Организм как открытая саморегулирующаяся система. Единство организма и внешней среды. Гомеостаз
 Скачать 2.85 Mb.
|
|
Эмоции – это реакции, отражающие субъективное отношение индивида к объективным явлениям. Эмоции возникают в составе мотивации и играют важную роль в формировании поведения. Выделяют 3 вида эмоциональных состояний (А. Н. Леонтьев): 1. Аффекты – сильные, кратковременные эмоции, возникающие на уже имеющуюся ситуацию. Страх, ужас при непосредственной угрозе жизни. 2. Собственно эмоции – длительное состояние, отражающее отношение индивида к изменившейся или ожидаемой ситуации. Печаль, тревога, радость. 3. Предметные чувства – постоянные эмоции, связанные с каким-либо объектом (чувство любви к конкретному человеку и т.д.). Функции эмоций: 1. Оценочная. Она позволяет быстро оценить возникающую потребность и возможность ее удовлетворения. Например, при чувстве голода человек не подсчитывает калорийность имеющейся пищи, содержание в ней белков, жиров, углеводов, а просто ест в соответствии с интенсивностью чувства голода, т.е. интенсивностью соответствующей эмоции. 2. Побуждающая. Эмоции стимулируют целенаправленное поведение. Например, отрицательные эмоции при голоде стимулируют пищедобывающее поведение. 3. Подкрепляющая. Эмоции стимулируют запоминание и обучение. Например, положительные эмоции при материальном подкреплении обучения. 4. Коммуникативная. Состоит в передаче своих переживаний другим индивидам. Эмоции передаются с помощью мимики, а не мысли. Эмоции выражаются определенными двигательными и вегетативными реакциями. Например, при определенных эмоциях возникает соответствующая мимика, жестикуляция. Возрастает тонус скелетных мышц. Изменяется голос. Учащается сердцебиение, повышается артериальное давление. Это объясняется возбуждением двигательных центров, центров симпатической нервной системы и выбросом адреналина из надпочечников (полиграфия). Основное значение в формировании эмоций принадлежит гипоталамусу и лимбической системе. Особенно миндалевидному ядру. При его удалении у животных механизмы эмоций нарушаются. При раздражении миндалевидного ядра у человека страх, ярость, гнев. У человека важное значение в формировании эмоций принадлежит лобной и височной областям коры. Например, при повреждении лобных областей возникает эмоциональная тупость. Неодинаково и значение полушарий. При временном выключении левого полушария возникают отрицательные эмоции – настроение становится пессимистичным. При выключении правого – возникает противоположное настроение. Установлено, что первоначально чувство благодушия, беспечности, легкости при употреблении алкоголя объясняется его воздействием на правое полушарие. Последующее ухудшение настроения, агрессивность, раздражительность обусловлено действием алкоголя на левое полушарие. Поэтому у людей с недостаточно развитым левым полушарием алкоголь практически сразу вызывает агрессивное поведение. У здоровых людей эмоциональное преобладание правого полушария проявляется мнительностью, повышенной тревожностью. При доминантности левого – этих явлений нет (тест эмоциональной асимметрии мозга - юмор). Важное значение в возникновении эмоций принадлежит балансу нейромедиаторов. Например, если в мозге возрастает содержание серотонина, настроение улучшается, при его недостатке наблюдаются депрессии. Такая же картина наблюдается при недостатке или избытке норадреналина. Обнаружено, что у самоубийц значительно снижено содержание этих нейромедиаторов в мозге.
СЕНСОРНАЯ СИСТЕМА – это совокупность специализированных нервных образований, обеспечивающих кодирование и декодирование физических характеристик сенсорных сигналов. Учение об анализаторах было создано И.П.Павловым, который рассматривал АНАЛИЗАТОР как единую систему, включающую ТРИ ОТДЕЛА, функционально и анатомически связанных друг с другом:
Сенсорная система включает следующие элементы:
Вспомогательный аппарат представляет собой образование, функцией которого является первичное преобразование энергии действующего стимула. Например, вспомогательный аппарат вестибулярной системы преобразует угловые ускорения тела в механическое смещение киноцилей волосковых клеток. Вспомогательный аппарат характерен не для всех сенсорных систем. Сенсорный рецептор осуществляет преобразование энергии действующего раздражителя в специфическую энергию нервной системы, то есть в упорядоченную последовательность нервных импульсов. В первичном рецепторе эта трансформация осуществляется в окончаниях чувствительного нейрона, а во вторичном рецепторе она происходит в рецепторной клетке. Аксон чувствительного нейрона (первичный афферент) проводит нервные импульсы в ЦНС. В ЦНС возбуждение передается по цепочке нейронов (так называемый сенсорный путь) к коре больших полушарий. Аксон чувствительного (сенсорного) нейрона образует синаптические контакты с несколькими вторичными сенсорными нейронами. Аксоны последних следуют к нейронам, расположенным в ядрах более высоких уровней. По ходу сенсорных путей происходит обработка информации, в основе которой лежит интегративная деятельность нейрона. Окончательная обработка сенсорной информации происходит в коре больших полушарий.
