Краткие теоретические сведения. Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма центральной нервной системе необходима информация

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма центральной нервной системе необходима информация, которая обеспечивается органами чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса, соматической и висцеральной чувственности.

Совокупность периферических и центральных чувствительных образований, принимающих и обрабатывающих информацию, называются сенсорной системой (от лат. sensus – чувства, восприятие). Основные функции сенсорных систем сводятся к сбору информации о внешней и внутренней среде организма, осуществлению обратных связей, информирующих нервные центры о результатах действия, поддержание нормального уровня функционального состояния мозга.

Сенсорные системы состоят из трех тесно связанных между собой отделов: периферического, проводникового и центрального.

Рецепторы являются периферическим звеном сенсорной системы. Они представляют собой специальные образования, трансформирующие энергию внешнего раздражения в специфическую энергию нервного импульса.

По характеру воспринимаемой среды рецепторы разделяются на экстерорецепторы, расположенные на поверхности тела (в коже, слизистых оболочках), интерорецепторы, реагирующие на сигналы из внутренних органов и проприорецепторы, воспринимающие сигналы от мышц, сухожилий, суставов.

По характеру контакта с внешней средой различают дистантные рецепторы, получающие информацию от удаленных источников (зрительные, слуховые и обонятельные), и контактные – возбуждающиеся при непосредственном соприкосновении с раздражителем (вкусовые и тактильные).

По виду воспринимаемых раздражений рецепторы делятся на 1) фоторецепторы, чувствительные к свету; 2) механорецепторы – к давлению, прикосновению, изменению положения центра тяжести тела; 3) хеморецепторы – к различным химическим веществам (в том числе к вкусу и запаху); 4) терморецепторы, реагирующие на изменение температуры; 5) болевые (ноцецептивные) рецепторы – к действию повреждающих стимулов.

Совокупность рецепторов, сигналы с которых поступают на центростремительный нейрон, называют его рецептивным полем.

Главными свойствами рецепторов являются их избирательная чувствительность к адекватным раздражителям. Возбудимость рецептора, измеряемая минимальной величиной энергии адекватного раздражителя, которая необходима для возникновения возбуждения, называется порогом возбуждения. Порог различения (дифференциальный порог) – минимальное изменение силы действующего раздражителя, которое воспринимается в виде изменения интенсивности ощущения. Существует также понятие гедонического порога. Он определяется интенсивностью воздействия фактора, обеспечивающей чувство «приятного» или «неприятного».

Вторым свойством рецепторов является очень низкая величина порогов возбуждения для адекватных раздражителей.

Центростремительные нейроны, проводящие пути от рецептора до коры больших полушарий, составляют проводниковый отдел, а участки больших полушарий головного мозга, воспринимающие информацию от соответствующих рецепторов составляют центральную часть или корковый отдел сенсорной системы.

Проекционным полем сенсорного нейрона называют совокупность нейронов более высокого слоя, которые получают его системы

Важной особенностью сенсорной системы является их способность приспосабливаться к действию постоянных раздражителей, называемых адаптацией. Адаптация проявляется в снижении абсолютной и повышении дифференциальной чувствительности всей сенсорной системы. По скорости данного процесса все рецепторы делятся на быстро и медленно адаптирующиеся. Иногда выделяют и среднюю по скорости адаптации группу рецепторов.

Общими принципами функционирования сенсорных систем являются обнаружение, различение, передача и проведение сигналов, кодирование поступающей информации, детектирование сигналов и опознание образов.

Конечной и наиболее сложной операцией сенсорных систем является опознание стимула, результатом которого является возникновение психических (субъективных) процессов.

Зрительная сенсорная система. Зрение – один из важнейших органов чувств человека. Глаз улавливает электромагнитный поток света в пределах 400- 800 мкм.

Периферическим отделом зрительной сенсорной системы являются глаза. Глаз, «глазное яблоко» - сферический орган, покрытый плотной оболочкой из соединительной ткани – склерой, защищающей его от повреждений, переходящей впереди в прозрачную роговицу. Средняя сосудистая оболочка, обеспечивающая глаз питательными веществами, впереди переходит в ресничное тело и в радужку, содержащую пигмент, придающий глазу окраску. В центре радужки находится круглое отверстие, называемое зрачком, диаметр которого может изменяться в зависимости от интенсивности освещения. Сетчатка, внутренняя светочувствительная оболочка глаза. На пути к сетчатке лучи света проходят через роговицу, водянистую влагу, хрусталик (линза двояковыпуклой формы, располагающаяся за радужкой), стекловидное тело (прозрачная масса, заполняющая глазное яблоко), являющиеся светопреломляющими средами глаза. Преломляющую силу измеряют в диоптриях (Д). 1 диоптрия равна преломляющей способности линзы в фокусным расстоянием 100 см.

Аккомодацией называют приспособление глаза к ясному видению объектов, находящихся на разном расстоянии. Главную роль в аккомодации играет изменение кривизны хрусталика за счет напряжения и расслабления ресничного тела, связанного с хрусталиком.

