Кора головного мозга постоянно получает и анализирует различную информацию, поступающую от внутренних органов и из внешней среды. Восприятие и анализ этой информации обеспечивается анализаторами - производными нервной системы.
Анализатор - это единая функциональная система нейронов, воспринимающих раздражение, передающих возбуждение и анализирующих его в коре головного мозга. В каждом анализаторе, по И.П. Павлову различают три отдела: воспринимающий, проводящий и центральный.
1) Воспринимающий отдел - это рецепторы, которые трансформируют энергию внешнего или внутреннего раздражения в нервный процесс. Они делятся на две группы: экстерорецепторы , которые воспринимают раздражения из внешней среды и вместе со вспомогательными структурами образуют органы чувств , и интерорецепторы , которые воспринимают раздражения из внутренней среды организма. К ним относятся висцерорецептр ы (располагаются во внутренних органах и воспринимают различные ощущения, например, полнота наполнения желудка, кишечника, мочевого пузыря, боль); проприорецепторы (располагаются в опорно-двигательном аппарате и обуславливают мышечно-суставное чувство); вестибулорецепторы (располагаются в локомоторном аппарате и органе равновесия -сигнализируют об изменении положения тела и отдельных его частей в пространстве.
2) Проводящий отдел служит для проведения нервного раздражения. К нему относятся нервы (спинномозговые и черепные) и экстерорецептивные проводящие пути спинного и головного мозга.
3) Центральный отдел - это нейроны проекционных зон коры головного мозга (зрительные, слуховые и т.д.), где происходит анализ и синтез полученных ощущений. На основе поступающей информации формируется отношение к окружающему миру и ответная реакция организма на раздражения в различных ситуациях.
Классификация анализаторов.
В зависимости от того, какой раздражитель воспринимают рецепторы, различают следующие анализаторы:
1) Висцеральные анализаторы воспринимают раздражения, возникающие в органах и тканях, и сигнализируют в центральную нервную систему о состоянии внутренней среды организма. Воспринимающий отдел -интерорецепторы, проводящий-спинномозговые и черепные нервы, центральный-головной и спинной мозг.
2) Осязательный анализатор воспринимает различные раздражения из внешней среды (холод, тепло, прикосновение, давление, боль...). Воспринимающий отдел -экстерорецепторы кожного покрова и слизистых оболочек ряда органов, соприкасающихся с внешней средой, а именно слизистой глаз, губ, рта, языка, носовой полости, прямой кишки и наружных половых органов. Воспринимающий отдел иногда еще называют органом осязаяния (organon tactus). Кожная чувствительность обусловлена нервными окончаниями, имеющими различную форму и строение. Различные чувствительные точки и участки кожи можно рассматривать как проекции соответствующих точек мозга. Особо богаты чувствительными нервными окончаниями следующие участки кожи: губы, кончик носа, хобот или хоботок (свинья, крот), кончики пальцев (приматы). Помимо самой кожи осязанием обладают также волосы, связанные с нервными окончаниями. В ряде мест развиваются специальные осязательные волосы (вибриссы). Особенно часто они встречаются на губах и щеках и в виде отдельных пучков над глазами и на подбородке, образуя на морде чувствительную зону. Проводящий отдел осязательного анализатора - с/м и черепные нервы, центральный отдел -спинной и головной мозг.
3) Вкусовой анализатор обеспечивает анализ принимаемого корма и воды. У животных он изучен еще недостаточно, но есть данные, что они могут различать все четыре основных вкуса (сладкий, горький, кислый и соленый), но отдают предпочтение определенным вкусовым ощущениям. Так, свиньи и собаки предпочитают сладкое, крупный рогатый скот и лошади - соленое. Что же касается птиц, то у них чувство вкуса развито слабо и в значительной мере заменено осязанием. Воспринимающий отдел вкусового анализатора, или орган вкуса (organon gustus) представлен многочисленными вкусовыми почками, которые располагаются в эпителиальном покрове слизистой оболочки рта.
У домашних животных вкусовые почки сидят в основном на вкусовых сосочках. Кроме них они встречаются также в зеве, твердом и мягком небе, глотки, гортани. У молодняка они более распространены и могут встречаться и в других местах ротоглотки, а у взрослых - на кончике, краях и спинке языка. Наибольшее количество вкусовых почек имеют животные с хорошо развитыми жевательными поверхностями коренных зубов (лошадь, корова, овца, коза) - несколько десятков тысяч. У человека общее количество вкусовых почек достигает двух тысяч. Вкусовые почки, находящиеся в толще слизистой оболочки, образуют многочисленные ее выросты - сосочки. Сосочки языка неоднородны по своей функции и подразделяются на механические и вкусовые. К вкусовым сосочкам относятся: грибовидные, листовидные, валиковидные. В грибовидных сосочках вкусовые почки сосредоточены обычно в ее расширенной верхушке (шляпке) -они воспринимают кислый и соленый вкус.
Листовидные сосочки представляют собой вертикально ориентированные складочки. Вкусовые почки залегают на обращенных друг другу сторонах этих складок. Они воспринимают сладкий вкус.
Валиковидные (желобоватые) сосочки имеют вид цилиндра, окруженного валиком. Вкусовые почки располагаются как на боковых поверхностях цилиндра, так и на внутренней. Они воспринимают горький вкус. У голодного животного или человека вкусовые почки находятся в состоянии высокой активности. Во время еды активность их заметно снижается и начинает постепенно восстанавливаться лишь спустя полтора- два часа. И только через четыре- пять часов после еды способность остро воспринимать вкусовые раздражения вновь становится высокой. Если изо дня в день есть одну и ту же пищу, она начинает казаться безвкусной. Это объясняется привыканием вкусовых почек к однообразным раздражениям. Повышают их чувствительность различные специи, приправы к блюдам.
В известной степени возбуждают и восстанавливают деятельность вкусовых рецепторных клеток продукты, контрастные по вкусу, например, сладких чай и бутерброд с соленой рыбой. При различных заболеваниях органов желудочно-кишечного тракта вкусовая чувствительность искажается, меняется даже внешних вид языка. Так, по наблюдениям клиницистов, при хронических гастритах с повышенной кислотностью, хронических энтеритах, колитах язык несколько увеличивается в объеме и бывает почти сплошь обложен беловатым налетом. А сухой, обложенный и слегка уменьшенный в размере язык характерен для гастритов с пониженной и нулевой кислотностью. При обострении язвенной болезни налет чаще серый или желтовато-серый. С помощью этого налета организм как бы стремится блокировать вкусовой аппарат языка, подавить тем самым аппетит и создать больному органу щадящий режим. Особенно пристальное внимание уделяется налету на языке. Так, тонкий налет свидетельствует о начинающемся заболевании или поверхностной локализации патологического процесса; значительно более выраженный налет - признак хронической болезни. Если белый налет на языке, постепенно утолщаясь, приобретает желтый, а потом серый, темный цвет, это означает прогрессирование болезни. Осветление, истончение налета говорит об улучшении состояния.
Итак, воспринимающий отдел вкусового анализатора представлен вкусовыми почками. Каждая вкусовая почка образована вкусовыми рецепторными и опорными клетками. По форме почка напоминает луковицу, вершина которой обращена в сторону поверхности языка и открывается на ней крошечным отверстием- вкусовой порой. В просвет вкусовой поры обращены микроворсинки рецепторных клеток; они-то, собственно, и вступают в непосредственный контакт с различными пищевыми веществами. Как только это происходит, в рецепторной клетке начинаются реакции, в результате которых химическое раздражение трансформируется в нервный импульс. Информация о пищевом веществе идет по нервным волокнам (к каждой вкусовой почке подходит их несколько), которые объединяются в нервы.
Проводящий отдел представлен черепными нервами: барабанная струна (7-ая лицевой нерв)- от передней 2/3 языка; языкоглоточный нерв (9-ая)- от задней 1/3 языка и от валиковидных сосочков; блуждающий нерв (10-ая) - от глотки. Центральные отростки нейронов, осуществляющих вкусовую иннервацию в полости рта, направляются в выше названный нервах к общему для них чувствительному ядру, лежащему в продолговатом мозге. Аксоны клеток этого ядра направляются в таламус (промежуточный мозг), где импульс передается на следующие нейроны, центральные отростки которых оканчиваются в коре большого мозга.. Итак, центр вкуса головного мозга находится в височной доли. Здесь происходит высший анализ вкусовых ощущений.
