30484

Физиология сенсорных систем. Физиология зрительной, слуховой и вестибулярной сенсорных систем

Лекция

Биология и генетика

Живой организм постоянно подвержен воздействиям внешней среды. В самом живом организме тоже постоянно происходят изменения. И его существование невозможно, если он не будет получать постоянно информацию о всех изменениях во внешней и внутренней среде и во всех частях тела.

Русский

2014-11-30

31.17 KB

6 чел.

Лекция № 4

Физиология сенсорных систем. Физиология зрительной, слуховой и вестибулярной сенсорных систем.

   Живой организм постоянно подвержен воздействиям внешней среды. В самом живом организме тоже постоянно происходят изменения. И его существование невозможно, если он не будет получать постоянно информацию о всех изменениях во внешней и внутренней среде и во всех частях тела. Информация эта приходит живому организму по каналам:

зрение, слух, осязание, обоняние, вкус (информация об изменениях во внешней среде, воспринимается экстерорецепторами),

суставно-мышечное чувство - чувство положения и движения конечностей

(воспринимается проприорецепторами, рецепторами органа равновесия в ухе);

информация о тончайших изменениях во внутренней среде организма (воспринимаются интерорецепторами - хемо-, осмо-, термо-, механо- и т.д.).

   Но для того, чтобы возникло ощущение, одних рецепторов мало.

   Совокупность возбудимых структур центральной и периферической нервной системы, осуществляющих восприятие и анализ воздействий окружающей среды и воздействий, исходящих из самого организма, получила название анализатора, или сенсорной системы.

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ АНАЛИЗАТОРОВ

   Все структуры, входящие в состав анализаторов, относятся к афферентным, т.е. проводящим возбуждения от периферии в ЦНС. Классические представления И.П. Павлова об анализаторе включают в его состав три части:

периферический отдел,

проводниковый отдел,

центральный конец.

   Периферический отдел анализаторов включает, как правило, рецепторы, хотя в некоторых анализаторах, например зрительном, в этот отдел могут быть включены и первичные афферентные нейроны. Периферический отдел анализатора является составной частью любого органа чувств, который, помимо рецепторов, включает специальные вспомогательные образования для наилучшего восприятия действующего раздражителя. Например, глаз как орган зрения, помимо сетчатки (фоторецепторы), включает глазное яблоко, его мышцы, веки и др.

   Проводниковый отдел анализаторов включает не только нервные волокна, непосредственно отходящие от рецепторов, но и все афферентные нейроны, обеспечивающие первичный анализ и передачу возбуждений в центральный отдел анализатора. Возникающие в рецепторах импульсы возбуждения распространяются по проводящим путям в виде электрических потенциалов.

   Анализ информации начинается как на уровле первичных афферентных нервных клеток, так и в последующих спинальных, стволовых и подкорковых ядрах.

   Центральный отдел анализаторов. Различные проводящие афферентные пути через возбуждение соответствующих подкорковых структур в конечном счете приносят импульсы возбуждения в соответствующие области коры большого мозга, которые считаются высшим центральным конечным, звеном любого анализатора.

КЛАССИФИКАЦИЯ АНАЛИЗАТОРОВ

Все анализаторы делятся на две группы:

  1.  внешние;
  2.  внутренние.

   К внешним анализаторам относят зрительный, слуховой, вкусовой, обонятельный и кожный. Благодаря работе этих анализаторов человек познает внешний мир.

   К внутренним анализаторам относят двигательный, вестибулярный и анализатор внутренних органов. С помощью этих анализаторов головной мозг получает информацию о состоянии внутренних органов, двигательного аппарата, расположении отдельных частей тела по отношению друг к другу и в пространстве.

Все анализаторы можно также разделить па:

  1.  дистантные;
  2.  контактные.

   С помощью дистантных анализаторов человек получает информацию на расстоянии от источника раздражения - зрительные, слуховые, обонятельные анализаторы.

   Контактные анализаторы работают при непосредственном прикосновении их рецепторов к раздражителю - вкусовые, тактильные.

ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ

   У человека наибольшей пропускной способностью обладает зрительный анализатор, который в единицу времени передает в ЦНС более 70% информации; 2528% информации доставляет в ЦНС слуховой анализатор и 25% информации — остальные анализаторы.

