Две сигнальные системы действительности

Первая сигнальная система - любые раздражители окружающего мира, действующие на организм и воспринимаемые органами чувств. Имеется и у животных, и у человека. Вторая сигнальная система - че­ловеческое слово в его конкретном и абстрактном значении, услы­шанное, увиденное или произнесенное. Имеется только у человека, является основой абстрактного мышления, средством общения, пере­дачи знаний, информации, культуры и науки. Животные могут запо­мнить много человеческих слов, но для них слово - это сигнал первой сигнальной системы, звуковой или зрительной, имеющий только кон­кретное значение. Поэтому животные обладают только конкретным мышлением.

ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ

АНАЛИЗАТОРЫ, или сенсорные системы - совокупность структур, обеспечивающих восприятие раздражителей, трансформацию (преоб­разование) энергии раздражителя в нервное возбуждение проведение его в ЦНС, анализ и синтез раздражителя формирование ощущения.

Любой анализатор состоит из трех отделов:

1 - рецепторный воспринимающий раздражение;

2- проводниковый передает возбуждение от рецепторных клеток в ЦНС;

3 - центральный отдел - в коре больших полушарий, где заканчивает­ся анализ и синтез раздражения и формируется ощущение.

ЗНАЧЕНИЕ анализаторов: связь организма с внешней средой (слухо­вой, зрительный, вкусовой, обонятельный, кожный анализаторы), по­лучение информации о состоянии внутренней среды организма его отдельных органов и систем (интерорецепторы) сохранение положе­ния тела в пространстве и равновесия (вестибулярный анали­затор).

ОБЩИЕ СВОЙСТВА АНАЛИЗАТОРОВ

1. специфичность - избирательный ответ на определенный вид раз­дражителя.

2. Чувствительность - низкий порог чувствительности к адекватному раздражителю, высокий - к неадекватному.

3. Сенсибилизация - повышение чувствительности анализатора под влиянием многократных раздражений.

4. Адаптация - при действии сильного раздражителя чувствитель­ность анализатора снижается, при действии слабого - повышается.

5. Сохранение последовательных образов, или последействие.

Анализаторы дают субъективные представления об окружающем мире: анализаторы несовершенны, ощущения зависят от большого числа внутренних и внешних факторов. Только практическая деятельность животного или человека позволяет правильно оценивать реально существующий мир.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

ПЕРИФЕРИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ: глаз, глазное яблоко.

ПРОВОДНИКОВЫЙ ОТДЕЛ: зрительный нерв, передние бугры четверохолмия, таламус, латеральные коленчатые тела. Часть волокон зрительного тракта перекрещивается и переходит на противоположную сторону.

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ОТДЕЛ: затылочная область коры больших полушарий.

СТРОЕНИЕ ГЛАЗА. Три оболочки: наружная - белочная, средняя - сосудистая, внутренняя - сетчатая. Наружная оболочка спереди покрыта прозрачной роговицей, называется склерой. Передняя часть сосудистой оболочки называется радужной, она содержит пигмент (или не содержит - у альбиносов). В центре радужной оболочки имеется отверстие - зрачок. Диаметр зрачка может изменяться за счёт мышц - кольцевых и радиальных, что регулирует величину светового потока, поступающего в глаз. Между роговицей и радужной оболочкой - передняя камера глаза, позади радужной оболочки - задняя камера глаза; обе заполнены прозрачной жидкостью, выполняющей трофическую функцию.

Позади радужной оболочки находится хрусталик. Это - двояковыпуклая линза, кривизна которой может меняться с помощью цинновой связки и ресничной мышцы. для видения дальних предметов хрусталик уплощается, для видения близких предметов - округляется. За хрусталиком расположено прозрачное стекловидное тело. Сетчатая оболочка сетчатка содержит фоторецепторные клетки (палочки и колбочки), пигментные клетки (препятствуют рассеиванию света), и нервные клетки с отростками. Оптическая система глаза, или путь светового луча: склера - передняя камера глаза - зрачок - задняя камера глаза - хрусталик – стекловидное тело. Изображение фокусируется на сетчатке в перевернутом виде. Задняя стенка глаза называется глазное дно. Его можно осмотреть через зрачок с помощью оптического прибора - офтальмоскопа. В глазном дне различают: слепое пятно - начало зрительного нерва, здесь нет фоторецепторов, и центральную ямку - место наилучшей видимости, здесь больше всего колбочек.