4) Обонятельный анализатор обеспечивает способность различать запахи. В жизни наземных животных обоняние играет важную роль в общении с внешней средой. Оно служит для распознавания запахов, для определения газообразных веществ, содержащихся в воздухе. В процессе эволюции орган обоняния, имеющий эктодермальное происхождение, вначале сформировался рядом с ротовым отверстием, а затем совместился с начальным отделом верхних дыхательных путей, отделившимся от ротовой полости. У одних млекопитающих животных обоняние очень хорошо развито (макросматики). В эту группу входят насекомоядные, жвачные, копытные, хищные животные. У других животных обоняние отсутствует вообще (аносматики). К ним относятся дельфины. К третьей группы животных обоняние имеется, но развито слабо (микросматики).
К ним принадлежат ластоногие и приматы. Обонятельный анализатор относится к приборам дистантного действия и состоит из воспринимающего (рецепторного) аппарата, проводящих путей и отдела головного мозга, где осуществляется высший анализ и синтез информации о запахах. Воспринимающий аппарат анализатора располагается в начальном отделе воздухоносных путей - в обонятельной части носовой полости. Это сравнительно небольшой участок, слизистая оболочка выделяется здесь своей припухлостью и цветом пигмента, так, у круп. и мелкого рог. скота, у лошади- желтого цвета, у свиньи- коричневой, у собаки и кошки - серого цвета. У животных с сильно развитым чувством обоняния (собаки) она может быть складчатой. В этом месте в толще слизистой оболочки залегают обонятельные нейросенсорные клетки, чередующиеся с опорными (поддерживающими), они достаточно плотно прилегают друг к другу, образуя обонятельный эпителий. Рецепторный слой обонятельной выстилки не является сплошным, он прерывается в глубине складок. Здесь же открываются разрозненные маленькие обонятельные (боуменовы) железки, выделяющие секрет, содержащий и слизь, который предохраняет слизистую от высыхания и растворяет пахучие вещества и таким образом делает их доступными для рецепторного восприятия. Процесс восприятия запаха начинается с рецепторной обонятельной клетки. Количество их может достигать у собаки 200 млн, у кролика - 100 млн, у копытных - 80 млн, а у человека - 40 млн.
По форме обонятельные клетки напоминают веретено с двумя отростками: один - короткий, периферический, направляется к поверхности слизистой оболочки, другой - длинный, центральный - в головной мозг. Периферические отростки имеют на конце утолщение в виде булавы с 10-12 тонкими волосками- ресничками. Реснички эти чрезвычайно подвижны: они сгибаются, выпрямляются, поворачиваются в разные стороны, как бы отыскивая и улавливая молекулы пахучих веществ. На обонятельных ресничках обнаружены рецепторные участки, отличающиеся особым строением и свойствами, благодаря чему они контактируют только с определенными пахучими молекулами. В результате такого контакта в рецепторной клетке рождается нервный импульс, который по центральному отростку идет в головной мозг. Центральные отростки формируют 15-20 обонятельных нервов. Обонятельные нервы через отверстия продырявленной пластинки решетчатой кости проникают в черепную полость, достигая следующего отдела обонятельного анализатора- обонятельных луковиц. Обонятельная луковица представляет собой сложно организованный центр, где осуществляется предварительная обработка всей информации о запаха. Из луковиц по двум обонятельным трактам, через обонятельные треугольники, сигналы поступают в грушевидные доли (вторичные обонятельные центры), гиппокамп (высшие подкорковые обонятельные центры) и кору височной доли головного мозга, где располагается высший отдел обонятельного мозга и где после окончательной обработки и синтеза информации формируется ощущение того или иного запаха.
5) Зрительный анализатор воспринимает величину, форму, цвет предметов внешнего мира, их расположение в пространстве, движение и т.п. Воспринимающим отделом зрительного анализатора является орган зрения (organon visus), который состоит из глаза и защитно-вспомогательных приспособлений (орбита, периорбита, коньюнктива, веки, слезный аппарат и глазые мышцы).
Глаз или глазное яблоко представляет собой парный оптический орган шарообразной формы. Наиболее крупное глазное яблоко имеют животные ведущие ночной образ жизни. Среди домашних животных наиболее крупные глаза по отношению к величине тела имеют кошки, затем собаки. У подземных животных, в связи с редукцией органов зрения глазные яблоки очень малы и почти совсем скрыты под кожей (крот, землеройка). Зрительные оси, расположенных в орбитах, глаз также имеют разное направление у животных. При сближении зрительных осей обоих глаз, т.е. уменьшении угла между ними поле зрения одного глаза накладывается на поле зрения другого глаза. Этим достигается качественное бинокулярное зрение. При более примитивном монокулярном зрении оба поля зрения независимы друг от друга и в результате этого поле видения гораздо обширнее, но менее качественное. Угол зрения (между обеими зрительными осями) составляет: у зайца-170 о, у лошади-137 о, у свиньи-118 о, у собаки-93 о, у кошки -77 о, у человека-14 о, у льва-10 о. Данные величины обусловлены образом жизни животных-одним нужно большое поле для обозрения, чтобы вовремя спастись (заяц, лошадь), а другим, наоборот, качество зрения для точной ориентировки при ловле добычи (кошка, лев).
Стенка глазного яблока образована тремя оболочками. Наружная (фиброзная) оболочка или склера, составляющая 4/5 всей окружности глаза, самая толстая, прочная; она обеспечивает глазному яблоку определенную форму и состоит в основном из коллагеновых волокон. Лишь в переднем отделе в склеру как бы врезано крошечное окошко - роговица. На границе склеры и роговицы имеется желобок - лимб. Сеть капилляров заложенных в области лимба осуществляет питание роговицы, которая не имеет собственных кровеносных сосудов, что в значительной степени определяет ее абсолютную прозрачность. К наружной оболочке прилежит сосудистая оболочка, которая состоит из собственной сосудистой оболочки, ресничного тела и радужной оболочки. Радужка располагается позади роговицы и в своем составе имеет клетки - миопигментоциты, которые обуславливают ее цвет и могут расширять или суживать зрачок. Зрачок - это небольшое отверстие в центре радужки. Форма его имеет видовые отличия: у собак, свиньи и приматов он округлой формы, у кошки - в виде вертикальной щели, у травоядных- поперечно-овальный. Радужная оболочка отделяется от собственно сосудистой оболочки ресничным или цилиарным телом. В толще его находится находится ресничная мышца, при сокращении которой расслабляются связки, удерживающие хрусталик и он становится более выпуклым. А при расслаблении ресничной мышцы связки, наоборот, натягиваются, что ведет к некоторому уплощению хрусталика. Таким образом, цилиарное тело обеспечивает фокусирование зрения, без чего невозможно различать предметы, расположенные на расстоянии. Внутренний слой цилиарного тела, богатый кровеносными сосудами, продуцирует внутриглазную жидкость, поступающую в камеры глаза (переднюю и заднюю). За счет этой жидкости осуществляется питание роговицы, хрусталика и стекловидного тела. Хрусталик, стекловидное тело и внутриглазная жидкость составляют оптическую или преломляющую систему глаза. Внутри собственно сосудистой оболочки у травоядных и хищников имеется отражательная зона (тапетум), которая имеет полулунную форму и сине-зеленую окраску. Благодаря ей глаза светятся в темноте и имеют возможность видеть в отраженном свете. Самая внутренняя из трех оболочек- сетчатая.
