена. Учеб. пособие для студентов пед. ин-тив.- К.: Высшая школа, 1971.- С. 70-75.

5. Старушенко Л.1. Клиническая анатомия и физиология человека: Учебное пособие М.: УСМП, 2001. С. 231-237.

6. Присяжнюк М.С. Человек и его здоровье: Пробы, учеб. пособие.-М.: Феникс, 1998.-С. 59-71.

7. Хрипкова А.Г. и др. Возрастная физиология и школьная гигиена. Пособие для пед. ин-тов / А.Г.Хрипкова, М.В.Антропова, Д.А.Фарбер.- М.: Просвещение, 1990.- С. 79-96.

8. Хрипкова А.Г., Колесов Д.В. Гигиена и здоровье школьника.- М.: Просвещение, 1988.- С. 141-148.

Значение сенсорных систем для организма человека

Система, которая обеспечивает восприятие, передачу и переработку информации о явлениях окружающей среды, называют анализатором, или сенсорной системой . Учение об анализаторах разработано И.П. Павловым. Анализатор, по учению И.П. Павлова, состоит из трех неразрывно связанных отделов:

1) рецептора - периферического воспринимающего аппарата, который воспринимает раздражение и превращает его в нервный процесс возбуждения;

2) проводника возбуждения - центростремительного нервного волокна, которое передает возбуждение в головной мозг;

3) нервного центра - участка коры головного мозга, в котором происходит тонкий анализ возбуждения и возникают ощущения.

Таким образом, каждый анализатор состоит из периферического, проводникового и центрального отделов. К периферическому отделу относится рецепторный аппарат, к проводному - афферентные нейроны и проводящие пути, к центральному - участки коры полушарий большого мозга. Периферический отдел анализатора представляют органы чувств с заложенными в них рецепторами, с помощью которых человек познает окружающий мир, получает информацию о нем. Они называются органами внешнего чувств, или экстерорецепторы.

Экстерорецепторы - чувствительные образования, осуществляющих восприятие раздражений от окружающей среды. К ним относятся воспринимающие клетки сетчатки глаза, уши, рецепторы кожи (прикосновения и давления), органы обоняния, вкуса.

Интерорецепторы - чувствительные образования, воспринимающие изменения внутренней - среды организма.

Интерорецепторы расположены в тканях различных внутренних органов (сердца, печени, почек, кровеносных сосудов и др.) И воспринимают изменения внутренней среды организма и состояние внутренних органов. В результате поступления импульсов от рецепторов внутренних органов происходит саморегуляция дыхания, артериального давления, деятельности сердца.

Проприорецепторы - чувствительные образования, сигнализирующие о положении и движении тела содержатся в мышцах, суставах и воспринимают сокращение и растяжение мышц.

Таким образом, у человека есть такие органы чувств : зрения, слуха, ощущение положения тела в пространстве, вкуса, обоняния, кожной чувствительности, мышечно-суставного чувства.

По характеру взаимодействия с раздражителем рецепторы делятся на контактные и дистанционные; по виду энергии, трансформируется в рецепторы - механорецепторы, хеморецепторы, фоторецепторы и другие.

Контактные рецепторы могут получить информацию о свойствах предмета, явления, получить раздражение только при контакте, непосредственном соприкосновении с агентом среды. Это - хеморецепторы языка, осязательные рецепторы кожи.

Благодаря дистанционным рецепторам можно получить информацию на расстоянии: агент среды распространяет волновую энергию - световую, звуковую. Именно ее и улавливают дистанционные органы чувств, например, глаз, ухо.

Механорецепторы трансформируют механическую энергию в энергию нервного возбуждения (например, рецепторы осязания), хеморецепторы - мимической (рецепторы обоняния, вкуса), фоторецепторы - световую (рецепторы органа зрения), терморецепторы - тепловую (холодовые и тепловые рецепторы кожи).

Рецепторы отличаются очень высокой возбудимостью по адекватности раздражений. Специфические для определенного рецептора раздражители, к которым он специально приспособлен в процессе фило- и онтогенеза, называется называются адекватными. При действии адекватных раздражителей возникают ощущения, характерные для определенного органа чувств (глаз воспринимает только световые волны, но не воспринимает запахи, звук).

Кроме адекватных, существуют неадекватные раздражители, которые обуславливают только примитивные ощущения, присущие определенному анализатору. Например, от удара в ухо возникает звон в ушах.

Возбудимость рецепторов зависит как от состояния всего анализатора, так и от общего состояния организма. Наименьшая разница в силе двух раздражителей одного вида, которая может восприниматься органами чувств, называется порогом различения . Однако большинство импульсов от рецепторов внутренних органов, достигая коры большого мозга, не вызывает психических явлений. Такие импульсы называются субсенсорными: они ниже порога ощущений и потому не вызывают ощущений.

Рецепторы способны привыкать к силе раздражителя. Это свойство называют адаптацией, при которой уменьшается или увеличивается чувствительность рецепторов. Максимальная скорость адаптации для рецепторов, которые воспринимают прикосновение к коже, наименьшая - для рецепторов мышц. Медленнее адаптируются рецепторы кровеносных сосудов и легких, обеспечивает постоянную саморегуляцию артериального давления и дыхания. Обусловлена ​​адаптация, прежде всего, изменениями в корковых отделах анализаторов, а также процессами, которые осуществляются в самых рецепторах.

Проводниковый отдел сенсорных систем состоит из доцентровых (афферентных) нервных волокон в составе чувствительных нервов и некоторых подкорковых образований (ядер гипоталамуса, таламуса и ретикулярной формации). В этом отделе импульс от рецепторов не только проводится, но и кодируется и превращается.

В центральном отделе анализатора нервные импульсы приобретают новые качества и отражаются в сознании в виде ощущения. На основе ощущения возникают сложные субъективные образы:восприятия, представления.

У детей органы чувств еще несовершенны и находятся в процессе развития. Первыми развиваются органы вкуса и обоняния, а затем органы осязания. Для усовершенствования различных органов чувств у детей большое значение масс правильно поставленная тренировка их в процессе развития.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Введение
• Заключение
• Приложения
• Введение
• Одной из физиологических функций организма является восприятие окружающей действительности. Получение и обработка информации об окружающем мире является необходимым условием поддержания гомеостатических констант организма и формирования поведения. Среди раздражителей, действующих на организм, улавливаются и воспринимаются лишь те, для восприятия которых есть специализированные образования. Такие раздражители называют сенсорными стимулами, а сложноорганизованные структуры, предназначенные для их обработки - сенсорными системами (органы чувств).
• Сенсорная система человека состоит из следующих подсистем: зрительная система, слуховая система, соматосенсорная система, вкусовая система, обонятельная система.

Сенсорная информация, которую мы получаем с помощью органов чувств (анализаторов), имеет значение не только для организации деятельности внутренних органов и поведения соответственно требованиям окружающей среды, но и для полноценного развития человека.

Органы чувств - это «окна», через которые внешний мир проникает в наше сознание. Без этой информации была бы невозможна оптимальная организация как самых примитивных, «животных», функций нашего организма, так и высших познавательных психических процессов человека.

Однако, человек воспринимает не все изменения окружающей среды, он не способен, например, ощущать действие ультразвука, рентгеновских лучей или радиоволн. Диапазон сенсорного восприятия человека ограничен имеющимися у него сенсорными системами, каждая из которых перерабатывает информацию о стимулах определенной физической природы.

