Общие принципы работы сенсорных систем. Внутренний, кожный, вкусовой и обонятельный анализаторы

 РОССИЙСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

                                             ФИЛИАЛ в г. МИНСКЕ 
 

 Кафедра математических и естественнонаучных работ 
 

 Контрольная работа  

 по  учебной дисциплине «Физиология ВНД и сенсорных систем» 

на тему: «Общие принципы работы сенсорных систем. Внутренний, кожный,                                                    вкусовой и обонятельный анализаторы » 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                  Студентки 

                                                                              1 курса заочного отделения

                                                                           специальности «психология» 

                                                                                     Научный руководитель      

                                                            кандидат биологических наук, доцент                                     

                                                Минск, 2010

                                               Оглавление 

1. Введение…………………………………………………………………3
2. Глава 1 Сенсорная система

1.1.Сенсорная  организация личности…………………………………  4

            1.2.Строение сенсорной системы………………………………………5

     3. Глава 2  Анализаторы

          2.1. Анализаторы и их отделы…………………………………………. 7

          2.2. Внутренний анализатор…………………………………………….8

          2.3. Кожный анализатор…………………………………………………9

                2.3.1. Температурное чувство………………………………………10

                2.3.2.  Чувство боли…………………………………………………11

          2.4. Вкусовой анализатор……………………………………………….12

          2.5. Обонятельный анализатор…………………………………………14

      4. Заключение………………………………………………………………16

      5. Литература……………………………………………………………….17     
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                       Введение

  Окружающие предметы и явления не всегда представляются нам такими,  
какие они есть в действительности. Мы не всегда видим и слышим то,  
что происходит на самом деле. 
П. Линдсей, Д. Норман

     Одной из физиологических функций организма  является восприятие окружающей действительности. Получение и обработка информации об окружающем мире является необходимым  условием поддержания гомеостатических констант организма и формирования поведения. Среди раздражителей, действующих на организм, улавливаются и воспринимаются лишь те, для восприятия которых есть специализированные образования. Такие раздражители называют сенсорными стимулами, а сложноорганизованные структуры, предназначенные для их обработки – сенсорными системами. Сенсорные сигналы различаются модальностью, т.е. той формой энергии, которая свойственна каждому из них.

     Физиологи уже привыкли использовать латинизированный термин «сенсорные системы», как-то незаметно пришедший на смену «анализаторам» И.П.Павлова. Рассмотрим, как соотносятся понятия «органы чувств», «сенсорные системы» и «биосенсоры». У человека, да и всех позвоночных животных, глаз — это орган зрения, ухо — слуха, нос — обоняния, а язык — вкуса. Однако человек не видит ультрафиолетового излучения и поляризованного света, как насекомые; не слышит ультразвук и не пользуется им для эхолокации, как летучие мыши и дельфины. 
 
 
 
 
 
 

                                Глава 1. Сенсорная система

                       1.1.Сенсорная организация личности

     Сенсорная организация личности — это уровень  развития отдельных систем чувствительности и возможность их объединения. Сенсорные системы человека — это его органы чувств, как бы приемники его ощущений, в которых происходит преобразование ощущения в восприятие. 

     Главная особенность сенсорной организации  человека — это то, что она  складывается в результате всего  его жизненного пути. Чувствительность человека дана ему при рождении, но развитие ее зависит от обстоятельств, желания и усилий самого человека [6, с.154.]

