Б62. Понятие об органах чувств, сенсорных системах.
Сенсорные системы
Мы воспринимаем окружающий мир при помощи наших сенсорных систем. Каждая система получает название по тому виду сенсорной информации, для восприятия которого она специально приспособлена. Мы воспринимаем зрительные, слуховые, осязательные, вкусовые и обонятельные стимулы, а так же силу тяготения. Информация о тяготении обеспечивает нам чувство равновесия. Сенсорная система начинает действовать тогда, когда какое либо явление окружающей среды - стимул или раздражитель - воспринимается чувствительными нейронами - первичными сенсорными рецепторами. В каждом рецепторе воздействующий физический фактор (свет, звук, тепло, давление) преобразуется в потенциал действия. Нервные импульсы передаются по сенсорному волокну в воспринимающий центр, ответственный за данный вид ощущений. Как только импульсы достигают первичной зоны переработки, из деталей сенсорных импульсов извлекается информация. Частота импульсов и общее число рецепторов, передающий импульсы, отражают силу стимула и размеры воспринимаемого объекта. Эта и другая информация передаётся из первичной обработки во вторичные, где формируется дальнейшее суждение о воспринимаемых событиях. В какой то момент природа и значение то, что мы называем восприятием. После этого наступает время для ответного действия, если оно требуется. По этой схеме работают все сенсорные системы.
Особенности функционирования сенсорных систем
Как мы уже видели, роль рецепторов состоит в том, чтобы сообщить о тех изменениях, которые происходят во внешнем мире. Некоторые рецепторы дают более интенсивную реакцию в начале воздействия сигнала, а затем реакция ослабевает. Такое снижение интенсивности ответа называют адаптацией. Скорость и степень адаптации при воздействии длительного раздражителя варьирует для разных органов чувств и зависит от обстоятельств. Мы не вспоминает о тесной обуви, когда опаздываем на работу. Мы не слышим шума уличного движения до тех пор, пока звук сирены или громыхание грузовика не привлечет к себе нашего внимания. Мы привыкаем к постоянным запахам -например к аромату хороших духов. Первоначальное ощущение служит для того, чтобы включить новое событие в информационный фонд, которым мы пользуемся для оценки текущего момента. Ослабление реакции на продолжающийся стимул облегчает нам восприятие новых сенсорных сигналов. Если бы новые и прежние сигналы были одинаковы по силе, то мы потонули бы в потоке сенсорной информации.
Противовес адаптации существует сенсибилизация, которая работает в сторону повышенной чувствительности. Например на темной улице мы гораздо чувствительнее к звукам, запахами и прочим внешним сигналам.
Б63. Зрительный анализатор.
Зрительный анализатор
Физиология зрения. Оптическая система глаза представляет собой в упрощенном виде систему линз, формирующих на сетчатке перевернутое и уменьшенное изображение внешнего мира. Диоптрический (светопреломляющий) аппарат глаза состоит из прозрачной роговицы, передней и задней камер, заполненных водянистой влагой, радужной оболочки, окружающей зрачок, хрусталика, окруженного прозрачной сумкой и стекловидного тела. В задней части глаза его внутренняя поверхность выстлана сетчаткой. У заднего полюса глаза человека в сетчатке есть небольшое углубление - центральная ямка, место, где острота зрения при дневном освещении максимальна. Процессы регуляции в диоптрическом аппарате глаза зависят от преломляющей способности хрусталика и от диаметра зрачка.
При постоянном освещении количество света, попадающее в глаз за единицу времени, пропорционально площади зрачка. При снижении внешней освещенности зрачок рефлекторно расширяется и наоборот. Диаметр зрачка человека зависит так же от расстояния до фиксируемого предмета. Настройка преломляющий силы диоптрического аппарата глаза человека на определенное расстояние до фиксируемого объекта (аккомодация) осуществляется за счет изменения кривизны хрусталика.
Рецепторный аппарат глаза. Сетчатка в ходе эмбриогенеза формируется как часть головного мозга. Зрительные клетки сетчатки – палочки и колбочки способны воспринимать световые лучи. У человека имеется 120 млн. палочек и 6 млн. колбочек. В палочках расположен зрительный пигмент родопсин. Колбочки содержат зрительный пигмент йодопсин. Колбочки сетчатки человека чувствительны к 3-м основным цветам спектра. Дальтонизм объясняется отсутствием колбочек одного или нескольких типов. При освещении молекулы зрительного пигмента, комплекс распадается и обесцвечивается. Распад молекулы пигмента запускает в клетке цепь биохимических реакций, которые приводят к возникновению рецепторного потенциала. Восстановление зрительных пигментов происходит в темноте.
Зрительная информация передается в головной мозг по аксонам ганглиозных клеток сетчатки, которые образуют зрительный нерв. Рецепторы, воспринимающие раздражение - палочки и колбочки сетчатки глаза. Они воспринимают яркость, контрастность, движение, размеры, цвет. Сетчатка содержит не только светочувствительные рецепторы, но так же несколько взаимосвязанных слоев нейронов, осуществляющих первичную переработку сигналов. Ни один другой из специализированных органов чувств не может одновременно воспринимать и перерабатывать информацию так, как это делает сетчатка.
Правый и левый зрительные нервы сливаются в основания черепа, образуя зрительный перекрест. После зрительного перекреста зрительный тракт оттуда к латеральным коленчатым телам. Затем к верхним холмам четверохолмия. Это вторичный уровень обработки (латеральное коленчатое тело, верхние бугры четверохолмия). Затем импульсы следуют к зрительной коре. Это третичный уровень (затылочная доля полушарий мозга).
Необходимые уровни освещенности нормируются в зависимости от точности выполняемых производственных операций, световых свойств рабочей поверхности и рассматриваемой детали, системы освещения. Достаточность освещенности является количественным показателем.
При уменьшении общей освещенности острота зрения уменьшается. Контрастность восприятия так же зависит от средней освещенности. Снижение остроты зрения - не единственное отрицательное последствие неадекватного освещения рабочего места. Из-за кажущейся нерезкости изображения адаптацией. Он протекает значительно быстрее. Однако если разница в освещенности слишком велика, может наступить временное ослепление.
Б64. Слуховой и вестибулярные анализаторы.
Слуховой анализатор
Слуховые рецепторы находятся в улитке внутреннего уха, которая расположена в пирамиде височной кости. Звуковые колебания передаются к ним через целую систему образований: наружный слуховой проход, барабанную перепонку, слуховые косточки, жидкость лабиринта и основную перепонку улитки.
К наружному уху относятся: ушная раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка. Функция проведение звука под действием которого начинает колебаться барабанная перепонка.
Среднее ухо отделено от внутреннего овальным окном тоже закрытым мембраной. Здесь размещается цепь, состоящая из 3-х косточек: молоточек, наковальня, стремечко. Основное их назначение - усиление давления звуковых волн на мембрану овального окна.
Во внутреннем ухе располагаются преддверие, полукружные, каналы и улитка. Улитка представляет собой костный спиральный, постепенно расширяющийся канал. По всей длине, почти до самого конца улитки, костный канал разделён 2-мя перепонками: вестибулярной и основной мембраной. На вершине улитки эти мембраны соединяются и в них имеется отверстие. Они разделяют костный канал улитки на 3 хода: верхний, средний, нижний. Средний ход не сообщается с полостью других каналов и заполнена эндолимфой. Внутри среднего канала улитки на основной мембране расположен звуковоспринимающий аппарат – кортиев орган, содержащий рецепторные волосковые клетки. Эти клетки трансформирую механические колебания в электрические. Дальше по слуховому нерву импульсы передаются во вторичный уровень - нижние бугры четверохолмия, медиальное коленчатое тело. Вторичный уровень — слуховая кора.
Слуховой анализатор определяет высоту и тембр. Высота звука зависит от частоты. Человек воспринимает звуки с частотой от 16 до 20 Гц. Люди с абсолютным слухом замечают различия в 1 -2 Гц.
Вестибулярный анализатор
Вестибулярная сенсорная система играет ведущую роль в пространственной ориентировке человека. Она передает и анализирует информацию об ускорениях или замедлениях, возникающих в процессе прямолинейного или вращательного движения, а так же при изменении положения головы в пространстве. Импульсы or вестибулорецепторов вызывают перераспределение тонуса скелетной мускулатуры, что обеспечивает сохранение тела в пространстве.
