Тема: Учение об анализаторах. Органы чувств.

План:

1. Понятие об анализаторах.

2. Классификация рецепторного аппарата.

3. Основные отделы системы анализаторов (органов чувств).

Органами чувств, или анализаторами, называют приборы, посредством которых нервная система получает раздражение от внешней среды, а также от внутренних органов, и воспринимает эти раздражения в виде ощущений. Показания наших органов чувств являются источниками наших представлений об окружающем нас мире.

В настоящее время принято считать, что процесс чувственного познания совершается у человека по шести каналам:

- осязание

- слух

- зрение

- вкус

- обоняние

- земное тяготение

Шесть органов чувств дают человеку многообразную информацию об окружающем мире, которая отражается в сознании в виде субъективных образов – ощущений, восприятий, представлений.

Живая протоплазма обладает раздражимостью и способностью отвечать на раздражение. В процессе филогенеза эта способность особенно развивается у специализированных клеток покровного эпителия под влиянием внешних раздражений и клеток кишечного эпителия под влиянием раздражения пищей. Развитие органов чувств обусловлено значением их для приспособления к условиям существования. Например, собака тонко воспринимает запах ничтожных концентраций органических кислот, выделяемых телом животных (запах следов), а также разбирается в запахе растений, которые представляют для неё биологический интерес. Возрастание тонкости анализа внешнего мира обусловлено не только усложнением строения и функций органов чувств, но, прежде всего, усложнением нервной системы. Особое значение для анализа внешнего мира приобретает развитие головного мозга (особенно его коры), отчего Энгельс называет органы чувств «орудиями мозга».

Возникающие в силу тех или иных раздражений нервные возбуждения воспринимаются нами в форме различных ощущений. Для возникновения ощущений необходимы: приборы, воспринимающие раздражения, нервы, по которым передаются эти раздражения, и мозг, где они превращаются в факт сознания. Весь этот аппарат, необходимый для возникновения ощущений, И.П.Павлов назвал анализатором.Каждый анализатор состоит из 3-х частей:

1) рецептор – трансформатор энергии раздражения в нервный процесс.

2) кондуктор – проводник нервного возбуждения.

3) корковый конец анализатора, где возбуждение воспринимается как ощущение.

Каждый анализатор имеет своё представительство в коре полушарий головного мозга. Кроме того, возбуждения от нескольких рецепторов попадают в коре в общие «зоны перекрытия», с участием которых происходит взаимодействие различных анализаторов.

Различают две группы ощущений:

1) Ощущения, отражающие свойства предметов и явлений окружающего материального мира: осязание, то есть, ощущение прикосновения и давления. Температурное чувство (тепла, холода) и боль; затем ощущения слуховые, зрительные, вкусовые, обонятельные и земного притяжения.

2) Ощущения, отражающие движение отдельных частей тела и состояние внутренних органов (двигательные ощущения, ощущение равновесия тела, ощущение органов и тканей).

Соответственно этому все органы чувств делят на две группы:

I. Органы внешних чувств, получающие нервные импульсы из экстерорецептивного поля – экстерорецепторы.

II. Органы внутренних ощущений:

а) получающие импульсы из проприорецептивного поля (мышечно-суставное чувство, тесно связанное с чувством земного притяжения) – проприорецепторы;

б) воспринимающие нервные импульсы из интерорецептивного поля (внутренностей, сосудов) – интерорецепторы.

Ощущения, идущие из внутренних органов, обычно неопределенны и при нормальном состоянии этих органов не достигают сознания, оказываясь только «общим самочувствием». Вообще все внутренние процессы, регулируемые вегетативной нервной системой, протекают без нашего ведома и только при болезненных расстройствах дают о себе знать обычно более или менее сильной болью.

Кроме деления органов чувств на 2 группы, все анализаторы можно классифицировать, с точки зрения учения И.П. Павлова о 2-х сигнальных системах, следующим образом:

I. Анализаторы первой сигнальной системы:

а) анализаторы внешнего мира;

б) анализаторы внутреннего мира.

II. Анализаторы второй сигнальной системы (абстрактно-логическое мышление):

а) анализаторы устной речи;

б) анализаторы письменной речи.

Органы чувств, помимо рецепторного отдела, включают вспомогательный аппарат, функция которого заключается в обеспечении наилучшего восприятия раздражений.

Зрительный анализатор. Периферический отдел анализатора расположен в глазном яблоке. Оно имеет форму шара, стенка которого составлена из нескольких оболочек, выполняющих защитную и питательную функцию по отношению к сетчатой оболочке. Защитную роль играют также веки и слёзный аппарат глаз.

