Презентация на тему: Сенсорика

СЕНСОРИКА Общая характеристика органов чувств. Рецепторы. Их функциональная характеристика. Обработка сенсорных стимулов на уровне спинного мозга, таламуса и коры больших полушарий. Тактильная чувствительность.

Органы чувств (Сенсорные системы) Сенсорные (по И.П.Павлову - анализаторные) системы воспринимают и обрабатывают раздражители самой разной модальности. Издревле выделяли пять основных видов чувственного ощущения: глаз - видит, ухо - слышит, кожа - ощущает, язык - различает вкус, нос - обоняет. К указанным выше необходимо добавить как минимум еще три: сенсорную систему восприятия положения тела, его отдельных частей в пространстве (проприорецепцию); интероцепцию - наличие во внутренних органах различных рецепторов, воспринимающих давление, растяжение, химические раздражители; болевую чувствительность (ноцицепцию).

Общий принцип строения сенсорных систем Начинаются они рецепторами – нервными окончаниями чувствительных (афферентных) нейронов. Тела афферентных нейронов в различных отделах ЦНС образуют ядерные скопления (не менее трех): а) в спинном мозге или стволе мозга, б) таламусе, в) в коре больших полушарий.

Назначение сенсорных систем Функциональное назначение сенсорных систем может быть сведено к: а) запуску рефлексов, так как они являются афферентным звеном рефлекторной дуги, б) созданию ощущений, в) обеспечению неспецифической активации ЦНС, г) получение информации от внешнего мира.

Функции сенсорных систем Поступающие в ЦНС сигналы вначале обрабатываются (анализируются, кодируются ) поэтапно, начиная с рецептора и вплоть до коры больших полушарий. В результате возникает субъективное отражение внешнего мира и внутренней среды организма, то есть происходит декодирование поступившего сигнала. А это служит основой для формирования адекватного эфферентного ответа (поведенческой реакции). По отношению к сенсорным стимулам поведение состоит из восприятия и реакций, включающих: опознание действующего раздражителя, возникновение чувства и появление мотивации, в сокращении скелетных мышц (движении), изменении функций внутренних органов. Информация переводится в ощущения тогда, когда доходит до коры больших полушарий.

Функции рецепторов Физиологическое назначение рецепторов заключается в восприятии раздражения и преобразования его в потоки нервных импульсов. В связи с тем, что раздражители внешней или внутренней среды имеют самую разнообразную природу, а нервные центры "понимают" лишь один язык - нервный импульс (ПД), то наиболее важной из функций рецептора является преобразование различной модальности раздражения в ПД, то есть кодирование.

Специфичность рецепторов В механизме кодирования информации важнейшую роль играет свойство специфичности рецепторов. В процессе эволюции произошла дифференцировка рецепторов в плане резкого повышения чувствительности к конкретному раздражителю. Особенно высок уровень специализированной чувствительности у дистантных рецепторов. Рецептор воспринимает "свой" адекватный раздражитель, даже если он имеет очень низкий уровень энергии. Наибольшей чувствительностью обладает зрительный анализатор: рецепторы глаза в условиях абсолютной темноты могут воспринимать свет с энергией 1·10-17 - 10-18 Вт, то есть на уровне действия 1-2 квантов.

Всегда ли можно полностью доверять сенсорным системам?

Первично-(а,б) и вторично-чувствующие (в) рецепторы В первичных рецепторах под влиянием раздражителя возникает РП. ПД возникает в следующем перехвате Ранвье.

Суммация РП (появление ПД) в первичночувствующих рецепторах а - при отсутствии раздражителя, b, c, d - при возрастании интенсивности действующего раздражителя.

РП и ПД При механическом воздействии на кожу, а тем самым и на нервное окончание, происходит деформация его мембраны. В результате в этом участке проницаемость мембраны для Nа+ возрастает. Поступление этого иона приводит к возникновению рецепторного потенциала (РП), обладающего всеми свойствами местного потенциала. Его суммация обеспечивает возникновение потенциала действия (ПД) в соседнем перехвате Ранвье. Только после этого ПД распространяется центростремительно без уменьшения амплитуды (декремента).