• Цель и задачи данной работы состоят в рассмотрении понятия «сенсорные системы», анализе сенсорных систем человека и определения значимости каждой из них в развитии и жизнедеятельности человека.
• 1. Психофизиология сенсорных систем: понятие, функции, принципы, общие свойства
• сенсорный анализатор мозг человек
• Сенсорные системы человека являются частью его нервной системы, способной воспринимать внешнюю для мозга информацию, передавать ее в мозг и анализировать. Получение информации от окружающей среды и собственного тела является обязательным условием существования человека.
• Сенсорная система (лат. sensus - чувство) - это совокупность периферических и центральных структур нервной системы, которая состоит из группы клеток (рецепторов), ответственных за восприятие сигналов различных модальностей из окружающей или внутренней среды, передающая её в мозг и анализирующая её. Смирнов В.М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность: Учеб. пособие / В.М. Смирнов, С.М. Будылина. - М.: Академия, 2009. - 304 с. - С. 178-196.
• Термин «сенсорные системы» сменил название «органы чувств», сохранившееся только для обозначения анатомически обособленных периферических отделов некоторых сенсорных систем (как, например, глаз или ухо). В отечественной литературе в качестве синонима сенсорной системы применяется понятие «анализатор», предложенное И.П. Павловым и указывающее на функцию сенсорной системы.

Сенсорная система человека состоит из следующих подсистем: зрительная система, слуховая система, соматосенсорная система, вкусовая система, обонятельная система. Виды анализаторов показаны в Приложении 1.

• Согласно И.П. Павлову, любой анализатор имеет три основных отдела (табл. 1):
• 1. Периферический отдел анализатора представлен рецепторами. Его назначение - восприятие и первичный анализ изменений внешней и внутренней сред организма. Восприятие раздражителей в рецепторах происходит посредством трансформации энергии раздражителя в нервный импульс (эта часть представляет собой органы чувств - глаз, ухо и др.).
• 2. Проводниковый отдел анализатора включает афферентные (периферические) и промежуточные нейроны стволовых и подкорковых структур центральной нервной системы (ЦНС). Он обеспечивает проведение возбуждения от рецепторов в кору большого мозга. В проводниковом отделе происходит частичная переработка информации на стадиях переключения (например, в таламусе).

3. Центральный, или корковый отдел анализатора, состоит из двух частей: центральной части - «ядра», - представленной специфическими нейронами, перерабатывающими афферентную информацию от рецепторов, и периферической части - «рассеянных элементов» - нейронов, рассредоточенных по коре большого мозга. Корковые концы анализаторов называют также «сенсорными зонами», которые не являются строго ограниченными участками, они перекрывают друг друга. Данные особенности строения центрального отдела обеспечивают процесс компенсации нарушенных функций. На уровне коркового отдела осуществляется высший анализ и синтез афферентных возбуждений, которые обеспечивают полное представление об окружающей среде.

• Таблица 1 - Сравнительная характеристика отделов сенсорной системы
• Сравнительная характеристика периферического отдела анализаторов, и сравнительная характеристика проводникового и центрального отделов анализаторов представлена в Приложении 2.
• Сенсорные системы организованы иерархически, т.е. включают несколько уровней последовательной переработки информации. Низший уровень такой переработки обеспечивают первичные сенсорные нейроны, которые расположены в специализированных органах чувств или в чувствительных ганглиях и предназначены для проведения возбуждения от периферических рецепторов в центральную нервную систему.
• Периферические рецепторы - это чувствительные высокоспециализи-рованные образования, способные воспринять, трансформировать и передать энергию внешнего стимула первичным сенсорным нейронам. Центральные отростки первичных сенсорных нейронов оканчиваются в головном или спинном мозге на нейронах второго порядка, тела которых расположены в переключательном ядре. В нем имеются не только возбуждающие, но и тормозные нейроны, участвующие в переработке передаваемой информации.
• Представляя более высокий иерархический уровень, нейроны переключательного ядра могут регулировать передачу информации путем усиления одних и торможения или подавления других сигналов. Аксоны нейронов второго порядка образуют проводящие пути к следующему переключательному ядру, общее число которых обусловлено специфическими особенностями разных сенсорных систем. Окончательная переработка информации о действующем стимуле происходит в сенсорных областях коры.

Каждая сенсорная система образует связи с разнообразными структурами моторных и интегративных систем мозга. Сенсорные системы являются необходимым звеном для формирования ответных реакций на воздействия среды. Для сенсорной системы характерно наличие обратных связей, адресованных к рецепторному или первому центральному отделу. Активация их дает возможность регулировать процесс восприятия информации и ее проведение по восходящим путям в мозге.

• Каждая отдельная сенсорная система реагирует лишь на определенные физические стимулы (например, зрительная система реагирует на световые стимулы, слуховая - на звуковые и т.п.). Специфичность такой реакции обусловила понятие «модальность». Стимулом данной модальности, адекватным для конкретной сенсорной системы, считают такой стимул, который вызывает реакцию при минимальной физической интенсивности. По модальности раздражители делят на механические, химические, тепловые, световые и др.
• Все сенсорные системы, независимо от природы действующего раздражителя, выполняют одинаковые функции и имеют общие принципы своей структурной организации. При этом, важнейшие принципы следующие: Батуев А.С. Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем. Общие принципы конструкции сенсорных систем / А.С. Батуев. - СПб.: Питер, 2010. - С. 46-51. - 317 с.

1. Принцип многоканальности (дублирование с целью повышения надёжности системы).

2. Принцип многоуровневости передачи информации.

3. Принцип конвергенции (концевые развлетвления одного нейрона контактируют с несколькими нейронами предыдущего уровня; воронка Шеррингтона).

4. Принцип дивергенции (мультипликации; контакт с несколькими нейронами более высокого уровня).

5. Принцип обратных связей (у всех уровней системы есть и восходящий, и нисходящий путь; обратные связи имеют тормозное значение как часть процеса обработки сигнала).

6. Принцип кортикализации (в новой коре представлены все сенсорные системы; следовательно, кора функционально многозначна, и не существует абсолютной локализации).

7. Принцип двусторонней симметрии (существует в относительной степени).

8. Принцип структурно-функциональных корреляций (кортикализация разных сенсорных систем имеет разную степень).

Основные функции сенсорных систем: Безруких М.М. Психофизиология. Словарь / М.М. Безруких, Д.А. Фабер - М.: ПЕР СЭ, 2006. - обнаружение сигнала; различение сигнала; передача и преобразование; кодирование и детектирование признаков; опознание образов. Указанная последовательность соблюдается во всех сенсорных системах, отражая иерархический принцип их организации. При этом, обнаружение и первичное различение сигналов обеспечивается рецепторами, а детектирование и опознание сигналов - нейронами коры больших полушарий. Передачу, преобразование и кодирование сигналов осуществляют нейроны всех слоев сенсорных систем.

1. Обнаружение сигналов начинается в рецепторе - специализированной клетке, эволюционно приспособленной к восприятию раздражителя определенной модальности из внешней или внутренней среды и преобразованию его из физической или химической формы в форму нервного возбуждения.

2. Важная характеристика сенсорной системы - способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей. Различение начинается в рецепторах, но в этом процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы. Оно характеризует то минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить (дифференциальный, или разностный, порог).

