Сенсорный аппарат человека. Как сенсорная система передает информацию мозгу

Вопрос №26. Обзор сенсорных систем.

Сенсорной системой (анализатором по И.П. Павлову) называют часть нервной системы, состоящую из воспринимающих элементов – рецепторов, получающих стимулы из внешней или внутренней среды, нервных путей, передающих информацию.

Рецептор – периферическая специализированная часть анализатора, посредством которой воздействие раздражителей внешнего мира и внутренней среды организма трансформируется в процесс нервного возбуждения.

Сенсорная система вводит информацию в мозг и анализирует ее.

Работа любой сенсорной системы начинается с восприятия рецепторами внешней для мозга физической или химической энергии, трансформацией ее в нервные сигналы и передает 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.

Основными общими принципами построения сенсорных систем высших позвоночных животных и человека являются следующие:

1) многослойность, то есть наличие нескольких слоев нервных клеток, первый из которых связан с рецепторами, а последний – с нейронами моторных областей коры большого мозга. Это свойство дает возможность специализировать нейронные слои на переработке разных видов сенсорной информации, что позволяет организму быстро реагировать на простые сигналы, анализируемые уже на первых уровнях сенсорной системы;

2) многоканальность сенсорной системы, то есть наличие в каждом слое множества (от десятков тысяч до миллионов) нервных клеток, связанных с множеством клеток следующего слоя;

3) разное число элементов в соседних слоях, что формирует «сенсорные воронки»;

4) дифференциация сенсорной системы по вертикали и по горизонтали. Дифференциация по вертикали заключается в образовании отделов, каждый из которых состоит из нескольких нейронных слоев. Дифференциация по горизонтали заключается в различных свойствах рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах каждого из слоев.

Сенсорная система выполняет следующие основные функции , или операции, с сигналами:

– обнаружение;

– различение (способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей);

– передачу и преобразование;

– кодирование (совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму – код);

– детектирование признаков (избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение);

– опознание образов (заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, то есть в классификации образов).

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.

Виды сенсорных систем.

1. Слуховая . Адекватный раздражитель - звук. Рецепция (трансдукция) звука - это восприятие звука на уровне слуховых рецепторов уха, т.е.превращение(трансформация) звуковых колебаний в нервное возбуждение. Рецепторы звука - это волосковые клетки (точнее: внутренние волосковые клетки), они спрятаны в улитке внутреннего уха, сидят на базальной мембране кортиевого органа.

2. Зрительная . Это совокупность структур, обеспечивающих восприятие световой энергии и формирование зрительных ощущений (зрительных образов). Адекватный раздражитель - свет.

3. Вестибулярная . Адекватный раздражитель - гравитация, ускорение.

4. Вкусовая . Адекватный раздражитель - вкус (горький, кислый, сладкий, солёный).

5. Обонятельная . Это нейросистема для распознавания летучих и водорастворимых веществ по конфигурации их молекул, создающая субъективные сенсорные образы в виде запахов. Адекватный раздражитель - запах. Функции обонятельной сенсорной системы: 1) детекция пищи на привлекательность, съедобность и несъедобность; 2) мотивация и модуляция пищевого поведения; 3) настройка пищеварительной системы на обработку пищи по механизму безусловных и условных рефлексов; 4) запуск оборонительного поведения за счёт детекции вредные для организма вещества или веществ, связанных с опасностью; 5) мотивация и модуляция полового поведения за счёт детекции пахучих веществ и феромонов.

6. Кинестетическая = осязательная (тактильная) + температурная (тепловая и холодовая). Адекватный раздражитель - давление, вибрация, тепло (повышенная температура), холод (пониженная температура).

7. Двигательная . Обеспечивает ощущение взаиморасположение частей тела в пространстве, ощущение своего тела). Именно двигательная сенсорная система позволяет нам дотронуться, например, рукой до своего носа или других частей тела даже с закрытыми глазами.

8. Мышечная (проприоцептивная). Обеспечивает ощущение степени напряжения мышц. Адекватный раздражитель - мышечное сокращение и растяжение сухожилий.

9. Болевая . Это совокупность нервных структур, воспринимающих повреждающие раздражения и формирующих болевые ощущения, т. е. боль. Рецепторы боли называются ноцицепторами . Это высокопороговые рецепторы, реагирующие на разрушающее, повреждающее или нарушающее какой-либо процесс воздействие. В целом повреждения являются сигналом о нарушении нормальной жизнедеятельности: повреждение покровов тела и органов, клеточных мембран и клеток, самих ноцицептивных нервных окончаний, нарушение течения окислительных процессов в тканях.

10. Интероцептивная . Обеспечивает внутренние ощущения. Слабо контролируется сознанием и, как правило, даёт нечёткие ощущения. Однако в ряде случаев люди могут сказать, что ощущают в каком-либо внутреннем органе не просто дискомфорт, а состояние «давления», «тяжести», «распирания» и т.п. Интероцептивная сенсорная система обеспечивает поддержание гомеостаза, и при этом она не обязательно порождает какие-либо ощущения, воспринимаемые сознанием, т.е. не создаёт перцептивных сенсорных образов.

сенсорные системы - это специализированные части нервной системы, включающие периферические рецепторы (сенсорные органы, или органы чувств), отходящие от них нервные волокна (проводящие пути) и клетки центральной нервной системы, сгруппированные вместе (сенсорные центры). Каждая область мозга, в которой находится сенсорный центр (ядро) и осуществляется переключение нервных волокон, образует уровень сенсорной системы. В сенсорных органах происходит преобразование энергии внеш­него стимула в нервный сигнал - рецепция. Нервный сигнал (рецепторный потенциал) трансформируется в импульсную активность или потенциалы действия нейронов (кодирование). По проводящим путям потенциалы действия достигают сенсорных ядер, на клетках которых происходит переключение нервных волокон и преобразова­ние нервного сигнала (перекодирование) . На всех уровнях сенсорной системы, одновременно с кодированием и анализом стимулов осу­ществляется декодирование сигналов, т.е. считывание сенсорного кода. Декодирование осуществляется на основе связей сенсорных ядер с двигательными и ассоциативными отделами мозга. Нервные импульсы аксонов сенсорных нейронов в клетках двигательных сис­тем вызывают возбуждение (или торможение). Результатом этих процессов является движение - действие или остановка движения - бездействие. Конечным проявлением активации ассоциативных функций также является движение.

основными функциями сенсорных систем являются:

1. ре­цепция сигнала;
2. преобразование рецепторного потенциала в им­пульсную активность нервных путей;
3. передача нервной активнос­ти к сенсорным ядрам;
4. преобразование нервной активности в сенсорных ядрах на каждом уровне;
5. анализ свойств сигнала;
6. идентификация свойств сигнала;
7. классификация и опознание сигнала (принятие решения).

12. Определение, свойства и виды рецепторов.

