Сенсорные системы человека

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Определение сенсорной системы

1.1 Основные функции сенсорных систем

1.2 Общие принципы организации сенсорных систем

1.3 Механизмы переработки информации в сенсорной системе

1.4 Методы исследования сенсорных систем

2. Зрительная сенсорная система

3. Слуховая сенсорная система

4. Вестибулярная сенсорная система

5. Соматосенсорная система

5.1 Кожная рецепция

5.2 Свойства тактильного восприятия

5.3 Температурная рецепция

5.4 Болевая рецепция

5.5 Проприоцепция

6. Обонятельная сенсорная система

7. Вкусовая сенсорная система

8. Висцеральная сенсорная система

Заключение

Литература

Введение

Элементарная рефлекторная деятельность человека, его сложные поведенческие акты и психические процессы зависят от функционального состояния его органов чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса, соматической и висцеральной чувствительности, с помощью которых осуществляется восприятие и анализ бесконечного потока информации из окружающего нас материального мира и внутренней среды организма. Органы чувств -- это «окна», через которые внешний мир проникает в наше сознание. Без этой информации была бы невозможна оптимальная организация как самых примитивных, «животных», функций нашего организма, так и высших познавательных психических процессов человека, дающих ему неограниченную власть над природой.

Сенсорная информация, которую мы получаем с помощью органов чувств (анализаторов), имеет значение не только для организации деятельности внутренних органов и поведения соответственно требованиям окружающей среды, но и для полноценного развития ребёнка.

Цель и задачи данной работы состоят в рассмотрении понятия «сенсорные системы», анализе сенсорных систем человека и определения значимости каждой из них в развитии и жизнедеятельности человека. Также необходимо сделать вывод о научном и практическом значении изучения психофизиологии сенсорных систем.

1. Определение сенсорной системы

Сенсорная система -- совокупность образований, обеспечивающих восприятие сенсорных раздражителей. Включает периферический отдел (рецепторы, вспомогательный аппарат и опорные элементы), проводниковый отдел и центральные образования, расположенные в различных отделах мозга. Каждая сенсорная система образует связи с разнообразными структурами моторных и интегративных систем мозга. Сенсорные системы являются необходимым звеном для формирования ответных реакций на воздействия среды. Для сенсорной системы характерно наличие обратных связей, адресованных к рецепторному или первому центральному отделу. Активация их дает возможность регулировать процесс восприятия информации и ее проведение по восходящим путям в мозге.

1.1 Основные функции сенсорных систем

Информация об окружающем мире воспринимается человеком через органы чувств, называемые в физиологии сенсорными системами.

Сенсорные системы воспринимают сигналы от внешнего мира и несут в мозг информацию, необходимую организму для ориентации во внешней среде и для оценки состояния самого организма. Эти сигналы возникают в воспринимающих элементах -- рецепторах и передаются в мозг через цепи нейронов и связующих их нервных волокон сенсорной системы. Передача сигналов сопровождается многократными преобразованиями и перекодированием на всех уровнях сенсорной системы и завершается опознанием сенсорного образа.

Основные функции сенсорной системы:

* обнаружение и различение сигналов;

* передача и преобразование сигналов;

* кодирование информации;

* детектирование сигналов и опознавание образов.

Если развивающегося ребёнка в течение нескольких лет лишать сенсорных раздражителей, то такое существо было бы полностью лишено психических функций.

1.2 Общие принципы организации сенсорных систем

Все сенсорные системы человека организованы по определенным общим принципам, к которым относятся: многослойность, многоканальность, наличие «сенсорных воронок», а также дифференциация по вертикали и горизонтали.

Многослойность означает наличие в каждой системе нескольких слоев нейронов, первый из которых связан с рецепторами, а последний -- с нейронами моторных областей коры мозга. Это свойство обеспечивает возможность специализации слоев на переработке разных видов сенсорной информации, что позволяет, быстро реагировать на простые сигналы, анализируемые уже на низких уровнях. Кроме того, создаются также условия для избирательного регулирования свойств нейронных слоев путем нисходящих влияний из других отделов мозга.

Многоканальность сенсорной системы заключается в том, что в каждом нейронном слое имеется множество (от десятков тысяч до миллионов) нервных клеток, связанных нервными волокнами со множеством клеток следующего слоя. Наличие множества таких параллельных каналов обработки и передачи сенсорной информации обеспечивает сенсорной системе большую тонкость анализа сигналов (высокое «разрешение» сенсорных сигналов) и значительную надежность.