3. Процессы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе доносят до высших центров мозга наиболее важную (существенную) информацию о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа. Преобразования сигналов могут быть условно разделены на пространственные и временные. Среди пространственных преобразований выделяют изменения соотношения разных частей сигнала.

4. Кодированием информации называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму - код. В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом, т. е. наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени. Информация о раздражении и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп или «пачек» импульсов («залпов» импульсов). Амплитуда, длительность и форма каждого импульса одинаковы, но число импульсов в пачке, частота их следования, длительность пачек и интервалов между ними, а также временной «рисунок» пачки различны и зависят от характеристик стимула. Сенсорная информация кодируется также числом одновременно возбужденных нейронов, а также местом возбуждения в нейронном слое.

5. Детектирование сигналов - это избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные параметры стимула. Так, типичный нейрон зрительной области коры отвечает разрядом лишь на одну определенную ориентацию темной или светлой полоски, расположенной в определенной части поля зрения. При других наклонах той же полоски ответят другие нейроны. В высших отделах сенсорной системы сконцентрированы детекторы сложных признаков и целых образов.

6. Опознание образов - конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы. Она заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т. е. в классификации образов. Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует «образ» раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм. В результате этого происходит восприятие, т. е. мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем. Опознание часто происходит независимо от изменчивости сигнала. Так, мы надежно опознаем предметы при различной их освещенности, окраске, размере, ракурсе, ориентации и положении в поле зрения. Это означает, что сенсорная система формирует независимый от изменений ряда признаков сигнала (инвариантный) сенсорный образ.

Таким образом, сенсорная система (анализатор) - это функциональная система, состоящая из рецептора, афферентного проводящего пути и зоны коры головного мозга, куда проецируется данный вид чувствительности.

Корковые анализаторы большого мозга человека, и их функциональная связь с различными органами наглядно показаны на рисунке в Приложении 3.

Сенсорные системы человека обеспечивают:

1) формирование ощущений и восприятие действующих стимулов;

2) контроль произвольных движений;

3) контроль деятельности внутренних органов;

4) необходимый для бодрствования человека уровень активности мозга.

Процесс передачи сенсорных сигналов (их часто называют сенсорными сообщениями) сопровождается их многократными преобразованиями и перекодированием на всех уровнях сенсорной системы и завершается опознанием сенсорного образа. Сенсорная информация, поступающая в мозг, используется для организации простых и сложных рефлекторных актов, а также для формирования психической деятельности. Поступление в мозг сенсорной информации может сопровождаться осознанием наличия стимула (ощущением раздражителя). Ощущение представляет собой субъективную чувственную реакцию на действующий сенсорный стимул (например, ощущение света, тепла или холода, прикосновения и т. п.). как уже было сказано ранее, совокупность ощущений, обеспечиваемых каким-либо одним анализатором, обозначается термином «модальность», которая может включать различные качественные типы ощущений. Самостоятельными модальностями являются осязание, зрение, слух, обоняние, вкус, чувство холода или тепла, боли, вибрации, ощущение положения конечностей и мышечной нагрузки. Внутри модальностей существуют разные качества, или субмодальности; например, во вкусовой модальности различают сладкий, соленый, кислый и горький вкус.

На основе совокупности ощущений формируется чувственное восприятие, т. е. осмысление ощущений и готовность их описать. Восприятие не является простым отражением действующего стимула, оно зависит от распределения внимания в момент его действия, памяти о прошлом сенсорном опыте и субъективного отношения к происходящему, выражающегося в эмоциональных переживаниях.

Таким образом, сенсорная система вводит информацию в мозг и анализирует ее. Работа любой сенсорной системы начинается с восприятия рецепторами внешней для мозга физической или химической энергии, трансформации ее в нервные сигналы и передачи их в мозг через цепи нейронов. Процесс передачи сенсорных сигналов сопровождается многократным их преобразованием и перекодированием и завершается высшим анализом и синтезом (опознанием образа), после чего формируется ответная реакция организма.

2. Характеристика основных сенсорных систем

В физиологии принято разделять анализаторы на внешние и внутренние. Внешние анализаторы человека реагируют на те раздражители, которые приходят из внешней среды. Внутренние анализаторы человека, то это те структуры, которые реагируют на изменения внутри организма. Например, в мышечной ткани есть специфические рецепторы, которые реагируют на давление и другие показатели, которые изменяются внутри тела.

Внешние анализаторы делятся на контактные (при прямом контакте с раздражителем) и дистантные, которые реагируют на удаленные раздражители:

1) контактные: вкус и осязание;

2) дистантные: зрение, слух и обоняние.

Деятельность каждого из органов чувств представляет собой элементарный психический процесс - ощущение. Сенсорная информация от внешних раздражителей поступает в центральную нервную систему 2 путями:

1) Характерные сенсорные пути:

а) зрение - через сетчатку, латеральное коленчатое тело и верхние бугорки четверохолмия в первичную и вторичную зрительную кору;

б) слух - через ядра улитки и четверохолмия, медиальное коленчатое тело в первичную слуховую кору;

в) вкус - через продолговатый мозг и таламус в соматосенсорную кору;

г) обоняние - через обонятельную луковицу и пириформную кору в гипоталамус и лимбическую систему;

д) осязание - проходит через спинной мозг, ствол мозга и таламус в соматосенсорную кору.

2) Неспецифические сенсорные пути: болевые и температурные ощущения, расположенные в ядрах таламуса и ствола мозга.

Зрительная сенсорная система дает мозгу более 90% сенсорной информации. Зрение - многозвеньевой процесс, начинающийся с проекции изображения на сетчатку. Затем происходят возбуждение фоторецепторов, передача и преобразование зрительной информации в нейронных слоях зрительной системы, а заканчивается зрительное восприятие принятием высшими корковыми отделами этой системы решения о зрительном образе.

Приспособление глаза к ясному видению объектов, удаленных на разное расстояние называют аккомодацией, главную роль здесь играет хрусталик, изменяющий свою кривизну и, следовательно, преломляющую способность.

Периферическим отделом зрительной сенсорной системой является глаз (рис. 1). Он состоит из глазного яблока и вспомогательных структур: слезных желез, ресничной мышцы, кровеносных сосудов и нервов. Характеристика оболочек глазного яблока в Приложении 4.

Проводниковый отдел зрительной сенсорной системы - это зрительный нерв, ядра верхних бугров четверохолмия среднего мозга, ядра наружного коленчатого тела промежуточного мозга.

Центральный отдел зрительного анализатора расположен в затылочной доле.

Глазное яблоко имеет шарообразную форму, что облегчает его повороты для наведения на рассматриваемый объект. Количество света, которое поступает на сетчатку, регулируется зрачком, который способен расширятся и суживаться. Зрачком называют отверстие в центре радужной оболочки, через которое лучи света проходят внутрь глаза. Зрачок повышает четкость изображения на сетчатке, увеличивая глубину резкости глаза.

Луч света переламывается на роговице, хрусталике и в стекловидном теле. Таким образом, изображение попадает на сетчатку, которая содержит множество нервных рецепторов - палочек и колбочек. Благодаря химическим реакциям здесь формируется электрический импульс, которые следует по зрительному нерву и проектируется в затылочных долях коры головного мозга.

Рисунок 1 - Орган зрения:

1 - белочная оболочка; 2 - роговица; 3 - хрусталик; 4 - ресничное тело; 5 - радужная оболочка; 6 - сосудистая оболочка; 7 - сетчатка; 8 - слепое пятно; 9 - стекловидное тело; 10 - задняя камера глаза; 11 - передняя камера глаза; 12 - зрительный нерв

Сетчатка представляет собой внутреннюю светочувствительную оболочку глаза. Здесь расположены два вида фоторецепторов (палочковые и колбочковые: колбочки функционируют в условиях больших освещенностей, они обеспечивают дневное и цветовое зрение; намного более светочувствительные палочки ответственны за сумеречное зрение) и несколько видов нервных клеток. Все перечисленные нейроны сетчатки с их отростками образуют нервный аппарат глаза, который не только передает информацию в зрительные центры мозга, но и участвует в ее анализе и переработке. Поэтому сетчатку называют частью мозга, вынесенной на периферию. Из сетчатки зрительная информация по волокнам зрительного нерва устремляется в мозг.

Слуховая сенсорная система - одна из важнейших дистантных сенсорных систем человека. Рецептором здесь является ухо. Как и любой другой анализатор, слуховой тоже состоит из трех частей: слухового рецептора, слухового нерва с его проводящими путями и слуховой зоны коры больших полушарий головного мозга, где происходят анализ и оценка звуковых раздражений (рис. 2).

Периферический отдел слуховой сенсорной системы состоит из трех частей: наружного, среднего и внутреннего уха.

Проводниковый отдел. Волосковые клетки охватываются нервными волокнами улитковой ветви слухового нерва, который несет нервный импульс в продолговатый мозг, далее, перекрещиваясь со вторым нейроном слухового пути, он направляется к задним буграм четверохолмия и ядрам внутренних коленчатых тел промежуточного мозга, а от них - в височную область коры, где располагается центральная часть слухового анализатора.

Рисунок 2 - Орган слуха:

А - общий вид: 1 - наружный слуховой проход; 2 - барабанная перепонка; 3 - среднее ухо;

4 - молоточек; 5 - наковальня; 6 - стремечко; 7 - слуховой нерв; 8 - улитка; 9 - слуховая (Евстахиева) труба; Б - срез улитки; В - поперечный срез канала улитки: 10 - костный лабиринт; 11 - перепончатый лабиринт; 12 - спиральный (Кортиев) орган; 13 - основная (базальная) пластинка

Центральный отдел слухового анализатора расположен в височной доле. Первичная слуховая кора занимает верхний край верхней височной извилины, она окружена вторичной корой. Смысл услышанного интерпретируется в ассоциативных зонах. У человека в центральном ядре слухового анализатора особое значение имеет зона Вернике, расположенная в задней части верхней височной извилины. Эта зона ответственна за понимание смысла слов, она является центром сенсорной речи. При длительном действии сильных звуков возбудимость звукового анализатора понижается, а при длительном пребывании в тишине возрастает. Это адаптация наблюдается в зоне более высоких звуков.

Акустические (звуковые) сигналы представляют собой колебания воздуха с разной частотой и силой. Они возбуждают слуховые рецепторы, находящиеся в улитке внутреннего уха. Рецепторы активируют первые слуховые нейроны, после чего сенсорная информация передается в слуховую область коры большого мозга через ряд последовательных отделов:

Наружное ухо - слуховой проход проводит звуковые колебания к барабанной перепонке. Барабанная перепонка, отделяющая наружное ухо от барабанной полости, или среднего уха, представляет собой тонкую (0,1 мм) перегородку, имеющую форму направленной внутрь воронки. Перепонка колеблется при действии звуковых колебаний, пришедших к ней через наружный слуховой проход.

В среднем ухе, заполненном воздухом - находятся три косточки: молоточек, наковальня и стремечко, которые последовательно передают колебания барабанной перепонки во внутреннее ухо. Молоточек вплетен рукояткой в барабанную перепонку, другая его сторона соединена с наковальней, передающей колебания стремечку. Благодаря особенностям геометрии слуховых косточек стремечку передаются колебания барабанной перепонки уменьшенной амплитуды, но увеличенной силы.

В среднем ухе расположены две мышцы: напрягающая барабанную перепонку и стременная. Первая из них, сокращаясь, усиливает натяжение барабанной перепонки и тем самым ограничивает амплитуду ее колебаний при сильных звуках, а вторая фиксирует стремечко и тем самым ограничивает его движения. Этим внутреннее ухо автоматически предохраняется от перегрузок;

Во внутреннем ухе находится улитка, содержащая слуховые рецепторы. Улитка представляет собой костный спиральный канал, образующий 2,5 витка. Внутри среднего канала улитки на основной мембране расположен звуко-воспринимающий аппарат - спиральный орган, содержащий рецепторные волосковые клетки. Эти клетки трансформируют механические колебания в электрические потенциалы.

Сравнительная характеристика частей органа слуха в Приложении 5.

Механизмы слуховой рецепции следующие. Звук, представляющий собой колебания воздуха, в виде воздушных волн попадает через ушную раковину в наружный слуховой проход и действует на барабанную перепонку. Колебания барабанной перепонки передаются слуховым косточкам, движения которых вызывают вибрацию перепонки овального окна. Эти колебания передаются перилимфе и эндолимфе, затем воспринимаются волокнами основной мембраны. Высокие звуки вызывают колебания коротких волоконец, низкие - более длинных, расположенных у вершины улитки. Эти колебания возбуждают рецепторные волосковые клетки кортиева органа. Далее возбуждение передается по слуховому нерву в височную долю коры больших полушарий, где происходит окончательный синтез и синтез звуковых сигналов.

Вкусовая сенсорная система - скопление чувствительных химических рецепторов, которые реагируют на определенные химические вещества. Вкус, так же как и обоняние, основан на хеморецепции. Хеморецепторы - вкусовые клетки - расположены на дне вкусовой почки. Они покрыты микроворсинками, вступающими в контакт с растворенными в воде веществами.

Вкусовые рецепторы несут информацию о характере и концентрации веществ, поступающих в рот. Их возбуждение запускает сложную цепь реакций разных отделов мозга, приводящих к различной работе органов пищеварения или к удалению вредных для организма веществ, попавших в рот с пищей.

Периферический отдел этой системы представлен вкусовыми почками - рецепторы вкуса, - расположенные в эпителии желобковых, листовидных и грибовидных сосочков языка и в слизистой неба, зева и надгортанника. Больше всего их на кончике, краях и задней части языка. Каждая из примерно 10000 вкусовых почек человека состоит из нескольких (2-6) рецепторных клеток и, кроме того, из опорных клеток. Вкусовая почка имеет колбовидную форму; у человека ее длина и ширина около 70 мкм. Вкусовая почка не достигает поверхности слизистой оболочки языка и соединена с полостью рта через вкусовую пору.

Проводниковый отдел этого анализатора представлен тройничным нервом, барабанной струной, языкоглоточным нервом, ядрами продолговатого мозга, ядрами таламуса.