Рецепторы – это специальные клетки или специальные нервные окончания, предназначены для трансформации энергии (преобразовании) различных видов раздражителей в специфическую активность нервной системы (в нервный импульс).

Сигналы, поступающие в ЦНС с рецепторов, вызывают либо новые реакции, либо изменяют течение происходящей в данный момент деятельности.

Большинство рецепторов представлено клеткой, снабженной волосками или ресничками, которые представляют такие образования, которые действуют подобно усилителям по отношению к раздражителям.

Происходит либо механическое, либо биохимическое взаимодействие раздражителя с рецепторами. Пороги восприятия раздражителя очень низкие.

По действию стимулов рецепторы делятся:

1. Интерорецепторы

2. Экстерорецепторы

3. Проприорецепторы: мышечные веретена и сухожильные органы Гольджи (открыл И.М. Сеченов новый вид чувствительности – суставно-мышечное чувство).

Выделяют 3 вида рецепторов:

1. Фазные – это рецепторы, которые возбуждаются в начальный и конечный период действия раздражителя.

2. Тонические – действуют в течение всего периода действия раздражителя.

3. Фазно–тонические - у которых все время возникают импульсы, но в начале и в конце больше.

Качество воспринимаемой энергии называется модальностью .

Рецепторы могут быть:

1. Мономодальные (воспринимают 1 вид раздражителя).

2. Полимодальные (могут воспринимать несколько раздражителей).

Передача информации от перефирических органов происходит по сенсорным путям, которые могут быть специфические и неспецифические.

Специфические – это мономодальные.

Неспецифические – это полимодальные

Свойства

· Избирательность - чувствительность к адекватным раздражителям

· Возбудимость - минимальной величиной энергии адекватного раздражителя, которая необходима для возникновения возбуждения, т.е. порогом возбуждения.

· Низкая величина порогов для адекватных раздражителей

· Адаптация (может сопровождаться как понижением, так и повышением возбудимости рецепторов. Так, при переходе из светлого помещения в темное происходит постепенное повышение возбудимости фоторецепторов глаза, и человек начинает различать слабо освещенные предметы- это так называемая темновая адаптация.)

13. Механизмы возбуждения первично-чувствующих и вторично-чувствующих рецепторов.

Первично-чувствующие рецепторы : раздражитель действует на дендрит сенсорного нейрона, изменяется проницаемость клеточной мембраны к ионам (в основном к Na+), образуется локальный электрический потенциал (рецепторный потенциал), который электротонически распространяется вдоль мембраны к аксону. На мембране аксона образуется потенциал действия, передаваемый далее в ЦНС.

Сенсорный нейрон с первично-чувствующим рецептором представляет собой биполярный нейрон, на одном полюсе которого располагается дендрит с ресничкой, а на другом – аксон, передающий возбуждение в ЦНС. Примеры: проприорецепторы, терморецепторы, обонятельные клетки.

Вторично-чувствующие рецепторы : в них раздражитель действует на рецепторную клетку, в ней возникает возбуждение (рецепторный потенциал). На мембране аксона рецепторный потенциал активирует выделение нейромедиатора в синапс, в результате чего на постсинаптической мембране второго нейрона (чаще всего биполярного) образуется генераторный потенциал, который и приводит к образованию потенциала действия на соседних участках постсинаптической мембраны. Далее этот потенциал действия передается в ЦНС. Примеры: волосковые клетки уха, вкусовые рецепторы, фоторецепторы глаза.

!14. Органы обоняния и вкуса (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона).

Органы обоняния и вкуса возбуждаются при химическими раздражителями. Рецепторы обонятельного анализатора возбуждаются газообразными, а вкусового - растворенными химическими веществами. Развитие органов обоняния также зависит от образа жизни животных. Обонятельный эпителий располагается в стороне от главного дыхательного пути и вдыхаемый воздух поступает туда путем вихревых движений или диффузии. Такие вихревые движения возникают при “принюхивании” т.е. при коротких вдохах через нос и расширении ноздрей, что облегчает проникновению анализируемого воздуха в эти области.

Обонятельные клетки представлены биполярными нейронами аксоны которых образуют обонятельный нерв, заканчивающийся в обонятельной луковице, являющейся обонятельным центром и далее от него идут пути в другие вышележащие структуры мозга. На поверхности обонятельных клеток имеется большое количество ресничек, значительно увеличивающих - обонятельную поверхность.

Вкусовой анализатор служит для определения характера, вкусовых качеств корма, его пригодности к поеданию. Животным, живущим в воде вкусовой и обонятельный анализаторы помогают ориентироваться в окружающей среде, определять наличие пищи, самки. С переходом к жизни в воздушной среде значение вкусового анализатора уменьшается. У травоядных животных вкусовой анализатор развит хорошо, что бывает видно на пастбище и в кормушке, когда животные не всю подряд поедают траву и сено.

Периферический отдел вкусового анализатора представлен вкусовыми луковицами, расположенными на языке, мягком небе, задней стенке глотки, миндалинах и надгортаннике. Вкусовые луковицы расположены на поверхности грибовидных, листовидных и желобовидных сосочков

15. Кожный анализатор (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона).

В коже располагаются различные рецепторные образования. Наиболее простым типом сенсорного рецептора являются свободные нервные окончания. Более сложную организацию имеют морфологически дифференцированные образования, такие как осязательные диски (диски Меркеля), осязательные тельца (тельца Мейснера), пластинчатые тельца (тельца Пачини) - рецепторы давления и вибрации, колбы Краузе, тельца Руффини и др.

Большинству специализированных концевых образований присуща предпочтительная чувствительность к определенным видам раздражении и только свободные нервные окончания являются полимодальными рецепторами.

16. Зрительный анализатор (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона).

Наибольшее количество информации (до 90%) о внешнем мире человек получает с помощью органа зрения. Орган зре­ния - глаз - состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. К вспомогательному аппарату относят веки, ресницы, слезные железы и мышцы глазного яблока. Веки образованы складками кожи, выстланны­ми изнутри слизистой оболочкой - конъюнктивой. Слезные железы на­ходятся в наружном верхнем углу глаза. Слезы омывают передний отдел глазного яблока и через носослезный канал попадают в полость носа. Мышцы глазного яблока приводят его в движение и направляют в сто­рону рассматриваемого предмета
17. Зрительный анализатор. Строение сетчатки. Формирование цветоощущения. Проводниковый отдел. Переработка информации .

Сетчатка имеет очень сложное строение. В ней находятся световоспринимающие клетки - палочки и колбочки. Палочки (130 млн.) более чувствительны к свету. Их называют аппаратом сумеречного зрения. Колбочки (7 млн.) - это аппарат дневного и цветового зрения. При раздражении световыми лучами этих клеток возникает возбуждение, кото­рое через зрительный нерв проводится в зрительные центры, располо­женные в затылочной зоне коры больших полушарий. Участок сетчатки, из которого выходит зрительный нерв, лишен палочек и колбочек и поэтому не способен к восприятию света. Его называют слепым пятном. Почти рядом с ним находится желтое пятно, образованное скоплением колбочек, - место наилучшего видения.

