50276

ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ. ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ

Лекция

Биология и генетика

ЦНС получает информацию о внешнем мире и внутреннем состоянии организма от специализированных к восприятию раздражений органов рецепции. Многие органы рецепции называют органами чувств потому, что в результате их раздражения и поступления от них импульсов в кору больших полушарий головного мозга

Русский

2014-11-16

182.5 KB

7 чел.

Тема: ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ. ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ.

Вопросы лекции:  

  1.  Учение И.П. Павлова об анализаторах.
  2.  Структурно-функциональная характеристика анализатора:

А. Общие принципы строения анализаторов

Б. Основные функции анализаторов:

- обнаружение сигналов

- различение сигналов

- передача и преобразование сигналов

- кодирование поступающей сенсорной информации

- опознание образа

3.  Адаптация анализаторов

Вопрос 1. ЦНС получает информацию о внешнем мире и внутреннем состоянии организма от специализированных к восприятию раздражений органов рецепции. Многие органы рецепции называют органами чувств потому, что в результате их раздражения и поступления от них импульсов в кору больших полушарий головного мозга возникают ощущения, восприятия, представления, т.е. различные формы чувственного отражения внешнего мира. Ощущение – это результат превращения физической или химической энергии в факт сознания, т.е. опознание образа раздражителя; это субъективное отражение объективного мира. Лишь благодаря информации, доставляемой в ЦНС органами рецепции, возможно осуществление:

  1.  простых рефлексов;
  2.  различных поведенческих актов (т.е. поведение);
  3.  психической деятельности.  

Поэтому в своем труде «Рефлексы головного мозга» (уже в 1863 г.) И.М. Сеченов писал: «Психический акт не может явиться в сознании без внешнего чувственного возбуждения». То есть, деятельность сенсорных систем (или органов рецепции) является основой формирования психической деятельности человека. А поведение, согласно концепции акад. П.К. Анохина о функциональной системе формирования поведенческого акта, базируется на афферентном синтезе, который представляет собой оценку всех видов афферентации внешней и внутренней среды организма, доставляемой в ЦНС органами рецепции (сенсорными системами).

И.П. Павлов создал учение о сенсорных системах, которые назвал анализаторами. Анализатор – это совокупность нейронов, обеспечивающая восприятие раздражителя, проведение информации о нем в ЦНС с последующим анализом афферентации и опознанием образа раздражителя нейронами коры больших полушарий.

Согласно И.П. Павлову, в структуре анализатора различают:

- периферический отдел анализатора, функция – восприятие раздражителя – рецептор;   

- проводниковый отдел анализатора, функция – проведения процесса возбуждения, сформировавшегося в результате восприятия раздражителя воспринимающим устройством анализатора (рецептором);

- центральное звено анализатора – проекционные зоны коры – воспринимают афферентные сигналы раздражителя, проводят анализ полученной информации с последующим опознанием образа. Это соматосенсорные зоны SI и SII, слуховая, зрительная, обонятельная, а также ассоциативные зоны коры, которые обеспечивают более тонкий и точный анализ получаемой информации.

Анализатор

Функция

Периферическое звено

Рецептор – прибор, воспринимающий физическую или химическую энергию раздражителя и преобразующий ее в электрическую энергию возбуждения

ГП или РП = ЛО

Проводниковое звено

Связующее звено, производит трансформацию ПД, многократное преобразование и перекодирование афферентации

Центральное звено

Кора больших полушарий, производит анализ афферентации и синтез программы ответной реакции

Вопрос 2. Структурно-функциональная характеристика анализатора:

А) Общие принципы строения анализаторов

1. Многослойность

В состав каждого анализатора входит огромное количество нейронов, расположенных послойно – 3х-нейронные восходящие пути (афферентные). Нейрон первого слоя связан с рецептором, последний – с корой головного мозга.

Точность передачи сигнала, снятие «шумов»

2. Многоканальность

Каждый слой нейронов связан с нейронами последующего слоя огромным количеством нервных волокон

Тонкий анализ в коре больших полушарий

3.Сенсорные воронки

Расширяющие и суживающие

Расширение с последующим сужением афферентации и дальнейшим расширением потока на кору (зрительный анализатор) или только расширение (слуховой). Физиологический смысл суживающихся воронок в уменьшении количества информации, которая передается в мозг; в расширяющихся воронках - наоборот

4.Дифференциация по горизонтали и вертикали

По вертикали

Заключается в формировании отделов из нескольких слоев нервных элементов: обонятельные луковицы, кохлеарные ядра, коленчатые тела. Каждый отдел имеет свою определенную функцию. Отдел – это более крупное образование, чем слой элементов. Между отделами по вертикали образуются проводящие связи.

По горизонтали

Заключается в формировании различных свойств рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах каждого слоя

Б. Основные физиологические функции анализаторов:

Схема функционального значения различных органов

1 ФУНКЦИЯ – ОБНАРУЖЕНИЕ СИГНАЛОВ – происходит превращение энергии раздражителя в энергию возбуждения рецептора. Начинается в специализированных структурах – рецепторах, которые входят как основная структура в периферический отдел анализатора и формируют его рецептивное поле.

