Всему живому на Земле нужна информация о среде, в которой живые организмы обитают, и человек не исключение. Возможность получения информации об окружающей среде обеспечивают чувствительные (сенсорные) системы. Любая деятельность сенсорной системы начинается с рецепторного восприятия энергии раздражителя и ее трансформации в нервные импульсы, а также передачи этих импульсов через нейронную цепь в мозг, преобразующий нервные импульсы в специфические ощущения, например слуховые, обонятельные, зрительные, тактильные и другие.

Об анализаторах

Во время изучения академик Павлов И.П. создал труд об анализаторах. У каждого анализатора три отдела: центральный, периферический и проводниковый.

Периферический отдел представляют рецепторы - нервные окончания, которые обладают чувствительностью, избирательной лишь к определенному виду раздражителей. Они включены в состав органов чувств, соответствующих им.

Анализаторы и органы чувств: их строение и функции

Анализатор имеет типичное строение. Его составляют рецепторный отдел, проводящая часть и центральный отдел. Рецепторную или периферическую часть анализатора можно представить в виде рецептора. Он воспринимает и совершает первичную обработку определенной информации. К примеру, звуковая волна улавливается ушным завитком, свет - глазом, давление - кожными рецепторами.

В сложных органах чувств (вкуса, зрения, слуха), помимо рецепторов, присутствуют вспомогательные структуры, обеспечивающие хорошее восприятие раздражителя и выполняющие опорную, защитную и прочие функции. К примеру, вспомогательные структуры зрительного анализатора представлены глазами, в то время как зрительные рецепторы - только чувствительными клетками (колбочки и палочки). Можно выделить рецепторы наружные, которые расположены на поверхности тела и воспринимают раздражения внешней среды, и внутренние, воспринимающие раздражения внутренней среды и органов организма.

Как устроены анализаторы и органы чувств?

Отдел анализатора проводниковый показан нервными волокнами, которые проводят нервные импульсы в центральную нервную систему от рецептора (слуховой, обонятельный, зрительный нерв и прочие).

Центральный отдел анализатора представляет собой определенный участок коры головного мозга, в котором происходит синтез и анализ предоставленной сенсорной информации и ее преобразование в специфические ощущения (обонятельное, зрительное и другие).

Обязательным условием для нормальной работы анализатора можно назвать целостность всех трех его отделов. Как действуют органы чувств и анализаторы? Об этом ниже.

Работа зрительного анализатора

Рецепторную часть данной структуры представляют глаза. Химические реакции здесь формируют электрический импульс, который проходит по зрительному нерву и проектируется в затылочную долю коры головного мозга.

Работа слухового анализатора. Рецептор здесь ухо. Внешней его частью собирается звук, средней поставляется дальше. Сигнал движется по слуховому нерву к мозгу, его височным долям.

Работа обонятельного анализатора. Обонятельный эпителий покрывает внутреннюю оболочку носа. Им воспринимаются молекулы запаха, при этом создаются нервные импульсы.

Работа вкусовых анализаторов. Их представляют вкусовые сосочки — чувствительные химические рецепторы, реагирующие на химические вещества.

Есть еще тактильные, температурные, болевые анализаторы — тоже состоят из рецепторов на кожных покровах. Рассмотрим более подробно понятия "органы чувств" и "анализаторы".

Орган зрения

Самый большой объем информации о внешнем мире человеку передается посредством то есть глаза, который состоит из вспомогательного аппарата и глазного яблока. Находится глазное яблоко в лицевой части черепа в углублении-глазнице, его защищают верхнее и нижнее веко от механических повреждений, а также ресницы и выступы лобной, носовой и скуловой черепных костей.

Анализаторы и органы чувств человека уникальны.

В углу глазницы верхненаружном располагается слезная железа, которая выделяет слезную жидкость, слезу, облегчающую движение век, смачивающую поверхность глазного яблока. Во внутреннем углу собирается избыток слезы, попадает в слезные каналы, а затем в полость носа по носослезному протоку. Шесть соединяют глазное яблоко и костные стенки глазницы и позволяют осуществлять движения вниз, вверх, в стороны.

Три оболочки образуют стенки глазного яблока: фиброзная (наружная), сосудистая (средняя) и сетчатка или сетчатая (внутренняя). Наружная оболочка в большей, задней, части образует склеру (белочную плотную оболочку), впереди же переходит в прозрачную мембрану, проницаемую для света, - роговицу. Ядро глаза защищает склера, а также сохраняет его форму. Глаз питают кровеносные сосуды, которыми богата сосудистая оболочка. Радужка, то есть ее передняя часть, пигментирована, и этот пигмент определяет цвет, которым обладает глаз. Так устроены анализаторы и органы чувств.

Передняя камера глаза

Передняя камера глаза - пространство между радужной оболочкой и роговицей, заполненное вязковатой жидкостью. За радужкой находится двояковыпуклая линза 10 мм в диаметре - эластичный и прозрачный хрусталик. Он прикреплен к ресничной мышце, которая расположена в сосудистой оболочке. Если натяжение связок уменьшается, то есть расслабляется ресничная мышца, хрусталик становится более выпуклым за счет своей упругости и эластичности, и наоборот, хрусталик утолщается при усилении натяжения связок.

Задняя камера глаза заполнена жидкостью и располагается между хрусталиком и радужкой. За хрусталиком полость глазного яблока заполнена прозрачной студенистой массой, так называемым стекловидным телом, которое предназначено, чтобы сохранять форму глазного яблока, придавать ему упругость и, кроме того, удерживать в контакте со склерой и сосудистой оболочкой сетчатой оболочки. Это основной принцип работы органов чувств и анализаторов.

Сетчатка глаза

Сетчатка, или сетчатая внутренняя оболочка, является самой сложной по строению. Она выстилает стенку глазного яблока изнутри. Ее образовывают нервные окончания зрительного нерва, рецепторные (светочувствительные) клетки (колбочки и палочки) и клетки пигментные, которые расположены во внешнем слое сетчатой оболочки. Черным пятном просматривается пигментный слой через отверстие зрачка. Вот как действуют органы чувств и анализаторы.

Глаз считают оптическим аппаратом. Его светопреломляющая система включает: стекловидное тело, хрусталик, водянистую жидкость задней и передней камер, роговицу. Каждый элемент системы оптической пропускает через себя световые лучи, преломляющиеся, попадающие на сетчатку и формирующие перевернутое и уменьшенное изображение предметов, видимых глазом.