Фоторецепторы сетчатки

   Основными зрительными рецепторами, расположенными в сетчатке, являются палочки и колбочки. Восприятие фоторецепторами световых волн лежит в диапазоне от 400 до 750 нм. У человека рецепторный слой сетчатки состоит из 120млн палочек и 6 млн колбочек, которые имеют различное гистологическое строение. Центральная ямка сетчатки имеет наибольшую плотность  колбочек, а периферия сетчатки содержит почти одни палочки. Колбочки воспринимают цвета и функционируют в условиях яркой освещенности объектов, в то время как палочки воспринимают световые потоки в условиях сумерек.

   Механизм возбуждения фоторецепторов. Фоторецепторы сетчатки содержат светочувствительные пигменты, которые обесцвечиваются при действии света. В палочках содержится  пигмент родопсин (зрительный пурпур), в колбочках — йодопсин. При действии света в фоторецепторах происходят физико-химические процессы. Под влиянием света родопсин разрушается. Один из образовавшихся промежуточных продуктов превращения родопсина приводит фоторецепторы сетчатки в возбуждение. Возникшие нервные импульсы передаются на другие нервные клетки сетчатки: биполярные и ганглиозные, в которых происходит их сложная обработка. Переработанные нервные импульсы по волокнам зрительного нерва передаются в мозговой конец анализатора. При затемнении глаз происходит восстановление родопсина. Но для этого необходим витамин А. Если в организме отсутствует витамин А образование родопсина резко нарушается, развивается болезнь - куриная слепота (неспособность видеть в при слабом свете или в темноте).

Зрительные пути

   Аксоны ганглиозных клеток дают начало зрительному нерву. Зрительный нерв состоит из 106 аксонов, которые передают сигналы от 13∙107 фоторецепторов сетчатки одного глаза. Правый и левый зрительные нервы сливаются у основания черепа, образуя перекрест, где нервные волокна, идущие от внутренних (носовых) половин обеих сетчаток, пересекаются и переходят на противоположную сторону. Волокна, идущие от наружных (височных) половин каждой сетчатки, продолжают идти с той же стороны, объединяясь вместе с перекрещенным пучком аксонов, образуя зрительный тракт. Зрительный тракт заканчивается в первичных центрах зрительного анализатора, к которым относятся латеральные коленчатые тела, верхние бугорки четверохолмия и претектальная область ствола мозга.

Корковые центры зрительного анализатора

   Импульсы от нейронов латерального коленчатого тела по их аксонам поступают в затылочные доли коры головного мозга, где происходит окончательная переработка зрительной информации.

   Бинокулярное зрение. Механизм регуляции одновременного движения правого и левого  глазных яблок создает эффект бинокулярного зрения. Бинокулярное зрение имеет большое значение в определении расстояния до предмета, его формы.

Строение уха

   Ухо человека делят на наружное, среднее и внутреннее. Звукопроводящей средой для уха и является воздух, колебания которого передаются через наружный слуховой проход к барабанной  перепонке. Барабанная перепонка, разделяющая наружное и среднее ухо, через цепочку трех взаимосвязанных косточек — молоточка, наковальни и стремечка — передает колебания внутреннему уху. Внутреннее ухо находится в височной кости и благодаря своей форме называется улиткой. В улитке расположен кортиев (спиральный) орган, а в нем — собственно рецепторные клетки, называемые волосковыми (фонорецепторы)

Передача звуковых колебаний

   Звук вызывает колебания эндолимфы улиткового протока (средней лестницы) Результатом ’ такого колебания является смещение основной и покровной мембраны кортиева органа относительно друг друга. Так как цилии волосковых клеток плотно соприкасаются с покровной мембраной, это смещение вызывает их отклонение. Сгибание цилий является для волосковых клеток адекватным стимулом. При этом в волосковых клетках возникает рецепторный потенциал, который вызывает I высвобождение медиатора. Медиатор действует возбуждающим образом на постсинаптическую мембрану афферентного волокна биполярного нейрона спирального ганглия, что в конечном счете приводит к возникновению потенциалов действия в волокнах слухового нерва.

   Слуховой нерв. Основная часть волокон в слуховом нерве идет от внутренних волосковых клеток кортиева органа. Каждое волокно в слуховом нерве начинается от узкой ограниченной области ^ кортиева органа, улитки или даже от одной внутренней волосковой клетки. Отдельные участки улитки воспринимают определенные звуковые частоты. Каждое нервное волокно оптимально возбуждается звуком определенной частоты. Эта частота называется характеристической частотой данного волокна. У основания кортиева органа расположены рецепторные низкие звуки; у вершины улитки рецепторы, клетки, воспринимающие высокие звуки.