Разное количество элементов в соседних нейронных слоях формирует так называемые сенсорные воронки. Так, в сетчатке каждого глаза у человека насчитывается 130 милионов фоторецепторов, а в слое выходных (ганглиозных) клеток сетчатки нейронов в 100 раз меньше (суживающаяся воронка). Смысл суживающейся воронки связан с уменьшением избыточности информации, а расширяющейся -- с обеспечением параллельного анализа разных признаков сигнала. На следующих уровнях зрительной системы формируется расширяющаяся воронка: количество нейронов в первичной проекционной области зрительной коры мозга в тысячи раз больше, чем на выходе из сетчатки. В слуховой и в ряде других сенсорных систем от рецепторов к коре представлена только расширяющаяся воронка. Физиологический смысл суживающейся воронки связан с уменьшением избыточности информации, а расширяющейся -- с обеспечением параллельного анализа разных признаков сигнала.

Дифференциация сенсорной системы по вертикали заключается в образовании отделов, каждый из которых состоит, как правило, из нескольких нейронных слоев. Таким образом, отдел сенсорной системы -- более крупное образование, чем слой нейронов. Каждый отдел (например, обонятельные луковицы или кохлеарные ядра слуховой системы) имеет определенную функцию.

Дифференциация сенсорной системы по горизонтали определяется различиями в свойствах рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах каждого из слоев. Так, в зрении работают два параллельных нейронных канала, идущих от фоторецепторов к коре и по-разному перерабатывающих информацию от центра и от периферии сетчатки (так называемые парвоцеллюлярный и магноцеллюлярный каналы, или Х- и У-системы) .

1.3 Механизмы переработки информации в сенсорной системе

Переработка информации в сенсорной системе осуществляется с помощью процессов возбудительного и тормозного межнейронного взаимодействия. Это взаимодействие осуществляется по горизонтали (в пределах одного нейронного слоя) и по вертикали (между нейронами соседних слоев).

Возбудительное взаимодействие по вертикали заключается в том, что аксон каждого нейрона, приходя в вышележащий слой, контактирует с несколькими нейронами, каждый из которых получает сигналы от нескольких клеток предыдущего слоя. В результате подобного взаимодействия формируются рецептивные и проекционные поля сенсорных нейронов, играющих ключевую роль в переработке сенсорных сигналов.

Совокупность рецепторов, сигналы с которых поступают на данный нейрон, называют его рецептивным полем. В пределах рецептивного поля происходит пространственная суммация, т. е. ответ нейрона увеличивается, а порог его чувствительности снижается при увеличении площади поверхности раздражителя.

Проекционным полемсенсорного нейрона называется совокупность нейронов более высокого слоя, которые получают его сигнал. Наличие проекционных полей обеспечивает сенсорной системе высокую устойчивость к повреждающим воздействиям и способность к восстановлению функций. Локальное возбуждение рецепторов потенциально может возбудить довольно обширную группу нейронов верхних слоев сенсорной системы. Это увеличивает вероятность восприятия раздражения, хотя и связано с «дефокусировкой» (размыванием его центрального отображения). Вмешательство торможения, ограничивающего зону возбуждения, обычно автоматически осуществляет «фокусировку» этой зоны.

Горизонтальная переработка сенсорной информации имеет, в основном, тормозной характер и основана на том, что обычно каждый возбужденный нейрон активирует тормозной интсрнейрон. Интернейрон в свою очередь подавляет импульсацию как самого возбудившего его нейрона (возвратное торможение), так и соседей по слою (латеральное торможение). Латеральное торможение является одним из ведущих механизмов, осуществляющих большую часть операций по снижению избыточности и выделению наиболее существенных сведений о раздражителе.

Взаимодействие сенсорных систем, В коре головного мозга происходит интеграция сигналов высшего порядка, получаемых от разных сенсорных систем. Особенно это свойственно нейронам ассоциативных областей коры больших полушарий. Межсенсорное (кроссмодальное) взаимодействие на корковом уровне создает условия для формирования «картины мира», координации с ней схемы тела и поведения организма .

1.4 Методы исследования сенсорных систем

Функции сенсорных систем исследуют в электрофизиологических, нейрохимических и поведенческих опытах на животных, проводят психофизиологический анализ восприятия у здорового и больного человека, а также с помощью ряда современных методов картируют мозг при разных сенсорных нагрузках. Кроме того, сенсорные функции моделируют и протезируют.

2. Зрительная сенсорная система

Особо важное значение для нормального физического и психического развития человека имеет орган зрения. Это обусловлено тем, что подавляющая часть всей информации из окружающего мира (примерно 90 %) поступает в наш мозг через зрительный канал .

Зрение -- это много звеньевой процесс, начинающийся с проекции изображения на сетчатку глаза. Затем происходит возбуждение фоторецепторов, передача и преобразование зрительной информации в нейронных слоях зрительной системы, а заканчивается зрительное восприятие принятием высшими корковыми отделами зрительной системы решения о зрительном образе .