Рецепторы различаются по: 1) морфологической дифференцировке и 2) физиологической специализации.

  1.  Морфологическая дифференцировка заключается в различиях структуры и в том, что многие рецепторные клетки находятся в специализированных многоклеточных органах – органах чувств, приспособленных к передаче раздражителей рецепторным клеткам или нервным окончаниям.

  1.  Функциональная специализация проявляется:

а) в приспособлении к восприятию определенного вида раздражителя – звукового, светового, механического, температурного и т.д.;

б) в высокой возбудимости – т.е. способности возбуждаться и формировать ПД при действии минимального по силе раздражителя. Очень высокая возбудимость характерна только по отношению к адекватным раздражителям:

1 фотон света – для сетчатки глаз – ощущение света

Возбудимость по отношению к неадекватным раздражителям низкая. Неадекватный раздражитель должен превышать силу адекватного в миллиарды раз для того, чтобы возникло ощущение:

сильное механическое раздражение глаза – ощущение света – «искры из глаз»

Возбудимость рецептора – величина непостоянная, зависит от состояния самого рецептора и изменяется под воздействием корковых влияний и влияний ретикулярной формации. Возбудимость снижается при адаптации рецептора. Свойством адаптации владеют все рецепторы, кроме вестибулорецепторов и проприорецепторов.

Классификация рецепторов

  1.  По характеру формирующегося ощущения (психофизиологическая классификация):

- зрительные;

- слуховые;

- обонятельные;

- вкусовые;

- осязательные;

- тепловые и холодовые (температурые);

- болевые;

- кинестезические

все моно- и полимодальные

  1.  По строению:

1) первичные: обонятельные, тактильные, проприорецепторы;

2) вторичные: вкуса, зрения, слуха, вестибулярные.

    

3.  По локализации:

 - экстерорецепторы – кожи – воспринимают информацию о действии раздражителей внешнего мира; 

 - интерорецепторы – висцерорецепторы, проприорецепторы, ангиорецепторы, рецепторы ЦНС, вестибулорецепторы – воспринимают информацию о состоянии внутренних органов и внутренней среды и положении тела в пространстве.

4. По физической природе адекватного раздражителя:

- механорецепторы;

- хеморецепторы;

- терморецепторы;

- фоторецепторы;

- фонорецепторы;

- ноцицепторы

5. По скорости адаптации:

- быстроадаптирующиеся;

- медленноадаптирующиеся.

6. По пороговой силе раздражителя:

- низкопороговые;

- высокопороговые.

Строение рецепторов

Структурные компоненты:

Вспомогательный аппарат

(в органах чувств)

Воспринимающая структура

(собственно рецептор)

Генерирующая структура

Функция:

Передача действия раздражителя на воспринимающую структуру – собственно рецептор

Развитие генерируемого потенциала (ГП) или рецепторного потенциала (РП)

(ГП=РП=ЛО)

Генерация на основе ГП или РП серии ПД

Механизм возбуждения рецепторов

находится в прямой зависимости от строения рецепторов

Первичные

(первичночувствующие)

(обонятельные, тактильные, проприоцепивные)

Действие раздражителя

Изменение конфигурации белковых комплексов мембраны клетки-рецептора или нервного окончания первого чувствительного нейрона

Изменение проницаемости мембраны (ее ионных каналов) клетки-рецептора для ионов Na+

Деполяризация рецепторной клетки по величине, равная ЛО = рецепторному потенциалу = РП

На основе РП генерация серии ПД

Распространение ПД на нервное окончание афферентного нейрона проводникового отдела анализатора

Вторичные

(вторичночувствующие)

(вкусовые, зрительные, слуховые)

Между раздражителем и телом чувствительного нейрона (1й нейрон проводящего пути) располагается рецепторная клетка

Действие раздражителя

Выделение рецепторной клеткой в ответ на действие раздражителя медиатора (АХ)

Действие АХ на постсинаптическую мембрану синапса на афферентном нервном окончании первичного нейрона проводникового отдела анализатора и формирование ПСП = ГП

Формирование деполяризации типа ГП равного ЛО

Формирование на основе ГП в первичном нейроне проводникового отдела распространяющегося ПД

Обнаружение сигналов зависит от чувствительности рецепторов. Чувствительность рецепторов к адекватным раздражителям очень велика. Послойно в нейронах анализатора она еще больше увеличивается, так в зрительном анализаторе рецепторные клетки периферического отдела возбуждаются 1 фотоном света, а зрительные нейрона в различных частях зрительного анализатора послойно увеличивают свою чувствительность в 107 раз, что обеспечивает восприятие системой зрительного анализатора слабых световых сигналов.

