Загальні принципи організації та функціонування сенсорних систем План:

1. Загальна характеристика сенсорних систем

2. співвідношення між подразненням та відчуттям.

3. Органи чуття і теорія пізнання.

4. Класифікація рецепторів.

5. Механізми рецепції.

6. Кодування інформації рецепторами.

1. Загальна характеристика сенсорних систем

Всім живим організмам потрібна інформація про довколишнє середовище для задоволення своїх основних потреб та орієнтації у просторі і часі. Таку можливість забезпечують сенсорні сис­теми, діяльність яких починається із сприйняття рецепторами зовнішніх (по відношенню до мозку) подразників, трансформації їхньої енергії у нервові імпульси передачі її у мозок через кілька рівнів нейронних ланцюгів і завершується аналізом цієї інформації та створенням певного відчуття чи образу з подальшим їх розпізнаванням.

В сенсорній фізіології використовують поняття: рецептор, орган чуття, аналізатор.

Рецептори являють собою кінцеві спеціалізовані нервові чи епітеліальні утвори, призначені для транформації енергії різних видів под­разників у специфічну активність нервової системи. Відмінність рецепторних клітин від інших полягає в тому, що для них, по-перше, енергія подразника слугує лише стимулом для запуску процесів, які здійснюються за рахунок потенційної енергії, що накопичена внаслідок обмінних процесів у самій клітині. По-друге, рецепторна клітина на виході виділяє інформацію у вигляді електричного сигналу, яка обов'язково передається іншим клітинам, нездатним самостійно сприймати енергію зовнішнього подразника.

Орган чуття - це скупчення рецепторів, які разом з іншими нерецеп-торними клітинами чи тканинами, що виконують допоміжні функції, сприймають дію певного виду подразників: органи зору, слуху, смаку тощо. Ті форми стимулів, на які орган чуття реагує оптимально, нази­ваються адекватними.

Аналізатор - елемент сенсорної системи, який сприймає, передає, трансформує, аналізує інформацію та створює відчуття. Розрізняють зо­ровий, слуховий, нюховий, смаковий, вестибулярний, соматосен­сорний і внутрішній аналізатори. У кожному з них виділяють ре­цепторний, провідниковий та мозковий рівні (відділи).

2. Співвідношення між подразненням та відчуттям.

В попередніх розділах ми розглядали як відносяться між собою сила подразнення та відповідь на нього відносно простої системи - нейрона, м`яза, залози чи рефлекторної дуги. Для оцінки подразнення використовували такий важливий показник як поріг подразнення тобто найменшої сили подразнення, яке викликає мінімальну відповідь. Це абсолютний поріг, що оцінюється одиницями виміру відповідної енергії подразника - вольтами, децибелами, люксами чи концентрацією речовини.

Коли мова йде про оцінку інтенсивності відчуття, то тут використовують різницевий (диференційний) поріг, тобто мінімальна зміна сили подразника, яка спричиняє вічутну зміну відчуття. Вперше Е.Вебер в 1834 р., вивчаючи приріст відчуття при зростанні ваги грузків, покладених на руку, встановив, що відношення відчутного прирісту подразнення до йоговихидної сили є величиною сталою: D I / I = const. Згодом Д.Фехнер прийшов до висновку, що між інтенсивністю стимула і відчуттям існує логарифмічна залежність, тобто відчуття збільшується пропорційно логарифму інтенсивності подразника. Це основний психофізичний закон, або закон Вебера-Фехнера, який записується так: I = K·log S, де I - ­інтенсивність відчуття, К- коефіцієнт, S — сила подразнення.

Виявилось, що така сама логарифмічна залежність існує між силою подразнення рецептора і частотою потенціалів дії , що виникають у відповідь на це подразнення. Цей факт є свідченням справедливості і фундамен-тальності закону Вебера-Фехнера. Така залежність надає значні і важливі переваги в роботі сенсорних систем. За рахунок логарифмічного перетворен­ня інтенсивності подразнення рецептори ніби стискають інформа­цію у нервових каналах зв'язку, що забезпечує високу точність оцінки сили подразнення при незначних її змінах. Припускаєть­ся, що це логарифмічне перетворення інформації в рецепторах полегшує ЦНС аналіз і синтез сенсорної інформації.

Щоправда, з точки зору Стівенса, існує ступенева залеж­ність між відчуттям і силою подразнення I = K·S^n, де n<1. Обидві ці залежності (логарифмічна і ступенева) дуже схожі і справедливі перш за все для середніх інтенсивностей і коротко­часної дії подразника, оскільки при тривалій стимуляції вини­кає явище адаптації, тобто зниження сили відчуття протягом дії стимулу або збільшення після припинення цієї дії.