В состав оптической, или преломляющей, системы глаза входят: ро­говица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело. У людей с нормальным зрением лучи света, проходящие через каждую из этих сред, преломляются и затем попадают на сетчатку, где образуют умень­шенное и перевернутое изображение видимых глазом предметов. Из этих прозрачных сред только хрусталик способен активно изменять свою кривизну, увеличивая ее при рассматривании близких предметов и уменьшая при взгляде на далекие объекты. Такая способность глаза к четкому видению разноудаленных предметов называется аккомодацией. Если при прохождении через прозрачные среды лучи преломляются слишком сильно, они фокусируются впереди сетчатки, в результате чего у человека возникает близорукость. У таких людей глазное яблоко либо удлинено, либо увеличена кривизна хрусталика. Слабое преломление этих сред приводит к фокусировке лучей позади сетчатки, что вызывает дальнозоркость. Она возникает из-за укороченности глазного яблока или уплощения хрусталика. Правильно подобранные очки позволяют испра­вить эти Проводящие пути зрительного анализатора.Первые , вторые и третьи нейроны проводящего пути зрительного анализатора расположены в сетчатке. Волокна третьих (ганглиозных) нейронов в составе зрительного нерва частично перекрещиваются образуя зрительный перекрест (хиазму). После перекреста образуются правый и левый зрительные тракты. Волокна зрительного тракта заканчиваются в промежуточном мозге (ядре латерального коленчатого тела и подушке таламуса), где расположены четвертые нейроны зрительного пути. Небольшое число волокон достигает среднего мозга в области верхних холмиков четверохолмия. Аксоны четвертых нейронов проходят через заднюю ножку внутренней капсулы и проецируются на кору затылочной доли полушарий большого мозга, где расположен корковый центр зрительного анализатора.недостатки зрения.

18. Слуховой анализатор (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона). Проводниковый отдел. Переработка информации. Слуховая адаптация.

Слуховой и вестибулярный анализаторы. Орган слуха и равновесия включает три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Ушная раковина представлена эластическим хрящом, покрытым кожей, и служит для улавливания звука. Наружный слуховой проход - канал дли­ной 3,5 см, который начинается наружным слуховым отверстием и за­канчивается слепо барабанной перепонкой. Он выстлан кожей и имеет железы, выделяющие ушную серу.

За барабанной перепонкой расположена полость среднего уха, со­стоящая из барабанной полости, заполненной воздухом, слуховых кос­точек и слуховой (евстахиевой) трубы. Слуховая труба связывает бара­банную полость с полостью носоглотки, что способствует уравниванию давления по обе стороны барабанной перепонки. Слуховые косточки - мо­лоточек, наковальня и стремечко соединены между собой подвижно. Молоточек рукояткой сращен с ба­рабанной перепонкой, головка моло­точка прилегает к наковальне, кото­рая другим концом соединяется со стремечком. Стремечко широким основанием соединяется с перепон­кой овального окна, ведущего во внутреннее ухо. Внутреннее ухо расположено в толще пирамиды височной кости; состоит из костного лабиринта и расположенного в нем перепончато­го лабиринта. Пространство между ними заполнено жидкостью – перилимфой, полость перепончатого ла­биринта - эндолимфой. Костный лабиринт содержит три отдела: пред­дверие, улитку и полукружные каналы. Улитка относится к органу слу­ха, остальные его части - к органу равновесия.

Улитка представляет собой костный канал, закрученный в виде спи­рали. Ее полость разделена тонкой перепончатой перегородкой - основ­ной мембраной. Она состоит из многочисленных (около 24 тыс.) соеди­нительнотканных волоконец разной длины. На основной мембране по­мещаются рецепторные волосковые клетки кортиева органа - перифери­ческого отдела слухового анализатора.

Звуковые волны через наружный слуховой проход достигают бара­банной перепонки и вызывают ее колебания, которые усиливаются (поч­ти в 50 раз) системой слуховых косточек и 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 происходят окончательный анализ и синтез звуковых сигна­лов. Ухо человека воспринимает звуки частотой от 16 до 20 тыс. Гц.

Проводящие пути слухового анализатора.Первый нейрон про­водящих путей слухового анализатора - упомянутые выше бипо­лярные клетки. Их аксоны образуют улитковый нерв, волокна ко­торого входят в продолговатый мозг и оканчиваются в ядрах, где расположены клетки второго нейрона проводящих путей. Аксоны клеток второго нейрона доходят до внутреннего коленчатого тела, главным образом противоположной стороны. Здесь начинается третий нейрон, по которому импульсы достигают слуховой области коры больших полушарий.

Помимо основного, проводящего пути, связывающего перифери­ческий отдел слухового анализатора с его центральным, корковым отделом, существуют и другие пути, через которые могут осуще­ствляться рефлекторные реакции на раздражение органа слуха у животного и после удаления больших полушарий. Особое значение имеют ориентировочные реакции на звук. Они осуществляются при участии четверохолмия, к задним и отчасти передним буграм ко­торого идут коллатерали волокон, направляющихся к внутреннему коленчатому телу.

19. Вестибулярный анализатор (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона). Проводниковый отдел. Переработка информации .

Вестибулярный аппарат. Представлен преддверием и полукруж­ными каналами и является органом равновесия. В преддверии имеются два мешочка, заполненные эндолимфой. На дне и во внутренней стенке мешочков расположены рецепторные волосковые клетки, к которым примыкает отолитовая мембрана с особыми кристаллами - отолитами, содержащими ионы кальция. Три полукружных канала расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Основания каналов в местах их соединения с преддверием образуют расширения - ампулы, в ко­торых расположены волосковые клетки.

Рецепторы отолитового аппарата возбуждаются при ускоряющихся или замедляющихся прямолинейных движениях. Рецепторы полукруж­ных каналов раздражаются при ускоренных или замедленных враща­тельных движениях за счет передвижения эндолимфы. Возбуждение рецепторов вестибулярного аппарата сопровождается рядом рефлектор­ных реакций: изменением тонуса мышц, способствующих выпрямлению тела и сохранению позы. Импульсы от рецепторов вестибулярного ап­парата по вестибулярному нерву поступают в ЦНС. Вестибулярный ана­лизатор связан с мозжечком, который регулирует его деятельность.

Проводящие пути вестибулярного аппарата.Проводящий путь статокинетического аппаратаосуществляет передачу импульсов при измене­нии положения головы и тела, участвуя совместно с други­ми анализаторами в ориентировочных реакциях организма относительно окружающего пространства. Первый нейрон статокинетического аппарата находится в преддверном ган­глии, залегающем на дне внутреннего слухового прохода. Дендриты биполярных клеток преддверного узла формиру­ют преддверный нерв, образованный 6 ветвями: верхними, нижними, боковыми и задними ампулярными, утрикулярными и саккулярными. Они контактируют с чувствитель­ными клетками слуховых пятен и гребешков, расположен­ных в ампулах полукружных каналов, в мешочке и маточке преддверия перепончатого лабиринта.

