Проводниковый отдел анализаторов и принципы его строения

 

Всем анализаторам свойственны основные принципы строения:

1. Многослойность - наличие нескольких слоев нервных клеток. Первый слой связан с рецепторами, последний слой - с нейронами ассоциативных отделов коры больших полушарий. Такое строение анализаторов способствует специализации разных слоев по переработке отдельных видов информации и позволяет организму более быстро реагировать на простые сигналы, анализируемые уже на промежуточных уровнях.

В сенсорной системе выделяют следующие уровни восприятия сигналов:

1. рецепторный; 2) стволовой; 3)таламический; 4) корковый

2. Многоканальность – обеспечивает сенсорной системе точность и детальность анализа сигналов и большую надежность (нервные элементы одного слоя связаны с множеством элементов следующего слоя). Высокая надежность обеспечивается более сложным путем благодаря частичному взаимному перекрытию нейронов в связи с процессами мультипликации и конвергенции. В результате возникает возбудительное или тормозное взаимодействие между нейронами благодаря иррадиации или латеральному торможению. Проведение возбуждения по проводниковому отделу осуществляется тремя афферентными путями:

специфический проекционный путь идет от рецептора по строго обозначенным специфическим путям с переключением на различных уровнях ЦНС (на уровне спинного и продолговатого мозга, в зрительных буграх) в проекционные ядра коры. Со специфическим каналом связывают передачу физических параметров раздражителя.

неспецифический путь включает ретикулярную формацию, при этом афферентные возбуждения теряют свои специфические свойства(сенсорную модальность и изменяют возбудимость корковых нейронов. За счет коллатералей в процесс возбуждения включаются гипоталамус и другие отделы лимбической системы, а также двигательные центры. Все это обеспечивает поддержание общего уровня возбудимости мозговых структур, а также вегетативный, двигательный и эмоциональный компоненты сенсорных реакций.

ассоциативный путь – в ассоциативные системы мозга, с которыми связывают передачу о биологической значимости раздражителя.

3. Наличие сенсорных "воронок"(по Шеррингтону) (неодинаковое число элементов в соседних слоях).

Примером может служить зрительная система, где слой фоторецепторов в каждой из 2-х сетчаток имеет 130 млн. элементов, которые благодаря конвергенции связываются с слоем выходных - ганглиозных клеток сетчатки, которых оказывается всего - 1 млн. 250 тыс. нейронов. Это пример суживающей "воронки".

На более высоких уровнях зрительной системы за счет дивергенции формируется расширяющая "воронка", число нейронов в первичной проекционной области зрительной коры в тысячу раз больше, чем в подкорковом зрительном центре.

В слуховом и ряде других анализаторов представлена только расширяющаяся "воронка" по направлению от рецепторов к коре.

Физиологический смысл явления суживающихся "воронок" заключается в уменьшении количества информации передаваемой в мозг, а в расширяющихся "воронках" - в обеспечении более дробного и сложного анализа разных признаков сигнала.

 

4. Дифференциация анализаторов по вертикали и по горизонтали:

а) дифференциация по вертикали - обеспечивает образование отделов, состоящих из того или иного числа нервных элементов.

Отдел- более крупное морфофункциональное образование, чем слой элементов (н-р: обонятельные луковицы, кохлеарные ядра, коленчатые тела) они имеют определенную функцию.

б) дифференциация по горизонтали - обеспечивает специализацию структур на уровне одного слоя. Она зависит от свойств рецепторов и нейронов и связывает их в пределах каждого слоя - (н-р: в зрении работают два параллельных нейронных канала идущих от фоторецепторов к коре большого мозга и по разному перерабатывающих информацию поступающую от центра и периферии сетчатки; биполяры – амакриновые - горизонтальные клетки сетчатки).

Свойства анализаторов

 

Высокая возбудимость

Инерционность

Адаптация

Индукционное взаимодействие

Возбудимость

Чувствительность анализатора к адекватным раздражителям определяется: порогом ощущения, порогом различения, а также интенсивностью ощущения, поскольку она зависит от возбудимости самого анализатора на всех его уровнях.

