Физиология анализаторов. Анализаторы - биология егэ

За восприятие и анализ внешних раздражителей отвечают анализаторы человека, являющиеся подсистемой центральной нервной системы (ЦНС). Сигналы воспринимаются рецепторами - периферийной частью анализатора, а обрабатываются мозгом - центральной частью.

Отделы

Анализатор - это совокупность нейронов, которую часто называют сенсорной системой. Любой анализатор имеет три отдела:

• периферический - чувствительные нервные окончания (рецепторы), которые входят в состав органов чувств (зрение, слух, вкус, осязание);
• проводниковый - нервные волокна, цепочка разных типов нейронов, проводящих сигнал (нервный импульс) от рецептора к центральной нервной системе;
• центральный - участок коры головного мозга, анализирующий и преобразовывающий сигнал в ощущение.

Рис. 1. Отделы анализаторов.

Каждому специфичному анализатору соответствует определённый участок коры головного мозга, который называется корковым ядром анализатора.

Виды

Рецепторы, а соответственно и анализаторы, могут быть двух видов :

• внешние (экстероцепторы) - располагаются около или на поверхности тела и воспринимают раздражители внешней среды (свет, тепло, влажность);
• внутренние (интероцепторы) - находятся в стенках внутренних органов и воспринимают раздражители внутренней среды.

Рис. 2. Расположение центров восприятия в головном мозге.

Шесть типов внешнего восприятия описаны в таблице “Анализаторы человека”.

Рис. 3. Расположение рецепторов в коже.

К внутренним относят рецепторы давления, вестибулярный аппарат, кинестетические или двигательные анализаторы.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

Мономодальные рецепторы воспринимают один тип раздражения, бимодальные - два типа, полимодальные - несколько типов. Например, мономодальные фоторецепторы воспринимают только свет, осязательные бимодальные - боль и тепло. К полимодальным относится подавляющее большинство болевых рецепторов (ноцицепторов).

Характерные особенности

Анализаторы, вне зависимости от типа, обладают рядом общих свойств :

• высокая чувствительность к раздражителям, ограничивающаяся пороговой интенсивностью восприятия (чем ниже порог, тем выше чувствительность);
• различность (дифференциация) чувствительности, позволяющая выделять раздражители по интенсивности;
• адаптация, позволяющая приспосабливать уровень чувствительности к сильным раздражителям;
• тренировка, проявляющаяся как в снижении чувствительности, так и в её повышении;
• сохранение восприятия после прекращения действий раздражителя;
• взаимодействие разных анализаторов друг с другом, позволяющее воспринимать полноту внешнего мира.

Примером особенности работы анализатора может служить запах краски. Люди с низким порогом чувствительности к запахам будут ощущать запах сильнее и активно реагировать (слезотечение, тошнота), чем люди с высоким порогом. Сильный запах анализаторы будут воспринимать интенсивнее, чем другие окружающие запахи. Со временем запах не будет ощущаться резко, т.к. произойдёт адаптация. Если постоянно находиться в помещении с краской, то чувствительность притупится. Однако выйдя из помещения на свежий воздух, некоторое время будет ощущаться, «мерещиться» запах краски.

Анализатор (analyser) - термин, введенный И.П.Павловым для обозначения функциональной единицы, ответственной за прием и анализ сенсорной информации какой-либо одной модальности.

Совокупность нейронов разных уровней иерархии, участвующих в восприятии раздражений, проведении возбуждения и в анализе раздражения.

Анализатор, вместе с совокупностью специализированных структур (органов чувств), содействующих восприятию информации среды, называют сенсорной системой.

Например, слуховая система представляет собой совокупность очень сложных взаимодействующих структур, включающую в себя наружное, среднее, внутреннее ухо и совокупность нейронов, называемых анализатором.

Часто понятия "анализатор" и "сенсорная система" используют как синонимы.

Анализаторы, как и сенсорные системы, классифицируют по качеству (модальности) тех ощущений, в формировании которых они участвуют. Это зрительный, слуховой, вестибулярный, вкусовой, обонятельный, кожный, вестибулярный, двигательные анализаторы, анализаторы внутренних органов, соматосенсорный анализаторы.

В анализаторе выделяют три отдела :

1. Воспринимающий орган или рецептор, предназначенный для преобразование энергии раздражения в процесс нервного возбуждения;

2. Проводник, состоящий из афферентных нервов и проводящих путей, по которому импульсы передаются к вышележащим отделам центральной нервной системы;

3. Центральный отдел, состоящий из релейных подкорковых ядер и проекционных отделов коры больших полушарий.

Кроме восходящих (афферентных) путей существуют нисходящие волокна (эфферентные), по которым осуществляется регуляция деятельности нижних уровней анализатора со стороны его высших, в особенности корковых, отделов

Анализаторы являются специальными структурами организма, служащими для ввода внешней информации в мозг для последующей ее переработки.

Второстепенные термины

· рецепторы;

Структурная схема терминов

В процессе трудовой деятельности организм человека приспосабливается к изменениям окружающей среды благодаря регулирующей функции центральной нервной системы (ЦНС). Человек связан со средой с помощью анализаторов , которые состоят из рецепторов, проводящих нервных путей и мозгового конца в коре головного мозга. Мозговой конец состоит из ядра и рассеянных по коре головного мозга элементов, обеспечивающих нервные связи между отдельными анализаторами. Например, когда человек ест, то он чувствует вкус, запах пищи и ощущает её температуру.

Основная характеристика анализаторов – чувствительность.

Нижний абсолютный порог чувствительности - минимальная величина раздражителя, на который начинает реагировать анализатор.

