71

Дальневосточный государственный медицинский университет

Кафедра нормальной физиологии

Физиология сенсорных систем

Физиологические механизмы поведения человека

Учебно-методическое пособие к лабораторным занятиям

для студентов лечебного, педиатрического факультетов

Хабаровск

2004 год

Составители:

Доцент Л.П. Владимирова, ассистент Л.И. Плечева, зав кафедрой нормальной физиологии доцент Ю.И. Фельдшеров

Рецензенты:

Профессор М.И. Радивоз

Доцент К.С. Жмеренецкий

Раздел: Физиология сенсорных систем.

Медицинское значение раздела: Человек постоянно получает информацию о многообразных изменениях, происходящих во внешней и внутренней среде, с помощью сенсорных систем (анализаторов). Термин "анализатор" введен И.П. Павловым в 1909 г. Обозначает совокупность образований, обеспечивающих разложение и анализ в нервной системе раздражителей, воздействующих на организм. В настоящее время сформировано отдельное направление науки - сенсорная физиология. Предметом её исследования являются общие принципы организации и функции различных органов чувств, их связей с центрами головного мозга, субъективные аспекты ощущений, создаваемых внешними явлениями и изменениями внутренней среды. Ощущения и восприятия осуществляются при активном участии человека и становятся его личным событием, переживанием, отражающим состояние психики. Информация об окружающей среде, перерабатываемая центральными сенсорными отделами, поступает в интегративные эфферентные системы, организующие поведение. В результате формируются реакции на сенсорные стимулы с когнитивным (включающим сознательное опознание), аффективным (включающим чувства), мотивационным (включающим побуждающие стимулы), двигательным и вегетативным компонентами. Знание физиологических принципов объективной и субъективной оценки сенсорных способностей человека вооружает врача инструментом исследования различных сторон познавательной, поведенческой деятельности пациента, его психического статуса. Сенсорная физиология тесно связана с биокибернетикой, изучающей процессы управления и связи (теорию информации).

Словарь физиологических терминов раздела

«Физиология сенсорных систем».

Адаптация сенсорной системы (анализатора) - снижение чувствительности сенсорной системы при длительном действии раздражителя с постоянными физическими характеристиками. Начинается на уровне рецепторов и охватывает все уровни сенсорной системы. При адаптации сенсорной системы на фоне снижения её абсолютной чувствительности наблюдается повышение дифференциальной чувствительности.

Адаптация рецепторов - процесс уменьшения активности рецепторов по мере действия раздражителя с постоянными физическими характеристиками. Выделяют быстро и медленно адаптирующиеся рецепторы. К быстро адаптирующимся относятся тактильные рецепторы прикосновения и вибрации и колбочки сетчатки. Медленно адаптирующиеся - болевые рецепторы, палочки сетчатки, терморецепторы, кожные рецепторы давления, слуховые, обонятельные, вкусовые рецепторы, практически не адаптируются вестибуло- и проприорецепторы.

Адекватный раздражитель - раздражитель, к восприятию которого рецептор эволюционно приспособлен.

Аккомодация -процесс приспособления глаза к ясному видению различно удаленных предметов. Выражается в изменении кривизны хрусталика посредством ресничных мышц.

Аналгезия - полное отсутствие боли в результате фармакологического или иного воздействия, обычно не приводящего к подавлению других видов чувствительности.

Аносмия - отсутствие обоняния.

Антиноцицептивная система - Специфическая система нейронов мозга, предназначенная для угнетения боли. Она организована на спинальном уровне, нейронах центрального серого околоводопроводного вещества, ядер шва продолговатого и среднего мозга; вентро- и дорсомедиальных ядер гипоталамуса; сенсорной зоны коры больших полушарий. Угнетение боли обеспечивается: а) тормозными влияниями антиноцицептивной системы на структуры проведения болевой чувствительности, б) действием морфиноподобных веществ, вырабатываемых антиноцицептивной системой, на опиатные рецепторы нейронов ноцицептивной системы.

Аудиометрия - процесс определения состояния слухового анализатора по остроте слуха (определение абсолютных и дифференциальных порогов к чистым тонам, сложным звукам и речи.)