20. Вестибулярный анализатор. Формирование чувства равновесия. Автоматический и сознательный контроль равновесия тела. Участие вестибулярного аппарата в регуляции рефлексов .

Вестибулярный аппарат выполняет функции восприя­тия положения тела в пространстве, сохранения равнове­сия. При любом изменении положения головы раз­дражаются рецепторы вестибулярного аппарата. Импульсы передаются в мозг, из которого к скелетным мыш­цам поступают нервные импульсы с целью коррекции по­ложения тела и движений. Вестибулярный аппарат состоит из двух частей: преддве­рия и полукружных каналов, в которых находятся рецепторы статокинетического анализатора.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма* необходимы постоянство его внутренней среды, связь с непре­рывно меняющейся окружающей внешней средой и приспособ­ление к ней. Информацию о состоянии внешней и внутренней сред организм получает с помощью , которые анализируют (различают) эту информацию, обеспечивают фор­мирование ощущений и представлений, а также специфических форм приспособительного .

Представление о сенсорных системах было сформулировано И. П. Павловым в учении об анализаторах в 1909 г. при исследова­нии им . Анализатор - совокуп­ность центральных и периферических образований, воспринима­ющих и анализирующих изменения внешней и внутренней сред организма. Понятие «сенсорная система», появившееся позже, за­менило понятие «анализатор», включив механизмы регуляции раз­личных его отделов с помощью прямых и обратных связей. Наряду с этим по-прежнему бытует понятие «орган чувств» как перифе­рическое образование, воспринимающее и частично анализиру­ющее факторы окружающей среды. Главной частью являются , снабженные вспомогательными структура­ми, обеспечивающими оптимальное восприятие.

При непосредственном воздействии различных фак­торов окружающей среды с участием в организ­ме возникают ощущения, которые представляют собой отражения свойств предметов объективного мира. Особенностью ощущений является их модальность, т.е. совокупность ощущений, обеспечива­емых какой-либо одной сенсорной системой. Внутри каждой модаль­ности в соответствии с видом (качеством) сенсорного можно выделить разные качества, или валентности. Модальностя­ми являются, например, зрение, слух, вкус. Качественные типы модальности (валентности) для зрения - это различные цвета, для вкуса - ощущение кислого, сладкого, соленого, горького.

Деятельность сенсорных систем обычно связывают с возник-‘ новением пяти чувств - зрения, слуха, вкуса, обоняния и осяза­ния, с помощью которых осуществляется связь организма с внеш­ней средой. Однако в реальной действительности их значительно больше.

В основу классификации сенсорных систем могут быть положе­ны различные признаки: природа действующего раздражителя, характер возникающих ощущений, уровень чувствительности ре­цепторов, скорость адаптации и многое другое.

Наиболее существенной является классификация сенсорных систем, в основе которой лежит их назначение (роль). В связи с этим выделяют несколько видов сенсорных систем.

Внешние сенсорные системы воспринимают и анализируют из­менения внешней среды. Сюда следует включить зрительную, слу­ховую, обонятельную, вкусовую, тактильную и температурную сенсорные системы, которых воспринимается субъек­тивно в виде ощущений.

Внутренние (висцеральные) сенсорные системы воспринимают и анализируют изменения внутренней среды организма, показа­телей гомеостазиса. Колебания показателей внутренней среды в пределах физиологической нормы у здорового человека обычно не воспринимается субъективно в виде ощущений. Так, мы не можем субъективно определить величину артериального давления, особенно если оно нормальное, состояние сфинктеров и пр. Од­нако информация, идущая из внутренней среды, играет важную роль в регуляции функций внутренних органов, обеспечивая при­способление организма к различным условиям его жизнедеятель­ности. Значение этих сенсорных систем изучается в рамках курса физиологии (приспособительная регуляция деятельности внутрен­них органов). Но в то же время изменение некоторых констант внутренней среды организма может восприниматься субъективно в виде ощущений (жажда, голод, половое влечение), формирую­щихся на основе биологических . Для удовлетворе­ния этих потребностей включаются поведенческие реакции. На­пример, при возникновении чувства жажды вследствие возбужде­ния осмо- или волюморецепторов формируется , на­правленное на поиск и прием воды.

Сенсорные системы положения тела воспринимают и анализи­руют изменения положения тела в пространстве и частей тела друг относительно друга. К ним следует отнести вестибулярную и дви­гательную (кинестетическую) сенсорные системы. Поскольку мы оцениваем положение нашего тела или его частей друг относи­тельно друга, эта импульсация доходит до нашего сознания. Об этом свидетельствует, в частности, опыт Д. Маклоски, который ученый поставил на самом себе. Первичные афферентные волок­на от мышечных рецепторов раздражались пороговыми электри­ческими . Увеличение частоты импульсации этих не­рвных волокон вызывало у испытуемого субъективные ощущения изменения положения соответствующей конечности, хотя ее по­ложение в действительности не изменялось.

Ноцицептивную сенсорную систему следует выделить отдельно в связи с ее особым значением для организма - она несет информацию о повреждающих действиях. Болевые ощущения могут возникать при раздражении как экстеро-, так и интерорецепторов.

Взаимодействие сенсорных систем осуществляется на спинальном, ретикулярном, таламическом и корковом уровне. Особенно широка интеграция сигналов в . В коре мозга происходит интеграция сигналов высшего порядка. В результате множественных связей с другими сенсорными и неспецифическими системами многие корковые приобретают способность отвечать на сложные комбинации сигналов разной модальности. В особенности это свойственно нервным клеткам ассоциативных областей коры больших полушарий, которые обладают высокой пластичностью, что обеспечивает перестройку их свойств в процессе непрерывного обучения опознанию новых раздражителей. Межсенсорное (кросс-модальное) взаимодействие на корковом уровне создает условия для формирования «схемы мира» (или «карты мира») и непрерывной увязки, координации с ней собственной «схемы тела» данного организма.

С помощью сенсорных сис­тем организм познает свойства предметов и явлений окружающей среды, полезные и негативные стороны их воздействия на орга­низм. Поэтому нарушения функции внешних сенсорных систем, особенно зрительного и слухового, чрезвычайно сильно затруд­няют познание внешнего мира (очень беден окружающий мир для слепого или глухого). Однако только аналитические процессы в ЦНС не могут создать реального представления об окружающей среде. Способность сенсорных систем взаимодействовать между собой обеспечивает образное и целостное представление о пред­метах внешнего мира. Например, качество дольки лимона мы оце­ниваем с помощью зрительной, обонятельной, тактильной и вку­совой сенсорных систем. При этом формируется представление как об отдельных качествах - цвете, консистенции, вкусе, так и о свойствах объекта в целом, т.е. создается определенный целостный образ воспринимаемого объекта. Взаимодействие сенсор­ных систем при оценке явлений и предметов лежит также в основе компенсации нарушенных функций при утрате одной из сенсор­ных систем. Например, у слепых повышается чувствительность слу­ховой сенсорной системы. Такие люди могут определить местопо­ложение крупных предметов и обойти их, если нет посторонних шумов за счет отражения звуковых волн от находящегося впереди предмета. Американские исследователи наблюдали за слепым че­ловеком, который достаточно точно определял местоположение большой картонной пластинки. Когда испытуемому залепили уши воском, он не смог определить местоположение картона.

