Функции анализаторных систем
ВВЕДЕНИЕ
Анализаторы (
Биологическая роль анализатора заключается в обеспечении целесообразной реакции организма на изменение условий, что способствует наиболее совершенному приспособлению его к окружающему миру и сохранению относительного постоянства внутренней среды организма.
Понятие
об анализаторах введено в физиологию
русским физиологом И. П. Павловым в
1909. Метод условных
рефлексов дал
возможность объективного изучения анализаторной
деятельности животных и человека. Учение
об анализаторах послужило естественнонаучной
основой диалектико-материалистического
представления об ощущении.
- ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ
Каждый анализатор состоит из периферического воспринимающего прибора (рецептора), проводниковой части анализатора, передающей информацию, и высшего центра анализатора — группы нейронов в коре головного мозга. К воспринимающим приборам анализатора относятся все органы чувств (зрения, слуха, вкуса и др.) и специальные рецепторные образования в органах, тканях, суставах, сосудах и мышцах. Для рецепторных приборов, благодаря особенностям их строения, характерна приспособленность к восприятию определённых видов раздражения и высокая чувствительность к ним. Проводниковая часть анализатора состоит из периферического нерва и нервных клеток («вставочных» нейронов). Эти клетки расположены в центральной нервной системе (за исключением первых двух нейронов зрительного, обонятельного и слухового анализатора, расположенных на периферии, в соответствующих органах чувств). Анализ действующих на организм раздражителей начинается на периферии: каждый рецептор реагирует на определённый вид энергии, анализ продолжается во вставочных нейронах; так, на уровне нейронов зрительного анализатора, расположенных в промежуточном мозге, возможно различение местоположения предмета, его цвета. Но только в высших центрах анализатора — в коре больших полушарий головного мозга — осуществляется тонкий, дифференцированный анализ сложных, меняющихся раздражителей внешней среды. Анализаторы играют важную роль в регуляции и саморегуляции деятельности органов, физиологических систем и целостного организма. Анализаторная функция мозга животных и человека находится в тесном взаимодействии с его синтетической функцией и характеризуется высокой чувствительностью, тонкой дифференцировкой восприятий и широкой адаптацией к меняющимся по силе и качеству раздражениям. Аналитико-синтетическая деятельность больших полушарий мозга служит основой высшей нервной деятельности.
- ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ
- ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР
Зрительный анализатор представляет собой совокупность структур, воспринимающих световую энергию в виде электромагнитного излучения с длиной волны 400 - 700 нм и дискретных частиц фотонов, или квантов, и формирующих зрительные ощущения.
Через зрительную систему человек получает более 80% информации о внешнем мире.
Основные показатели зрения. Зрение характеризуют следующие показатели:
1) диапазон воспринимаемых частот или длин волн света;
2) диапазон интенсивностей световых волн от порога восприятия до болевого порога;
3) пространственная разрешающая способность - острота зрения;
4) временная разрешающая способность - время суммации и критическая частота мельканий;
5) порог чувствительности и адаптация;
6) способность к восприятию цветов;
7) стереоскопия - восприятие глубины.
Глазное яблоко. Периферический отдел зрительного анализатора особенно сложен. Он представлен глазным яблоком. Последнее является системой, преломляющей световые лучи. К преломляющим средам относятся роговица, жидкость передней камеры глаза, хрусталик и стекловидное тело. Радужная оболочка, как диафрагма в фотоаппарате, регулирует поток света.
Сетчатка - с нейроанатомической точки зрения - высокоорганизованная слоистая структура, объединяющая рецепторы и нейроны. Фоторецепторные клетки - палочки и колбочки - расположены в пигментном слое, наиболее удаленном от хрусталика.
