Лекции по общей физиологии. 2курс_лекции_по_общей_физиологии. Введение в общую физиологию
 Скачать 6.53 Mb.
|
|
Контрольные вопросы Что понимают под высшей нервной деятельности? Каков механизм образования условных рефлексов? Какие виды торможения условных рефлексов сущест-вуют? Что понимают под динамическим стереотипом? Каково его значение? Какие типы высшей нервной деятельности у человека существуют? Чем они характеризуются? Какое значение имеет сон для организма? Какие существуют виды сна и в чем их физиологическое отличие? Лекция 12 «Физиология сенсорных систем» План: Функциональная организация сенсорной системы. Рецепторы, их классификация. Механизм возбуждения рецепторов. Последовательность обработки афферентной информации. Корковый уровень сенсорных систем. Физиология зрительного, слухового, вестибулярного и двигательного анализаторов. Значение сенсорных систем в спортивной деятельности. В процессе развития животного мира сформировались сенсорные системы, которые обеспечивают восприятие, анализ различных двигательных, звуковых и других раздражений. И.П.Павлов определил, что каждый анализатор или сенсорная система состоит из воспринимающего органа – рецептора, провод-никового отдела и центрального отдела, находящегося в головном мозге. Высшим отделом любого анализатора является определен-ный корковый отдел, который имеет ядро и нейроны рассеяны в разных областях коры. Специальные образования, трансформирующие энергию внешнего раздражения в специфическую энергию процесса возбуждения называется рецепторами. Эти образования служат для восприятия внешних сигналов и кодирования возбуждения в виде нервных импульсов для передачи информации в нервные центры. Все рецепторы разделяют на 3 большие группы: внешние или экстерорецепторы, внутренние или интерорецепторы и проприо-рецепторы. К экстерорецепторам относятся: слуховые, зрительные, обонятельные, вкусовые, осязательные рецепторы, к интерорецеп-торам – висцерорецепторы (сигнализирующие о состоянии внутренних органов), вестибуло- и проприорецепторы (рецепторы опорно-двигательного аппарата). Рецепторы могут быть классифицированы соответственно физической природе раздражителей, к которым они особо чувст-вительны. По такой классификации их разделяют: на механоре-цепторы к которым относятся рецепторы слуховые, гравитаци-онные, вестибулярные, тактильные рецепторы кожи, рецепторы опорно-двигательного аппарата, барорецепторы сердечно-сосу-дистой системы; Хеморецепторы, включающие рецепторы вкуса и обонения, сосудистые и тканевые рецепторы; Фоторецепторы – это рецепторы зрительный сенсорной системы; Терморецепторы – рецепторы кожи и внутренних органов, а также центральные термочувствительные нейроны. Некоторые рецепторы способны воспринимать раздражения, исходящие от предметов, находящихся на значительном расстоянии от организма. Такие рецепторы называются дистантными. К их числу относятся зрительные, слуховые, обонятельные рецепторы. Другие же рецепторы – контактные способны воспринимать раздражение только от предметов, которые непосредственно к ним приложены, т.е. находятся в близком соприкосновении с рецеп-торным аппаратом. При действии раздражителя на воспринимающий субстрат рецепторной клетки происходят процессы, приводящие к увеличению проницаемости поверхностной мембраны клетки и ее деполяризации. В области синаптического контакта рецепторной клетки с нервным волокном сенсорного нейрона выделяется медиатор, который действует на постсинаптическую мембрану нервного волокна и вызывает в ней возникновение возбуждающего постсиннаптического потенциала или так называемого генератор-ного потенциала. Если генераторный потенциал достигает крити-ческого уровня, то в нервном волокне возникает потенциал действия, распространяющийся по направлению к нервным центрам. Во всех отделах сенсорных систем происходит анализ внеш-них раздражений. Наиболее простая форма анализа осуществляется периферическим отделом сенсорных систем. Специализированные рецепторы избирательно реагируют на раздражители различного характера (свет, звук, прикосновение и др.), тем самым, выделяя их из суммы всех падающих на организм воздействий. Первой важной особенностью деятельности проводникового отдела сенсорных систем является передача без искажений специ-фической информации, т.