Байт - величина, определяющая количество информации. 1 байт составляет 8 бит информации.

Бит - единица количества информации, представленной двоичной системой счисления.

Барани кресло - кресло специальной конструкции, применяемое для осуществления вращательных проб при исследовании функций полукружных каналов вестибулярного аппарата. Обеспечивает равномерное вращение обследуемого при фиксации положения головы. Десятикратное вращение пациента в течение 20 секунд и резкая остановка вызывают раздражение рецепторов ампул полукружных каналов, сопровождающееся вегетативными проявлениями, ощущением вращения тела в противоположную сторону и нистагмом; по степени выраженности этих симптомов судят о состоянии вестибулярной системы и ее взаимодействии с другими отделами.

Ближайшая точка ясного видения - точка пространства, находящаяся от глаза на кратчайшем расстоянии, при котором сохраняется полная разрешающая способность глаза при максимальном напряжении аккомодации, равна 6-10 см.

Боль - психофизиологическое, мотивационно–эмоциональное состояние человека, возникающее при действии повреждающих раздражителей. Боль включат сенсорно-дискриминаторный, аффективный (эмоциональный), вегетативный и двигательный компоненты

Вкус (пищи) - мультимодальное ощущение формирующееся во время приема пищи с хемо-, механо-, термо-, болевых рецепторов слизистой оболочки ротовой полости, обонятельных рецепторов, механорецепторов жевательных мышц и пародонта.

Восприятие - процесс познания окружающего мира. Целостный образ предметов и явлений, возникающий в сознании при непосредственном их воздействии на органы чувств.

Гиперестезия - повышенная чувствительность к раздражителям, воздействующим на органы чувств.

Дальтонизм - нарушение цветового зрения, характеризующееся неспособностью различать красный и зеленый цвет.

Запах - обонятельное ощущение. Классификация запахов: камфорный, цветочный, мускусный, мятный, эфирный, едкий, гнилостный.

Зрение - функция зрительного анализатора. Заключается в восприятии освещенности и цвета предметов, их формы, размеров, движения, взаиморасположения и расстояния.

Кинестезия - совокупность процессов, обеспечивающих возникновение ощущений о положении различных частей тела животного и его перемещениях. В основном обеспечивается активностью проприоцептивной и вестибулярной системы при участии кожных и зрительных рецепторов.

Код - условная система, состоящая из определённых элементов (знаков, сигналов), с помощью которых записывается (кодируется), перерабатывается и передается та или иная информация.

Кодирование сенсорное - процесс преобразования специфической энергии раздражителя в последовательность импульсов в разрядах рецепторов и афферентных нейронов Интенсивность раздражителя отражается в частоте разряда соответствующих афферентных нейронов (временной код) или в числе афферентных волокон, вовлеченных в реакцию (пространственный код).

Органы чувств - сформировавшиеся в ходе эволюции специальные органы, обеспечивающие восприятие определенных раздражителей внешней среды. Различают органы зрения, обоняния, вкуса, слуха, осязания, восприятия гравитации. Органы чувств состоят из рецепторов и вспомогательного аппарата. Рецепторы воспринимают раздражитель и кодируют информацию о нём. Вспомогательный аппарат обеспечивает защиту от внешней среды, питание рецепторов и создает оптимальные условия для контакта раздражителя с рецепторами.

Острота зрения - максимальная способность зрительной системы различать две светящиеся точки раздельно. Нормальный глаз различает две светящиеся точки раздельно под углом зрения в 1 минуту. В этом случае два раздельных луча от двух светящихся точек возбуждают две колбочки, между которыми находится одна невозбужденная, что соответствует расстоянию на сетчатке в 4 микрона или углу зрения в 1 минуту. Измеряется с помощью таблиц буквенного шрифта и колец Ландольта.

Осязание - процесс восприятия физических факторов внешней среды посредством рецепторов кожи, губ, слизистой оболочки ротовой полости и наружных половых органов а также механорецепторов опорно-двигательного аппарата.

