Тема 4. Психофизиология сенсорных систем Сенсорные системы

 

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.

Сенсорная система – совокупность образований, обеспечивающих восприятие сенсорных раздражителей. Она 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.

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.

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.

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.

Все сенсорные системы человека организованы по определенным общим принципам:

• 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 - заключается в том, что в каждом нейронном слое имеется множество (от десятков тысяч до миллионов) нервных клеток, связанных нервными волокнами с 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;

• наличие так называемых «сенсорных воронок» - они формируются по причине разного количества элементов соседних нейронных слоях. Так, в сетчатке каждого глаза у человека насчитывается 130 млн 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 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 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.