Порогом ощущения - называют минимальную силу адекватного раздражителя, вызывающую возбуждение рецепторов, которое воспринимается субъективно в виде ощущений.

Так обонятельные рецепторы могут возбуждаться при действии одиночной молекулы пахучего вещества, фоторецепторы- одиночного кванта.

Абсолютная чувствительность сенсорной системы измеряют порогом реакции.

Чувствительность и порог - обратные понятия. Чем выше порог, тем ниже чувствительность.

Инерционность

Инерционность - относительно медленное возникновение ощущения после включения раздражителя и медленное исчезновение ощущений после выключения раздражителя. (Н-р: продолжение светоощущения после выключения света).

Сохранение на некоторый период ощущений после выключения раздражителя объясняется явлением последействия в ЦНС, в основном циркуляцией возбуждения. Так зрительное ощущение не возникает и не исчезает мгновенно. Латентный период зрительного ощущения равен 0,1 с, время последействия- 0,05 с. Быстро следующие одно за другим световые раздражения(мелькания) могут давать ощущение непрерывного света(феномен «слияния мельканий». Максимальная частота вспышек света, которые воспринимаются еще раздельно, называют критической частотой мельканий. Она тем больше, чем сильнее яркость стимула и выше возбудимость ЦНС, и составляет 20 мельканий в 1 с. Наряду с этим, если два неподвижных стимула последовательно с интервалом в 20-200мс проецировать на разные участки сетчатки, возникает ощущение движения объекта. Это явление получило название «фи-феномена». В силу инерционности восприятия зрительное ощущение от одного кадра длится до появления другого, отчего и возникает иллюзия непрерывного движения. Эти два феномена лежат в основе кинематографии. Обычно такой эффект возникает при быстром последовательном предъявлении неподвижных изображений на экране со скоростью 18-24 кадра в секунду.

Индукционное взаимодействие

Индукционное взаимодействие - изменение возбудимости одного анализатора при возбуждении другого, сопровождаемое изменением степени выраженности ощущений (н-р: световые эффекты восприятия музыки; вкусовые ощущения будут усиливаться, если будут сопровождаться какими – либо приятными запахами; шум ухудшает зрительное восприятие; прослушивание музыки при стоматологических процедурах вызывает обезболивание).

Адаптация

Адаптация сенсорной системы - общее свойство сенсорной системы, которое заключается в уменьшении возбудимости рецепторов и в приспособлении к длительно действующему (фоновому) раздражителю. Адаптация проявляется в снижении абсолютной и повышении дифференциальной чувствительности.

Например: мы не замечаем непрерывного давления на кожу одежды или кольца, запаха.

Адаптация начинается на уровне рецепторов и охватывает все уровни сенсорной системы.

Все рецепторы делятся: быстроадаптирующиеся и медленноадаптирующиеся. Когда действие постоянного раздражителя прекращается, чувствительность анализаторов повышается (адаптация к свету, темноте, звуку, запаху, воздействиям на тактильные рецепторы).

ФУНКЦИИ АНАЛИЗАТОРОВ

 

Анализаторы выполняют большое количество функций или операций с сигналами. Важнейшие из них:

 

Обнаружение сигналов

Различение сигналов

3. Передача и преобразование сигналов

Кодирование

5.Детектирование тех или иных признаков сигналов

Опознание образцов

 

1. ОБНАРУЖЕНИЕ СИГНАЛОВ

Основные категории информационных сигналов:

Химической природы: молекулы вкусовых, пахучих веществ, гормоны, нейромедиаторы, цитокины, факторы роста, эйкозаноиды (производные арахидоновой кислоты) и др. вещества.

Физической природы: свет, звук, давление, t ^о, электрические потенциалы.

Физико-химической природы: осмотическое давление, рО₂ , рСО₂ , концентрация некоторых ионов, сигналы обозначающие сложные события.(сочетание звуков, цветов, запахов и др.