Центральный отдел (корковый конец) вкусового анализатора расположен в эволюционно древних образованиях больших полушарий, расположенных на их медиальной (срединной) и нижней поверхностях. Это кора гиппокампа (аммонова рога), парагиппокампа и крючка, а также латеральная часть постцентральной извилины (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Свод мозга и гиппокамп:

1 - крючок; 9 - зубчатая извилина; 2 - парагиппокампальная извилина; 3 - ножка гиппокампа; 4 - гиппокамп; 5 - мозолистое тело; 6 - центральная борозда; 7 - затылочная доля; 8 - теменная доля; 9 - височная доля

Проводниками всех видов вкусовой чувствительности служат барабанная струна и языкоглоточный нерв, ядра которых в продолговатом мозге содержат первые нейроны вкусовой системы. Многие из волокон, идущих от вкусовых рецепторов, отличаются определенной специфичностью, так как отвечают учащением импульсных разрядов лишь на действие соли, кислоты и хинина. Другие волокна реагируют на сахар. Наиболее убедительной считается гипотеза, согласно которой информация о 4 основных вкусовых ощущениях: горьком, сладком, кислом и соленом - кодируется не импульсацией в одиночных волокнах, а разным распределением частоты разрядов в большой группе волокон, по-разному возбуждаемых вкусовым веществом.

Вкусовые афферентные сигналы поступают в ядро одиночного пучка ствола мозга. От ядра одиночного пучка аксоны вторых нейронов восходят в составе медиальной петли до дугообразного ядра таламуса, где расположены третьи нейроны, аксоны которых направляются в корковый центр вкуса. Результаты исследований пока не позволяют оценить характер преобразований вкусовых афферентных сигналов на всех уровнях вкусовой системы.

Обонятельный анализатор. Периферический отдел обонятельной сенсорной системы расположен в верхнезадней полости носа, - это обонятельный эпителий, в котором находятся обонятельные клетки, взаимодействующие с молекулами пахучих веществ.

Проводниковый отдел представлен обонятельным нервом, обонятельной луковицей, обонятельным трактом, ядрами миндалевидного комплекса.

Центральный, корковый отдел - крючок, извилина гиппокампа, прозрачная перегородка и обонятельная извилина.

Ядра вкусового и обонятельного анализаторов тесно связаны между собой, а также со структурами мозга, ответственными за формирование эмоций и долговременной памяти. Отсюда ясно, насколько важно нормальное функциональное состояние вкусового и обонятельного анализатора.

Обонятельная рецепторная клетка - биполярная клетка, на апикальном полюсе которой находятся реснички, а от ее базальной части отходит немиелинизированный аксон. Аксоны рецепторов образуют обонятельный нерв, который пронизывает основание черепа и вступает в обонятельную луковицу.

Молекулы пахучих веществ попадают в слизь, вырабатываемую обонятельными железами, с постоянным током воздуха или из ротовой полости во время еды. Принюхивание ускоряет приток пахучих веществ к слизи.

Каждая обонятельная клетка имеет только один тип мембранного рецепторного белка. Сам же этот белок способен связывать множество пахучих молекул различной пространственной конфигурации. Правило «одна обонятельная клетка - один обонятельный рецепторный белок» значительно упрощает передачу и обработку информации о запахах в обонятельной луковице - первом нервном центре переключения и обработки хемосенсорной информации в мозге.

Особенность обонятельной системы состоит, в частности, в том, что ее афферентные волокна не переключаются в таламусе и не переходят на противоположную сторону большого мозга. Выходящий из луковицы обонятельный тракт состоит из нескольких пучков, которые направляются в разные отделы переднего мозга: переднее обонятельное ядро, обонятельный бугорок, препириформную кору, периамигдалярную кору и часть ядер миндалевидного комплекса. Связь обонятельной луковицы с гиппокампом, пириформной корой и другими отделами обонятельного мозга осуществляется через несколько переключений. Показано, что наличие значительного числа центров обонятельного мозга не является необходимым для опознания запахов, поэтому большинство нервных центров, в которые проецируется обонятельный тракт, можно рассматривать как ассоциативные центры, обеспечивающие связь обонятельной сенсорной системы с другими сенсорными системами и организацию на этой основе ряда сложных форм поведения - пищевой, оборонительной, половой и т. д.

Чувствительность обонятельной системы человека чрезвычайно велика: один обонятельный рецептор может быть возбужден одной молекулой пахучего вещества, а возбуждение небольшого числа рецепторов приводит к возникновению ощущения. Адаптация в обонятельной системе происходит сравнительно медленно (десятки секунд или минуты) и зависит от скорости потока воздуха над обонятельным эпителием и от концентрации пахучего вещества.

В соматосенсорную систему (кожно-мышечная сенсорная система) включают систему кожной чувствительности и чувствительную систему скелетно-мышечного аппарата, - представляют собой соответствующие рецепторы, расположенные в разных слоях кожи. Рецепторная поверхность кожи огромна (1,4-2,1 м2). В коже сосредоточено множество рецепторов. Они локализуются на разной глубине кожи и распределены неравномерно по ее поверхности.

Периферический отдел этой важнейшей сенсорной системы представлен разнообразными рецепторами, которые по месту расположения разделяют на кожные рецепторы, проприорецепторы (рецепторы мышц, сухожилий и суставов) и висцеральные рецепторы (рецепторы внутренних органов). По характеру воспринимаемого раздражителя выделяют механорецепторы, терморецепторы, хеморецепторы и рецепторы боли - ноцицепторы.

В роли органа чувств здесь, по сути дела, выступает вся поверхность тела человека, его мышцы, суставы, и в определенной степени - внутренние органы.

Проводниковый отдел представлен многочисленными афферентными волокнами, центрами задних рогов спинного мозга, ядрами продолговатого мозга, ядрами таламус.

Центральный отдел расположен в теменной доле: первичная кора - в заднецентральной извилине, вторичная - в верхнетеменной дольке.

В кожных покровах имеется несколько анализаторных систем: тактильная (ощущения прикосновения), температурная (ощущения холода и тепла), болевая. Система тактильной чувствительности неравномерно распределена по всему телу. Но более всего скопление тактильных клеток наблюдается на ладони, на кончиках пальцев и на губах. Тактильные ощущения руки, объединяясь с мышечно-суставной чувствительностью, образуют осязание - специфически человеческую, выработавшуюся в труде систему познавательной деятельности руки.

Если прикоснуться к поверхности тела, затем надавить на него, то давление может вызвать болевое ощущение. Таким образом, тактильная чувствительность дает знания о качествах предмета, а болевые ощущения сигнализируют организму о необходимости отдалиться от раздражителя и имеют ярко выраженный эмоциональный тон.

Третий вид кожной чувствительности- температурные ощущения - связан с регулированием теплообмена между организмом и окружающей средой. Распределение тепловых и холодовых рецепторов на коже неравномерно. Наиболее чувствительна к холоду спина, наименее - грудь.

О положении тела в пространстве сигнализируют статические ощущения. Рецепторы статической чувствительности расположены в вестибулярном аппарате внутреннего уха. Резкие и частые изменения положения тела относительно плоскости земли могут приводить к головокружению.

Механизмы возбуждения кожных рецепторов: стимул приводит к деформации мембраны рецептора, в результате этого электрическое сопротивление мембраны уменьшается. Через мембрану рецептора начинает течь ионный ток, приводящий к генерации рецепторного потенциала. При увеличении рецепторного потенциала до критического уровня в рецепторе генерируются импульсы, распространяющиеся по волокну в ЦНС.

Заключение

Таким образом, информация об окружающем мире воспринимается человеком через органы чувств, называемые в физиологии сенсорными системами (анализаторы).