     Для физиологических наук естественные биосенсоры — это просто рецепторные, или сенсорные, клетки, располагающиеся  в органах чувств и предназначенные  для решения сложной диалектической задачи: изменяться под влиянием внешнего сигнала (иначе он не дойдет до нервной системы), оставаясь, однако, самими собой даже при очень сильных воздействиях. В качестве семантического курьеза стоит отметить, что термин «рецепторы», которым обозначали рецепторные клетки органов чувств во второй половине ХХ века, постепенно взяли на вооружение специалисты по молекулярной биологии. В настоящее время под словом «рецептор» они однозначно подразумевают белковую молекулу, избирательно взаимодействующую с гормоном, нейромедиатором или феромоном, т.е. с сигнальным веществом. В сенсорной физиологии принято говорить о «рецепторных клетках», или, «сенсорных рецепторах».  
Что же касается понятия «сенсорные системы», то оно включает в себя не только периферически расположенные биосенсоры, но и всю систему обработки передаваемых ими сигналов, т.е. мозг.  
Естественно, что в зависимости от физической природы воспринимаемых стимулов, или от их модальности, существуют фоторецепторы (зрительная система), хеморецепторы (обонятельная и вкусовая системы), механорецепторы (фонорецепторы в слуховой системе, рецепторы органов равновесия, рецепторы наружных покровов тела), терморецепторы (в соматосенсорной системе), гигро и электрорецепторы. Соответственно, рецепторами работают сенсорные системы: со светом — зрительная, с механическими колебаниями в среде — слуховая и акустико-латеральная (органы боковой линии у некоторых водных животных), с идентификацией пищевых веществ — вкусовая, с пахучими сигналами — обонятельная; положение организма в пространстве и ориентацию тела в нем определяет система органов равновесия; механические, температурные и ряд иных характеристик внешней среды оценивает соматосенсорная система (осязание), а электрическую «погоду» в водоемах - электросенсорная. Как уже говорилось, этими системами в той или иной комбинации снабжены все организмы, но не все системы представлены у человека, да и сам перечень сенсорных рецепторов и систем, возможно, пока не полон. Таким образом, тема моей контрольной работы считается актуальной.

                                  1.2  Строение сенсорной системы

     Сенсорная система включает следующие элементы  
• впомогательный аппарат  
•  сенсорный рецептор  
•  сенсорные пути  
•  проекционная зона коры больших полушарий.

     Вспомогательный аппарат представляет собой образование, функцией которого является первичное преобразование энергии действующего стимула. Например, вспомогательный аппарат вестибулярной системы преобразует угловые ускорения тела в механическое смещение киноцилей волосковых клеток. Вспомогательный аппарат характерен не для всех сенсорных систем.

     Сенсорный рецептор осуществляет преобразование энергии действующего раздражителя в специфическую энергию нервной  системы, т.е. в упорядоченную последовательность нервных импульсов. В первичном рецепторе эта трансформация осуществляется в окончаниях чувствительного нейрона, во вторичном рецепторе она происходит в рецептирующей клетке. Аксон чувствительного нейрона (первичный афферент) проводит нервные импульсы в ЦНС [6, с.98].

     В ЦНС возбуждение передается по цепочке нейронов (т.н. сенсорный путь) к коре больших полушарий. Аксон чувствительного (сенсорного) нейрона образует синаптические контакты с несколькими вторичными сенсорными нейронами. Аксоны последних следуют к нейронам, расположенным в ядрах более высоких уровней. По ходу сенсорных путей происходит обработка информации, в основе которой лежит интегративная деятельность нейрона. Окончательная обработка сенсорной информации происходит в коре больших полушарий.  
 
 
 
 
 
 
 
 

