Материал:

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

СЕНСОРНЫЕ СИСТЕМЫ

Вехи истории и успеха в науке

Почему бы ты не учился, ты учишься для себя.

Гай Петроний

1021 - Ибн ал-Хайсам (Каир) закончил свою "Книгу оптики", которая стала важным вкладом в офтальмологию и хирургию глаза, поскольку для своего времени правильно объясняла функцию зрения человека.

1249 - Р. Бэкон (R. Bacon, Англия) пишет о применении очков с выпуклыми линзами для коррекции дальнозоркости.

1403 - Очки с вогнутыми линзами для коррекции миопии.

1500 - Использование увеличительных стекол.

1765 - Ф. Фонтана (F. Fontana, Австрия, Италия) в работе "О движения радужки" описал пространства райдужково-роговичного угла.

1804 - Е. 0. Мухин (Россия) в диссертации "О стимулы, действующие на живое человеческое тело" привел экспериментальные данные о действии раздражителей на органы чувств.

1826 - И. Мюллер (J. Мullеr, Германия) выпустил монографию "К сравнительной физиологии чувства зрения" и в 1837 - "Руководство по физиологии человека", в котором обобщил работы с сенсорной физиологии и провозгласил "закон специфических нервных энергий".

1834 - Э. Вебер (Е. Weber, Германия) установил логарифмическую зависимость между величиной раздражителя и вызванным чувством.

1856 - Г. Гельмгольц (Н. Helmholtz, Германия) выпустил "Руководство по физиологической оптики", в 1862 - книгу "Учение о слуховых ощущениях как физиологическую основу теории музыки", в 1863 г.. Обосновал резонансную теорию слуха.

1860 - Э. Мах (Е. Mach, Австрия) и И. Брейер (J. Breuer, Австрия) создали теорию вестибулярного восприятия.

1862-1864 - К. Геринг ( K. Неrипg, Германия) опубликовал серию работ по восприятию пространства с помощью зрения, создал теорию цветового зрения.

1866 - И. М. Сеченов (Россия) в "Физиологии нервной системы" описал "темное мышечное чувство" и его роль в координации движений.

1869 - Г. Фехнер (6 Fechner, Германия) повторил открытие Э. Вебера, которое позже получило название основного психофизического закона, или "закона Вебера - Фехнера".

1911 - А. Гульстранд (A. Gullstrand, Швеция) - Нобелевская премия за открытие механизма аккомодации.

1914 - Р. Барани ( B . Ваrапу, Австрия) - Нобелевская премия за работы по физиологи и патологи вестибулярного аппарата и его связи со зрительной и проприоцептивной системами.

1949 - Д. Хебб ( D . Неbb , США) создал теорию инвариантного распознавания образов.

1949 - Г. Ридли (Н. Ridley, Великобритания) имплантировал первый в мире искусственный хрусталик.

1957 - А. Л. Ярбус (СССР) впервые зарегистрировал движения глаза человека при длительном восприятии изображений.

1958 - Д. Гриффин ( O. Griffin, США) в книге "Слушая в темноте" обобщил данные о эхолокацию у животных.

1961 - Г. Бекеши ( G. Bekesy, США) - Нобелевская премия за открытие механизма возбуждения в улитке внутреннего уха.

1967 - Р. Гранит (R. Granit, Швеция), X. Хартлайн и Дж. Уолд (Н. Hartline, G. Wald, США) - Нобелевская премия за открытие роли палочек и колбочек, преобразования зрительных пигментов, процессов кодирования зрительной информации.

1981 - Д. Хьюбел и Т. Визель ( O. Hubei, Т. Wiesel, США) - Нобелевская премия за открытие закономерностей переработки информации в зрительной системе.

1987 - Г. Шеперд ( G. Shepherd, США) в руководстве "Нейробиология" дал сравнительно-физиологический анализ организации сенсорных систем животных.

2002 - создана искусственная сетчатка глаза.

2004 - Р. Эксел и Л. Бак (R. Axel, L Визг, США) - Нобелевская премия за исследования обонятельных рецепторов и организации системы органов обоняния.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ

Для выживания и адекватной реакции на окружающий мир у высших организмов возникли структуры, которые позволяют воспринимать все, что происходит у них, и быстро и квалифицированно отвечать на эти изменения. Такими структурами анализаторы, или, как их еще называют, сенсорные системы.

По И. П. Павловым, анализатор - это совокупность анатомо-физиологических периферических и центральных нервных структур, которые воспринимают и анализируют информацию о воздействии на организм различных раздражителей. Сенсорные системы участвуют в адекватной реакции организма на изменения условий внутренней среды организма, играют важную роль в поддержании его устойчивости - гомеостаза, участвуют в формировании ощущений, представлений об окружающем мире, явления и предметы.

В состав сенсорных систем организма входят: зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой, вестибулярный, соматосенсорный (кожный и проприоцептивной) и интероцептивных анализаторы.

Согласно электрофизиологическими исследованиями, анализаторы - это часть нервной системы, состоящей из трех элементов:

■ воспринимающей части - рецепторов, которые обладают чрезвычайно высокой чувствительностью к адекватным раздражителям;

■ ведущей системы - нервных клеток и волокон;

■ мозгового центра - чувствительных зон головного мозга, где происходят анализ и интеграция полученной информации, распознавания образов.

Структурная и функциональная организация анализаторов

По Тамара (1976), анализаторам присущи структурная и функциональная организации.

Структурной организации относятся следующие признаки:

Многослойность, или многоуровневость. Первый уровень нервных клеток связан с рецепторами, последний - с нейронами ассоциативных зон коры больших полушарий. Между первым и последним уровнями (например, спинальным, стволовым, таламических и другими), которые связаны проводящими путями, образованными аксонами их нейронов, находящихся структуры, которые принимают участие не только в проведении, но и в переработке информации. Благодаря многоуровневости проводится тщательный отбор информации, поступающей в организм.

Многоканальность - каждый слой или уровень нервных клеток имеет многочисленные (десятки, сотни тысяч и даже миллионы) связи с последующим уровнем. Благодаря этому информация с нижнего уровня надежно и быстро передается более высокого.

Концентрирования или рассеивания информации, или феномен сенсорных воронок. В основе этого принципа лежит неодинаковое количество клеток в разных слоях. Например, фоторецепторов в нервном слое сетчатки 130 млн, а на выходе - в ганглионарной клетках - только 1 млн 300 тыс, то есть наблюдается суживающее воронка. В зрительной коре - расширяющая воронка переходит в сужающее, а за ней снова в расширяющее. В обонятельном анализаторе - расширяющая. Если оценивать все анализаторы, то в подавляющем большинстве находятся расширяющие воронки, которые обеспечивают поступление максимальной информации в центр. Сужающие воронки - предотвращают поступление избытка информации.

Дифференциация анализаторов характеризуется наличием нейронов с различной активностью в одном слое или на одном уровне. Она делится на дифференциацию как по вертикали, так и по горизонтали и по-разному перерабатывает поступающую в центр и от него.

К функциональной организации относятся следующие составляющие:

Выявление или восприятия сигналов, которое здийснююеться рецепторами, расположенными в различных органах и тканях организма.

Передача и преобразование информации. Химическое или механическое раздражение рецептора превращается в нем в нервный импульс, который передается в центр. По ходу передачи информации происходит ее временная и пространственная трансформация. Временные преобразования проявляются в основном в сжатии импульсов в отдельные пачки, более или менее длительные по времени и с различными интервалами между этими пачками. Пространственные преобразования характеризуются искажением геометрических пропорций в коре головного мозга.

Кодирование информации осуществляется двойственным кодом - залпы импульсов меняются их затуханием. Такое кодирование обнаружено у всех позвоночных, в том числе и у человека, и считается наиболее надежным.

Детектирования сигналов определяется выборочным анализом признаков раздражителя по их биологическим значением. Проводят такой анализ нейроны-детекторы, реагируя на определенный импульс. Необходимо отметить, что по мере приближения к коре головного мозга детекторы усложняются.

Распознавание образов - сложный процесс в анализаторе. Он состоит в классификации образа, его анализе. Это осуществляется высшими нейронами-детекторами, возбуждение которых рождает появление образа - запах, цвет, голос и т. Образование образа связано с взаимодействием двух нейронных механизмов - возбуждающего и тормозного, в которых задействованы нейронные ансамбли и корковые колонки мозга. В последнее время высказывается мнение, что распознавание образов связано с механизмами запоминания и длительного памяти.

Таким образом, за морфологически-функциональным признакам в строении сенсорной системы выделяют следующие составляющие: 1) каналы передачи информации и 2) уровне организации (рис. 7.1).

Каналы передачи информации - это проводящие пути, передающие информацию от рецепторов на разные уровни центральной нервной системы, вплоть до центров коры головного мозга. Обычно информация передается с обеих сторон, поэтому выделяют правый и левый каналы.

Выделяют следующие каналы передачи:

■ специфические;

■ неспецифические;

■ ассоциативные.

Уровни организации - это структуры периферических и центральных отделов ЦНС, где осуществляется обработка информации, следствием чего является формирование чувства или восприятие образа с участием центров коры головного мозга.

Выделяют следующие уровни организации сенсорной системы:

■ рецепторный;

■ спинально-стволовой;

■ таламический;

■ корковый.

1. Рецепторный уровень - это первичный анализ информации, осуществляется в рецепторах.

Классификация рецепторов может осуществляться по следующим признакам:

■ морфолого-функциональными свойствами;

■ источником сенсорной информации;

■ видом адекватного раздражителя, воспринимается рецептором (рис. 7.2).

По морфофункциональными свойствами рецепторы делятся на первично и вторинночутливи.

К первинночутливих рецепторов относятся обонятельные, температурные, тактильные и проприорецепторы, к вторинночутливих - вкусовые, слуховые, зрительные, вестибулярные.

По месту размещения рецепторы делятся на:

экстерорецепторы - расположены в коже и слизистых оболочках;

интерорецепторы - размещены во внутренних органах, к которым относят барорецепторы кровеносных сосудов, рецепторы растяжения легких, осморецепторы гипоталамуса и другие;

проприорецепторы - находятся в структурах опорно-двигательной системы - мышцах, сухожилиях и суставах.

По виду адекватного раздражителя, который воспринимают рецепторы, их подразделяют на:

механорецепторы, к которым относятся тельца Фатера- Пачини, мышечные веретена, рецепторы сухожилий и суставов и другие; слуховые и вестибулярные рецепторы, воспринимающие механическую деформацию, или смещение структур;

РИС. 7.1. Каналы передачи информации и уровне организации сенсорных систем

Источник: https://studbooks.net/80586/meditsina/fiziologiya