Рецепторы – специализированные чувствительные образования, воспринимающие раздражения из внешней и внутренней среды организма и преобразующие их в специфическую активность нервной системы.
Классификация рецепторов: 1. По локализации в организме:
2. По модальности (природе) адекватного раздражителя:
3. По восприятию раздражителей одной или нескольких модальностей:
4. По скорости адаптации:
5. По структурно-функциональным особенностям:
Свойства:
Адекватный раздражитель – это сигнал, к воздействию которого в процессе эволюции приспособились рецепторы и структуры сенсорной коры. Например:
Критерием адекватности является порог ощущения, который для адекватного сигнала значительно ниже. Неадекватный раздражитель – это сигнал, который действует на структуру, специально не приспособленную для его восприятия Например:
Адекватность или неадекватность раздражителя определяется не собственными его качествами, а специфичностью рецепторного аппарата – местоположением рецептора, а также присутствием в нём специфических клеточных органелл определяют особые свойства рецепторов. Для зрительного рецептора адекватным раздражителем является свет. В то же время свет — неадекватный раздражитель для слухового или тактильного рецептора. Только по отношению к адекватному раздражителю рецептор является высоковозбудимым образованием, реагирующим на ничтожную силу раздражителя. Благодаря этому свойству уже на входе сенсорной системы отфильтровываются все раздражения, к восприятию которых данный рецептор не приспособлен. Реакция возникает только на специфическое раздражение, которое и формирует ощущение строго определенного качества, например, зрительное, вкусовое и т.д. Чем выше специфичность сенсорного органа, тем больше вероятность его возбуждения (при физиологических условиях) только адекватными стимулами. Так, для получения эффекта возбуждения в рецепторе глаза требуется несколько квантов света. Сила неадекватного раздражителя, способная вызвать специфический эффект возбуждения, должна быть в десятки и сотни тысяч раз больше. Например, ощущение света («искры из глаз») может вызвать и механический раздражитель. Но он должен превышать силу адекватного раздражителя в миллионы раз. В случае первичных рецепторов, действие раздражителя воспринимается окончанием чувствительного нейрона. Действующий раздражитель может вызывать гиперполяризацию или деполяризацию поверхностной мембраны рецепторы в основном за счет изменения натриевой проницаемости. Повышение проницаемости к ионам натрия приводит к деполяризации мембраны и на мембране рецептора возникает рецепторный потенциал. Он существует до тех пор, пока действует раздражитель. Рецепторный потенциал не подчиняется закону «Все или ничего», его амплитуда зависит от силы раздражителя. У него нет периода рефрактерности. Это позволяет суммироваться рецепторным потенциалам при действии последующих раздражителей. Он распространяется мелено, с угасанием. Когда рецепторный потенциал достигает критической пороговой величины, он вызывает появление потенциала действия в ближайшем перехвате Ранвье. В перехвате Ранвье возникает потенциал действия, который подчиняется закону «Все или ничего» Этот потенциал будет распространяющимся. Во вторичном рецепторе действие раздражителя воспринимается рецепторной клеткой. В этой клетке возникает рецепторный потенциал, следствием которого будет являться выделение медиатора из клетки в синапс, который действует на постсинаптическую мембрану чувствительного волокна и взаимодействие медиатора с рецепторами приводит к образованию другого, локального потенциала, который называют генераторным. Он по своим свойства идентичен рецепторным. Его амплитуда определяется количеством выделившегося медиатора. Медиаторы – ацетилхолин, глутамат. Потенциалы действия возникают периодически, т.к. для них характерен период рефрактерности, когда мембрана утрачивает свойство возбудимости. Потенциалы действия возникают дискретно и рецептор в сенсорной системе работает, как аналогово-дискретный преобразователь. В рецепторах наблюдается приспособление – адаптация к действию раздражителей. Есть быстроадаптирующиеся, есть медленно адаптирующиеся. При адаптация снижается амплитуда рецепторного потенциала и число нервных импульсов, которые идут по чувствительному волокну. Рецепторы кодируют информацию. Оно возможно по частоте потенциалов, по группировки импульсов в отдельные залпы и интервалами между залпами. Кодирование возможно по числу активированных рецепторов