Наружная оболочка глаза фиброзная. Её задняя часть (склера) построена из плотной соединительной ткани, защищающей содержимое глазного яблока. Спереди находится прозрачная роговица. Средняя оболочка – сосудистая – состоит из 3-х отделов. Заднюю (большую) её часть составляет собственно сосудистая оболочка, богатая кровеносными капиллярами. Средний отдел оболочки утолщён за счёт содержащихся в нём пучков мышечных волокон различного направления, образующих ресничную мышцу. Её покрывают многочисленные складки, богатые сосудами; эта часть называется ресничным телом.

Передний отдел сосудистой оболочки – радужка, в центре её расположено отверстие – зрачок. Радужка содержит в своей строме пигментные клетки – меланоциты. При небольшом количестве пигмента меланина – глаза голубые, при умеренном – коричневые, при значительном – чёрные. Голубоглазые люди, с точки зрения световой энергетики, владеют слабыми световыми фильтрами (истончённым слоем меланоцитов) и имеют пониженную защитную функцию глаз. Гораздо выше она у кареглазых и, тем более, у черноглазых. На основании научных исследований (Е.С. Вельховер, Н.Б. Шульпина, З.А. Алиева, Ф.Н.Ромашов) авторами была разработана проблемная концепция свето- и энергозащитной функции экстеро- и интерорецептивного пигмента меланина в биоэнергетике и жизнедеятельности организма. Ширина зрачка изменяется в зависимости от освещенности за счёт сокращения двух гладких мышц в толще радужной оболочки. Одна мышца, сокращаясь, суживает зрачок, другая расширяет его. Внутренняя оболочка глаза – чувствительная. Её называют сетчатой оболочкой, или сетчаткой. Задний её отдел, прилежащий к собственно сосудистой оболочке, - это зрительная (видящая) часть сетчатки, а передний, соприкасающийся с ресничным телом – радужка. Зрительная часть сетчатки содержит слои палочковидных и колбочковидных зрительных клеток, а слепая часть – только пигментный слой. В зрительном слое сетчатки рядами расположены рецепторные и нервные клетки. Наружный ряд, обращенный к пигментному слою, состоит из специализированных светочувствительных клеток (фоторецепторов) – палочек и колбочек. Они содержат химические вещества, разлагающиеся на свету. В результате фотохимической реакции, проходящей в палочках и колбочках, световая энергия трансформируется в электрическую. Палочки являются рецепторными элементами сумеречного зрения. С ними также связывают восприятие передвижения предметов. Палочки расположены по всей зрительной части сетчатки. В глазу их насчитывается около 130 млн. Колбочки – рецепторные элементы цветного зрения. Они воспринимают цвет, точную конфигурацию предмета. В сетчатке человека насчитывается 7 млн. колбочек. Большая их часть образует так называемое жёлтое пятно – место наилучшего видения. По направлению к периферии сетчатки число колбочек уменьшается, количество палочек нарастает.

Медиально от заднего полюса глаза располагается слепое пятно, не содержащее фоторецепторов. В области слепого пятна находится сосок зрительного нерва. Под слоем фоторецепторов расположен слой биполярных нейронов, периферические отростки которых контактируют с палочками и колбочками. Для того, чтобы лучи света фокусировались точно на жёлтое пятно сетчатки, в глазном яблоке находятся светопреломляющие среды. К ним относятся:

1) Роговая оболочка, или роговица, в переднем отделе глаза.

2) Передняя и задняя камеры глаза – заполненные водянистой влагой.

3) Хрусталик – прозрачная двояковыпуклая линза, заключенная в капсулу, от которой тянутся тонкие связки, подвешивающие хрусталик к ресничному телу.

4) Стекловидное тело, расположенное позади хрусталика и занимающее внутреннее пространство глазного яблока.

Хрусталик, его связки и капсула, а также ресничная мышца составляют аккомодационный аппарат глаза, приспосабливающий глаз к лучшему видению разноудалённых предметов. Под влиянием сокращения ресничной мышцы происходит изменение кривизны хрусталика, и лучи света преломляются так, чтобы изображение объекта зрения попало на жёлтое пятно сетчатки. Движение глазного яблока обеспечивается четырьмя прямыми и двумя косыми мышцами глаза. Они устанавливают и поворачивают глазное яблоко в направлении рассматриваемого предмета.

Проводниковый отдел зрительного анализатора начинается в сетчатой оболочке глаза от биполярных нейронов, посылающих электрические импульсы ганглиозным нейронам, аксоны которых образуют зрительный нерв. На основании мозга правый и левый зрительные нервы образуют перекрёст. У человека он неполный: на противоположную сторону переходят лишь те волокна, которые отходят от медиальной (носовой) половины сетчатки. Волокна, идущие от латеральной (височной) половины сетчатки, остаются на своей стороне, только присоединяясь к перекресту. После перекреста волокна продолжаются в правый и левый зрительные тракты, направляющиеся в подкорковые центры. От нейронов латеральных коленчатых тел (3-й нейрон) начинается центральный зрительный путь к корковому отделу зрительного анализатора – в кору затылочной доли больших полушарий.