Взаимодействия сенсорных систем могут проявляться в виде влияния возбуждения одной системы на состояние возбудимости другой по доминантному принципу. Так, прослушивание музыки может вызвать обезболивание при стоматологических процедурах (аудиоаналгезия). Шум ухудшает зрительное восприятие, яркий свет повышает восприятие громкости звука. Процесс взаимодействия сенсорных систем может проявляться на различных уровнях. Осо­бенно большую роль в этом играют ретикулярная формация , кора большого мозга. Многие нейроны коры обладают споcобностью отвечать на сложные комбинации сигналов разной мо­дальности (мультисенсорная конвергенция), что очень важно для познания окружающей среды и оценки новых раздражителей

1) Сенсорные системы

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

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

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 -- сЕнсорные, а физиологические -- сенсОрные.

Восприятие -- это перевод характеристик внешнего раздражения во внутренние нервные коды, доступные для обработки и анализа нервной системой (кодирование), и построение нервной модели раздражителя (сенсорного образа).

Восприятие позволяет строить внутренний образ, отражающий существенные характеристики внешнего раздражителя. Внутренний сенсорный образ раздражителя -- это нервная модель, состоящая из системы нервных клеток. Важно понять, что эта нервная модель не может полностью соответствовать реальному раздражителю и всегда будет отличаться от него хотя бы в некоторых деталях.

К примеру, кубики на картинке справа образуют модель, близкую к реальности, но не способную в реальности существовать...

2) Анализаторы и сенсорные системы

Анализаторами называют часть нервной системы, состоящую из множества специализированных воспринимающих рецепторов, а также промежуточных и центральных нервных клеток и связывающих их нервных волокон.

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 (афферентные или чувствительные нервы) - 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.

Отличия между понятиями «сенсорная система» и «анализатор»

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 низшие нервные центры, 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 + система регуляции.

3) Сенсорные рецепторы

Сенсорные рецепторы - специфические клетки, настроенные на восприятие различных раздражителей внешней и внутренней среды организма и обладающие высокой чувствительностью к адекватному раздражителю. Адекватный раздражитель - это раздражитель, дающий максимальную ответную реакцию, при минимальной силе раздражения.

Деятельность сенсорных рецепторов является необходимым условием для осуществления всех функций ЦНС. Сенсорные рецепторы являются первым звеном в рефлекторном пути и периферической частью более сложной структуры - анализаторов. Совокупность рецепторов, стимуляция которых приводит к изменению активности каких-либо нервных структур, называют рецептивным полем.

Классификация рецепторов

Нервная система отличается большим разнообразием рецепторов, различные типы которых представлены на рисунке:

Рис.

Рецепторы классифицируются по нескольким признакам:

А. Центральное место занимает подразделение в зависимости от вида воспринимаемого раздражителя. Выделяют 5 таких типов рецепторов:

Ш Механорецепторы возбуждаются при механической деформации. Они расположены в коже, сосудах, внутренних органах, опорно-двигательном аппарате, слуховой и вестибулярной системах.

Ш Хеморецепторы воспринимают химические изменения внешней и внутренней среды организма. К ним относятся вкусовые и обонятельные рецепторы, а также рецепторы, реагирующие на изменение состава крови, лимфы, межклеточной и цереброспинальной жидкости. Такие рецепторы есть в слизистой оболочке языка и носа, каротидном и аортальном тельцах, гипоталамусе и продолговатом мозге.

Ш Терморецепторы воспринимают изменения температуры. Они подразделяются на тепловые и холодовые рецепторы и находятся в коже, сосудах, внутренних органах, гипоталамусе, среднем, продолговатом и спинном мозге.

Ш Фоторецепторы в сетчатке глаза воспринимают световую (электромагнитную) энергию.

Ш Ноцицепторы (болевые рецепторы) - их возбуждение сопровождается болевыми ощущениями. Раздражителями для них являются механические, термические и химические факторы. Болевые стимулы воспринимаются свободными нервными окончаниями, которые имеются в коже, мышцах, внутренних органах, дентине, сосудах.

Б. С психофизиологической точки зрения рецепторы подразделяют в соответствии с органами чувств и формируемыми ощущениями на зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные и тактильные.

В. По расположению в организме рецепторы делят на экстеро- и интерорецепторы. К экстерорецепторам относят рецепторы кожи, видимых слизистых оболочек и органов чувств: зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные тактильные, кожные, болевые и температурные. К интерорецепторам принадлежат рецепторы внутренних органов (висцерорецепторы), сосудов и ЦНС, а также рецепторы опорно-двигательного аппарата (проприорецепторы) и вестибулярные рецепторы. Если одна и та же разновидность рецепторов локализованы как в ЦНС, так и в других местах (сосуды), то такие сосуды подразделяют на центральные и периферические.

Г. В зависимости от степени специфичности рецепторов , т.е. от их способности отвечать на один или более видов раздражителей выделяют мономодальные и полимодальные рецепторы. В принципе каждый рецептор может отвечать не только на адекватный, но и на неадекватный раздражитель, однако, чувствительность к ним разная. Если чувствительность к адекватному намного превосходит таковую к неадекватным раздражителям, то это мономодальные рецепторы. Мономодальность особенно характерна для экстрерорецепторов. Полимодальные рецепторы приспособлены к воприятию нескольких адекватных раздражителей, например механического и температурного или механического, химического и болевого. К ним относятся ирритальные рецепторы легких.

Д. По структурно-функциональной организации различают первичные и вторичные рецепторы. В первичном рецепторе раздражитель действует непосредственно на окончание сенсорного нейрона: обонятельные, тактильные, температурные, болевые рецепторы, проприорецепторы, рецепторы внутренних органов. Во вторичных рецепторах имеется специальная клетка, синаптически связанная с окончание дендрита сенсорного нейрона, она и передает сигнал через окончание дендрита к проводящим путям: слуховые, вестибулярные, вкусовые рецепторы, фоторецепторы сетчатки.

Е. По скорости адаптации рецепторы делятся на 3 группы: фазные (быстро адаптирующиеся): рецепторы вибрации и прикосновения кожи, тонические (медленно адаптирующиеся): проприорецепторы, рецепторы растяжения легких, часть болевых рецепторов, фазно-тонические (смешанные, адаптирующиеся со средней скоростью): фоторецепторы сетчатки, терморецепторы кожи.