Фоторецепторы сетчатки (палочки и колбочки) различаются по форме и строению и содержанию различных светочувствительных белков. Палочки – рецепторы сумеречного зрения, они чувствительны при малой освещенности, в то время как три разновидности колбочек – рецепторы цветового зрения (дневного) зрения воспринимают разные цвета. Колбочки сосредоточены в основном в центре сетчатки, а большую часть периферии составляют палочки. Существует три типа колбочек, каждый из которых поглощает световые волны синего, зеленого и красного спектров. Возбуждение трех типов колбочек дает всю многоцветную гамму красок.

Нарушение восприятие красного и зеленого цвета получило название дальтонизма. Данное заболевание передается по наследству и связано с Х-хромосомой. Для обнаружения дальтонизма пользуются специальными таблицами.

Фоторецепторы сетчатки связаны с ганглиозными клетками, аксоны которых образуют зрительный нерв, по которому зрительная информация передается к зрительным областям головного мозга – к четверохолмию среднего мозга, промежуточному мозгу и затылочной области коры (корковый отдел зрительной сенсорной системы).

Важными функциональными характеристиками зрения являются острота и поле зрения. Остротой зрения называют способность различать отдельные объекты. Она измеряется минимальным углом (0,5 угловой минуты), при котором две точки воспринимаются как раздельные. В центре сетчатки колбочки имеют более мелкие размеры и расположены гораздо плотнее, поэтому способность к пространственному различению в 4-5 раз выше, чем на периферии (центральное зрение). Острота зрения исследуется с помощью таблиц (Головина, Сивцева) Поле зрения (см. лаб. Задание «Определение границ поля зрения»).

Среди дефектов зрения наиболее часто встречаются различные формы нарушения преломления (рефракции) оптической системы глаза или из-за необычной формы глазного яблока. При слабой рефракции глаза или при укорочении длины глазного яблока изображение предмета оказывается позади сетчатки, нарушается близкое видение, развивается дальнозоркостью. При усиленной физической рефракции глаза или удлинении глазного яблока изображение предмета фокусируется впереди сетчатки, что нарушает восприятие удаленных предметов (близорукостью). Для исправления этих нарушений соответственно применяются двояко выпуклые и вогнутые линзы.

Бинокулярное зрение (зрение двумя глазами) дает человеку возможность видеть мир в трех измерениях (стереоскопично). Ощущение объемности видимого пространства и предметов возникает в результате согласованного действия мышц, вращающих глазные яблоки.

Слуховая сенсорная система и вестибулярная сенсорные системы.

Слух представляет собой функцию организма, создающей восприятие звуковых сигналов внешней среды (колебания воздуха с разной частотой и силой), в том числе речевых сигналов. Человек различает звуковые волны с частотой от 20 до 20000 Гц с максимальный уровнем громкости звука, вызывающим болевое ощущение 130 – 140 дБ.

Периферический отдел слуховой сенсорной системы ухо, включающее три отдела: наружное ухо, среднее и внутренне ухо.

Наружное ухо за счет ушной раковины обеспечивает улавливание и усиление звуков, сохранность барабанной перепонки, отделяющей его от среднего уха, представляющего звукопроводящий отдел, включающий барабанную полость, где расположены слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Рукоятка молоточка соединяется с барабанной перепонкой, а другой его конец - с наковальней, примыкающей к стремечку, которое прилагает к мембране овального окна на границе с внутренним ухом. Полость среднего уха соединяется с глоткой евстахиевой трубой.

Внутреннее ухо представлено улиткой – спирально закругленным каналом, разделенным 2 мембранами (основной и Рейснеровой) на три узких части (верхнюю - вестибулярную, нижнюю - барабанную и среднюю лестницу или перепончатый канал). Вестибулярная лестница начинается от овального окна, соединяясь с барабанной лестницей через отверстие в верхушке (геликотерму), заканчивается круглым окном. Оба канала заполнены перилимфой. Перепончатый канал изолирован, заполнен эндолимфой. Внутри него на основной мембране расположен кортиев орган, представляющий периферический отдел слухового анализатора (рецепторные клетки и повисающая над ними покровная мембрана). Звуковые колебания, передаваемые стремечку на овальное окно улитки, приводят в движение перилимфу и обе мембраны, ограничивающие среднюю лестницу, а далее эндолимфу, приводя к возбуждению рецепторных клеток. Электрический потенциал, возникающий в рецепторной клетке, передается по слуховому нерву в продолговатый мозг, затем средний мозг, таламус (проводниковый отдел), и, наконец, в корковый отдел сенсорной слуховой системы, в слуховую зону коры – в дорсальную часть височной доли.

Вестибулярная сенсорная система играет важную роль в пространственной ориентации человека, в создании чувства ускорения или замедления, в процессе прямолинейного и вращательного движения, а также положения головы в пространстве, что вызывают перераспределение тонуса скелетной мускулатуры, сохраняет равновесия тела. Периферическим отделом вестибулярной сенсорной системы является вестибулярный аппарат, расположенный в пирамиде височной кости, состоящий из преддверия (два мешочка) и трех полукружных каналов, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, заполненных эндолимфой. В расширениях полукружных каналов (ампулах) и в мешочках имеются рецепторные клетки (волосковые клетки), которые возбуждаются при скольжении по ним мембраны содержащей отолиты (кристаллики кальция). Волокна вестибулярного нерва, вегетативные ядра продолговатого мозга, таламус предсталяют собой проводниковую часть вестибулярной сенсорной системы, заканчивающейся в корковом отделе, точная локализация которого у человека в настоящее время не установлена.