Деятельность анализаторов связана с возникновением пяти чувств - зрения, слуха, вкуса, обоняния и осязания, с помощью которых осуществляется связь организма с внешней средой.

Органы чувств - это сложные сенсорные системы (анализаторы), включающие воспринимающие элементы (рецепторы), проводящие нервные пути и соответствующие отделы в головном мозге, где сигнал преобразуется в ощущение. Основной характеристикой анализатора является чувствительность, которая характеризуется величиной порога ощущения.

Основные функции сенсорной системы: обнаружение и различение сигналов; передача и преобразование сигналов; кодирование информации; детектирование сигналов и опознавание образов.

Каждая сенсорная система включает в себя три отдела: 1) периферический или рецепторный, 2) проводниковый, 3) корковый.

Сенсорные системы воспринимают сигналы от внешнего мира и несут в мозг информацию, необходимую организму для ориентации во внешней среде и для оценки состояния самого организма. Эти сигналы возникают в воспринимающих элементах - сенсорных рецепторах, получающих стимулы из внешней или внутренней среды, нервных путей, и передаются от рецепторов в мозг и тех частей мозга, которые перерабатывают эту информацию - через цепи нейронов и связующих их нервных волокон сенсорной системы.

Передача сигналов сопровождается многократными преобразованиями и перекодированием на всех уровнях сенсорной системы и завершается опознанием сенсорного образа.

Список используемой литературы

1. Атлас по анатомии человека: учеб. пособие для мед. учеб. заведений / ред. Т.С. Артемьев, А.А. Власова, Н.Т. Шиндина. - М.: РИПОЛ КЛАССИК, 2007. - 528 с.

2. Основы психофизиологии: Учебник / Отв. ред. Ю.И. Александров. - СПб.: Питер, 2003. - 496 с.

3. Островский М.А. Физиология человека. Учебник. В 2 т. Т. 2 / М.А. Островский, И.А. Шевелев; Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. - М. - 368 с. - С. 201-259.

4. Реброва Н.П. Физиология сенсорных систем: Учебно-методическое пособие / Н.П. Реброва. - СПб.: НП «Стратегия будущего», 2007. - 106 с.

5. Серебрякова Т.А. Физиологические основы психической деятельности: Учебное пособие. - Н.-Новгород: ВГИПУ, 2008. - 196 с.

6. Смирнов В.М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность: Учеб. пособие / В.М. Смирнов, С.М. Будылина. - М.: Академия, 2009. - 336 с. - С. 178-196.

7. Титов В.А. Психофизиология. Конспект лекций / В.А. Титов. - М.: Приор-издат, 2003. - 176 с.

8. Физиология сенсорных систем и высшей нервной деятельности: учебник. В 2 т. Т. 1. / Под ред. Я.А. Альтмана, Г.А. Куликова. - М. Академия, 2009. - 288 с.

9. Физиология человека / Под ред. В.М. Смирнова - М.: Академия, 2010. - с.364-370, 372-375,377-378, 370-371,381-386.

Приложение 1

Виды анализаторов

Анализатор	Функции (какие раздражители воспринимает)	Периферический отдел	Проводниковый отдел	Центральный отдел
Зрительный	Световые	Фоторецепторы сетчатки глаза	Зрительный нерв	Зрительная зона в затылочной доле коры больших полушарий
Слуховой	Звуковые	Слуховые рецепторы кортиева органа	Слуховой нерв	Слуховая зона в височной доле КБП
Вестибулярный (гравитационный)	Механические	Рецепторы полукружных каналов и оттолитового аппарата	Вестибулярный, затем слуховой нерв	Вестибулярная зонав височной доле КБП
Сенсомоторный чувствительный (соматосенсорный)	Механические, температурные, болевые.	Осязательные рецепторы кожи	Спиноталамический путь: нервы кожной чувствительности	Соматосенсорная зона в задней центральной извилине КБП
Сенсомоторный двигательный (моторный)	Механические	Проприорецепторов мышц и суставов	Чувствительный нервы скелетно-мышечного аппарат	Соматосенсорная зона и моторная зона в передней центральной извилине КБП
Обонятельный	Газообразные химические вещества	Обонятельные рецепторы полости носа	Обонятельный нерв	Обонятельные ядра и обонятельные центры височной доли КБП
Вкусовой	Химические растворенные вещества	Вкусовые рецепторы ротовой полости	Лицевой языкоглоточный нерв	Вкусовая зона в теменной доле КБП
Висцеральный (внутренней среды)	Механические	Интерорецепторы внутренних органов	Блуждающий, чревный и тазовый нервы	Лимбическая система и сенсомоторная зона КБП

Приложение 2

Сравнительная характеристика периферического отдела анализаторов

Анализаторы	Чувствительный орган	Качество	Рецепторы
Зрительный анализатор	Сетчатка	Яркость, контрастность, движение, размер, цвет	Палочки и колбочки
Слуховой анализатор		Высота, тембр звука	Волосковые клетки
Вестибулярный анализатор	Вестибулярный орган	Сила притяжения	Вестибулярные клетки
Вестибулярный анализатор	Вестибулярный орган	Вращение	Вестибулярные клетки
Кожный анализатор		Прикосновение	Ощупь, холодовые и тепловые рецепторы
Вкусовой анализатор		Сладкий и кислый вкус	Вкусовые сосочки на кончике языка
Вкусовой анализатор		Горький и соленый вкус	Вкусовые сосочки у основания языка
Обонятельный анализатор	Обонятельные нервы		Обонятельные рецепторы

Сравнительная характеристика проводникового и центрального отделов анализаторов

Анализаторы	Уровни переключения: первичный	Уровни переключения вторичный	Уровни переключения: третичный	Центральный отдел
Зрительный анализатор	Сетчатка		Первичная и вторичная зрительная кора	Затылочные доли головного мозга
Слуховой анализатор	Ядра улитки		Первичная слуховая кора	Височная доля головного мозга
Вестибулярный анализатор	Вестибулярные ядра		Соматосенсорной коры	Теменные и височные доли головного мозга
Кожный анализатор	Спинной мозг		Соматосенсорная кора	Верхний участок задней центральной извилины головного мозга
Обонятельный анализатор	Обонятельная луковица	Пириформная кора	Лимбическая система, гипоталамус	Височная доля (кора извилины морского коня) головного мозга
Вкусовой анализатор	Продолговатый мозг		Соматосенсорная кора	Нижняя участок задней центральной извилины головного мозга

Приложение 3

Корковые анализаторы большого мозга человека, и их функциональная связь с различными органами

1 - периферическое звено; 2 - проводниковое; 3 - центральное, или корковое; 4 - интерорецептивный; 5 - двигательный; 6 - вкусовой и обонятельный; 7 - кожный, 8 - слуховой, 9 - зрительный)