Если раздражитель вызывает боль или нарушение деятельности анализатора - это будет верхний абсолютный порог чувствительности. Интервал от минимума до максимума определяет диапазон чувствительности (для звука от 20 Гц до 20 кГц).

У человека рецепторы настроены на следующие раздражители:

· электромагнитные колебания светового диапазона - фоторецепторы в сетчатке глаза;

· механические колебания воздуха - фонорецепторы уха;

· изменение гидростатического и осмотического давления крови - баро- и осморецепторы;

· изменение положения тела относительно вектора гравитации - рецепторы вестибулярного аппарата.

Кроме того, есть хеморецепторы (реагируют на воздействие химических веществ), терморецепторы (воспринимают температурные изменения как внутри организма, так и в окружающей среде), тактильные рецепторы и болевые.

В ответ на изменение условий окружающей среды, чтобы внешние раздражители не вызывали повреждений и гибели организма, в нём формируются компенсаторные реакции, которые могут быть: поведенческими (изменение места пребывания, отдёргивание руки от горячего или холодного) или внутренними (изменение механизма терморегуляции в ответ на изменение параметров микроклимата).

Человек обладает рядом важных специализированных периферических образований - органов чувств, обеспечивающих восприятие воздействующих на организм внешних раздражителей. К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания.

Нельзя путать понятия "органы чувств" и "рецептор". Например, глаз - это орган зрения, а сетчатка - фоторецептор, один из компонентов органа зрения. Органы чувств сами по себе не могут обеспечить ощущение. Для возникновения субъективного ощущения необходимо, чтобы возбуждение, возникшее в рецепторах, поступило в соответствующий отдел коры больших полушарий.

Зрительный анализатор включает в себя глаз, зрительный нерв, зрительный центр в затылочной части коры головного мозга. Глаз чувствителен к видимому диапазону спектра электромагнитных волн от 0,38 до 0,77 мкм. В этих границах различные диапазоны волн вызывают различные ощущения (цвета) при воздействии на сетчатку:

0,38 - 0,455 мкм - фиолетовый цвет;

0,455 - 0,47 мкм - синий цвет;

0,47 - 0,5 мкм - голубой цвет;

0,5 - 0,55 мкм - зеленый цвет;

0,55 - 0,59 мкм - жёлтый цвет;

0,59 - 0,61 мкм - оранжевый цвет;

0,61 - 0,77 мкм - красный цвет.

Приспособление глаза к различию данного объекта в данных условиях осуществляется путём трёх процессов без участия воли человека.

Аккомодация - изменение кривизны хрусталика так, чтобы изображение предмета оказалось в плоскости сетчатки (наведение на фокус).

Конвергенция - поворот осей зрения обоих глаз так, чтобы они пересеклись на объекте различия.

Адаптация - приспособление глаза к данному уровню яркости. В период адаптации глаз работает с пониженной работоспособностью, поэтому необходимо избегать частой и глубокой переадаптации.

Слух - способность организма принимать и различать звуковые колебания слуховым анализатором в диапазоне от 16 до 20000 Гц.

Воспринимающая часть слухового анализатора - ухо, которое делится на три отдела: наружное, среднее и внутреннее. Звуковые волны, проникая в наружный слуховой проход, приводят в колебания барабанную перепонку и через цепь слуховых косточек передаются в полость улитки внутреннего уха. Колебания жидкости в канале приводит в движение волокна основной перепонки в резонанс звукам, поступающим в ухо. Колебания волокон улитки приводят в движение расположенные в них клетки кортиева органа, возникает нервный импульс, который передаётся в соответствующие отделы коры головного мозга. Порог болевых ощущений 130 - 140 дБ.

Обоняние - способность воспринимать запахи. Рецепторы расположены в слизистой оболочке верхнего и среднего носовых ходов.

Человек обладает разной степенью обоняния к различным пахучим веществам. Приятные запахи улучшают самочувствие человека, а неприятные - действуют угнетающе, вызывают отрицательные реакции вплоть до тошноты, рвоты, обморока (сероводород, бензин), способны изменять температуру кожи, вызывать отвращение к пище, приводить к подавленности и раздражительности.

Вкус - ощущение, возникающее при воздействии определённых химических веществ, растворимых в воде, на вкусовые рецепторы, расположенные на различных участках языка.

Вкус складывается из четырёх простых вкусовых ощущений: кислое, солёное, сладкое и горькое. Все остальные вариации вкуса - это комбинации из основных ощущений. Различные участки языка имеют разную чувствительность к вкусовым веществам: кончик языка чувствителен к сладкому, края языка - к кислому, кончик и край языка - к солёному, корень языка - к горькому. Механизм восприятия вкусовых ощущений связан с химическими реакциями. Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определённых вкусовых веществ.

Осязание - сложное ощущение, возникающее при раздражении рецепторов кожи, наружных частей слизистых оболочек и мышечно-суставного аппарата.

Кожный анализатор воспринимает внешние механические, температурные, химические и другие раздражители кожи.

Одна из основных функций кожи - защитная. Растяжения, ушибы, давления обезвреживаются упругой жировой подстилкой и эластичностью кожи. Роговой слой предохраняет глубокие слои кожи от высыхания и весьма устойчив к различным химическим веществам. Пигмент меланин предохраняет кожу от воздействия ультрафиолетовых лучей. Неповреждённый слой кожи непроницаем для инфекций, а кожное сало и пот создают гибельную кислую среду для микробов.

Важная защитная функция кожи - участие в терморегуляции, т.к. 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре окружающей среды кожные сосуды расширяются и теплоотдача конвекцией усиливается. При низкой температуре сосуды суживаются, кожа бледнеет, теплоотдача уменьшается. Отдача тепла через кожу идёт также и потоотделением.