                                  Глава 2. Анализаторы

                          2.1. Анализаторы и их отделы

     Физиологическая основа ощущений – сложная деятельность органов чувств. И.П.Павлов назвал эту  деятельность анализаторной, а системы  клеток, наиболее сложно организованных и являющихся воспринимающими аппаратами, которые непосредственно осуществляют анализ раздражений, – анализаторами [1, с. 234].            
            Анализатор характеризуется наличием трех специфических отделов: периферического (рецепторного), передающего (проводникового) и центрального (мозгового).  
Периферический (рецепторный) отдел анализаторов составляют все органы чувств – глаз, ухо, нос, кожа, а также специальные рецепторные аппараты, расположенные во внутренней среде организма. Этот отдел анализатора реагирует на конкретный вид раздражителя и перерабатывает его в определенное возбуждение. Рецепторы могут находиться на поверхности тела (экстероцепторы) и во внутренних органах и тканях (интероцепторы). Рецепторы, находящиеся на поверхности тела, реагируют на внешние раздражители. Такими рецепторами обладают зрительный, слуховой, кожный, вкусовой, обонятельный анализаторы. Рецепторы, расположенные на поверхности внутренних органов тела, реагируют на изменения, происходящие внутри организма. С деятельностью интероцепторов связаны органические ощущения. Промежуточное положение занимают проприоцепторы, находящиеся в мышцах и связках, которые служат для ощущения движения и положения органов тела, а также участвуют в определении свойств, качеств объектов, в частности при осязании их рукой.  
Для всех анализаторов общими являются болевые ощущения, благодаря которым организм получает информацию о разрушительных для него свойствах раздражителя.  

                      2.2.   Внутренний анализатор

     Исследования последних десятилетий привели к открытию в самых разнообразных внутренних органах рецепторов, с деятельностью которых связаны органические ощущения. Все эти рецепторы относятся к категории 
интероцепторов по классификации Ч. Шеррингтона. Оказалось, что интероцепторы заложены на всем протяжении пищеварительного тракта (во всех трех слоях), во всех органах брюшной полости, в печени, селезенке, в легких, в сердце и в кровеносных сосудах.

                Интероцепторы (лат. interior - внутренний, capio - брать, принимать) воспринимают раздражения механического, химического и физико-химического характера. Импульсы, идущие из множества различных интероцепторов, расположенных в различных внутренних органах, и составляют в здоровом состоянии чувственную основу "общего самочувствия"; в патологических случаях они вызывают ощущения нездоровья, разбитости, подавленности. При болезненных процессах (воспалении и т.п.) в том или ином органе появляются болевые ощущения, размытые и не всегда ясно локализуемые.

     Большое количество рецепторов расположено  в пальцах рук, языке и губах, так как этими органами необходимо осуществлять точные и тонкие рабочие  и речевые движения. Деятельность этого анализатора позволяет человеку координировать и контролировать свои движения.  
 
 
 
 
 
 
 
 

     Рефлекторные реакции возникают при раздражении рецепторов любого анализатора. Так, вкусовые и запаховые раздражители вызывают рефлексы со стороны органов пищеварения; в ответ на звуковое или световое раздражение может появиться ориентировочный рефлекс и т. д. Не составляет исключения и кожный анализатор. Сосудистые, двигательные и другие рефлексы легко возникают в ответ на различные раздражения кожи [7].

     У животных, даже обладающих самой примитивной  нервной системой, имеются рецепторы, расположенные на поверхности тела и чувствительные к внешним раздражениям. В процессе эволюционного развития  происходила дифференциация структуры функции этих рецепторов. Соответственно дифференцировался и центральный отдел анализатора. В результате первичный анализатор общей чувствительности поверхности тела дал начало ряду специализированных анализаторов: вкусовому, обонятельному, вестибулярному, слуховому и зрительному. Функциональное обособление этих анализаторов не только не снизило значения рецепторной функции кожного покрова, но, наоборот, способствовало ее специализации в определенных направлениях. У человека кожный анализатор играет существенную роль в познании внешнего мира. Через рецепторы кожи человек получает представление о плотности и упругости тел, их поверхности (гладкость, шершавость и пр.), температуре и т. д.. У ребенка первые представления о форме предметов, об их величине и пространственном соотношении развиваются на основе совместной деятельности нескольких анализаторов, к числу которых наряду со зрительным, двигательным и другими относится и кожный. Не менее велико значение кожного анализатора как источника рефлекторных реакций, особенно оборонительных.