С какими анализаторами связаны органы чувств, теперь стало понятно.

Механизм световосприятия

Сетчатая оболочка содержит около 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек. В колбочках присутствует пигмент иодопсин, который позволяет при дневном свете воспринимать цвета. Также их можно разделить на три типа, обладающие спектральной чувствительностью к синему, красному и зеленому цветам.

В палочках и колбочках (светочувствительных рецепторах) при воздействии световых лучей возникают фотохимические сложные реакции, которые сопровождаются расщеплением пигментов зрительных на соединения. Эта фотохимическая реакция способствует возникновению возбуждения, передающегося по зрительному нерву в форме импульса в промежуточный и средний мозг (подкорковые центры), а далее в затылочную долю коры больших полушарий и модифицируется в зрительное ощущение. В темноте восстанавливается зрительный пурпур.

Какая разница между анализатором и орган чувств? Об этом ниже.

Гигиена органа зрения

Факторы, способствующие сохранению зрения:

• источник света располагается слева;
• рабочее место должно быть хорошо освещено;
• от глаза до предмета рассмотрения расстояние должно быть примерно 30-35 сантиметров.

К ухудшению зрения также приводит чтение в транспорте (поскольку постоянно меняющееся расстояние между хрусталиком и книгой приводит к ослаблению эластичности ресничной мышцы и хрусталика) или лежа. Следует беречь глаза от попадания в них очень яркого света, пыли и прочих частиц. Существуют еще не менее важные органы чувств и анализаторы. Тест по биологии сможет пройти каждый.

Орган слуха

К слуховому органу относятся ухо среднее, наружное и часть уха внутреннего.

В входит ушная раковина и наружный слуховой проход, заканчивающийся барабанной перепонкой. По форме ушная раковина напоминает воронку, состоящую из фиброзной ткани, которая покрыта кожей, и хряща. Длина наружного канала слухового - 2-5 см. Особыми железами канала выделяется вязкая серная жидкость, задерживающая микроорганизмы и пыль. Упругая и тонкая в 0,1 мм барабанная перепонка способствует передаче в среднее ухо звуковых колебаний.

Среднее ухо располагается за барабанной перепонкой в височной кости черепа. Его барабанная полость имеет объем примерно 1 см 3 и содержит три слуховые косточки: стремечко, наковальню и молоточек. Через евстахиеву (слуховую) трубу барабанная полость соединяется с носоглоткой. Давление с обеих сторон барабанной перепонки выравнивается благодаря слуховой трубе, она же сохраняет целостность.

Очень маленькие по размеру слуховые косточки образуют подвижную цепочку друг с другом. Молоточек (самая наружная косточка) соединен с барабанной перепонкой, а его головка с наковальней - при помощи сустава. Наковальня, в свою очередь, крепится к стремечку, а оно - к стенке уха внутреннего. выполняют функцию усиления в 20 раз и передачи звуковой волны к внутреннему уху от барабанной перепонки.

Внутренняя стенка барабанной полости, которая отделяет среднее от внутреннего уха, имеет два окошечка (отверстия) - овальное и круглое, которые затянуты мембранной перепонкой. В перепонку овального отверстия упирается стремечко.

Многих интересуют органы чувств и анализаторы. Тест по биологии, например, содержит вопросы на эту тему.

Внутреннее ухо располагается в височной кости, представляет собой систему каналов и полостей, которая называется лабиринтом. Вместе они формируют лабиринт костный, а внутри него расположен лабиринт перепончатый. Между перепончатым и костным лабиринтом пространство заполнено жидкостью, называемой перилимфой.

Внутри заполнен жидкостью, которая называется эндолимфой. Три отдела выделяются во внутреннем ухе: улитка, полукружные каналы и преддверие. К слуховому органу можно отнести только улитку - костный канал, закрученный спирально в 2,5 оборота. Полость этого канала разделяется на три части двумя перепонками.

Одна перепонка, основная мембрана, состоит из соединительной ткани, включающей примерно 24 тысячи тонких волокон разной длины и располагающихся поперек хода улитки. Наиболее длинные волокна находятся у вершины улитки, а самые короткие - у ее основания. На этих волокнах располагается 5 рядов звукочувствительных волосковых клеток с кроющей мембраной, нарастающей над ними. Все вместе эти элементы образовывают кортиевый орган, то есть рецепторный аппарат анализатора слухового.

Разница между анализатором и органом чувств заключается в том, что анализатор воспринимает информацию от органа чувств, который получает ее от окружающего мира.

Механизм восприятия звука

Жидкости каналов улитки принимают колебания стремечка, которое упирается в мембрану окна овального. Это приводит к колебаниям волокон основной мембраны резонансным. В том числе высокий тон звуков вызывает колебания коротких волоконец, которые располагаются у основания улитки, а низкий тон вызывает колебания находящихся на вершине длинных волоконец. Волосковые клетки при этом прикасаются к кроющей мембране, изменяя свою форму.

Волосковые клетки, касаясь кроющей мембраны, изменяют форму. Это приводит к появлению возбуждения, передающегося в средний мозг в виде импульсов по волокнам нерва слухового и далее в зону слуха коры больших полушарий височной доли, где возбуждение переходит в слуховое ощущение. Человеческое ухо может воспринимать диапазон частот звуков в 20-20000 Герц.

Гигиена органа слуха

Чтобы сохранить слух, необходимо не допускать механические повреждения барабанной перепонки. Слуховой проход и ушные раковины нужно содержать в чистоте. Если в ушах скапливаются излишки серы, нужно обращаться к специалисту. Сильные и длительные шумы оказывают пагубное действие на орган слуха. Очень важно лечить простудные заболевания своевременно, поскольку в барабанную полость через евстахиеву трубу могут проникать болезнетворные бактерии и провоцировать воспаление. Мы рассмотрели анализаторы и органы чувств человека.

Другие анализаторы

Существуют также тактильный, вкусовой и обонятельный анализаторы. Осязанием называется раздражение нескольких рецепторов кожи. Вкусовые рецепторы составляют периферический отдел (язык, слизистая рта). Его высшие центры расположены в отделах головного мозга. получает информацию от рецепторов, расположенных в слизистой носа. Обоняние у человека развито наиболее слабо, в отличие от животных.