Как писал древнегреческий ученый Герофил «сетчатка - это стянутая рыбачья сеть, закинутая на дно глазного бокала и ловящая солнечные лучи». В фоторецепторном слое сетчатой оболочки (а всего в ней 10 слоев) расположены световоспринимающие элементы: высокоспециализированные клетки, имеющие отростки в виде палочек и колбочек. Палочки обеспечивают сумеречное зрение, а колбочки приспособлены к дневному свету и воспринимают цвета. Причем палочки намного чувствительнее колбочек. Благодаря им мы достаточно хорошо видим в темноте, но цвета не различаем: как известно, ночью все кошки серы. Способность же глаза воспринимать различные цвета обеспечивают колбочки трех типов: красно-, сине- и зеленочувствительные. Поэтому нормальное зрение у человека и называют трехмерным, или трихроматическим. Что же касается дальтоников, которые не могут различать красный и зеленый цвет, то у них в сетчатке глаза отсутствуют зеленочувствительные или красночувствительные колбочки. Цветное зрение выражено не у всех животных. Лошадь различает красный, зеленый, желтый, синий и фиолетовый цвета, корова и свинья - красный, желтый, зеленый и синий цвета. Собака хорошо различает до 50 оттенков серого цвета от черного до белого и есть данные о том, что собаки способны различать зеленый цвет. Что же касается птиц, то большинство из них обладает цветовым зрением. Колбочки и палочки через промежуточные биполярные клетки связаны с крупными ганглиозными клетками, дающими начало нервным волокнам. Собираясь в пучок, эти волокна образуют зрительный нерв, выходящий из глазного яблока и направляющийся в головной мозг. Диск зрительного нерва- место выхода волокон хорошо виден при обследовании глазного дна. Здесь отсутствуют палочки и колбочки, поэтому свет этим участком сетчатки не воспринимается и пятно называется слепым. И почти рядом с ним располагается другое пятно овальной формы, называемое желтым. Это место наилучшего видения, так как в области желтого пятна сетчатка наиболее тонкая. Таким образом, воспринимающим отделом зрительного анализатора является сетчатка глаза; проводящим - 2 пара черепных (зрительных) нервов и зрительные тракты; центральным - латеральное коленчатое тело (таламус), зрительные бугры четверохолмия и затылочные доли коры полушарий.
6) Равновеснослуховой анализатор предназначен для восприятия звуков внешнего мира и положения тела в пространстве. Наибольшая острота слуха наблюдается у хищных животных (собака, кошка), средняя - у приматов, а некоторые животные даже способны воспринимать ультразвук (летучие мыши, киты дельфины). Воспринимающий отдел статоакустического анализатора представлен преддверно-улитковым органом (organum vestibulocochleare). Орган слуха и равновесия подразделяется на три части: наружное ухо, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо служит для улавливания звуковых колебаний и состоит из ушной раковины, ее мышц и наружного слухового прохода. Основу ушной раковины составляет эластический хрящ, покрытый кожей. Наружный слуховой проход представляет собой канал, который начинается наружным слуховым отверстием и заканчивается барабанной перепонкой. В его стенке залегают сальные железы, а также серные, выделяющие ушную серу. У крупного рогатого скота и свиньи наружный слуховой проход длинный, а у лошади и собаки- короткий. Барабанная перепонка построена из плотной соединительной ткани (коллагеновые волокна) и отделяет наружное ухо от среднего. У китообразных она отсутствует.
Среднее ухо является звукопроводящим отделом и располагается в барабанной полости, которая заполнена воздухом и соединена с глоткой через слуховые трубы. Через эти трубы давление воздуха в барабанной полости уравновешивается с атмосферным давлением. У лошади в области слуховой трубы имеется мешкообразное выпячивание - воздухоносный мешок емкостью 450 см 3 . В среднем ухе находятся 4 слуховых косточки (молоточек, наковальня, чечевицеобразная косточка и стремечко), которые соединены между собой суставами и связками. Молоточек сращен с барабанной перепонкой. Колебания перепонки, возникающие под действием звуковых волн, передаются молоточку, от него наковаленке, затем чечевицеобразной косточке и от нее к стремечку. Основание стремечка подвижно вставлено в окошко овальной формы, «вырезанное» на внутренней стенке барабанной полости. Эта стенка отделяет барабанную полость от внутреннего уха. Через цепь этих косточек звуковые колебания, усиленные в 22 раза, передаются с барабанной перепонки на стенку внутреннего уха, за которой располагается специфическая жидкость (перилимфа), которая тоже способна колебаться.
Внутренне ухо состоит из костного лабиринта и расположенного в нем перепончатого лабиринта. Костный лабиринт представляет собой систему костных полых образований, которые располагаются в толще височной кости. Он подразделяется на три части: преддверие, полукружные каналы и улитку. Перепончатый лабиринт приблизительно повторяет форму костного лабиринта и представляет собой совокупность сообщающихся между собой полостей, заполненных жидкостью- эндолимфой. Мягкие стенки перепончатого лабиринта очень чутко реагируют на колебания перилимфы, которая окружает их снаружи, и передают их эндолимфе, которая в свою очередь так же начинает вибрировать. Перепончатый лабиринт условно делится на две части: слуховую и вестибулярную.
Слуховая часть представлена перепончатой улиткой. Число ее завитков (оборотов) зависит от вида животного, так у лошади и кролика их 2, у крупного рогатого скота и собаки -3, у свиньи - 4. Внутри перепончатой улитки находится спиральный орган (Кортиев орган), который является звуковоспринимающим отделом органа слуха. Основными элементами спирального органа являются рецепторные клетки, которые воспринимают звуковые раздражения. Эти клетки называются волосковыми (слуховыми) и располагаются они между опорными. В рецепторных волосковых клетках физическая энергия звуковых колебаний преобразуется в нервные импульсы. К волосковым клеткам подходят чувствительные окончания слухового (улиткового) нерва, которые воспринимают информацию о звуке и по нервным волокнам передают ее дальше. Высший слуховой центр расположен в височной доле коры больших полушарий: здесь осуществляется анализ и синтез звуковых сигналов.
Вестибулярная часть перепончатого лабиринта представлена преддверием и полукружными перепончатыми каналами. В преддверии различают овальный и круглый мешочки. На стенках мешочков и каналов имеются небольшие возвышения - макулы - чувствительные пятна и гребешки, которые содержат рецепторные волосковые и опорные клетки. Вот над этими гребешками и пятнами в эндолимфе плавают кристаллы кальцитов -отолиты, которые формируют отолитовую мембрану. При смещении этой мембраны происходит раздражение рецепторных волосковых клеток и вырабатывается нервный импульс, который по нервным волокнам вестибулярного (преддверного) нерва передается дальше. Вместе с волокнами улиткового нерва преддверный нерв образует 8 пару черепных нервов - преддверно-улитковый. Его волокна оканчиваются в вестибулярном ядре Дейтерса продолговатого мозга. Аксонами клеток этого ядра начинаются центральные проводящие пути вестибулярного анализатора, которые достигают мозжечка и коры (височной доли) головного мозга.
Филогенез органов чувств.
Органы чувств имеют эктодермальное происхождение. У беспозвоночных они в основном представлены чувствительными клетками, которые располагаются в эпидермисе и связаны с рецепторными нервными окончаниями.
У ланцетника имеются светочувствительные клетки (глазки Гессе), обонятельная ямка и чувствительные клетки на ротовых щупальцах.
У круглоротых развиваются парные органы зрения -глаза, имеется обонятельная капсула и появляется орган боковой линии, который воспринимает движение воды.
У рыб формируются органы вкуса в ротовой и глоточной областях, имеются обонятельные ямки, развиваются глаза (появляются палочки и колбочки в сетчатке глаза и хрусталик) и орган боковой линии.
У амфибий возникает орган обоняния, а вкусовые почки формируют вкусовые сосочки, появляется орган слуха, а орган боковой линии дает начало внутреннему уху.
У рептилий появляются носовые раковины, где располагается орган обоняния; в сетчатке глаза развиваются колбочки, хрусталик может изменять кривизну; формируется орган слуха и равновесия.
У птиц и млекопитающих органы чувств достигают наибольшего развития.
Кожного. В слизистых оболочках и коже расположены осязательные рецепторы. Особенно много их на языке, пальцах и ладонях. Рецепторы возбуждаются при прикосновении, давлении, воздействии холода и тепла, болевом раздражении.
С помощью осязания человек способен определять размеры, форму, массу любого предмета с закрытыми глазами. При деформации кожной поверхности, с которой связано любое прикосновение или давление, они посылают нервные импульсы в головной мозг, в зону кожной чувствительности.
Рецепторы слизистых оболочек и кожи реагируют на тепло и холод. Информация о температуре внешней среды необходима для регуляции постоянства температуры тела.
Болевые рецепторы возбуждаются при любом воздействии, способном привести к разрушению ткани или органа. Боль заставляет молниеносно обратить внимание на грозящую опасность. Именно импульсы из «болевых» точек побуждают отдергивать руку от горячего или колючего предмета.
Орган вкуса. Скопления вкусовых рецепторов находятся во вкусовых почках , расположенных в выростах слизистой оболочки языка - вкусовых сосочках . Особенно много их на кончике, по краям и на задней части языка, на стенке глотки и мягкого нёба. Установлено, что передняя часть языка реагирует главным образом на сладкое, задняя - на горькое, боковые-на кислое, кончик и боковые части языка - на соленое. Вкусовые рецепторы раздражаются действием веществ, растворенных в воде или слюне. Сухая пища кажется безвкусной.
В полости рта находятся не только вкусовые рецепторы, но и рецепторы прикосновения и давления, а также терморецепторы, дополнительное раздражение которых усиливает вкусовые ощущения.
Температура пищи играет далеко не последнюю роль во вкусовых ощущениях. Наверное, многие замечали, что обжигающий чай или горячий бульон не имеют вкуса. Но слегка остывший тот же самый чай оказывается приятно сладким, а бульон - крепким и достаточно соленым. Наиболее благоприятна для вкусового восприятия пища, температура которой 15-35°С. Под влиянием пищевых раздражений во вкусовых рецепторах возникает возбуждение. Нервные импульсы по волокнам вкусового нерва проводятся во вкусовую зону коры больших полушарий, где происходит окончательное различение вкуса пищи. Вкус пищи в общепринятом смысле слова представляет собой совокупность ощущении, которые человек получает при помощи различных рецепторов - вкусовых, обонятельных, осязательных. При сильном насморке, когда носоглотка забита слизью, пища кажется безвкусной.
Вкус помогает человеку определять качество пищи, способствует отделению пищеварительных соков и процессу пищеварения.
Обоняние. В слизистой оболочке полости носа расположено множество обонятельных рецепторов . Они раздражаются пахучими газообразными веществами. От рецепторов импульсы проводятся по обонятельному нерву в обонятельную зону коры больших полушарий головного мозга. Таким образом наш мозг получает информацию о пахучих веществах.
Обонятельные рецепторы воспринимают некоторые запахи, когда на 30 млрд. частей воздуха приходится всего одна часть вещества! По запаху человек отличает недоброкачественную пищу от пригодной для еды, улавливает появление в воздухе вредных примесей, например природного газа.
Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 513 |
Мозг человека постоянно принимает и перерабатывает сигналы, поступающие из внешнего мира с помощью специальных систем, называемых анализаторами. Их строение и особенности работы были детально изучены гениальным российским ученым И. П. Павловым. Оказалось, что в состав всех сенсорных систем входят три структуры: периферический отдел, проводниковый и корковый.
Например, в анализаторе, воспринимающем запахи, первая часть представлена обонятельными рецепторами, затем следуют нервы, и, наконец, последняя часть включает в себя участок в коре большого мозга. Нервные клетки, первыми воспринимающие раздражители (различные запахи), находятся в слизистой оболочке полости носа, а рецепторы, различающие вкус - на поверхности слизистой оболочки рта и языка. Причем горький, сладкий, соленый и кислый вкус мы ощущаем различными их участками.
В нашей статье мы выясним, что представляют собой вкусовые и обонятельные рецепторы, а также определим физиологический механизм возникновения соответствующих ощущений в организме человека.
Что такое рецептор?
Данный термин, используемый в физиологии высшей нервной деятельности, начиная с исследований П. Эрлиха и П. Анохина, имеет несколько значений. Наиболее информативным является следующее: рецептор - это элемент нервной или эндокринной системы, способный присоединять и связывать биологические вещества-медиаторы, имеющие химическую или нейрогенную природу. Согласно теории нервных окончаний, это образование пространственно совпадает с молекулой пахучего или вкусового вещества, как ключ и замок. Это является сигналом для возникновения в обонятельных рецепторах, расположенных в периферическом отделе анализатора, процесса возбуждения. Оно передается далее в следующие части обонятельной воспринимающей системы, в которых и происходит анализ поступившей информации.
Строение нервной клетки
Нейроцит имеет не только тело, но и два вида отростков. Аксон - очень длинное окончание, которое служит для передачи уже возникших в коротких веточках (дендритах) нервных импульсов. Их комплекс с опорными клетками эпителиального происхождения и межклеточным веществом, глией, и будет иметь вид рецепторного образования. Принцип действия различных их видов, например, нервных окончаний, воспринимающих химические вещества, к которым относятся обонятельные рецепторы, сводится в конечном итоге к передаче возбуждения в корковый отдел головного мозга. Рассмотрим его далее.
Механизм рецепторной активности
Его можно представить в следующем виде: вначале происходит восприятие раздражений и изменение под их действием поляризации своей мембраны. Возможна также и модификация пространственной конфигурации сигнальных белков, расположенных на поверхности дендритов. Все это вызывает генерацию потенциалов действия и, как следствие, появление в нейроне нервных импульсов. Как выяснилось, обонятельные рецепторы способны улавливать мизерное количество молекул различных газообразных веществ, т. е. они имеют низкий порог чувствительности. Как же влияет восприятие этих соединений на состояние нашего организма?
Мир запахов
В произведении В. Пикуля "Душистая симфония жизни" бедный парфюмер безуспешно добивался руки и сердца главной героини. Чтобы досадить своему сопернику (известному певцу), он придумал следующее. Юноша принес на концерт большую корзину душистых фиалок и водрузил ее на крышку рояля. Артисту не удалось взять ни одной высокой ноты, и его премьера провалилась. Парфюмер, оказывается, точно знал, что обонятельные рецепторы человека, улавливающие запах фиалки, влияют на голосовые связки, нарушая их работу.
Действительно, обонятельный анализатор - один из наиболее чувствительных и недостаточно изученных видов сенсорных систем. Его деятельность тесно связана с восприятием вкуса и сильно влияет на эмоциональное и физическое состояние организма человека. На этом свойстве обоняния возникла такая отрасль медицины, как ароматерапия. Известно, что запахи лаванды и розмарина, которые воспринимают обонятельные рецепторы, успокаивают нервную систему и снимают стресс. Аромат лимона способствует концентрации внимания, а эвкалипт и жасмин повышают работоспособность.
Хеморецепторные сенсорные системы
Трансформирует раздражения, вызванные частицами химических веществ, в ощущения запаха. Он помогает человеку улавливать в воздухе токсичные, опасные для здоровья соединения или определять непригодные к еде пищевые продукты. Это жизненно необходимо и является защитным приспособительным свойством организма. Так, едкий, раздражающий слизистые оболочки дыхательных путей и легких запах аммиака обонятельный рецептор воспринимает в дозе всего 70 молекул в 1 мл воды. Являясь хеморецептором, он передает возбуждение в Оттуда поступают в глубину височной доли коры головного мозга, где локализуется обонятельная зона. Отметим также, что ворсинки рецепторов, воспринимающих запахи, способны реагировать на минимальные концентрации химических веществ: от 2 до 8 молекул в 1 мл воздуха.
Нос как орган обоняния
В слизистой оболочке верхних и частично на площади от 2,6 до 5 см 2 , располагаются нейроциты, группами по 8-10 клеток. Они связаны с опорными клеточными элементами и имеют волоски, содержащие внутри фибриллы. Обонятельные клетки содержат в цитоплазме большое количество молекул РНК. Это связано с высоким обменом веществ и активно протекающими реакциями биосинтеза белка. Отростки-дендриты непосредственно контактируют с молекулами пахучих газообразных веществ. Это обонятельные рецепторы. Химические соединения играют роль раздражителей, под действием которых мембраны нервных клеток деполяризуются. Этот процесс может замедляться из-за воспалительных реакций, возникающих вследствие респираторных или аллергических заболеваний верхних дыхательных путей. Эпителиальная оболочка носа набухает, секретируя избыточное количество слизи. Это приводит к снижению чувствительности нервных окончаний и ухудшению различения запахов, вплоть до полной потери обонятельных, а также вкусовых ощущений.
От чего зависит чувствительность рецепторов?