СВОЙСТВА ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА

Аккомодация - приспособление глаза ясно видеть близкие и далекие предметы путем изменения кривизны хрусталика и фиксации изображения на сетчатке. Регулируется вегетативной нервной системой. Адаптация темновая и световая - изменения диаметра зрачка и возбудимости сетчатки при переходе от света к темноте и наоборот. Сохранение последовательных образов: инерция возникновения и исчезновения ощущения (например, закрыв глаза, мы “видим” контур телеэкрана). Бинокулярное зрение позволяет видеть объём предмета. МЕХАНИЗМ ФОТОРЕЦЕПЦИИ В палочках находится пигмент родопсин в колбочках - йодопсин. На свету эти фотопигменты распадаются, образуются ионы, которые и обуславливают возникновение потенциала действия. В темноте происходит восстановление (ресинтез) фотопигментов но для этого необходимо постоянное пополнение организма витамином А.

Палочки играют роль при слабой освещенности, они дают черно- белое ощущение. Колбочки воспринимают цвет. В них содержатся три пигмента, чувствительные к определенной длине волны (красный, зеленый и синий цвет). Цветное зрение у животных изучено недостаточно.

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

ПЕРИФЕРИЧЕСКИЙ ОТДЕЛ: наружное среднее и внутреннее ухо.

ПРОВОДНИКОВЫЙ ОТДЕЛ: слуховой нерв - продолговатый мозг - задние бугры четверохолмия - таламус.

ЦЕНТРАЛЬНЪIИ ОТДЕЛ: височные доли коры больших полушарий

МЕХАНИЗМ ВОСПРИЯТИЯ ЗВУКА. Наружное ухо: наружный слуховой проход передает звук на барабанную перепонку, последняя усиливает звуковую волну. Среднее ухо: звуковая волна от барабанной перепонки через слуховые косточки (молоточек, наковаленка, чечевицеобразная косточка и стремечко) передается на овальное окно, отделяющее среднее ухо от внутреннего. Барабанная полость среднего уха, где находятся слуховые косточки, заполнена воздухом и сообщается с полостью носоглотки через евстахиеву трубу. Благодаря этому при сильном звуке выравнивается давление в барабанной полости. Среднее ухо усиливает звуковую волну.

ВНУТРЕННЕЕ УХО: улитка, расположена в каменистой части ви­сочной кости. В улитке находится кортиев орган - рецепторная часть слухового анализатора. Колебания овального окна, возникающие в связи с передачей звуковой волны через слуховые косточки среднего уха, передаются на жидкость, заполняющую улитку. Вместе с жидкостью колеблется основная мембрана и находящиеся на ней волосковые рецепторные клетки кортиевого органа. Волоски упираются в покровную мембрану и деформируются (изгибаются) что и вызывает возникновение в них потенциала действия. В рисунке (спайке) потенциала действия закодированы частота, амплитуда и форма звуковой волны. Анализ звукового раздражения продолжается в нейронах проводникового отдела анализатора и завершается в коре больших полушарий

СВОЙСТВА СЛУХОВОГО АНАЛИЗАТОРА

Чувствительность. Диапазон восприятия звука у человека от 16 до, 20 тысяч герц, у собаки - до 80 тысяч герц. Адаптация - снижение чувствительности анализатора при громких звуках, повышение - при слабых. Утомление - понижение чувствительности при длительном действии звука. Бинауральный эффект определение направления источника звука с помощью обоих ушей. Сенсибилизация - повышение возбудимости слухового анализатора под влиянием многократных раздражений (узнаем в шуме знакомую мелодию, обучаемся понимать чужой язык). Явление контраста - в тишине слабый звук кажется очень громким (будильник ночью). Последействие - прерывистый звук при большой частоте может дать ощущение непрерывного (например, звук рояля).

ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Позволяет ориентироваться в пространстве относительно тяжести Земли, сохранять определенную позу и равновесие. ВОСПРИНИМАЮЩИЙ аппарат: отолитовый аппарат преддверия и система полукружных каналов. ПРОВОДНИКОВАЯ ЧАСТЬ: вестибулярный нерв - продолговатый мозг - средний мозг (красное ядро) - промежуточный мозг (таламус) - мозжечок - подкорковые ядра (бледное ядро, полосатое тело). ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ: кора больших полушарий.

ОТОЛИТОВЫЙ АППАРАТ воспринимает положение головы. Рецепторные клетки расположены в овальной полости. На апикальном конце клеток имеются волоски, на которых лежат отолиты - нерастворимые кристаллы углекислого и фосфорнокислого кальция. Наиболее устойчивое положение животного - когда голова обращена теменем кверху, при этом отолиты давят на волоски сверху, но не сильно, так как уравновешиваются окружающей их студенистой массой. При поворотах, наклонах, встряхивании головы отолиты отклоняют волоски под действием притяжения Земли, и волоски изгибаются. Изгибание (деформация) волосков вызывает генерацию в рецепторных клетках потенциала действия.

СИСТЕМА ПОЛУКРУЖНЫХ КАНАЛОВ реагирует на изменение скорости движения тела (ускорение, замедление, вращение). Рецепторные клетки расположены на небольшом гребешке в начальном ампулообразном расширении каждого канала (а их по три в каждой половине головы, в трех взаимоперпендикулярных плоскостях). Волоски рецепторных клеток склеены в форме кисточек и направлены в полость канала.

При изменении скорости движения тела происходит перемещение эндолимфы в полости соответствующего канала вследствие инерции, что влечет за собой изгибание волосков и появление рецепторного потенциала действия.

По волокнам вестибулярного нерва (веточка слухового нерва) возбуждение от рецепторов отолитового аппарата и системы полукружных каналов передается по проводниковой части вестибулярного анализатора в кору больших полушарий, где заканчивается анализ раздражения и формируется представление о положении тела в пространстве. Возбуждение вестибулярного анализатора вызывает тонические рефлексы, позволяющие сохранить равновесие тела и придать ему устойчивую позу как в состоянии покоя, так и во время движения. Анализатор равновесия тела функционально связан со зрительным и проприоцептивным анализаторами, поэтому тонические рефлексы возникают не только при изменении положения головы или при движении тела, но и при действии других раздражителей.

ВКУСОВОЙ АНАЛИЗАТОР

ВОСПРИНИМАЮЩИЙ АППАРАТ: вкусовые рецепторы в сосочках языка, задней стенки глотки, мягкого неба. Сосочки: грибовидные, желобовидные, листовидные. ПРОВОДНИКОВЫЙ ПУТЬ: барабанная струна, тройничный и языкоглоточный нервы,- продолговатый мозг - таламус - кора. ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ: кора больших полушарий.

Вкусовые рецепторы относятся к хеморецепторам. Раздражители - молекулы веществ, растворенные в воде. При контакте рецепторов с молекулами возникает потенциал действия. Вкусовые рецепторы различают: сладкое, соленое, кислое, горькое и вкус воды. Вкусовой анализатор обладает высокой адаптацией, особенно к сладкому и соленому. Сенсибилизация вкусового анализатора хорошо выражена у людей, чья профессия - дегустация пищевых продуктов. Вкусовой анализатор лучше развит у травоядных животных, чем у хищников.

Значение вкусового анализатора:

1 - апробация корма: различение вкусного и невкусного съедобного и несъедобного

2 - адаптация органов пищеварения к конкретной пище. Центр вкусового анализатора тесно связан с корковым отделом пищевого центра. Информация о количестве, составе и свойстве пищи, поступившей в ротовую полость, передается в пищевой центр. Пищевой центр, обработавший эту информацию, через рефлекторно-гуморальные механизмы регулирует секреторную и моторную функцию желудочно- кишечного тракта, приспосабливая их к перевариванию пищи.

ОБОНЯТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

ВОСПРИНИМАЮЩИЙ АППАРАТ: рецепторные клетки в верхнем носовом ходе.

ПРОВОДНИКОВЫИ ПУТЬ: обонятельный нерв - обонятельная луковица - обонятельный тракт - аммонов рог.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ: аммонов рог (древняя кора, палеокортекс). Раздражителями рецепторных клеток являются молекулы веществ, попадающие с воздухом в носовые пути (хеморецепция).

Различают 7 основных групп запахов: камфарный, мускусный, цветочный, мятный, эфирный, острый и гнилостный. Ощущение запаха связано с формой молекулы и ее зарядом, частотой электромагнитных колебаний, со способностью вещества поглощать ультрафиолетовые лучи. Обонятельный анализатор обладает высокой адаптацией (привыкание к запаху), чувствительностью, сенсибилизацией.

Значение:

1. Активация пищевого, полового, оборонительного поведения.

2. Средство общения между животными. Животные выделяют пахучие вещества -телергоны, или феромоны.

КОЖНЫЙ АНАЛИЗАТОР

ВОСПРИНИМАЮЩИЙ АППАРАТ: четыре вида рецепции в коже - тепловая, холодовая, тактильная, болевая.

ПРОВОДНИКОВЫИ ПУТЬ: сегментарные афферентные нервы - спинной мозг - продолговатый мозг - таламус - подкорковые ядра - кора.

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ: кора больших полушарий (совпадает с моторными зонами).

Температурная рецепция. Колбы Краузе воспринимают низкую температуру, сосочковые кисти Руффини, тельца Гольджи-Маццони - высокую. Холодовые рецепторы расположены более поверхностно. Тактильная рецепция. Тельца Фатер-Пачини, Меркеля, Мейснера - воспринимают прикосновение и давление (осязание).

Болевая рецепция. Свободные нервные окончания. Не имеют адекватного раздражителя: ощущение боли возникает при любом виде раздражителя, если оно достаточно сильное или вызывает нарушение обмена веществ в коже и накопление в ней продуктов обмена (гистамин, серотонин и др.).

Кожный анализатор обладает высокой чувствительностью (лошадь различает касание в разных точках кожи на очень небольшом расстоянии; различие в температуре можно определить в 0,2ºС), контрастностью, адаптацией (животные не ощущают сбрую, ошейник).

ЭТОЛОГИЯ

ЭТОЛОГИЯ наука о поведении животных. Человека издавна интересовали животные, его окружавшие, охота первобытного человека требовала знания повадок и языка животных, еще более тесный контакт человека и животных возник с момента одомашнивания, когда человек получил возможность общения и наблюдения животных. Здесь он впервые, направил свою деятельность на лучшее взаимодействие с природой, посредством приспособления к такому взаимодействию животных, используя их силу и другие способности для облегчения физического труда, для более удачной охоты, для более быстрого передвижения. Общение с различными животными, показало наличие у них своего языка, непонятного человеку, но в определенных условиях понимаемого, без понимания животного невозможно было достижение наиболее тесного контакта между человеком и им. Надо полагать, что всякий человек, длительно общающийся с животным, начинает его понимать через определенные поведенческие проявления.

Структурную основу этологии составляет язык животных. Его можно рассматривать как форму коммуникации, сигналы, издаваемые животными, указывают на их присутствие, выражают формы состояний и потребностей. Нередко языковой знак однонаправлен, носит форму сигнала, предупреждает о занятости территории, об опасности, но он может носить и форму диалога, когда животные обмениваются знаками друг с другом, когда такой знак рассчитан на понимание другой особи.

Звуковым языком владеют млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии и насекомые. Изучение звукового языка животных составляет целый раздел этологии. Приходится изучать все особенности звукового сигнала, так как оказались информативными не только общий рисунок звуковых сигналов, но и частота, тональность, сила, то есть весь сложный рисунок. Природа весьма изобретательна в звуковых механизмах это в голосовые связки с гортанью носовой и ротовой полостями, это и погремок на кончике хвоста у гремучих змей, крыло и лапка у сверчка или кузнечика и т. д. Разные виды комаров по разному «пищат», этот писк издается различной частотой сокращающихся крыльев. Комариха, напившаяся кровью, из дает более низкий звук, и он служит сигналом для других комарих о направлении полета к жертве.