Интересна работа вестибулярного аппарата, регулирует положение и ориентацию тела в пространстве. Возраст и пол влияют на эффективность анализаторов. К примеру, у женщин лучше развито обоняние и восприятие оттенков цвета. У мужчин лучше работают вкусовые рецепторы.

Значение органов чувств и анализаторов

Эти органы для человека крайне важны. Без них выживание было бы затруднительным. У кого плохо развит какой-либо орган чувств или анализатор, наблюдаются особенности в развитии и восприятии окружающего мира. Они плохо ориентируются в пространстве. Двигательные функции нарушены.

Физиологической основой ощущения является нервный процесс, возникающий при действии раздражителя на адекватный ему анализатор.

Анализатор - понятие (по Павлову), обозначающее совокупность афферентных и эфферентных нервных структур, участвующих в восприятии, переработке и реагировании на раздражители.

Эфферентный - это процесс, направленный изнутри наружу, от центральной нервной системы к периферии тела.

Афферентный - понятие, характеризующее ход процесса нервного возбуждения по нервной системе в направлении от периферии тела к головному мозгу.

Анализатор состоит из трех частей:

1. Периферический отдел (или рецептор), являющийся специальным трансформатором внешней энергии в нервный процесс. Различают два вида рецепторов:

- контактные рецепторы - рецепторы, передающие раздражение при непосредственном контакте с воздействующими на них объектами;

- дистантные рецепторы - рецепторы, реагирующие на раздражения, исходящие от удаленного объекта.

• 2. Афферентные (центростремительные) и эфферентные (центробежные) нервы, проводящие пути, соединяющие периферический отдел анализатора с центральным.
• 3. Подкорковые и корковые отделы (мозговой конец) анализатора , где происходит переработка нервных импульсов, приходящих из периферических отделов.

В корковом отделе каждого анализатора находится ядро анализатора , т.е. центральная часть, где сконцентрирована основная масса рецепторных клеток, и периферия, состоящая из рассеянных клеточных элементов, которые в том или ином количестве расположены в различных областях коры.

Ядерная часть анализатора состоит из большой массы клеток, которые находятся в той области коры головного мозга, куда входят центростремительные нервы от рецептора. Рассеянные (периферические) элементы данного анализатора входят в области, смежные с ядрами других анализаторов. Тем самым обеспечивается участие в отдельном акте ощущения большой части всей коры головного мозга. Ядро анализатора выполняет функцию тонкого анализа и синтеза, например, дифференцирует звуки по высоте. Рассеянные элементы связаны с функций грубого анализа, например, различение музыкальных звуков и шумов.

Определенным клеткам периферических отделов анализатора соответствуют определенные участки корковых клеток. Так, пространственно разными точками в коре представлены, например, разные точки сетчатки глаза; пространственно разным расположением клеток представлен в коре и орган слуха. То же самое относится и к другим органам чувств.

Многочисленные опыты, проведенные методами искусственного раздражения, в настоящее время позволяют довольно определенно установить локализацию в коре тех или иных видов чувствительности. Так, представительство зрительной чувствительности сосредоточено главным образом в затылочных долях коры головного мозга. Слуховая чувствительность локализуется в средней части верхней височной извилины. Осязательно-двигательная чувствительность представлена в задней центральной извилине и т. д.

Для возникновения ощущения необходима работа всего анализатора как единого целого. Воздействие раздражителя на рецептор вызывает появление раздражения. Начало этого раздражения заключается в превращении внешней энергии в нервный процесс, который производится рецептором. От рецептора этот процесс по центростремительному нерву достигает ядерной части анализатора, расположенного в спинном или головном мозге. Когда возбуждение достигает корковых клеток анализатора, мы ощущаем качества раздражителей, а вслед за этим возникает ответ организма на раздражение.

Если сигнал обусловлен раздражителем, угрожающим вызвать повреждение организма, или же адресован вегетативной нервной системе, то весьма вероятно, что он сразу же вызовет рефлекторную реакцию, исходящую от спинного мозга или другого низшего центра, и это произойдет раньше, чем мы осознаем данное воздействие (рефлекс - автоматическая ответная реакция организма на действие какого-либо внутреннего или внешнего раздражителя).

Наша рука отдергивается при ожоге сигаретой, зрачок сужается при ярком свете, слюнные железы начинают выделять слюну, если в рот положить леденец, и все это происходит до того, как наш головной мозг расшифрует сигнал и отдаст соответствующее распоряжение. Выживание организма часто зависит от коротких нервных цепей, составляющих рефлекторную дугу.

Если сигнал продолжает свой путь по спинному мозгу, то он идет по двум различным путям: один ведет к коре головного мозга через таламус , а другой, более диффузный, проходит через фильтр ретикулярной формации , которая поддерживает кору в бодрствующем состоянии и решает, достаточно ли важен сигнал, переданный прямым путем, чтобы его расшифровкой “занялась” кора. Если сигнал будет сочтен важным, начнется сложный процесс, который и приведет к ощущению в прямом смысле этого слова. Этот процесс предполагает изменение активности многих тысяч нейронов коры, которые должны будут структурировать и организовать сенсорный сигнал, чтобы придать ему смысл. (Сенсорный - связанный с работой органов чувств).

Прежде всего внимание коры мозга к стимулу теперь повлечет за собой серию движений глаз, головы или туловища. Это позволит более глубоко и детально ознакомиться с информацией, идущей от сенсорного органа - первоисточника данного сигнала, а также, возможно, подключить другие органы чувств. По мере поступления новых сведений они будут связываться со следами сходных событий, сохранившихся в памяти.

Между рецептором и мозгом существует не только прямая (центростремительная), но и обратная (центробежная) связь. Принцип обратной связи, открытый И.М. Сеченовым, требует признания того, что орган чувств является попеременно и рецептором, и эффектором.

Таким образом, ощущение - не только результат центростремительного процесса, в его основе лежит полный и сложный рефлекторный акт, подчиняющийся в своем формировании и протекании общим законам рефлекторной деятельности. При этом анализатор составляет исходную и важнейшую часть всего пути нервных процессов, или рефлекторной дуги.

Рефлекторная дуга - понятие, обозначающее совокупность нервных структур, проводящих нервные импульсы от раздражителей, находящихся на периферии тела, к центру, перерабатывающих их в центральной нервной системе и вызывающих реакцию на соответствующие раздражители.