Обонятельные рецепторы находятся в слизистой оболочке верхних дыхательных путей, поэтому на возникновение определенных ощущений запаха влияет прежде всего концентрация пахучего вещества, находящегося во вдыхаемом воздухе. Так, густое масло, выжатое из лепестков розы, имеет малоприятный, трудно определяемый запах. Тонкий аромат роз появляется только при сильном разбавлении масляного концентрата.
Специалисты выделяют шесть базовых ощущений. К ним относятся запахи: смолистый, цветочный, пряный, гнилостный, фруктовый, горелый. По физиологическим характеристикам восприятия выявляют чистые, раздражающие и смешанные запахи. Чувствительность нервных окончаний к ним снижается, если человек является курильщиком или злоупотребляет алкоголем.
Научные теории возникновения обоняния
Среди ученых нет единого взгляда на сущность механизма восприятия запахов. Наиболее признанной можно считать стереохимическую теорию, согласно которой главная роль в определении химического раздражителя принадлежит нервным окончаниям нейронов. Обонятельные рецепторы - это своеобразные антенны, улавливающие молекулы запаха и изменяющие структуру собственных мембранных белков в соответствии с пространственной конфигурацией частиц химических соединений. Вследствие этого процесса мембрана нейрона поляризуется, и возникает нервный импульс, т. е. возникновение запаха имеет двойственную природу: химическую и нейрогенную.
Отметим также, что в объяснении возникновения запаха ученые применяют понятие обонятельного пигмента. Это вещество имеет такой же принцип действия, как родопсин и йодопсин - соединения, входящие в состав зрительных рецепторов сетчатки глаза: Активные молекулы обонятельного пигмента содержат электроны в возбужденном состоянии, так как пахучие вещества вызывают и переход заряженных частиц на более высокие энергетические уровни. Возвращаясь на стационарные орбиты, электроны излучают квант энергии, обеспечивающий возникновение возбуждения в нервном окончании обонятельного нейрона.
Методы определения остроты обоняния
Некоторые профессии (например, парфюмера или дегустатора) требуют повышенной чувствительности органов обоняния и вкуса. Сильная чувствительность рецепторов обонятельного анализатора к запахам часто является врожденным свойством организма человека, однако она может развиться и после длительных тренировок. Существует тест, который проводят прибором - ольфактометром. Он определяет порог восприятия: минимальное количество вещества, способное вызвать соответствующее обонятельное ощущение.
Его используют в постановке диагноза аносмии, для вычисления предельно допустимых концентраций токсичных летучих веществ в выбросах промышленного производства. Необходимо применение ольфактометрии в работе санитарно-эпидемиологических лабораторий для установления причин возникновения массовых отравлений на предприятиях, в местах общественного питания, в школах.
Органы чувств. Сенсорные системы.
Зрительная сенсорная система. Орган слуха и равновесия. Анализаторы обоняния и вкуса. Кожная сенсорная система.
Организм человека как единое целое - единство функций и форм. Регуляция жизнеобеспечения организма, механизмы поддержания гомеостаза.
Тема для самостоятельного изучения: Строение глаза. Строение уха. Строение языка и расположение зон чувствительности на нем. Строение носа. Тактильная чувствительность.
Органы чувств (анализаторы)
Человек воспринимает окружающий его мир посредством органов чувств (анализаторов): осязания, зрения, слуха, вкуса и обоняния. В каждом из них имеются специфические рецепторы, воспринимающие определенный вид раздражения.
Анализатор (орган чувств) - состоит из 3 отделов: периферического, проводникового и центрального. Периферическое (воспринимающее) звено анализатора - рецепторы. В них происходит преобразование сигналов внешнего мира (свет, звук, температура, запах и др.) в нервные импульсы. В зависимости от способа взаимодействия рецептора с раздражителем различают контактные (рецепторы кожи, вкусовые) и дистантные (зрительные, слуховые, обонятельные) рецепторы. Проводниковое звено анализатора - нервные волокна. Они проводят возбуждение от рецептора до коры больших полушарий. Центральное (обрабатывающее) звено анализатора - участок коры больших полушарий. Нарушение функций одной из частей вызывает нарушение функций всего анализатора.
Различают зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой и кожный анализаторы, а также двигательный анализатор и вестибулярный анализатор. Каждый рецептор приспособлен к своему определенному раздражителю и не воспринимает другие. Рецепторы способны приспосабливаться к силе раздражителя, посредством снижения или повышения чувствительности. Эта способность называется адаптацией.
Зрительный анализатор. Рецепторы возбуждаются от квантов света. Органом зрения является глаз. Он состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. Вспомогательный аппарат представлен веками, ресницами, слезными железами и мышцами глазного яблока. Веки образованы складками кожи, выстланными изнутри слизистой оболочкой (конъюнктивой). Ресницы защищают глаз от частичек пыли. Слезные железы расположены в наружном верхнем углу глаза и продуцируют слезы, которые омывают переднюю часть глазного яблока и через носослезный канал попадают в полость носа. Мышцы глазного яблока приводят его в движение и ориентируют в сторону рассматриваемого предмета.
Глазное яблоко расположено в глазнице и имеет шаровидную форму. Оно содержит три оболочки: фиброзную (наружную), сосудистую (среднюю) и сетчатую (внутреннюю), а также внутреннее ядро, состоящее из хрусталика, стекловидного тела и водянистой влаги передней и задней камер глаза.
Задний отдел фиброзной оболочки - плотная непрозрачная соединительнотканная белочная оболочка (склера) , передний - прозрачная выпуклая роговица. Сосудистая оболочка богата сосудами и пигментами. В ней выделяют собственно сосудистую оболочку (задняя часть), ресничное тело и радужную оболочку. Основную массу ресничного тела составляет ресничная мышца, изменяющая своим сокращением кривизну хрусталика. Радужная оболочка (радужка ) имеет вид кольца, окраска которого зависит от количества и характера пигмента, в ней содержащегося. В центре радужки находится отверстие - зрачок. Он может сужаться и расширяться благодаря сокращению мышц, расположенных в радужной оболочке.
В сетчатке различают две части: заднюю - зрительную, воспринимающую световые раздражения, и переднюю - слепую, не содержащую светочувствительных элементов. Зрительная часть сетчатки содержит светочувствительные рецепторы. Имеется два вида зрительных рецепторов: палочки (130 млн) и колбочки (7 млн). Палочки возбуждаются слабым сумеречным светом и не способны различать цвет. Колбочки возбуждаются ярким светом и способны различать цвет. В палочках имеется красный пигмент -родопсин , а в колбочках -иодопсин . Прямо напротив зрачка имеется желтое пятно - место наилучшего видения, в состав которого входят только колбочки. Поэтому наиболее четко мы видим предметы, когда изображение падает на желтое пятно. По направлению к периферии сетчатки число колбочек уменьшается, количество палочек нарастает. По периферии располагаются только палочки. Место на сетчатке, откуда выходит зрительный нерв, лишено рецепторов и называется слепое пятно .
Большая часть полости глазного яблока заполнена прозрачной студенистой массой, образующей стекловидное тело, которое поддерживает форму глазного яблока. Хрусталик представляет собой двояковыпуклую линзу. Его задняя часть прилегает к стекловидному телу, а передняя - обращена к радужной оболочке. При сокращении мышцы ресничного тела, связанной с хрусталиком, меняется его кривизна и лучи света преломляются так, чтобы изображение объекта зрения попало на желтое пятно сетчатки. Способность хрусталика изменять свою кривизну в зависимости от удаленности предметов называют аккомодацией. При нарушении аккомодации могут возникнутьблизорукость (изображение фокусируется перед сетчаткой) идальнозоркость (изображение фокусируется за сетчаткой). При близорукости человек видит нечетко дальние предмета, при дальнозоркости - ближние. С возрастом происходит уплотнение хрусталика, ухудшение аккомодации, развивается дальнозоркость.
На сетчатке изображение получается перевернутым и уменьшенным. Благодаря переработке в коре информации, получаемой от сетчатки и рецепторов других органов чувств, мы воспринимаем предметы в их естественном положении.
