зачёт 3

Рецепторный отдел анализаторов. Классификация рецепторов, функциональные свойства. Особенности возникновения возбуждения в первично- и вторичночувствующих рецепторах.

Рецепторы - окончания афферентного (чувствительного) волокна или специальная рецепторная клетка, имеют рецепторные молекулы, которые представляют собой интегральный белок клеточной мембраны.

При действии на рецептор адекватного раздражителя происходит изменение конформации рецепторных молекул, активируются ионные каналы, образуется рецепторный потенциал, который обладает свойствами локального ответа.

Рецепторный потенциал за счет собственного электрического поля обеспечивает возникновение потенциала действия в первом перехвате Ранвье после рецептора - в случае первичночувствующего рецептора. Во вторично-чувствующих рецепторах РП возникает в рецепторной клетке, которая связана синапсом с окончанием дендрита афферентного нейрона. Под действием рецепторного потенциала (РП) в синаптическую щель высвобождается медиатор и на постсинаптической мембране возникает генераторный потенциал (ГП; ВПСП), который уже за счет своего электрического поля обеспечивает возникновение ПД в нервном волокне в первом перехвате Ранвье, т.е. около постсинаптической мембраны.

Свойства рецепторов:

1.Очень высокая возбудимость. Порог раздражения - это минимальная сила, . способная впервые вызвать ответную реакции. Для возбуждения фоторецепторов сетчатки достаточно одного кванта света, для обонятельного рецептора - одной молекулы пахучего вещества.

2.Адаптация рецепторов. Адаптация рецепторов - это уменьшение их возбудимости при длительном действии раздражителей. Темновая адаптация фоторецепторов - это повышение их возбудимости. В широком смысле адаптация - процесс приспособления

Процесс адаптации рецепторов выражается в снижении амплитуды рецепторного потенциала, в результате чего уменьшается частота им пульсации в афферентных нервных волокнах.

Рецепторное поле - область тела, на стимуляцию которой сенсорный нейрон отвечает формированием ПД.

Сенсорный нейрон 1-ro рядка - первичный афферентный нейрон; Нейрон 2-ro порядка локализуется в спинном зге или в стволе га; Нейрон 3-ro порядка в таламусе;

нейрон 4-ro порядка - в сенсорной коре.

Основные функции рецепторного отдела:

1.Обнаружение сигналов: - минимальный порог возбуждения: сила раздражителя, которая вызывает вероятность восприятия в 50-75% случаев его действия; максимальный порог возбуждения: сила раздражителя, вызывающая болевую реакцию.

2.Различение сигнала или дифференциальные пороги: порог интенсивности - минимальное изменение силы раздражителя, позволяющее ощущать его, как новый, другой раздражитель; для обонятельного анализатора дифференциальный порог интенсивности равен 30%, для зрительного 1,5%; слухового- 1%; пространственные пороги - минимальное расстояние между двумя раздражителями, при котором они ощущаются раздельно (кончик языка 1,1 мм; плечо - 68 мм); временные пороги - минимальное время между 2 раздражителями, в течении которого они воспринимаются раздельно

3.Кодирование информации:

-кодирование силы раздражителя амплитудой рецепторного потенциала;

-кодирование частоты раздражителя происходит в слуховых рецепторах при действии звуков частотой до 1200 Гц (переменный рецепторный потенциал, который полностью повторяет частоту звука);

-кодирование продолжительности действия раздражителя длительностью рецепторного потенциала в медленно адаптирующихся рецептах;

-дарование «начало - конец» раздражения характерно для быстро датирующихся рецепторов;

-кодирование направления движения стимула в вестибулярных рецепторах

Рецепторный и регенераторный потенциалы.

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 фазическими.

Механизмы адаптации в рецепторах

1.Накопление ионов кальция внутри клетки при ее возбуждении, что приводит к активации Сазависимых каналов для ионов калия; выход ионов калия через эти каналы препятствует деполяризации ее мембраны и формированию рецепторного потенциала. Значение адаптации рецепторов: уменьшение восприятия длительных, малодинамичных раздражителей, которые теряют свою сигнальную роль и защищают ЦНС от избыточной афферентной импульсации. Организм в некоторых случаях защищает от неприятных ощущений.

2.Рецепторы обладают спонтанной активностью – возбуждение без действия раздражителя. Фоновая активность рецепторов в условиях функционального покоя участвует в поддержании тонуса нервных центров ЦНС. Спонтанная активность связана со спонтанным колебанием мембранного потенциала в рецепторе, который при этом периодически достигает уровня критической деполяризации, что приводит к генерации ПД в афферентном волокне. Возбудимость таких рецепторов выше, чем рецепторов без фоновой активности, так как даже очень слабый раздражитель может вызвать возбуждение рецептора.