Рефлекторная дуга состоит из рецептора, проводящих путей, центральной части и эффектора. Взаимосвязь элементов рефлекторной дуги обеспечивает основу ориентировки сложного организма в окружающем мире, деятельность организма в зависимости от условий его существования.

Сигнал от рецептора (1) отправляется к спинному мозгу (2) и включившаяся рефлекторная дуга может вызвать отдергивание руки (3). Сигнал тем временем идет дальше к головному мозгу (4), направляясь по прямому пути в таламус и кору (5) и по непрямому пути - к ретикулярной формации (6). Последняя активирует кору (7) и побуждает ее обратить внимание на сигнал, о наличии которого она только что узнала. Внимание к сигналу проявляется в движениях головы и глаз (8), что ведет к опознанию раздражителя (9), а затем - к программированию реакции другой руки с целью “прогнать нежеланного гостя” (10).

Динамика процессов, происходящих в рефлекторной дуге - есть своеобразное уподобление свойствам внешнего воздействия. Например, осязание является именно таким процессом, в котором движения рук повторяют очертания данного объекта, как бы уподобляясь его структуре. Глаз действует по такому же принципу благодаря сочетанию деятельности своего оптического “прибора” с глазодвигательными реакциями. Движения голосовых связок также воспроизводят объективную звуковысотную природу. При выключении вокально-моторного звена в экспериментах неизбежно возникало явление своеобразной звуковысотной глухоты. Таким образом, благодаря сочетанию сенсорных и моторных компонентов, сенсорный (анализаторный) аппарат воспроизводит объективные свойства воздействующих на рецептор раздражителей и уподобляется их природе.

Многочисленные и разносторонние исследования об участии эффекторных процессов в возникновении ощущения привели к выводу, что ощущение как психическое явление при отсутствии ответной реакции организма или при ее неадекватности, невозможно. В этом смысле неподвижный глаз столь же слеп, как неподвижная рука перестает быть орудием познания. Органы чувств теснейшим образом связаны с органами движения, которые выполняют не только приспособительные, исполнительные функции, но и непосредственно участвуют в процессах получения информации.

Так, очевидна связь осязания и движения. Обе функции слиты в одном органе - руке. Вместе с тем очевидно и различие между исполнительными и ощупывающими движениями руки (русский физиолог, автор учения о высшей нервной деятельности) И.П. Павлов назвал последние ориентировочно-исследовательскими реакциями, относящимися к особому типу поведения - поведения перцептивного, а не исполнительного. Подобное перцептивное регулирование направлено на то, чтобы усилить ввод информации, оптимизировать процесс ощущения. Все это говорит о том, что для возникновения ощущения недостаточно, чтобы организм подвергался соответствующему воздействию материального раздражителя, но необходима и некоторая работа самого организма. Эта работа может выражаться как во внутренних процессах, так и во внешних движениях.

Кроме того, что органы чувств являются для человека своеобразным “окном” в окружающий мир, они еще представляют собой, по сути дела, фильтры энергии, через которые проходят соответствующие изменения среды. По какому же принципу осуществляется отбор полезной информации в ощущениях? Отчасти мы уже затрагивали этот вопрос. К настоящему времени сформулировано несколько гипотез.

Согласно первой гипотезе , существуют механизмы для обнаружения и пропускания ограниченных классов сигналов, причем сообщения, не соответствующие этим классам, отвергаются. Задачу такой селекции выполняют механизмы сличения. Например, у насекомых эти механизмы включены в решение нелегкой задачи - поиск партнера своего вида. “Перемигивания” светлячков, “ритуальные танцы” бабочек и т.п., - все это генетически закрепленные цепи рефлексов, следующих один за другим. Каждый этап такой цепи последовательно решается насекомым в двоичной системе: “да” - “нет”. Не то движение самки, не там цветовое пятно, не тот узор на крыльях, не так она “ответила” в танце - значит, самка чужая, другого вида. Этапы образуют иерархическую последовательность: начало нового этапа возможно только после того, как на предыдущий вопрос отвечено “да”.

Вторая гипотеза предполагает, что принятие или непринятие сообщений может регулироваться на основе специальных критериев, которые, в частности, представляют собой потребности живого существа. Все животные обычно окружены “морем” стимулов, к которым они чувствительны. Однако большинство живых организмов реагирует только на те стимулы, которые непосредственно связаны с потребностями организма. Голод, жажда, готовность к спариванию или какое-либо другое внутреннее влечение могут быть теми регуляторами, критериями, по которым осуществляется селекция стимульной энергии.

Согласно третьей гипотезе , отбор информации в ощущениях происходит на основе критерия новизны. При действии постоянного раздражителя чувствительность как бы притупляется и сигналы от рецепторов перестают поступать в центральный нервный аппарат (чувствительность - способность организма реагировать на воздействия среды, неимеющие непосредственного биологического значения, но вызывающие психологическую реакцию в форме ощущений). Так, ощущение прикосновения имеет тенденцию к угасанию. Оно может совсем исчезнуть, если раздражитель вдруг перестанет двигаться по коже. Чувствительные нервные окончания сигнализируют мозгу о наличии раздражения только тогда, когда изменяется сила раздражения, даже если время, в течение которого он сильнее или слабее давит на кожу, очень непродолжительно.

Подобным образом дело обстоит и со слухом. Было обнаружено, что певцу для управления собственным голосом и для поддержания его на нужной высоте необходимо вибрато - небольшое колебание высоты тона. Без стимулирования этих нарочитых вариаций мозг певца не замечает постепенных изменений высоты звука.

Для зрительного анализатора также характерно угасание ориентировочной реакции на постоянный раздражитель. Зрительное сенсорное поле, казалось бы, свободно от обязательной связи с отражением движения. Между тем, данные генетической психофизиологии зрения показывают, что исходной ступенью зрительных ощущений было именно отображение перемещения объектов. Фасеточные глаза насекомых эффективно работают лишь при воздействии движущихся раздражителей.

Так обстоит дело не только у беспозвоночных, но и у позвоночных животных. Известно, например, что сетчатка лягушки, описываемая как “детектор насекомых”, реагирует именно на перемещение последних. Если в поле зрения лягушки нет движущегося предмета, глаза ее не посылают мозгу существенной информации. Поэтому, даже находясь в окружении множества неподвижных насекомых, лягушка может погибнуть от голода.