Слуховой анализатор. Рецепторы возбуждаются от звуковых колебаний воздуха. Органом слуха является ухо. Оно состоит из наружного, среднего и внутреннего уха. Наружное ухо состоит из ушной раковины и слухового прохода. Ушные раковины служат для улавливания и определения направления звука. Наружный слуховой проход начинается наружным слуховым отверстием и заканчивается слепо барабанной перепонкой , которая отделяет наружное ухо от среднего. Он выстлан кожей и имеет железы, выделяющие ушную серу.
Среднее ухо состоит из барабанной полости, слуховых косточек и слуховой (евстахиевой) трубы. Барабанная полость заполнена воздухом и соединена с носоглоткой узким проходом - слуховой трубой , через которое поддерживается одинаковое давление в среднем ухе и окружающем человека пространстве. Слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремечко - соединены между собой подвижно. По ним колебания от барабанной перепонки передаются во внутреннее ухо.
Внутреннее ухо состоит из костного лабиринта и расположенного в нем перепончатого лабиринта. Костный лабиринт содержит три отдела: преддверие, улитку и полукружные каналы. Улитка относится к органу слуха, преддверие и полукружные каналы - к органу равновесия (вестибулярному аппарату). Улитка - костный канал, закрученный в виде спирали. Ее полость разделена тонкой перепончатой перегородкой - основной мембраной, на которой располагаются рецепторные клетки. Вибрация жидкости улитки раздражает слуховые рецепторы.
Ухо человека воспринимает звуки с частотой от 16 до 20 000 Гц. Звуковые волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки и вызывают ее колебания. Эти колебания усиливаются (почти в 50 раз) системой слуховых косточек и передаются жидкости в улитке, где воспринимаются слуховыми рецепторами. Нервный импульс передается от слуховых рецепторов через слуховой нерв в слуховую зону коры больших полушарий.
Вестибулярный анализатор. Вестибулярный аппарат расположен во внутреннем ухе и представлен преддверием и полукружными каналами. Преддверие состоит из двух мешочков. Три полукружных канала расположены в трех взаимно противоположных направлениях соответствующих трем измерениям пространства. Внутри мешочков и каналов имеются рецепторы, которые способны воспринимать давление жидкости. Полукружные каналы воспринимают информацию о положении тела в пространстве. Мешочки воспринимают замедление и ускорение, изменение силы тяжести.
Возбуждение рецепторов вестибулярного аппарата сопровождается рядом рефлекторных реакций: изменением тонуса мышц, сокращением мышц, способствующих выпрямлению тела и сохранению позы. Импульсы от рецепторов вестибулярного аппарата по вестибулярному нерву поступают в центральную нервную систему. Вестибулярный анализатор функционально связан с мозжечком, который регулирует его деятельность.
Вкусовой анализатор. Вкусовые рецепторы раздражаются химическими веществами, растворенными в воде. Органом восприятия являются вкусовые почки - микроскопические образования в слизистой оболочке полости рта (на языке, мягком небе, задней стенки глотки и надгортаннике). Рецепторы, специфичные к восприятию сладкого, расположены на кончике языка, горького - на корне, кислого и соленого - по бокам языка. С помощью вкусовых рецепторов происходит опробование пищи, определяется ее пригодность или непригодность для организма, при их раздражении происходит выделение слюны и желудочного и поджелудочного соков. Нервный импульс передается от вкусовых почек через вкусовой нерв во вкусовую зону коры больших полушарий.
Обонятельный анализатор. Рецепторы обоняния раздражаются газообразными химическими веществами. Органом восприятия являются воспринимающие клетки в слизистой оболочке носа. Нервный импульс передается от обонятельных рецепторов через обонятельный нерв в обонятельную зону коры больших полушарий.
Кожный анализатор. Кожа содержитрецепторы, воспринимающие тактильные (прикосновение, давление), температурные (тепловые и холодовые) и болевые раздражения. Органом восприятия являются воспринимающие клетки в слизистых оболочках и коже. Нервный импульс передается от осязательных рецепторов через нервы в кору больших полушарий. С помощью осязательных рецепторов человек получает представление о форме, плотности, температуре тел. Тактильных рецепторов больше всего на кончиках пальцев, ладонях, подошвах ног, языке.
Двигательный анализатор. Рецепторы возбуждаются при сокращении и расслаблении мышечных волокон. Органом восприятия являются воспринимающие клетки в мышцах, связках, на суставных поверхностях костей.
Кожа образует наружный покров тела. Площадь кожи 1,5-1,6 м 2 , толщина - от 0,5 до 3-4 мм.
Функции кожи: защитная (от вредных воздействий и проникновения микроорганизмов); терморегуляция (посредством кровеносных сосудов кожи, потовых желез, подкожной жировой клетчатки: через кожу человек теряет 85-90% образующегося в нем тепла); выделительная (благодаря потовым железам: в составе пота через кожу удаляются вода, минеральные соли и некоторые органические соединения); рецепторная (в коже находятся болевые, температурные, тактильные рецепторы); депо крови (в сосудах кожи депонируется до 1 л крови); обмен витаминов (в коже содержится предшественник витамина D, который под влиянием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D).
Кожа состоит из эпидермиса и собственно кожи - дермы . К дерме прилежит подкожная жировая клетчатка . Производными кожи являются волосы, ногти, сальные, потовые и молочные железы .
Эпидермис представлен многослойным плоским ороговевающим эпителием, в котором выделяют пять слоев. Наиболее глубокий из них - базальный слой . Он образован базальными клетками кожи, способными к делению, благодаря чему возобновляются все слои эпидермиса, и пигментными клетками, содержащими пигмент - меланин, защищающий организм человека от ультрафиолетовых лучей. Самый поверхностный слой - роговой - состоит из ороговевших клеток и полностью обновляется за 7-11 суток.
Дерма (собственно кожа) имеет два слоя: сосочковый и сетчатый. Сосочковый слой состоит из рыхлой соединительной ткани. От него зависит рисунок кожи. В сосочковом слое имеются гладкие мышечные клетки, кровеносные и лимфатические сосуды, нервные окончания. Сетчатый слой образован плотной соединительной тканью. Пучки коллагеновых и эластических волокон образуют сеть и придают коже прочность. В этом слое находятся потовые и сальные железы и корни волос.
За дермой расположен подкожный слой жировой клетчатки. Она состоит из рыхлой соединительной ткани, содержащей жировые отложения.
Потовые железы сосредоточены на границе сетчатого слоя и подкожной жировой клетчатки. Выводные протоки открываются на поверхности кожи порами. Потовыми железами богата кожа ладоней, подошв ног, подмышечных впадин. При потоотделении происходят теплоотдача и удаление продуктов обмена. С потом выделяются вода (98%), соли, мочевая кислота, аммиак, мочевина и др.
Сальные железы расположены в сетчатом слое, на границе с сосочковым. Их выводные протоки открываются в волосяную сумку. Секрет сальных желез - кожное сало, которое смазывает волосы и смягчает кожу, сохраняя ее эластичность.
Волос состоит из корня и стержня. Корень волоса имеет расширение - волосяную луковицу, в которую снизу вдается волосяной сосочек с сосудами и нервами. Рост волоса происходит за счет деления клеток волосяной луковицы. Корень волоса окружен волосяной сумкой, к которой прикрепляется гладкая мышца, поднимающая волос. В месте перехода волоса в стержень образуется углубление - волосяная воронка, в которую открываются протоки сальных желез. Стержень состоит из ороговевших клеток, содержащих пузырьки воздуха и гранулы меланина. К старости в ороговевших клетках снижается количество пигмента и нарастает количество пузырьков газа - волосы седеют.
Ногти - роговые пластинки на тыльной поверхности концевых фаланг. Ноготь лежит в ложе из росткового эпителия и соединительной ткани. Кожа ногтевого ложа богата кровеносными сосудами и нервными окончаниями.
Закаливание организма . Закаливание повышает иммунитет. Солнце, воздух и вода - лучшие естественные факторы закаливания. Они повышают сопротивляемость организма к воздействию неблагоприятных условий среды, различным простудным и инфекционным заболеваниям. Основные требования к закаливанию: 1) постепенность; 2) систематичность; 3) разнообразие средств закаливания.