в рецептивном поле. Амплитуда и длительность отдельных нервных импульсов, поступающих от рецепторов к центрам, при разных раздражениях остаются постоянными. Однако рецепторы передают в нервные центры адекватную информацию не только о характере, но и о силе действующего раздражителя. Информация об изменениях интенсивности раздражителя кодируется двумя способами: 1) изменением частоты импульсов, идущих по каждому из нервных волокон от рецепторов к нервным центрам, и 2) изменением числа и распределения импульсов — их количества в пачке, интервалов между пачками, продолжительности отдельных пачек импульсов, числа одновременно возбужденных рецепторов и соответствующих нервных волокон. Чем больше интенсивность раздражителя, тем больше частота афферентных нервных импульсов и их количество. Это обусловливается тем, что нарастание силы раздражителя приводит к увеличению деполяризации мембраны рецептора, что, в свою очередь, вызывает увеличение амплитуды генераторного потенциала и повышение частоты возникающих в нервном волокне импульсов. Между логарифмом силы раздражения и числом нервных импульсов существует прямо, пропорциональная зависимость. Имеется еще одна возможность кодирования сенсорной информации. Избирательная чувствительность рецепторов к адекватным раздражителям уже позволяет отделить различные виды действующей на организм энергии. Однако и в пределах одной сенсорной системы может быть различная чувствительность отдельных рецепторов к разным по характеристикам раздражителям одной и той же модальности.
Важная характеристика сенсорной системы – способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей. Различение начинается в рецепторах, но в этом процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы. Оно характеризует то минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить (дифференциальный, или разностный, порог). Для того чтобы в результате действия раздражителя на органы чувств возникло ощущение, необходимо, чтобы вызывающий его стимул достиг определенной величины или порога чувствительности. Выделяют два типа порогов чувствительности: абсолютный и дифференциальный (или порог чувствительности к различению). Абсолютный порог ощущения – наименьший по интенсивности стимул, способный вызвать определённое ощущение. Величина абсолютного порога зависит от:
Дифференциальный порог ощущения – минимальная величина, на которую один стимул должен отличаться от другого, чтобы эта разница ощущалась человеком. В 1834 г. Вебер показал, что для различения веса двух предметов их разница должна быть больше, если оба предмета тяжёлые и меньше, если оба предмета лёгкие. Согласно закону Вебера, величина дифференциального порога ощущения прямо пропорциональна силе действующего стимула. Адаптация является общим свойством всех анализаторов. Адаптация — это приспособление рецепторов и анализаторов к силе раздражителя. Возбуждение рецептора наиболее интенсивно в первые моменты его раздражения, затем оно резко снижается и при этом не обнаруживается утомления. Адаптация зависит не только от продолжительности раздражения, но и от силы раздражителя: чем сильнее раздражитель, тем быстрее наступает адаптация. Адаптация обуславливается главным образом физиологическими процессами в мозговых областях анализаторов, а также процессами, совершающимися в самих рецепторах. В основе адаптации лежит колебания лабильности рецепторов и нейронов головного мозга. Предполагается, что адаптация обусловлена распадом медиатора, происходящего сравнительно быстро в рецепторах и значительно медленнее в мозговых центрах. Физиологическое значение адаптация во всех анализаторах заключается в установлении оптимального количества сигналов, поступающих в центральную нервную систему. Адаптация характеризуется известной степенью специализации. Так, при адаптации к сильному запаху сохраняется достаточно высокая чувствительность к действию вновь поступившего слабого запаха. В некоторых случаях в результате адаптации раздражители полностью перестают восприниматься. Например, запахи почвы, грунтовых вод или фоновые запахи на местности в результате длительного пребывания собаки перестают вызывать ощущения по причине адаптации. Под сенсибилизацией чувствительности анализаторов понимают повышение их возбудимости под влиянием многократных раздражителей. Свойство сенсибилизации проявляется у служебных собак в процессе систематической тренировки анализаторов при работе по запаховым следам, выборке вещей, человека и т.д.