е. нервных импульсов от рецепторов к коре больших полушарий. Второй особенностью в работе проводникового отдела сенсорных систем является дальнейшая обработка афферентной информации, которая заключается, с одной стороны в продолжаю-щемся анализе свойств раздражителя, а с другой – в процессе их синтеза в обобщении поступившей информации. По мере передачи афферентных импульсов на более высокие уровни сенсорных систем увеличивается число нейронов, которые реагируют на афферентные сигналы более сложно, чем простые проводники. Они проявляют избирательную реакцию на опреде-ленные параметры стимулов Н/р в слуховой сенсорной системе встречаются нейроны, реагирующие на определенный диапазон интенсивности и длительности звука, способные суммировать аф-ферентное влияние сохраняющихся в памяти свойства сигнала и др. Одной из важнейших сторон обработки афферентной инфор-мации является отбор наиболее значимых сигналов. Наиболее сложная обработка афферентных импульсов производится в корко-вом отделе сенсорных систем. Корковый отдел сенсорных систем включает 3 поля: первичные, вторичные, третичные. Первичные поля связаны с органами чувств и движения. Эти поля осуществляют начальный корковый анализ отдельных видов раздражений, поступающих в кору от соответствующих рецепторов. Вторичные поля преобразуют информацию, полученную от первичных полей, в более сложные формы. Здесь происходит осмысливание звуковых и световых сигналов. При поражении вторичных полей сохраняется способность видеть предметы, слышать звуки, но человек их не узнает, не помнит их значения. Третичные поля находятся в задней половине коры – на границах теменных, височных и затылочных ее областей и в передней половине – в передних частях лобных областей. Благодаря большому количеству нервных волокон, проходящих через эти поля, соединяющих правое и левое полушарие, осуществляется согласованная работа обеих полушарий, высший анализ и синтез раздражений, вырабатываются цели и задачи поведения, мышления. Мышление возможно только при совместной деятельности различных сенсорных систем, объединение информации от которых происходит в третичных полях. Кора обеспечивает наиболее широкое взаимодействие различ-ных сенсорных систем и их участие в организации двигательных действий человека, в том числе в процессе его спортивной деятельности. Зрительная сенсорная система сужит для восприятия и анализа световых раздражений. Через нее человек получает 80-90% всей информации о внешней среде. Глаз человека воспринимает световых лучи лишь в видимой части спектра – в диапозоне от 400 – 800 НМ. Зрительная сенсорная система состоит из следующих от-делов: 1. Периферический отдел – это сложный вспомогательный орган – глаз, в котором находятся фоторецепторы и тела биполярных и ганглиозных нейронов; 2. Проводниковый отдел – зрительный нерв, представляющий собой волокна ганглиозных нейронов которые частично перекре-щивается в продолговатом мозге, нейроны которого передают информацию переднию двуххолмию среднего мозга и ядра промежуточного мозга и частично перекрещивающийся в хиазме, передает информацию 3 нейронам, часть которых расположена на переднем двухолмии среднего мозга, другая часть – в ядрах проме-жуточного мозга. 3. Корковый отдел – нейроны находятся в затылочной области коры больших полушарий. Это образование представляет собой первичное поле и ядро анализатора, функцией которого является возникновение ощущений. Рядом с ним находится вторичное поле или периферия анализатора, функция которого опознание и осмысливание зрительных ощущений, что лежит в основе процесса восприятия. Дальнейшая обработка взаимосвязи зрительной информации от других сенсорных систем происходит в ассоциативных задних третичных полях коры – нижнетеменных областях. Глазное яблоко представляет собой шаровидную камеру диаметром 2,5 см, содержащую светопроводящие среды – роговицу, влагу передней камеры, хрусталик и студнеобразную жидкость – стекловидное тело, назначение которых преломлять световые лучи и фокусировать их в области расположения рецепторов на сетчатке. Внутренняя сетчатая оболочка (сетчатка) содержит фоторецепторы глаза – палочки и колбочки и служит для преобразования световой энергии в нервное возбуждение. Светопреломляющие среды глаза – палочки и колбочки и служит для преобразования световой энергии в нервное возбуждение. Светопреломляющие среды глаза, прелом-ляя световые лучи, обеспечивают четкое изображение на сетчатке. Основными преломляющими средами глаза человека являются роговица и хрусталик. Световые лучи преломляются и сходятся внутри камеры глаза в одной точке – фокусе. Приспособление глаза к четкому видению различно удаленных предметов называется аккомодацией. Этот процесс у человека осуществляется за счет изменения кривизны хрусталика. Ближняя точка ясного видения с возрастом отодвигается, т.