сенсорные системы - это специализированные части нервной системы, включающие периферические рецепторы (сенсорные органы, или органы чувств), отходящие от них нервные волокна (проводящие пути) и клетки центральной нервной системы, сгруппированные вместе (сенсорные центры). Каждая область мозга, в которой находится сенсорный центр (ядро) и осуществляется переключение нервных волокон, образует уровень сенсорной системы. В сенсорных органах происходит преобразование энергии внешнего стимула в нервный сигнал - рецепция. Нервный сигнал (рецепторный потенциал) трансформируется в импульсную активность или потенциалы действия нейронов (кодирование). По проводящим путям потенциалы действия достигают сенсорных ядер, на клетках которых происходит переключение нервных волокон и преобразование нервного сигнала (перекодирование) . На всех уровнях сенсорной системы, одновременно с кодированием и анализом стимулов осуществляется декодирование сигналов, т.е. считывание сенсорного кода. Декодирование осуществляется на основе связей сенсорных ядер с двигательными и ассоциативными отделами мозга. Нервные импульсы аксонов сенсорных нейронов в клетках двигательных систем вызывают возбуждение (или торможение). Результатом этих процессов является движение - действие или остановка движения - бездействие. Конечным проявлением активации ассоциативных функций также является движение.
основными функциями сенсорных систем являются:
- рецепция сигнала;
- преобразование рецепторного потенциала в импульсную активность нервных путей;
- передача нервной активности к сенсорным ядрам;
- преобразование нервной активности в сенсорных ядрах на каждом уровне;
- анализ свойств сигнала;
- идентификация свойств сигнала;
- классификация и опознание сигнала (принятие решения).
12. Определение, свойства и виды рецепторов.
Рецепторы – это специальные клетки или специальные нервные окончания, предназначены для трансформации энергии (преобразовании) различных видов раздражителей в специфическую активность нервной системы (в нервный импульс).
Сигналы, поступающие в ЦНС с рецепторов, вызывают либо новые реакции, либо изменяют течение происходящей в данный момент деятельности.
Большинство рецепторов представлено клеткой, снабженной волосками или ресничками, которые представляют такие образования, которые действуют подобно усилителям по отношению к раздражителям.
Происходит либо механическое, либо биохимическое взаимодействие раздражителя с рецепторами. Пороги восприятия раздражителя очень низкие.
По действию стимулов рецепторы делятся:
1. Интерорецепторы
2. Экстерорецепторы
3. Проприорецепторы: мышечные веретена и сухожильные органы Гольджи (открыл И.М. Сеченов новый вид чувствительности – суставно-мышечное чувство).
Выделяют 3 вида рецепторов:
1. Фазные – это рецепторы, которые возбуждаются в начальный и конечный период действия раздражителя.
2. Тонические – действуют в течение всего периода действия раздражителя.
3. Фазно–тонические - у которых все время возникают импульсы, но в начале и в конце больше.
Качество воспринимаемой энергии называется модальностью .
Рецепторы могут быть:
1. Мономодальные (воспринимают 1 вид раздражителя).
2. Полимодальные (могут воспринимать несколько раздражителей).
Передача информации от перефирических органов происходит по сенсорным путям, которые могут быть специфические и неспецифические.
Специфические – это мономодальные.
Неспецифические – это полимодальные
Свойства
· Избирательность - чувствительность к адекватным раздражителям
· Возбудимость - минимальной величиной энергии адекватного раздражителя, которая необходима для возникновения возбуждения, т.е. порогом возбуждения.
· Низкая величина порогов для адекватных раздражителей
· Адаптация (может сопровождаться как понижением, так и повышением возбудимости рецепторов. Так, при переходе из светлого помещения в темное происходит постепенное повышение возбудимости фоторецепторов глаза, и человек начинает различать слабо освещенные предметы- это так называемая темновая адаптация.)
13. Механизмы возбуждения первично-чувствующих и вторично-чувствующих рецепторов.
Первично-чувствующие рецепторы : раздражитель действует на дендрит сенсорного нейрона, изменяется проницаемость клеточной мембраны к ионам (в основном к Na+), образуется локальный электрический потенциал (рецепторный потенциал), который электротонически распространяется вдоль мембраны к аксону. На мембране аксона образуется потенциал действия, передаваемый далее в ЦНС.
Сенсорный нейрон с первично-чувствующим рецептором представляет собой биполярный нейрон, на одном полюсе которого располагается дендрит с ресничкой, а на другом – аксон, передающий возбуждение в ЦНС. Примеры: проприорецепторы, терморецепторы, обонятельные клетки.
Вторично-чувствующие рецепторы : в них раздражитель действует на рецепторную клетку, в ней возникает возбуждение (рецепторный потенциал). На мембране аксона рецепторный потенциал активирует выделение нейромедиатора в синапс, в результате чего на постсинаптической мембране второго нейрона (чаще всего биполярного) образуется генераторный потенциал, который и приводит к образованию потенциала действия на соседних участках постсинаптической мембраны. Далее этот потенциал действия передается в ЦНС. Примеры: волосковые клетки уха, вкусовые рецепторы, фоторецепторы глаза.
!14. Органы обоняния и вкуса (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона).
Органы обоняния и вкуса возбуждаются при химическими раздражителями. Рецепторы обонятельного анализатора возбуждаются газообразными, а вкусового - растворенными химическими веществами. Развитие органов обоняния также зависит от образа жизни животных. Обонятельный эпителий располагается в стороне от главного дыхательного пути и вдыхаемый воздух поступает туда путем вихревых движений или диффузии. Такие вихревые движения возникают при “принюхивании” т.е. при коротких вдохах через нос и расширении ноздрей, что облегчает проникновению анализируемого воздуха в эти области.
Обонятельные клетки представлены биполярными нейронами аксоны которых образуют обонятельный нерв, заканчивающийся в обонятельной луковице, являющейся обонятельным центром и далее от него идут пути в другие вышележащие структуры мозга. На поверхности обонятельных клеток имеется большое количество ресничек, значительно увеличивающих - обонятельную поверхность.
Вкусовой анализатор служит для определения характера, вкусовых качеств корма, его пригодности к поеданию. Животным, живущим в воде вкусовой и обонятельный анализаторы помогают ориентироваться в окружающей среде, определять наличие пищи, самки. С переходом к жизни в воздушной среде значение вкусового анализатора уменьшается. У травоядных животных вкусовой анализатор развит хорошо, что бывает видно на пастбище и в кормушке, когда животные не всю подряд поедают траву и сено.
Периферический отдел вкусового анализатора представлен вкусовыми луковицами, расположенными на языке, мягком небе, задней стенке глотки, миндалинах и надгортаннике. Вкусовые луковицы расположены на поверхности грибовидных, листовидных и желобовидных сосочков
15. Кожный анализатор (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона).
В коже располагаются различные рецепторные образования. Наиболее простым типом сенсорного рецептора являются свободные нервные окончания. Более сложную организацию имеют морфологически дифференцированные образования, такие как осязательные диски (диски Меркеля), осязательные тельца (тельца Мейснера), пластинчатые тельца (тельца Пачини) - рецепторы давления и вибрации, колбы Краузе, тельца Руффини и др.
Большинству специализированных концевых образований присуща предпочтительная чувствительность к определенным видам раздражении и только свободные нервные окончания являются полимодальными рецепторами.
16. Зрительный анализатор (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона).
Наибольшее количество информации (до 90%) о внешнем мире человек получает с помощью органа зрения. Орган зрения - глаз - состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. К вспомогательному аппарату относят веки, ресницы, слезные железы и мышцы глазного яблока. Веки образованы складками кожи, выстланными изнутри слизистой оболочкой - конъюнктивой. Слезные железы находятся в наружном верхнем углу глаза. Слезы омывают передний отдел глазного яблока и через носослезный канал попадают в полость носа. Мышцы глазного яблока приводят его в движение и направляют в сторону рассматриваемого предмета
17. Зрительный анализатор. Строение сетчатки. Формирование цветоощущения. Проводниковый отдел. Переработка информации
.