В соматосенсорную систему входит система кожной чувствительности и чувствительности скелетно-мышечного аппарата. Систему кожной чувствительности называют еще кожным анализатором, а скелетно-мышечного аппарата – двигательным или кинетическим, проприоцептивным анализатором.

Соматосенсорная система обеспечивает тактильную, температурную и болевую чувствительность. К рецепторным структурам соматосенсорной системы относятся рецепторы кожи, слизистых оболочек, реагирующие на соприкосновение, давление (тельца Мейснера, Паччини), температуру (колбы Краузе, тельца Руффини, Гольджи-Маццони) и болевые раздражители (не имеют специальных воспринимающих образований), а также проприорецепторы мышечно-суставного аппарата (мышечные веретена, органы Гольджи, суставные рецепторы).

Кожных рецепторов больше всего в коже пальцев рук, ладоней, подошв, губ и половых органов. Они располагаются поверхностно, в коже с волосяным покровом (90 % всей кожной поверхности), представляя собой свободные окончания нервных волокон. Эти рецепторы чувствительны к холоду, теплу и боли. На более глубоком расположении находятся инкапсулированные рецепторы.

Рецепторы мышц, сухожилий и суставных поверхностей (проприорецепторы) реагируют на механические раздражения и участвуют в координации движений, являются источником информации о состоянии двигательного аппарата.

Афферентные волокна кожной чувствительности от рецепторов туловища и конечностей идут в составе черепно-мозговых нервов, от рецепторов головы – в составе черепно-мозговых нервов. Афферентные соматосенсорные волокна от рецепторов туловища и конечностей являются отростками спинальных ганглиев аксоны которых входят в спинной мозг.

В спинном мозге часто волокна заканчиваются на нейронах задних рогов серого вещества, отростки которых достигают мотонейронов близлежащих сегментов спинного мозга, что и обеспечивает сегментарные рефлекторные реакции с участием самого спинного мозга. Большая часть отростков нейронов задних рогов образуют восходящие пути, направляющиеся к мозжечку и таламусу. Аксоны таламических нейронов идут к соматосенсорным областям коры.

Соматосенсорная информация поступает в постцентральную область коры больших полушарий – первичная соматосенсорная область. Роль соматосенсорной коры состоит в интегральной оценке соматосенсорных сигналов, включении их в сферу сознания и в сенсорное обеспечение выработки новых двигательных навыков.

Болевая чувствительность не представлена на корковом уровне, поэтому считают, что высшим центром болевой чувствительности является таламус, где 60 % в соответствующих ядрах четко реагируют на болевое раздражение.

Нормальное функционирование двигательного анализатора имеет значение как для развития мышечной системы, так и для активизации внутренних органов (сердечно-сосудистой системы органов дыхания). Данные взаимосвязи между двигательным и вегетативными функциями называют моторно–висцеральными. Интенсивная двигательная активность существенно стимулирует развитие всех отделов двигательного анализатора, способствует его функциональному совершенствованию.

Вкусовая сенсорная система необходима для оценки качества и состава пищи. С помощью вкусового анализатора различают сладкий, соленый, кислый и горький вкусы. Запах пищи, сопровождающий вкусовые стимулы, возбуждает обонятельные рецепторы, что может усилить или ослабить вкусовые ощущения. Рецепторы вкуса расположены на языке, задней стенке глотки, мягком небе, миндалинах и надгортаннике. Кончик языка и передняя его треть наиболее чувствительны к сладкому, боковые поверхности – к кислому и соленому, а корень языка к горькому.

Проводниками для всех видов вкусовой чувствительности служат так называемая «барабанная струна» входящая в состав лицевого нерва и языкоглоточный нерв, ядра, которых расположены в продолговатом мозге. Отсюда нервные волокна подходят к зрительному бугру, отростки которого идут в кору больших полушарий. Центральный, или корковый, отдел вкусового анализатора локализуются в нижней части соматосенсорной зоны коры.

Обонятельная сенсорная система. Рецепторы обоняния у человека располагаются в носовой полости в слизистой оболочке верхней и средней носовых раковин. Аксоны клеток луковицы образуют обонятельный тракт. Корковым представительством обонятельной сенсорной системы является задняя центральная извилина. На этой основе формируются пищевой, оборонительный и половой рефлексы.

Висцеральная сенсорная система воспринимают изменения гомеостаза и поставляет информацию центральной и вегетативной нервной системам для его коррекции. Периферический отдел представлен механорецепторами, реагирующими на давление в кровеносных сосудах и внутренних полых органах, хеморецепторами (аортального и каротидного клубочков, слизистых оболочек пищеварительного тракта и органов дыхания) – на изменение химизма органов и тканей, терморецепторами – на изменение температуры, осморецепторами – на осмотическое давление внутренней среды.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: