Общие вопросы анатомии и физиологии сенсорных систем

Строение, свойства, значения сенсорных систем: Мозг человека постоянно получает информацию об изменениях внешней и внутренней среды. Эта информация воспринимается, передается в соответствующие зоны коры большого мозга, анализируется особенными сенсорными (чувствительными) системами, которые еще называют анализаторами.

Строение анализатора:

• — периферическая часть — рецепторы;
• — проводниковая часть — нервы, которые отходят от рецепторов;
• — центральная часть — соответствующие чувствительные зоны коры полушарий большого мозга.

Рецепторы — чувствительные нервные структуры, которые превращают разные виды энергии (световую, механическую, тепловую и другие) в нервный импульс.

В зависимости от расположения различают экстероцепторы, интероцепторы (см. тема «Нервная система»). По морфологическим особенностям их разделяют, на: первично-чувствительные и вторично-чувствительные.

Первично-чувствительные рецепторы — это простое чувствительное нервное окончание биполярного нейрона, по центральному отростку которого, возбуждение передается на высший уровень чуткой системы. Эти клетки одновременно являются и рецепторными, и чувствительными, нейронами II порядка. Рецепторные образования обонятельного, кожного и двигательного анализатора, принадлежат к первичным рецепторам.

Вторично-чувствительные рецепторы — это специализированные рецепторные клетки, которые воспринимают раздражение и передают возбуждения на нейроны II порядка. К вторично-чувствительным рецепторам принадлежат вкусовые, слуховые, зрительные, вестибулярные рецепторы.

В зависимости от специфичности действия раздражителей, рецепторы разделяют:

• 1. мономодальные — приспособленные к действию одного раздражителя (рецепторы сетчатки глаза — к действию света);
• 2. полимодальные — могут воспринимать раздражителей разной природы (рецепторные образования кожи воспринимают температуру, механические раздражители).

Рецепторы различают:

• 1. контактные — если раздражитель вызывает возбуждение рецепторных образований при непосредственном прикосновении с ними (рецепторы кожи);
• 2. дистанционные — если владеют способностью переходить в состояние возбуждения при действии раздражителей, расположенных на определенном расстоянии.

В зависимости от характера действия раздражителей, к которым рецептор владеет выборочной чувствительностью, различают: фоторецепторы, терморецепторы, барорецепторы, механорецепторы, хеморецепторы Нервные импульсы, которые возникают в рецепторах через цепь нейронов, которая состоит из трех клеток, поступают к большим полушариям головного мозга. Первая клетка — чувствительная, расположенная за пределами ЦНС в межпозвонковых спинномозговых узлах и узлах черепно-мозговых нервов. Второй нейрон находится в вытянутом или среднем мозге, третий нейрон — в зрительном горбе.

Анализ информации осуществляется во всех звеньях анализатора — от рецептора к центральной части. Этот анализ сводится в первую очередь к ограничению избыточной информации, выделения существенных признаков раздражителя.

Процесс превращения энергии раздражителя в информацию заключается в его кодировке, то есть переводе на «язык», который был бы понятным для всех нервных клеток. Этот процесс начинается в рецепторах генерацией потенциала действия, то есть нервного импульса. Специфичность раздражения передается в виде групп или залпов импульсов, которые отличаются количеством импульсов, частотой, длительностью, интервалами, между ними. «Языком» мозга является частотный код. Превращение информации, то есть перевод ее из одной частотной характеристики в другую, проходит на каждом уровне анализаторной системы путем изменения кода — перекодирования. В высшие отделы нервной системы информация поступает по многим каналам, которые функционируют параллельно, но об одном и том же. В высших отделах происходит перекрытие кодов. Восприятие одних и тех же явлений окружающего мира разными рецепторами и даже разными чуткими системами и перекрытие кода составляет основу многогранности отражения явлений нервной системой.

Высший анализ информации проходит в чувствительных участках коры полушарий головного мозга. Различают 3 группы чувствительных полей: первичные, вторичные, третичные.

Первичные поля — это ядерные зоны анализаторов. Они осуществляют анализ отдельных раздражителей, информация о которых поступает от соответствующих рецепторов.

Вторичные поля — это периферические зоны анализаторов, расположенные рядом с первичными полями. Они получают информацию от первичных полей и осуществляют более сложный ее анализ. Здесь проходит осознание световых, звуковых и других сигналов. При повреждении вторичных полей, сохраняется способность выделять предметы, слышать звуки, но человек их не узнает, не различает их значения.

Третичные поля или зоны перекрытия анализаторов. Эти поля расположены в задней половине коры полушарий большого мозга, на границе теменных, височных, затылочного и лобного участка. Здесь проходит процесс высшего синтеза и анализа. С развитием третичных полей у человека проявились функции вещания, мышления (внутренний язык возможен лишь, когда будут одновременно действовать более чуткие системы). Если у новорожденного ребенка недостаточно развитые третичные поля, человек не развивается как личность, не может овладеть языком, овладеть самыми простыми движениями.

Общие свойства анализаторов:

1. Для каждого анализатора характерно наличие рецепторного поля (участок поверхности, которая воспринимает раздражение, в которой разветвлено афферентное волокно одной нервной клетки).

Соотношение в коре больших полушарий большого мозга между рецепторными полями и определенными участками коры определяется порядком их проекции «точка в точку». Да, каждый участок сетчатки глаза, который воспринимает изображение, передает свои сигналы определенному участку зрительной области коры. Все участки коркового центра напоминают экран, который отображает расположение рецепторов на периферии. Такая упорядоченность представительства рецепторных полей позволяет мозгу получать объективную информацию о состоянии пространства.

• 2. Высокая чувствительность анализаторов к адекватному раздражителю. Чтобы возникло возбуждение рецепторов глаза достаточно энергии 1—2 квантов света. Чувствительность некоторых органов ограничена, потому что иначе мозг был бы перегружен информацией. несущественной для человека. Мы не чувствуем влияния, ионизирующего излучения, радиоактивного, а лишь его последствия — ухудшение состояния здоровья.
• 3. Торможение. Торможение в рецепторных образованиях органов чувств, способствует периферическому анализу раздражений. Да, в зрительном анализаторе оно обеспечивает контрастность изображения путем подчеркивания линий и контуров предметов.
• 4. Адаптация — способность сенсорных систем приспосабливать уровень своей чувствительности к интенсивности раздражителя. При высокой интенсивности раздражителя чувствительность организма к нему снижается и наоборот.

Анализаторы под воздействием длительных упражнений способны повышать свои возможности, то есть «тренироваться». Таким образом, тренируется слух у музыкантов, ощущение вкуса и запахов у специалистов — дегустаторов.

Деятельность анализаторов объединяется мозгом, потому в случае нарушения одного анализатора его функция замещается другими анализаторами. Да, с помощью слуха, прикосновению можно создать представление (зрительное) о форме, общем виде предметов.

На базе информации от сенсорных систем у человека формируются субъективные ощущения, впечатления, сознание, приобретается опыт, развивается ум. Сенсорные системы обеспечивают взаимодействие организма с окружающей средой.

У человека различают 5 основных сенсорных систем: зрительная, слуховая, вкусовая, обонятельная, касательная или кожной чувствительности.

Особенности сенсорной функции у детей и подростков: Элементарная рефлекторная деятельность человека, его сложные поведенческие акты и психические процессы зависят от функционального состояния его органов чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса, соматической и висцеральной чувствительности, с помощью которых осуществляется восприятие и анализ бесконечного потока информации из окружающего материального мира и внутренней среды организма. Без этой информации была бы невозможна оптимальная организация, как самых примитивных функций человеческого организма, так и высших психических процессов.

Среди сенсорных систем организма различают вкусовую, слуховую, зрительную, вестибулярную, обонятельную и соматосенсорную системы. Рецепторы последней расположены в коже и воспринимают прикосновения, вибрацию, тепло, холод, боль. Выделяют также проприоцептивную систему, куда относятся проприорецепторы, воспринимающие движения в суставах и мышцах. Изучение интерорецепторов, расположенных во всех внутренних органах, путей проведения и переработки, поступающих от них сигналов дало основание говорить о висцеральной сенсорной системе, которая воспринимает различные изменения во внутренней среде организма.

Различные сенсорные системы начинают функционировать в разные сроки онтогенеза. Вестибулярный анализатор как филогенетически наиболее древний созревает еще во внутриутробном периоде. Рефлекторные акты, связанные с активностью этого анализатора (при повороте тела изменение положения конечностей), отмечаются у плодов и недоношенных детей. Также рано созревает кожный анализатор. Первые реакции на раздражение кожи отмечены у эмбриона в 7,5 недели. Уже на 3-м месяце жизни ребенка параметры кожной чувствительности практически соответствуют таковым взрослого.

Адекватные реакции на раздражения вкусового анализатора наблюдаются с 9−10-го дня жизни. Дифференцировка основных пищевых веществ формируется лишь на 3−4-м месяце жизни. До 6-летнего возраста чувствительность к вкусовым раздражителям повышается и в школьном возрасте не отличается от чувствительности взрослого. Обонятельный анализатор функционирует с момента рождения ребенка, а дифференцировка запахов отмечается на 4-м месяце жизни.

Созревание сенсорных систем определяется развитием звеньев органов чувств. Периферические звенья являются сформированными к моменту рождения. Позже других формируется периферическая часть зрительного анализатора — сетчатка глаза, ее развитие заканчивается к 6 месяцам жизни. Миелинизация нервных волокон в течение первых месяцев жизни обеспечивает значительное увеличение скорости проведения возбуждения и, следовательно, развитие проводящего отдела анализатора. Позже других корковые звенья органов чувств. Именно их созревание определяет особенности функционирования сенсорных систем в детском возрасте. Наиболее поздно завершают свое развитие корковые звенья слуховой и зрительной сенсорной системы.

При изучении движения глаз ребенка установлено, что он способен воспринимать элементы предъявляемых изображений с момента рождения. Считают, что отдельные элементы изображения в младенческом возрасте отождествляются с целостным предметом. Об этом свидетельствуют данные, показавшие, что младенцы, у которых вырабатывался условный рефлекс на целостную геометрическую фигуру, реагировали также на ее компоненты, предъявляемые в отдельности, и только с 16 недель ребенок воспринимал целостную фигуру, которая становилась стимулом условной реакции.

По мере созревания корковых нейронов и их связей, в течение первых лет жизни ребенка анализ внешней информации становится более тонким и дифференцированным, совершенствуется процесс опознания сложных стимулов. Период интенсивного созревания систем наиболее пластичен. Созревание коркового звена анализатора в значительной степени определяется поступающей информацией. Известно, что если лишить организм новорожденного притока сенсорной информации, то нервные клетки проекционной коры не развиваются; в сенсорно обогащенной среде развитие нервных клеток и их контактов происходит наиболее интенсивно.

Отсюда очевидно значение сенсорного воспитания в раннем детском возрасте, т. е. сенсорная информация, имеет значение не только для организации деятельности внутренних органов и поведения, но и является важным фактором развития ребенка.

Функциональное созревание сенсорных систем продолжается и в другие возрастные периоды, поскольку в переработку поступающей информации вовлекаются и другие корковые зоны (ассоциативные), которые созревают в течение длительного периода развития, включая подростковый возраст. Постепенность их созревания определяет особенность процесса восприятия информации в школьном возрасте. Так, восприятие сложных зрительных стимулов становится идентичным таковым взрослого к 11−12 годам.

Особо важное значение для нормального физического и психического развития детей и подростков имеют органы зрения и слуха. Это обусловлено тем, что подавляющая часть всей информации из окружающего мира (примерно 90%) поступает в наш мозг через зрительные и слуховые каналы.