Секреторная функция осуществляется через сальные и потовые железы. С кожным салом и потом выделяются йод, бром, токсические вещества.

Обменная функция кожи - участие в регуляции общего обмена веществ в организме (водного, минерального).

Рецепторная функция кожи - восприятие извне и передача сигналов в ЦНС.

Виды кожной чувствительности: тактильная, болевая, температурная.

С помощью анализаторов человек получает информацию о внешнем мире, которая определяет работу функциональных систем организма и поведение человека.

Максимальные скорости передачи информации, принимаемой человеком с помощью различных органов чувств, приведены в таб. 1.6.1

Таблица 1. Характеристики органов чувств

Анализатор – совокупность трех отделов нервной системы: периферического, проводникового и центрального.

Периферический отдел анализатора представлен рецепторами, воспринимающими внешние и внутренние раздражения.

Все рецепторы делятся на две группы: дистантные и контактные. Дистантные рецепторы способны воспринимать раздражения, источник которых находится на значительном расстоянии от организма (зрительные, слуховые, обонятельные рецепторы). Контактные рецепторы возбуждаются при непосредственном соприкосновении с источником раздражения. К ним относятся тактильные, температурные, вкусовые рецепторы.

Рецепторы трансформируют энергию раздражения в энергию нервного импульса. Причиной возникновения возбуждения в рецепторе является деполяризация его поверхностной мембраны в результате воздействия раздражителя. Эту деполяризацию называют рецепторным, или регенераторным, потенциалом.

Адаптация - приспособление к силе раздражителя. Происходит снижение чувствительности рецепторов к постоянно действующему раздражителю. Проприорецепторы не способны к адаптации.

Проводниковый отдел анализатора представлен нервными путями, проводящими нервные импульсы в центральный отдел анализатора.

Центральный, или мозговой, отдел анализатора - определенные области коры большого мозга. В клетках коры большого мозга нервные импульсы являются основой для возникновения ощущения. На базе ощущений возникают более сложные психические акты - восприятие, представление и абстрактное мышление.

Павлов И.П. Мозговой конец анализатора состоит из двух частей: ядра и периферических рассеянных нервных элементов, располагающихся по всей поверхности коры головного мозга.

Центральная часть анализатора (ядро) состоит из высокодифференцированных в функциональном отношении нейронов, которые осуществляют высший анализ и синтез информации, поступающей к ним. Рассеянные элементы мозгового конца анализатора представлены менее дифференцированными нейронами, способными к выполнению простейших функций.

Все анализаторы делятся на внешние и внутренние. К внешним анализаторам относят зрительный, слуховой, вкусовой, обонятельный и кожный. К внутренним анализаторам - двигательный, вестибулярный и анализатор внутренних органов (интерорецептивный анализатор).

ВНЕШНИЕ АНАЛИЗАТОРЫ.

Зрительный анализатор. Периферический отдел зрительного анализатора - фоторецепторы, расположенные на сетчатой оболочке глаза. Нервные импульсы по зрительному нерву (проводниковый отдел) поступают в затылочную область - мозговой отдел анализатора. В нейронах затылочной области коры большого мозга возникают многообразные и различные зрительные ощущения.

Глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. Стенку глазного яблока образуют три оболочки: роговица, склера, или белочная, и сосудистая. Внутренняя (сосудистая) оболочка состоит из сетчатки, на которой расположены фоторецепторы (палочки и колбочки), и ее кровеносных сосудов.

В состав глаза входят рецепторный аппарат, находящийся в сетчатке, и оптическая система. Оптическая система глаза представлена передней и задней поверхностью роговой оболочки, хрусталиком и стекловидным телом. Для ясного видения предмета необходимо, чтобы лучи от всех его точек падали на сетчатку. Приспособление глаза к ясному видению разноудаленных предметов называют аккомодацией . Аккомодация осуществляется путем изменения кривизны хрусталика. Рефракция – преломление света в оптических средах глаза.

Существуют две главные аномалии преломления лучей в глазу: дальнозоркость и близорукость.

Поле зрения - угловое пространство, видимое глазом при фиксированном взгляде и неподвижной голове.

На сетчатке расположены фоторецепторы: палочки (с пигментом родопсин) и колбочки (с пигментом йодопсин). Колбочки обеспечивают дневное зрение и восприятие цвета, палочки – сумеречное, ночное зрение.

Человек обладает способностью различать большое количество цветов. Механизм цветовосприятия по общепринятой, но уже устаревшей трехкомпонентной теории заключается в том, что в зрительной системе имеются три датчика, чувствительных к трем основным цветам: красному, желтому и синему. Поэтому нормальное цветовосприятие называется трихромазией. При определенном смешении трех основных цветов возникает ощущение белого цвета. При нарушении работы одного или двух датчиков основных цветов правильного смешения цветов не наблюдается и возникают нарушения цветовосприятия.

Различают врожденную и приобретенную формы цветоаномалии. При врожденной цветоаномалии чаще наблюдается снижение чувствительности к синему цвету, а при приобретенной - к зеленому. Цветоаномалия Дальтона (дальтонизм) заключается в снижении чувствительности к оттенкам красного и зеленого цветов. Этим заболеванием страдают около 10 % мужчин и 0,5 % женщин.

Процесс восприятия цвета не ограничивается реакцией сетчатки, а существенно зависит от обработки полученных сигналов мозгом .

Слуховой анализатор.

Значение слухового анализатора состоит в восприятии и анализе звуковых волн. Периферический отдел слухового анализатора представлен спиральным (кортиевым) органом внутреннего уха. Слуховые рецепторы спирального органа воспринимают физическую энергию звуковых колебаний, которые поступают к ним от звукоулавливающего (наружное ухо) и звукопередающего аппарата (среднее ухо). Нервные импульсы, образующиеся в рецепторах спирального органа, через проводниковый путь (слуховой нерв) идут в височную область коры большого мозга - мозговой отдел анализатора. В мозговом отделе анализатора нервные импульсы преобразуются в слуховые ощущения.

Орган слуха включает наружное, среднее и внутреннее ухо.

Строение наружного уха. В состав наружного уха входят ушная раковина, наружный слуховой проход.

Наружное ухо от среднего отделяется барабанной перепонкой. С внутренней стороны барабанная перепонка соединена с рукояткой молоточка. Барабанная перепонка колеблется при всяком звуке соответственно длине его волны.

Строение среднего уха. В состав среднего уха входит система слуховых косточек - молоточек, наковальня, стремечко, слуховая (евстахиева) труба. Одна из косточек - молоточек - вплетена своей рукояткой в барабанную переронку, другая сторона молоточка сочленена с наковальней. Наковальня соединена со стремечком, которое прилегает к мембране окна преддверия (овального окна) внутренней стенки среднего уха.

Слуховые косточки участвуют в передаче колебаний барабанной перепонки, вызванных звуковыми волнами, окну преддверия, а затем эндолимфе улитки внутреннего уха.

Окно преддверия расположено на стенке, отделяющей среднее ухо от внутреннего. Там же имеется круглое окно. Колебания эндолимфы улитки, начавшиеся у овального окна, распостраняются по ходам улитки, не затухая, до круглого окна.

Строение внутреннего уха. В состав внутреннего уха (лабиринта) входят преддверие, полукружные каналы и улитка, в которой расположены особые рецепторы, реагирующие на звуковые волны. Преддверие и полукружные каналы к органу слуха не относятся. Они представляют собой вестибулярный аппарат , который участвует в регуляции положения тела в пространстве и сохранении равновесия.

На основной мембране среднего хода улитки имеется звуковоспринимающий аппарат - спиральный орган. В его состав входят рецепторные волосковые клетки, колебания которых преобразуются в нервные импульсы, распространяющиеся по волокнам слухового нерва и поступают в височную долю коры большого мозга. Нейроны височной доли коры большого мозга приходят в состояние возбуждения, и возникает ощущение звука. Так осуществляется воздушная проводимость звука.

При воздушной проводимости звука человек способен воспринимать звуки в очень широком диапазоне - от 16 до 20 000 колебаний в 1 с.

Костная проводимость звука осуществляется через кости черепа. Звуковые колебания хорошо проводятся костями черепа, передаются сразу на перилимфу верхнего и нижнего ходов улитки внутреннего уха, а затем - на эндолимфу среднего хода. Происходит колебание основной мембраны с волосковыми клетками, в результате чего они возбуждаются, и возникшие нервные импульсы в дальнейшем передаются к нейронам головного мозга.

Воздушная проводимость звука выражена лучше, чем костная.

Вкусовой и обонятельный анализаторы.

Значение вкусового анализатора заключается в апробации пищи при непосредственном соприкосновении ее со слизистой оболочкой полости рта.

Вкусовые рецепторы (периферический отдел) заложены в эпителии слизистой оболочки ротовой полости. Нервные импульсы по проводниковому пути, главным образом блуждающему, лицевому и языкоглоточному нервам, поступают в мозговой конец анализатора, располагающегося в ближайшем соседстве с корковым отделом обонятельного анализатора.

Вкусовые почки (рецепторы) сосредоточены, в основном, на сосочках языка. Больше всего вкусовых рецепторов имеется на кончике, краях и в задней части языка. Рецепторы вкуса располагаются также на задней стенке глотки, мягком небе, миндалинах, надгортаннике.

Раздражение одних сосочков вызывает ощущение только сладкого вкуса, других - только горького и т. д. Вместе с тем имеются сосочки, возбуждение которых сопровождается двумя или тремя вкусовыми ощущениями.

Обонятельный анализатор принимает участие в определении запахов, связанных с появлением в окружающей среде пахучих веществ.

Периферический отдел анализатора образуется обонятельными рецепторами, которые находятся в слизистой оболочке полости носа. От обонятельных рецепторов нервные импульсы по проводниковому отделу - обонятельному нерву - поступают в мозговой отдел анализатора - область крючка и гиппокампа лимбической системы. В корковом отделе анализатора возникают различные обонятельные ощущения.

Рецепторы обоняния сосредоточены в области верхних носовых ходов. На поверхности обонятельных клеток имеются реснички. Это увеличивает возможность их контакта с молекулами пахучих веществ. Рецепторы обоняния очень чувствительны. Так, для получения ощущения запаха достаточно, чтобы было возбуждено 40 рецепторных клеток, причем на каждую из них должна действовать всего одна молекула пахучего вещества.

Ощущение запаха при одной и той же концентрации пахучего вещества в воздухе возникает лишь в первый момент его действия на обонятельные клетки. В дальнейшем ощущение запаха ослабевает. Количество слизи в полости носа также влияет на возбудимость обонятельных рецепторов. При повышенном выделении слизи, например во время насморка, происходит снижение чувствительности рецепторов обоняния к пахучим веществам.

Тактильный и температурный анализаторы.

Деятельность тактильного анализатора связана с различением различных воздействий, оказываемых на кожу - прикосновение, давление.