Они повернуты от пучка падающего света таким образом, что их светочувствительные концы спрятаны в промежутках между сильно пигментированными эпителиальными клетками. Эпителиальные пигментные клетки участвуют в метаболизме фоторецепторов и синтезе зрительных пигментов. Все нервные волокна, выходящие из сетчатки, лежат в виде переплетенного пучка на пути света, создавая препятствие на пути его попадания в рецепторы. Кроме того, в том месте, где они выходят их сетчатки по направлению к мозгу, отсутствуют светочувствительные элементы - это так называемое слепое пятно. Свет, попадающий на сетчатку в области слепого пятна не воспринимается элементами сетчатки, поэтому остается "дефект" изображения, проецируемого на сетчатку.
Палочки и колбочки отличаются как структурно, так и функционально. Зрительный пигмент (пурпур - родопсин) - содержится только в палочках. В колбочках находятся другие зрительные пигменты - йодопсин, хлоролаб, эритлаб, необходимые для цветового зрения. Палочка в 500 раз более чувствительна к свету, чем колбочка, но не реагирует на свет с разной длиной волны, т.е. она не цветочувствительна. В глазу человека около 6 млн. колбочек и 120 млн. палочек - всего около 130 млн. фоторецепторов. Плотность колбочек наиболее высока в центре сетчатки и падает к периферии. В центре сетчатки, в небольшом ее участке, находятся только колбочки. Этот участок называется центральной ямкой. Здесь плотность колбочек равна 150 тысячам на 1 квадратный миллиметр, поэтому в области центральной ямки острота зрения максимальна. Палочек в центре сетчатки очень мало, их больше на периферии сетчатки, но острота "периферического" зрения при хорошей освещенности невелика. В условиях сумеречного освещения преобладает периферическое зрение, а острота зрения в области центральной ямки падает. Таким образом, колбочки функционируют при ярком свете и выполняют функцию восприятия цвета, палочки воспринимают свет и обеспечивают зрительное восприятие при слабой освещенности.
Обработка информации в центрах. Обработка информации в этом анализаторе начинается на периферии - непосредственно на сетчатке - (верхние бугры четверохолмия, затылочная доля коры мозга).
Теория цветоощущения. Все исследователи сходятся на том, что цвет мы определяем на основе рецепции световой волны с помощью трех видов колбочек: один вид наиболее чувствителен к длине волны, дающий ощущение красного, другой вид - синего (фиолетового), а третий вид колбочек дает ощущение желтого (принятое ранее представление о наличии "зеленоузнающих" колбочек подвергнуто ревизии). Еще в прошлом веке физиолог Э. Геринг выдвинул представление о так называемых оппонентных цветах (красный-зеленый, синий-желтый, черный-белый). Оказалось, что его теория хорошо объясняет способность человека различать цвета.
Таким образом, трехкомпонентная теория цветовосприятия (колбочки трех видов) хорошо согласуется с оппонентной теорией.
Строение
см. в приложении А.
- Слуховой анализатор
Слуховой анализатор предназначен для восприятия периодических сгущений и разряжении воздушной или другой среды, которые создаются источником колебаний.
До того, как достигнуть рецепторов, реагирующих на эти колебания, волны должны пройти целый ряд специализированных периферических приборов: 1)звукоулавливающий аппарат (наружное ухо); 2)звукопередающий аппарат (среднее ухо); 3)звуковоспринимающий аппарат (внутреннее ухо).
Наружное ухо состоит из ушной раковины, наружного слухового прохода, который перегораживается барабанной перепонкой от среднего уха.
Барабанная перепонка - это малоподатливая и слаборастяжимая мембрана.
Среднее ухо содержит цепь соединенных между собой косточек: молоточка, наковальни и стремечка. Стремечко является самой легкой косточкой во всем организме человека. Рукоятка молоточка прикреплена к барабанной перепонке, основание стремечка - к овальному окну. Слуховые косточки образуют систему рычагов, делающих более эффективной передачу звуковых колебаний из воздушного пространства наружного слухового прохода в жидкую среду внутреннего уха.