Язык жестов, позы, локомоций чрезвычайно разнообразен: брачные бои, здесь демонстрация позы происходит не только перед соперником, но и подругами, которые внимательно наблюдают за ходом поединка. Двигательные реакции выражают и страх и испуг и комфорт, то есть самые различные состояния, которые воспринимаются соседями животными одного вида или хищниками, двигательный язык выражает настороженность, отношение между полами, отношение матери к детенышу.

Язык химических сигналов для жизни некоторых животных имеет первостепенное значение. Обонятельный анализа- тор чрезвычайно развит у многих позвоночных, это указывает на то, что значение химических информативных знаков, поступающих в центральную нервную систему огромно. для собаки нос основной источник информации, у человека 80% всей информации поступает через зрительный анализатор, на остальные анализаторы, а среди них ведущим является слуховой, остается очень немного. Выражение: «Собаки думают носом» отражает наблюдательность собаководов. У собаки, по-видимому, равномерно развиты обонятельный, слуховой и зрительный анализаторы, однако в зависимости от породы эта пропорциональность может и нарушаться.

Химические сигналы у насекомых способствуют нахождению и сближению самцов и самок в брачный период, муравьи метят пахучими веществами тропы, благодаря чему, легко находят дорогу к муравейникам, пахучими веществами метятся территории. Особое значение имеют пахучие вещества в половом поведении во время течки.

Язык животных прямо связан с их «разумными» способностями. Чем сложнее язык, которым пользуются животные для взаимосвязи друг с другом, для предвидения событий (интерполяции), тем сложнее развит мозг, тем выше адаптивные способности животных. Кроме языковой способности животных и особенностей центральной нервной системы, важное значение в поведении приобретает анализаторная способность, то есть способность воспринимать сигналы из внешней или внутренней среды. Анализаторные способности животных чрезвычайно разнообразны. В эволюционном аспекте это разнообразие проявляется, с одной стороны в способности развивать особые анализаторные способности, с другой - развивать существующие способности до высокого совершенства. Например: летучие мыши, нильские слоники обладают исключительными анализаторными способностями. Некоторые ядовитые змеи имеют в подглазничной ямке анализатор чутко регистрирующий инфракрасное (тепловое) излучение. Змея видит «теплую жертву» за несколько метров, для её нормальной жизнедеятельности это важно, так как охота осуществляется преимущественно в ночное время.

ЗНАЧЕНИЕ этологических исследований:

- найти более экономичные способы содержания для достижения ими максимальной продуктивности: допустимые пределы колебаний факторов внешней среды; оптимальные режимы кормления, двигательной активности оптимальные величины групп животных, преимущества и недостатки привязного и беспривязного содержания;

- обеспечить раннее прогнозирование продуктивности животных и селекцию по поведенческим признакам;

- создать направленное воспитание животных, удобных для эксплуатации в условиях современного животноводства.

МЕТОДЫ ЭТОЛОГИИ

1 Метод наблюдений (визуальное, кино и фотосъёмка)

2. Биотелеметрия

3. Хронометраж поведенческих реакций

4. Электроэнцефалография

5. Методика условных рефлексов, изучение типов ВНД

6. Изучение активности коры надпочечников (кортикостероиды игра ют важную роль в приспособительных реакциях организма).

ФАКТОРЫ, влияющие на поведение животных

- наследственность,

- тип ВНД,

- физиологическое состояние организма (беременность, лактация, половое возбуждение, чувство голода или жажды, сытость, состояние здоровья и др.),

- климатические факторы, сезон года,

- присутствие других животных или людей, абиотические факторы (шум, вибрация, освещенность и др.).

ФОРМИРОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ. Поведение животных формируется на основе врожденных и приобретенных форм поведения.

1. Врожденные формы поведения:

- таксисы - простейшие движения, элементы ориентировочной реакции;

- безусловные рефлексы;

- инстинкты - сложные комплексы врожденных реакций на определённые воздействия.