 

Слуховые пути

   Первичные афферентные волокна распространяются сначала к вентральной и дорсальной 1 частям кохлеарного ядра. От вентральной части вентральный тракт направляется к ипси- и контралатеральным оливарным комплексам. Таким образом, нервные клетки в каждом оливарном комплексе получают возбуждения от рецепторов правого и левого уха, что обеспечивает сравнительную оценку акустической информации. Дорсальное кохлеарное ядро служит началом дорсального слухового тракта, волокна которого переходят на противоположную сторону и там образуют синапсы с нейронами ядра латерального лемниска. После переключения в нем слуховой тракт переключается в двух ядрах — нижнем бугорке четверохолмия и медиальном коленчатом теле. Из этих образований возбуждение распространяется к центральному концу анализатора — первичной, слуховой области височной доли коры большого мозга.

\

Бинауральный слух

   Бинауральный слух обеспечивает возможность человеку локализовать местоположение источника звука в пространстве. Физиологической основой бинаурального слуха служит нейрональный механизм оценки временного различия прихода звуковой волны в левое и правое ухо. В связи с тем, что звук распространяется с конечной скоростью, он достигает более удаленного уха несколько позже и с пониженной интенсивностью, а слуховой анализатор способен обнаружить различие по силе звуков всего в 1 дБ.

   Разницы во времени прихода звука к правому и левому уху при различной интенсивности звука еще недостаточно для того, чтобы определить расположение источника звука по отношению к голове: спереди или сзади, сверху или снизу. Дополнительную информацию о расположении источника звука дает ушная раковина. Она имеет пространственную структуру, «искажающую» звуковой сигнал специфическим образом в зависимости от положения источника звука. Благодаря форме ушной раковины звуки, возникающие впереди слушающею человека, воспринимаются совершенно иными, чем те, которые приходят сзади.

Вестибулярная система

   Вестибулярная система играет наряду со зрительной и соматосенсорной . системами ведущую роль в пространственной ориентировке человека. | Она получает, передает и анализирует информацию об ускорениях I или замедлениях, возникающих в процессе прямолинейного или вращательного движения, а также при изменении положения головы в про- | странстве

При равномерном движении или в условиях покоя рецепторы вестибулярной сенсорной системы не возбуждаются. Импульсы от вестибулоре- цепторов вызывают перераспределение тонуса скелетных мышц, что обеспечивает сохранение равновесия тела. Эти влияния осуществляются рефлекторным путем через ряд отделов ЦНС.

Строение и функции рецепторов вестибулярной системы.

   Периферическим отделом вестибулярной системы является вестибулярный аппарат, расположенный и лабиринте пирамиды височной кости. Он состоит из преддверия и трех полукружных каналов. Кроме вестибулярного аппарата, в лабиринт входит улитка, в которой располагаются слуховые рецепторы. Полукружные каналы располагаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях: верхний — во фронтальной, задний — в сагиттальной и латеральный — в горизонтальной. Один из концов каждого канала расширен(ампула).

   Вестибулярный аппарат включает в себя также два мешочка: сферический 'и эллиптический, или маточку. Первый из них лежит ближе к улитке, а второй — к полукружным каналам. В мешочках преддверия находится отолитовый аппарат, скопление рецепторных клеток (вторично-чувствуюшие механорецепторы) на возвышениях, или пятнах. Выступающая в полость мешочка часть рецепторной клетки оканчивается одним более длинным подвижным волоском и 60—80 склеенными неподвижными волосками. Эти волоски пронизывают желеобразную мембрану, содержащую кристаллики карбоната кальция — отолиты. Возбуждение волосковых клеток преддверия происходит вследствие скольжения отолитовой мембраны по волоскам, т. е. их сгибания.

   В перепончатых полукружных каналах, заполненных, как и весь лабиринт, плотной эндолимфой (ее вязкость в 2—3 раза больше, чем у воды), рецепторные волосковые клетки сконцентрированы только в ампулах в виде крист. Они также снабжены волосками. При движении эндолимфы во время угловых ускорений, когда волоски сгибаются в одну сторону, волосковые клетки возбуждаются, а при противоположно направленном движении — тормозятся. Это связано с тем, что механическое управление ионными каналами мембраны волоска с помощью микрофиламентов, описанное в разделе «механизмы слуховой рецепции», зависит от направления сгиба волоска: отклонение в одну сторону приводит к открыванию каналов и деполяризации волосковой клетки, а отклонение в противоположном направлении вызывает закрытие каналов и гиперполяризацию рецептора. В волосковых клетках преддверия и ампулы при их сгибании генерируется рецепторный потенциал, который усиливает выделение ацетилхолина и через синапсы активирует окончания волокон вестибулярного нерва.