Тактильные рецепторы , находящиеся на поверхности кожи и слизистых оболочках полости рта и носа, образуют периферический отдел анализатора. Они возбуждаются при прикосновении к ним или давлении на них. Проводниковый отдел тактильного анализатора представлен чувствительными нервными волокнами, идущими от рецепторов в спинной (через задние корешки и задние столбы), продолговатый мозг, зрительные бугры и нейроны ретикулярной формации. Мозговой отдел анализатора - задняя центральная извилина. В нем возникают тактильные ощущения.

К тактильным рецепторам относят осязательные тельца (мейсснеровы), расположенные в сосудах кожи, и осязательные мениски (меркелевы диски), имеющиеся в большом количестве на кончиках пальцев и губ. К рецепторам давления относят пластинчатые тельца (Пачини), которые сосредоточены в глубоких слоях кожи, в сухожилиях, связках, брюшине, брыжейке кишечника.

Температурный анализатор. Его значение состоит в определении температуры внешней и внутренней среды организма.

Периферический отдел этого анализатора образован терморецепторами. Изменение температуры внутренней среды организма приводит к возбуждению температурных рецепторов, расположенных в гипоталамусе. Проводниковый отдел анализатора представлен спиноталамическим путем, волокна которого заканчиваются в ядрах зрительных бугров и нейронах ретикулярной формации ствола мозга. Мозговой конец анализатора - задняя центральная извилина КГМ, где формируются температурные ощущения.

Тепловые рецепторы представлены тельцами Руффини, холодовые - колбами Краузе.

Терморецепторы в коже располагаются на разной глубине: более поверхностно находятся холодовые, глубже - тепловые рецепторы.

ВНУТРЕННИЕ АНАЛИЗАТОРЫ.

Вестибулярный анализатор. Участвует в регуляции положения и движения тела в пространстве, в поддержании равновесия, а также имеет отношение к регуляции мышечного тонуса.

Периферический отдел анализатора представлен рецепторами, расположенными в вестибулярном аппарате. Они возбуждаются при изменении скорости вращательного движения, прямолинейном ускорении, изменении направления силы тяжести, вибрации. Проводниковый путь - вестибулярный нерв. Мозговой отдел анализатора расположен в передних отделах височной доли КГМ. В результате возбуждения нейронов этого отдела коры возникают ощущения, дающие представления о положении тела и отдельных его частей в пространстве, способствующие сохранению равновесия и поддержанию определенной позы тела в покое и при движении.

Вестибулярный аппарат состоит из преддверия и трех полукружных каналов внутреннего уха. Полукружные каналы - это узкие ходы правильной формы, которые располагаются в трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Верхний, или передний, канал лежит во фронтальной, задний - в сагиттальной, а наружные - в горизонтальной плоскости. Один конец каждого канала колбообразно расширен и называется ампулой

Возбуждение рецепторных клеток происходит за счет перемещения эндолимфы каналов.

Повышение активности вестибулярного анализатора возникает под влиянием изменения скорости движения тела.

Двигательный анализатор. За счет активности двигательного анализатора определяется положение тела или его отдельных частей в пространстве, степень сокращения каждой мышцы.

Периферический отдел двигательного анализатора представлен проприорецепторами, находящимися в мышцах, сухожилиях, связках и околосуставных сумках. Проводниковый отдел состоит из соответствующих чувствительных нервов и проводящих путей спинного и головного мозга. Мозговой отдел анализатора располагается в двигательной области коры головного мозга - передней центральной извилине лобной доли.

Проприорецепторами являются: мышечные веретена, находящиеся среди мышечных волокон, луковицеобразные тельца (Гольджи), расположенные в сухожилиях, пластинчатые тельца, обнаруженные в фасциях, покрывающих мышцы, в сухожилиях, связках и надкостнице. Изменение активности различных проприорецепторов происходит в момент сокращения или расслабления мышц. Мышечные веретена всегда находятся в состоянии некоторого возбуждения. Поэтому от мышечных веретен постоянно поступают нервные импульсы в центральную нервную систему, в спинной мозг. Это приводит к тому, что двигательные нервные клетки - мотонейроны спинного мозга находятся в состоянии тонуса и непрерывно посылают редкие нервные импульсы по эфферентным путям к мышечным волокнам, обеспечивая их умеренное сокращение - тонус.

Интероцептивный анализатор. Этот анализатор внутренних органов участвует в поддержании постоянства внутренней среды организма (гомеостаза).

Периферический отдел образован разнообразными интерорецепторами, диффузно расположенными во внутренних органах. Они называются висцерорецепторами .

Проводниковый отдел включает несколько различных по функциональному значению нервов, которые иннервируют внутренние органы, блуждающие, чревные и внутренностные тазовые. Мозговой отдел располагается в моторной и премоторной области КГМ. В отличие от внешних анализаторов мозговой отдел интероцептивного анализатора имеет значительно меньше афферентных нейронов, воспринимающих нервные импульсы от рецепторов. Поэтому здоровый человек не ощущает работу внутренних органов. Это связано с тем, что афферентные импульсы, поступающие от интерорецепторов в мозговой отдел анализатора, не преобразуются в ощущения, то есть не доходят до порога нашего сознания. Однако при возбуждении некоторых висцерорецепторов, например рецепторов мочевого пузыря и прямой кишки в случае растяжения их стенок, возникают ощущения позыва на мочеиспускание и дефекацию.

Висцерорецепторы участвуют в регуляции работы внутренних органов, осуществляют рефлекторные взаимодействия между ними.

Боль - физиологический феномен, информирующий нас о вредных воздействиях, повреждающих или представляющих потенциальную опасность для организма. Болевые раздражения могут возникать в коже, глубоких тканях и внутренних органах. Эти раздражения воспринимаются ноцицепторами , расположенными по всему телу, за исключением головного мозга. Термин ноцицепция означает процесс восприятия повреждения.

Когда при раздражении кожных ноцицепторов, ноцицепторов глубоких тканей или внутренних органов тела, возникающие импульсы, следуя по классическим анатомическим путям, достигают высших отделов нервной системы и отображаются сознанием, формируется ощущение боли . Комплекс ноцицептивной системы в равной степени сбалансирован в организме комплексом антиноцицептивной системы , обеспечивающей контроль за активностью структур, участвующих в восприятии, проведении и анализе болевых сигналов. Антиноцицептивная система обеспечивает снижение болевых ощущений внутри организма. В настоящее время установлено, что болевые сигналы, поступающие с периферии, стимулируют активность различных отделов центральной нервной системы (околопроводное серое вещество, ядра шва ствола мозга, ядра ретикулярной формации, ядра таламуса, внутренней капсулы, мозжечка, интернейроны задних рогов спинного мозга и др.) оказывающих нисходящее тормозное действие на передачу ноцицептивной афферентации в дорзальных рогах спинного мозга.

В механизмах развития анальгезии наибольшее значение придаётся серотонинергической, норадренергической, ГАМКергической и опиоидергической системам мозга. Основная из них, опиоидергическая система , образована нейронами, тело и отростки которых содержат опиоидные пептиды (бета-эндорфин, мет-энкефалин, лей-энкефалин, динорфин). Связываясь с определёнными группами специфических опиоидных рецепторов, 90% которых расположено в дорзальных рогах спинного мозга, они способствуют высвобождению различных химических веществ (гамма-аминомасляная кислота), тормозящих передачу болевых импульсов. Эта природная, естественная болеутоляющая система так же важна для нормальной жизнедеятельности, как и болесигнализирующая система. Благодаря ей, незначительные повреждения типа ушиба пальца или растяжения связок вызывают сильные болевые ощущения только на короткое время - от несколько минут до нескольких часов, не заставляя нас страдать в течение дней и недель, что случилось бы в условиях сохранения боли до полного заживления.

АНАЛИЗАТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

Изменение условий окружающей среды и состояние внутренней среды человека воспринимается нервной системой, регулирующей процессы жизнедеятельности.

Нервная система включает центральную нервную систему (ПНС ),

Связь человека с окружающей средой осуществляется с помощью сенсорных систем или анализаторов , которые воспринимают и передают информацию в кору больших полушарий.

Анализатор состоит из рецептора, проводящих путей и мозгового окончания.

В современной физиологии различают восемь анализаторов - двигательный, зрительный,

слуховой, вкусовой, обонятельный, кожный, вестибулярный и висцеральный.

Однако в системе взаимодействия человека с объектами окружающей среды главными при обнаружении опасности выступают зрительный, слуховой и кожный анализаторы .

Другие выполняют вспомогательную или дополняющую функцию. Вместе с тем необходимо учитывать то обстоятельство, что есть целый ряд опасных факторов (ионизирующее излучение, электромагнитные поля, ультразвук, инфракрасное излучение), оказывающих важное биологическое действие на человеческий организм, но для их восприятия нет соответствующих природных анализаторов.

АНАЛИЗАТОРЫ ЧЕЛОВЕКА

Нервная система включает центральную нервную систему (ЦНС ), в которую входят спинной и головной мозг ипериферическую нервную систему (ПНС ),

состоящую из нервных волокон и узлов.

Анализатор состоит из рецептора, проводящих путей(ПП) и мозгового окончания(МО) .

Рецептор воспринимает информацию, которая кодируется в нервных импульсах и по проводящим путям передается через мозговое окончание на ядро анализатора (Я).

Реакция человека и принятие решений носит характербезусловного (БР) или условного (УР) рефлекса.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Исключительную роль в жизни человека и его взаимоотношениях с внешним миром играет зрительный анализатор . С его помощью мы получаем львиную долю (порядка90%) информации. Посредством зрения мы практически мгновенно познаем форму, величину, цвет предмета, определяем направление и расстояние до него.

Зрительный анализатор включает в себя глаз, зрительный нерв и зрительный центр, располагающийся в затылочной доле коры головного мозга.

Глаз представляет собой сложнуюоптическую систему , где ограничителем светового потока, несущего информацию, являетсязрачок . В зависимости от яркости света размер его изменяется.

Попав в глаз через зрачок, световые лучи, преломляясь на поверхности глазного яблока, в роговице, хрусталике и стекловидном теле, сходятся на сетчатке , давая на ней изображение видимого предмета.

Сетчатка выстилает заднюю половину глазного яблока и состоит из

светочувствительных рецепторов – палочеки колбочек.

Колбочки и палочки выполняют различные функции. Колбочки позволяют четко различать мелкие детали и цвет предметов, но требуют для этого хорошей освещенности, а потому обеспечивают так называемое «дневное» зрение. «Ночное» же зрение осуществляется с помощью палочек сетчатки, которые способны реагировать на слабое освещение, но не позволяют различать мелкие детали и цветность.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Человеческий глаз преобразует энергию оптического излучения взрительное ощущение .

Воспринимается видимая часть оптического участка спектра электромагнитных колебаний с длиной волны 380 – 780 нм . Глазнепосредственно реагирует на

яркость и избирательнона спектральный составпадающего потока излучения.

кривой видности света .

Относительная спектральная чувствительность глаза Кλравна

отношению чувствительности глаза к однородному излучению с длиной волны λ (qλ ) к максимальному ее значению дляизлучения с длиной волны 555 нм (qmax ) при жëлто-зелëном излучении.