Внутреннее ухо соединено со средним с помощью овального окна, в котором неподвижно укреплена подножная пластинка стремечка. Внутреннее ухо содержит рецепторный аппарат двух анализаторов: вестибулярного (преддверие и полукружные каналы) и слухового, к которому относится улитка с кортиевым органом.
Проведение звуковых колебаний в улитке. Звуковая волна, воздействуя на систему слуховых косточек среднего уха, приводит в колебательное движение мембрану овального окна, которая, прогибаясь, взывает волнообразные перемещения перилимфы верхнего и нижнего каналов, которые постепенно затухают по направлению к вершине улитки. Колебания перилимфы передаются на вестибулярную мембрану, а также на полость среднего канала, приводя и движение эндолимфу и базилярную мембрану. Деформируясь, базилярная мембрана смещает волоски волосковых клеток относительно текториальной мембраны. В результате такого смещения возникает электрический разряд волосковых клеток.
Проводящие
пути и центры слухового анализатора.
Нейроны первого порядка
Переработка информации в центрах. Клетки кортиева органа кодируют информацию. Нижние бугры четверохолмия отвечают за воспроизведение ориентировочного рефлекса на звуковое раздражение (поворот головы в сторону источника звука). Слуховая кора принимает активное участие в обработке информации, связанной с анализом коротких звуковых сигналов, с процессом дифференцировки звуков, фиксацией начального момента звука, различения его деятельности. Слуховая кора ответственна за создание комплексного представления о звуковом сигнале, поступающем в оба уха раздельно, а также за пространственную локализацию звуковых сигналов. Нейроны, участвующие в обработке информации, идущей от слуховых рецепторов, специализируются по выделению (детектированию) соответствующих признаков. Особенно эта дифференцировка присуща нейронам слуховой коры, расположенным в верхней височной извилине.
Строение
слухового анализатора см. Приложение
В.
- Вестибулярный анализатор
Вестибулярный анализатор наряду со зрительным и соматосенсорным играет ведущую роль в ориентации человека в пространстве, является органом равновесия. Он воспринимает информацию о положении, линейных и угловых перемещениях тела и головы.
Адекватным раздражителем для рецепторов вестибулярного аппарата - для волосковых клеток макул (они расположены в вестибулюме) и волосковых клеток гребешков (находятся в расширенной части ампул полукружных каналов) являются соответственно линейное и угловое ускорения (ускорение Кориолиса). Сигнал от рецепторов идет в продолговатый мозг. Здесь расположены 4 вестибулярных ядра.
От вестибулярных ядер продолговатого мозга начинаются пути:
1. Вестибулоспинальный, который передает информацию от вестибулярного аппарата на мотонейроны спинного мозга и тем самым способствует сохранению равновесия при движении.
2. Вестибулоокулярный путь - этот путь используется для регуляции активности мышц глаза во время движения. Благодаря этому, несмотря на всевозможные перемещения тела, на сетчатке сохраняется объект наблюдения.
3. Вестибуломозжечковый путь - идет к мозжечку и несет туда информацию о положении тела в пространстве.
4. Лемнисковый путь - от вестибулярных ядер информация идет также к специфическим ядрам таламуса (по лемнисковому пути), а от них - в кору - в сенсорные зоны, расположенные в постцентральной извилине (в области проекции лица).
Афферентные
связи вестибулярного аппарата см.
Приложение С.