Глазное яблоко имеет шарообразную форму, что облегчает его повороты для наведения на рассматриваемый объект и обеспечивает хорошую фокусировку изображения на всей светочувствительной оболочке глаза -- сетчатке.

На пути к сетчатке лучи света проходят через прозрачные среды -- роговицу, хрусталик, стекловидное тело. Эти среды обладают преломляющей способностью, в результате чего на сетчатке получается изображение, резко уменьшенное, перевернутое кверху ногами и справа налево.

Аккомодацией называют приспособление глаза к ясному видению объектов, находящихся на различном расстоянии (аналог фокусировки в фотографии). Основная роль в аккомодации принадлежит хрусталику, способному изменять свою кривизну, а, следовательно, и преломляющую способность.

Существует две основных аномалии -- близорукость и дальнозоркость. При близорукости продольная ось глаза слишком длинна, и лучи от дальнего объекта фокусируются не на сетчатке, а перед ней. Коррекция осуществляется рассеивающими линзами, отодвигающими фокусное расстояние на сетчатку. При дальнозоркости продольная ось глаза укорочена, лучи фокусируются за сетчаткой. Коррекция осуществляется собирающими линзами, приближающими фокусное расстояние на сетчатку.

Зрачок -- это отверстие в радужной оболочке, через которое свет проходит в глаз. Зрачок реагирует на свет: на свету он сужается, в темноте -- расширяется (зрачковый рефлекс). Зрачковый рефлекс имеет адаптивное значение, так как стабилизирует освещенность сетчатки в небольшом диапазоне.

Сетчатка -- это внутренняя светочувствительная оболочка глаза, имеющая сложную многослойную структуру. Имеет два вида фоторецепторов -- палочки (ответственные за сумеречное зрение) и колбочки (обеспечивают дневное и цветовое зрение). Возбуждение фоторецепторов активирует первую нервную клетку -- биполярный нейрон, который активирует ганглиозные клетки сетчатки (отростки которых формируют зрительный нерв), передающие свои импульсы в подкорковые зрительные центры.

Из сетчатки импульсы по волокнам зрительного нерва устремляются в мозг. Зрительные нервы от двух глаз встречаются у основания мозга, где часть волокон переходит на противоположную сторону, перекрещиваются (зрительный перекрест). Это обеспечивает каждое полушарие мозга информацией от обоих глаз. После перекреста зрительные нервы называются зрительными трактами, основное количество их волокон попадает в подкорковый зрительный центр (наружное коленчатое тело). Отсюда зрительные сигналы поступают в первичную проекционную область зрительной коры (стриарная кора). Зрительная кора в основном сохраняет ретинотопию (сигналы от соседних участков сетчатки попадают в соседние участки коры).

Чтобы возникло зрительное ощущение, свет должен обладать некоторой минимальной (пороговой) энергией (минимальное количество квантов света, необходимое для ощущения света в темноте, колеблется от 8 до 47). Световая чувствительность палочковой системы в 100 раз выше, чем у колбочковой.

При переходе от темноты к свету наступает временное ослепление, а затем чувствительность восстанавливается. Это явление называется световой адаптацией, обратное явление -- темновая адаптация -- наблюдается, когда человек из светлого помещения переходит в почти неосвещенное помещение. В первое время он почти ничего не видит из-за пониженнойвозбудимости фоторецепторов и зрительных нейронов. Постепенно начинают выявляться контуры предметов, а затем и их детали (вследствие повышения чувствительности фоторецепторов и зрительных нейронов). Повышение световой чувствительности в темноте происходит неравномерно: в первые 10 мин она увеличивается в десятки раз, а затем, в течение часа, в десятки тысяч раз. Это связано в основном с восстановлением зрительного пигмента палочек родопсина.

Зрительные ощущения появляются не мгновенно. Время «инерции зрения», необходимое для возникновения зрительного ощущения, в среднем 0,03--0,1 с. Ощущение также исчезает не сразу после того, как прекратилось раздражение, -- оно держится еще некоторое время. Быстро следующие одно за другим световые раздражения сливаются в непрерывное ощущение. Минимальная частота слияния световых стимулов (вспышек света), при которой происходит объединение отдельных ощущений, называется критической частотой слияния мельканий. Она равна 10--15 вспышкам в секунду. На этом свойстве основано кино и телевидение: мы не видим промежутков между отдельными кадрами, так как зрительное ощущение от одного кадра еще длится до появления следующего.