Факты, свидетельствующие об угасании ориентировочной реакции на постоянный раздражитель, были получены в опытах Е.Н. Соколова. Нервная система тонко моделирует свойства внешних объектов, действующих на органы чувств, создавая их нервные модели. Эти модели выполняют функцию избирательно действующего фильтра. При несовпадении воздействующего на рецептор в данный момент раздражителя со сложившейся ранее нервной моделью появляются импульсы рассогласования, вызывающие ориентировочную реакцию. И наоборот, ориентировочная реакция угасает на тот раздражитель, который ранее применялся в опытах.

Таким образом, процесс ощущения осуществляется как система сенсорных действий, направленных на селекцию и преобразование специфической энергии внешнего воздействия и обеспечивающих адекватное отражение окружающего мира.

Анализаторы, Органы Чувств И Их Значение

Анализаторы. Все живые организмы, в том числе и человек , нуждаются в информации об окружающей среде. Эту возможность им обеспечивают сенсорные (чувствительные) системы. Деятельность любой сенсорной системы начинается с восприятия рецепторами энергии раздражителя, трансформации ее в нервные импульсы и передачи их через цепь нейронов в мозг, в котором нервные импульсы преобразуются в специфические ощущения - зрительные, обонятельные, слуховые и т. п.

Изучая физиологию сенсорных систем, академик И. П. Павлов создал учение об анализаторах. Анализаторами называются сложные нервные механизмы, посредством которых нервная система получает раздражения из внешней среды , а также от органов самого тела и воспринимает эти раздражения в виде ощущений. Каждый анализатор состоит из трех отделов: периферического, проводникового и центрального.

Периферический отдел представлен рецепторами -чувствительными нервными окончаниями, обладающими избирательной чувствительностью только к определенному виду раздражителя. Рецепторы входят в состав соответствующих органов чувств. В сложных органах чувств (зрения, слуха, вкуса) кроме рецепторов есть и вспомогательные структуры, которые обеспечивают лучшее восприятие раздражителя, а также выполняют защитную, опорную и другие функции. Например, вспомогательные структуры зрительного анализатора представлены глазом, а зрительные рецепторы - лишь чувствительными клетками (палочки и колбочки). Рецепторы бывают наружные, расположенные на поверхности тела и воспринимающие раздражения из внешней среды, и внутренние, которые воспринимают раздражения из внутренних органов и внутренней среды организма,

Проводниковый отдел анализатора представлен нервными волокнами, проводящими нервные импульсы от рецептора в центральную нервную систему (например, зрительный, слуховой, обонятельный нерв и т. п.).

Центральный отдел анализатора - это определенный участок коры головного мозга, где происходит анализ и синтез поступившей сенсорной информации и преобразование ее в специфическое ощущение (зрительное, обонятельное и т. д.).

Обязательным условием нормального функционирования анализатора является целостность каждого из его трех отделов .

Орган зрения. Наибольшее количество информации о внешнем мире (около 90%) человек получает с помощью органа зрения - глаза, состоящего из глазного яблока и вспомогательного аппарата. Глазное яблоко находится в углублении лицевой части черепа -глазнице - и защищено от механических повреждений нижним и верхним веками, ресницами и выступами черепных костей -лобной (надбровный валик), скуловой и носовой. В верхненаружном углу глазницы расположена слезная железа, выделяющая слезную жидкость - слезу, которая облегчает движение век, смачивает поверхность глазного яблока и смывает с нее пылевые частицы. Избыток слезы собирается во внутреннем углу глаза и попадает в слезные каналы, а затем по носо-слезному протоку - в полость носа. Глазное яблоко соединено с костными стенками глазницы шестью глазодвигательными мышцами, позволяющими осуществлять движения вверх, вниз и в стороны.

Стенки глазного яблока образованы тремя оболочками: наружной - фиброзной, средней - сосудистой и внутренней - сетчатой, или сетчаткой (рис. 13.18). Фиброзная оболочка в задней, большей своей части образует плотную белочную оболочку, или склеру, а впереди она переходит в проницаемую для света прозрачную мембрану - роговицу. Склера защищает ядро глаза и сохраняет его форму. Сосудистая оболочка богата кровеносными сосудами, питающими глаз. Ее передняя часть -радужка -имеет пигмент, который определяет цвет глаз. При наличии в клетках радужки большого количества пигмента цвет глаз может быть карим или черным, при малом - светло-серым или голубым. В центре радужки расположено круглое отверстие - зрачок, диаметр которого рефлекторно изменяется от 2 до 8 мм в зависимости от интенсивности освещения. Эту функцию выполняют два типа мышц - радиальные, при сокращении расширяющие зрачок, и кольцевые, сужающие его. В результате внутрь глаза пропускается большее или меньшее количество световых лучей.

Рис 13.18 . Схема строения глаза: 1 -ресничная мышца; 2 -радужная оболочка; 3 - водянистая влага; 4 -5 - оптическая ось; б - зрачок; 7 - роговица; 8 - конъюнктива; 9 - хрусталик; 10 - стекловидное тело; 11 - белочная оболочка; 12 - сосудистая ободочка; 13 - сетчатка; 14 - зрительный нерв.

Между роговицей и радужной оболочкой имеется пространство- передняя камера глаза, заполненная вязковатой жидкостью. Позади радужки находится прозрачный и эластичный хрусталик -двояковыпуклая линза диаметром 10 мм. Хрусталик при помощи связок прикреплен к ресничной мышце, расположенной в сосудистой оболочке. При расслаблении ресничной мышцы натяжение связок снижается и хрусталик из-за своей эластичности и упругости становится более выпуклым, и наоборот, при увеличении натяжения связок хрусталик уплощается. Между радужкой и хрусталиком расположена задняя камера глаза, заполненная жидкостью. Вся полость глазного яблока за хрусталиком заполнена студенистой прозрачной массой- стекловидным телом. Оно предназначено для придания упругости и сохранения формы глазного яблока, а также для удержания сетчатой оболочки в контакте с сосудистой оболочкой и склерой.

Самой сложной по строению является внутренняя сетчатая оболочка, или сетчатка, выстилающая изнутри стенку глазного яблока. Она образована нервными окончаниями зрительного нерва, светочувствительными (рецепторными) клетками - палочками и колбочками -и пигментными клетками, расположенными во внешнем слое сетчатки. Пигментный слой просматривается через отверстие зрачка в виде черного пятна. Благодаря черному пигментному слою обеспечивается контрастность изображения предметов. Участок сетчатки, из которого выходит зрительный нерв, не содержит светочувствительных клеток. Из-за неспособности этого участка воспринимать световые раздражения его называют слепым пятном. Почти рядом с ним, напротив зрачка, находится желтое пятно - место наилучшего видения, в котором сосредоточено наибольшее количество колбочек.