- Обонятельный анализатор
С
помощью обонятельного
Рецепторы
обонятельного анализатора
Человек способен различать многообразие запахов. Существует классификация (Ж.Эймур, 1962) запахов, служащая практическим целям. Она выделяет семь основных, или первичных, запахов: 1) камфароподобный, 2) цветочный, 3) мускусный, 4) мятный, 5) эфирный, 6) гнилостный, 7) острый. Многообразие запахов связано со смешением первичных запахов. Кроме того, существуют так называемые ольфактивные вещества, раздражающие только обонятельные рецепторы. К ним относятся: запах гвоздики, лаванды, аниса, бензола, ксилола и др. — это вещества первой группы. Ко второй группе относятся смешанные вещества, которые раздражают не только обонятельные клетки, но и окончания тройничного нерва. Это запах камфары, эфира, хлороформа и др. Адаптация к действию пахучего вещества происходит довольно медленно в течение 10 секунд или минут и зависит от продолжительности действия вещества, его концентрации и скорости потока воздуха (принюхивание). Острота обоняния определяется порогом обонятельной чувствительности — это минимальное количество пахучего вещества, которое ощущается как соответствующий запах. Определение порогов обонятельной чувствительности проводится с помощью ольфактометрии.
На
остроту обоняния влияют влажность
и температура воздуха, состояние
периферического отдела анализатора.
Набухлость слизистой носа при насморке
вызывает понижение остроты обоняния
— гипоосмию или полную потерю обонятельной
чувствительности — аносмию, которая
наблюдается или при атрофии рецепторного
аппарата, или при нарушении коркового
отдела анализатора, с которым может быть
связана и гиперосмия — повышение чувства
обоняния, а также паросмия — неправильное
восприятие запахов, обонятельные галлюцинации
при отсутствии пахучих веществ — обонятельная
агнозия. С возрастом отмечено снижение
обонятельной чувствительности.
- ВКУСОВОЙ АНАЛИЗАТОР
Вкус относится к контактным видам чувствительности и является мультимодальным ощущением, так как химические раздражители воспринимаются в комплексе с термическими, механическими и обонятельными.
Различают четыре «первичных» вкусовых ощущения: сладкое, кислое, соленое, горькое.
Вкусовые рецепторы заложены в сосочках языка. Они представляют собой вкусовые "почки". Чувствительные клетки в них окружены опорными и погружены в глубину. Небольшие углубления над ними заполнены слизью, в которую выстоят чувствительные волоски. Они воспринимают раздражение от веществ, имеющих к ним стереохимическое сродство. Нервные волокна, отходящие от почек, формируют вкусовые. Импульсы поступают в ядра одиночного пучка продолговатого мозга, отсюда нейроны передают импульсы в составе медиальной петли в ядра таламуса. Нейроны, заложенные здесь, передают импульсы в кору. Различают вкусовые ощущения следующих типов: сладкий, кислый, соленый, горький.
Всевозможные оттенки вкусовых ощущений зависят от множества дополнительных вкусовых и обонятельных раздражении, создаваемых определенными веществами. Обонятельный и вкусовой анализаторы тесно связаны в своей активности. Оба они принадлежат к легко адаптирующимся. Кроме того, оба могут поддаваться "тренировке" - понижению порогов возбуждения и повышению чувствительности к определенным факторам.
Расположение
вкусовых рецепторов на языке см. Приложение
D.
- СОМАТОВИСЦЕРАЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА
В
соматовисцеральную систему входят:
кожный анализатор, объединяющий тактильную,
температурную и болевую чувствительность,
проприоцептивный анализатор, или мышечное
чувство, следящее за изменением положения
и движения суставов и мышц, а также висцеральный
анализатор, позволяющий получить информацию
о состоянии внутренних органов.
- КОЖНЫЙ АНАЛИЗАТОР
С помощью кожного анализатора осуществляется связь организма с внешним миром.
Тактильная чувствительность
При
раздражении тактильных рецепторов
кожи возникает чувство
Рецепторы, воспринимающие прикосновение, — это тельца Мейснера, расположенные в глубоком сосочковом слое кожи, а также свободные окончания нервных волокон, локализованных вдоль мелких сосудов, и тонкие нервные волокна, оплетающие волосяную сумку (на участках кожи с волосяным покровом). Тельца Мейснера относятся к быстроадаптирующимся рецепторам. Самое большое количество таких рецепторов располагается на открытых участках тела, принимающих участие в познании внешнего мира: кончики пальцев рук, ладонные поверхности кисти, кончик языка, подошвы ног, кайма нижней губы.
