Тема 5. Физиология сенсорных систем

Любой анализатор состоит из трех частей:

• Периферический или рецепторный отдел осуществляет восприятие энергии раздражителя и трансформацию ее в специфический процесс возбуждения.

• Проводниковый отдел представлен афферентными нервами и подкорковыми центрами, он осуществляет передачу возникшего возбуждения в кору головного мозга.

• Центральный или корковый отдел анализатора представлен соответствующими зонами коры головного мозга, где осуществляется высший анализ и синтез возбуждений и формирование соответствующего ощущения.

Каждый отдел осуществляет определенную функцию. Все они работают как единая система, все звенья которой взаимосвязаны и взаимно регулируют друг друга. Переработка сенсорной информации может сопровождаться, но может и не сопровождаться осознанием стимула. Если осознание происходит, говорят об ощущении. Понимание ощущения приводит к восприятию.

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, образующих ряд уровней. Процесс передачи сенсорных сигналов сопровождается многократным их преобразованием и перекодированием и завершается высшим анализом и синтезом, что обеспечивает формирование ощущений и восприятий, после чего формируется ответная реакция организма адекватно действию внешних факторов.

Рецепторы — это специализированные клетки, эволюционно приспособленные к восприятию раздражителя определенной модальности из внешней или внутренней среды и преобразованию его энергии из физической или химической формы в форму нервного возбуждения. Рецепторы играют ведущую роль в получении организмом информации о состоянии внешней и внутренней среды. Благодаря большому многообразию рецепторов человек способен воспринимать стимулы разных модальностей. Существует несколько классификаций рецепторов.

1. Классификация по локализации в организме:

- Внешние, или экстерорецепторы. Они воспринимают раздражители из внешней среды.

- Внутренние, или интерорецепторы. Они воспринимают раздражители из внутренней среды организма;

- Проприорецепторы – специализированные рецепторы опорно-двигательной системы.

2. Классификация по разнообразию воспринимаемых раздражителей:

- Мономодальные рецепторы – приспособлены для восприятия только одного вида раздражителя;

- Полимодальные рецепторы – приспособлены для восприятия различных видов раздражителей.

3. Классификация в зависимости от природы раздражителя:

- Хеморецепторы – воспринимают действие химических веществ;

- Фоторецепторы – воспринимают световые раздражители;

- Механорецепторы – воспринимают давление, вибрацию, перемещение, степень растяжения;

- Терморецепторы – чувствительны к изменениям температуры;

- Ноцицепторы – воспринимают болевое раздражение.

4. Классификация по характеру контакта со средой:

- Дистантные рецепторы – получают информацию на расстоянии от источника раздражения;

- Контактные рецепторы – возбуждаются при непосредственном соприкосновении с раздражителем.

5. Психофизиологическая классификация, основаная на характере ощущений, возникающих при раздражении рецепторов (зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные рецепторы и т.д.)

 

Общие свойства рецепторов. В деятельности рецепторов, независимо от характеристики раздражителей, различают ряд общих свойств:

- Специфичность. Эта способность рецепторов сформировалась в процессе эволюции. Большинство рецепторов приспособлены для восприятия только одного вида раздражителей (только одной модальности). Специфичность мономодальных рецепторов не является абсолютной, однако, пороговая сила раздражителя, к восприятию которого рецептор приспособлен, значительно ниже таковой для всех прочих раздражителей.

- Специализация рецепторов к определенным параметрам адекватного раздражителя. Например, колбочки сетчатки глаза распадаются на 3 подгруппы – колбочки с максимальной чувствительностью к свету с длиной волны 450, 530 и 560 нм.

- Чувствительность. Количественной мерой чувствительности сенсорного рецептора является абсолютный порог чувствительности – минимальная сила раздражителя, способная вызвать возбуждение рецептора. Более низкие значения интенсивности считаются подпороговыми, а более высокие - сверхпороговыми. Оказалось, что и в подпороговом диапазоне реакция на сверхслабые раздражители возможна, но она неосознаваемая (не доходит до порога ощущения). Например, если снизить интенсивность вспышки света настолько, что человек уже не может сказать, видел он ее или нет.

Чувствительность рецепторов к адекватным раздражителям, к восприятию которых они эволюционно приспособлены, предельно высока. Так, обонятельный рецептор может возбудиться при действии одиночной молекулы пахучего вещества, фоторецептор — одиночным квантом света.

- Адаптация - способность приспосабливаться (“привыкать”) к постоянно действующему стимулу. Адаптация может проявляется в снижении абсолютной чувствительности рецептора, в повышении его дифференциальной чувствительности к стимулам, близким по силе к адаптируемому, может выражаться в снижении активности рецептора и частоты генерации импульсов возбуждения, вплоть до полного его прекращения. Изменение возбудимости рецептора в сторону снижения называют десенсибилизацией. Изменение возбудимости в сторону повышения называют сенсибилизацией. Сенсибилизация проявляется в стойком повышении возбудимости, которое вызывается многократными действиями пороговых раздражителей, наносимых один за другим.

 

В современной физиологии различают восемь анализаторов – двигательный, зрительный, слуховой, вкусовой, обонятельный, кожный, вестибулярный и висцеральный. Тем не менее, в системе взаимодействия человека с объектами окружающей среды главными при выявлении опасности выступают зрительный, слуховой и кожный анализаторы. Другие выполняют вспомогательную, или дополняющую функцию.

    

Ниже представлены основные зоны коры больших полушарий головного мозга человека (Рис. 1) и схемы зрительного анализатора в двух проекциях (Рис. 2.1 и 2.2)

 

 

Рис. 1 Основные зоны коры больших полушарий головного мозга человека с наружной (А) и внутренней стороны (Б):

1 – двигательная; 2 – кожно-мышечной чувствительности; 3 – зрительная; 4 – слуховая; 5 – обонятельная и вкусовая

 

Рис. 2.1.

1 — глазные яблоки (от фоторецепторов их сетчаток берет начало зрительный путь);

2 — зрительные нервы (сформированы аксонами ганглиозных клеток сетчаток);

3 — хиазма (место частичного перекреста волокон зрительных нервов);

4 — зрительные тракты;

5 — наружные коленчатые тела (первичный зрительный центр);

6 — центральные нейроны зрительного пути (зрительная лучистость с височной петлей Мейера);

7 — корковый (сенсорный) зрительный центр в затылочных долях головного мозга;

8 — боковые желудочки мозга.

 

 

Рис. 2.2.

1 — фоторецепторы сетчатки;

2 — зрительный нерв;

3 — хиазма;

4 — зрительный тракт;

5 — наружное коленчатое тело;

6 — зрительная лучистость и ее височная петля Мейера (7);

8 — внутренняя поверхность шпорной борозды;

9 — клин затылочной доли мозга;

10 — язычная извилина мозга;

11 – боковой желудочек мозга.