Включение вторых посредников в рецепторных клетках вторичночувствующих рецепторов В палочках сетчатки при воздействии кванта света происходит подключение цГМФ, что изменяет проницаемость мембраны для ионов (механизм возникновения РП).

Рецепторные клетки Эти клетки через синапс контактируют с окончанием афферентного нейрона. Рецепторный потенциал (РП) возникает в рецепторных клетках. Появление РП приводит к выделению содержащегося в них медиатора из рецепторной клетки в синаптическую щель, которая расположена между рецепторной клеткой и окончанием чувствительного нейрона. Под влиянием медиатора возникает местный, так называемый, генераторный потенциал (ГП), который затем при суммации переходит в ПД, проводящийся по нейрону. Вторичночувствующими рецепторами являются: зрительный, слуховой, вестибулярный, вкусовой.

Адаптация рецепторов Активность рецептора не постоянна, она меняется. Адаптация – изменение чувствительности рецептора при действии различных по силе и продолжительности раздражителей.

Спинной мозг Сюда поступает афферентация от различных рецепторов сомы: тактильных рецепторов кожи, болевых рецепторов, хеморецепторов, проприорецепторов, а также от расположенных во внутренних органах различных интерорецепторов. Большинство этих нейронов на уровне своего сегмента отдает коллатерали, идущие к мотонейронам передних рогов или к вставочным нейронам.

Афферентные функции спинного мозга Поступающие в спинной мозг афферентные импульсы здесь могут служить началом ответных двигательных (за счет синапсов с мотонейронами) или вегетативных рефлексов (за счет связи с нейронами симпатического или парасимпатического отделов, находящихся в боковых рогах). Кроме того, войдя через задние корешки в спинной мозг, через посредство вставочных нейронов, а частично и прямо не прерываясь, поднимаются по восходящим путям в различные структуры головного мозга.

Ствол мозга Ствол мозга, с одной стороны, является таким же, как и спинной мозг, сегментарным отделом для чувствительной импульсации, приходящей сюда по соответствующим черепномозговым нервам. С другой стороны, через ствол мозга проходит восходящая афферентация от спинного мозга, часть которой здесь прерывается и образует скопление нейронов - ядра.

Сенсорные функции ствола мозга Кроме того, в ствол мозга поступает импульсы от зрительной и слуховой сенсорных систем, которые здесь начинают анализироваться. Они могут участвовать как в формировании многих рефлекторных ответов, так и их контроле. Сюда же поступают афферентные волокна от рецепторов внутренних органов грудной и брюшной полости, полости рта, трахеи, гортани, пищевода. Эти афференты участвуют в выполнении множества рефлекторных реакций внутренних органов на различные раздражители внутренней и внешней среды, обеспечивая регуляцию дыхания, кровообращения, пищеварения и т.д.

Таламус Таламус является своеобразным коллектором сенсорных путей, куда поступают почти все виды чувствительности (исключение составляет часть обонятельных путей, которые достигают коры больших полушарий, минуя таламус). В таламусе выделяют более 40 пар ядер, подавляющее большинство которых получает афферентацию по различным чувствительным путям. Между всеми нейронами таламуса имеется широкая сеть контактов, обеспечивающая как обработку информации от отдельных специфических сенсорных систем, так и межсистемную интеграцию.

Связи ядер таламуса 1. Специфические ядра переключения (релейные). Эти ядра получают афференты от трех основных сенсорных систем - соматосенсорной, зрительной, слуховой и переключают их к соответствующим зонам коры больших полушарий. 2. Неспецефические ядра. Получают афференты от всех органов чувств, а также от ретикулярной формации ствола мозга, гипоталамуса. Отсюда посылается импульсация во все зоны коры (как к сенсорным отделам, так и к другим частям), а также к лимбической системе (ответственной за эмоциональное поведение). Эти образования таламуса выполняют функции, сходные с ретикулярной формацией ствола мозга, и относятся к единой ретикулярной формации мозга.