Зависимость между силой раздражения и интенсивностью ощущения (законы Вебера и Вебера-Фехнера).

Закон Вебера:

отношение минимального ощутимого прироста силы раздражителя к исходной величине раздражителя есть величина постоянная.

При действии груза весом 100 г. для ощущения прироста давления необходимо добавить груз 3 г., при действии груза 200 г. - 6 г.; 300 г. - 9 г.; 400 г. - 12 г. и т.д. (константа = 1/30)

Закон Вебера-Фехнера:

Интенсивность ощущения прямопропорционально логарифму интенсивности раздражения

Зрительный анализатор, его функции.

Зрительный анализатор - сенсорная система, которая воспринимает электромагнитные излучения с длиной волны видимого диапазона (400-760 нм) и формирует световые ощущения. Орган зрения обеспечивает поступление в мозг около 90% информации о внешней среде.

Оптическая система глаза.

Диоптрический аппарат глаза - это система линз, которая формирует на сетчатке перевернутое и уменьшенное изображение внешнего мира. Компоненты диоптрического аппарата глаза:

1.Роговица;

2.Камеры с жидкостью (водянистая влага передней камеры глаза);

3.Радужная оболочка и зрачок;

4.Хрусталик и его сумка;

5.Стекловидное ело;

6.Секрет слезных желёз.

Ясное видение существует только при условии прозрачности преломляющих сред.

Физиологические механизмы аккомодации и зрачковых рефлексов.

Рефлекс хрусталика (аккомодация глаза) - это приспособление глаз к четкому видению предметов, удалённых на разное расстояние. Основной компонент аккомодации - изменение кривизны хрусталика.

РЕФЛЕКТОРНАЯ РЕАКЦИЯ ХРУСТАЛИКА. Кривизна хрусталика зависит от:

1.эластичности;

2.сил, развиваемых цилиарными мышцами, сосудистой оболочкой и склерой и действующих на сумку хрусталика;

3.внутриглазного давления.

Рецепторный отдел.

К рецепторной системе относятся светочувствительные клетки с их окончаниями в виде палочек и колбочек, которые расположены в сетчатой оболочке глаза. Видимые лучи - это электромагнитные волны длиной от 400 до 800 нм, вызывают возбуждение в фоторецепторах.

Структура сетчатки:

Сетчатка - часть промежуточного мозга, вынесенная на периферию.

1.Пигментный слой меланинсодержащих эпителиальных клеток поглощает свет, участвует в трофике рецепторов (депо витамина А в сетчатке), их антиоксидантной защите, фагоцитирует продукты распада фоторецепторов. Механически наиболее слабое место - возможна отслойка сетчатки.

2.Слой фоторецепторов осуществляет рецепцию светового раздражителя.

3.Слой горизонтальных клеток содержит тормозные нейроны.

4.В слое биполярных клеток находятся нейроны проведения и конвергенции возбуждения.

5.Слой амакриновых клеток содержит тормозные нейроны.

6.В слое ганглиозных клеток возникают ПД, формируется зрительный нерв.

7 Слои пронизывают и связывают глиальные клетки.

Фотохимические процессы в рецепторах сетчатки.

Цветное зрение.

Цветовосприятие. Наличие в колбочках зрительных пигментов, обладающих разной спектральной чувствительностью к фотонам, позволяет человеку воспринимать и различать разные длины световых волн в виде субъективного ощущения цвета. Это называется цветовым зрением. Согласно трехкомпонентной теории цветовосприятия Ломоносова-Юнга-Гельмгольца-Лазарева в сетчатке есть 3 типа колбочек, каждый из которых воспринимает определенную длину волны: красную (700 нм), зеленую (546 нм) и синюю (435 нм). Комбинация возбуждений данных рецепторов приводит к ощущению разных цветов и оттенков.

Роль правого и левого полушарий мозга в зрительном восприятии.

Правое полушарие: воспринимает зрительный образ целостно, сразу во всех подробностях; легче опознает неконкретные предметы, которые трудно описать словами и решает задачу: «В чем различие предъявляемых предметов?»; создает предпосылки наглядного мышления.

Левое полушарие: оценивает зрительный образ расчленено, аналитически, при этом каждый признак (форма, величина и др.) анализируются отдельно; легче опознает знакомые предметы и

решает задачу: «В чем сходство предъявляемых предметов?»; формирует зрительные образы, лишенные конкретных подробностей, имеющие высокую степень абстракции; создает предпосылки логического мышления.

Движение глаз и их роль при зрительном восприятии.

Движение глаз совершается одновременно и содружественно. Рассматривая более близкие предметы, необходимо сводить, а рассматривая более далекие предметы — разводить зрительные оси. Сведение осей при рассматривании близких предметов, осуществляемое напряжением обеих внутренних прямых мышц, называется конвергенцией. Разведение зрительных осей при помощи наружных прямых мышц называется дивергенцией.