Видимый нами спектр электромагнитных излучений заключается между коротковолновым (длина волны 400 нм) и длинноволновым (700 нм) излучением. Коротковолновое излучение дает нам ощущение фиолетового цвета, длинноволнового -- красного (остальные цвета имеют промежуточные длины волн). Смешение лучей всех цветов дает белый цвет.

Частичная цветовая слепота описана в XVIII в. Д. Дальтоном. Поэтому аномалию цветовосприятия называют дальтонизмом.

Остротой зрения называют максимальную способность различать отдельные детали объектов. Максимальную остроту зрения имеет центр сетчатки -- желтое пятно.

Поле зрения -- пространство, видимое глазом при фиксации взгляда в одной точке. Измерение границ поля зрения проводят по периметру.

Бинокулярное зрение -- это зрение двумя глазами. При взгляде на какой-либо предмет у человека с нормальным зрением не возникает ощущения двух предметов, хотя и имеются два изображения на двух сетчатках. Бинокулярное слияние, или объединение двух сигналов от двух сетчаток в единый образ происходит в первичной зрительной коре мозга.

Величина знакомого предмета оценивается как функция величины его изображения на сетчатке и расстояния предмета от глаз. В случае, когда расстояние до незнакомого предмета оценить трудно, возможны грубые ошибки в определении его величины.

Важная роль движения глаз для зрения определяется тем, что для непрерывного получения мозгом зрительной информации необходимо движение изображения на сетчатке. Импульсы в зрительном нерве возникают в момент включения и выключения светового изображения. При длящемся действии света на одни и те же фоторецепторы импульсация в волокнах зрительного нерва быстро прекращается, и зрительные ощущения при неподвижных глазах и объектах исчезают через 1-2 с. Чтобы преодолеть такое приспособление (адаптацию) к неподвижному изображению, глаз при рассматривании любого предмета производит неощущаемые человеком непрерывные скачки (саккады). Вследствие каждого скачка изображение на сетчатке смещается с одних фоторецепторов на другие, вновь вызывая импульсацию ганглиозных клеток. Кроме скачков, глаза непрерывно мелко дрожат и дрейфуют (медленно смещаются с точки фиксации взора). Эти движения также очень важны для зрительного восприятия.

3. Слуховая сенсорная система

сенсорный система человек

В связи с возникновением речи как средства межличностного общения слух у человека играет особенно важную роль. Акустические (звуковые) сигналы представляют собой колебания воздуха с разной частотой и силой. Они возбуждают слуховые рецепторы, находящиеся в улитке внутреннего уха. Рецепторы активируют первые слуховые нейроны, после чего сенсорная информация передаётся в слуховую область коры мозга через ряд последовательных отделов, которых особенно много в слуховой системе.

Наружный слуховой проход проводит звуковые колебания к барабанной перепонке, отделяющей наружное ухо от среднего (барабанная полость). Барабанная перепонка колеблется под действием звуковых волн, которые затем усиливаются и передаются по трем косточкам (молоточку, наковальне и стремечку) во внутреннее ухо.

Во внутреннем ухе находится улитка, содержащая слуховые рецепторы. Улитка представляет собой костный спиралевидный канал, который разделен по всей длине вестибулярной и основной мембранами на три хода: верхний, средний и нижний. Полость среднего канала не сообщается с полостями других каналов и заполнена эндолимфой. Верхний и нижний каналы сообщаются между собой и заполнены перилимфой. Внутри среднего канала улитки на основной мембране находится спиральный кортиев орган, содержащий рецепторные клетки, которые трансформируют механические колебания эндолимфы в электрические потенциалы.

Сигналы от волосковых клеток поступают в мозг по афферентным (восходящим) нервным волокнам, входящим в состав кохлеарной ветви восьмого черепно-мозгового нерва. Они являются дендритами ганглиозных нервных клеток спирального ганглия.

В улитке сочетаются два типа кодирования высоты звука: пространственный и временной. Пространственное кодирование основано на определенном расположении возбужденных рецепторов на основной мембране. При действии низких и средних тонов, кроме пространственного, осуществляется и временное кодирование: частота следования импульсов в волокнах слухового нерва повторяет частоту звуковых колебаний. Нейроны всех уровней слуховой системы настроены на определенную частоту и интенсивность звука. Для каждого нейрона может быть найдена частота звука, на которой порог его чувствительности минимален.

Частотно-пороговые кривые разных клеток не совпадают, в совокупности перекрывая весь частотный диапазон слышимых звуков, что обеспечивает их полноценное восприятие.

Сила звука кодируется частотой импульсации и числом возбужденных нейронов.