Ощущение - отражение в сознании отдельных свойств предметов и явлений объективного мира, возникающее при непосредственном воздействии их на рецепторы и нервные центры коры головного мозга.

Порог ощущения абсолютный - минимальная величина энергии адекватного раздражителя, достаточная для возникновения ощущения.

Порог ощущения дифференциальный (порог различения) - минимальное изменение параметров раздражителя (по силе, продолжительности и размеру), которое человек может осознать. Порог различения выражают в относительных единицах к значению фона или к исходному значению раздражителя.

Поле зрения - пространство, видимое глазом при фиксации взгляда в одной точке, называется полем зрения.

Сенситизация - обострение (усиление) чувствительности, являющееся результатом либо адаптации (для дифференциальной чувствительности), либо создания оптимальных условий для восприятия конкретных раздражителей.

Сенсорная система (анализатор) - совокупность анатомических образований, обеспечивающих восприятие раздражителя, трансформацию его энергии в специфический процесс возбуждения, проведение этого возбуждения через структуры центральной нервной системы, анализ и оценку его специфическими зонами коры головного мозга с последующим формированием соответствующего ощущения.

Сенсорные поля - кортикальные поля, в которые проецируются рецепторные отделы сенсорных систем.

Слух - функция слухового анализатора, которая заключается в восприятии громкости и высоты звуков, определении местоположения источника звука в пространстве, опознание слуховых образов и слов.

Стереогнозия -опознание предметов на ощупь. Обеспечивается осязанием.

Чувствительность - Способность живых организмов реагировать на различные раздражители, исходящие из внешней среды, с целью формирования адаптивных поведенческих реакций. В основе - динамическое взаимодействие сенсорных систем и активность рецепторов, определяющих качество ощущения.

Функциональная мобильность - изменение возбудимости рецепторов под влиянием раздражителя или центральной нервной системы.

ЗАНЯТИЕ 1

ТЕМА: Физиология соматосенсорной, вкусовой и обонятельной систем человека.

Цель занятия: Изучить общую структуру и свойства сенсорных систем человека, особенности функционирования соматосенсорной, обонятельной и вкусовой систем. Освоить некоторые методы определения функционального состояния соматосенсорной, вкусовой и обонятельной сенсорных систем.

Для достижения поставленной цели необходимо изучить

самостоятельно:

1. Учебник "Физиология человека" п/р В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько, 2002, т. 2, с. 202-257

2. Учебник "Физиология человека" п/р Г. И. Косицкого, 1988, с. 430-440, 468- 479, 506-508.

3. "Основы физиологии человека" п/р Б. И. Ткаченко, 1994, т. 2, с. 55-113.

4. Руководство к практическим занятиям по физиологии п/р Г. И. Косицкого, 1988, с.238-240.

5. Лекционный материал по нормальной физиологии.

Дополнительную литературу:

1. Учебник "Нормальная физиология" п/р К.В.Судакова, 1999, с. 655-670.

2. Руководство к практическим занятиям по нормальной физиологии п/р К.В. Судакова, А.В. Котова, Т.Н. Лосевой., 2002, с. 424-487.

3. Руководство по физиологии человека: том "Физиология сенсорных систем", Наука, 1972.

4."Физиология человека" п/р Шмидта, том 1, М, 1985.

4. Атлас по нормальной физиологии, А. В. Коробков, С. А. Чесноков, 1986.

После изучения предложенного материала необходимо ЗНАТЬ:

1. Основные принципы учения И.П. Павлова об анализаторах. Современные представления об общих принципах строения и функциях сенсорных систем, их роли в формировании приспособительных реакций человека.

2. Функциональную характеристику чувствительности, ее абсолютных и дифференциальных порогов ощущений и восприятий. Закон Вебера-Фехнера.

3. Физиологическую характеристику периферического отдела сенсорных систем. Общие свойства рецепторов и их классификацию. Механизм возникновения возбуждения в первично- и вторичночувствующих рецепторах.

4. Принципы и виды кодирования информации в сенсорных системах.

5. Роль и биологическое значение функциональной мобильности, адаптации, мотиваций в состоянии сенсорных систем.

