5. Биоэлектрические явления в рецепторах (рецепторный и генераторный потенциалы).

-Покровский 2003г.-

Рецепторы – специализированные образования, воспринимающие определенные виды раздражений. Рецепторы обладают наибольшей чувствительностью к адекват­ным для них раздражениям. Рецепторы делят на четыре группы: механо-, термо-, хемо- и фоторецепторы. Каждую группу подраз­деляют на более узкие диапазоны рецепции (см. выше).

Например, зрительные рецепторы делятся на воспринимающие освещенность, цвет, слухо­вые – определенный тон, вкусовые – определенные вкусовые раздражения (соленое, сладкое, горькое) и т. д.

Рецепторный потенциал возникает при раздражении рецептора как результат деполяризации и повышения проводимости участка его мембраны, который называется рецептивным. Рецептивный уча­сток мембраны имеет специфические свойства, в том числе биохи­мические, отличающие его от мембраны тела и аксона.

Возникший в рецептивных участках мембраны рецепторный потенциал электротонически распространяется на аксонный холмик рецепторного нейрона, где возникает генераторный потенциал. Возникновение генераторного потенциала в области аксонного холмика объясняется тем, что этот участок нейрона имеет более низкие пороги возбуждения и потенциал действия в нем развивается раньше, чем в других частях мембраны нейрона. Чем выше генераторный потенциал, тем интенсивнее частота разрядов распространяющегося потенциала действия от аксона к другим отделам нервной системы. Следовательно, частота разрядов рецепторного нейрона зависит от амплитуды генераторного потенциала.

Рецепторные нейроны различаются по скорости уменьшения их реакции (адаптации) на длящуюся стимуляцию:

• Рецепторные нейроны, медленно адаптирующиеся к раздражению, т. е. длительное время генерирующие потенциалы действия, называются тоническими.

• Рецепторы, быстро и коротко реагирующие на стимуляцию группой импульсов, называются физическими.

Таким образом, реакция рецепторного нейрона, предназначенного для передачи информации из области восприятия, имеет 5 стадий:

1. преобразование сигнала внешнего раздражения;

2. генерация рецепторного потенциала;

3. распространение рецепторного потенциала по нейрону;

4. возникновение генераторного потенциала;

5. генерация нервного импульса.

6. Различение сигналов. Закон Вебера-Фехнера.

-Покровский 2003г.-

Различение сигналов – способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей; это важная характеристика сенсорной системы. Различение начинается в рецепторах, но в этом процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы. Оно характеризует дифференциальный, или разностный, порог.

Дифференциальный/разностный порог – то минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить.

Закон Вебера: порог различения интенсивности раздражителя практически всегда выше ранее действовавшего раздражения на определенную долю.

Так, усиление давления на кожу руки ощущается, если увеличить груз на 3% (к 100-граммовой гирьке надо добавить 3 г, а к 200-граммовой – 6 г).

Эта зависимость выражается формулой:

dl/I= const,

где I – сила раздражения, dl – ее едва ощущаемый прирост (порог различения), const — постоянная величина (константа). Аналогичные соотношения получены для зрения, слуха и других органов чувств человека.

Закон Вебера-Фехнера: зависимость силы ощущения от силы раздражения выражается формулой:

E=a∙logI+b,

где Е – величина ощущения, I – сила раздражения, а и b – константы, различные для разных модальностей стимулов. Согласно этой формуле, ощущение увеличивается пропорционально логарифму интенсивности раздражения.

Выше упоминалось о различении силы раздражителей:

• Пространственное различение основано на распределении возбуждения в слое рецепторов и в нейронных слоях. Так, если два раздражителя возбудили два соседних рецептора, то различение этих раздражителей невозможно и они будут восприняты как единое целое. Необходимо, чтобы между двумя возбужденными рецепторами находился хотя бы один невозбужденный.

• Для временного различения двух раздражений необходимо, чтобы вызванные ими нервные процессы не сливались во времени и чтобы сигнал, вызванный вторым стимулом, не попадал в рефрактерный период от предыдущего раздражения.