За
чувство давления отвечают диски
Меркеля — рецепторные
Температурная чувствительность
Информация об изменениях температуры окружающей среды поступает в организм благодаря терморецепторам, расположенным в различных участках кожи, особенно на коже головы (лица) и шеи, а также во внутренних органах (желудке, дыхательных путях, мочевом пузыре), в скелетных мышцах, кровеносных сосудах, центральной нервной системе (гипоталамусе, коре больших полушарий, ретикулярной формации, спинном мозге).
Различают
два вида кожных рецепторов: холодовые
и тепловые. К холодовым рецепторам
относят колбы Краузе, тепловым — тельца
Руффини. Холодовые рецепторы располагаются
под эпидермисом на глубине 0,17 мм от поверхности
кожи, всего их около 250 тыс. Тепловые рецепторы
залегают глубже — на расстоянии 0,3 мм
от поверхности кожи в верхнем и нижнем
слоях собственно кожи и слизистой. Их
меньше, чем холодовых — около 30 тыс.
- ВИСЦЕРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР
Висцеральная чувствительность, или интероцепция, отвечает за восприятие раздражений внутренней среды организма и обеспечивает рефлекторную регуляцию и координацию работы внутренних органов. Рецепторы интероцептивного анализатора по функциональному назначению делят на механорецепторы, хемо- рецепторы, осморецепторы и терморецепторы.
К механорецепторам относятся рецепторы, реагирующие на механические раздражения — растяжение и деформацию стенок внутренних органов (мочевого пузыря, желудка, сердца), барорецепторы кровеносных сосудов, принимающие участие в регуляции уровня кровяного давления.
Хеморецепторы — это все тканевые рецепторы, воспринимающие различные химические раздражители; рецепторы аортальной и синокаротидной рефлексогенных зон, ответственные за изменения химического состава омывающей их крови, слизистых оболочек пищеварительного тракта и органов дыхания; рецепторы серозных оболочек, гипоталамуса, продолговатого мозга.
Для осморецепторов адекватным стимулом являются изменения осмотического давления внутренней среды и концентрации осмотически активных веществ в крови и внеклеточной жидкости. Осморецепторы располагаются в интерстициальной ткани вблизи капилляров, их много в гипоталамусе. Так, недостаточное потребление пищи или воды вызывает раздражение глюкозных рецепторов или осморецепторов. В результате возникает ощущение голода или жажды.
Терморецепторы воспринимают изменения температуры внутренней среды организма и локализованы в основном в верхних отделах пищеварительного тракта, органах дыхания, гипоталамусе.
Интероцепторы представлены в организме свободными нервными окончаниями и специализированными инкапсулированными рецепторами, например тельцами Фатера — Пачини.
Афференты от висцеральных рецепторов проходят в общих стволах с волокнами вегетативной нервной системы, в составе языкоглоточного, блуждающего, чревного и тазового нервов.
Первые
нейроны расположены в
Корковый
отдел висцерального
- ПРОПРИОЦЕПТИВНЫЙ АНАЛИЗАТОР
Так называемое «мышечное чувство» формируется при изменении напряжения мышц, их оболочек, суставов, связок, сухожилий. Различают три типа проприоцепции: чувство позы или ощущение положения конечностей и ориентация их частей относительно друг друга чувство движения, когда проприоцепторы воспринимают как направление, так и скорость движения при изменениях угла сгибания в суставе. При этом человек осознает все виды движений в суставе; чувство силы, оцениваемое самим человеком и необходимое для поднятия груза или его перемещения в пространстве.
Проприорецепторы находятся в мышцах, связках, сухожилиях, суставных сумках, фасциях. Это первичночувствующие рецепторы: мышечные веретена, тельца Гольджи, Фатера —Пачини, свободные нервные окончания.
