Сенсорные системы
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 1. ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
1.1 ПОНЯТИЕ О СЕНСОРНОЙ СИСТЕМЕ, МЕТОДЫ ЕЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
1.2 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
1.3 ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОЩУЩЕНИЙ
1.4 МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В СЕНСОРНОЙ СИСТЕМЕ
1.5 АДАПТАЦИЯ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СЕНСОРНОЙ СИСТЕМЫ
1.6 КЛАССИФИКАЦИИ РЕЦЕПТОРОВ
РАЗДЕЛ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА АНАЛИЗАТОРОВ ЧЕЛОВЕКА
2.1 КОЖНЫЙ АНАЛИЗАТОР
2.2 СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР
2.3 ВКУСОВОЙ АНАЛИЗАТОР
2.4 ОЩУЩЕНИЯ РАВНОВЕСИЯ
2.5 ОБОНЯТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
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.
Сенсорные сигналы различаются модальностью, т.е. той формой энергии, которая свойственна каждому из них.
При действии сенсорного стимула в рецепторных клетках возникают электрические потенциалы, которые проводятся в центральную нервную систему, где происходит их обработка, в основе которой лежит интегративная деятельность нейрона.
Упорядоченная последовательность физико-химических процессов, протекающие в организме при действии сенсорного стимула, представляет объективную сторону функционирования сенсорных систем, которая может быть изучена методами физики, химии, физиологии.
Развивающиеся в ЦНС физико-химические процессы приводят к возникновению субъективного ощущения. Например, электромагнитные колебания с длиной волны 400 нм вызывают ощущение «Я вижу голубой цвет».
Ощущение обычно интерпретируется на основе предшествующего опыта, что приводит к возникновению восприятия «Я вижу небо». Возникновение ощущения и восприятия отражает субъективную сторону работы сенсорных систем.
Принципы и закономерности возникновения субъективных ощущений и восприятий изучаются методами психологии, психофизики, психофизиологии.
Целью данной курсовой работы является анализ сенсорных систем, их функционирование и адаптация.
Основными задачами являются:
1) анализ физиологии сенсорных систем;
2) дать характеристику анализаторов человека, их особенности и функции.
Восприятие не есть простое фотографическое отображение окружающего сенсорными системами.
Хорошей иллюстрацией этого факта являются двузначные картинки – одно и тоже изображение может восприниматься по-разному. Объективная сторона восприятия принципиально сходна у разных людей.
Субъективная сторона всегда индивидуальна и определяется особенностями личности субъекта, его опытом, мотивациями и т.п.
1.1 Понятие о сенсорной системе, методы ее исследование
Сенсорной системой (анализатором, по И. П.
Павлову) называют часть нервной системы, состоящую из воспринимающих элементов — сенсорных рецепторов, получающих стимулы из внешней или внутренней среды, нервных путей, передающих информацию от рецепторов в мозг, и тех частей мозга, которые перерабатывают эту информацию.
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 [5].
Информация, поступающая в мозг, необходима для простых и сложных рефлекторных актов вплоть до психической деятельности человека. И. М.
Сеченов писал, что «психический акт не может явиться в сознании без внешнего чувственного возбуждения». Переработка сенсорной информации может сопровождаться, но может и не сопровождаться осознанием стимула.
Если осознание происходит, говорят об ощущении. Понимание ощущения приводит к восприятию.
И. П. Павлов считал анализатором совокупность рецепторов {периферический отдел анализатора), путей проведения возбуждения (проводниковый отдел), а также нейронов, анализирующих раздражитель в коре мозга (центральный отдел анализатора).
Методы исследования сенсорных систем. Для изучения сенсорных систем используют электрофизиологические, нейрохимические, поведенческие и морфологические исследования на животных, психофизиологический анализ восприятия у здорового и больного человека, методы картирования его мозга. Сенсорные функции также моделируют и протезируют.
Моделирование сенсорных функций позволяет изучать на биофизических или компьютерных моделях такие функции и свойства сенсорных систем, которые пока недоступны для экспериментальных методов.
Протезирование сенсорных функций практически проверяет истинность наших знаний о них.
Примером могут быть электро-фосфеновые зрительные протезы, которые восстанавливают зрительное восприятие у слепых людей разными сочетаниями точечных электрических раздражений зрительной области коры большого мозга.
1.2 Общие принципы организации сенсорных систем
Основными общими принципами построения сенсорных систем высших позвоночных животных и человека являются следующие.
Принцип многоканального проведения информации. Каждый нейрон сенсорного пути образует контакты с несколькими нейронами более высоких уровней (дивергенция).
Поэтому нервные импульсы от одного рецептора проводятся к коре по нескольким цепочкам нейронов (параллельным каналам) (рис. 1).
Параллельное многоканальное проведение информации обеспечивает высокую надежность работы сенсорных систем даже в условиях утраты отдельных нейронов (в результате заболевания или травмы), а также высокую скорость обработки информации в ЦНС [4].
Принцип двойственности проекций. Нервные импульсы от каждой сенсорной системы передаются в кору по двум принципиально различным путям – специфическому (мономодальному) и неспецифическому (мультимодальному).
Специфические пути проводят нервные импульсы от рецепторов только одной сенсорной системы, потому что на каждом нейроне такого проводящего пути конвергируют нейроны только одной сенсорной модальности (мономодальная конвергенция).
Соответственно, каждая сенсорная система имеет свой специфический проводящий путь. Все специфические сенсорные пути проходят через ядра таламуса и образуют локальные проекции в коре больших полушарий, заканчиваясь в первичных проекционных зонах коры.
Специфические сенсорные пути обеспечивают начальную обработку сенсорной информации и проведение ее в кору больших полушарий.
На нейронах неспецифического пути конвергируют нейроны разных сенсорных модальностей (мультимодальная конвергенция).