Важная роль движений глаза в процессе зрения прежде всего определяется тем, что для непрерывного получения зрительной информации необходимо движение изображения по сетчатке. Как показали электрофизиологические исследования, импульсы в зрительном нерве возникают лишь в момент включения и выключения светового изображения.

При непрерывном воздействии света на зрительные рецепторы импульсация в соответствующих волокнах зрительного нерва быстро прекращается и зрительное ощущение при неподвижных глазах и объектах исчезает. Если на роговице глаза укрепить маленькую присоску с источником светового раздражения, смещающимся вместе с глазом при его движении, так, чтобы раздражение действовало все время на одни и те же элементы сетчатки, то в этом случае человек будет видеть свет только в течение 1—2 с после его включения.

С помощью этого метода обнаружено, что глаз при рассматривании любого предмета производит не ощущаемые человеком непрерывные скачки. Вследствие этого изображение на сетчатке непрерывно смещается с одной точки на другую, раздражая тем самым новые фоторецепторы и вызывая вновь импульсацию в ганглиозных клетках и отходящих от них нервных волокнах. Продолжительность каждого отдельного скачка равна сотым долям секунды, а размер его не превышает 20°.

Скорость скачка колеблется от 200° до 400° в секунду. Длительность интервалов между отдельными скачками, т.е. продолжительность фиксации взора на рассматриваемом предмете или светящейся точке, составляет в среднем0,2—0,5с,но может быть и больше. Чем сложнее объект, который рассматривает глаз, тем сложнее кривая его движения. Глаз человека как бы ощупывает контуры изображения, задерживаясь и возвращаясь к тем участкам, которые по тем или иным причинам привлекают особое внимание. Таким образом, человек получает более подробную информацию о деталях изображения.

Кроме скачков, глаз непрерывно мелко дрожит и дрейфует (медленно смещается с точки фиксации взора). Эти движения также играют роль в дезадаптации зрительных нейронов.

Слуховой анализатор, его функции.

Слуховой анализатор - сенсорная система, которая воспринимает звуковые колебания среды частотой от 16-20 Гц до 16000-20000 Гц и формирует звуковые ощущения. Адекватным раздражителем для слухового анализатора является звук (звуковые колебания). Звук - колебания упругой среды в виде чередующихся волн компрессии и раздражения, которые образуются вибрирующим объектом. По частотной характеристике звука выделяют тоны и шумы. Характеристики звука: - частота (20-20000 Гц), определяет высоту звука (ниже 20 Гц - инфразвуки,

выше 20000Гц - ультразвуки, которые человеком не ощущаются). Гармонические колебания - тон. Колебания с разной частотой - шум. - сила, зависящая от амплитуды. Сила воспринимается человеком как громкость, измеряется в бел, децибел.

Теория восприятия звуков (Гельмгольц, Бекеши).

Бинауральный слух.

Бинауральный слух - слушание двумя ушами. Человек и животные обладают пространственным слухом, т. е. способностью определять положение источника звука в пространстве. Для этого важно наличие двух симметричных половин на всех уровнях слуховой системы. Острота бинаурального слуха у человека очень высока: положение источника звука определяется с точностью до 1 углового градуса. Основой этого служит способность нейронов слуховой системы оценивать интерауральные (межушные) различия времени прихода звука на правое и левое ухо и интенсивности звука на каждом ухе. Если источник звука находится в стороне от средней линии головы, звуковая волна приходит на одно ухо несколько раньше и имеет большую силу, чем на другом ухе. При раздельной стимуляции правого и левого уха через наушники задержка между звуками уже в 11 мкс или различие в интенсивности двух звуков на 1 дБ приводят к кажущемуся сдвигу локализации источника звука от средней линии в сторону более раннего или более сильного звука. В слуховых центрах есть нейроны с острой настройкой на определенный диапазон интерауральных (межушных) различий по времени и интенсивности. Найдены также клетки, реагирующие лишь на определенное направление движения источника звука в пространстве.

Проводниковый отдел.

Первичная слуховая зона находится в височной доле и отвечает за выполнение простейших функций: сенсорные — за восприятие чувствительности от отдельных рецепторных зон; моторные

— за управление движениями отдельных мышц.

Вторичная слуховая зона непосредственно примыкает к первичной и выполняет более сложные функции: сенсорные — обрабатывая информацию от первичных зон, формируют сложные восприятия, например отвечают за распознавание устной или письменной речи, человеческих лиц, схемы тела и пр.; моторные — управляя первичными зонами, формируют сложные движения, например автоматизированные приобретенные навыки (застегивание пуговицы, использование ложки и вилки, письмо, произнесение слов). К ней относятся, в частности, такие специфические центры, как: центр слухового распознавания слов; центр распознавания музыки.