Розділ ііі аналізатори структура і значення аналізаторів
Структура аналізаторів. Різноманітні подразнення, що постійно діють на живий організм, сприймаються різними рецепторними утвореннями. У залежності від їхнього місця розташування і будови вони вибірково реагують на різні подразнення. Так, рецепторні утворення очей сприймають світлові подразнення, вух – звукові, шкіри – механічні, температурні подразнення і т.д. Відповідно виділяють різні органи вічуттів: смаку, нюху, зору, слуху і шкірної рецепції. В даний час до органів відчуттів відносять рецепторні утворення, розташовані в будь-якій ділянці тіла: рецептори м’язів, що сприймають зміни ступеню їхнього скорочення і розтяггування; рецептори стінки судин, що реагують на зміну тиску крові і її хімічного складу,і т.д.
Об’єктивно діяльність органів відчуттів виражається у виникненні збудження в їх рецепторних утвореннях, а суб’єктивно вона виявляється у відчутті. Однак для виникнення відчуття необхідно, щоб збудження від органів відчуттів було передане по аферентних шляхах у центральну нервову систему. Виходячи з цього, І.П.Павлов ввів у фізіологію поняття аналізатора, під яким розуміють усю сукупність анатомічних утворень, діяльністю яких визначається виникнення відчуттів. Аналізатор складається з периферичного відділу – відповідного органу відчуттів, аферентних провідних шляхів і визначеної ділянки в корі головного мозку, що називається кірковим кінцем аналізатора. Назви аналізаторів збереглися по назвах органів чуття, тобто виділяють зоровий, слуховой, нюховий, смаковий і шкірний аналізатори. Крім того, виділяють руховий аналізатор, периферичною частиною якого є рецептори м’язів, сухожиль, суглобів, внутрішній аналізатор, що сприймає, частина якого представлена рецепторами внутрішніх органів, і вестибулярний аналізатор, рецептори якого приходять у стан збудження при зміні положення тіла. Відповідно до досліджень І.П.Павлова в кірковому відділі аналізатора варто виділяти центральне ядро і периферію, що включає так названі розсіяні елементи. При видаленні центрального ядра стає неможливим складний аналіз і синтез подразнень. Наприклад, при ушкодженні визначеної ділянки скроневої ділянки кори, де знаходиться слуховой центр, стає неможливим тонке диференціювання подразників, рефлекси ж на окремі тони через якийсь час відновлюються за рахунок діяльності периферичних розсіяних елементів.
Значення аналізаторів. Для підтримки діяльного стану центральної нервової системи, а отже, і всього організму в цілому необхідний мінімум діючих на нього подразнень. При враженні більшості органів чуттів, тобто при різкому обмеженні афферентных подразнень, втрачається здатність підтримувати активний стан: людина увесь час спить і розбудити її можна тільки шляхом впливу на органи чуття, що зберегли свою функцію.
В даний час у зв’язку з космічними польотами, з перспективою міжпланетних подорожей питання про вплив на організм обмеження афферентных подразнень набуло особливу гостроту. Дослідження показали, що відсутність сенсорних подразнень негативно позначається на здатності концентрувати увагу, логічно мислити, виконувати розумові задачі. У ряді випадків при тривалому різкому обмеженні подразнень у випробуваних з’являються галюцинації: наприклад, перед очима виникають і послідовно змінююють одна одну геометричні фігури.
Подразнення, сприйняті рецепторними утвореннями органів чуття, несуть зведення (інформацію) про стан зовнішнього і внутрішнього середовища організму. На основі відчуттів, що виникають при подразненні екстерорецепторів і відображають лише окремі властивості предметів навколишньої дійсності, формуються поняття і уявлення, що відбивають уже зв’язки і взаємозалежності між цими предметами. У виникненні відчуттів, формуванні понять і уявлень беруть участь усі ланки аналізатора. При впливі подразників у рецепторних утвореннях відбувається цілий ряд дуже складних фізико-хімічних і біохімічних процесів, результатом яких є виникнення потенціалів дії у відповідних аферентних нервових волокнах. Ці потенціали досягають кори головного мозку, де відбувається остаточний аналіз і синтез інформації, що надходить.
Таким чином, за допомогою аналізаторних систем здійснюється пізнання навколишньої нас дійсності.
Інформація, передана в центральну нервову систему від рецепторів внутрішніх органів, є основою процесів саморегуляції. Так, наприклад, якщо змінюється склад крові, то у відповідь на цю зміну в рецепторах стінок судин виникаєподразнення. Воно передається в центральну нервову систему, де формуються під його впливом эферентні сигнали, що сприяють відновленню первинного складу крові.
Роль аналізаторів у пізнанні навколишнього світу. Відомо, що при дії найрізноманітніших подразників на який-небудь аналізатор завжди виникає відчуття, специфічне саме для цього аналізатора. Так, механічне (удар у скроню) і електричне подразнення сітківки ока викликає те саме відчуття спалаху світла. Виходячи з цього, німецький фізіолог І. Мюллер створив у XIX ст. закон «специфічних енергій органів відчуттів». Відповідно до його концепції «нерви органів відчуттів» мають визначену енергію. Під визначеною енергією кожного нерва Мюллер розумів властиву цьому нерву вроджену і незмінну діяльність, що виникає у відповідь на будь-яке подразнення даного органу відчуттів і проявляється виникненням завжди однакових специфічних для нього відчуттів. Якість відчуттів, на його думку, залежать не від характеру подразнень, а від закладеної в чуттєвій системі специфічної енергії. Навчання Мюллера про специфічну енергію органів почуттів - це один із проявів фізіологічного ідеалізму. Воно неминуче приводить до агностицизму — невір'ю в можливість пізнання істини.