Человек воспринимает звуковые колебания с частотой от 16 до 20000 Гц (диапазон 10--11 октав). Различение частоты звука характеризуется тем минимальным различием по частоте двух близких звуков, которое еще улавливается человеком. Оно равно 1--2 Гц (при низких и средних частотах).

Минимальную силу звука, слышимого человеком в половине случаев его предъявления, называют абсолютным порогом чувствительности. Пороги слышимости сильно зависят от частоты звука. Слух человека максимально чувствителен к частотам от 1000 до 4000 Гц (так называемый диапазон речевого поля). При звуках ниже 1000 и выше 4000 Гц слуховая чувствительность резко уменьшается (в десятки и сотни тысяч раз). Силу звука, при которой возникают неприятные ощущения и боль, называют верхним пределом слышимости, который ограничивает область нормального восприятия.

Единицей громкости звука является белл. На практике обычно используют в качестве единицы громкости децибелл (дБ), т. е. 0,1 белла.

При длительном воздействии на ухо того или иного звука чувствительность к нему падает, степень снижения чувствительности зависит от силы звука и его частоты. Механизмы адаптации -- латеральное возвратное торможение.

Человек и животные обладают пространственным слухом, т. е. способностью определять положение источника звука в пространстве (человек определяет источник звука с точностью до 1 углового градуса). Это свойство основано на наличии бинаурального слуха, т. е. слушания двумя ушами.

4. Вестибулярная сенсорная система

Вестибулярная система играет важную роль в пространственной организации человека. Она получает, передаёт и анализирует информацию об ускорениях, возникающих в процессе движения, а также при изменении положения головы в пространстве. Импульсы от вестибулорецепторов вызывают перераспределение тонуса скелетной мускулатуры, что обеспечивает сохранение равновесия тела.

Первичным отделом вестибулярной системы является вестибулярный аппарат, расположенный в пирамиде височной кости. Он состоит из преддверия и трех полукружных каналов, расположенных в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. В мешочках вестибулярного аппарата находится отолитовый аппарат -- скопления рецепторных клеток. Рецепторные клетки имеют длинные неподвижные волоски, которые пронизывают желеобразную мембрану, содержащую отолиты -- кристаллики карбоната кальция. Возбуждение возникает при скольжении отолитовой мембраны по волоскам. Волокна вестибулярного нерва (отростки биполярных нейронов) направляются в продолговатый мозг (в ядра продолговатого мозга -- бульбарный вестибулярный комплекс). Отсюда сигналы направляются во многие отделы ЦНС: спинной мозг, мозжечок, глазодвигательные ядра, ретикулярную формацию и вегетативные ганглии.

Нейроны вестибулярных ядер продолговатого мозга обеспечивают контроль над различными двигательными реакциями и управление ими. Вестибуло-спинальные влияния изменяют импульсацию нейронов сегментарных уровней спинного мозга (так осуществляется динамическое перераспределение тонуса скелетной мускулатуры, необходимое для сохранения равновесия). В вестибуло-вегетативные реакции вовлекаются сердечно-сосудистая система, желудочно-кишечный тракт и другие внутренние органы. При сильных и длительных нагрузках на вестибулярный аппарат возникает болезнь движения (например, морская болезнь). Вестибуло-глазодвигательные рефлексы (глазной нистагм) состоят в медленном ритмическом движении глаз в противоположную вращению сторону, сменяющемся их скачком обратно. Возникновение и характеристики глазного нистагма -- важные показатели состояния вестибулярной системы и широко используются в эксперименте и на практике (например, являются объективным симптомом такой жалобы, как головокружение).

Вестибулярная система помогает ориентироваться в пространстве при активных и пассивных движениях. В нормальных условиях пространственная ориентировкаобеспечивается совместной деятельностью зрительной и вестибулярной систем. Чувствительность вестибулярной системы здорового человека очень высока: отолитовый аппарат позволяет воспринимать ускорение прямолинейного движения, равное 2 см/с². Рецепторная система полукружных каналов позволяет человеку замечать ускорения вращения в 2-3 угловых градуса в 1 см/с².

5. Соматосенсорная система

В соматосенсорную систему входят система кожной чувствительности и чувствительная система скелетно-мышечного аппарата, главная роль в которой принадлежит проприоцепции.

5.1 Кожная рецепция

Кожные рецепторы сосредоточены на огромной кожной поверхности (1,4-2,1 м²). В коже находится множество рецепторов, чувствительных к прикосновению, давлению, вибрации, теплу и холоду, а также к болевым раздражениям. Они весьма различны по строению, локализуются на разной глубине кожи и распределены неравномерно по ее поверхности. Больше всего их в коже пальцев рук, ладоней, подошв, губ и половых органов. У человека в коже с волосяным покровом (90% всей кожной поверхности) основным типом рецепторов являются свободные окончания нервных волокон, идущих вдоль мелких сосудов, а также более глубоко локализованные разветвления тонких нервных волокон, оплетающих волосяную сумку. Эти окончания обеспечивают высокую чувствительность волос к прикосновению. Рецепторами прикосновения являются также осязательные мениски (диски Меркеля), образованные в нижней части эпидермиса контактом свободных нервных окончаний с модифицированными эпителиальными структурами. Их особенно много в коже пальцев рук.