СВОЙСТВА РЕЦЕПТОРОВ

Высокая возбудимость рецепторов. Например, для возбуждения сетчатки достаточно 1 кванта света, для обонятельного рецептора одной молекулы пахучего вещества. Данное свойство позволяет быстро передать информацию в ЦНС обо всех изменениях внешней и внутренней среды. При этом возбудимость у разных видов рецепторов неодинакова. У экстерорецептеров она выше, чем у интеро. У болевых рецепторов низкая возбудимость, они эволюционно приспособлены к ответу на действие чрезвычайных по силе раздражителей.

Адаптация рецепторов - уменьшение их возбудимости при длительном действии раздражителя. Исключением является применение термина «темновая адаптация» для фоторецепторов, возбудимость которых в темноте повышается. Значение адаптации в том, что она уменьшает восприятие раздражителей, обладающих свойствами (длительное действие, малая динамика силы), которые уменьшают их значение для жизнедеятельности организма.

Спонтанная активность рецепторов. Многие виды рецепторов способны генерировать в нейроне импульсацию без действия на них раздражителя. Это называется фоновой активностью и возбудимость таких рецепторов выше, чем не имеющих таковой активности. Фоновая активность рецепторов участвует в поддержании тонуса нервных центров в условиях физиологического покоя.

Возбудимость рецепторов находится под нейрогуморальным контролем целостного организма. Нервная система может влиять на возбудимость рецепторов разными путями. Установлено, что нервные центры осуществляют эфферентный (нисходящий) контроль над многими рецепторами - вестибулярными, слуховыми, обонятельными, мышечными.

Среди эфферентных лучше изучены тормозные эффекты (отрицательная обратная связь). Таким образом, ограничиваются эффекты сильных раздражителей. Через эфферентные пути может оказываться и активирующий эффект на рецепторы.

Также нервная система регулирует активность рецепторов через изменение концентрации гормонов (например, повышение чувствительности зрительных и слуховых рецепторов под влиянием адреналина, тироксина); через регуляцию кровотока в рецепторной зоне и через дорецепторное влияние, т.е. изменяющее силу раздражителя на рецептор (например, изменение потока света с помощью зрачкового рефлекса).

Значение для организма регуляции активности рецепторов заключается в наилучшем согласовании их возбудимости с силой раздражения.

4) Общие принципы устройства сенсорных систем

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.

Иллюстрация принципа многоканальности:

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

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

Обратная связь обычно означает влияние управляемого элемента на управляющий. Для этого существуют соответствующие пути возбуждения от низших и высших центров обратно к рецепторам.

5) Работа анализаторов и сенсорных систем

В работе сенсорных систем определенным рецепторам соответствуют свои участки корковых клеток.

Специализация каждого органа чувств основана не только на особенности строения рецепторов анализаторов, но и на специализации нейронов, входящих в состав центральных нервных аппаратов до которых доходят сигналы, воспринимаемые периферическими органами чувств. Анализатор является не пассивным приемником энергии, он рефлекторно перестраивается под воздействием раздражителей.

Согласно когнитивному подходу движение стимула при его переходе из внешнего мира во внутренний, происходит следующим образом:

1) стимул вызывает определенные изменения энергии в рецепторе,

2) энергия преобразуется в нервные импульсы,

3) информация о нервных импульсах передается соответствующим структурам коры головного мозга.

Ощущения зависят не только от возможности мозга и сенсорных систем человека, но также и от особенностей самого человека, его развития и состояния. При заболевании или утомлении у человека меняется чувствительность к некоторым воздействиям.

Имеют место и случаи патологий, когда человек лишен, например, слуха или зрения. Если эта беда врожденная, то происходит нарушение притока информации, что может привести к задержкам психического развития. Если же эти дети были обучены специальным приемам, компенсирующим их недостатки, то возможно некоторое перераспределение внутри сенсорных систем, благодаря которому они смогут нормально развиваться.

Свойства ощущений

Каждый вид ощущения характеризуется не только специфичностью, но и имеет общие свойства с другими видами:

ь качество,

ь интенсивность,

ь длительность,

ь пространственная локализация.

Но не всякое раздражение вызывает ощущение. Минимальная величина раздражителя, при которой появляется ощущение -- абсолютный порог ощущения. Величина этого порога характеризует абсолютную чувствительность, которая численно равна величине, обратно пропорциональной абсолютному порогу ощущений. А чувствительность к изменению раздражителя называется относительной или разностной чувствительностью. Минимальное различие между двумя раздражителями, которое вызывает чуть заметное различие ощущений, называется разностным порогом.

Исходя из этого, можно сделать заключение, что возможно измерение ощущений.

Общие принципы работы сенсорных систем:

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 деполяризации мембраны.

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.

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 возбуждения.

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

Сенсорная система (анализатор) – сложная система, состоящая из периферического рецепторного образования – орган чувств, проводящего пути - черепно-мозговые и спинномозговые нервы и центрального отдела – корковый отдел анализатора, т.е. определенная зона коры головного мозга, в которой происходит обработка полученной от органов чувств информации. Выделяют следующие сенсорные системы: зрительная, слуховая, вкусовая, обонятельная, соматосенсорная, вестибулярная.

Зрительная сенсорная система представлена воспринимающим отделом – рецепторами сетчатой оболочки глаза, проводящей системой - зрительными нервами, и соответствующими участками коры в затылочных долях мозга.

Строение органа зрения: основу органа зрения составляет глазное яблоко, которое помещается в глазнице и имеет не совсем правильную шаровидную форму. Большую часть глаза составляют вспомогательные структуры, назначение которых – проецировать поле зрения на сетчатку. Стенка глаза состоит из трех слоев:

склеры (белковой оболочки). Она самая толстая, прочная и обеспечивает глазному яблоку определенную форму. Эта оболочка непрозрачна и лишь в переднем отделе склера переходит в роговицу;

сосудистой оболочки. Она обильно снабжена кровеносными сосудами и пигментом, содержащим красящее вещество. Часть сосудистой оболочки, находящейся за роговицей, образует радужную оболочку, или радужку. В центре радужки есть небольшое отверстие – зрачок, который, суживаясь или расширяясь, пропускает то больше, то меньше света. Радужка отделяется от собственно сосудистой оболочки ресничным телом. В толще его находится ресничная мышца, на тонких упругих нитях которой подвешен хрусталик –двояковыпуклая линза диаметром 10мм.

сетчатки. Это самая внутренняя оболочка глаза. Она содержит фоторецепторы палочки и колбочки. Глаз человека содержит примерно 125 миллионов таких палочек, которые позволяют ему хорошо видеть при сумеречном свете. Сетчатка человеческого глаза содержит 6-7 миллионов колбочек; лучше всего они функционируют при ярком свете. Считается, что существует три типа колбочек, каждый из которых воспринимает свет определенной длины волны - красный, зеленый или синий. Другие цвета получаются в результате сочетания этих трех основных цветов.