к. снижается эластичность хрусталика и ухудшается аккомодация. Возникает старческая дальнозоркость. В случае близорукости длинник глаза больше нормы и фокусировка лучей происходит перед сетчаткой, а изображение на сетчатке становится расплывчатым, в дальзорком глазу, наоборот. Фоторецепторы глаза (палочки и колбочки) – это высокоспе-циализированные клетки. Преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение. Палочки, рассеянные преимущественно по периферии сетчатки и колбочки расположенные в центральной части сетчатки, различаются по своим функциям. Палочки обладают более высокой чувствительностью, чем колбочки и являются органами сумеречного зрения. Они воспринимают черно-белое изображение. Колбочки представляют собой органы дневного зрения. Они обеспечивают цветное зрение. Существует 3 вида колбочек у человека: воспринимающие преимущественно красный, зеленый и сине-фиолетовый цвет. При нарушении функции колбо-чек наступает цветовая слепота (дальтонизм), человек перестает различать цвета, красный и зеленый цвет. Важными характеристиками органа зрения являются острота и поле зрения. Острота зрения зависит не только от густоты рецепторов, но и от четкости изображения на сетчатке, т.е. от преломляющих свойств глаза, от степени аккомодации, от вели-чины зрачка. В водной среде преломляющая сила роговицы снижается, т.к. его коэффициент преломления близок к коэф-фициенту воды. В результате под водой острота зрения уменьшается в 200 раз. Полем зрения называется часть простран-ства, видимая при неподвижности положения глаза. Для черно-белых сигналов поле зрения обычно ограничено строением костей черепа и положением в глазницах глазных яблок. Для цветных раздражителей поле зрения меньше, т.к. воспринимающие их колбочки находятся в центральной части сетчатки. Наименьшее поле зрения отмечается для зеленого цвета. При утомлении поле зрения уменьшается. Человек обладает бинокулярным зрением, т.е. зрением 2 глазами. Изображение, которое видит человек 2 глазами, прежде всего определяется его ведущим глазом. Ведущий глаз обладает более высокой остротой зрения, мгновенным и особенно ярким восприятием цвета, более обширным полем зрения, лучшим ощущением глубины пространства. При прицеливании восприни-мается лишь то, что входит в поле зрения этого глаза. В целом, восприятие объекта в большей мере обеспечивается ведущим глазом, а восприятие окружающего фона – неведущим глазом. Слуховая сенсорная система служит для восприятия и анализа звуковых колебаний внешней среды. Она приобретает у человека особо важное значение в связи с развитием речевого общения между людьми. Деятельность слуховой сенсорной системы имеет также значение для оценки временных интервалов – темпа и ритма движений. Слуховая сенсорная система состоит также из следующих разделов: Периферическим отделом слухового анализатора являются рецепторные волосковые клетки Кортиева органа находящегося в улитке внешнего уха. Слуховые рецепторы относятся к меха-норецепторам. Проводниковый отдел – первый нейрон проводникового отдела, находящийся в спиральном узле улитки, получает возбуждение от рецепторов внутреннего уха, отсюда информация поступает по слуховому нерву в продолговатом мозге и после перекреста информация поступает нейронам в заднего двуххолмия среднего мозга, промежуточного мозга. 3. Корковый отдел – находится в первичном слуховом поле в височной области коры больших полушарий и обеспечивает возникновение ощущения. А более сложная обработка звуковой информации происходит в расположенном рядом вторичном слуховом поле, отвечающем за формирование восприятия и опоз-нание информации. Полученные сведения поступают в третичное поле нижнетеменной зоны, где интегрируются с другими формами информации. Различают костную и воздушную проводимость звука. В обычных условиях у человека преобладает воздушная прово-димость – проведение звуковых колебаний через наружное и среднее ухо к рецепторам внутреннего уха. В случае костной проводимости звукового колебания передаются через кости черепа непосредственно улитке (нгапример, при нырянии, подводном плвании). Человек обычно воспринимает звуки с частотой от 15 до 20000 Гц. У детей верхний предел достигает 2200 Гц, с возрастом от понижается. Наиболее высокая чувствительность обнаружена в области частот от 1000 до 3000 Гц. Эта область соответствует наиболее часто встречающимся частотам человеческой речи и музыки. Вестибулярная сенсорная система служит для анализа поло-жения и движения тела в пространстве. Импульсы вестибулярного аппарата используются в организме для поддержания равновесия тела, для регуляции и сохранения позы, для пространственной организации движений человека. Вестибулярная сенсорная система также представлена следующими отделами: Периферический отдел включает два образования содержа-щие системы – преддверие (мешочек и маточка) и полукружные каналы; Проводниковым отделом являются вестибулярные нервы которые со слуховым нервом в составе 8-ой пары черепно-мозговых нервов, передают нервные импульсы в продолговатый мозг; от которого импульсы поступают к нейронам таламуса. Корковый отдел представляет четвертые нейроны, часть которых представлена в проекционном (первичном) поле вести-булярной системы в височной области коры, а другая часть – находится в непосредственной близоксти к пирамидным нейронам моторной области коры и в постцентральной извилине. Точная локализация коркового отдела вестибулярной сенсорной системы у человека в настоящее время не установлена. Двигательный, анализатор обеспечивает формирование так называемого “мышечного чувства”, человек оценивает место нахождения своих конечностей, движение конечностей, мышечную силу, необходимую для выполнения движения, поднятия груза и т.п. двигательный анализатор оценивает положение тела в пространстве, позу, участвует в координации мышечной деятель-ности. При включении афферентной импульсации от проприоре-цепторов тонус мышц и координация движений нарушаются. Периферический отдел представлен проприорецепторами, расположенными в мышцах, связках, сухожилиях, суставных сумках. Это мышечные веретена, тельца Гольджи, тельца Фатер-Пачини, свободные нервные окончания. Проводниковый отдел двигательного анализатора начинается чувствительными нейронами спинальных ганглиев. Отростки этих клеток достигают ядер продолговатого мезга. От нейронов продолговатого мозга волокна мышечно-суставной чувствитель-ности, совершив перекрест импульсы, доходят до зрительного бугра. Центральным отделом двигательного анализатора является область прецентральной извилины. Значение функции большинства сенсорных систем в процессе занятий физическими упражнениями велико. Выполнение многих упражнений невозможно при значительном расстройстве двигатель-ной и висцеральной сенсорных систем и резко затруднено при выключении функции зрительного, слухового, вестибулярного анализаторов. При выполнении физических упражнений всегда одновре-менно функционирует несколько сенсорных систем. В результате между ними по механизму условного рефлекса складываются определенные взаимоотношения, имеющие специфический харак-тер при каждой новой комбинации комплекса раздражителей. Например, у спортсменов формируются ощущения “чувство снега” ( у лужников), “чувство воды” (у пловцов) и т.д. эти ощущения позволяют спортсменам лучше координировать двигательную дея-тельность с учетом условий внешней среды. В результате систематической физической тренировки функции многих анализаторов улучшаются. Данные о состоянии анализаторов используются для харак-теристики уровня тренированности спортсменов, определение степени утомления и т.д. Контрольные вопросы Какие существуют группы рецепторов в зависимости от происхождения раздражителя? Каково значение рецепторов зрительного анализатора? Назовите функциональные отделы слухового анализатора? Назовите функциональные отделы вестибулярного анализатора? Каково значение сенсорных систем в спортивной деятельности? |