Приложение 4

Сравнительная характеристика оболочек глазного яблока

Оболочки		Особенности строения
	Cклера (белковая оболочка)		Опорная, защитная
Волокнистая оболочка (внешняя оболочка)	Роговица	Прозрачная, соединительнотканная, имеет выпуклую форму	Пропускает и преломляет лучи света
	Собственно сосудистая оболочка	Содержит много кровеносных сосудов	Бесперебойное питание глаза
Сосудистая оболочка (средняя оболочка)	Ресничное тело	Содержит ресничную мышцу	Изменение кривизны хрусталика
Сосудистая оболочка (средняя оболочка)		Содержит зрачок, мышцы и пигмент меланин	Пропускает лучи света и определяет цвет глаз
	Сетчатка (внутренняя оболочка)	Два слоя: наружный пигментный (содержит пигмент фусцин) и внутренний светочувствительный (содержит палочки, колбочки)	Преобразует световое раздражение в нервный импульс, первичная обработка зрительного сигнала
Оболочки		Особенности строения
Волокнистая оболочка (внешняя оболочка)	Cклера (белковая оболочка)	Непрозрачная, соединительнотканная	Опорная, защитная

Приложение 5

Сравнительная характеристика частей органа слуха

	Особенности строения
Наружное ухо	Ушная раковина, наружный слуховой проход	Защитная (волоски, ушная сера), проводниковая, резонаторная
Среднее ухо	Барабанная полость, барабанная перепонка, слуховые косточки (молоточек, наковальня, стремечко), слуховая (евстахиевая) труба	Проводниковая, увеличение мощности колебаний, защитная (от сильных звуковых колебаний)
Внутреннее ухо	Улитка перепончатого лабиринта, которая содержит спиральный (кортиев) орган	Проводниковая, звуковоспринимающая (спиральный орган)

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Сенсорная организация личности как уровень развития отдельных систем чувствительности и возможность их объединения. Анализаторы сенсорных систем. Деятельность сенсорных рецепторов. Общие принципы устройства сенсорных систем. Работа органов чувств.

реферат , добавлен 24.05.2012


Общая характеристика органов чувств. Рецепторы и их функциональная характеристика. Обработка сенсорных стимулов на уровне спинного мозга, таламуса и коры больших полушарий. Аускультация как диагностический метод. Общий принцип строения сенсорных систем.

презентация , добавлен 26.09.2013


Нарушение сенсорных систем у взрослого человека обращают на себя внимание и рассматриваются окружающими как патология. Вспомогательные органы глаза. Орган слуха и равновесия. Методики исследования каждой сенсорной системы. Методы безусловных рефлексов.

курсовая работа , добавлен 14.04.2009


Общая физиология сенсорных систем. Соматосенсорный, вкусовой и обонятельный анализаторы. Определение точек прикосновения. Определение пространственных порогов тактильной рецепции и локализации болевых рецепторов. Определение вкусовых ощущений и порогов.

методичка , добавлен 07.02.2013


Строение коры головного мозга. Характеристика корковых проекционных зон мозга. Произвольная регуляция психической деятельности человека. Основные нарушения при поражении структуры функционального отдела мозга. Задачи блока программирования и контроля.

презентация , добавлен 01.04.2015


Обработка соматосенсорных и слуховых сигналов. Особенности организации рецепторов тонкого прикосновения. Свойства ответов корковых нейронов. Параллельная обработка сенсорных модальностей. Болевые и температурные проводящие пути. Центральные пути боли.

реферат , добавлен 27.10.2009


Характеристика мозга, важнейшего органа человека, регулирующего все процессы, рефлексы и движения в теле. Оболочки головного мозга: мягкая, паутинная, твердая. Функции продолговатого мозга. Основное значение мозжечка. Серое вещество спинного мозга.

презентация , добавлен 28.10.2013


Понятие и принципы строения анализаторных систем человека, изучение с точки зрения нейрофизиологии. Причины возникновения и разновидности расстройств анализаторных систем, их клинические признаки и пути ликвидации. Строение, роль зрительного анализатора.

контрольная работа , добавлен 18.09.2009


Высшая нервная деятельность. Работа аппаратов рецепции и высших этажей мозга. Проблема адекватности отражения. Дифференциация раздражений, их дробный анализ. Энергия внешнего раздражения. Афферентная импульсация от мышечно-суставных рецепторов.

реферат , добавлен 16.06.2013


Регуляция функций организма, согласованная деятельность органов и систем, связь организма с внешней средой как основные функции деятельности нервной системы. Свойства нервной ткани - возбудимость и проводимость. Строение головного мозга и его зоны.

«Сенс» - переводится как «чувство», «ощущение».

Определение понятия

Сенсорные системы – это воспринимающие системы организма (зрительная, слуховая, обонятельная, осязательная, вкусовая, болевая, тактильная, вестибулярный аппарат, проприоцептивная, интероцептивная).

Сенсорные системы - это специализированные подсистемы нервной системы, обеспечивающие ей восприятие и ввод информации за счёт формирования субъективных ощущений на основе объективных раздражений. Сенсорные системы включают в себя периферические сенсорные рецепторы вместе со вспомогательными структурам (органы чувств), отходящие от них нервные волокна (проводящие пути) и сенсорные нервные центры (низшие и высшие). Низшие нервные центры трансформируют (перерабатывают) входящее сенсорное возбуждение в выходящее, а высшие нервные центры наряду с этой функцией образуют экранные структуры, формирующие нервную модель раздражения - сенсорный образ. © Сазонов В.Ф., 2012-2016. © kineziolog.bodhu.ru, 2012-2016..

Можно сказать, что сенсорные системы - это «информационные входы» организма для восприятия им характеристик окружающей среды, а также характеристик внутренней среды самого организма. В физиологии принято делать ударение на букву «о», тогда как в технике - на букву «е». Поэтому технические воспринимающие системы - сЕ нсорные, а физиологические - сенсО рные.

Итак, сенсорные системы - это информационные входы в нервную систему.

Виды сенсорных систем

Анализаторы и сенсорные системы

И.П. Павлов создал учение об анализаторах. Это упрощённое представление о восприятии. Он делил анализатор на 3 звена.

Строение анализатора

Периферическая часть (отдаленная) – это рецепторы, воспринимающие раздражение и превращающие его в нервное возбуждение.

Проводниковый отдел – это проводящие пути, передающие сенсорное возбуждение, рождённое в рецепторах.

Центральный отдел – это участок коры больших полушарий головного мозга, анализирующий поступившее к нему сенсорное возбуждение и строящий за счёт синтеза возбуждений сенсорный образ.

Таким образом, например, окончательное зрительное восприятие происходит в мозге, а не в глазу.

Понятие сенсорная система шире , чем анализатор. Она включает в себя дополнительные приспособления, системы настройки и системы саморегуляции. Сенсорная система предусматривает обратную связь между мозговыми анализирующими структурами и воспринимающим рецептивным аппаратом. Для сенсорных систем характерен процесс адаптации к раздражению.

Адаптация – это процесс приспособления сенсорной системы и ее отдельных элементов к действию раздражителя.

1. Сенсорная система активна , а не пассивна в передаче возбуждения.

2. В состав сенсорной системы входят вспомогательные структуры , обеспечивающие оптимальную настройку и работу рецепторов.

3. В состав сенсорной системы входят вспомогательные , которые не просто передают сенсорное возбуждение дальше, а меняют его характеристики и разделяют на несколько потоков, посылая их по разным направлениям.

4. Сенсорная система имеет обратные связи между последующими и предшествующими структурами, передающими сенсорное возбуждение.

5. Обработка и переработка сенсорного возбуждения происходит не только в коре головного мозга, но и в нижележащих структурах.

6. Сенсорная система активно подстраивается под восприятие раздражителя и приспосабливается к нему, т. е. происходит её адаптация .