     Расположенные на разной глубине в коже нервные окончания воспринимают прикосновения, температурное чувство, чувство боли. Каждое воздействие воспринимается специальными рецепторами, отличающимися друг от друга своими формой и строением. Распределены рецепторы неравномерно, их много в коже кончиков пальцев рук, ладоней, подошв, губ, наружных половых органов. Намного меньше рецепторов в коже спины. Значение кожной чувствительности в жизни человека очень велико.

     Прикосновение и давление (тактильную чувствительность) воспринимают расположенные в коже примерно 500 тыс. рецепторов. Это механорецепшоры, к которым принадлежат и свободные нервные окончания, проникающие в эпидермис и воспринимающие давление, и несвободные окончания (инкапсулированные — имеющие капсулу).

     К несвободным чувствительным нервным окончаниям относятся расположенные в собственно коже крупные пластинчатые тельца (Флаттера— Паччини), осязательные тельца (Мейснера).

     Чувства осязания и давления позволяют не только узнавать предметы, но и определять их форму, размеры, характер материала, из которого эти предметы сделаны.

                        2.3.1 Температурное чувство

     (чувство  холода и теплоты) воспринимается  разными рецепторами. Одни из  них возбуждаются действием холода  на нервные тельца (колбы Краузе), другие — действием тепла на луковицеобразные тельца (Гольджи—Мацони) [5, с. 121]. Холодовые рецепторы, проникающие между клетками эпидермиса, расположены более поверхностно, чем тепловые. Холодовых рецепторов намного больше (около 250 тыс.), чем тепловых (около 39 тыс.). Кожа конечностей (рук, ног), особенно открытые места, менее чувствительна, чем кожа туловища (закрытые места). Рецепторы, воспринимающие температурные воздействия, приспосабливаются к изменениям температуры окружающей среды (воздуха, воды), как бы «привыкают».

     Так, например, вначале очень горячая вода постепенно воспринимается как менее горячая, даже просто теплая. «Привыкает» рука или нога и к холодной воде. 

                                     2.3.2. Чувство боли

       воспринимается специальными свободными нервными окончаниями. Число болевых рецепторов в коже человека очень велико — примерно 100 — 200 на 1 см² кожной поверхности. Общее число таких рецепторов достигает 2 —4 млн. Место восприятия боли человек определяет довольно точно. Чувство боли нервные окончания воспринимают не только в коже, но и в слизистых и серозных оболочках, во внутренних органах. Нередко чувство боли ощущается не только в поврежденном органе, но и в других частях тела, например в определенных участках кожи. Такие боли называют отраженными, иррадиирущими. Например, при спазме венечных (коронарных) артерий сердца (ишемической болезни сердца) боли определяются не только в сердце (за грудиной), но и в области левой лопатки, в руке [3, с. 220].

     Болевые ощущения имеют большое значение, так как они возникают при повреждениях тканей органов, как сигналы об опасности, включающие защитно-оборонительные механизмы (повышение тонуса мышц, учащение сердцебиения, дыхания). Усиливается выделение гормонов, участвующих в мобилизации защитных сил организма (гормонов надпочечных желез — адреналина, кортикостероидов).

     Нервные импульсы, возникшие в рецепторах кожи, поступают не только в спинной  мозг, в его чувствительные и двигательные центры, которые участвуют в образовании  автоматических, подсознательных, защитных, оборонительных рефлексов на уровне сегментов спинного мозга.

     Ощущения  от вкуса и запаха связаны с  действием химических веществ на специальные чувствительные клетки органов вкуса и обоняния. Вкус и запахи дают ценную информацию о  качестве пищи, окружающей среде, влияют на эмоциональное состояние человека и на его поведение.

     Рецепторы вкусового анализатора расположены  в слизистой оболочке спинки языка, мягкого нёба, надгортанника и глотки. Они чувствительны к веществам, находящимся в растворе. У человека, как и у многих животных, вкусовой анализатор сигнализирует о химических раздражителях, которые находятся не в окружающей среде, а в полости рта, что позволяет различать качество попадаемой в рот пищи [5, с.148].