Периферическим отделом вестибулярного анализатора является вестибулярный аппарат, который располагается в лабиринте височной кости. Кроме вестибулярного аппарата в состав лабиринта входит улитка. Лабиринт представляет собой полукружные каналы, которые располагаются в трех взаимно перпендикулярных областях. Вестибулярный аппарат включает в себя так же 2 мешочка. В них располагаются рецепторные клетки, от которых отходят волоски. Эти волоски пронизывают мембрану желеобразную, содержащую кристаллы карбоната кальция – отолиты. При скольжении отолитовой мембраны по волоскам наступает возбуждение. В перепончатых каналах так же есть волосковые клетки, которые раздражаются эндолимфой. Отолитовый аппарат воспринимает ускорение прямолинейного движения. Рецепторная система полукружных каналов позволяет замечать ускорение вращения.
Волокна вестибулярного нерва направляют импульсы в продолговатый мозг. Отсюда сигналы направляются во многие отделы ЦНС; спинной мозг, мозжечок, глазодвигательные ядра, кору большого мозга, ретикулярную формацию и вегетативные ганглии. Следующий уровень соматосенсорная кора. Лабиринтный аппарат с помощью корковых отделов системы анализирует и запоминает направление движения, повороты и пройденное расстояние. При этом обеспечивается контроль и управление различными двигательными реакциями. Вовлекается так же сердечно-сосудистая система, ЖКТ, и др. органы.
Б65. Вкусовой, обонятельный анализаторы.
Обоняние
Рецепторы обонятельной сенсорной системы расположены в области верхних носовых ходов. Число обонятельных рецепторов у человека около 10 млн. На поверхности каждой клетки имеется сферическое утолщение обонятельная булава из которой выступает от 6 до 12 волосков. Они увеличивают в десятки раз площадь контакта с пахучими в-вами. В результате сложных реакций в рецепторе генерируется рецепторный потенциал. Который передается в обонятельную луковицу, оттуда через обонятельный тракт в различные области мозга, а оттуда в гипоталамус, лимбическую систему. Тракт очень сложный, что объясняет связь обонятельной системы с другими сенсорными системами и формирование на их основе ряда сложных форм поведения- пищевой, оборонительной, половой и т. д. Прямая связь с лимбической системой объясняет выраженный эмоциональный компонент обонятельных ощущений. Запахи могут вызывать удовольствие или отвращение. Нельзя недооценивать значение обонятельных стимулов в регуляции полового поведения. На животных показано, что ответы нейронов обонятельного тракта можно изменить инъекцией тестостерона.
Чувствительность обонятельного анализатора чрезвычайно велика; один обонятельный рецептор может быть возбужден одной молекулой пахучего вещества.
Вкусовой анализатор
Вкус, так же как и обоняние, основан на хеморецепции. Вкусовые рецепторы несут информацию о характере и концентрации веществ, поступающих в рот. Их возбуждение запускает сложную цепь реакций разных отделов мозга, приводящих к различной работе органов пищеварения или удалению вредных для организма веществ, попавших в рот с пищей.
Рецепторы вкуса – вкусовые почки – расположены на языке, задней стенке глотки, мягком нёбе, миндалинах и надгортаннике. Больше всего их на кончике языка, его краях и задней части. Каждая из примерно 10000 вкусовых почек человека состоит из нескольких (2-6) рецепторных клеток и, кроме того, из опорных клеток. Вкусовая почка имеет колбовидную форму, длинна и ширина её у человека 7*10 м (70 мкм), она не достигает поверхности слизистой оболочки языка и соединена с полостью рта через вкусовую пору.
Вкусовые клетки наиболее короткоживущие эпителиальные клетки организма (10 дней).
На поверхности языка можно выделить зоны специфической чувствительности. Горький вкус воспринимается основанием языка, кончик языка на сладкое, боковые поверхности на кислое и соленое. Причем зоны эти перекрываются.
Происходит преобразование энергии вкусовых веществ в энергию вкусового стимула, который по волокнам 7 и 9 пар черепно-мозговых нервов передаются в продолговатый мозг. Затем в таламус. Корковым представительством является постцентральная извилина головного мозга. Ряд корковых клеток реагирует только на вещества с одним вкусовым качеством, Другие клетки в этих центрах реагируют не только на вкус, но и на температурную и механическую стимуляцию языка.
Биологическая роль вкусовых ощущений заключается в проверке доброкачественности пищи и они влияют на процессы пищеварения. С возрастом способность к различению вкуса снижается. К этому ведут потребление БИА в виде кофеина и интенсивное курение.