Является жëлто-зелëное

излучение.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Равные по световой мощности лучистые потоки, различающиеся друг от друга длиной волны излучения (цветом), вызывают в глазу неодинаковые по интенсивности излучения, что характеризуется кривой видности света .

По мере приближения к границам видимого спектра чувствительность глаза падает, а наиболее видимым при дневном зрении является жëлто-зелëное

излучение.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Острота зрения. При оценке восприятия пространственных характеристик основным понятием является острота зрения, котораяхарактеризуется минимальным углом, под которым две точки видны как раздельные .

Острота зрения зависит от освещенности, контрастности, формы объекта и других факторов.

С увеличением освещенности острота зрения возрастает. При уменьшении контрастности острота зрения снижается. Острота зрения зависит также от места проекции изображения на сетчатке глаза.

Инерция зрения. Ощущение, вызванное световым сигналом, в течение определенного времени сохраняется, несмотря на исчезновение сигнала или изменение его характеристик, в течение 0,1 - 0,2 с.

Частота, при которой мелькания исчезают, называется критической частотой слияния мельканий . В том случае, когда мелькания света используются в качестве сигнала, оптимальной частотой является частота в пределах 3-10 Гц. Инерция зрения, кроме того, обуславливаетстробоскопический эффект .

При этом возникает, например, иллюзия неподвижности (замедление движения), возникающая, когда движущийся предмет периодически занимает прежнее положение.

В частности, при освещении пульсирующим светом вращающиеся части оборудования могут казаться неподвижными, что представляет опасность для человека.

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Поле зрения. При восприятии объектов в двухмерном и трехмерном пространстве различают поле зрения и глубинное зрение.

Бинокулярное поле зрения охватывает в горизонтальном направлении 120-160°, по вертикали вверх- 55-60° и вниз - 65-72°.

При восприятии цвета размеры поля зрения снижаются. Зона оптимальной видимости ограничена полем: вверх - 25°, вниз - 35°, вправо и влево по 32°.

Глубина зрения обеспечивает пространственное восприятие. Так ошибка оценки абсолютной удаленности на расстоянии до 30 м составляет в среднем 12% от общего расстояния.

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

Слуховая система человека включает

наружное, среднее и внутреннее ухо, слуховой нерви центральные слуховые пути.

Колебания барабанной перепонки передаются во внутреннее ухо, где звук воздействует на чувствительные нервные окончания, каждое из которых реагирует на колебания определенной частоты.

Механические колебания преобразуются в органе слуха в электрические потенциалы.

Основными параметрами звуковых волн являются интенсивность ичастота колебаний, которые субъективно в слуховых ощущениях воспринимаются как

громкость и высота тона.

Зона слышимости звука по интенсивности ограничена порогом слышимости и

порогом болевого ощущения.

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

По частоте область слуховых ощущений лежит от 16 Гц до 20 кГц.

Зона слышимости звука ограничена двумя кривыми: порогом слышимости (1)

и порогом болевого ощущения(2).

Порог слышимости (1 ), в отличие от порогаболевого ощущения (2 ), сильно зависит от частоты. Уровень звукаL на пороге слышимости равен 0 дБ при звуковом давленииP 2*10-5 Па, а на пороге болевого ощущения 140 дБ при звуковом давлении 2*102 Па.

Область между порогами называется зоной слышимости звука.

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР

Кривые равной громкости

Абсолютный дифференциальный порог различения частот равен ~2-3 Гц.

Относительный дифференциальный порог является почти постоянным и равен

Максимальная чувствительность слухового анализатора лежит в диапазоне частот 3...5 кГц.

Анализаторы - это функциональные системы, обеспечивающие анализ (различение) раздражителей, действующих на организм, преобразующие полученные раздражения в биологически целесообразную ответную реакцию. В их структуре можно выделить следующие звенья:
- периферический отдел - рецепторы органов чувств;
- проводниковый отдел - нервные пути, по которым возбуждение передается в кору больших полушарий головного мозга;
- центральный отдел - участок коры головного мозга, преобразующий полученное раздражение в определенное ощущение.Современный человек имеет следующие анализаторы:

Зрительный анализатор – наиболее информативный канал (80 - 90 % информации об окружающем мире). Восприятие световых раздражений осуществляется с помощью светочувствительных клеток, палочек и колбочек, расположенных в сетчатке глаза. К недостаткам зрительного канала можно отнести ограниченность его поля зрения (по горизонтали 120-160 0 , по вертикали 55-70 0) При цветовом восприятии размеры поля сужаются. Зрительный анализатор обладает спектральной чувствительностью. У современного человека видимость приходится на желто-зеленую составляющую спектра.

Слуховой анализатор в наибольшей степени дополняет информацию, полученную с помощью зрительного анализатора, так как обладает «круговым обзором». Обеспечивает восприятие звуковых колебаний с помощью чувствительных окончаний слухового нерва. Основные параметры звуковых сигналов - уровень звукового давления и частота (ощущаются как громкость и высота звука).

Тактильная и вибрационная чувствительность (осязание) проявляется при действии на кожную поверхность различных механических стимулов (прикосновение, давление). Обеспечивает восприятие сокращения и расслабления мышц с помощью механорецепторов в тканях тела.

Температурная чувствительность свойственна организмам с постоянной температурой тела. В коже имеются два вида терморецепторов, одни реагируют только на холод, другие только на тепло. Латентный период - 0,25 с

Обонянием называется вид чувствительности, направленные на восприятие пахучих веществ с помощью обонятельных рецепторов, расположенных в желтом эпителии носовой раковины.