Вся внутренняя полость глаза заполнена желеобразной массой – стекловидным телом. От палочек и колбочек сетчатки отходят нервные волокна, образующие затем зрительный нерв. Зрительный нерв проникает через глазницы в полость черепа и заканчивается в затылочной доле больших полушарий головного мозга – зрительная кора.

Вспомогательный аппарат глаза включает защитные приспособления и мышцы глаза. К защитным приспособлениям относятся веки с ресницами, конъюнктива и слезный аппарат. Веки представляют собой парные кожно-конъюктивные складки, прикрывающие спереди глазное яблоко. Передняя поверхность века покрыта тонкой, легко собирающейся в складки кожей, под которой лежит мышца века и которая на периферии переходит в кожу лба и лица. Задняя поверхность века выстлана конъюнктивой. Веки имеют передние края век, несущие ресницы и задние края век, переходящие в конъюнктиву. Брови и ресницы защищают глаз от попадания пыли. Конъюнктива покрывает заднюю поверхность век и переднюю поверхность глазного яблока. Различают конъюнктиву века и конъюнктиву глазного яблока. Слезная железа расположена в одноименной ямке верхне-наружного угла глазницы, ее выводные протоки (в количестве 5-12) открываются в области верхнего свода конъюнктивального мешка. Слезная железа выделяет прозрачную бесцветную жидкость слезу, которая предохраняет глаз от высыхания. Нижний конец слезного мешка переходит в носо-слезный проток, открывающийся в нижний носовой ход.

Глаз - самый подвижный из всех органов организма. Различные движения глаза, повороты в стороны, вверх, вниз обеспечивают глазодвигательные мышцы, расположенные в глазнице. Всего их 6, 4 прямые мышцы крепятся к передней части склеры (сверху, внизу, справа, слева) и каждая из них поворачивает глаз в свою сторону. А 2 косые мышцы, верхняя и нижняя, прикрепляются к задней части склеры.

Слуховая сенсорная система – совокупность структур, обеспечивающих восприятие звуковой информации, преобразовывать ее в нервные импульсы, последующую ее передачу и обработку в центральной нервной системе. В слуховом анализаторе: - периферический отдел образуют слуховые рецепторы, находящиеся в кортиевом органе внутреннего уха; - проводниковый отдел – преддверно-улитковые нервы; - центральный отдел – слуховая зона височной доли коры больших полушарий.

Орган слуха представлен: наружным, средним и внутренним ухом.

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Оба образования выполняют функцию улавливания звуковых колебаний. Границей между наружным и средним ухом является барабанная перепонка – первый элемент аппарата механической передачи колебаний звуковых волн.

Среднее ухо состоит из барабанной полости и слуховой (евстахиевой) трубы.

Барабанная полость лежит в толще пирамиды височной кости. Ее емкость приблизительно равна 1 куб. см. Стенки барабанной полости выстланы слизистой оболочкой. В полости содержатся три слуховые косточки (молоточек, наковальня и стремечко), соединенные между собой суставами. Цепь слуховых косточек передает механические колебания барабанной перепонки на мембрану овального окна и структуры внутреннего уха.

Слуховая (евстахиева) труба соединяет барабанную полость с носоглоткой. Ее стенки выстланы слизистой оболочкой. Труба служит для выравнивания внутреннего и наружного давления воздуха на барабанную перепонку.

Внутреннее ухо представлено костным и перепончатым лабиринтом. Костный лабиринт включает в себя: улитку, преддверие, полукружные каналы, причем два последних образования к органу слуха не относятся. Они представляют собой вестибулярный аппарат, регулирующий положение тела в пространстве и сохранение равновесия.

Улитка является вместилищем органа слуха. Она имеет вид костного канала, имеющего 2.5 оборота и постоянно расширяющегося. Костный канал улитки за счет вестибулярной и базальной пластинок разделяются на три узких хода: верхний (лестница преддверия), средний (улитковый проток), нижний (барабанная лестница). Обе лестницы заполнены жидкостью – (перилимфой), а улитковый проток содержит в себе эндолимфу. На базальной мембране улиткового протока находится орган слуха (кортиев орган), состоящий из волосковых рецепторных клеточек. Эти клетки преобразуют механические звуковые колебания в биоэлектрические импульсы той же частоты, идущие затем по волокнам слухового нерва в слуховую зону коры мозга.

Вестибулярный орган (орган равновесия) располагается в преддверии и полукружных каналах внутреннего уха. Полукружные каналы – это костные узкие ходы, расположенные в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Концы каналов несколько расширены и называются ампулами. В каналах лежат полукружные протоки перепончатого лабиринта.

Преддверие содержит в себе два мешочка: эллиптический (маточка, утрикулюс) и сферический (саккулюс). В обоих мешочках преддверия имеются возвышения, называемые пятнами. В пятнах сосредоточены рецепторные волосковые клетки. Волоски обращены внутрь мешочков и прикреплены к кристаллическим камешкам – отолитам и желеобразной отолитовой мембране.

В ампулах полукружных протоков рецепторные клетки образуют скопление – ампулярные кристы. Возбуждение рецепторов здесь происходит за счет перемещения эндолимфы в протоках.

Раздражение отолитовых рецепторов или рецепторов полукружных протоков происходит в зависимости от характера движения. Отолитовый аппарат возбуждается при ускоряющихся и замедляющихся прямолинейных движениях, тряске, качке, наклоне тела или головы в сторону, при которых изменяется давление отолитов на рецепторные клетки. Вестибулярный аппарат участвует в регуляции и перераспределении мышечного тонуса, чем обеспечивается сохранение позы, компенсация состояния неустойчивого равновесия при вертикальном положении тела (стоя).

Вкусовая сенсорная система - совокупность сенсорных структур, обеспечивающих восприятие и анализ химических раздражителей и стимулов при воздействии их на рецепторы языка, а также формирующих вкусовые ощущения. Периферические отделы вкусового анализатора находятся на вкусовых сосочках языка, мягком небе, задней стенке глотки и надгортаннике. Проводниковым отделом вкусового анализатора служат вкусовые волокна лицевого и языкоглоточного нерва, по которым вкусовые раздражения следуют через продолговатый мозг и зрительные бугры на нижнюю поверхность лобной доли коры больших полушарий головного мозга (центральный отдел).

Обонятельная сенсорная система – совокупность сенсорных структур, обеспечивающая восприятие и анализ информации о веществах, соприкасающихся со слизистой оболочкой носовой полости, и формирующая обонятельные ощущения. В обонятельном анализаторе: периферический отдел - рецепторы верхнего носового хода слизистой оболочки носовой полости; проводниковый отдел – обонятельный нерв; центральный отдел – корковый обонятельный центр, расположенный на нижней поверхности височной и лобной долей коры больших полушарий. Обонятельные рецепторы расположены в слизистой оболочке, занимающей верхнюю часть носовой раковины. В слизистой оболочке, или обонятельной оболочке, выделяют три слоя клеток: структурные клетки, обонятельные клетки и базальные клетки. Обонятельные клетки передают нервный импульс в обонятельную луковицу, а оттуда в обонятельные центры коры головного мозга, где ощущение оценивается и расшифровывается.