Глаз - это оптический аппарат. В его светопреломляющую систему входят: роговица, водянистая жидкость передней и задней камер, хрусталик и стекловидное тело. Лучи света проходят через каждый элемент оптической системы, преломляются, попадают на сетчатку и формируют уменьшенное и перевернутое изображение видимых глазом предметов.

Способность хрусталика изменять свою кривизну, увеличивая ее при рассматривании близко расположенных предметов и уменьшая при взгляде на далекие предметы, называется аккомодацией. Если световые лучи фокусируются не на сетчатке, а впереди нее, то развивается аномалия зрения, называемая близорукостью. В этом случае человек хорошо видит только близко расположенные предметы. Если фокусировка предметов осуществляется позади сетчатки, то развиваетсядальнозоркость, и тогда четко видны предметы, расположенные вдали. Эти нарушения зрения могут быть врожденными иприобретенными. Если человек унаследовал длинную форму глазного яблока, то у него развивается близорукость, если короткую - дальнозоркость. У людей пожилого возраста из-за потери эластичности хрусталика и ослабления функции ресничной мышцы постепенно развивается старческая дальнозоркость. Для коррекции зрения при близорукости используются двояковогнутые линзы, при дальнозоркости - двояковыпуклые.

Механизм световосприятия. В сетчатке находится около 7 млн. колбочек и 130 млн. палочек. Колбочки содержат зрительный пигмент иодопсин, позволяющий воспринимать цвета при дневном освещении. Колбочки бывают трех типов, каждый из которых обладает спектральной чувствительностью к красному, зеленому или синему цвету. Палочки благодаря наличию пигмента родопсина воспринимают сумеречный свет, не различая цвета предметов. Под воздействием световых лучей в светочувствительных рецепторах - палочках или колбочках - возникают сложные фотохимические реакции, сопровождающиеся расщеплением зрительных пигментов на более простые соединения. Это фотохимическое расщепление сопровождается возникновением возбуждения, которое в форме нервного импульса передается по зрительному нерву в подкорковые центры (средний и промежуточный мозг), а затем в затылочную долю коры больших полушарий, где преобразуется в зрительное ощущение. При отсутствии света (в темноте) зрительный пурпур регенерирует (восстанавливается).

Гигиена органа зрения. Сохранению зрения способствуют следующие факторы : 1) хорошее освещение рабочего места, 2) расположение источника света слева, 3) расстояние от глаза до рассматриваемого предмета должно быть около 30-35 см. Чтение лежа или в транспорте приводит к ухудшению зрения, так как из-за постоянно меняющегося расстояния между книгой и хрусталиком происходит ослабление эластичности хрусталика и ресничной мышцы. Глаза следует беречь от попадания в них пыли и других частиц, слишком яркого света.

Орган слуха. К органу слуха относятся наружное ухо, среднее и часть внутреннего (рис. 13.19).

Рис. 13.19 . Схема строения уха: 1 - наружный слуховой проход; 2 - барабанная перепонка; 3 - полость среднего уха; 4 -молоточек; 5 - наковальня; 6 - стремечко; 7 - полукружные каналы; 8 -улитка; 9 - евстахиева труба.

Наружное ухо состоит из ушной раковины и наружного слухового прохода, который заканчивается барабанной перепонкой. Ушная раковина напоминает по форме воронку и состоит из хряща и фиброзной ткани, покрытой кожей. Наружный слуховой канал имеет длину от 2 до 5 см. Особые железы канала выделяют вязкую серную жидкость, задерживающую пыль и микроорганизмы. Тонкая (0,1 мм) и упругая барабанная перепонка отделяет наружное звуковых колебаний и передаче их в среднее ухо.

Среднее ухо расположено за барабанной перепонкой в ви" сочной кости черепа. В его барабанной полости объемом около 1 см3 имеются три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Барабанная полость через слуховую (евстахиеву) трубу сообщается с носоглоткой. Благодаря слуховой трубе выравнивается давление по обе стороны барабанной перепонки и сохраняется ее целостность. Слуховые косточки очень малы по размерам и образуют друг с другом подвижную цепочку . Самая наружная косточка - молоточек - своей рукояткой соединена с барабанной перепонкой, а головка молоточка с помощью сустава соединена с наковальней. В свою очередь, наковальня подвижно прикреплена к стремечку, а стремечко - к стенке внутреннего уха. Функцией слуховых косточек является передача и усиление (в 20 раз) звуковой волны от барабанной перепонки к внутреннему уху. На внутренней стенке барабанной полости, отделяющей среднее ухо от внутреннего, имеется два отверстия (окошечка) - круглое и овальное, затянутые мембранной перепонкой. Стремечко упирается в перепонку овального окошечка .

Внутреннее ухо расположено в височной кости и представляет собой систему полостей и каналов, называемуюлабиринтом. В совокупности они формируют костный лабиринт, внутри которого находится перепончатый лабиринт. Пространство между костным и перепончатым лабиринтами заполнено жидкостью -перилимфой. Изнутри перепончатый лабиринт также заполнен жидкостью --эндолимфой. Во внутреннем ухе выделяют три отдела: преддверие, полукружные каналы иулитку. К органу слуха относится только улитка - спирально закрученный в 2,5 оборота костный канал. Полость костного канала разделена двумя перепонками на три канала. Одна из перепонок, называемая основной мембраной, состоит из соединительной ткани, которая включает около 24 тыс. тонких волокон различной длины, расположенных поперек хода улитки. У вершины улитки находятся самые длинные волокна, а у ее основания - самые короткие. На этих волокнах в пять рядов располагаются звукочувствительные волос ковые клетки с нависающим над ними выростом основной мембраны, называемой кроющей мембраной. В совокупности эти элементы образуют рецепторный аппарат слухового анализатора - кортиевый орган.