Вкусовой анализатор обеспечивает восприятие кислого, соленого, сладкого и горького с помощью хеморецепторов – вкусовых луковиц, расположенных на языке, в слизистой оболочке неба, гортани, глотки, миндалин.

Основной характеристикой анализатора является его чувствительность. Не всякая интенсивность раздражителя, воздействующего на анализатор, вызывает ощущение. Опытами установлено, что величина ощущений изменяется медленнее, чем сила раздражителя. Этот эмпирический психофизический закон Вебера-Фехнера выражается зависимостью: Е = К * lg (I) + С

Где Е – интенсивность ощущений, I – интенсивность раздражителя, К и С – константы.

17. Зрительный анализатор и его возможности

зрительный анализатор обеспечивает более 80% инфор­мации о внешнем мире, имеет важное значение в обеспе­чении безопасности, характеризуется следующими пока­зателями:

Острота зрения - способность раздельного восприя­тия объектов - управляется большим числом биокибер­нетических устройств; существует система, обеспечиваю­щая четкость изображения на сетчатке путем изменения кривизны хрусталика; кроме того, освещенность сетчат­ки регулируется диаметром зрачка;

Поле зрения - состоит из центральной области бино­кулярного зрения, обеспечивающей стереоскопичность вос­приятия; его границы у отдельных лиц зависят от анато­мических факторов (размер и форма носа, век, орбит и т. д.); поле зрения охватывает около 240° по горизонтали и 150° по вертикали при нормальном естественном освеще­нии; любое уменьшение освещенности, некоторые болезни (глаукома), дефекты кровеносных сосудов, недостаток кис­лорода приводят к резкому уменьшению поля зрения;

Яркостный контраст - чувствительность к нему яв­ляется важным показателем зрительного анализатора; его порог (наименьшая воспринимаемая разность яркостей) зависит от уровня яркости в поле зрения и ее равномер­ности; оптимальный порог регистрируется при естествен­ном освещении;

Цветовосприятие - способность различать цвета предметов. Цветовое зрение - это одновременно физи­ческое, физиологическое, психологическое явление, за­ключающееся в способности глаза реагировать на излу­чение различной длины волны, в специфическом воспри­ятии этих излучений. На ощущение цвета влияют длина волны излучения, яркость источника света, коэффици­ент отражения или пропускания света объектом, каче­ство и интенсивность освещения. Цветовая слепота (даль­тонизм) - генетическая аномалия, но цветовое зрение может меняться под влиянием приема некоторых лекар­ственных препаратов и под действием химических веществ. Например, прием барбитуратов (снотворных и седативных средств) вызывает временные дефекты в жел­то-зеленой зоне; кокаинусиливает чувствительность к си­нему цвету и ослабляет к красному; кофеин, кофе, кока-кола ослабляют чувствительность к синему, усиливают красный цвет; табак вызывает дефекты в красно-зеленой зоне, особенно в красной (дефекты могут быть постоян­ными).

18 слуховой анализатор и его характеристики .

Слуховой анализатор воспринимает звуки, которые представляют собой акустические колебания, способные восприниматься органом слуха в диапазоне 16-20000 Гц.

Важной характеристикой слуха является его острота или слуховая чувствительность. Она определяется минималь­ной величиной звукового раздражителя, вызывающего слу­ховое ощущение. Острота слуха зависит от частоты вос­принимаемого звукового сигнала. Абсолютный порог слы­шимости - минимальная интенсивность звукового давления, которая вызывает слуховое ощущение.

При увеличении интенсивности звука возможно появ­ление неприятного ощущения, а затем и боли в ухе. Наи­меньшая величина звукового давления, при которой воз­никают болевые ощущения, называется порогом слухово­го дискомфорта. Он равен в среднем 80-100 дБ отно­сительно абсолютного порога слышимости. Интенсивность звукового воздействия определяет громкость ощущения, частота - его высоту. Существенной характеристикой слуха является способность дифференцировать звуки раз­личной интенсивности по ощущению их громкости. Ми­нимальная величина ощущаемого различия звуков по их интенсивности называется дифференциальным порогом восприятия силы звука. В норме для средней части час­тотного диапазона звуковых волн эта величина составля­ет около 0,7-1,0 дБ. Поскольку слух является средством общения людей, особое значение в его оценке имеет спо­собность восприятия речи или речевой слух. Особенно важ­но в оценке слуха сопоставление показателей речевого и тонального слуха, что дает представление о состоянии различных отделов слухового анализатора (аудиометрия). Важное значение имеет функция пространственного слу­ха, заключающаяся в определении положения и переме­щения источника звука в пространстве.

Анализаторы запаха и вкуса

Обоняние - способность воспринимать запахи - осуществ­ляется благодаря обонятельному анализатору, рецепторами кото­рого являются сенсорные нервные клетки, расположен­ные в слизистой оболочке носа.

Эти клетки преобразуют энергию раздражителя в нервное возбуждение и передают его обонятельному центру мозга. Для этого требуется непосредственный контакт рецептора с молеку­лой пахучего вещества. Эти молекулы, осаждаясь на небольшом участке мембраны обонятельного рецептора, вызывают местное изменение ее проницаемости для отдельных ионов. В результате развивается рецепторный потенциал - начальный этап нервного возбуждения. Человек обладает различной чувствительностью к пахучим веществам, к некоторым веществам она особенно высо­кая. Например, этилмеркаптан ощущается при его содержании в количестве, равном 0,00019 мг на 1 л воздуха. Полный диапазон воспринимаемых концентраций может охватывать 12 порядков.