Субъективное ощущение, возникающее в результате действия сенсорного стимула, обладает рядом характеристик, то есть позволяет определить ряд параметров действующего раздражителя:
Кодирование качества раздражителя в ЦНС основано на принципе специфичности сенсорных систем и принципе соматотопической проекции. Любая последовательность нервных импульсов, возникших в проводящих путях и корковых проекционных зонах зрительной сенсорной системы, будет вызывать зрительные ощущения. Кодирование интенсивности. С увеличением амплитуды деформации кожи частота импульсации рецепторов (дисков Меркеля или окончаний Руффини) растёт, следовательно, они регистрируют силу или давление, то есть служат рецепторами интенсивности. Кодирование временных характеристик невозможно отделить от кодирования интенсивности. При изменении во времени силы действующего стимула, будет изменяться и частота потенциалов действия, образующихся в рецепторе. При длительном действии раздражителя постоянной силы частота потенциалов действия постепенно снижается, поэтому генерация нервных импульсов может прекращаться ещё до прекращения действия раздражителя. Кодирование пространственной локализации. Организм может достаточно точно определять локализацию многих раздражителей в пространстве. Механизм определения пространственной локализации раздражителей основывается на принципе соматотопической организации сенсорных путей. Обнаружение и первичное различение сигналов обеспечивается рецепторами, а детектирование и опознание сигналов — нейронами коры больших полушарий. Передачу, преобразование и кодирование сигналов осуществляют нейроны всех слоев сенсорных систем.
ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР – это совокупность защитных, оптических, рецепторных и нервных структур, воспринимающих и анализирующих световые раздражители. Световые раздражители представляют собой электромагнитное излучение с различными длинами волн – от длинных (красная часть спектра) до коротких (синяя часть спектра) и характеризуются:
Зрительный анализатор обеспечивает получение более 80 % информации о внешнем мире за счёт:
ОРГАН ЗРЕНИЯ включает в себя:
Оптическая система включает в себя радужную оболочку, роговицу, глазные среды и хрусталик. РАДУЖНАЯ ОБОЛОЧКА – определяет количество попадающего в глаз света (парасимпатические влияния суживают, а симпатические - расширяют зрачок). РОГОВИЦА, ГЛАЗНЫЕ СРЕДЫ и ХРУСТАЛИК образуют эффективную систему фокусировки, создающую изображение на светочувствительной сетчатке. ХОД ЛУЧЕЙ через оптическую систему глаза определяется:
Преломляющая СИЛА тем больше, чем короче ФОКУСНОЕ РАСТОЯНИЕ (растояние от оптического центра системы до той точки, в которой сходятся преломленные лучи); Приспособление глаза к чёткому видению различно удалённых предметов или фокусирование глаза осуществляется при помощи механизмов АККОМОДАЦИИ, которые обеспечиваются нейрональными элементами подкорковых и корковых зрительных центров, чувствительных к чёткости контуров изображения и регулируются за счёт изменения тонуса ЦИЛЛИАРНОЙ мышцы. При рассмотрении ДАЛЁКИХ предметов ресничная мышца расслаблена, циннова связка натянута, в результате чего происходит сдавливание (спереди назад) и растягивание хрусталика. Поэтому ЛУЧИ света ФОКУСИРУЮТСЯ на СЕТЧАТКУ. При рассмотрении БЛИЗКИХ предметов происходят обратные процессы. В нормальном глазе (ЭММЕТРОПИЧЕСКИЙ глаз) при полностью расслабленной аккомодации изображение достаточно удалённых предметов фокусируется на сетчатке, что обеспечивает их чёткое видение. Аномалии рефракции:
Рецепторная система зрительного анализатора представлена в СЕТЧАТКЕ, где происходит первичная обработка зрительной информации и преобразование оптических сигналов в биоэлектрические реакции. Сетчатка имеет многослойное строение и содержит ФОТОРЕЦЕПТОРЫ (включающие палочки и колбочки, которые обеспечивают синтез зрительных пигментов и поглощение световых лучей) и несколько слоев нейронов (передающих рецепторный потенциал на волокна зрительного нерва). ФОТОХИМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ЗРИТЕЛЬНЫХ ПИГМЕНТОВ запускается поглощением одного кванта света одной молекулой пигмента ПАЛОЧКИ (120 млн.) – содержат зрительный пигмент РОДОПСИН и обеспечивают НОЧНОЕ зрение. КОЛБОЧКИ (6 млн.) – содержат зрительный пигмент ЙОДОПСИН. Они обеспечивают ДНЕВНОЕ зрение и восприятие ЦВЕТА. В результате распада пигментов (родопсина в палочках и йодопсина в колбочках) через ряд химических превращений образуются белок ОПСИН и витамин А. ВОССТАНОВЛЕНИЕ (РЕСИНТЕЗ) ПИГМЕНТОВ происходит в темноте в результате цепи химических реакций, протекающих с поглощением энергии с обязательным участием цис-изомера витамина А. ПРИ ПОСТОЯННОМ ОСВЕЩЕНИИ фотохимический распад пигментов уравновешен с ресинтезом пигментов. НЕРВНАЯ ПЕРЕДАЧА в СЕТЧАТКЕ: световые лучи проходят все слои сетчатки и поглощаются в наружных сегментах рецепторных клеток, в результате чего запускается фотохимический процесс зрительных пигментов. В результате формируется рецепторный потенциал (гиперполяризационный) в фоторецепторах, который приводит к генерации потенциала действия в биполярных клетках и волокнах зрительного нерва.
ПРОВЕДЕНИЕ ВОЗБУЖДЕНИЯ В НЕРВНЫЕ ЦЕНТРЫ осуществляется по зрительному нерву в продолговатый мозг (мигательный защитный рефлекс). В передних буграх четверохолмия среднего мозга находятся первичные зрительные центры, которые обеспечивают зрительные ориентировочные рефлексы, рефлекторные движения глаз, зрачковый рефлекс, аккомодацию глаз, сведение зрительных осей. В задней доле мозжечка находятся центры, отвечающие за движения глаз. В зрительных буграх гипоталамуса находятся ядра, отвечающие за расширение (задние ядра) зрачков и глазных щелей и сужение (передние ядра) зрачков и глазных щелей. В таламусе (латеральное коленчатое тело) находится переключающее ядро зрительных сигналов. В затылочной доле коры головного мозга (17, 18, 19 поля) находится проекционная зона зрительного анализатора, где осуществляется проекция сетчатки глаз. В лобной и теменной долях коры головного мозга находится ассоциативная зона зрительного анализатора.
В основе восприятия цвета лежат сложные физико-химические процессы, совершающиеся в зрительных рецепторах. Различают три типа «колбочек», проявляющих наибольшую чувствительность к трем основным цветам видимого спектра:
Особенности цветовой чувствительности клеток определяются различиями в зрительном пигменте. Комбинации возбуждений этих приемников разных цветов дают ощущения всей гаммы цветовых оттенков. В компьютерной промышленности эти цвета называются тремя первичными цветами – RGB (Red, Green, Blue). Все цвета, встречающиеся в природе, можно создать, смешивая свет трех этих длин волн и варьируя их интенсивность. Смесь, состоящая из 100% каждого цвета, дает белый свет. Отсутствие всех цветов дает отсутствие света или черный свет. В случае ослабления восприятия одного из цветов цветовое зрение может нарушаться. Известны три разновидности частичной цветовой аномалии: «краснослепые», «фиолетослепые» и «зеленослепые». Впервые нарушение цветового зрения было обнаружено у известного английского химика Дж. Дальтона: он не воспринимал красный цвет. Этот дефект зрения стал называться дальтонизмом. Дальтонизм обусловлен изменением в мужской хромосоме и встречается у 5-8% мужчин и лишь у 0,4% женщин. Восприятие цвета заметно изменяется в зависимости от внешних условий. Один и тот же цвет воспринимается по-разному при солнечном свете и при свете свечей. Однако зрение человека адаптируется к источнику света, что позволяет в обоих случаях идентифицировать свет как один и тот же – происходит цветовая адаптация (в темных очках сначала все кажется окрашенным в цвет очков, но этот эффект через некоторое время пропадает). Аналогично вкусу, обонянию, слуху и другим органам чувств восприятие цвета так же индивидуально. Люди отличаются друг от друга даже чувствительностью к диапазону видимого света. Адаптация. Приспособление глаза к изменившимся условиям освещенности называется адаптацией. Различают темновую и световую адаптацию. |