Механизм восприятия звука. Колебания стремечка, упирающегося в , передаются жидкостям каналов улитки, что приводит к резонансным колебаниям волокон определенной длины основной мембраны. При этом звуки высокого тона вызывают колебания коротких волоконец, расположенных у основания улитки, а звуки низкого тона - колебания длинных волоконец, находящихся на ее вершине. При этом волосковые клетки касаются кроющей мембраны и изменяют свою форму, что приводит к возникновению возбуждения, которое в виде нервных импульсов по волокнам слухового нерва передается в средний мозг, а затем в слуховую зону височной доли коры больших полушарий, где оно преобразуется в слуховое ощущение . Ухо человека способно воспринимать звуки в диапазоне частот от 20 до 20 000 Гц.

Гигиена органа слуха. Дня сохранения слуха следует избегать механических повреждений барабанной перепонки. Ушные раковины и наружный слуховой проход следует поддерживать в чистоте. При скоплении в ушах серы необходимо обращаться к врачу. Вредное действие на орган слуха оказывают сильные, длительно действующие шумы. Важно своевременно лечить простудные заболевания носоглотки, так как через евстахиеву трубу в барабанную полость могут проникнуть болезнетворные бактерии и вызвать воспаление.

Анализатор - это система, обеспечивающая восприятие, доставку в мозг и анализ в нем какого-либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной и т. д.). Каждый анализатор органов чувств состоит из периферического отдела (рецепторов), проводникового отдела (нервных путей) и центрального отдела (центров, анализирующих данный вид информации).

Более 90% информации об окружающем мире человек получает с помощью зрения.

Орган зрения глаз состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата. К последнему относят веки, ресницы, мышцы глазного яблока и слёзные железы. Веки - складки кожи, выстланные изнутри слизистой оболочкой. Слезы, образующиеся в слёзных железах, омывают передний отдел глазного яблока и через носослёзный канал проходят в ротовую полость. У взрослого человека в сутки должно вырабатываться не менее 3-5 мл слез, выполняющих бактерицидную и увлажняющую роль.

Глазное яблоко имеет шарообразную форму и располагается в глазнице. При помощи гладких мышц оно может поворачиваться в глазнице. Глазное яблоко имеет три оболочки. Наружная - фиброзная, или белочная - оболочка спереди глазного яблока переходит в прозрачную роговицу, а ее задний отдел называется склерой. Через среднюю оболочку - сосудистую - глазное яблоко снабжается кровью. Впереди в сосудистой оболочке имеется отверстие - зрачок, позволяющий лучам света попадать внутрь глазного яблока. Вокруг зрачка часть сосудистой оболочки окрашена и называется радужкой. Клетки радужки содержат всего один пигмент, и если его мало, радужка окрашена в голубой или серый цвет, а если много - в карий или черный. Мышцы зрачка расширяют или сужают его в зависимости от яркости света, освещающего глаз, приблизительно от 2 до 8 мм в диаметре. Между роговицей и радужкой расположена передняя камера глаза, заполненная жидкостью.

Позади радужки расположен прозрачный хрусталик - двояковыпуклая линза, необходимая для фокусировки лучей света на внутреннюю поверхность глазного яблока. Хрусталик снабжен специальными мышцами, меняющими его кривизну. Этот процесс называется аккомодацией. Между радужкой и хрусталиком расположена задняя камера глаза.

Большая часть глазного яблока заполнена прозрачным стекловидным телом. Пройдя через хрусталик и стекловидное тело, лучи света попадают на внутреннюю оболочку глазного яблока - сетчатку. Это многослойное образование, причем три его слоя, обращенные внутрь глазного яблока, содержат зрительные рецепторы - колбочки (около 7 млн.) и палочки (около 130 млн.). В палочках содержится зрительный пигмент родопсин, они более чувствительны, чем колбочки, и обеспечивают черно-белое зрение при плохом освещении. Колбочки содержат зрительный пигмент иодопсин и обеспечивают цветное зрение в условиях хорошей освещенности. Считается, что есть три вида колбочек, воспринимающих красный, зеленый и фиолетовый цвета соответственно. Все остальные оттенки определяются комбинацией возбуждений в этих трех типах рецепторов. Под действием квантов света зрительные пигменты разрушаются, генерируя электрические сигналы, которые передаются от палочек и колбочек к ганглиозному слою сетчатки. Отростки клеток этого слоя образуют зрительный нерв, выходящий из глазного яблока через слепое пятно - место, где нет зрительных рецепторов.

Больше всего колбочек располагается прямо напротив зрачка - в так называемом желтом пятне, а в периферических отделах сетчатки колбочек почти нет, там располагаются одни палочки.

Выйдя из глазного яблока, зрительный нерв следует в верхние бугры четверохолмия среднего мозга, где зрительная информация подвергается первичной обработке. По аксонам нейронов верхних бугров зрительная информация попадает в латеральные коленчатые тела таламуса, а уж оттуда - в затылочные доли коры больших полушарий. Именно там формируется тот зрительный образ, который мы субъективно ощущаем.

Следует отметить, что оптическая система глаза формирует на сетчатке не только уменьшенное, но и перевернутое изображение предмета. Обработка сигналов в центральной нервной системе происходит таким образом, что предметы воспринимаются в естественном положении.

Зрительный анализатор человека обладает потрясающей чувствительностью. Так, мы можем различить освещенное изнутри отверстие в стене диаметром всего 0,003 мм. В идеальных условиях (чистота воздуха, безветрие) огонь зажженной на горе спички может быть различим на расстоянии 80 км. Тренированный человек (причем у женщин это получается гораздо лучше) может различать сотни тысяч цветовых оттенков. Зрительному анализатору достаточно всего 0,05 сек для распознавания объекта, который попал в поле зрения.

Слуховой анализатор

Слух необходим для восприятия звуковых колебаний в довольно широком диапазоне частот. В юношеском возрасте человек различает звуки в диапазоне от 16 до 20 000 герц, однако уже к 35 годам верхняя граница слышимых частот падает до 15 000 герц. Помимо создания объективной целостной картины об окружающем мире слух обеспечивает речевое общение людей.

Слуховой анализатор включает в себя орган слуха, слуховой нерв и центры мозга, анализирующие слуховую информацию. Периферическая часть органа слуха, то есть орган слуха, состоит из наружного, среднего и внутреннего уха.

Наружное ухо человека представлено ушной раковиной, наружным слуховым проходом и барабанной перепонкой.

