Лекция: «Физиология сенсорных систем (анализаторы и их значение для взаимоотношения организма с окружающей внешней и внутренней средой)»

Лекция: «Физиология сенсорных систем (анализаторы и их значение для взаимоотношения организма с окружающей внешней и внутренней средой)» Полезное

Информацию о внешней и внутренней среде организма человек получает с помощью сенсорных систем или анализаторов. Каждый анализатор состоит из трех отделов — периферического (рецепторного) – он осуществляет восприятие информации и трансформирует ее в процесс возбуждения (функцию этого отдела мы подробно рассматривали на одной из предыдущих лекций). Проводникового – представлен афферентными нервами, центрами спинного мозга и стволовой части мозга – осуществляет первичную обработку возбуждения и проведение его в центральную нервную систему (этот механизм мы также рассматривали несколько ранее). Центрального – мозгового или коркового – представленного соответствующими зонами коры, где осуществляется окончательная обработка возбуждения и формирование соответствующего ощущения.

Соматосенсорный анализатор – это система, обеспечивающая связь организма с внешней средой через кожные покровы и видимые слизистые оболочки. Она содержит в себе три категории рецепторов: тактильные (механорецепторы), терморецепторы (тепловые и холодовые) и болевые (ноцицептивные) рецепторы.

Тактильные (механорецепторы) – расположены на различных участках кожи (наибольшей чувствительности – на кончиках пальцев, подошве ног). Ощущения прикосновения или давления можно вызвать в определенных точках (тактильные точки). Они представляют собой свободные нервные окончания (тельца Руффини, Пачини и т.п.). Афферентные волокна свободных нервных окончаний несут информацию в соответствии с видом чувствительности через спинальные нервы, далее по волокнам задних столбов (пучки Голля и Бурдаха) к стволу мозга и зрительному бугру и в корковый отдел ( задняя центральная извилина). Тактильная чувствительность дает представление о форме предметов, их поверхности. Многократное, частое раздражение этих рецепторов вызывает ощущение вибрации. Условием появления ощущения вибрации в коже является одновременное вовлечение в реакцию нескольких телец Пачини. Местная анестезия поверхностных слоев кожи не уничтожает вибрационную чувствительность и ответы высокочастотных рецепторов.

Чувствительность тактильных рецепторов в первые годы жизни постепенно возрастает. Наиболее значительное снижение порога тактильной чувствительности наблюдается в 8-10 лет, затем тактильная чувствительность нарастает более медленно, достигая максимума в 17-20 лет.

Терморецепторы – чувствительные к холоду и теплу расположены на разных участках тела. Точек холода на коже значительно больше, чем точек тепла. Максимальная их плотность характерна для кожи лица. У человека рецепторы холода располагаются в эпидермисе и непосредственно под ним, а рецепторы тепла – преимущественно в верхнем и среднем слоях собственно кожи. Рецепторы холода связаны с тонкими миелинизированными, а тепла – с немиелизированными волокнами. Нервные волокна, проводящие импульсы от этих рецепторов доходят до серого вещества задних рогов спинного мозга, здесь начинается второй нейрон, который вступает в белое вещество столбов мозга и далее к зрительному бугру, откуда широко проецируется в разные области коры.

Новорожденные чувствительны к теплу и холоду и реагируют на изменения температуры окружающей среды. Резкое снижение температуры воздуха вызывает обобщенные движения и крик, кожа бледнеет. Теплая ванна или грелка успокаивает новорожденного. С возрастом температурная чувствительность повышается.

Ноцицепция – болевая чувствительность – это восприятие стимулов, вызывающих в организме ощущение боли. Боль информирует организм об опасности. В клинической практике она иногда оказывается решающей для диагноза заболевания. Различают боль соматическую и висцеральную. Соматическая боль может быть поверхностной (кожного происхождения) и глубокой (в мышцах, костях, суставах и соединительной ткани).

Видео:Общая физиология сенсорных системСкачать

Общая физиология сенсорных систем

    Ноцицепторы представляют собой голые нервные окончания. При поверхностной боли сигналы передаются по тонким миелинизированным волокнам, а далее в составе передне-бокового пучка восходит по спино-таламическому пути к ядрам таламуса и оттуда в разные участки коры. Болевые ощущения передаются в мозг с помощью двух систем нейронов – медиальной и латеральной. Медиальная система проходит центральные участки ствола мозга, передает сигналы в лимбическую систему (характеризует эмоциональный компонет боли – «ужасная», «жестокая», «невыносимая», «душераздирающая» и др.). Латеральная система боли состоит из нервных трактов, проецирующихся в соматосенсорную кору головного мозга. Латеральные пути отвечают за сенсорное качество боли (пульсирующая боль, укол, жжение и т.д.).

Боль с момента рождения и до самой смерти – постоянный спутник человека. Боль – это сторожевой пес здоровья (так считали врачи древней Греции). Бесспорна защитная роль острого болевого ощущения. До тех пор, пока она предупреждает о грозящей опасности, она приносит пользу. Боль сигнализирует сознанию о возникшем заболевании, о начавшихся процессах разрушения организма, о возможной гибели органов и тканей. Боль контролирует взаимоотношения организма с окружающей средой. Как только информация учтена и возникают защитные реакции в организме, необходимо выключение боли. Однако человек не в состоянии по собственному желанию пркратить боль. Если боль длится долго, становится хронической, она превращается в страдание, покоряет сознание человека, нарушает его сон, дезорганизует функции организма. Такая боль характеризуется эмоциональными и поведенческими изменениями в деятельности человека и в итоге делает его недееспособным.

В организме происходит синтез и секреция тканевых клеточных биологически активных веществ, которые усиливают боль. Это гистамин – накапливается в тканевой жидкости, омывающей нервные окончания, его выделение связано с усилением дегрануляции тканевых базофилов. Особенно много его выделяется при невралгиях, мигрени, стенокардии, инфаркте, при ожогах и аллергии. Серотонин – принимает участие в восприятии боли, формировании болевого поведения, что зависит от его содержания в головном мозге, при уменьшении его концентрации резко обостряются болевые ощущения, увеличение его в тканях мозга снимает агрессивность, ослабляет боль. Кинины – это полипептиды, синтезируемые в тканях, они действуют непосредственно на нервные окончания, вызывая острую боль. Укусы пчел, скорпионов, змей сопровождаются жгучей болью, поскольку в ткани через поврежденную кожу проникают кинины.

В организме существует собственная антиболевая система (эндорфины – образуются в гипофизе, энкефалины – гормоны – нейропептиды – соматостатин, окситоцин и другие), которая должна включаться после достижения определенного порога болевой чувствительности. Вся история медицины связана с поисками средств, методов уменьшения боли (фармакотерапия – местные анестетики, антидепрессанты, транквилизаторы, наркотики; физиотерапия – игло-, электроаналгезия и другие; психотерапия – расслабление, гипноз и другие).

Повреждающие раздражения, которые у взрослых сопровождаются чувством боли, уже у плодов вызывают реакции. Новорожденные на достаточно сильные уколы и щипки реагируют обобщенными движениями, характерной мимикой, криком, изменением частоты сердцебиений и дыхания. Но для вызова реакций требуются более сильные раздражения, чем вызывающие боль у взрослых. Это свидетельствует об относительно низком уровне болевой чувствительности у новорожденных. Болевая чувствительность повышается в течение ряда лет после рождения.

Слуховой анализатор. Представляет собой совокупность механических, рецепторных и
нервных структур, воспринимающих и анализирующих звуковые колебания. Звуки обладают двумя переменными параметрами – частотой и амплитудой. Все звуки делят на тоны – это гармонические колебания и шумы — это частоты, не находящиеся в гармонических отношениях.

    Слуховой орган – это измерительное устройство, которое преобразует физические параметры звука (интенсивность, частоту, длительность) в активность периферических и центральных слуховых нейронов, на основе чего строятся субъективные характеристики звука (громкость, высота, продолжительность).

Периферический отдел слуховой системы состоит из наружного, среднего и внутреннего уха. Я не буду останавливаться на их строении (это Вы подробно должны были изучать в курсе анатомии и гистологии), а перехожу непосредственно к описанию функции этих отделов слуховой системы.

Видео:Лекция: Сенсорные системы человекаСкачать

Лекция: Сенсорные системы человека

Наружное ухо – это рупор, который способствует концентрации звуков. Оно выполняет также защитную функцию, предохраняя барабанную перепонку от механических и термических воздействий.

    Среднее ухо – это система косточек для передачи колебаний воздуха, полученных от барабанной перепонки. Колебания барабанной перепонки приводят в движение молоточек, присоединяющуюся к нему наковальню и стремечко. Основание стремечка, укрепленное в овальном окне улитки, приводит в движение перилимфу, заполняющую вестибулярный и барабанный ход улитки. Звуковое давление здесь увеличивается в 20 раз.

    Внутреннее ухо – выполняет важнейшую функцию рецептора. При попадании в ухо звуковой волны, приводящей в движение барабанную перепонку, а затем и цепь слуховых косточек, основание стремечка вдавливает эластическую мембрану овального окна, передавая давление в полость улитки через движение жидкости – перилимфы. Внутри улитки находится эндолимфа, а на основании мембраны фонорецепторы (волосковые клетки, механорецепторы, входящие в состав органа Корти). Движение основной мембраны с расположенными на ней рецепторными клетками вызывает деформацию волосковых клеток, и это является стимулом для их возбуждения (механические процессы здесь превращаются в электрические).

    Информация о звуковом потоке, попадающем в диапазон возможностей рецепторной части органа слуха, по аксонам нервных клеток спирального ганглия, подходящих к рецепторным клеткам, передается в слуховой центр продолговатого мозга (кохлеарные ядра) После переключения на клетках кохлеарных ядер импульсы поступают к следующему скоплению – ядрам верхней оливы. Здесь отмечается первый перекрест слуховых путей: меньшая часть волокон остается в пределах полушария, на стороне которого расположен периферический слуховой рецептор, а большая часть идет в противоположное полушарие головного мозга. В области основания мозга, где располагается данный перекрест, имеется еще одна группа ядер – ядра трапецевидного тела. В них также осуществляется частичное переключение волокон клеток кохлеарных ядер. Небольшая часть этих волокон направляется, не переключаясь, в средний мозг, заканчиваясь на клетках нижних холмов. Сюда же приходит значительная часть перекрещенных и неперекрещенных волокон из ядер верхней оливы. Подавляющее большинство волокон от клеток кохлеарного ядра переключается на клетках нижних холмов, после чего волокна следующего порядка либо переходят в противоположное полушарие (второй перекрест), либо идут непосредственно к ближайшим подкорковым слуховым центрам – медиальным коленчатым телам, а отсюда к слуховым зонам коры данного полушария. Следующий, третий перекрест, волокон осуществляется уже на корковом уровне.

На основе структурной организации слуховых центров становится понятной и их функциональная организация: бинауральное взаимодействие или бинауральный слух.

С первых дней после рождения самые низкие пороги звуковой чувствительности лежат в области средних звуковых частот. Пороги звуковой чувствительности на низкие частоты меньше, чем на высокие. Наименьшая величина порогов ощущения звука достигается в 14-19 лет. По сравнению с этим возрастом слуховая чувствительность ниже, как у детей младшего возраста, так и у людей, старше 20 лет.

Зрительный анализатор – представляет собой совокупность защитных, оптических, рецепторных
и нервных структур, воспринимающих и анализирующих световые раздражители. В физическом смысле свет – это электромагнитное излучение с различными длинами волн. Цвет зависит от того, какую часть спектра поглощает или отражает предмет.

Главные характеристики светового стимула – его частота и интенсивность. Для характеристики восприятия света важны три качества: тон, насыщенность и яркость. Тон соответствует цвету и меняется с изменением длины волны света. Насыщенность означает количество монохроматического света, добавление которого к белому свету обеспечивает получение ощущения, соответствующего длине волны добавленного монохроматического света, содержащего только одну частоту. Яркость света связана с его интенсивностью.

Видео:Сенсорные системы| Строение глаза и уха| Биология ЦТ, ЕГЭСкачать

Сенсорные системы| Строение глаза и уха| Биология ЦТ, ЕГЭ

Простая разрешающая способность – острота зрения — минимальное различимое глазом угловое расстояние между двумя объектами (точками). Она зависит от общей освещенности, при дневном свете она максимальна, при сумерках и темноте – падает. Острота зрения у детей первых месяцев очень низка. С возрастом острота зрения повышается и становится близкая к норме у детей 3-5 лет.

Восприятие света зависит от длины волны света, падающего в глаз. Цветовое зрение объясняется на основе предположения о существовании в сетчатке глаза фоторецепторов трех различных типов, чувствительных к различным длинам волн света, соответствующих основным частотам спектра (синий, зеленый, красный). Нарушение восприятия цвета называют цветовой слепотой или дальтонизмом. 

Известны три типа нарушений светового зрения: протанопия – отсутствие чувствительности к красному цвету; дейтеранопия – отсутствие чувствительности к зеленому цвету и тританопия – отсутствие чувствительности к синему цвету.

Дети начинают выбирать игрушку по цвету в возрасте 5-6 месяцев. Осознанное ощущение цветов формируется значительно позже. Только в возрасте 2,5 – 3 лет дети начинают правильно называть цвет окрашенных предметов. Развитие различения цветов и их оттенков продолжается в дошкольном и школьном возрасте.

Наше зрение бинокулярное – это участие обоих глаз в формировании зрительного образа.

Периферический отдел зрительного анализатора представлен рецепторной поверхностью сетчатки (я опускаю разговор об оптической системе глаза, которую Вы подробно должны были изучать в курсе биофизики). На сетчатке расположены фоторецепторные клетки – палочки и колбочки. Они находятся в пигментном слое и повернуты от пучка падающего света таким образом, что их светочувствительные концы спрятаны в промежутках между сильно пигментированными эпителиальными клетками. Эти клетки принимают участие в метаболизме фоторецепторов и синтезе зрительных пигментов.

Палочки и колбочки отличаются как структурно, так и функционально. Зрительный пигмент (родопсин) содержится только в палочках. В колбочках находятся другие зрительные вещества, необходимые для цветового зрения (иодопсин, хлоролаб, эритлаб). Колбочки функционируют при
ярком свете и выполняют функцию восприятия
цвета, палочки воспринимают свет и обеспечивают зрительное восприятие при слабой освещенности.

Первичный процесс зрительной рецепции – фотохимическая реакция. Фотоны поглощаются молекулами зрительных пигментов. Фотохимические процессы в палочках и колбочках сходны. Если освещение постоянно и равномерно, то фотохимический распад пигментов (родопсина до опсина и витамина А1, а иодопсина до опсина и ретиналя) находится в равновесии с ресинтезом. При освещении фоторецептора в нем возникает потенциал. Палочки и колбочки соединены с биполярными нейронами сетчатки, которые образуют с ганглиозными клетками синапсы, выделяющие ацетилхолин. Аксоны гангиозных клеток сетчатки в составе зрительного нерва идут к различным мозговым структурам. Зрительные нервы обоих глаз перекрещиваются в области основания черепа, где переходят на противоположную сторону. Часть из них вместе с перекрещенными аксонами второго зрительного нерва образуют зрительный тракт. Нервные волокна зрительного тракта подходят к следующим структурам мозга: ядрам верхних бугров четверохолмия – средний мозг, ядрам латерального коленчатого тела – таламус, супрахиазмальным ядрам гипоталамуса и к глазодвигательным нервам.

Видео:Мозг и сенсорные системы – курс Вячеслава Дубынина / ПостНаукаСкачать

Мозг и сенсорные системы – курс Вячеслава Дубынина / ПостНаука

От этих образований информация идет в 17,18, 19 поля коры. Кроме того, зрительные пути прослеживаются и в лобной коре.

Движения глаз управляются центрами, которые находятся в области ретикулярной формации мозга и среднего мозга, в верхних буграх четверохолмия и в претектальной области. Все эти подкорковые центры координируются сигналами из зрительной, теменной и лобной коры.

Обонятельный анализатор – осуществляет восприятие и анализ химических раздражителей, находящихся во внешней среде и действующих на органы обоняния. Обонятельный орган представлен обонятельным эпителием, расположенным в верхнезадней полости носа. На обонятельном эпителии расположены обонятельные рецепторы.

В естественных условиях, как правило, встречаются смеси запахов, в которых преобладают те или иные составляющие. Разграничение их по качеству возможно лишь до некоторой степени и лишь в условиях высоких концентраций. Считают, что ключом к пяти из семи основных запахов (камфарный, цветочный, мускусный, мятный, эфирный, едкий и гнилостный) является стереохимия запаховых веществ. Это пространственное соответствие конфигурации пахучих молекул форме рецепторных участков на поверхностной мембране обонятельных микроворсинок. Для восприятия едкого и гнилостного считают важным не форму молекул, а плотность заряда на них.

Обонятельные клетки являются первичными сенсорными клетками и посылают аксоны в мозг от своего базального полюса. Эти волокна образуют под сенсорным эпителием толстые пучки (обонятельные волокна), которые идут к обонятельной луковице. Это (первичный) центральный отдел обонятельной системы. В нем происходит первичная переработка сенсорной информации. Обонятельная луковица генерирует ритмические потенциалы. Аксоны клеток составляют обонятельный тракт, который непосредственно или опосредованно через свои связи с другими трактами, передает обонятельные сигналы во многие области мозга, в том чиссле в обонятельную луковицу противоположной стороны в структуры, расположенные в подкорковых образованиях переднего мозга, лимбическом мозге, гипоталамусе.

Органу обоняния у новорожденных свойственна быстрая адаптация, дети перестают реагировать на повторные раздражения. На запах молока дети первых месяцев после рождения не реагируют. На 4-ом месяце жизни ребенок начинает различать приятные и неприятные запахи и реагировать на них адекватной эмоционально – двигательной реакцией. У детей к концу первого детства обонятельный анализатор сформирован и заметных отличий от такового у взрослых не имеет.

На этой лекции мы не будем рассматривать работу вестибулярного анализатора, так как это мы сделали ранее, при изучении роли различных отделов мозга в двигательных реакциях. Кроме того, мы в этой лекции не касаемся также и вкусового анализатора, отнеся разговор о нем в раздел пищеварения в полости рта.

Естественно, что в пределах одной лекции нет возможности детально останавливаться на работе анализаторов. Но, с одной стороны, Вы уже должны знать многие положения об их строении и частично функции из анатомии, физиологии и биофизики. А с другой – при изложении отдельных положений высшей нервной деятельности и функции различных систем организма, мы неоднократно будем возвращаться к этой теме. И тогда, к концу курса изложения физиологии, Ваши представления об анализаторах будут более сформированы.

Таким образом, благодаря функции анализаторов мы получаем необходимую информацию из окружающей внешней среды и от этого, в конечном счете, может существенно измениться наше поведение. Интегративная деятельность мозга и поведение – это предмет изучения на последующих наших лекциях.

💥 Видео

Лекция 18. Общая физиология сенсорных системСкачать

Лекция 18. Общая физиология сенсорных систем

Дубынин В. А. - Физиология сенсорных и двигательных систем - Зрение и глазСкачать

Дубынин В. А. - Физиология сенсорных и двигательных систем - Зрение и глаз

ВШЭ лекция 15 сенсорные системыСкачать

ВШЭ лекция 15 сенсорные системы

Физиология глаза. Зрительный анализатор. Physiology of the eye. Visual analyzer.Скачать

Физиология глаза. Зрительный анализатор. Physiology of the eye. Visual analyzer.

Сенсорные системы. Тема 10. Общие принципы организации сенсорных системСкачать

Сенсорные системы. Тема 10. Общие принципы организации сенсорных систем

Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем. Лекция 1. Общая сенсорная физиология.Скачать

Физиология высшей нервной деятельности и сенсорных систем. Лекция 1. Общая сенсорная физиология.

Нормальная физиология. АнализаторыСкачать

Нормальная физиология. Анализаторы

Физиология сенсорных системСкачать

Физиология сенсорных систем

физиология слухового и вестибулярного анализатора.physiology of the auditory and vestibular analyzerСкачать

физиология слухового и вестибулярного анализатора.physiology of the auditory and vestibular analyzer

Частная физиология анализаторовСкачать

Частная физиология анализаторов

Сенсорные системы. Понятия анализатора и органа чувств.Скачать

Сенсорные системы. Понятия анализатора и органа чувств.

Лекция «Физиология как наука. Основные принципы формирования и регуляции физиологических функций»Скачать

Лекция «Физиология как наука. Основные принципы формирования и регуляции физиологических функций»

Общая физиология анализаторовСкачать

Общая физиология анализаторов

Мозг и сенсорные системы — Вячеслав ДубынинСкачать

Мозг и сенсорные системы — Вячеслав Дубынин
Поделиться или сохранить к себе:
Med