Лабораторная работа № 51. Температурная рецепция

Теоретическая часть. Терморецепция или температурное чувство соотносится с двумя ощущениями – тепла и холода. Эти ощущения можно вызвать в температурных точках тела. Специальные рецепторы тепла и холода выполняют две основные функции: они отвечают на изме­нения температуры окружающей среды и участвуют в ре­гуляции температуры тела.

Рецепторы кожи, чувст­вительные к холоду и теплу распо­ложены на разных участках тела. Плотность и общее число температурных точек меньше, чем число тактильных то­чек во всех областях тела че­ловека. Точек холода на коже значительно больше, чем точек тепла. Так, например, на поверхности кисти руки имеется по 1-5 точек холода на каждом квадратном сантиметре и лишь в среднем по 0,4 точки тепла. Максималь­ная плотность тех и других точек характерна для кожи лица, наиболее чувствительной к изменениям температуры. Число точек холода здесь достигает 16-19 на см².

Низкая, по сравнению с плотностью механорецепторов, плотность точек холода и, особенно, тепла свидетельству­ет, что пространственные пороги для тем­пературных стимулов относительно велики, и для холодовых стимулов ниже, чем для тепловых. Так, на бедре пространственный порог для тепловых стимулов в продольном направлении 26 см, а в поперечном 9 см. Холодовым сти­мулам соответствуют значения 16,5 см и 2,9 см.

Специфические терморецепторы (рецепторы холода и тепла) предположительно представляют собой свободные нервные окончания. У человека рецепторы холода располагаются в эпидермисе и непосредственно под ним, а рецепторы тепла — преимущественно в верхнем и среднем слоях соб­ственно кожи. Специфические термо­рецепторы при постоянной температуре кожи тонически разряжаются с частотой, зависящей от температуры — ста­тическая реакция. В случае изменения температуры кожи частота разрядов увеличивается или уменьшается – динамическая реакция. Специфические терморецепторы нечувствительны к нетепловым стимулам, а пороги их импульсной реакции сравнимы с порогами появления ощущений при тепловой стимуляции кожи. Ощущения, появляющиеся при изменении температуры кожи, определяются: 1) исходной температурой кожи, 2) скоростью изменения температуры кожи, 3) площадью кожи, на которую действует стимул. Исходная температу­ра влияет на пороги ощущения тепла и холода. При низ­ких температурах, например при 20° С, порог для появле­ния ощущения тепла высокий, а для появления ощущения холода — низкий. Если исходную температуру кожи по­высить, то тепловые пороги уменьшатся, а холодовые увеличатся. При этом, что в зависимости от условий стимуляции одна и та же температура кожи может вызывать и ощущение тепла, и ощущение холода. Если, например, исходная температура равна 32°С, то нагревание на 0,5° С вызовет ощущение тепла, а при исход­ной температуре равной 33° С охлаждение на 0,5° С – отчетливое ощущение холода. Однако в том и другом случае ко­нечная температура кожи будет одинаковой – 32,5° С.

Цель. Оценка соотношения тепловых и холодовых рецепторов на тыльной поверхности кисти, относительности характера восприятия температуры.

Оборудование и материалы. Три химических стакана на 100 мл с водой температурой 40-42° С, 25-30°С и 7-12° С; две пробирки, трафарет с окошком площадью 0,5 см², термоэстезиометр (стеклянная колба с впаянной стальной проволокой — термощуп), лед, горячая вода (50° С).

Задание № 1. Приготовьте три сосуда — с горячей (насколько сможет выдержать палец), теплой и холодной водой. Опустите указательный палец правой руки в холодную воду, а указательный палец левой руки и горячую. Через минуту перенесите оба пальца в теплую воду. Опишите, что вы чувствуете.

Задание № 2. Возьмите две пробирки с водой, нагретой до 36º С и 38º С. Прикладывайте их поочередно к лицу испытуемого. Он легко определит, какая пробирка теплее. Какова минимально различимая разница в температуре?

Задание № 3.На поверхность кожи испытуемого накладывают трафарет. Термощупом с интервалом в 1-2 с проводят 9 последовательных прикосновений к исследуемой поверхности в точках равномерно расположенных на площади трафарета. Испытуемый отмечает те прикосновения, которые вызывают у него отчетливые температурные ощущения.

Определение плотности терморецепторов начинают с определения плотности холодовых рецепторов, для этого термоэстезиометр заполняют мелко колотым льдом. При исследовании плотности расположения тепловых рецепторов термоэстезиометр заполняют горячей водой. Совпадают ли точки болевой, температурной и тактильной чувствительности?

Задание № 4. Сравните температурные ощущения, которые возникают, когда вы прикасаетесь к куску фланели и к металлическому предмету при комнатной температуре. Попытайтесь объяснить эти ощущения, продумав их физическую основу.

Оформление отчета. Результаты исследования внесите в тетрадь. Зарисуйте схему расположения тепловых и холодовых рецепторов. Оцените полученные результаты. Объясните причину разной плотности тепловых и холодовых рецепторов. Поясните физическую основу разных температурных ощущений, возникающих при прикосновении к предметам с разными физическими свойствами.

Вывод. Оцените влияние исходной температуры на пороги восприятия тепла и холода, плотность тепловых и холодовых рецепторов в разных участках, а также влияние физических свойств предмета на возникающие температурные ощущения.