6. Принципы взаимодействия сенсорных систем.

7. Структуру и физиологическую характеристику различных отделов соматосенсорной системы: особенности кожной, мышечной (проприорецепции) и суставной чувствительности. Принципы исследования тактильной и мышечной чувствительности. Роль факторов, определяющих эти виды чувствительности.

8. Системные механизмы возникновения боли, её виды. Физиологическую характеристику ноциоцептивной и антиноцио-цептивной систем.

9. Строение и функции различных отделов вкусовой сенсорной системы. Принципы исследования вкусовой чувствительности. Факторы, влияющие на вкусовую чувствительность.

10. Структуру и физиологическую характеристику различных отделов обонятельной сенсорной системы, классификацию запахов, механизм их восприятия. Роль обоняния в восприятии вкуса.

УМЕТЬ:

Рисовать функциональные схемы тактильной, температурной, ноциоцептивной, проприоцептивной, обонятельной и вкусовой сенсорных систем. Определять пространственный порог тактильной чувствительности. Определять пороги абсолютной вкусовой чувствительности. Решать ситуационные задачи по теме раздела.

Для контроля усвоения теоретического материала ответьте на тестовые задания по теме (см. приложение) и следующие вопросы:

1. Что включает в себя чувство "осязания"? Его значение в жизнедеятельности человека.

2. Как повлияет на жизнедеятельность человека отсутствие вкусовой чувствительности?

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

Работа 1: Определение пространственного порога тактильной чувствительности методом эстезиометрии.

Пространственным порогом тактильной чувствительности называют минимальное расстояние между двумя точками кожи или слизистой оболочки, при одновременном раздражении которых, возникает ощущение двух прикосновений.

Методическое обеспечение: эстезиометр (циркуль Вебера), линейка, спирт, вата.

Методика: Испытуемый сидит на стуле с закрытыми глазами. Эстезиометром с максимально сведенными ножками циркуля прикасаются к участку кожи или слизистой оболочки. При этом следят, чтобы обе ножки циркуля прикасались к поверхности тела одновременно и с одинаковым давлением. Продолжают прикосновения, постепенно раздвигая ножки эстезиометра, прибавляя каждый раз по одному мм. Отмечают минимальное расстояние между ножками, при котором испытуемый ощутил два раздельных прикосновения. Определение пространственных порогов проводят на кончике языка, нижней губе, щеке, ладонной поверхности второго пальца, тыле кисти, предплечье.

Рекомендации к оформлению протокола. 1. Найденные величины пространственных порогов тактильной чувствительности занесите в таблицу:

Номер опыта	Участок кожи	Величина пространственного порога чувствительности
1	кончик языка
2	нижняя губа
3	щека
4	ладонная поверхность указательного пальца
5	предплечье

2. Укажите, какая из исследуемых зон имеет наибольшую дифференциальную чувствительность. 3. В выводах объясните: а) от чего зависит пространственный порог тактильной чувствительности; б) какова физиологическая значимость пространственно-различительной способности исследуемых участков кожи и слизистой оболочки? 4. Нарисуйте схему восприятия тактильных ощущений, дайте характеристику свойств периферического отдела этой сенсорной системы.

Работа 2. Определение положения конечности в пространстве.

Методика: У испытуемого, который должен стоять с закрытыми глазами, произвести пассивное достаточно сложное перемещение одной из его рук и придать этой руке в конце движения определённое положение в пространстве. Испытуемый должен проделать второй рукой те же движения и придать ей такое же положение, в каком находится первая рука.

Рекомендации к оформлению протокола. 1. Опишите действие испытуемого, выполненное второй рукой самостоятельно. Соответствует ли оно пассивному движению и обозначенному положению другой его руки? 2. Какие сенсорные системы использовал испытуемый при повторении движения второй рукой и фиксации определённого положения руки в пространстве? 3. В выводах объясните: а) роль проприоцептивной системы в формировании чувства движения и положения конечностей относительно друг друга; б) особенности расположения и функционирования проприорецепторов. 4. Нарисуйте принципиальную схему восприятия внутрисуставного и мышечного чувства (проприорецепции).

