ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

План:

Понятие о сенсорных системах. Учение И.П.Павлова об анализаторах.

Общая физиология рецепторов.

Общие закономерности деятельности сенсорных систем.

1. Понятие о сенсорных системах. Учение И.П.Павлова об анализаторах.

Человеку необходимы постоянное получение информации о состоянии и изменениях внешней и внутренней среды, переработка этой информации и на основе ее составление планов и про­грамм предстоящей деятельности. Это обеспечивается работой ряда механизмов исистем,которые называются АНАЛИЗАТОРАМИ или СЕНСОРНЫМИ СИСТЕМАМИ.

Анализатором, или сенсорной системой, называют часть нервной системы, состоящую из множества специализированных воспринимающих приборов-рецепторов, а также промежуточных и центральных нервных клеток и связывающих их нервных волокон.

Анализаторы представляют собой системы входа информации в мозг и анализа этой информации. Работа любого анализатора начинается с восприятия рецепторами внешней для мозга физической или химической энергии, трансформации ее в нервные сигналы и передачи их в мозг через цепи нейронов, образующих ряд уровней. Процесс передачи сенсорных сигналов сопровождается многократными их преобразованиями и перекодированием и завершается высшим анализом и синтезом (опознанием образа), после чего происходит выбор или разработка программы ответной реакции организма, что уже не относится к функциям анализатора.

Без информации, поступающей в мозг, не могут осуществляться простые и сложные рефлекторные акты вплоть до психической деятельности человека. И. М. Сеченов указы­вал, что психический акт не может явиться в сознании без внешнего чувственного возбуждения.

Учение об анализаторах было создано И. П. Павловым.

Анализатором И.П.Павлов считал совокупность нейронов, участвующих в восприятии раздражении, проведении возбуждения, а также анализе его свойств клетками коры большого мозга. Анализатор впервые рассматривался И.П.Павловым как единая система, включающая рецепторный аппарат (периферический отдел анализатора), афферентные нейроны и проводящие пути (проводниковый отдел) и участки коры больших полушарий мозга, воспринимающие афферентные сигналы (центральный конец анализатора). И.П.Павлов выделил следую­щие анализаторы: зрительный, слуховой, вкусовой, обонятель­ный, кожно-двигательный. С их функцией связано пять класси­ческих видов чувствительности: зрение, слух, вкус, обоняние, осязание.

В каждом анализаторе можно выделить три отдела:

1) пери­ферический,

2) промежуточные центры и

3) корковый.

Пери­ферический отдел включает рецепторы и афферентные нейроны первого порядка. Периферический отросток этих нейро­нов (дендрит) связан с рецепторами, а центральный отросток (аксон) образует синаптические связи с нейронами первого про­межуточного ядра анализатора.

Промежуточные (пере­ключательные) центры, или ядра, анализатора рас­положены на разных уровнях центральной нервной системы. Число промежуточных ядер разных анализаторов—от двух до четырех.

Корковый отдел анализатора—соответствующая сенсорная область коры больших полушарий.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ СТРОЕНИЯ АНАЛИЗАТОРОВ

Всем анализаторным системам высших позвоночных животных и человека свой­ственны следующие основные принципы строения:

1. Многослойность, т. е. наличие нескольких слоев нервных клеток, первый из кото­рых связан с рецепторными элементами, а последний — с нейронами ассоциативных отделов коры полушарий большого мозга. Между собой слои связаны проводящими путями, образованными аксонами их нейронов. Такое построение анализаторов обеспе­чивает возможность специализации разных слоев по переработке отдельных видов информации, что позволяет организму более быстро реагировать на простые сигналы, анализируемые уже на промежуточных уровнях. Кроме того, это создает условия для тонкого регулирования этих процессов путем влияний, исходящих из более высоких слоев данной системы и других отделов мозга.

2. Многоканальность анализаторных систем означает наличие в каждом из их слоев множества (обычно десятки тысяч, а иногда до миллионов) нервных элементов, связан­ных со множеством элементов следующего слоя, которые в свою очередь посылают нервные импульсы к элементам более высокого уровня. Наличие множества каналов обеспечивает анализаторам животных большую надежность и тонкость анализа.

3. Неодинаковое число элементов в соседних слоях, так называемых сенсорных «воронок». Примером может служить зрительная система, где слой фоторецепторов в каждой из двух сетчаток человека имеет 130 млн. элементов, а в слое выходных — ганглиозных клеток сетчатки — всего 1 млн. 250 тыс. нейронов.

Это пример суживающейся «воронки». Однако на более высоких уровнях зрительной системы формируется расширяющаяся «воронка»: число нейронов в первичной проек­ционной области зрительной коры в тысячи раз больше, чем в подкорковом зрительном центре или на выходе сетчатки. В слуховом и ряде других анализаторов представлена только расширяющаяся «воронка» по направлению от рецепторов к коре.

Физиологический смысл явления суживающихся воронок сводится к уменьшению количества информации, передаваемой в мозг, а в расширяющихся «воронках» — к обеспечению более дробного и тложного анализа разных признаков сигналов.

4. Дифференциация анализаторов по вертикали и по горизонтали. Дифференциация по вертикали заключается в образовании отделов, состоящих обычно из того или иного числа слоев нервных элементов. Отдел — более крупное морфофункциональное образова­ние, чем слой элементов. Каждый такой отдел имеет определенную функцию.

Различают обычно рецепторный, или периферический, отдел анализаторной системы, один или чаще несколько промежуточных отделов и корковый отдел анализатора.

Дифференциация анализаторных систем по горизонтали заключается в различных свойствах рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах каждого из слоев.

ОСНОВНЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

Как и все живые ткани, сенсорные системы обладают возбуди­мостьюи способностью адаптироваться (приспосабливаться) к силе действующих на них раздражителей.

Возбудимость каждой сенсорной системы особенно велика при действии тех раздражителей, к восприятию которых она предназначена. Это свойство сенсорных систем называется специфичностью.

Возбудимость сенсорных систем непостоянна: она снижается при действии сильных раздражителей и повышается при действии. слабых. Адаптация разных сенсорных систем к силе действующих раздражителей происходит с разной скоростью. Например, осязательные рецепторы адаптируются в течение нескольких секунд, а рецепторы двигательного аппарата — в течение минут.

Большое значение в деятельности сенсорных систем имеют процессы так называемой индукции, в результате которых возбуждение, одной сенсорной системы вызывает торможение другой. Различают одновременную индукцию, когда торможение какой-либо сенсорной системы происходит одновременно с возбуждением другой, и после­довательную, когда торможение возникает после возбуждения в тех же центрах. Влияние одних сенсорных систем на другие подтверждает, например, тот факт, что музыка воспринимается лучше в затемненных помещениях.

Возбуждение сенсорных систем не заканчивается при прекращении действия раздражителя, а лишь задерживается на некоторое время. Это явление, называемое последействием, обеспечивает непрерывность ощущения при действии частых, прерывистых раздражителей. На явлениях последействия основано восприятие кинофильмов и про­слушивание музыки — последействие обеспечивает слитность восприя­тия отдельных кадров киноленты и музыкальной мелодии.