Поэтому в неспецифическом сенсорном пути происходит интегрирование информации от всех сенсорных систем организма.
Неспецифический путь передачи информации проходит в составе ретикулярной формации и образует обширные диффузные проекции в проекционных и ассоциативных зонах коры.
Неспецифические пути обеспечивают мультибиологическую обработку сенсорной информации и обеспечивают поддержание оптимального уровня возбуждения в коре больших полушарий [11].
Принцип соматотопической организации характеризует только специфические сенсорные пути. Согласно этому принципу, возбуждение от соседних рецепторов поступает в рядом расположенные участки подкорковых ядер и коры. Т.е. воспринимающая поверхность какого-либо чувствительного органа (сетчатка глаза, кожа) как бы проецируется на кору больших полушарий.
Принцип нисходящего контроля. Возбуждение в сенсорных путях проводится в одном направлении – от рецепторов в коре больших полушарий.
Однако, нейроны, входящие в состав сенсорных путей, находятся под нисходящим контролем вышележащих отделов ЦНС. Такие связи позволяют, в частности, блокировать передачу сигналов в сенсорных системах.
Предполагается, что этот механизм может лежать в основе явления избирательного внимания.
На следующих уровнях зрительной системы формируется «расширяющаяся воронка»: число нейронов в первичной проекционной области зрительной области коры в тысячи раз больше, чем ганглиозных клеток сетчатки. В слуховой и в ряде других сенсорных систем от рецепторов к коре большого мозга идет «расширяющаяся воронка».
Физиологический смысл «суживающейся воронки» заключается в уменьшении избыточности информации, а«расширяющейся» — в обеспечении дробного и сложного анализа разных признаков сигнала; дифференциация сенсорной системы по вертикали и по горизонтали.
Дифференциация по вертикали заключается в образовании отделов, каждый из которых состоит из нескольких нейронных слоев. Таким образом, отдел представляет собой более крупное морфофункциональное образование, чем слой нейронов.
Каждый отдел (например, обонятельные луковицы, кохлеарные ядра слуховой системы или коленчатые тела) осуществляет определенную функцию. Дифференциация по горизонтали заключается в различных свойствах рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах каждого из слоев.
Так, в зрении работают два параллельных нейронных канала, идущих от фоторецепторов к коре большого мозга и по-разному перерабатывающих информацию, поступающую от центра и от периферии сетчатки глаза.
1.3Основные характеристики ощущений
Субъективное ощущение, возникающее в результате действия сенсорного стимула, обладает рядом характеристик, т.е. позволяет определить ряд параметров действующего раздражителя:
• качество (модальность),
• интенсивность,
• временные характеристики (момент начала и окончания действия раздражителя, динамику силы раздражителя),
• пространственная локализация.
Кодирование качества раздражителя в ЦНС основано на принципе специфичности сенсорных систем и принципе соматотопической проекции. Любая последовательность нервных импульсов, возникших в проводящих путях и корковых проекционных зонах зрительной сенсорной системы, будет вызывать зрительные ощущения [14].
Кодирование временных характеристик невозможно отделить от кодирования интенсивности.
При изменении во времени силы действующего стимула, будет изменяться и частота потенциалов действия, образующихся в рецепторе.
При длительном действии раздражителя постоянной силы частота потенциалов действия постепенно снижается, поэтому генерация нервных импульсов может прекращаться еще до прекращения действия раздражителя.
Кодирование пространственной локализации Организм может достаточно точно определять локализацию многих раздражителей в пространстве. Механизм определения пространственной локализации раздражителей основывается на принципе соматотопической организации сенсорных путей.
Обнаружение сигналов. Оно 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.
Классификация рецепторов. В практическом отношении наиболее важное значение имеет психофизиологическая классификация рецепторов по характеру ощущений, возникающих при их раздражении.
Согласно этой классификации, у человека различают зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные рецепторы, термо-, проприо- и вестибулорецепторы (рецепторы положения тела и его частей в пространстве) и рецепторы боли.
Существуют рецепторы внешние (экстерорецепторы) и внутренние (интерорецепторы). К экстерорецепторам относятся слуховые, зрительные, обонятельные, вкусовые, осязательные. К интерорецепторам относятся вестибуло- и проприорецепторы (рецепторы опорно-двигательного аппарата), а также висцерорецепторы (сигнализирующие о состоянии внутренних органов).
По характеру контакта со средой рецепторы делятся на дистантные, получающие информацию на расстоянии от источника раздражения (зрительные, слуховые и обонятельные), и контактные — возбуждающиеся при непосредственном соприкосновении с раздражителем (вкусовые, тактильные).
В зависимости от природы раздражителя, на который они оптимально настроены, рецепторы могут быть разделены на фоторецепторы, механорецепторы, к которым относятся слуховые, вестибулярные рецепторы, и тактильные рецепторы кожи, рецепторы опорно-двигательного аппарата, барорецепторы сердечно-сосудистой системы; хеморецепторы, включающие рецепторы вкуса и обоняния, сосудистые и тканевые рецепторы; терморецепторы (кожи и внутренних органов, а также центральные термочувствительные нейроны); болевые (ноцицептивные) рецепторы [2].
Все рецепторы делятся на первично-чувствующие и вторично-чувствующие. К первым относятся рецепторы обоняния, тактильные и проприорецепторы. Они различаются тем, что преобразование энергии раздражения в энергию нервного импульса происходит у них в первом нейроне сенсорной системы.
К вторично-чувствующим относятся рецепторы вкуса, зрения, слуха, вестибулярного аппарата. У них между раздражителем и первым нейроном находится специализированная рецепторная клетка, не генерирующая импульсы.
Таким образом, первый нейрон возбуждается не непосредственно, а через рецепторную (не нервную) клетку.
