Структурно-функциональная схема анализатора (сенсорной системы). Общие свойства анализаторов.

Любой анализатор имеет три отдела (И.П. Павлов):

1)периферический (представлен рецепторами. Рецепторы - специализированные чувствительные образования (клетка или окончание нейрона), воспринимающие и преобразующие энергию раздражителя в энергию нервного импульса. Для рецепторов характерна специфичность (модальность) к восприятию определенной энергии, к которой он максимально приспособился в процессе эволюции, - адекватный раздражитель. Например, палочки и колбочки сетчатки глаза можно возбудить, сильно надавив на глазное яблоко, когда возникают определенные зрительные ощущения. Однако оптимальным и адекватным раздражителем, к энергии которого рецепторы наиболее чувствительны, в данном случае является электромагнитное излучение с длиной волны 350-750 нм);

2)проводниковый, представленный проводящими путями и подкорковыми нервными центрами;

3)центральный, представленный клетками центральной нервной системы, образующими так называемые сенсорные центры, например зрительная кора.

Восприятие требует целостности всех частей анализатора. Периферический и проводниковый отделы относятся к ПНС, подкорковые и корковые центры - к ЦНС.

Общие свойства анализаторов:

1)чрезвычайно высокая чувствительность к адекватным раздражителям. Количественной мерой чувствительности является пороговая интенсивность - наименьшая интенсивность раздражителя, воздействие которого дает ощущение;

2)наличие дифференциальной чувствительности (иначе: различительной, разностной, контрастной) - способности устанавливать различие по интенсивности между раздражителями;

3)адаптация - способность анализаторов приспосабливать уровень своей чувствительности к интенсивности раздражителя;

4)тренируемость анализаторов - повышение чувствительности и ускорение адаптационных процессов под влиянием самой сенсорной деятельности;

5)способность анализаторов некоторое время сохранять ощущение после прекращения действия раздражителя. Такая "инерция" ощущений обозначается как последствие (последовательные образы);

6)постоянное взаимодействие анализаторов в условиях нормального функционирования.

Классификация, свойства и функции рецепторов. Механизмы трансдукции сигналов в первично и вторично чувствующих рецепторах.

Классификации рецепторов:

1)в зависимости от вида адекватных раздражителей подразделяют на механо-, фото-, термо- и хеморецепторы;

2)по качеству вызываемых раздражителями ощущений – зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, тактильные, температурные и болевые рецепторы;

3)по дальности расположения воспринимаемого стимула - дистантные (слух, зрение) и контактные (осязание, обоняние, вкус);

4)рецепторы, воспринимающие раздражения из внутренней среды организма, называют интероцепторами (рецепторы сосудов, внутренних органов, рецепторы двигательного аппарата - проприоцепторы), из внешней среды - экстероцепторами.

Рецепторами часто служат окончания периферических аксонов или дендритов афферентных нервных волокон, несущих информацию к коре головного мозга. В некоторых сенсорных органах такие окончания соединены со специализированными сенсорными клетками, не являющимися нейронами, например волосковыми клетками в улитке или фоторецепторами сетчатки.

5)по контакту с раздражителем - первичночувствующие (тактильные, обонятельные, интеропроприоцепторы) и вторичночувствующие (зрительные, слуховые, вкусовые, вестибулярные). Первичночувствующие (первичные) рецепторы в отличие от вторичночувствующих трансформируют энергию стимула в нервную активность непосредственно в сенсорном нейроне и по его аксону передают нервное возбуждение в соответствующий сенсорный центр коры головного мозга.

Свойства рецепторов:

1)высокая возбудимость (для возбуждения фоторецептора сетчатки достаточно одного кванта света, для обонятельного рецептора - одной молекулы пахучего вещества);

2)адаптация (уменьшение возбудимости рецепторов при длительном действии раздражителя (только темновая адаптация фоторецепторов приводит к повышению их возбудимости). Выражается в снижении амплитуды РП (рецепторный потенциал) и в уменьшении частоты импульсации в афферентном волокне;

3)спонтанная активность (способность возбуждаться без действия раздражителя, присуща проприорецепторам, фоно-, фото-, вестибуло-, термо-, хеморецепторам. Связана со спонтанным колебанием проницаемости клеточной мембраны, перемещением ионов и периодической деполяризацией рецептора, которая, достигая критического уровня, приводит к генерации ПД в афферентном нейроне).

При возбудимости рецепторов, обладающих более высокой фоновой активностью, даже слабый раздражитель способен значительно повысить частоту импульсации в них. Фоновая активность рецепторов участвует в поддержании тонуса ЦНС:

1)специфичность (рецепторы воспринимают только тот присущий им вид раздражителя (слуховые — звук, зрительные – свет и т.д.));

2)избирательная чувствительность (запах можно учуять при содержании одной молекулы вещества в кубе воздуха));

3)преобразовательность (возможность преобразования раздражителей в нервный импульс и перенаправление его в мозг);

4)функциональная мобильность (у людей, живущие в холодном климате больше холодовых рецепторов, чем тепловых).

При действии стимула на рецепторную клетку происходит преобразование энергии внешнего раздражения в рецепторный сигнал - трансдукция сенсорного сигнала. Этот процесс включает в себя три основных этапа:

1)взаимодействие стимула (молекулы пахучего или вкусового вещества (обоняние, вкус), кванта света (зрение) или механической силы (слух, осязание) с рецепторной белковой молекулой, которая находится в составе клеточной мембраны рецепторной клетки);

2)внутриклеточные процессы усиления и передачи сенсорного стимула в пределах рецепторной клетки;

3)открывание находящихся в мембране рецептора ионных каналов, через которые начинает течь ионный ток, что приводит к деполяризации клеточной мембраны рецепторной клетки (возникновению так называемого рецепторного потенциала).

В первично-чувствующих рецепторах этот потенциал действует на наиболее чувствительные участки мембраны, способные генерировать потенциалы действия — электрические нервные импульсы. Во вторично-чувствующих рецепторах рецепторный потенциал вызывает выделение квантов медиатора из пресинаптического окончания рецепторной клетки. Медиатор (например, ацетилхолин), воздействуя на постсинаптическую мембрану первого нейрона, изменяет ее поляризацию (генерируется постсинаптический потенциал). Постсинаптический потенциал первого нейрона сенсорной системы называют генераторным потенциалом, т.к. вызывает генерацию импульсного ответа. В первично-чувствующих рецепторах рецепторный и генераторный потенциалы — одно и то же.