     Орган вкуса (organum gustum) у человека представлен множеством (около 2 тыс.) вкусовых почек, расположенных в многослойном эпителии слизистой оболочки языка, мягкого нёба, зева, глотки, надгортанника. Особенно много вкусовых почек в эпителии нитевидных, грибовидных, листовидных, желобовидных сосочков. Вкусовые почки имеют эллипсоидную форму, состоят из плотно прилежащих друг к другу рецепторных (вкусовых) и опорных клеток. На вершине каждой вкусовой почки имеется вкусовое отверстие (вкусовая пора), которая ведет в маленькую вкусовую ямку, образованную верхушками вкусовых клеток. На поверхности каждой вкусовой клетки, обращенной в сторону вкусовой ямки, имеются микроворсинки. Вкусовые чувствительные клетки воспринимают сладкое, горькое, соленое, кислое или комбинации из этих четырех видов вкусовых раздражителей. Для воздействия на вкусовые клетки эти вещества должны быть растворены в жидкости.

     Растворителем в полости рта является слюна. Растворенное вещество проникает во вкусовую почку через отверстие  на ее вершине — вкусовую пору, возбуждая вкусовые клетки. Это возбуждение передается прилежащим нервным окончаниям, в которых возникает нервный импульс. По нервным волокнам, которые заходят во вкусовую почку, нервный импульс поступает в мозг                    [3, c. 374] .

     У новорожденного вкусовой чувствительностью обладает более значительная поверхность рта, чем у взрослых. Это связано с тем, что у новорожденных вкусовые рецепторы обнаруживаются на всей спинке языка, на твердом небе и даже на слизистой щек. После рождения количество вкусовых почек уменьшается. Одно из наиболее ранних исследований вкусовой чувствительности у новорожденных основывалось на наблюдении мимических реакций на нанесение на язык нескольких капель растворов горьких, кислых и сладких веществ разной концентрации. По этим данным, например, определили пороговую концентрацию восприятия сладкого в его концентрации, составляющей всего 1 %. Исследование вкусовой чувствительности в более широком диапазоне показывают, что она оптимальна в 20-30 лет, а затем постепенно снижается, особенно активно после 70 лет.

     Таким образом, в деятельности вкусового  анализатора в ранние периоды  постнатальной жизни человека наблюдается  несоответствие между сниженной  по сравнению со взрослыми чувствительностью рецепторов и более обширной рецепторной зоной.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                 2.5.  Обонятельные анализаторы.

     Рецепторы обонятельной сенсорной системы  расположены в области верхних  носовых ходов. Обонятельный эпителий содержит рецепторные клетки. Общее  число обонятельных рецепторов у человека - 10 млн. При контакте чувствительных волосков рецепторов с молекулами пахучих веществ в рецепторе генерируется потенциал, который по волокнам обонятельного нерва достигает обонятельной луковицы (первичного нервного центра обонятельного анализатора).

     Прогрессивное развитие рецепторов в онтогенезе заканчивается  уже в эмбриональном периоде. После 30 лет наблюдается уменьшение количества обонятельных клеток. Этот процесс особенно резко возрастает в 50-60 лет. Чувствительность обонятельного  анализатора определяется по мимической реакции ребенка при поднесении к носу ваты, смоченной пахучим раствором. Полученные в результате исследований данные свидетельствуют о низкой возбудимости обонятельного анализатора новорожденных. Уровня взрослого человека величина достигает к 14 годам и ухудшается после 45 лет [2, с. 54].

     Адаптацию обонятельного анализатора можно  наблюдать при длительном действии запахового раздражителя. По отношению  ко многим пахучим веществам довольно быстро наступает полная адаптация, т. е. их запах перестает ощущаться. Человек перестает замечать такие непрерывно действующие раздражители, как запах своего тела, одежды, комнаты и т. п. По отношению к ряду веществ адаптация происходит медленно и лишь частично. При кратковременном действии слабого обонятельного раздражителя адаптация может проявиться в повышении чувствительности соответствующего анализатора.