2. Приобретённые формы поведения:

- подражание другим животным;

- импринтинг (запечатлевание) - привыкание с момента рождения к обстановке, родителям, людям, предметам;

- обучение - приобретение новых навыков на основе собственного опыта, и изменение старых навыков при изменении жизненных условий;

- элементарная рассудочная деятельность.

ФОРМЫ ПОВЕДЕНИЯ: Поведение животных, их реакция на внешние и внутренние раздражители, образ их действий при определённых обстоятельствах обусловлен целым рядом физиологических, морфологических и этологических особенностей: гормональным состоянием, состоянием нервной системы и циклично протекающими особенностями жизнедеятельности. И.П.Павлов в своей работе «Условный рефлекс» писал: «живой организм, как система, существует среди окружающей природы только благодаря непрерывному усовершенствованию этой системы с внешней средой, т. е. благодаря определенным реакциям живой системы на падающие на неё извне раздражения, что у более высших животных осуществляется преимущественно при помощи нервной системы в виде рефлексов».

Рефлекторная деятельность составляет основу поведения, поэтому, чтобы понять сложность цепочки рефлекторной реакции надо учитывать ее биологическое и приспособительное значение. Схема поведения животных нередко проста, быть сытым, самому не попасть в зубы хищнику, произвести полноценное потомство. Однако в этих простых априорных схемах вся сложность поведения.

Существенно отличается поведение домашних и диких животных. Доместикация изменила типологическую схему по ведения. В эту схему включился человек, который в значительной мере взял на себя обеспечение животных кормом, кровом, защиту от врагов. В результате покровительства человека у животных появилась особая привязанность, необходимость контакта с человеком.

Все поведенческие особенности животных можно разделить на врождённое, обусловленное видовыми поведенческим реакциями и врождёнными рефлексами, а также приобретённое, индивидуальное, возникшее в процессе научения и тренировки. Оно может носить схематический характер при выработке динамических стереотипов, оно схематично и в силу других видовых особенностей, таких как жизнеобеспечение. Формирование поведения животных т.е. целостный акт поведения формируется в результате интеграции условных и безусловных рефлексов, соотношение которых не строго фиксировано Этот акт поведения направлен на выполнение одного приспособительного действия, которое при различных способах своего осуществления имеет определенный шаблон конечного использования.

Поведенческие реакции разделяют также на внутривидовые относящиеся к взаимоотношениям особей между собой внутри вида и межвидовые, отношения между особями разных видов. К внутривидовым поведенческим формам относятся: репродуктивная сигнализация, забота о потомстве, надсемейное поведение, обученческое поведение и другие. Среди межвидовых форм наиболее часто встречаются такие как, поведение в системе «хищник—жертва», «чистильщик и клиент», другие типы межвидовой взаимосвязи, (квартирантство). Ряд авторов предлагает следующую классификацию поведения сельскохозяйственных животных:

А. Поведение, связанное с жизнедеятельностью:

1. Моторные ритмы активности.

2. Пищевая активность.

З. Мочеиспускание и дефекация.

4 Защита и оборона

5. Ориентирование, осведомление, игра.

6. Потягивание и зевание.

7. Комфортные движения

8. Половое поведение.

Б. Коммуникационное поведение:

1. Передача химических сигналов.

2. Передача механических сигналов.

З. Передача акустических сигналов.

4. Оптическая передача информации

Среди различных форм поведения выделяют две, существенно отличающихся друг от друга: индивидуальную и групповую. Эти формы близки к приведенной выше классификаций. Существуют многообразные формы поведения как бы замыкающиеся в себе, т.е. не рассчитанные на коммуникабельность. К таким формам относятся: пищевое, половое, материнское, оборонительное и другие виды поведения. Они могут быть обусловлены различными состояниями и отображают их. Естественно, звание некоммуникабельных форм поведения также имеет чрезвычайно важное значение. Кроме выявления физиологических состояний, эти формы отображают и патологические состояния животных. В ветеринарии существует целый раздел, посвященный диагностике по внешнему виду и позе, занимаемой животными.