На примере глаза, характеризуя его на основе современной концепции как один из компонентов открытой живой системы «организм – среда», можно полагать, что он проявляет свои особые функциональные качества за счёт огромной информационной чувствительности, а также наличия кибернетических свойств (В. Сэхляну). Рассматривая глаз как многофункциональный компонент системы «организм – среда», следует отметить, что он объединяет в своей структуре:

1) диоптрическую систему (линзы, камеры);

2) фотоэлектрохимический датчик (сетчатка глаза превращает световое раздражение в химическое, а затем химическое – в электрические потенциалы нервных импульсов);

3) систему автоматического управления (приспосабливание к свету и расстоянию);

4) вычислительное кибернетическое устройство (сетчатка перерабатывает получаемую информацию).

Кроме того, он имеет двигательный и защитный аппарат, а также является многофункциональным чувствительным органом:

а) экстерорецептором (телерецептором);

б) проприорецептором (чувствителен к раздражениям, исходящим от мышц);

в) интерецептором (чувствителен к механическим, химическим и другим раздражениям внутренних органов),

а также регулирует уровень общей биоэнергетики организма и представляет внутреннюю среду организма с его органами в системе отражённой афферентации (Е.С. Вельховер).

Обонятельный анализатор–в слизистой оболочке верхнего отдела полости носа расположены специальные обонятельные клетки; их периферические отростки утолщены в виде булав с ресничками, которые выдвигаются навстречу запаху. Вещества, растворенные в воздухе, воздействуют на эти обонятельные клетки за счет трансформации химической энергии в нервные импульсы. Центральные отростки обонятельных клеток соединяются в 20 нитей, которые синаптируют с нейронами обонятельных луковиц. Нейроны клеток луковиц образуют обонятельные тракты, направляющиеся в подкорковые центры обоняния: головку хвостатого ядра. В коре больших полушарий мозга обонятельный центр занимает область сводчатой извилины на их медиальной и нижней поверхности.

Вкусовой анализатор. Периферический отдел анализатора вкуса представлен специфическими вкусовыми клетками в луковицах сосочков слизистой оболочки языка. Вкусовые клетки встречаются также на нёбе, дужках и надгортаннике. На поверхности слизистой луковицы открываются порами, из которых выступают выросты вкусовых клеток навстречу химическим веществам, растворённым в жидкости. Каждый вид вкусовой чувствительности воспринимается сосочками определенной локализации. Так, сладкое чувствуют сосочки, расположенные на кончике языка, горькое – у его корня, кислое – лежащие в средней части его боковой поверхности, солёное – у кончика и по краям. Вкусовые клетки трансформируют химическую энергию раздражителя в нервные импульсы, воспринимаемые отростками чувствительных нейронов узлов тройничного, промежуточного и языкоглоточного нерва. От узлов возбуждения они передаются в подкорковые центры вкуса – конечное ядро ствола головного мозга, связанное со зрительным бугром.

Кожный анализатор. Кожа, благодаря своей большой площади (1,5 - 2 м²), выполняет роль огромного рецепторного поля. В нём разветвляются чувствительные нервные окончания (рецепторы) волокон афферентных нейронов. Кроме большого количества свободных нервных окончаний, воспринимающих болевые раздражения, в коже имеются различные по строению специализированные рецепторы. К ним принадлежат пластиночные нервные тельца, воспринимающие давление: тельца Мейснера и диски Меркеля, а также нервные сплетения вокруг корня волос, которые воспринимают прикосновения. Концевые колбы Краузе относятся к холодовым рецепторам, сосочковые кисти Руффини – к тепловым.

От кожных рецепторов туловища и конечностей возбуждения по чувствительным нервам достигают нейронов задних рогов спинного мозга. Для температурной, болевой, тактильной чувствительности кожи туловища и конечностей первичными центрами являются нейроны задних рогов спинного мозга. Отсюда начинаются восходящие пути кожной чувствительности. Сигналы температурной и болевой чувствительности идут по боковым, а тактильной – по передним канатикам спинного мозга своей и противоположной стороны. Они направляются к нейронам зрительного бугра.

От кожных рецепторов лица и отчасти шеи возбуждение передаётся по чувствительным волокнам тройничного и блуждающего нервов. Корковым отделом кожной чувствительности у человека является кора постцентральной извилины.

Современные нейрокибернетические исследования позволили на основе теории информации произвести численную оценку потока сигналов через нервную систему от анализаторов – оптический анализатор обладает «мощностью» до 10⁷ бит/сек, акустический – 10⁶; осязательные – 4 х 10⁵; тепловые – 5 х 10³; проприорецепторные – 2 х 10³; обонятельный – 20; вкусовой – 13.

Вопросы для самоконтроля и коррекции знаний:

1. Классификация рецепторного аппарата.

2. Анатомия зрительного анализатора.

3. Характеристика обонятельного, вкусового и кожного анализаторов.

ЛЕКЦИЯ № 18