2 ФУНКЦИЯ – РАЗЛИЧЕНИЕ СИГНАЛОВ анализатором начинается еще в рецепторных клетках и продолжается в последующих элементах анализатора. Происходит по следующим параметрам раздражителя:

  1.  По изменению интенсивности (по приросту силы) – в результате обеспечивается разная ответная реакция на минимальное различие в силе между двумя стимулами – это называется порог  различия или разностный порог. В 1834 г. Э. Вебер открыл закон, согласно которому ощущение формируется, если последующий стимул превышает ранее действующий на определенную долю – т.е. . Это минимальное различие по силе, вызывающее ответную реакцию. Для тактильного рецептора кожа порог различия составляет 3*10-2= 0,03 г. Для рецепторов слуха, зрения закон Вебера-Фехнера описывает зависимость силы ощущения от интенсивности раздражителя следующей формулой:

Е = а log J + b, где  Е – ощущение

   J – сила раздражителя

а и в – константы, различные для разных анализаторов

  1.  По временным показателям – различие происходит, когда последующий раздражитель не сливается с предшествующим и не попадает в рефрактерную фазу возбудимости, вызванную действием предшествующего.
  2.  По пространственному рисунку действия раздражителей на рецептивное поле: различение происходит только в том случае, если при действии двух раздражителей между двумя возбужденными рецепторами рецептивного поля находится хотя бы 1 невозбужденный рецептор. В противном случае пространственного различия действия раздражителей не происходит.

3 ФУНКЦИЯ – ПЕРЕДАЧА И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ начинается в рецепторном отделе анализатора и продолжается во всех его последующих звеньях. Цель: донести до корковых центров информацию, удобную для анализа. Заключается в пространственном и временном преобразовании:

Пространственное преобразование

Изменение геометрии пространственного образа или частей данного образа. Особенно характерно для зрительного и тактильного анализатора.

Временное преобразование

Сжатие временной информации и преобразование ее в отдельные пачки ПД, разделенные временными интервалами.

Обеспечение наибыстрейшего анализа сенсорной информации в корковом отделе анализатора

 

4 ФУНКЦИЯ – КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ – начинается рецепторами и продолжается во всех отделах анализатора (таблица 3).

5 ФУНКЦИЯ – ДЕТЕКТИРОВАНИЕ СИГНАЛОВэто распознание или избирательный анализ отдельных признаков раздражителя и их биологического значения. Это функция нейронов-детекторов и их межнейрональных связей. Они расположены на всех уровнях анализатора и существует их функциональная иерархия: на более низких уровнях локализуются детекторные нейроны, распознающие более простые признаки раздражителя, а в корковом отделе подвергаются детекторному анализу самые сложные признаки раздражителя.

6 ФУНКЦИЯ – ОПОЗНАНИЕ ОБРАЗА (формирование ощущения) – конечная и наиболее сложная операция анализаторов. Производится высшими нейронами-детекторами коркового отдела анализатора на основе всей ранее проделанной работы и заключается в формировании «образа раздражителя», в выделении его из массы раздражителей, опознании его биологической сути и значимости для организма. Происходит опознавание окружающего мира через совокупность опознанных образов – сенсорных образов. Механизм опознания основан на существовании в коре двух нервных процессов – возбуждения и торможения.

Возбудительное опознание приводит к дивергенции процессов возбуждения по слоям анализатора и обеспечивает формирование множества проекций на коре.

Тормозное опознание происходит с участием тормозных интернейронов, которые тем активнее затормаживают возбуждение в коре анализатора, чем сильнее возбуждение в возбуждающем нейроне, который возбудил этот тормозный нейрон (механизм возвратного торможения).

Конечный приспособительный результат этих видов опознания – обеспечение точности анализируемой информации.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

63616. Персонал организации (предприятия): организация и ОТ 143 KB
  Производительность труда: определение показатели. Резервы роста производительности труда. Организация труда на предприятии: нормирование труда виды норм методы нормирования труда. Оплата и мотивация труда: принципы организации формы и системы ОТ материальное стимулирование труда.
63617. ІНФОРМАЦІЙНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕНН НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 75.36 KB
  Інформація є засобом спілкування між людьми і відображає ії суспільні та виробничі взаємовідносини, а також різноманітні прояви матеріального світу. Тільки обмін інформацією між дослідниками через канали комунікацій або прямим спілкуванням на семінарах...
63619. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ІНВЕСТИЦІЙНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ 72.5 KB
  Інвестиції це вкладення капіталу з метою його подальшого збільшення. Закон України Про інвестиційну діяльність†від 18 вересня 1991 року зі змінами і доповненнями визначає інвестиції як усі види майнових і інтелектуальних цінностей що вкладаються...
63620. Вимоги до проведення наукового дослідження 53.49 KB
  Вимоги до проведення наукового дослідження Наукове дослідження завжди повинне носити творчий характер наповнений постійним пошуком і експериментуванням. Наукове дослідження повинне бути потрібним актуальним спиратись на об'єктивні і перевірені дані.
63622. Государственный аппарат 328.52 KB
  По объему властных полномочий или по предмету ведения: Федеральные органы распространяют свою власть на территорию всего государства например Президент РФ Правительство РФ Федеральное Собрание РФ Верховный Суд РФ Высший Арбитражный Суд...
63624. УПРАВЛİННЯ АКТИВАМИ 174.33 KB
  Розглядаючи наведену формулу необхідно визначити період який потрібен для перетворення виробничих запасів дебіторської і кредиторської заборгованості в готівку –середній період обороту дебіторської заборгованості...