Сетчатка имеет очень сложное строение. В ней находятся световоспринимающие клетки - палочки и колбочки. Палочки (130 млн.) более чувствительны к свету. Их называют аппаратом сумеречного зрения. Колбочки (7 млн.) - это аппарат дневного и цветового зрения. При раздражении световыми лучами этих клеток возникает возбуждение, которое через зрительный нерв проводится в зрительные центры, расположенные в затылочной зоне коры больших полушарий. Участок сетчатки, из которого выходит зрительный нерв, лишен палочек и колбочек и поэтому не способен к восприятию света. Его называют слепым пятном. Почти рядом с ним находится желтое пятно, образованное скоплением колбочек, - место наилучшего видения.
В состав оптической, или преломляющей, системы глаза входят: роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело. У людей с нормальным зрением лучи света, проходящие через каждую из этих сред, преломляются и затем попадают на сетчатку, где образуют уменьшенное и перевернутое изображение видимых глазом предметов. Из этих прозрачных сред только хрусталик способен активно изменять свою кривизну, увеличивая ее при рассматривании близких предметов и уменьшая при взгляде на далекие объекты. Такая способность глаза к четкому видению разноудаленных предметов называется аккомодацией. Если при прохождении через прозрачные среды лучи преломляются слишком сильно, они фокусируются впереди сетчатки, в результате чего у человека возникает близорукость. У таких людей глазное яблоко либо удлинено, либо увеличена кривизна хрусталика. Слабое преломление этих сред приводит к фокусировке лучей позади сетчатки, что вызывает дальнозоркость. Она возникает из-за укороченности глазного яблока или уплощения хрусталика. Правильно подобранные очки позволяют исправить эти Проводящие пути зрительного анализатора.Первые , вторые и третьи нейроны проводящего пути зрительного анализатора расположены в сетчатке. Волокна третьих (ганглиозных) нейронов в составе зрительного нерва частично перекрещиваются образуя зрительный перекрест (хиазму). После перекреста образуются правый и левый зрительные тракты. Волокна зрительного тракта заканчиваются в промежуточном мозге (ядре латерального коленчатого тела и подушке таламуса), где расположены четвертые нейроны зрительного пути. Небольшое число волокон достигает среднего мозга в области верхних холмиков четверохолмия. Аксоны четвертых нейронов проходят через заднюю ножку внутренней капсулы и проецируются на кору затылочной доли полушарий большого мозга, где расположен корковый центр зрительного анализатора.недостатки зрения.
18. Слуховой анализатор (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона). Проводниковый отдел. Переработка информации. Слуховая адаптация.
Слуховой и вестибулярный анализаторы. Орган слуха и равновесия включает три отдела: наружное, среднее и внутреннее ухо. Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода. Ушная раковина представлена эластическим хрящом, покрытым кожей, и служит для улавливания звука. Наружный слуховой проход - канал длиной 3,5 см, который начинается наружным слуховым отверстием и заканчивается слепо барабанной перепонкой. Он выстлан кожей и имеет железы, выделяющие ушную серу.
За барабанной перепонкой расположена полость среднего уха, состоящая из барабанной полости, заполненной воздухом, слуховых косточек и слуховой (евстахиевой) трубы. Слуховая труба связывает барабанную полость с полостью носоглотки, что способствует уравниванию давления по обе стороны барабанной перепонки. Слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремечко соединены между собой подвижно. Молоточек рукояткой сращен с барабанной перепонкой, головка молоточка прилегает к наковальне, которая другим концом соединяется со стремечком. Стремечко широким основанием соединяется с перепонкой овального окна, ведущего во внутреннее ухо. Внутреннее ухо расположено в толще пирамиды височной кости; состоит из костного лабиринта и расположенного в нем перепончатого лабиринта. Пространство между ними заполнено жидкостью – перилимфой, полость перепончатого лабиринта - эндолимфой. Костный лабиринт содержит три отдела: преддверие, улитку и полукружные каналы. Улитка относится к органу слуха, остальные его части - к органу равновесия.
Улитка представляет собой костный канал, закрученный в виде спирали. Ее полость разделена тонкой перепончатой перегородкой - основной мембраной. Она состоит из многочисленных (около 24 тыс.) соединительнотканных волоконец разной длины. На основной мембране помещаются рецепторные волосковые клетки кортиева органа - периферического отдела слухового анализатора.
Звуковые волны через наружный слуховой проход достигают барабанной перепонки и вызывают ее колебания, которые усиливаются (почти в 50 раз) системой слуховых косточек и передаются перилимфе и эндолимфе, затем воспринимаются волокнами основной мембраны. Высокие звуки вызывают колебания коротких волоконец, низкие - более длинных, расположенных у вершины улитки. Эти колебания возбуждают рецепторные волосковые клетки кортиева органа. Далее возбуждение передается по слуховому нерву в височную долю коры больших полушарий, где происходят окончательный анализ и синтез звуковых сигналов. Ухо человека воспринимает звуки частотой от 16 до 20 тыс. Гц.
Проводящие пути слухового анализатора.Первый нейрон проводящих путей слухового анализатора - упомянутые выше биполярные клетки. Их аксоны образуют улитковый нерв, волокна которого входят в продолговатый мозг и оканчиваются в ядрах, где расположены клетки второго нейрона проводящих путей. Аксоны клеток второго нейрона доходят до внутреннего коленчатого тела, главным образом противоположной стороны. Здесь начинается третий нейрон, по которому импульсы достигают слуховой области коры больших полушарий.
Помимо основного, проводящего пути, связывающего периферический отдел слухового анализатора с его центральным, корковым отделом, существуют и другие пути, через которые могут осуществляться рефлекторные реакции на раздражение органа слуха у животного и после удаления больших полушарий. Особое значение имеют ориентировочные реакции на звук. Они осуществляются при участии четверохолмия, к задним и отчасти передним буграм которого идут коллатерали волокон, направляющихся к внутреннему коленчатому телу.
19. Вестибулярный анализатор (локализация рецепторов, первое переключение, повторное переключение, проекционная зона). Проводниковый отдел. Переработка информации .
Вестибулярный аппарат. Представлен преддверием и полукружными каналами и является органом равновесия. В преддверии имеются два мешочка, заполненные эндолимфой. На дне и во внутренней стенке мешочков расположены рецепторные волосковые клетки, к которым примыкает отолитовая мембрана с особыми кристаллами - отолитами, содержащими ионы кальция. Три полукружных канала расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Основания каналов в местах их соединения с преддверием образуют расширения - ампулы, в которых расположены волосковые клетки.
Рецепторы отолитового аппарата возбуждаются при ускоряющихся или замедляющихся прямолинейных движениях. Рецепторы полукружных каналов раздражаются при ускоренных или замедленных вращательных движениях за счет передвижения эндолимфы. Возбуждение рецепторов вестибулярного аппарата сопровождается рядом рефлекторных реакций: изменением тонуса мышц, способствующих выпрямлению тела и сохранению позы. Импульсы от рецепторов вестибулярного аппарата по вестибулярному нерву поступают в ЦНС. Вестибулярный анализатор связан с мозжечком, который регулирует его деятельность.
Проводящие пути вестибулярного аппарата.Проводящий путь статокинетического аппаратаосуществляет передачу импульсов при изменении положения головы и тела, участвуя совместно с другими анализаторами в ориентировочных реакциях организма относительно окружающего пространства. Первый нейрон статокинетического аппарата находится в преддверном ганглии, залегающем на дне внутреннего слухового прохода. Дендриты биполярных клеток преддверного узла формируют преддверный нерв, образованный 6 ветвями: верхними, нижними, боковыми и задними ампулярными, утрикулярными и саккулярными. Они контактируют с чувствительными клетками слуховых пятен и гребешков, расположенных в ампулах полукружных каналов, в мешочке и маточке преддверия перепончатого лабиринта.
20. Вестибулярный анализатор. Формирование чувства равновесия. Автоматический и сознательный контроль равновесия тела. Участие вестибулярного аппарата в регуляции рефлексов .
Вестибулярный аппарат выполняет функции восприятия положения тела в пространстве, сохранения равновесия. При любом изменении положения головы раздражаются рецепторы вестибулярного аппарата. Импульсы передаются в мозг, из которого к скелетным мышцам поступают нервные импульсы с целью коррекции положения тела и движений. Вестибулярный аппарат состоит из двух частей: преддверия и полукружных каналов, в которых находятся рецепторы статокинетического анализатора.