Работа 3. Общий анализ процесса осязания (опыт Горовица).

Осязание – процесс восприятия действия физических факторов окружающей среды с помощью рецепторов кожи, опорно-двигательного аппарата (мышц, сухожилий, суставов, фасций), а также слизистых оболочек губ, языка половых органов и других зон. Пассивное осязание осуществляется без активных действий со стороны организма. Активное осязание осуществляется при помощи движений в виде ощупывания, похлопывания и поглаживания.

Для работы необходим нагретый предмет (например, бутылка с горячей водой).

Методика: Необходимо коснуться пальцами руки нагретого предмета и определить, какие при этом возникают ощущения и в какой последовательности. После этого пощупать, погладить предмет и т.д. Какую дополнительную информацию о предмете можно получить, используя движения рукой? Какие рецепторы теперь участвуют в активном осязании предмета?

Рекомендации к оформлению протокола. 1. Результаты исследования в виде последовательности возникновения ощущений и роли разных видов кожной чувствительности занести в протокол. 2. Отметьте, что в процесс осязания является результатом взаимодействия тактильной, температурноой, болевой и проприорецептивной сенсорных систем организма 3. Сделайте вывод о роли осязания в жизнедеятельности человека.

Работа 4. Определение порогов вкусовой чувствительности.

Под абсолютным порогом вкусовой чувствительности понимают ту наименьшую концентрацию раствора вкусового вещества, которая при нанесении на язык, вызывает соответствующее вкусовое ощущение.

Для работы необходимы: растворы сахара, соли, соляной кислоты, хинина (в концентрациях: 0,001%, 0,01%, 0,1 % и 1%), глазные пипетки, стакан с кипяченой водой, лоток.

Методика: Испытуемый не должен знать заранее вкус определяемого вещества. На кончик языка испытуемого, сидящего с закрытыми глазами, наносят пипеткой (не касаясь языка) одну каплю раствора. Затем предлагают сделать глотательные движения и определить вкус раствора. Если испытуемый не может определить вкус раствора, проводят пробу с раствором возрастающей концентрации. Между отдельными пробами необходимо прополоскать рот водой и сделать перерыв в 1-2 мин. После определения порога вкусовой чувствительности для одного вещества переходят к исследованию порога для другого.

Рекомендации к оформлению протокола. 1. Составьте таблицу абсолютных порогов вкусовой чувствительности по результатам исследований:

Вещество	Порог вкусовой чувствите-льности (концентрация растворов).	Состояние испытуемого (голодный, сытый), вкусовые пристрастия
сладкое
кислое
соленое
горькое

2. Сравните пороги вкусовой чувствительности к сладкому, соленому, горькому, кислому у одного и нескольких испытуемых. 3. Объясните различную чувствительность к основным вкусовым веществам у одного и нескольких испытуемых. 4. В выводах назовите факторы, влияющие на вкусовую чувствительность. 5. Нарисуйте схему строения вкусовой сенсорной системы, дайте характеристику свойств её периферического отдела.

Работа 5. Значение дыхательных движений для ощущения запаха.

Для работы необходимо использовать флакон с пахучим веществом (настойкой йода, духами)

Методика: Испытуемый подносит к носу открытый флакон с пахучим веществом и продолжает нормальное дыхание. Оценивает ощущение запаха. Затем задерживает на некоторое время дыхание и снова его возобновляет, отмечая изменения в ощущении. Вместо обычного дыхания производит несколько нюхательных движений. Как изменится в этом случае интенсивность ощущения? Обратить внимание на то, что запах ощущается только в момент втягивания воздуха в ноздри.

Рекомендации к оформлению протокола. 1. Результаты наблюдений занесите в таблицу:

Порядок исследо- вания	Характер дыхания	Интенсивность ощущения запаха
1. 2. 3.	Спокойное Задержка Втягивание воздуха носом

2. В выводах объясните роль дыхания в обонянии и других факторов, влияющих на способность различать запахи. 3. Нарисуйте схему строения обонятельной сенсорной системы, дайте характеристику свойств её периферического отдела.