Вопрос 3 Понятие об органах чувств, анализаторах и сенсорных системах, их классификация. Учение И.П. Павлова об анализаторах.

АНАЛИЗАТОР. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

По И.П. Павлову, анализатор — это совокупность рецепторов и нейронов мозга, участвующих в обработке информации о сигналах внешнего или внутреннего мира и в получении о них представления (ощущения, восприятия). Все анализаторы, по И.П. Павлову, состоят из трех основных отделов: периферического (в нем происходит превращение сигнала внешнего мира в электрический процесс), проводникового — в нем происходит обработка информации и проведение ее в высшие отделы мозга и, наконец, центрального или коркового отдела, в котором происходит окончательная обработка сенсорной информации и возникает ощущение —■ субъективный образ сигнала.

В настоящее время физиологами детально анализируется функция каждого отдела анализатора и конкретные механизмы, благодаря которым происходит этот сложнейший процесс превращения внешнего стимула в образ.

С позиций кибернетики, переработка сенсорной информации в ЦНС сводится к следующим операциям.

Имеется источник информации (X), от него информация передается в кодирующее устройство (1), по сути — в рецептор, затем информация в закодированном виде поступает в информационный канал (2), который, хотя и имеет помехи (шум), но тем не менее способен донести информацию до декодирующего устройства, откуда декодированная информация поступает в приемник информации (У) — доходит до сознания.

С точки зрения теории информации (ветвь кибернетики), для любых устройств, в которых происходит переработка информации, необходима быстрота передачи информации, точность передач (помехоустойчивость) и возможность кодирования и декодирования ин-формации. В живых системах для получения такого комплекса положительных эффектов возникла система передачи информации с использованием двоичного кода (да — нет), в качестве слова «да» используется наличие потенциала действия. В общем виде работа анализатора заключается в том, чтобы в рецепторах закодировать информацию» а в нейронах мозга провести декодирование информации и превращение ее в факт осознаваемого (ощущение).

Принцип работы анализатора.

Рецептор — это специализированная структура (клетка или окончание нейрона), которая в процессе эволюции приспособилась к восприятию соответствующего раздражителя внешнего или внутреннего мира. Например, адекватным раздражителем для фоторецепторов является квант видимого света, для фонорецепторов — звуковые колебания воздушной водной среды, для терморецепторов — воздействие температуры. Под влиянием адекватного раздражителя в рецепторной клетке или в нервном специализированном окончании происходит изменение проницаемости для ионов (например, под влиянием растяжения в рецепторе растяжения мышц рака происходит увеличение открытия натриевых каналов, что вызывает деполяризацию, степень которой пропорциональна степени растяжения), что приводит к генерации рецепторного потенциала. Этот потенциал аналогичен ВПСП (возбуждающему постсинаптическому потенциалу). В ответ на этот рецепторный потенциал возникают следующие события:

а) в первичночувствующих рецепторах (в первичных рецепторах), которые являются специализированными окончаниями дендрита афферентного нейрона, в ответ на рецепторный потенциал возникает потенциал действия (конечно, если рецепторный потенциал достигает критического уровня деполяризации) или возрастает частота спонтанной генерации ПД (если в условиях «покоя», когда стимул не действовал, генерировался потенциал действия). Возникший ПД или группа ПД передается далее в афферентный нейрон, а от него по его аксону сигналы идут в проводниковый отдел т— бегут, по направлению к коре больших полушарий;

б) во вторичночувствующих рецепторных клетках (вторичные рецепторы) — рецептор является специализированной клеткой, которая не имеет продолжения (не является окончанием дендрита). Она по типу синаптического взаимодействия контактирует с окончанием дендрита афферентного нейрона. Поэтому в ответ на рецепторный потенциал выделяется из рецепторной клетки медиатор, который взаимодействует с окончанием дендрита нейрона. Он вызывает генерацию ВПСП (его называют теперь генераторный потенциал). Бели этот потенциал достигает критического уровня деполяризации, то наступает генерация ПД или учащение ПД, которые были здесь до этого. Большая часть рецепторов — это вторичные (фото-, фоно-, вестибуло-, вкусовые, механорецепторы кожи ит. д.). Первичные рецепторы — это мышечные веретена, рецепторы сухожилий Гольджи), болевые, обонятельные.

Афферентные нейроны — это первые нейроны, которые участвуют в обработке сенсор-ной информации. Как правило, афферентные нейроны лежат в ганглиях (спинномозговые ганглии, ганглии головы и шеи, например, вестибулярный ганглий,- спиральный ганглий, коленчатый ганглий ит. п.). Исключением являются фоторецепторы — их афферентные нейроны (ганглиозные клетки) лежат непосредственно на сетчатке. Следующий нейрон, принимающий участие в обработке информации, расположен в спинном, продолговатом или в среднем мозге. Отсюда идут пути к таламусу — к его специфическим ядрам, в которых располагается у большинства анализаторов следующий (предпоследний) нейрон, участвующий в обработке сенсорной информации. Когда информация от рецепторов идет к коре, ее непрерывно используют структуры мозга для процесса управления. Например, импульсы от мышечных веретен переключаются в спинном мозге на альфа-мотонейроны и вызывают их активацию, что приводит к миотатичес- кому рефлексу. Импульсы, идущие от фоторецепторов, в области верхних (передних) бугров четверохолмия переключаются на альфа-мотонейроны, управляющие мышцами глаз — это позволяет совершать движения глаз, выполнять сторожевые рефлексы. Таким образом, пока информация доходит до верхних этажей, где совершается процесс декодирования, она используется в процессах регуляции двигательной активности или вегетативной регуляции.

Процесс обработки информации начинается уже с рецепторов. Во многом этот процесс управляется вышележащими структурами мозга. Одним из способов управления является изменение чувствительности рецептора. Например, за счет активации гамма-мотонейронов можно усилить чувствительность мышечного веретена к растяжению. Аналогично, за счет влияния со стороны высших отделов мозга происходит усиление чувствительности зрительного анализатора в условиях темновой адаптации. Это осуществляется за счет регуляции процесса конвергенции сигналов от фоторецепторов на ганглиозные клетки сетчатки. Однако высшие структуры одновременно совершают процесс вытормаживания информации, благодаря чему лишняя информация отфильтровывается, убирается, а к центрам поступает наиболее важная («концентрированная»). Высшие отделы наряду с собственными рецепторными механизмами регулируют и процессы адаптации в рецепторах — привыкание. В основном, все рецепторы — быстро адаптирующиеся, поэтому они реагируют на начало воздействия стимула и на окончание его действия. Часть рецепторов — медленно адаптирующиеся, поэтому постоянно реагируют на стимул. Например, быстро адаптируются рецепторы обоняния, вкуса, но медленно адаптируются рецепторы боли (ноцинепторы).

Билет 5