Мышечные веретена — это высокоспециализированные инкапсулированные мышечные волокна, снабженные афферентными и эфферентными нервными волокнами. В состав веретена входят интрафузальные мышечные волокна. В центре каждого волокна располагается ядерная сумка, содержащая первичные рецепторы или спиралевидные окончания чувствительных нервов. По обе стороны от ядерной сумки в миотрубке находятся вторичные рецепторы.На интрафузальном мышечном волокне заканчиваются эфферентные нервные волокна, относящиеся к типу гамма-волокон. Последние являются аксонами гамма-мотонейронов, расположенных в спинном мозге. Возбуждение гамма-мотоней- ронов приводит к сокращению интрафузальных мышечных волокон и уменьшению длины мышечного веретена. Сокращение скелетной мышцы поддерживается за счет активации гамма-эфферентов, а интрафузальное мышечное волокно постоянно следит за состоянием экстрафузальных мышечных волокон и всей ске- летной мышцы, даже если она сокращена. Это позволяет держать скелетные мышцы в состоянии постоянного тонуса и сохранять определенную позу тела. Тельца Гольджи находятся в сухожилиях и представляют собой гроздевидные чувствительные окончания. При мышечном сокращении они испытывают действие натяжения и контролируют силу мышечного сокращения или напряжения.
Первые
нейроны проводникового отдела проприоцептивного
анализатора располагаются в спинальных
ганглиях. Аксоны нервных клеток в составе
пучков Голля (нежного) и Бурдаха (клиновидного)
через задние столбы достигают соответствующих
ядер продолговатого мозга, где располагаются
вторые нейроны. Далее после перекреста
в составе медиальной петли доходят до
третьих нейронов, расположенных в вентральном
заднелатеральном и заднемедиальном ядрах
зрительного бугра, откуда информация
поступает в соматосенсорную область
коры и область сильвиевой борозды (С,-С2).
Благодаря вышеописанному специфическому
пути осознается положение мышцы.
- БОЛЕВАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ
Боль можно назвать шестым чувством, кроме основных пяти: зрения, слуха, вкуса, обоняния и осязания, благодаря которым организм получает необходимую информацию об окружающем мире. Боль дополняет каждое из пяти основных чувств, но в то же время остается самостоятельной и независимой от них. Ее главная особенность состоит в том, что она сообщает о внешних и внутренних повреждениях, хотя и является неприятным, тягостным, мучительным чувством.
Боль называют ноцицепцией (повреждением), а болевые рефлексы — ноцицептивными.
Типы боли
Боль делят на соматическую и висцеральную. Соматическая боль может быть поверхностной, если она возникает в коже, или глубокой — если в мышцах, костях, суставах или соединительной ткани.
Поверхностная боль бывает эпикритической, или ранней, острой, быстрой, локализованной, предупреждающей и быстроадаптирующейся (например, укол иглой под ногтем), а также протопатической, которая следует за ранней. Это поздняя, тупая, нелокализованная, длительная, напоминающая и неадаптирующаяся боль.
Глубокая соматическая боль — тупая, трудно локализованная, иррадиирующая в окружающие ткани.
Висцеральная боль возникает во внутренних органах, например, боли в сердце при нарушении коронарного кровообращения, почечная колика при растяжении почечной лоханки.
Зуд — это малоизученный тип кожного ощущения, который может переходить в боль при действии ряда вызывающих зуд стимулов высокой интенсивности.

- Функции аппарата управления предприятием
- Функции артиклей в тексте
- Функции банков. Банковская система Республики Беларусь
- Функции банков как агентов валютного контроля
- Функции биосферы
- Функции биосферы (по Вернадскому и основные биосферные законы по Реймерсу)
- Функции биржи
- Функиции философии
- Функкции местного самоуправления
- Функции Excel
- Функции GPS приемников
- Функции автоматики
- Функции административного права
- Функции администратора и принципы управления по Лютеру Гьюлику