Источник: http://freepapers.ru/46/sensornye-sistemy/222016.1457480.list1.html
Физиология сенсорных систем
МИЧУРИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ПЕДАГОГИЧЕСКИЙИНСТИТУТ
Реферат по физиологии
НА ТЕМУ:
физиологиясенсорных систем
Выполнил:
5 курса
студент 53/6 группыфакультетабиологии
Болдырев Е.А.
Преподаватель:
МикляеваМ.А.
Мичуринск, 1999
Оглавление
Оглавление 2
Кожный анализатор 3
Значение кожного анализатора. 3
Периферический отдел кожного анализатора. 3
Пороги раздражения и пространственного различения. 5
Явления адаптации. 5
Проводящие пути кожного анализатора. 6
Корковый отдел кожного анализатора. 6
Взаимодействие различных видов кожной чувствительности. 8
Кожный анализатор как источник рефлекторных реакций. 10
Слуховой анализатор 11
Рецепция звуковых раздражении 11
Функция звукопроводящего аппарата уха. 12
Внутреннее ухо. 14
Резонансная теория слуха. 16
Проводящие пути слухового анализатора. 17
Корковый отдел слухового анализатора. 18
Факторы, определяющие чувствительность слухового анализатора. 19
Значениекожного анализатора
У животных, даже обладающих самойпримитивной нервной системой, имеютсярецепторы, расположенные на поверхноститела и чувствительные к внешнимраздражениям. У кишечнополостных онимало специализированы и реагируют надействия различных раздражителей. Впроцессе эволюционного развитияпроисходила дифференциация структурыфункции этих рецепторов.
Соответственнодифференцировался и центральный отделанализатора. В результате первичныйанализатор общей чувствительностиповерхности тела дал начало рядуспециализированных анализаторов:вкусовому, обонятельному, боковой линии(у рыб), вестибулярному, слуховому изрительному.
Функциональное обособлениеэтих анализаторов не только не снизилозначения рецепторной функции кожногопокрова, но, наоборот, способствовалоее специализации в определенныхнаправлениях. Так, у многих млекопитающихбольшое значение приобрела волосковаячувствительность (волоски на летательныхперепонках летучих мышей, «усы» ночныххищников).
У человека кожный анализаториграет существенную роль в познаниивнешнего мира. Через рецепторы кожичеловек получает представление оплотности и упругости тел, их поверхности(гладкость, шершавость и пр.), температуреи т. д.
У ребенка первые представленияо форме предметов, об их величине ипространственном соотношенииразвиваются на основе совместнойдеятельности нескольких анализаторов,к числу которых наряду со зрительным,двигательным и другими относится икожный. Не менее велико значение кожногоанализатора как источника рефлекторныхреакций, особенно оборонительных.
Периферическийотдел кожного анализатора
Прилагая слабое электрическоераздражение к различным соседним точкамкожи, можно вызвать раздельные ощущенияприкосновения, тепла, холода и боли(ощущение легкого укола). Тот же эффектдает раздражение кожи тонкой иглойили щетинкой. На основании этих наблюденийвыделяют тактильные, тепловые, холодовыеи болевые рецепторы кожи и соответственночетыре вида кожной чувствительности.
Их раздельное существование подтверждаетсяотсутствием определенных видовчувствительности в отдельных участкахкожи и слизистых оболочек, а такжечастичной потерей чувствительностипри воздействии на кожу некоторымихимическими веществами. Так, новокаинвызывает потерю чувствительности кхолоду, а затем к боли и некоторое ееснижение к теплу, тогда как тактильнаячувствительность не изменяется.
Каждый вид кожной чувствительностисвязан с определенными структурнымиособенностями рецепторных аппаратов(рис. 1). Тактильные рецепторы,воспринимающие прикосновение и давление,имеют различное строение. Одни из них,оплетающие
Рис. 1. Полусхематическоеизображение некоторых рецепторныхаппаратов кожи:
1 — свободные нервныеокончания в эпидермисе; 2 —осязательные тельца Меркеля (главнымобразом в эпидермисе): 3— осязательное тельце Мейсснера;4 — нервное сплетениевокруг волосяной луковицы; 5 —чувствительное к холоду тельце (иликолба) Краузе; 6— фатерпачиниево тельце, чувствительноек давлению.
волосяную луковицу, обладаютбольшой чувствительностью к малейшимколебаниям волоса. Другие обычнорасположенные под самым эпидермисом всосочках кожи, встречаются там, гдеотсутствуют волосы, а также в слизистойоболочке кончика языка. Особые рецепторы,которые находятся главным образом вподкожной клетчатке. возбуждаютсяне при легком прикосновении к коже, апри надавливании, -на. нее.
/1s'eцenmopытепловые и холодовые (т. е. температурнойчувствительности) расположены наразличной глубине в собственно коже)и в верхних слоях подкожной клетчатки.Опытами с введением в кожутермоэлектрической иглы на различнуюглубину установлено, что холодовыерецепторы находятся ближе к поверхности,а тепловые в более глубоких слоях кожи.
Свободные нервные окончания вэпидермисе и в собственно коже,по-видимому, осуществляют болевуюрецепцию. Однако достаточно сильноераздражение других рецепторов такжеможет вызвать болевое ощущение.
Тщательное исследование кожипутем точечного раздражения отдельныхее пунктов выявило неодинаковоераспределение различных видовчувствительности. В среднем, не считаяволосистой части головы, приходится:болевых точек около 50 на1 кв.
см, а на всей поверхностикожи около миллиона; тактильных примерновдвое меньше; холодовых в 4раза меньше (12 на 1кв. см); тепловых 1—2 на1 кв. см или всего около25 000.
В коже различных областей телаколичество и соотношение точек разныхвидов чувствительности сильноварьирует. На 1 кв. смкожи головы или ладонной стороны ногтевыхфаланг кисти приходится более100 тактильных точек, а на таком жеучастке кожи голени всего лишь9—10.
В то же время кожа лица содержиттепловых точек в 2—3 разабольше, а холодовых несколько меньше,чем кожа ногтевых фаланг.
Порогираздражения и пространственногоразличения
Различное в отдельных областяхкожи количество чувствительных точек,а также особенности структуры и глубинызалегания соответствующих рецепторовобусловливают неодинаковые порогиадекватного
раздражения разных участковкожи. Так, порог тактильного раздражениядля кожи кончика носа или ладоннойстороны ногтевой фаланги пальцев рукираз в 10—15 меньше, чем длякожи живота и спины.
Относительно редкоерасположение холодовых и особеннотепловых точек приводит к тому, чтотемпературное раздражение оченьограниченного участка кожи может совсемне вызвать соответствующего ощущения.
В области голени, бедра и живота ощущениетепла иногда отсутствует даже в томслучае, если площадь раздражаемогоучастка кожи превышает 1 кв.см.
Порограздражения кожного анализатора зависиттакже от величины раздражаемойповерхности. Интенсивность температурного
•ощущения тем выше, чем большаяповерхность кожи (например, руки)погружена в холодную или теплую воду.
Если одновременно прикасатьсяк двум соседним точкам кожи, то взависимости от расстояния между нимиможно получить ощущение либо одного,либо двух раздельных прикосновений.
Понаименьшему расстоянию междураздражаемыми точками кожи, при которомеще ощущается двойное прикосновение,можно судить о пороге пространственногоразличения тактильных раздражении(дискриминационная, 1Гли различительная,чувствительность). Для определенияэтого порога пользуются специальнымприбором — эстезиометром.
Он состоит из двух ножек с очень тонким,но. слегка притупленным концом; одна изних неподвижна, а другая передвигаетсявдоль разлинованной шкалы и может бытьзакреплена на любом расстоянии отпервой.
Исследования показали, что порогпространственного различения примерноравен: на кончике языка 1 мм,на ладонной стороне ногтевой фалангипальцев руки 2 мм, накончике носа 6—7 мм, налбу 20—25 мм, на плече ипредплечье 25—40 мм, наспине и груди 40—70 мм.
- Реферат >>Медицина, здоровье Общие вопросы физиологиисенсорныхсистем Основные этапы эволюции сенсорныхсистем. «Всякое познание пролагает себе путь в … прямому наблюдению, происходит благодаря работе сенсорныхсистем. Сенсорные системы можно классифицировать на несколько …
- Контрольная работа >>Биология … . Список используемой литературы Данилова Н.Н., Крылова А.Л. Физиология высшей нервной деятельности / Н.Н. Данилова, А.Л. … , 1997. – 432 с. Смирнов В.М., Будылина С.М. Физиологиясенсорныхсистем и высшая нервная деятельность / В.М. Смирнов, С.М. Будылина …
- Реферат >>Медицина, здоровье … взаимодействие с ионными натриевыми каналами. Литература: «Физиологиясенсорныхсистем». Ч. I. Л.,1971 Школьник –Яррос Е.Г., Калинина А.В.«Нейроны … сетчатки».М.,1986 Капиносов И.К. «Гистофизиология сенсорныхсистем». Саратов ,1991
- Реферат >>Биология … человека. Литература 1. Батуев А.С. Куликов Г.А. Введение в физиологиюсенсорныхсистем. – М.: ПЕДАГОГИКА, 1983. – 324 с.: ил. 2. … 4. Общий курс физиологии человека и животных. В 2 кн. Кн. 1. Физиология нервной, мышечной и сенсорнойсистем: Учеб. для …
- Курсовая работа >>Медицина, здоровье … чтобы предупредить возникновение нарушений сенсорныхсистем. Выполняя работу по теме … . НейманЛ. В БогомольскийМ.Р. Анатомия, физиология и патология органов слуха и речи: … . 5. Сапин М.Р. Анатомия и физиология человека (с возрастными особен ностями детского …
- Реферат >>Медицина, здоровье Фізіологія сенсорнихсистем: шкірний та слуховий … Використана література Сапин Р.М., Сивоглазов В.И..Анатомия и физиология человека: Учебное пособие для студентов … – К.: Професіонал, 2004. Г.Тамар. Основы сенсорнойфизиологии. Пер. с англ. /Под ред. Р.Шмидта …
- Реферат >>психология, педагогика … использование пакета “Ягуар”. Физиология ощущений Анализаторы Физиологическим механизмом … возможно некоторое перераспределение внутри сенсорныхсистем, благодаря которому они … человеческих органов чувств или сенсорныхсистем человека. Программные продукты ” …
- Курсовая работа >>Медицина, здоровье … Лань, 1998. Батуев А. С. Введение в физиологиюсенсорныхсистем.- М.: Наука, 1988. – 247 с. … возрастной физиологии. – М.:Просвещение, 1990. – 239 с. Гальперин С.И. Физиология человека … Руководство по общей и клинической физиологии. – М.: Мед. информационное …
- Реферат >>Медицина, здоровьеФизиология промежуточного мозга Основные рефлекторные … коре больших полушарий. Вместе с развитием сенсорных (переключательных к коре) ядер параллельно … получают афферентных волокон от рецепторов сенсорныхсистем. Они оказывают диффузное тормозящее …
- Реферат >>Физкультура и спорт … неравенства правой и левой частей сенсорныхсистем. Психическая асимметрия – нарушение … глюкозы в мышцах; повышение возбудимости сенсорныхсистем и ЦНС. Норадреналин вызывает … мозга. 87. Физиолог. особенности развития ЦНС, ВНД, сенсорныхсистем, опорно-двиг. …
Источник: https://topref.ru/referat/10346.html
Вкусовая сенсорная система
Вкус – ощущение, возникающее при действии какого-либо вещества на вкусовые рецепторы языка и слизистой оболочки рта.
В процессе эволюции вкус формировался как сенсорный механизм, способствующий выбору «хорошей» пищи, из чего следует, что вкусовые ощущения влияют на наши пищевые предпочтения.
Кроме того, раздражение вкусовых рецепторов приводит к возникновению многочисленных врожденных (безусловных) рефлексов, управляющих деятельностью органов пищеварения. При этом в зависимости от свойств пищи секрет, выделяемый пищеварительными железами, может существенно изменять свой состав.
Вкусовые рецепторы – клетки, раздражение которых вызывает вкусовые ощущения. Большая часть их располагается на языке. Кроме того, вкусовые рецепторы расположены на задней стенке глотки, мягком небе и надгортаннике. Рецепторные клетки объединены во вкусовые почки (луковицы), а они собраны в три вида сосочков – грибовидные, желобовидные и листовидные.
Различные участки языка по-разному чувствительны к вкусовым модальностям. Основание языка, где преобладают желобовидные сосочки, наиболее чувствительны к горькому, кончик языка (на нем в основном грибовидные сосочки) – к сладкому, боковые части языка (листовидные сосочки) – к кислому и соленому.
Вкусовая почка лежит в толще многослойного эпителия. Она имеет форму луковицы и состоит из опорных, рецепторных и базальных клеток. В каждой почке несколько десятков клеток. Почки не достигают поверхности слизистой оболочки и связаны с ней через небольшие каналы – вкусовые поры.
При этом рецепторные клетки образуют на своей вершине микроворсинки, находящиеся в общей камере непосредственно под порой. Вкусовые рецепторы – самые короткоживущие сенсорные клетки организма. Продолжительность жизни каждой из них около 10 дней, после чего так же, как и в случае обонятельной системы, из базальной клетки формируется новый рецептор.
У взрослого человека 9-10 тысяч вкусовых почек. С возрастом часть их атрофируется.
Вкусовые рецепторы – вторичночувствующие. Сенсорные нейроны, которые проводят вкусовую информацию в ЦНС, – это псевдоуниполярные нейроны, входящие в состав ганглиев лицевого (VII пара), языкоглоточного (IX пара) и блуждающего (X пара) черепных нервов.
Периферические отростки этих нейронов подходят к вкусовым рецепторам, и при достаточно сильном возбуждении рецепторов в ЦНС проводятся нервные импульсы. Вкусовые волокна оканчиваются на чувствительном ядре, расположенном в продолговатом мозге (ядро одиночного пути).
Через это ядро поддерживается связь с безусловнорефлекторными центрами, осуществляющими простейшие рефлексы, например, слюноотделение, жевание, глотание. Горький вкус является сигналом для запуска ряда оборонительных реакций (выплевывание, рвота и т.п.).
Большая часть аксонов ядра одиночного пути перекрещивается, поднимается вверх к таламусу (где оканчивается на нейронах заднего вентрального ядра) и далее – к коре больших полушарий.
В настоящее время выяснено, что вкусовые центры находятся в островковой доле коры, а также у нижнего конца центральной борозды (поле 43). Некоторое количество аксонов, идущих из продолговатого мозга, заканчивается в гипоталамусе.
Они вносят свой вклад в управление уровнем пищевой и оборонительной мотиваций, генерацию положительных и отрицательных эмоций, а также определяют неосознанные пищевые предпочтения.
Выделяют пять основных вкусовых модальностей: сладкую, соленую, кислую, горькую и умами. Последняя модальность обозначается японским словом, обозначающим вкус глутамата натрия (хорошо выраженный мясной вкус). При изучении их особенностей применяют растворы различных веществ, которые капельно наносятся на разные участки языка.
Как эталонное сладкое вещество применяют глюкозу, кислое – соляную кислоту, соленое – хлористый натрий (поваренная соль, NaCl), горькое – хинин. Каждая рецепторная клетка наиболее чувствительна к определенной вкусовой модальности, но отвечает и на другие виды вкусовой стимуляции (обычно значительно слабее, т.е.
с более высоким порогом реакции).
«Сладкие», «горькие» и «умами» молекулы взаимодействуют с мембранными рецепторами, что в конечном итоге приводит к выбросу медиатора в синапсах между рецепторными клетками и волокнами сенсорных клеток и проведению нервных импульсов в ЦНС. Механизм генерации рецепторного потенциала при восприятии соленого и кислого вкуса отличается от обычного принципа работы хеморецепторов.
В «соленых» рецепторных клетках присутствуют открытые натриевые каналы. Соленая пища содержит большое количество ионов Na+, поэтому он диффундирует (входит) внутрь вкусовых клеток, вызывая деполяризацию. Она в свою очередь приводит к выбросу медиатора. Кислый вкус вызывается большой концентрацией ионов водорода (Н+) в кислых продуктах.
Входя в рецепторную клетку, они также вызывают деполяризацию.
Кроме вкусовых, в ротовой полости находятся также кожные рецепторы. В нормальных условиях целостное вкусовое восприятие формируется при их участии (определение консистенции пищи, ее температуры и т.п.).
Более того, через тактильные рецепторы опосредуются такие, на первый взгляд, вкусовые ощущения, как ментоловое и жгучее (острое). В формирование вкусового восприятия вносит свой вклад и обонятельный анализатор.
При нарушении обоняния (например, во время насморка) вкусовые ощущения значительно снижены.
Пороги чувствительности вкусовых рецепторов очень индивидуальны для разных людей (часть отличий генетически задана) и могут изменяться в зависимости от многих условий. Например, порог к хлористому натрию (поваренная соль) уменьшается при его удалении из пищи и увеличивается при беременности. Вкусовое ощущение зависит также от концентрации вещества.
Так, максимально сладок 20% раствор сахара, максимально соленый 10% раствор хлористого натрия, максимально кислый 0,2% раствор соляной кислоты, максимально горький 0,1% раствор хинина. При дальнейшем повышении концентраций вкусовые ощущения уменьшаются.
Зависят вкусовые ощущения и от температуры: «сладкие» рецепторы наиболее чувствительны при температуре пищи около 37С, «соленые» – примерно при 10С, при 0С вкусовые ощущения исчезают.
Как и все остальные сенсорные системы, вкусовая способна адаптироваться к постоянно действующему стимулу, и при длительном возбуждении рецепторов их порог увеличивается.
Адаптация к одному из вкусовых ощущений часто снижает пороги для остальных. Это явление называется вкусовым контрастом.
Например, после ополаскивания рта слабо подсоленным раствором чувствительность к другим вкусовым модальностям увеличивается.
Висцерорецепторы – это часть интерорецепторов, которые находятся во внутренних органах и кровеносных сосудах. Благодаря им организм получает множество информации, необходимой для поддержания гомеостаза, т.е. постоянства внутренней среды.
Так, в результате деятельности висцерорецепторов осуществляется регуляция дыхания, поддержание постоянного кровяного давления, выделение пищеварительных соков и т.д.
Среди висцерорецепторов встречаются не только хеморецепторы, реагирующие на изменение состава внутренней среды организма, но и барорецепторы (рецепторы давления, например, на стенки сосудов), и терморецепторы.
Несмотря на широкое распространение таких рецепторов в организме, это наиболее скрытая от нас сенсорная система. Дело в том, что в большинстве случаев раздражители, действующие на висцерорецепторы, не осознаются, хотя наше самочувствие в значительной степени определяется информацией, получаемой через эту сенсорную систему.
Тем не менее раздражение некоторых висцерорецепторов может приводить к вполне осознаваемым ощущениям.
Например, чувство голода и жажды возникает при изменении химического состава плазмы крови (рецепторы в гипоталамусе); появление токсинов в крови может запустить рвотный рефлекс (рецепторы в продолговатом мозге); при повышении давления на стенки мочевого пузыря возникают позывы к мочеиспусканию и т.д.
Система внутренней чувствительности – одна из самых древних сенсорных систем нашего организма. Она участвует в обеспечении всех жизненно важных функций. Поэтому не удивительно, что сигналы от этой системы запускают большое число врожденных реакций, замыкающихся на уровнях спинного, продолговатого, промежуточного мозга.
Как пример работы системы внутренней чувствительности рассмотрим регуляцию частоты дыхания. Между внутренней и наружной сонными артериями, снабжающими кровью голову, расположено так называемое каротидное тельце. В его состав входят волокна IX языкоглоточного нерва и особые гломусные клетки.
Отростки нейронов и гломусные клетки образуют синапсы друг на друге. Понижение концентрации кислорода в крови (или повышение концентрации углекислого газа) деполяризует нервные окончания-рецепторы и вызывает увеличение частоты разрядов в волокнах IX нерва. Одновременно активируются гломусные клетки.
Они не имеют отростков, но обладают всеми свойствами нейронов. Через специальный синапс гломусные клетки частично тормозят активность нервного волокна. Смысл этого торможения состоит в том, чтобы не дать частоте дыхательных движений подняться выше определенного уровня. Как известно, в покое ее величина составляет около 16 вдохов в минуту.
Управляется этот процесс дыхательным центром в продолговатом мозгу. Именно к этому центру и подходят аксоны, несущие информацию от каротидного тельца. При возбуждении рецепторов (сигнал о недостатке кислорода) дыхательный центр также возбуждается и частота дыхания начинает расти – до 20-30 и даже 40 раз в минуту.
Однако ритмика дыхательных движений имеет свой предел, и дальнейшее повышение частоты нежелательно. В этом случае глубина дыхания (т.е. количество вдыхаемого и выдыхаемого за один раз воздуха) начинает падать.
В результате будет «перегоняться» не столько воздух, находящийся в легких и внешней среде, сколько заполняющий воздухоносные пути (трахею, бронхи и др.). Это снижает общую эффективность дыхания. Для предотвращения данного явления и служат гломусные клетки, ограничивающие возбуждение дыхательного центра.
Итак, мы рассмотрели работу различных сенсорных систем организма человека. Каждая из них поставляет ЦНС свой особый тип информации, описывающий как наше собственное состояние, так и состояние внешней среды. В ЦНС эта информация анализируется, из ее потока выделяются наиболее существенные компоненты.
Следующий шаг – объединение (синтез) сигналов от различных анализаторов и формирование целостного сенсорного образа внешнего мира. Это уже функция не сенсорных, а ассоциативных зон коры больших полушарий.
Именно в таком «синтезированном» виде информация от органов чувств используется для планирования и реализации действий – т.е.
для организации адекватного поведения в ответ на собственные потребности и изменения, происходящие в окружающем мире.
Page 3
| Перейти к загрузке файла |
|
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
Источник: https://studwood.ru/1895242/meditsina/vkusovaya_sensornaya_sistema
Слуховая сенсорная система
Сохрани ссылку в одной из сетей:
Оглавление 2
СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ 3
Общая физиология сенсорных систем 3
Методы исследования сенсорных систем 3
Общие принципы строения сенсорных систем 4
Основные функции сенсорной системы 5
Механизмы переработки информации в сенсорной системе 13
Адаптация сенсорной системы 13
Взаимодействие сенсорных систем 15
Слуховая система 15
Структура и функции наружного и среднего уха 16
Структура и функции внутреннего уха 17
Передача звуковых колебаний по каналам улитки 18
Расположение и структура рецепторных клеток спирального органа 18
Механизм восприятия и передачи звуковой информации 19
Электрические явления в улитке 20
Иннервация волосковых клеток спирального органа 21
Электрическая активность путей и центров слуховой системы 21
Слуховые функции 22
Анализ интенсивности звука 23
Слуховые ощущения. Тональность (частота) звука 23
Слуховая чувствительность 24
Бинауральный слух 24
Сенсорнойсистемой (анализатором, по И.П.Павлову)называют часть нервной системы, состоящуюиз воспринимающих элементов – сенсорныхрецепторов, получающих стимулы извнешней или внутренней среды, нервныхпутей, передающих информацию от рецепторовв мозг, и тех частей мозга, которыеперерабатывают эту информацию. Такимобразом, сенсорная система вводитинформацию в мозг и анализирует ее.
Работа любой сенсорной системы начинаетсяс восприятия рецепторами внешней длямозга физической или химической энергии,трансформации ее в нервные сигналы ипередачи их в мозг через цепи нейронов.
Процесс передачи сенсорных сигналовсопровождается многократным ихпреобразованием и перекодированием изавершается высшим анализом и синтезом(опознанием образа), после чего формируетсяответная реакция организма.
Информация,поступающая в мозг, необходима дляпростых и сложных рефлекторных актоввплоть до психической деятельностичеловека. И.М.
Сеченов писал, что«психический акт не может явиться всознании без внешнего чувственноговозбуждения». Переработка сенсорнойинформации может сопровождаться, номожет и не сопровождаться осознаниемстимула.
Если осознание происходит,говорят об ощущении. Понимание ощущенияприводит к восприятию.
И.П. Павловсчитал анализатором совокупностьрецепторов (периферический отделанализатора), путей проведения возбуждения(проводниковый отдел), а также нейронов,анализирующих раздражитель в коре мозга(центральный отдел анализатора).
Методыисследования сенсорных систем
Для изучениясенсорных систем используютэлектрофизиологические, нейрохимические,поведенческие и морфологическиеисследования на животных, психофизиологическийанализ восприятия у здорового и больногочеловека, методы картирования его мозга.Сенсорные функции также моделируют ипротезируют.
Моделированиесенсорных функций позволяет изучатьна биофизических или компьютерныхмоделях такие функции и свойствасенсорных систем, которые пока недоступныдля экспериментальных методов.
Протезирование сенсорных функцийпрактически проверяет истинность нашихзнаний о них.
Примером могут бытьэлектро-фосфеновые зрительные протезы,которые восстанавливают зрительноевосприятие у слепых людей разнымисочетаниями точечных электрическихраздражений зрительной области корыбольшого мозга.
Общие принципыстроения сенсорных систем
Основнымиобщими принципами построения сенсорныхсистем высших позвоночных животных ичеловека являются следующие:
1) многослойность,т.е. наличие нескольких слоев нервныхклеток, первый из которых связан срецепторами, а последний – с нейронамимоторных областей коры большого мозга.
Это свойство дает возможностьспециализировать нейронные слои напереработке разных видов сенсорнойинформации, что позволяет организмубыстро реагировать на простые сигналы,анализируемые уже на первых уровняхсенсорной системы.
Создаются такжеусловия для избирательного регулированиясвойств нейронных слоев путем восходящихвлияний из других отделов мозга;
2) многоканальностьсенсорнойсистемы, т.е. наличие в каждом слоемножества (от десятков тысяч до миллионов)нервных клеток, связанных с множествомклеток следующего слоя. Наличие множестватаких параллельных каналов обработкии передачи информации обеспечиваетсенсорной системе точность и детальностьанализа сигналов и большую надежность;
3) разноечисло элементов в соседних слоях, чтоформирует «сенсорные воронки». Так, всетчатке глаза человека насчитывается130 млн. фоторецепторов, а в слое ганглиозныхклеток сетчатки нейронов в 100 раз меньше(«суживающаяся воронка»).
На следующихуровнях зрительной системы формируется«расширяющаяся воронка»: число нейроновв первичной проекционной областизрительной области коры в тысячи разбольше, чем ганглиозных клеток сетчатки.В слуховой и в ряде других сенсорныхсистем от рецепторов к коре большогомозга идет «расширяющаяся воронка».
Физиологический смысл «суживающейсяворонки» заключается в уменьшенииизбыточности информации, а «расширяющейся»- в обеспечении дробного и сложногоанализа разных признаков сигнала;дифференциация сенсорной системы повертикали и по горизонтали.
Дифференциацияпо вертикали заключается в образованииотделов, каждый из которых состоит изнескольких нейронных слоев. Такимобразом, отдел представляет собой болеекрупное морфофункциональное образование,чем слой нейронов.
Каждый отдел (например,обонятельные луковицы, кохлеарные ядраслуховой системы или коленчатые тела)осуществляет определенную функцию.Дифференциация по горизонтали заключаетсяв различных свойствах рецепторов,нейронов и связей между ними в пределахкаждого из слоев.
Так, в зрении работаютдва параллельных нейронных канала,идущих от фоторецепторов к коре большогомозга и по-разному перерабатывающихинформацию, поступающую от центра и отпериферии сетчатки глаза.
Основныефункции сенсорной системы
Сенсорнаясистема выполняет следующие основныефункции, или операции, с сигналами: 1)обнаружение; 2) различение; 3) передачуи преобразование; 4) кодирование; 5)детектирование признаков; 6) опознаниеобразов.
Обнаружение и первичноеразличение сигналов обеспечиваетсярецепторами, а детектирование и опознаниесигналов – нейронами коры большихполушарий.
Передачу, преобразование икодирование сигналов осуществляютнейроны всех слоев сенсорных систем.
Обнаружениесигналов.Оно начинается в рецепторе -специализированной клетке, эволюционноприспособленной к восприятию раздражителяопределенной модальности из внешнейили внутренней среды и преобразованиюего из физической или химической формыв форму нервного возбуждения.
Классификациярецепторов.В практическом отношении наиболееважное значение имеет психофизиологическаяклассификация рецепторов по характеруощущений, возникающих при их раздражении.
Согласно этой классификации, у человекаразличают зрительные, слуховые,обонятельные, вкусовые, осязательныерецепторы, термо-, проприо -и вестибулорецепторы (рецепторы положениятела и его частей в пространстве) ирецепторы боли.
Существуютрецепторы внешние (экстерорецепторы)и внутренние (интерорецепторы). Кэкстерорецепторам относятся слуховые,зрительные, обонятельные, вкусовые,осязательные. К интерорецепторамотносятся вестибуло -и проприорецепторы (рецепторыопорно-двигательного аппарата), а такжевисцерорецепторы (сигнализирующие осостоянии внутренних органов).
По характеруконтакта со средой рецепторы делятсяна дистантные, получающие информациюна расстоянии от источника раздражения(зрительные, слуховые и обонятельные),и контактные – возбуждающиеся принепосредственном соприкосновении сраздражителем (вкусовые, тактильные).
В зависимостиот природы раздражителя, на который ониоптимально настроены, рецепторы могутбыть разделены на фоторецепторы,механорецепторы, к которым относятсяслуховые, вестибулярные рецепторы, итактильные рецепторы кожи, рецепторыопорно-двигательного аппарата,барорецепторы сердечно-сосудистойсистемы; хеморецепторы, включающиерецепторы вкуса и обоняния, сосудистыеи тканевые рецепторы; терморецепторы(кожи и внутренних органов, а такжецентральные термочувствительныенейроны); болевые (ноцицептивные)рецепторы.
Все рецепторыделятся на первично-чувствующие ивторично-чувствующие. К первым относятсярецепторы обоняния, тактильные ипроприорецепторы. Они различаются тем,что преобразование энергии раздраженияв энергию нервного импульса происходиту них в первом нейроне сенсорной системы.
К вторично-чувствующим относятсярецепторы вкуса, зрения, слуха,вестибулярного аппарата. У них междураздражителем и первым нейроном находитсяспециализированная рецепторная клетка,не генерирующая импульсы.
Таким образом,первый нейрон возбуждается ненепосредственно, а через рецепторную(не нервную) клетку.
Общиемеханизмы возбуждения рецепторов.При действии стимула на рецепторнуюклетку происходит преобразованиеэнергии внешнего раздражения в рецепторныйсигнал, или трансдукция сенсорногосигнала. Этот процесс включает в себятриосновных этапа:
1) взаимодействиестимула, т.е. молекулы пахучего иливкусового вещества (обоняние, вкус),кванта света (зрение) или механическойсилы (слух, осязание) с рецепторнойбелковой молекулой, которая находитсяв составе клеточной мембраны рецепторнойклетки;
2) внутриклеточныепроцессы усиления и передачи сенсорногостимула в пределах рецепторной клетки;
3) открываниенаходящихся в мембране рецептора ионныхканалов, через которые начинает течьионный ток, что, как правило, приводитк деполяризации клеточной мембранырецепторной клетки (возникновению такназываемого рецепторного потенциала).
В первично-чувствующих рецепторах этотпотенциал действует на наиболеечувствительные участки мембраны,способные генерировать потенциалыдействия – электрические нервныеимпульсы.
Во вторично-чувствующихрецепторах рецепторный потенциалвызывает выделение квантов медиатораиз пресинаптического окончаниярецепторной клетки. Медиатор (например,ацетилхолин), воздействуя напостсинаптическую мембрану первогонейрона, изменяет ее поляризацию(генерируется постсинаптическийпотенциал).
Постсинаптический потенциалпервого нейрона сенсорной системыназывают генераторным потенциалом, таккак он вызывает генерацию импульсногоответа. В первично-чувствующих рецепторахрецепторный и генераторный потенциалы- одно и то же.
Абсолютнуючувствительность сенсорной системыизмеряют порогом реакции. Чувствительностьи порог – обратные понятия: чем вышепорог, тем ниже чувствительность, инаоборот. Обычно принимают за пороговуютакую силу стимула, вероятность восприятиякоторого равна 0,5 или 0,75 (правильныйответ о наличии стимула в половине илив 3/4 случаев его действия).
Более низкиезначения интенсивности считаютсяподпороговыми, а более высокие -надпороговыми. Оказалось, что и вподпороговом диапазоне реакция насверхслабые раздражители возможна, ноона неосознаваема (не доходит до порогаощущения).
Так, если снизить интенсивностьвспышки света настолько, что человекуже не может сказать, видел он ее илинет, от его руки можно зарегистрироватьнеощущаемую кожно-гальваническуюреакцию на данный сигнал.
Чувствительностьрецепторных элементов к адекватнымраздражителям, к восприятию которыхони эволюционно приспособлены, предельновысока.
Так, обонятельный рецептор можетвозбудиться при действии одиночноймолекулы пахучего вещества, фоторецептор- одиночным квантом света.
Чувствительностьслуховых рецепторов также предельна:если бы она была выше, мы слышали быпостоянный шум из-за теплового движениямолекул.
Различениесигналов.Важная характеристика сенсорной системы- способность замечать различия всвойствах одновременно или последовательнодействующих раздражителей.
Различениеначинается в рецепторах, но в этомпроцессе участвуют нейроны всей сенсорнойсистемы.
Оно характеризует то минимальноеразличие между стимулами, котороесенсорная система может заметить(дифференциальный, или разностный,порог).
Источник: https://works.doklad.ru/view/DSJ8DBHxX64.html
Add comment