    Волокна вестибулярного нерва (отростки биполярных нейронов) направляются в продолговатый мозг. Импульсы, приходящие по этим волокнам, активируют нейроны бульбарного вестибулярного комплекса, в состав которого входят ядра: преддверное верхнее, или Бехтерева, преддверное латеральное, или Дейтерса, Швальбе и др. Отсюда сигналы направляются во многие отделы ЦНС: спинной мозг, мозжечок, глазодвигательные ядра, кору большого мозга, ретикулярную формацию и ганглии автономной нервной системы.

   Основные афферентные пути и проекции вестибулярных сигналов. Есть два основных пути поступления вестибулярных сигналов в кору большого мозга: прямой — через дорсомедиальную часть вентрального постлатерального ядра и непрямой — вестибуло-церебеллоталамический путь через медиальную часть вентролатерального ядра. В коре большого мозга основные афферентные проекции вестибулярного аппарата локализованы в задней части постцентральной извилины. В моторной зоне коры спереди от нижней части центральной борозды обнаружена вторая вестибулярная зона.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

7435. Охрана труда. Требования, охрана и гигиена охрана труда 93.81 KB
  Содержание Тема Охрана труда. Общие положения. Тема Требования охраны труда. Тема Организация охраны труда. Тема Гигиена труда. Тема Меры борьбы производственным шумом и вибрацией. Тема Расчет зон при взрывах газовоздушных (ГВС) и ...
7436. Правовой статус субъектов РФ. Положение субъектного состава РФ 154.5 KB
  Введение Возникшая в результате победы Октябрьской революции Российская Советская республика являлась унитарным государством. Однако многонациональность России и провозглашение советской властью права нации на самоопределение активизировали тенденци...
7437. Техніко-криміналістичне дослідження грошових знаків 141 KB
  Техніко-криміналістичне дослідження грошових знаків ВСТУП Гроші - це особливий товар, що виконує роль всезагального еквіваленту. Вони є необхідним атрибутом будь-якого суспільства і характерізують певну стадію його розвитку....
7438. Проектирование привода к ленточному конвейеру с одноступенчатым цилиндрическим редуктором 508.42 KB
  Проектирование привода к ленточному конвейеру с одноступенчатым цилиндрическим редуктором Оглавление Введение. Кинематический и силовой расчет привода. Определение общего КПД привода. Определение мощности электродвигателя и подбор ...
7439. Составление авторской композиции и роспись изделия необычной формы-лейки в стиле жостово (создание предмета ДПИ) 150.5 KB
  Введение. Народное искусство— создаваемые народом на основе коллективного творческого опыта, национальных традиций и бытующие в народных массах поэзия (предания, сказки, эпос), музыка (песни, наигрыши, пьесы), театр (драмы, театр кукол, сатир...
7440. Мотопехотный батальон армии США в обороне 55 KB
  Мотопехотный батальон армии США в обороне Введение В данной работе я раскрываю организацию, численность и вооружение мотопехотного батальона армии США, а также действия батальона в обороне. Оборона в армии США считается вынужденным...
7441. Изучение основных положений теории игр, а также разработка игровой программы на языке программирования Turbo Pascal 134.5 KB
  Введение Большинство пользователей, как опытных, так и начинающих, не без удовольствия играют в компьютерные игры. Компьютерные игры сравнительно молодое явление, обладающее достаточно богатой историей, со своими падениями и взлетами. Их история нач...
7442. Технико-экономический проект развития ГТС 219 KB
  Технико-экономический проект развития ГТС Вариант № 08 Задание: На районированной городской телефонной сети с узлами входящих сообщений (УВС) планируется ввод в действие станции в одном из узловых районов. Исходные данные по ёмкости проектируе...
7443. Аналіз проходження сигналів в лінійному електричному колі спектральним методом 234 KB
  Аналіз проходження сигналів в лінійному електричному колі спектральним методом Основна мета роботи Основна мета роботи - засвоєння спектрального метода аналізу процесів шляхом розв‘язку задачі по визначенню реакції лінійного електричного ...