В коже, лишенной волосяного покрова, находят много осязательных телец (тельца Мейснера). Они локализованы в сосочковом слое кожи пальцев рук и ног, ладонях, подошвах, губах, языке, половых органах и сосках груди.

Другими инкапсулированными нервными окончаниями, но более глубоко расположенными, являются пластинчатые тельца, или тельца Пачини (рецепторы давления и вибрации).Они имеются также в сухожилиях, связках, брыжейке.

Теории кожной чувствительности многочисленны и во многом противоречивы. Наиболее распространено представление о наличии специфических рецепторов для четырех основных видов кожной чувствительности: тактильной, тепловой, холодовой и болевой. Исследования электрической активности одиночных нервных окончаний и волокон свидетельствуют о том, что многие из них воспринимают лишь механические или температурные стимулы.

Механизмы возбуждения кожных рецепторов. Механический стимул приводит к деформации мембраны рецептора. В результате этого электрическое сопротивление мембраны уменьшается, т. е. увеличивается ее проницаемость для ионов. Через мембрану рецептора начинает течь ионный ток, приводящий к генерации рецепторного потенциала. При достижении рецепторным потенциалом критического уровня деполяризации генерируются импульсы, распространяющиеся по волокну в центральную нервную систему.

По скорости адаптации при длящемся действии раздражителя большинство кожных рецепторов подразделяются на быстро и медленно адаптирующиеся. Наиболее быстро адаптируются тактильные рецепторы, расположенные в волосяных фолликулах, а также пластинчатые тельца. Адаптация кожных механорецепторов приводит к тому, что мы перестаем ощущать постоянное давление одежды или привыкаем носить на роговице глаз контактные линзы.

5.2 Свойства тактильного восприятия

Ощущение прикосновения и давления на кожу довольно точно локализуется человеком на определенном участке кожной поверхности. Эта локализация вырабатывается и закрепляется в онтогенезе при участии зрения и проприоцепции. Абсолютная тактильная чувствительность существенно различается в разных частях кожи: от 50 мг до 10 г. Пространственное различение на кожной поверхности, т. е. способность человека раздельно воспринимать прикосновения к двум соседним точкам кожи, также сильно отличается в разных ее участках. На языке порог пространственногоразличия равен 0,5 мм, а на коже спины -- более 60 мм. Эти отличия связаны главным образом с различными размерами кожных рецептивных полей (от 0,5 мм² до 3 см²) и со степенью их перекрытия.

5.3 Температурная рецепция

Температура тела человека колеблется в сравнительно узких пределах. Поэтому информация о температуре внешней среды, необходимая для терморегуляции, имеет особо важное значение. Терморецепторы располагаются в коже, па роговице глаза, в слизистых оболочках, а также в гипоталамусе. Больше всего терморецепторов в коже лица и шеи. Они подразделяются на холодовые и тепловые (последних намного меньше). Полагают, что терморецепторами могут быть немиелинизированные окончания дендритон афферентных нейронов.

Терморецепторы подразделяются па специфические и неспецифические. Первые отвечают лишь на температурное воздействие, вторые реагируют и на механическое раздражение. Рецептивные поля большинства терморецепторов локальны. Терморецепторы реагируют на изменение температуры повышением частоты импульсов, устойчиво длящимся в течение всего времени действия стимула. Это повышение пропорционально изменению температуры, причем постоянная частота разрядов у тепловых рецепторов наблюдается в диапазоне температур от +20 до +50°С, а у Холодовых -- от +10 до +4°С. Дифференциальная чувствительность терморецепторов велика: достаточно изменить температуру на 0,2°С, чтобы вызвать длительные изменения их импульсации.

Температурное ощущение человека зависит как от абсолютного значения температуры, так и от разницы температуры кожи и действующего раздражителя, его площади и места приложения. Так, если руку держали в воде с температурой +27°С, то в первый момент после переноса руки в воду, нагретую до +25°С, она кажется холодной. Однако уже через несколько секунд становится возможной оценка абсолютной температуры.

5.4 Болевая рецепция

Болевая, или ноцицептивная, чувствительность имеет особое значение для выживанияорганизма, так как сигнализирует о действии чрезмерно сильных и вредных факторов. В симптомокомплексе многих заболеваний боль -- одно из первых, а иногда и единственное проявление патологии и важный показатель для диагностики.

Механизм возбуждения рецепторов при болевых воздействиях пока не выяснен.

Адаптация болевых рецепторов возможна: ощущение укола от продолжающей оставаться в коже иглы быстро проходит. Однако в очень многих случаях болевые рецепторы не обнаруживают существенной адаптации, что делает страдания больного особенно длительными и требует применения анальгетиков.

Болевые раздражения вызывают ряд рефлекторных соматических и вегетативных реакций. Если эти реакции выражены умеренно, то они имеют приспособительное значение, но могут привести и к тяжелым патологическим эффектам («болевой шок»).

5.5 Проприоцепция

В мышцах человека содержатся три типа специализированных рецепторов: первичные окончания веретен, вторичные окончания веретен и сухожильные рецепторы Гольджи. Эти рецепторы реагируют на механические раздражения и участвуют в координации движений, являясь источником информации о состоянии двигательного аппарата.

В расслабленной мышце импульсация, идущая от веретен, невелика, но они реагируют повышением частоты разрядов на удлинение мышцы. Таким образом, веретена дают мозгу информацию о длине мышцы и ее изменениях. Импульсация, идущая от веретен, в спинном мозге возбуждает мотонейроны своей мышцы и тормозит мотонейроны мышцы-антагониста, а также возбуждает мотонейроны сгибателей и тормозит мотонейроны разгибателей.

Сухожильные рецепторы Гольджи находятся в зоне соединения мышечных волокон с сухожилием и расположены последовательно по отношению к мышечным волокнам. Они информируют мозг о силе, развиваемой мышцей. Информация от мышечных рецепторов по восходящим путям спинного мозга поступает в высшие отделы центральной нервной системы, включая кору большого мозга.

Суставные рецепторы изученыменьше, чем мышечные. Известно, что они реагируют на положение сустава и на изменения суставного угла, участвуя таким образом в системе обратных связей от двигательного аппарата.

6. Обонятельная сенсорная система

Рецепторы обонятельной системы расположены в области верхних носовых ходов. От каждого обонятельного рецептора отходят 6--12 волосков длиной до 10 мкм, которые в жидкую среду, вырабатываемую боуменовыми железами. Это позволяет в десятки раз увеличить площадь контакта рецептора с пахучими веществами. От нижней части рецептора отходит аксон. Аксоны всех рецепторов образуют обонятельный нерв, который вступает в обонятельную луковицу. Молекулы пахучих веществ взаимодействуют с находящимся в волосках рецепторным белком, в результате чего в мембране рецептора открываются ионные каналы и генерируется рецепторный потенциал. Каждая рецепторная клетка способна ответить возбуждением на характерный для нее спектр пахучих веществ. Спектры чувствительности различных рецепторов сильно перекрываются (перекрытие до 50 %).

Одиночные рецепторы отвечают на запах увеличением частоты импульсаций, которая зависит от качества и интенсивности стимула. Каждый обонятельный рецептор отвечает на многие пахучие вещества, но при разных запахах меняется пространственная мозаика возбужденных и заторможенных участков обонятельной луковицы.

Наличие многих центров «обонятельного мозга» обеспечивает связь обонятельной системы с другими сенсорными системами и организацию на этой основе пищевого, оборонительного и полового поведения.

Чувствительность обонятельной системы очень высока. Изменение интенсивности запаха оценивается людьми довольно грубо. Адаптация происходит сравнительно медленно и зависит от потока воздуха над обонятельным эпителием и от концентрации пахучего вещества.

7. Вкусовая сенсорная система

В процессе эволюции вкус формировался как механизм выбора или отвергания пищи. Вкус, как и обоняние, основан на хеморецепциии даёт и информацию о характере и концентрации веществ, поступающих в рот. В результате запускаются реакции, изменяющие работу органов пищеварения или ведущие к удалению вредных веществ, попавших в рот.

Вкусовые рецепторы сконцентрированы во вкусовых почках, расположенных на языке, задней стенке глотки, мягком небе, миндалинах и надгортаннике. Больше всего их на кончике языка. Всего у человека приблизительно 10000 вкусовых почек, каждая из которых состоит из нескольких рецепторных и опорных клеток. Вкусовая рецепторная клетка имеет на конце (обращенном в просвет поры, открывающейся в полость рта) 30--40 тонких микроворсинок, участвующих в рецепции химических веществ. Суммарный потенциал рецепторных клеток возникает при раздражении языка сахаром, солью или кислотой. Он развивается медленно, на 10--15 с.

Четыре основных вкусовых ощущения -- горькое, сладкое, кислое и соленое -- кодируются распределением частоты разрядов в большой группе волокон, по-разному возбуждаемых вкусовым веществом. Афферентные сигналы, вызванные вкусовой стимуляцией, поступают в ядро языкоглоточного нерва, от которого аксоны вторых нейронов восходят в составе медиальной петли до таламуса, где расположены третьи нейроны, аксоны которых направляются в корковый центр вкуса.

Абсолютные пороги вкусовой чувствительности сильно зависят от состояния организма, изменяясь, например, при голодании или беременности.

При длительном действии вкусового вещества развивается адаптация к нему, которая пропорциональна его концентрации. Адаптация к сладкому и соленому развивается быстрее, чем к кислому и горькому. Обнаружена перекрестная адаптация, т. е. изменения чувствительности к одному веществу при действии другого вещества. Например, адаптация к горькому повышает чувствительность к кислому и соленому, а адаптация к сладкому обостряет восприятие всех других вкусовых ощущений.

8. Висцеральная сенсорная система

Большая роль в жизнедеятельности человека принадлежит висцеральной, или интерорецептивной, сенсорной системе. Она воспринимает изменения внутренней среды организма и поставляет центральной и вегетативной нервной системе информацию, необходимую для рефлекторной регуляции работы всех внутренних органов.

Механорецепторы реагируют на изменения давления в полых органах и сосудах, их растяжение и сжатие. Хеморецепторы сообщают ЦНС об изменениях химизма органов и тканей. Их роль особенно велика в рефлекторном регулировании и поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).

Возбуждение хеморецепторов головного мозга может быть вызвано высвобождением из его элементов гистамина, индолов, изменением содержания в желудочках мозга двуокиси углерода и другими факторами. Рецепторы каротидных клубочков реагируют на недостаток в крови кислорода, на снижение рН и повышение уровня углекислоты. Терморецепторы внутренних органов участвуют в терморегуляции.

Проводящие пути представлены в основном блуждающим, чревным и тазовым нервами. Блуждающий нерв передает сигналы в ЦНС по тонким волокнам с малой скоростью практически от всех органов грудной и брюшной полости; чревный нерв -- от желудка, брыжейки и тонкого кишечника; тазовый нерв -- от органов малого таза. В составе этих нервов имеются как быстро, так и медленнопроводящие волокна. Интерорецепторная информация поступает в ряд структур ствола мозга и подкорковые образования. Важную роль играет гипоталамус, где имеются проекции блуждающего и чревного нервов. Высшим отделом висцеральной сенсорной системы является кора больших полушарий.

Возбуждение одних интерорецепторов приводит к возникновению четких локализованных ощущений, т. е. к восприятию (растяжение стенки мочевого пузыря или прямой кишки). В то же время возбуждение интерорецепторов сердца, сосудов, печени, почек, селезенки, матки и других органов не вызывает ясных осознанных ощущений. Изменение состояния внутренних органов, регулируемое висцеральной системой, оказывает значительное влияние на настроение, самочувствие и поведение человека. Это связано с тем, что сигналы от интерорецепторов, проходя в кору головного мозга, изменяют активность многих ее отделов. Особенно важна роль интерорецептивных условных рефлексов в формировании сложнейших цепных реакций, лежащих в основе пищевого и полового поведения.

Заключение

Подводя итоги данной работы, можно сделать следующие выводы.

Рефлекторная деятельность человека, его психические процессы и поведение напрямую зависят от функционального состояния его органов чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса, соматической и висцеральной чувствительности, с помощью которых осуществляется восприятие и анализ информации, получаемой им из окружающего материального мира и внутренней среды организма. Сенсорная информация необходима для полноценного развития ребёнка.

Эта работа, безусловно, актуальна и значима, так как без знания морфофункциональных особенностей органов зрения, слуха и др. невозможна плодотворная педагогическая работа с детьми, имеющими дефекты некоторых органов чувств; также без подобных знаний нельзя добиться значимых результатов в спорте и многих других сферах человеческой деятельности. Дети даже с полной потерей слуха и зрения при особой системе обучения, основанной как раз на знаниях психофизиологии сенсорных процессов, не только нормально развиваются, оканчивая средние школы, но и способны проявлять выдающиеся умственные способности.

Поэтому изучение психофизиологии сенсорных процессов имеет огромное научное и практическое значение.

Литература

1. Александров Ю. И. Психофизиология. СПб, 2004..

2. Лучинин А. С. Психофизиология. Конспект лекций. Ростов-на-Дону, 2004.

3. Анатомия, физиология, психология человека. Словарь. СПб., 2003.

Размещено на Allbest.ru

...