Справді, якщо усе, що ми відчуваємо нашими органами відчуттів, не є відображення конкретних властивостей речей, а тільки якості наших відчуттів, то ми і не зможемо ніколи пізнати дійсні властивості цих речей.
Відповідно до поглядів агностиків наші поняття це декорація для прикриття свого неуцтва, у них немає нічого об'єктивного, вони лише зручний засіб для спілкування. Уся наука, з їхнього погляду,— це картографія, що описує лише те, що розташовано на поверхні.
Деякі вчені-натуралісти, що дуже багато зробили в області вивчення живого організму, у своих філософських узагальненнях також висловлювали думку про неможливість пізнання навколишньої нас дійсності. Один з найбільших учених XIX ст., лікар, фізіолог і фізик - Г.Гельмгольц, говорячи про залежність відчуттів від предметів і явищ зовнішнього світу, створив теорію символів. Він вважав, що відчуття є символами, умовними знаками, позначеннями предметів зовнішнього світу. Відповідно до його поглядів відчуття є знаком зовнішнього впливу, але не зображенням його, тому що від зображення потрібна відома подібність із предметом, а від знака такої подібності не потрібно. І в даний час існують різні філософські течії, що стоять на позиціях фізіологічного ідеалізму
На практиці ми перевіряємо дані наших органів відчуттів, і саме практика як критерій істини відкидає невірне і затверджує щире. Те, що ми довідуємося про нові якості предметів, не може служити свідченням неправильності показань наших органів відчуттів, а говорить лише про те, що цей предмет вивчається усе більш глибоко і всебічно. Теорія відображення довіряє показанням органів відчуттів, вона розглядає відображений образ як справжню копію відображуваного предмета. Виникнення відчуття є результат діяльності високоорганізованої матерії. Усій матерії характерна властивість, подібна відчуттям,- відображення. На певній ступені розвитку матерії виникають психічні явища. Саме властивістю матерії відбивати обумовлене виникнення відчуття. Відчуття — це найбільш елементарний психічний акт. Воно відбиває лише окремі властивості речей. При переході до мислення, для якого характерне узагальнення зв'язків між предметами і явищами навколишньої нас дійсності, знадобився тривалий період розвитку матеріального субстрату мислення - мозку. Основним у цьому прогресивному розвитку була праця, а потім і разом з нею членороздільна язик. Розумові процеси здійснюються на основі аналізу і синтезу в корі головного мозку тих подразнень, що посилає об'єктивний, незалежно від нашої свідомості існуючий світ і які насамперед сприймаються нашими органами відчуттів.
З матеріалістичних позицій підходили до вирішення питань про характер відчуттів представники вітчизняної фізіології. І.М.Сєченов вважав, що відчуття дають нам правильне уявлення про предмети і явища навколишньої дійсності. Він говорив про те, що подібності і розходження, що знаходить людина між предметами, що відчуваються, є реальними. Наукову і практичну діяльність І.М.Сєченов вважав критерієм правильності показань органів відчуттів. Він писав, що якби люди оперували поняттями, у яких немає нічого об’єктивного, то досягнення науки не могли б блискуче виправдуватися на практиці. Усі вчення І.П.Павлова є природничонауковими. Ним за допомогою строго об’єктивного методу були вивчені основні закономірності діяльності матеріального субстрату психічних явищ – кори головного мозку.
В даний час показано, що дія на сітківку світлових хвиль, електричного і механічного подразнення далеко не однозначна. Так, при електричному подразненні сітківки для виникнення відчуття спалаху світла потрібно в 5 млн. раз більше енергії, ніж при дії світлового подразнення, при цьому електричне подразнення ніколи не може дати того багатства світлової гами, що виникає при дії природних світлових подразників.
Прогрес, що досягнутий на сьогоднішній день у всіх областях знань, успіхи в області техніки, медицини, в ділянці освоєння космічного простору є результатом пізнавальної діяльності людини, заснованої на показаннях наших органів відчуттів.
Класифікація рецепторних утворень. У залежності від структурної організації рецепторні утворення поділяють на первинні і вторинні. Рецепторні утворення нюхового, шкірного і рухового аналізаторів відносять до первинного. Вони утворюються волокном сенсорного, чи чуттєвого, нейрона, що безпосередньо піддається подразненню(Рис. 8). До вторинних рецепторів відносять смакові, зорові, слухові, вестибулярні. Для них характерно, що подразнення діє не безпосередньо на закінчення відростка сенсорного нейрона, а на особливі структури – спеціалізовані рецептуючі клітини. У них під впливом цього подразнення виникає ціла серія різних процесів, що є причиною наступного подразнення сенсорного нейрону. Звідси і назва цих рецепторів – вторинні або вторинновідчуваючі.
У залежності від специфічності рецепторних утворень до дії подразників їх поділяють на мономодальні і полімодальні. Мономодальні рецепторні утворення пристосовані до сприйняття якого-небудь одного виду подразника. Так, рецепторні утворення сітківки пристосовані до сприйняття лише світлових подразнень, тобто є мономодальными. У той же час деякі рецепторні утворення шкіри мають здатність сприймати і механічні, і температурні подразнення, відповідно їх відносять до полімодальних.
Якщо подразник викликає збудження рецепторних утворень лише при безпосередньому зіткненні з ними, їх називають контактними (наприклад, рецепторні утворення шкіри). Якщо ж вони мають здатність приходити в стан збудження при дії подразників, розташованих на відстані, їх називають дистантними. Наприклад, рецепторні утворення нюхового аналізатора відносяться до дистантних.
У залежності від характеру діючих подразників, до яких рецептор має вибіркову чутливість, розрізняють фоторецептори, терморецептори, барорецептори, ме-ханорецептори, хеморецептори.