Связи таламуса (б) 3. Ядра с ассоциативными функциями (филогенетически наиболее молодые). Получают афферентацию от ядер самого таламуса, выполняющих вышеуказанные специфические и неспецифические функции. После предварительного анализа информация от этих ядер направляется к тем отделам коры больших полушарий, которые выполняют ассоциативные функции. 4. Ядра, связанные с моторными зонами коры, релейные несенсорные. Они получают афферентацию от мозжечка, базальных ядер переднего мозга и передают ее к моторным зонам коры, то есть тем отделам, которые участвуют в формировании осознанных движений.

Функции таламуса В таламусе заканчивается подкорковая обработка восходящих афферентных сигналов. Здесь происходит частичная оценка ее значимости для организма, благодаря чему не вся информации отсюда отправляется к коре больших полушарий. В оценке значимости поступившей к таламусу афферентации большая роль отводится интеграции информации от различных сенсорных систем, а также тех отделов мозга, которые ответственны за мотивацию, память и т.д. Подавляющая часть афферентации от вегетативных органов доходит лишь до таламуса и к коре не поступает.

Кора больших полушарий В коре выделяются более 50 полей расположения нейронов, связанных с выполнением определенных функций.

Основные зоны коры В сенсорных зонах коры взаимодействие различных нейронов и центров обеспечивает узнавание соответствующего раздражителя, его идентификацию.

Ассоциативные зоны коры В ассоциативные зоны коры адресуются импульсы от различных рецепторов благодаря чему появляется возможность более точной и всесторонней оценки какого-либо сигнала, определение ценности и биологической значимости его. Здесь завершается формирование соответствующих ощущений. Причем окончательное формирование ощущений происходит лишь при совместном действии сенсорных и ассоциативных зон коры и ряда важнейших подкорковых структур. Анализ поступающей информации служит основой формирования программ целенаправленного поведения. С функцией ассоциативных зон связаны процессы обучения и памяти.

Располо-жение рецепторов в коже

Афферентные пути кожной чувствительности 1 - осязание, давление, проприорецепция, 2 - болевая и температурная чувствительность, 3 - задний спиноцеребеллярный, 4 - передний спиноцеребеллярный пути.

Адаптация тактильных рецепторов Среди механорецепторов кожи имеются быстро и медленно адаптирующиеся рецепторы. К примеру, благодаря свойству адаптации кожных рецепторов человек вскоре после одевания перестает замечать наличие на себе одежды. Но стоит "вспомнить" о ней, как благодаря повышению чувствительности рецепторов, мы вновь начинаем ощущать себя "одетыми".

Сегментарная чувствительность кожи

Трехмерный осязаемый мир Механо- и терморецепторы кожи, наряду с проприорецепторами мышц, позволяют правильно построить трехмерный осязаемый мир. Главным источником информации для этого служит рука, когда она находится в движении, прикасаясь и ощупывая предмет. Например, без движения и ощупывания невозможно представить такие качества, как жидкий, клейкий, твердый, эластичный, гладкий и т.д. Особенно эффективно это происходит при «пальпации» левой рукой (информация поступает в правое полушарие «художественное»).

Расположение нейронов тактильной чувствительности в коре больших полушарий В соматосенсорной коре нейроны сгруппированы в виде вертикальных колонок диаметром 0,2 - 0,5 мм. Здесь можно обнаружить четкую специализацию, выражающуюся в том, что все колонки связаны с определенным типом рецепторов.

В каждой половине больших полушарий мозга в коре в задней центральной извилине имеется соматосенсорная зона (S). Здесь представлена проекция противоположной стороны тела с хорошо выраженной соматотопичностью (рис.). Соматотопическая карта коры является значительным искажением периферии: кожа наиболее важных для человека отделов - рук и рта (имеющих на периферии самую высокую плотность рецепторов) занимает большую площадь. В коре происходит осознание ощущения. Для этого большое значение имеют предшествовавшие воздействия - научение.