Соматосенсорная система – совокупность сенсорных систем, обеспечивающих кодирование температурных, болевых, тактильных раздражителей, воздействующих непосредственно на тело человека. Рецепторным отделом служат рецепторы кожи, проводниковым – спинномозговые нервы, а мозговой отдел соматосенсорной системы сосредоточен в коре теменных долей головного мозга.

Строение и функции кожи человека. Площадь поверхности кожи у взрослого человека - 1,5-2 м2. Кожа богата мышечными и эластичными волокнами, обладающими способностью растягиваться, придавать ей упругость и противостоять давлению. Благодаря этим волокнам кожа может после растяжения возвращаться к исходному состоянию. Кожа состоит из двух отделов: верхнего - эпидермиса, или наружного слоя, и нижнего - дермы, или собственно кожи. Оба отдела обособлены друг от друга и в то же время тесно связаны между собой. Дерма (или собственно кожа) в нижнем отделе непосредственно переходит в подкожную жировую клетчатку. Эпидермис состоит из 5 слоев: базального слоя, шиловидного, зернистого, блестящего, или стекловидного, и самого поверхностного - рогового. Последний, роговой слой эпидермиса, непосредственно соприкасающийся с внешней средой. Толщина его различна на различных участках кожи. Наиболее мощный - на коже ладоней и подошв, наиболее тонкий - на коже век. Роговой слой состоит из ороговевших безъядерных клеток, напоминающих плоские чешуйки, тесно спаянные между собой в глубине рогового слоя и менее компактные на его поверхности. Отжившие эпителиальные элементы постоянно отделяются от рогового слоя (так называемое физиологическое шелушение). Роговые пластинки состоят из рогового вещества - кератина.

Дерма (собственно кожа) состоит из соединительной ткани и разделяется на два слоя: подэпителиальный (сосочковый) и сетчатый. Наличие сосочков намного увеличивает площадь соприкосновения эпидермиса с дермой и таким образом обеспечивает лучшие условия питания эпидермиса. Сетчатый слой дермы без резких границ переходит в подкожную жировую клетчатку. Сетчатый слой несколько отличается от сосочкового по характеру волокнистости. От его структуры в основном зависит прочность кожи. Чрезвычайно важная функциональная особенность дермы - наличие в ней эластических и других волокон, которые, обладая большой упругостью, поддерживают нормальную форму кожи и защищают кожу от травм. С возрастом, когда эластические волокна перерождаются, появляются складки кожи на лице и шее, морщины. В дерме расположены волосяные луковицы, сальные и потовые железы, а также мышцы, сосуды, нервы и нервные окончания. Почти на всем протяжении кожа покрыта волосами. Свободны от волос ладони и подошвы, боковые поверхности и ногтевые фаланги пальцев, кайма губ и еще некоторые участки.

Волосы – ороговевшие нитевидные придатки кожи толщиной 0,005-0,6 мм и длинной от нескольких миллиметров до 1,5 м, их цвет, размеры и распределение связаны с возрастом, полом, расовой принадлежностью и участком тела. Из 2 млн волос, имеющихся на теле человека, около 100 000 находится на волосистой части головы. Они разделяются на три вида:

длинные – толстые, длинные, пигментированные, покрывают волосистую часть головы, а после полового созревания – лобок, подмышечные впадины, у мужчин – также усы, бороду и другие части тела;

щетинистые – толстые, короткие, пигментированные, образуют брови, ресницы, обнаруживаются в наружном слуховом проходе и преддверии носовой полости;

пушковые – тонкие, короткие, бесцветные, покрывают остальные части тела (численно преобладают); под влиянием гормонов при половом созревании в некоторых частях тела могут превращаться в длинные.

Волос состоит из стержня, выступающего над кожей, и корня, погруженного в нее до уровня подкожной жировой клетчатки. Корень окружен волосяным фолликулом – цилиндрическим эпителиальным образованием, вдающимся в дерму и гиподерму и оплетенным соединительнотканной волосяной сумкой. Вблизи поверхности эпидермиса фолликул образует расширение – воронку, куда впадают протоки потовых и сальных желез. На дистальном конце фолликула имеется волосяная луковица, в которую врастает соединительнотканный волосяной сосочек с большим количеством кровеносных сосудов, осуществляющих питание луковицы. В луковице находятся и меланоциты, обуславливающие пигментацию волоса.

Ноготь представляет собой образование в виде пластинки, лежащей на дорсальной поверхности дистальной фаланги пальцев. Он состоит из ногтевой пластинки и ногтевого ложа. Ногтевая пластинка состоит из твердого кератина, образована многими слоями роговых чешуек, прочно связанных друг с другом, и лежит на ногтевом ложе. Проксимальная ее часть – корень ногтя, находится в задней ногтевой щели и покрыта надкожицей, за исключением небольшой светлой зоны полулунной формы (луночки). Дистально пластинка заканчивается свободным краем, лежащим над подногтевой пластинкой.

Железы кожи. Потовые железы участвуют в терморегуляции, а также в экскреции продуктов обмена, солей, лекарственных веществ, тяжелых металлов. Потовые железы имеют простое трубчатое строение и подразделяются на: эккринные и апокринные. Эккринные потовые железы встречаются в коже всех участков тела. Их число составляет 3-5 млн (особенно многочисленны на ладонях, подошвах, лбу), а совокупная масса примерно 150 г. Они секретируют прозрачный пот с низким содержанием органических компонентов и по выводным протокам он попадает на поверхность кожи, охлаждая ее. Апокринные потовые железы, в отличие от эккринных, располагаются лишь в определенных участках тела: коже подмышечных впадин, промежности. Окончательное развитие претерпевают в период полового созревания. Образуют пот молочного цвета с высоким содержанием органических веществ. По строению – простые трубчато-альвеолярные. Активность желез регулируется нервной системой и половыми гормонами. Выводные протоки открываются в устья волосяных фолликулов или на поверхность кожи.

Сальные железы вырабатывают смесь липидов – кожное сало, которое покрывает поверхность кожи, смягчая ее и усиливая ее барьерные и антимикробные свойства. Они присутствуют в коже повсеместно, кроме ладоней, подошв и тыльной стороны стопы. Обычно связаны с волосяными фолликулами, развиваются в юности в ходе полового созревания под влиянием андрогенов (у обоих полов). Сальные железы располагаются у корня волоса на границе сетчатого и сосочкового слоя дермы. Они относятся к простым альвеолярным железам. Они состоят из концевых отделов и выводных протоков. Выделение секрета сальных желез (20 г в сутки) происходит при сокращении мышцы, поднимающей волос. Гиперпродукция кожного сала характерна для заболевания, называемого себореей.

Главная » Словарный запас » Сенсорный аппарат человека. Как сенсорная система передает информацию мозгу