СКАЧАТЬ РАБОТУ БЕСПЛАТНО -
Информация, поступающая в мозг, необходима для простых и сложных рефлекторных актов вплоть до психической деятельности человека. И.М. Сеченов писал, что «психический акт не может явиться в сознании без внешнего чувственного возбуждения». Переработка сенсорной информации может сопровождаться, но может и не сопровождаться осознанием стимула. Если осознание происходит, говорят об ощущении. Понимание ощущения приводит к восприятию[1].
В составе сенсорной системы различают 3 отдела: 1) периферический, состоящий из рецепторов, воспринимающих определенные сигналы, и специальных образований, способствующих работе рецепторов (эта часть представляет собой органы чувств — глаз, ухо и др.); 2) проводниковый, включающий проводящие пути и подкорковые нервные центры; 3) корковый – области коры больших полушарий, которым адресуется данная информация[2].
Рецепторами называются специальные образования, трансформирующие (преобразующие) энергию внешнего раздражения в специфическую энергию нервного импульса.
Все рецепторы по характеру воспринимаемой среды делятся на экстерорецепторы, принимающие раздражения из внешней среды, (рецепторы органов слуха, зрения, обоняния, вкуса, осязания), интерорецепторы, реагирующие на раздражения из внутренних органон, и проприорецепторы, воспринимающие раздражения из двигательного аппарата (мышц, сухожилий, суставных сумок).
По виду воспринимаемых раздражений различают хеморецепторы (рецепторы вкусовой и обонятельной сенсорных систем, хеморецепторы сосудов и внутренних органов); механорецепторы (проприорецепторы двигательной сенсорной системы, барорецепторы сосудов, рецепторы слуховой, вестибулярной, тактильной и болевой сенсорных систем); фоторецепторы (рецепторы зрительной сенсорной системы) и терморецепторы (рецепторы температурной сенсорной системы кожи и внутренних органов).
По характеру связи с раздражителем различают дистантные рецепторы, реагирующие на сигналы от удаленных источников и обусловливающие предупредительные реакции организма (зрительные и слуховые), и контактные, принимающие непосредственные воздействия (тактильные и др.)[3].
По структурным особенностям различают первичные и вторичные рецепторы.
Нервный путь, связывающий рецептор с корковыми клетками, обычно состоит из четырех нейронов: первый, чувствительный нейрон расположен вне ЦНС — в спинномозговых узлах или узлах черепномозговых нервов (спиральном узле улитки, вестибулярном узле и др.); второй нейрон находится в спинном, продолговатом или среднем мозге; третий нейрон — в релейных (переключательных) ядрах таламуса (промежуточный мозг); четвертый нейрон представляет собой корковую клетку проекционной зоны коры больших полушарий.
Возникший в рецепторах нервный импульс потенциал действия сенсорного волокна доходит до первой релейной станции обработки (перцепции) афферентного потока в центральной нервной системе. Спинной мозг (medulla spinalis) у взрослых представляет собой тяж длиной 41-45 см, несколько сплюснутый спереди назад. Он имеет два утолщения, соответствующих корешкам нервов верхней и нижней конечностей. Из этих утолщений больше поясничное, но более дифференцировано шейное, что связано со сложно организованной моторикой руки. В функциональном отношении следует подчеркнуть, организация сенсорных комплексов на уровне шейных сегментов подчинена этой основной функции.
Серое вещество спинного мозга представлено телами нейронов. Нейрон структурная, функциональная и генетическая единица нервной системы. Отростки нейронов обеспечивают проведение нервного импульса от рецепторов или других нейронов до следующих нейронов, а так же на периферию до эфферентных исполнителей.
Каждая половина спинного мозга содержит три продольных канатика: передний, боковой и задний. Задний канатик в шейном и верхнегрудном отделах делится на два пучка: Голля и Бурдаха, переходящими на дорзальную поверхность продолговатого мозга.
Наибольшую часть в отношении массы головного мозга составляют полушария, за ними по величине следует мозжечок. Остальную, сравнительно небольшую часть составляет мозговой ствол.
Продолговатый мозг (myeloncephalon) представляет собой непосредственное продолжение спинного мозга в ствол головного мозга и сочетает в себе черты строения обоих отделов центральной нервной системы. Этим оправдывается его название[4].
Задний мозг (metencеphalon) состоит из двух частей: вентрально расположенного моста и дорзального мозжечка. Мост каудально граничит с верхним концом продолговатого мозга, краниально – с ножками среднего мозга. На поперечных срезах моста отчетливо выделяется массивная вентральная и меньшая дорзальная части. Границей между ними служит толстый слой поперечных волокон трапециевидное тело, включающее волокна и ядра слухового пути. Вентральная часть моста содержит продольные и поперечные волокна, между которыми разбросаны ядра серого вещества. Продольные волокна представляют собой нисходящие и восходящие проекционные пути. Поперечные пути обеспечивают связь ядер моста с мозжечком и корой большого мозга, включаясь в экстрапирамидную систему. Дорзальная часть содержит ретикулярную формацию, являющуюся продолжением такой же части продолговатого мозга и медиальную петлю второй нейрон проприоцептивного анализатора. В ретикулярной формации моста находятся две группы ядер, которые относятся к общему респираторному центру. Одна группа ядер активирует центр вдоха продолговатого мозга, другая - центр выдоха. Средний мозг содержит так же ядра лицевого, отводящего, тройничного нервов. Наиболее сложно организованы ядра тройничного нерва. Сенсорная часть тройничного нерва имеет три ядра: мезэнцефалическое (восходящее), главное и нисходящее. Таким образом, формируется морфологическая структура тригемино – корпорального афферентного взаимодействия, имеющая большое значение в контроле восходящей афферентации и реализации эффектов акупунктуры.
Сенсорная входная система заднего мозга включает большое многообразное рецептивное поле тройничного нерва (голова и часть шеи), ограниченное экстрацептивное (чаша ушной раковины) лицевого нерва. Конечно же, основная афферентная система головы мощно организованная анатомо-функциональная структура тройничного нерва. Важно, что восходящий афферентный поток с туловища контролируется тройничным нервом, имеющим, следовательно, большие функциональные возможности для обеспечения этой деятельности. В практическом отношении это означает, что акупунктурные точки в системе тройничного нерва обладают большей активностью в сравнении с точками, расположенными на туловище. Афферентное поле мозжечка организовано по общему правилу проприоцептивного пути, проприорецепторы расположены в мускулатуре туловища, шеи, головы.
Средний мозг (mesencephalon) развивается в процессе филогенеза под преимущественным влиянием зрительного анализатора, поэтому важнейшие образования имеют отношение к иннервации глаза. Здесь же образовались центры слуха, которые вместе с центрами зрения разрослись в виде четверохолмия, составляя подкорковые станции анализа соответствующих сигналов. С развитием переднего мозга через средний стали проходить проводящие пути, связывающие кору конечного мозга со спинным посредством ножек. На поперечном разрезе среднего мозга выделяют: 1) пластину крыши, 2) покрышку, 3) ножку мозга. О среднем мозге следует говорить как об образовании, собравшего все афферентные пути и имеющего большое значение в контроле сенсорного потока[5].
Промежуточный мозг (diencephalon), являясь частью переднего мозга, залегает под мозолистым телом и сводом, срастаясь по бокам с большими полушариями. Содержит он две основные части: дорсальную филогенетически более молодую thalamencehalon (центр афферентных путей) и вентральную более старую hypothalamus (высший вегетативный центр).
Базальные ганглии головного (стриарные тела) мозга включают в себя три парных образования: неостриатум (хвостатое ядро и скорлупа), палеостриатум (бледный шар), ограда. Обилие и характер связей базальных ганглиев свидетельствуют об их участии в интегральных процессах по организации и регуляции моторики (безусловно рефлекторная деятельность, экстрапирамидная система), эмоций, вегетативных реакций. Во взаимодействиях неостриатума и палеостриатума между собой превалируют тормозные реципрокные отношения. Взаимодействие черной субстанции с неостриатумом основано на прямых и обратных связях между ними путем регулирования концентрации и чувствительности к центральным дофаминам.
Афферентная организация функций базальных ганглиев, в основном, ориентирована на обеспечение функций по организации экстрапирамидной моторики.
Лимбическая система представляет собой функциональное объединение структур мозга, участвующих в организации эмоционально-мотивационного поведения и его сложных комплексов (инстинкты, пищевое, половое и оборонительное поведение, смена фаз сна и бодрствования). Она, как филогенетически древнее образование мозга, оказывает регулирующее влияние на кору и подкорковые образования, устанавливая необходимое соответствие уровней их активности.
Особенности структурно-функциональной организации коры мозга связаны с тем, что в эволюции происходила кортиколизация функций ЦНС, т.е. передача ей функций нижележащих структур мозга. Однако эта передача не означает, что кора берет на себя выполнение функций других структур. Ее роль сводится к коррекции возможных нарушений функций взаимодействующих с ней систем, более совершенного, с учетом индивидуального опыта, анализа сигналов и организации оптимальной реакции на эти сигналы, формирование в своих и других заинтересованных структурах мозга памятных следов о сигнале, его характеристиках, значении и характере реакции на него[6].
2. Основные функции сенсорных систем
Основные функции сенсорных систем: сбор и обработка информации о внешней и внутренней среде организма; осуществление обратных связей, информирующих нервные центры о результатах деятельности; поддержание нормального уровня (тонуса) функционального состояния мозга[7].
Разложение сложностей внешнего и внутреннего мира на отдельные элементы и их анализ И.П. Павлов считал основной функцией сенсорных систем (анализаторов). Помимо первичного сбора информации важной функцией сенсорных систем является также осуществление обратных связей о результатах деятельности организма. Для уточнения и совершенствования различных действий человека, в первую очередь двигательных, ЦНС должна получать информацию о силе и длительности выполняемых сокращений мышцами, о скорости и точности перемещений тела или рабочих снарядов, об изменениях темпа движений, о степени достижения поставленной цели и т.п. Без этой информации невозможно формирование и совершенствование двигательных навыков, в том числе спортивных, затруднено совершенствование техники выполняемых упражнений.
Наконец, сенсорные системы вносит свой вклад в регуляцию функционального состояния организма. Импульсация, идущая от различных рецепторов в кору больших полушарий как по специфическим, так и по неспецифическим путям, является существенным условием поддержания нормального уровня ее функционального состояния. Искусственное выключение органов чувств в специальных экспериментах на животных приводило к резкому снижению тонуса коры и засыпанию. Такое животное просыпалось лишь во время кормления и при позывах к мочеиспусканию или опорожнению кишечника.
Сенсорная система выполняет следующие основные операции с сигналами: 1) обнаружение; 2) различение; 3) передачу и преобразование; 4) кодирование; 5) детектирование признаков; 6) опознание образов. Обнаружение и первичное различение сигналов обеспечивается рецепторами, а детектирование и опознание сигналов – нейронами коры больших полушарий. Передачу, преобразование и кодирование сигналов осуществляют нейроны всех слоев сенсорных систем[8].
1. Обнаружение сигналов. Оно начинается в рецепторе – специализированной клетке, эволюционно приспособленной к восприятию раздражителя определенной модальности из внешней или внутренней среды и преобразованию его из физической или химической формы в форму нервного возбуждения.
2. Различение сигналов. Важная характеристика сенсорной системы – способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей. Различение начинается в рецепторах, но в этом процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы. Оно характеризует то минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить (дифференциальный, или разностный, порог).
3. Передача и преобразование сигналов. Процессы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе доносят до высших центров мозга наиболее важную (существенную) информацию о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа. Преобразования сигналов могут быть условно разделены на пространственные и временные. Среди пространственных преобразований выделяют изменения соотношения разных частей сигнала.
4. Кодирование информации. Кодированием называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму - код. В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом, т.е. наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени. Информация о раздражении и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп или «пачек» импульсов («залпов» импульсов). Амплитуда, длительность и форма каждого импульса одинаковы, но число импульсов в пачке, частота их следования, длительность пачек и интервалов между ними, а также временной «рисунок» пачки различны и зависят от характеристик стимула. Сенсорная информация кодируется также числом одновременно возбужденных нейронов, а также местом возбуждения в нейронном слое.
5. Детектирование сигналов. Это избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные параметры стимула. Так, типичный нейрон зрительной области коры отвечает разрядом лишь на одну определенную ориентацию темной или светлой полоски, расположенной в определенной части поля зрения. При других наклонах той же полоски ответят другие нейроны. В высших отделах сенсорной системы сконцентрированы детекторы сложных признаков и целых образов.
6. Опознание образов. Это конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы. Она заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т.е. в классификации образов. Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует «образ» раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм. В результате этого происходит восприятие, т. е. мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем. Опознание часто происходит независимо от изменчивости сигнала. Мы надежно опознаем, например, предметы при различной их освещенности, окраске, размере, ракурсе, ориентации и положении в поле зрения. Это означает, что сенсорная система формирует независимый от изменений ряда признаков сигнала (инвариантный) сенсорный образ.
Заключение
Сенсорные системы человека являются частью его нервной системы, способной воспринимать внешнюю для мозга информацию, передавать ее в мозг и анализировать. Получение информации от окружающей среды и собственного тела является обязательным и необходимым условием существования человека. Термин «сенсорные системы» сменил название «органы чувств», сохранившееся только для обозначения анатомически обособленных периферических отделов некоторых сенсорных систем (как, например, глаз или ухо). В отечественной литературе в качестве синонима сенсорной системы применяется предложенное И.П. Павловым понятие «анализатор», указывающее на функцию сенсорной системы.
Все сенсорные системы состоят из периферических рецепторов, проводящих путей и переключательных ядер, первичных проекционных областей коры и вторичной сенсорной коры. Сенсорные системы организованы иерархически, т.е. включают несколько уровней последовательной переработки информации. Низший уровень такой переработки обеспечивают первичные сенсорные нейроны, которые расположены в специализированных органах чувств или в чувствительных ганглиях и предназначены для проведения возбуждения от периферических рецепторов в центральную нервную систему. Периферические рецепторы — это чувствительные высокоспециализированные образования, способные воспринять, трансформировать и передать энергию внешнего стимула первичным сенсорным нейронам.
Центральные отростки первичных сенсорных нейронов оканчиваются в головном или спинном мозге на нейронах второго порядка, тела которых расположены в переключательном ядре. В нем имеются не только возбуждающие, но и тормозные нейроны, участвующие в переработке передаваемой информации. Представляя более высокий иерархический уровень, нейроны переключательного ядра могут регулировать передачу информации путем усиления одних и торможения или подавления других сигналов. Аксоны нейронов второго порядка образуют проводящие пути к следующему переключательному ядру, общее число которых обусловлено специфическими особенностями разных сенсорных систем. Окончательная переработка информации о действующем стимуле происходит в сенсорных областях коры.
Сенсорные системы человека обеспечивают:
1) формирование ощущений и восприятие действующих стимулов;
2) контроль произвольных движений;
3) контроль деятельности внутренних органов;
4) необходимый для бодрствования человека уровень активности мозга.
Список литературы
- Батуев А.С. Физиология сенсорных систем. М.: Медицина, 2006. – 420 с.
- Вартанян И.А. Физиология сенсорных систем. СПб., 1999.
- Иваничев Г.А. Сенсорное и рефлекторное взаимодействие в механизмах акупунктуры. Казань: Изд-во «Матбугат йорты», 1999. – 144 с.
- Основы сенсорной физиологии // Под ред. Р. Шмитда. М.: Мир, 2007. – 274 с.
- Словарь физиологических терминов. М.: Наука, 2007. – 690 с.
- Физиология человека / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. М.: Медицина, 1997; Т.1. – 448 с.
[1] Вартанян И.А. Физиология сенсорных систем. СПб., 1999. С. 15-17.
[2] Иваничев Г.А. Сенсорное и рефлекторное взаимодействие в механизмах акупунктуры. Казань, 1999. С. 20-21.
[3] Батуев А.С. Физиология сенсорных систем. М., 2006. С. 102.
[4] Основы сенсорной физиологии // Под ред. Р. Шмитда. М., 2007. С. 53.
[6] Иваничев Г.А. Указ. соч. С. 32.
[7] Физиология человека / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. М.: Медицина, 1997; Т.1. С. 113-115.
[8] Батуев А.С. Указ. соч. С. 56-58.
| 