       Орган обоняния находится в обонятельной области слизистой оболочки полости носа. Это верхняя носовая раковина и лежащая на этом же уровне зона носовой перегородки, где слизистая оболочка покрыта обонятельным эпителием. Обонятельные рецепторные клетки имеют длинные центральные и короткие периферические отростки. Число обонятельных клеток у человека около 40 млн. Периферический отросток-дендрит заканчивается утолщением — дендрической луковицей (обонятельной булавой).На вершине располагается по 10 —12 подвижных обонятельных ресничек, вступающих в контакт с пахучими веществами. Молекулы пахучих веществ, предварительно растворяясь в секрете слизистых желез, взаимодействуют с рецепторными белками ресничек, что вызывает нервный импульс. Для возбуждения одной обонятельной (чувствительной) клетки достаточно одной молекулы пахучего вещества              [5, с.147].

     Если  запаховые раздражители приобретают для человека существенное значение, то путем длительной тренировки центральный отдел обонятельного анализатора может достичь высокого совершенства, вплоть до различения отдельных составных частей запаховой смеси. Это наблюдается у некоторых парфюмеров, кулинаров, дегустаторов и представителей других профессий, требующих хорошего различения запахов.

     Хорошо  известно, что временная потеря обоняния, например при сильном насморке, резко  нарушает вкусовые ощущения: многие блюда  либо становятся безвкусными, либо приобретают иной, необычный вкус. Если плотно зажать нос и задержать дыхательные движения, положенный в рот лук на вкус неотличим от яблока. В таких же условиях различные конфеты, ягоды, фрукты, теряют специфический вкус и вызывают однообразные ощущения сладкого, кислого, горького или соленого. 
 
 
 
 
 
 

                                            Заключение 

     Организм  различает виды раздражителей только благодаря тому, что сенсорные  системы обладают свойством специфичности, т.е. реагируют только на определенный вид раздражителей. Достаточно ли у человека органов чувств?

     Ощущения  обеспечивают организму адекватную ориентировку в окружающей среде. Удалось  ли человеку познать окружающий мир  глубже, если бы он имел больше органов  чувств? Философы-идеалисты делали вывод об ограниченности познавательных возможностей человека, связывая это с ограниченностью органов чувств и разнообразием явлений в окружающем мире.

     Материалисты  считали, что имеющихся органов  чувств достаточно для полного познания мира. Познание идет вглубь, познавательная сила человека состоит в том, что к деятельности его органов чувств прибавляется деятельность мышления, которое раздвигает рамки познавательных возможностей [7]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                             Литература 

1. Батуев, А.С. Высшая нервная деятельность / А.С Батуев.- М.: Высш. шк., 1991. -396 с.

2. Бочков, Н.П. Справочник врача общей практики. / Н.П. Бочков, В.А. Насонова и др.// Под ред. Н.Р. Палеева. – М.: Изд-во ЭКСМО Пресс, 2002. – В 2 томах. Т.2.- 992с

3. Сапин, М.Р. Анатомия и физиология человека (с возрастными особен. детского организма): Учебник для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / М.Р.Сапин, В. И. Сивоглазов. — 5-е изд., перераб. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 384 с.

4. Симонов П.В. Мотивированный мозг. М.: Наука, 1987. 265 с.

5. Фомин,  Н.А. Физиология человека / Н.А.  Фомин, Е.Б. Сологуб.-3-е изд., - М.: Просвещение; Владос,1995.-416 с.

6.Шмидт,  Р.М. Основы сенсорной физиологии / Р.М.Шмидта.- М.: Мир, 1984. -       287 с.

  7. материалы с сайта http://www.effecton.ru/