7. Сенсорная система сложнее, чем анализатор.

Вывод:

Сенсорная система = анализатор + низший нервный центр (или несколько центров) + система регуляции.

Отделы сенсорной системы:

1. Рецепторы. Возможны также вспомогательные структуры (например глазное яблоко, ухо и т.п.).
2. Афферентные (чувствительные) (афферентные нейроны).
3. .
4. Высший нервный центр в коре больших полушарий головного мозга.

1. Принцип многоэтажности.

В каждой сенсорной системе существует несколько передаточных промежуточных инстанций на пути от рецепторов к коре больших полушарий головного мозга. В этих промежуточных низших нервных центрах происходит частичная переработка возбуждения (информации). Уже на уровне низших нервных центров формируются безусловные рефлексы, т. е. ответные реакции на раздражение, они не требуют участия коры головного мозга и осуществляются очень быстро.

Например: Мошка летит прямо в глаз - глаз моргнул в ответ, и мошка в него не попала. Для ответной реакции в виде моргания не требуется создавать полноценный образ мошки, достаточно простой детекции того, что объект быстро приближается к глазу.

Одна из вершин многоэтажного устройства сенсорной системы - это слуховая сенсорная система. В ней можно насчитать 6 этажей. Существуют также дополнительные обходные пути к высшим корковым структурам, которые минуют несколько низших этажей. Таким способом кора получает предварительный сигнал для повышения её готовности до основного потока сенсорного возбуждения.

Иллюстрация принципа многоэтажности:

2. Принцип многоканальности.

Возбуждение передается от рецепторов в кору всегда по нескольким параллельным путям. Потоки возбуждения частично дублируются, и частично разделяются. По ним передается информация о различных свойствах раздражителя.

Пример параллельных путей зрительной системы:

1-й путь: сетчатка - таламус - зрительная кора.

2-й путь: сетчатка - четверохолмие (верхние холмы) среднего мозга (ядра глазодвигательных нервов).

3-й путь: сетчатка - таламус - подушка таламуса - теменная ассоциативная кора.

При повреждении разных путей и результаты получаются различные.

Например: если разрушить наружное коленчатое тело таламуса (НКТ) в зрительном пути 1, то наступает полная слепота; если разрушить верхнее двухолмие среднего мозга в пути 2, то нарушается восприятие движения предметов в поле зрения; если разрушить подушку таламуса в пути 3, то пропадает узнавание предметов и зрительное запоминание.

Во всех сенсорных системах обязательно существуют три пути (канала) передачи возбуждения:

1) специфический путь: он ведет в первичную сенсорную проекционную зону коры,

2) неспецифический путь: он обеспечивает общую активность и тонус коркового отдела анализатора,

3) ассоциативный путь: он определяет биологическую значимость раздражителя и управляет вниманием.

В эволюционном процессе усиливается многоэтажность и многоканальность в структуре сенсорных путей.

Иллюстрация принципа многоканальности:

3. Принцип конвергенции.

Конвергенция - это схождение нервных путей в виде воронки. За счёт конвергенции нейрон верхнего уровня получает возбуждение от нескольких нейронов нижележащего уровня.

Например: в сетчатке глаза существует большая конвергенция. Фоторецепторов несколько десятков млн., а ганглиозных клеток - не более одного млн. Т.е. нервных волокон, передающих возбуждение от сетчатки во много раз меньше, чем фоторецепторов.

4. Принцип дивергенции.

Дивергенция - это расхождение потока возбуждения на несколько потоков от низшего этажа к высшему (напоминает расходящуюся воронку).

5. Принцип обратной связи.

1. Преобразование силы раздражения в частотный код импульсов – универсальный принцип действия любого сенсорного рецептора.

Причём во всех сенсорных рецепторах преобразование начинается с вызванного стимулом изменения свойств клеточной мембраны. Под действием стимула (раздражителя) в мембране клеточного рецептора должны открыться (а в фоторецепторах, наоборот, закрыться) стимул-управляемые ионные каналы. Через них начинается поток ионов и развивается состояние деполярицации мембраны. Смотри: Рецепция и трансдукция

2. Топическое соответствие - поток возбуждения (информационный поток) во всех передаточных структурах соответствует значимым характеристикам раздражителя. Это означает, что важные признаки раздражителя будут закодированы в виде потока нервных импульсов и нервной системой будет построен внутренний сенсорный образ, похожий на раздражитель - нервная модель стимула. "Топическое" - означает "пространственное".

3. Детекция - это выделение качественных признаков. Нейроны-детекторы реагируют на определенные признаки объекта и не реагируют на все остальное. Нейроны-детекторы отмечают контрастные переходы. Детекторы придают сложному сигналу осмысленность и уникальность. В разных сигналах они выделяют одинаковые параметры. К примеру, только детекция поможет вам отделить контуры маскирующейся камбалы от окружающего её фона.

4. Искажение информации об исходном объекте на каждом уровне передачи возбуждения.

5. Специфичность рецепторов и органов чувств. Их чувствительность максимальна к определенному типу раздражителя с определенной интенсивностью.

6. Закон специфичности сенсорных энергий: ощущение определяется не стимулом, а раздражаемым сенсорным органом. Ещё точнее можно сказать так: ощущение определяется не раздражителем, а тем сенсорным образом, который строится в высших нервных центрах в ответ на действие раздражителя. Например, источник болевого раздражения может находиться в одном месте тела, а ощущение боли может проецироваться на совсем другой участок. Или же: один и тот же раздражитель может вызывать очень разные ощущения в зависимости от адаптации к нему нервной системы и/или органа чувств.

7. Обратная связь между последующими и предшествующими структурами. Последующие структуры могут менять состояние предшествующих и менять таким способом характеристики приходящего к ним потока возбужджения.

Адекватный раздражитель – это раздражитель, дающий максимальную ответную реакцию, при минимальной силе раздражения.

Адекватность раздражителя - относительное понятие. Так, например, существует белок туаматин, который имеет молекулярную массу 22 тысячи, состоит из 207 остатков аминокислот и в 8 тысяч раз слаще сахарозы. А ведь именно водный раствор сахарозы принят эталоном сладкого вкуса.

Специфичность сенсорных систем предопределяется их структурой. Структура ограничивает их реакции на один раздражитель и способствует восприятию других.

Подробности по сенсорным системам для докладов и рефератов можно посмотреть тут:

Реброва Н.П. Физиология сенсорных систем: Учебно-методическое пособие. СПб.,Стратегия будущего, 2007. Читать

bibliotekar.ru/447/213.htm

humbio.ru/humbio/ssb/00000aa0.htm Электронный учебник по биологии человека, раздел Сенсорные системы.

medbiol.ru/medbiol/physiology/001b2075.htm Электронный учебник, раздел Сенсорные системы

http://website-seo.ru/read/page/15/ Основные электронные ресурсы по психофизиологии (разрешено скачивание).

website-seo.ru/read/page/2/ Дополнительные электронные ресурсы по психофизиологии (разрешено скачивание).

www.maik.ru/cgi-bin/list.pl?page=sensis elibrary.ru/title_about.asp?id=8212 Журнал Сенсорные системы.

ito.osu.ru/resour/el_book/courses/temp3/glava_4_1.html Сенсорные системы кратенько.

www.ozrenii.ru/ О зрении (не классическое представление информации о зрительной системе).

Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства