Строение, функции и возрастные особенности анализаторов

Зрительный анализатор. По данным некоторых ученых 70% всех сведений человек полу­чает из окружающего мира с помощью зрения, другие пола­гают, что цифра должна быть увеличена до 90%. Основная функция зрения состоит в различении яркости, цвета, формы, размеров наблюдаемых объектов. Наряду с другими анализаторами зрение играет большую роль в регуляции положе­ния тела и в определении расстояния до объекта.

Строение глаза и движения глазных яблок.Глазное яблоко располагается в глазничной впадине лицевой части черепа.Форму глазного яблока определяет наружная белочная обо­лочка глаза - склера, переходящая спереди в роговицу.За роговицей располагается хрусталик, к которому прилегает радужка. Простран­ство между хрусталиком и роговицей заполнено жидкостью. Это пространство называют передней камерой глаза. Глазное яблоко заполнено стекловидным телом - прозрачной массой студенистой консистенции.

Расположение отдельных частей глаза почти всегда неизменно. Такая устойчивость поддерживается как жесткой скле­рой, так и постоянным уровнем внутриглазного давления. Водяни­стая влага передней камеры глаза образуется благодаря процессу фильтрации из кровеносных капилляров цилиарного тела. Внутриглазное давление сохраняется постоянным, если количество выводимой через шлемов канал жидкости точно соответствует количеству жидкости, образующейся в цилиарном теле. Если же отток затруднен, то повышается внутриглаз­ное давление, и возникает глаукома.Под склерой находится сосудистая оболочка и кровеносные сосуды, которые питают сетчатку. Сосудистая оболочка переходит в ресничное или цилиарное тело, в котором находятся гладкие мы­шечные волокна, образующие ресничную мышцу.Самый передней отдел сосудистой оболочки образует радужную, регулирующую размер зрачка. В радужной оболочке име­ются два рода мышц: кольцевые и радиальные. Наружный слой сет­чатки, примыкающий к сосудистому слою, образован пигментны­ми клетками. Внутренняя оболочка глазного яблока – сетчатка.Она состоит из фоторецептивных клеток: колбочек и палочек. В месте пересечения сетчатки с оптической осью глаза располагается область наилучшего видения - желтое пятно, образованное гро­мадным числом колбочек. Участок сетчатки, где сходятся отростки чувствительных нейронов, образующих зрительный нерв, лишен колбочек и палочек. Это место называют слепым пятном. Движение глазных яблок всегда осуществляется содружествен­но. При рассмотрении близких предметов зрительные оси сходят­ся, а более далеких - расходятся. Сведение осей при рассматрива­нии близких предметов называется конвергенцией, а разведение - дивергенцией.

Формирование изображения на сетчатке.Благодаря одновременному движению обоих глазных яблок получается четкое изображение на сетчатке. В случае нарушения содружественных движений глаз возникает косоглазие, и происхо­дит расстройство бинокулярной фиксации предмета, т.к. изображе­ние от разных глаз на сетчатке будет занимать на ней разное место. При разглядывании предмета обоими глазами изображение от предметов попадает в идентичные участки сетчатки обоих глаз и поэтому изображения от двух глаз сливаются в одно. Если же изображение попадает на разные участки сетчатки, то оно будет представляться раздвоенным. В этом легко убедиться, на­давливая слегка на один глаз сбоку, в результате чего будет "дво­иться" в глазах.

Зрачковые рефлексы. В норме зрачки обоих глаз круглые, и их диаметр одинаков. При снижении общей освещенности зрачок рефлекторно расширя­ется. Следовательно, расширение и сужение зрачка - это реакция на снижение и увеличение общей освещенности. Диаметр зрачка также зависит от расстояния до фиксируемого предмета. При пе­реводе взгляда от дальнего предмета к ближнему зрачки сужаются. В радужной оболочке имеется два вида мышечных волокон, окружающих зрачок: кольцевые, иннервируемые парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва, к которым под­ходят нервы от ресничного узла. Радиальные мышцы иннервируются симпатическими нервами, отходящими от верхнего шей­ного симпатического узла. Сокращение первых вызывает сужение зрачка (миоз), а сокращение вторых - расширение (мидриаз).Диаметр зрачка и зрачковые реакции - важные диагностичес­кие признаки при повреждении мозга.

Светопреломляющий аппарат глаза.Глаз представляет собой сложную оптическую систему линз, которые образуют на сетчатке перевернутое и уменьшенное изоб­ражение внешнего мира.

Основными преломляющими средами являются роговица и хрусталик. Хрусталик заключен в капсулу, которая прикреплена циановыми связками к ресничному телу. Благодаря сокращению ресничных мышц меняется кривизна хрусталика. Прохождение световых лучей через поверхность, разграни­чивающую две среды с разной оптической плотностью, сопровож­дается преломлением лучей (рефракцией). Например, при прохож­дении лучей через роговицу наблюдается их преломление, т.к. оп­тическая плотность воздуха и роговицы сильно отличаются. Далее лучи от источника света проходят через двояковыпуклую линзу - хрусталик. В результате преломления лучи сходятся в некоторой точке сзади хрусталика - в фокусе. Преломление зависит от угла падения световых лучей на поверхность линзы: Чем больше угол падения, тем сильнее преломляются лучи. Лучи, падающие на края линзы, больше преломляются, чем центральные лучи, проходящие через центр перпендикулярно линзе, которые совсем не преломля­ются. Это ведет к появлению на сетчатке размытого пятна, что уменьшает остроту зрения. Острота зрения отражает способность оптической системы глаза получать четкие изображения на сетчат­ке.

Цветовое восприятие.Восприятие цвета колбочками связано с наличием трех их типов, которые соответственно реагируют на синий, зеленый и крас­ный цвета. Промежуточные цвета воспринимаются при одновре­менном возбуждении колбочек двух типов и более. Отсутствие раз­личения отдельных цветов называется частичной цветовой слепо­той. Нарушение цветовосприятия называется дальтонизмом. Есть люди, которые не могут воспринимать красный, зеленый и другие цвета.

Сетчатка.Пигментные клетки. Палочки и колбочки расположены на задней поверхности сетчатки, поэтому падающий в глаз свет про­ходит через два других слоя и только тогда достигает наружных сегментов фоторецепторов. Таким образом, светочувствительные участки находятся в глубине сетчатки. Почему сетчатка устроена таким странным образом, что фоторецепторы находятся в глубине сетчатки, а не ближе к поверхности, точно неизвестно. Одна из возможных причин заключается в том, что позади рецепторов на­ходится пигментный слой клеток, содержащий черный пигмент меланин. Меланин поглощает пришедшие через сетчатку световые лучи и не дает им отражаться назад и рассеиваться внутри глаза. Он играет ту же роль, что и черная окраска внутренних поверхнос­тей фотокамеры. Клетки, содержащие меланин, способствуют так­же химическому восстановлению светочувствительного зрительного пигмента, который обесцвечивается на свету. Для выполнения этих функций необходимо, чтобы меланин находился вблизи от рецеп­торов.Сетчатка состоит из трех слоев. Самый наружный слой сет­чатки от центра глазного яблока представлен фоторецепторами палочками и колбочками. Затем идет промежуточный слой, содержащийбиполярные нейроны, которые связывают фоторецепторы с клетками третьего слоя. Третий, внутренний, слой образован ганглиозными клетками, дендриты которых соединены с биполярными клетками, а аксоны образуют зрительный нерв.

Глаза ребенка выполняют значительную зрительную ра­боту. От того, как соблюдаются правила гигиены, зависит и утом­ление органов зрения, и сохранение их полноценной функции на будущее.

Ученые связывают нарушение зрения с общим состоянием организма, поэтому занятия физической культурой крайне необ­ходимы детям. Ведущие ученые рекомендуют привлекать детей к занятиям в основной группе по фи­зической культуре. Эти дети могут сдавать нормы ГТО, посещать уроки физкультуры, заниматься в спортивных секциях, участво­вать в соревнованиях, что имеет не только оздоровительное, но и психологическое значение. Разумеется, физические нагрузки должны дозироваться с учетом возраста и подготовленности ребенка.

Кроме того, для учащихся младших классов рекомендует­ся включать в занятия физической культурой (например, в уро­ки физкультуры) специальные упражнения (2—3) для глаз, на­пример, такие: при исходной позиции ноги на ширине плеч. руки в стороны, круговые движения руками вперед и назад. В это время следить за кончиком большого пальца. Повторить 3—4 раза. Второе упражнение такое. Исходная позиция: сидя на сту­ле, скамейке, зажмурить и открыть глаза. Выполняется в сред­нем темпе, повторить 3—4 раза.

Каждый учащийся уже в начальной школе должен ов­ладеть рядом важных навыков. Из них самый трудный для ус­воения: соблюдение необходимого расстояния от глаз до рабо­чей поверхности (тетради, книги). Овладение правилами само­контроля и применение их. Кроме того, в начальной школе ре­бенок должен выработать навыки:

1. заниматься при достаточном и правильном освещении;

2. соблюдать ритм зрительной работы, гигиену просмотра те­левизионных передач;

3. выполнять гимнастику для глаз и уметь давать глазам отдых.

Слуховой анализатор.Адекватный раздражитель – звук. Слуховой анализатор имеет 3 отдела:

1. периферический - орган слуха;

2. проводниковый – нервные пути;

3. корковый , расположенный в височной доле головного мозга.

Рецепторные клетки, воспринимающие звук, расположены глубоко в черепе, в самой плотной части человеческого скелета – пирамиде височной кости. В процессе филогенетического развития животного мира нежные, легко ранимые слуховые рецепторные клетки постепенно погружались в глубь черепа, одновременно развивался аппарат, с помощью которого звук может достигать звуковоспринимающих клеток без искажений и потерь, то есть аппарат проведения звуков. К моменту рождения ребёнка звукопроводящий аппарат, несмотря на то, что отличается от такового у взрослых по размерам и расположению некоторых деталей, уже полностью выполняет функцию проведения звука.

В состав звукопроводящего аппарата входят: ушная раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка, барабанная полость со слуховыми косточками и мышцами, слуховая труба, окна лабиринта и жидкость вестибулярной и барабанной лестниц улитки. Каждая часть имеет своё функциональное назначение, поэтому существует определённая зависимость между характером потери слуха и поражением каждого отдела. Наружный слуховой проход выполняет практически только проводящую функцию для звука. Его длина и ширина не влияет на усиление и ослабление звука. Звуковая волна достигает среднего уха, пройдя наружный слуховой проход, и приводит в движение барабанную перепонку и слуховые косточки: молоточек, наковальню и стремя, которое как бы вставлено в окно преддверия внутреннего уха (лабиринта). Соотношение площадей барабанной перепонки и окна преддверия равно примерно 20: 1. Нижний отдел барабанной перепонки расположен напротив окна улитки и как бы защищает его, экранирует от звуковой волны. В результате сочетания этих факторов: разницы площади барабанной перепонки и основания стремени, а также экранирующего эффекта её нижних отделов - происходит усиление звука. Система колеблющихся слуховых косточек обеспечивает в основном передачу звука, усиливая его в норме очень незначительно. В среднем ухе имеются две мышцы: напрягающая барабанную перепонку и стременная. Непосредственно они не проводят звуковые волны, но выполняют функции, регулирующие этот процесс. Они приспосабливают звукопроводящий аппарат к оптимальной передаче звука и выполняют защитную функцию при сильных звуковых раздражениях, уменьшая подвижность слуховых косточек и защищая внутреннее ухо. Слуховая труба имеет важное значение для проведения звука в среднем ухе. Она выполняет вентиляционную функцию, а также служит для поддержания в барабанной полости давления, одинакового с внешним. Изменение вентиляционной функции приводит к снижению остроты слуха, ухудшению восприятия звуков низкой частоты в результате нарушения колебаний барабанной перепонки. Слуховая труба имеет ряд защитных механизмов, препятствующих попаданию инфекции из носоглотки в барабанную полость.

Во внутреннем ухе усиленная звуковая волна с помощью системы барабанная перепонка – слуховые косточки, достигает окна преддверья, и её колебания передаются на перилимфу лестницы преддверья улитки. Дальнейший путь звуковой волны проходит уже по перилимфе лестницы преддверия улитки до её верхушки. Здесь через отверстие улитки колебания распространяются на перилимфу барабанной лестницы, слепо заканчивающейся окном улитки, затянутым плотной мембраной – вторичной барабанной перепонкой. В результате вся энергия звука оказывается сосредоточенной в пространстве, ограниченном стенкой костной улитки, костным спиральным гребнем и базилярной пластинкой. Движение базилярной пластинки вместе с расположенным на ней спиральным (кортиевым) органом приводят к непосредственному контакту рецепторных волосковых клеток с покровной мембраной. Это становится окончанием проведения звука и началом звуковосприятия – сложного физико-химического процесса, сопровождаемого возникновением слуховых электрических биопотенциалов.

Вся эта сложная система проведения звуковой волны с участием ушной раковины, наружного слухового прохода, барабанной перепонки, слуховых косточек, перилимфы вестибулярной и барабанной лестницы условно называется воздушным путём проведения звука.

Кроме воздушного пути проведения или подведения звука к рецепторным клеткам, существует костный путь проведения звука. Звуковые волны не только попадают в наружный слуховой проход, но и приводят в колебание кости черепа. В результате различной подвижности лабиринтных окон также происходит незначительное движение перилимфы от окна преддверия к окну улитки, зависящее от компрессии и инерции слуховых косточек, в основном стремени. При костном проведении звука лишь высокие звуки с малой амплитудой колебаний достигают рецепторных клеток.

Головной мозг, с окружающими его оболочками находится в полости мозгового черепа. Верхняя вентральная поверхность головного мозга по форме соответствует внутренней вогнутой поверхности свода черепа. Нижняя поверхность - основание головного мозга, имеет сложный рельеф, соответствующий черепным ямкам внутреннего основания черепа.

Масса его составляет в среднем 1245 г у женщин и 1394 г у мужчин, но может колебаться от 1100 до 2000 г. У новорожденного головной мозг относительно большой: 390 г у мальчиков и 355 г у девочек, что составляет 12 - 13% массы (у взрослых – 2,5%). К концу первого года жизни масса мозга удваивается, а к 3-4 годам утраивается. До 4 лет головной мозг ребенка растет равномерно в высоту, длину и ширину. В дальнейшем преобладает рост в высоту. После 7 лет мозг растет медленно и достигает максимальной массы к 20-29 годам. После 55-60 лет масса мозга несколько уменьшается. В головном мозге выделяют три основных отдела – задний, средний и передний мозг. Задний мозг включает продолговатый мозг, мост и мозжечок, средний – ножки мозга, четверохолмие и ряд ядер, передний – промежуточный мозг и большие полушария. При осмотре препарата головного мозга хорошо заметны три его наиболее крупные составные части. Это парные полушария большого мозга, мозжечок и мозговой ствол.

1.Задний мозг

Задний мозг включает продолговатый мозг, мост и мозжечок. Продолговатый мозгявляется непосредственным продолжением спинного мозга и в основном сохраняет его форму и строение. Продолговатый мозг имеет вид луковицы. Верхний расширенный конец его граничит с мостом, а нижней границей служит уровень большого отверстия затылочной кости. На передней поверхности продолговатого мозга расположена передняя срединная щель. По бокам от него находятся пирамиды, состоящие из двигательных пирамидных путей, соединяющих головной мозг со спинным. Составляющие пирамиды пучки нервных волокон частично перекрещиваются в глубине срединной щели на границе со спинным мозгом, после чего опускаются в боковом канатике на противоположной стороне спинного мозга. На вентральной стороне, вокруг срединной щели, проходят пучки волокон прямого пирамидного пути, которые не перекрещиваются и спускаются в переднем канатике спинного мозга. Латерально от пирамид лежит овальное возвышение – олива. На задней поверхности продолговатого мозга расположена задняя срединная борозда. По ее сторонам находятся ядра тонкого и клиновидного пучков, располагающиеся в одноименных бугорках. На задней поверхности находится нижняя часть ромбовидной ямки, где лежат ядра черепно-мозговых нервов (IX – XII пары). С боков ромбовидную ямку ограничивают ножки мозжечка.

Продолговатый мозг возник в связи с развитием органов гравитации и слуха. Поэтому в них заложены ядра серого вещества, имеющие отношение к равновесию, координации движений, регуляции обмена веществ, дыхания и кровообращения. Серое вещество продолговатого мозга представлено дыхательным центром, сосудодвигательным центром, ядрами четырех пар (IX – XII) черепных нервов, ядром оливы и ретикулярной формацией. Ядро оливы имеет вид изогнутой пластинки серого вещества, связано с зубчатым ядром мозжечка и является промежуточным ядром равновесия. Ретикулярная формация представляет собой совокупность клеток и нервных волокон, расположенных в стволе мозга и образующих сеть. Ретикулярная формация связана со всеми органами чувств, двигательными и чувствительными областями коры большого мозга, таламусом и гипоталамусом, спинным мозгом. Она регулирует уровень возбудимости и тонуса различных отделов ЦНС, включая кору большого мозга, участвует в регуляции уровня сознания, эмоций, сна и бодрствования, вегетативных функций, целенапрвленных движений.

Белое вещество продолговатого мозга содержит длинные и короткие пути. К длинным относятся проходящие в передних канатиках спинного мозга нисходящие пирамидные пути, которые частично перекрещиваются в области пирамид. Кроме того в задних канатиках проходят восходящие чувствительные пути. К коротким пучкам относятся пучки нервных волокон, соединяющие отдельные ядра серого вещества продолговатого мозга с соседними отделами головного мозга, а также между собой. Необходимость реализации жизненно важных функций, ядра которых располагаются в продолговатом мозге, с момента рождения ребенка определяют степень зрелости его структур уже в период новорожденности. К 7 годам созревание ядер продолговатого мозга в основном заканчивается.

Продолговатый мозг выполняет разнообразные функции, многие из которых являются жизненно важными. Рефлекторные соматические реакции направлены на поддержание позы. Эти рефлексы связаны с рецепторами вестибулярного аппарата и полукружных каналов. Различают две группы рефлексов позы: статические и статокинетические. Статические рефлексы разделяются на рефлексы положения и рефлексы выпрямления. Рефлексы положения обеспечивают изменение тонуса мышц при перемене положения тела в пространстве. Рефлексы выпрямления определяют перераспределение тонуса мышц, приводящее к восстановлению естественной позы в случае ее изменения. Наиболее сложный характер имеют статокинетические рефлексы, направленные на сохранение позы и ориентацию в пространстве при изменении скорости движения. Кроме осуществления двигательных рефлексов, активация вестибулярного аппарата приводит к возбуждению вегетативных центров. Возникающие при этом вестибуловегетативные рефлексы приводят к изменениям дыхания, частоты сердечных сокращений, деятельности желудочно-кишечного тракта («морская болезнь»). Для ядер продолговатого мозга характерны двигательные пищевые рефлексы: жевание и проглатывание пищи.

Вегетативные ядра продолговатого мозга относятся к парасимпатическому отделу нервной системы и осуществляют рефлекторный контроль дыхания, деятельности сердца, тонуса сосудов, функции пищеварительных желез. Нервные клетки дыхательного центра находятся в ретикулярной формации в области четвертого желудочка головного мозга. Повреждение этой зоны приводит к остановке дыхания. Вторым важным центром ретикулярной формации продолговатого мозга являются центры, регулирующие деятельность сердца и тонус сосудов. Раздражение одних участков ретикулярной формации вызывает увеличение тонуса сосудов и повышение артериального давления, раздражение других – расширение сосудов и падение артериального давления.

Таким образом, продолговатый мозг регулирует деятельность многих органов грудной и брюшной полости. Нормальное функционирование этого отдела центральной нервной системы жизненно необходимо. Повреждение других отделов нервной системы может протекать бессимптомно вследствие больших компенсаторных возможностей мозга, но малейшее повреждение продолговатого мозга приводит к тяжелым нарушениям жизнедеятельности организма и смерти.

Варолиев мостлежит спереди продолговатого мозга и имеет переднюю (выпуклую) и заднюю (плоскую) поверхности, которые образуют верхнюю часть ромбовидной ямки. Боковые его части сужены и являются ножками моста, соединяющими мост с мозжечком. Мост состоит из серого и белого вещества. Серое вещество находится внутри и представлено ядрами черепных нервов с V по VIII пары. Белое вещество располагается снаружи и состоит из продольных и поперечных волокон. Вся эта система проводящих путей связывает через мост кору больших полушарий с корой полушарий мозжечка. У новорожденного лучше развиты филогенетически более старые отделы мозга. Масса ствола мозга равна 10 г, что составляет 2,7% массы тела (у взрослого 2%).

Мозжечокнаходится позади продолговатого мозга и помещается под затылочными долями полушарий большого мозга, в черепной ямке. В нем различают боковые части или полушария и червь, расположенный между полушариями. В отличии от спинного мозга и ствола серое вещество (кора) находится на поверхности мозжечка, а белое – внутри, под корой.

Серое вещество состоит из клеток, расположенных в три слоя: наружный (звездчатые и корзинчатые клетки), средний (крупные ганглиозные клетки) и внутренний зернистый слой (зернистые клетки, между которыми встречаются крупные звездчатые). В толще мозжечка имеются также парные ядра серого вещества, заложенные в каждом полушарии среди белого вещества. В области червя лежит ядро шатра в полушариях, а кнаружи от ядра шатра – шаровидные и пробковидные ядра. В центре полушарий находится зубчатое ядро, участвующее в осуществлении функции равновесия. При поражении этих или иных ядер наблюдаются различные нарушения двигательной функции. Разрушение ядра шатра сопровождается расстройством равновесия тела; повреждение червя, пробковидного и шаровидного ядер – нарушением работы мускулатуры шеи и туловища; разрушение полушарий и зубчатого ядра – нарушением работы мускулатуры конечностей.

Белое вещество мозжечка слагается из различного рода нервных волокон. Одни из них связывают извилины и дольки, другие идут от коры к внутренним ядрам мозжечка, а третьи соединяют мозжечок с соседними отделами мозга. Последние волокна образуют нижние, средние и верхние пары ножек. В составе нижних ножек к мозжечку подходят волокна от продолговатого мозга и олив. Они заканчиваются в коре червя и полушариях. Волокна средних ножек идут к мосту. Волокна верхних ножек направляются к крыше среднего мозга, проходят в обратных направлениях, связывают мозжечок с красным ядром и таламусом, а также со спинным мозгом.

У новорожденного масса мозжечка 20 г, что составляет 5,4% массы тела. К 5 месяцам жизни она увеличивается в 3 раза, к 9 месяцам – в 4 раза. В это время наиболее интенсивно развиваются полушария мозжечка. Усиленный рост мозжечка на первом году жизни определяется формированием в течение этого периода дифференцированных и координированных движений. В дальнейшем темпы его роста снижаются. К 15 годам мозжечок достигает размеров взрослого человека. Мозжечок обеспечивает координацию движений. При его поражениях развиваются разнообразные нарушения двигательной активности и мышечного тонуса, а также вегетативные расстройства. Мозжечковая недостаточность связана с неспособностью поддерживать позу. Например, при смещении пассивно висящей конечности она не возвращается в исходное положение, а раскачивается подобно маятнику. Для мозжечковых повреждений характерны тремор, нарушение величины, скорости и направления движений, что приводит к утрате плавности и стабильности двигательных реакций. Целенаправленные движения (попытка взять предмет) выполняются порывисто, рывками, промахами мимо цели. Нарушение двигательной координации при поражениях мозжечка объясняется его тесными связями со стволом мозга, а также с таламусом и сенсомоторной областью коры больших полушарий. Таким образом, мозжечок получает разнообразную афферентную информацию от различных компонентов двигательного аппарата, обрабатывает ее и передает корригирующие влияния к нейронам ствола мозга и спинальным центрам моторного контроля. Кроме того, благодаря многочисленным синаптическим связям с ретикулярной формацией мозжечок играет важную роль в регуляции вегетативных функций.

Между продолговатым мозгом, мостом и мозжечком есть общая полость, получившая название «четвертый желудочек головного мозга» который напоминает палатку и имеет дно и крышу. Дно желудочка ромбовидной формы, как бы вдавлено в заднюю поверхность продолговатого мозга и моста, поэтому его еще называют ромбовидной ямкой. В заднюю часть ромбовидной ямки открывается центральный канал спинного мозга, а в передневерхнюю – третий желудочек головного мозга. Посредством трех отверстий четвертый желудочек сообщается с подпаутинным пространством головного мозга, благодаря чему спинномозговая жидкость поступает из мозговых желудочков в межоболочечные пространства.