Ушная раковина - хрящевое образование, покрытое кожей. У человека, в отличие от многих животных, ушные раковины практически неподвижны. Наружный слуховой проход - канал длиной 3-3,5 см, заканчивающийся барабанной перепонкой, отделяющей наружное ухо от полости среднего уха. В последней, имеющей объем около 1 см3, расположены самые маленькие кости организма человека: молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек «рукояткой» срастается с барабанной перепонкой, а «головкой» подвижно присоединен к наковальне, которая другой своей частью подвижно соединена со стремечком. Стремечко, в свою очередь, широким основанием сращено с перепонкой овального окна, ведущего во внутреннее ухо. Полость среднего уха через евстахиеву трубу соединена с носоглоткой. Это необходимо для выравнивания давления по обе стороны барабанной перепонки при изменениях атмосферного давления.

Внутреннее ухо находится в полости пирамиды височной кости. К органу слуха во внутреннем ухе относится улитка - костный, спирально закрученный канал в 2,75 оборота. Снаружи улитка омывается перилимфой, заполняющей полость внутреннего уха. В канале улитки расположен перепончатый костный лабиринт, заполненный эндолимфой; в этом лабиринте находится звуковоспринимающий аппарат - спиральный орган, состоящий из основной мембраны с рецепторными клетками и покровной мембраны. Основная мембрана - тонкая перепончатая перегородка, разделяющая полость улитки и состоящая из многочисленных волокон различной длины. В этой мембране расположено около 25 тыс. рецепторных волосковых клеток. Один конец каждой рецепторной клетки фиксирован на волокне основной мембраны. Именно от этого конца отходит волокно слухового нерва. При поступлении звукового сигнала столбик воздуха, заполняющий наружный слуховой проход, колеблется. Эти колебания улавливаются барабанной перепонкой и через молоточек, наковальню и стремечко передаются на овальное окошко. При прохождении через систему звуковых косточек звуковые колебания усиливаются приблизительно в 40-50 раз и передаются на перилимфу и эндолимфу внутреннего уха. Через эти жидкости колебания воспринимаются волокнами основной мембраны, причем высокие звуки вызывают колебания более коротких волокон, а низкие - более длинных. В результате колебаний волокон основной мембраны возбуждаются рецепторные волосковые клетки, и сигнал по волокнам слухового нерва передается сначала в ядра нижних бугров четверохолмия, оттуда в медиальные коленчатые тела таламуса и, наконец, в височные доли коры больших полушарий, где и находится высший центр слуховой чувствительности.

Вестибулярный анализатор выполняет функцию регуляции положения тела и его отдельных частей в пространстве.

Периферическая часть этого анализатора представлена рецепторами, расположенными во внутреннем ухе, а также большим количеством рецепторов, расположенных в сухожилиях мышц.

В преддверии внутреннего уха расположены два мешочка - круглый и овальный, которые заполнены эндолимфой. В стенках мешочков находится большое число рецепторных волосковидных клеток. В полости мешочков расположены отолиты - кристаллы солей кальция.

Кроме того, в полости внутреннего уха присутствуют три полукружных канала, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Они заполнены эндолимфой, в стенках их расширений находятся рецепторы.

При изменении положения головы или всего тела в пространстве отолиты и эндолимфа полукружных канальцев перемещаются, возбуждая волосковидные клетки. Их отростки образуют вестибулярный нерв, по которому информация об изменении положения тела в пространстве попадает в ядра среднего мозга, мозжечок, ядра таламуса и, наконец, в теменную область коры больших полушарий.

Тактильный анализатор

Осязание - это комплекс ощущений, возникающий при раздражении нескольких видов рецепторов кожи. Рецепторы прикосновения (тактильные) бывают нескольких видов: одни из них очень чувствительны и возбуждаются при вдавлении кожи на руке всего на 0, 1 мкм, другие возбуждаются лишь при значительном давлении. В среднем на 1 см2 приходится около 25 тактильных рецепторов, однако на коже лица, пальцев, на языке их гораздо больше. Кроме того, к прикосновениям чувствительны волоски, покрывающие 95% нашего тела. У основания каждого волоска находится тактильный рецептор. Информация от всех этих рецепторов собирается в спинной мозг и по проводящим путям белого вещества поступает в ядра таламуса, а оттуда в высший центр тактильной чувствительности - область задней центральной извилины коры больших полушарий.

Вкусовой анализатор

Периферический отдел вкусового анализатора - вкусовые рецепторы, расположенные в эпителии языка и, в меньшей степени, слизистой ротовой полости и глотки. Вкусовые рецепторы реагируют только на растворенные в воде вещества, а нерастворимые вещества вкуса не имеют. Человек различает четыре вида вкусовых ощущений: соленое, кислое, горькое, сладкое. Больше всего рецепторов, восприимчивых к кислому и соленому, расположено по бокам языка, к сладкому - на кончике языка, а к горькому - на корне языка, хотя небольшое число рецепторов любого из этих раздражителей разбросано по слизистой всей поверхности языка. Оптимальная величина вкусовых ощущений наблюдается при температуре в полости рта 29°С.

От рецепторов информация о вкусовых раздражителях по волокнам языкоглоточного и частично лицевого и блуждающего нерва поступает в средний мозг, ядра таламуса и, наконец, на внутреннюю поверхность височных долей коры больших полушарий, где расположены высшие центры вкусового анализатора.

Обонятельный анализатор

Обоняние обеспечивает восприятие различных запахов. Обонятельные рецепторы расположены в слизистой оболочке верхней части носовой полости. Общая площадь, занимаемая обонятельными рецепторами, составляет у человека 3-5 см2. Для сравнения: у собаки эта площадь составляет около 65 см2, а у акулы - 130 см2. Чувствительность обонятельных пузырьков, которыми заканчиваются рецепторные обонятельные клетки у человека, тоже не очень велика: для возбуждения одного рецептора необходимо, чтобы на него подействовало 8 молекул пахучего вещества, а ощущение запаха возникает в нашем мозге только при возбуждении приблизительно 40 рецепторов. Таким образом, человек субъективно начинает ощущать запах только в том случае, когда в нос попадает более 300 молекул пахучего вещества. Информация от обонятельных рецепторов по волокнам обонятельного нерва поступает в обонятельную зону коры больших полушарий, расположенную на внутренней поверхности височных долей.

Анализаторы человека (зрение, слух, обаняние, вкус, осязание)

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.

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:

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.

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.

Функции и виды анализаторов человека (Таблица)

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

Проводящий путь зрительноговестибулярного анализатора 

Лекция 5. Анализаторы

Анализаторы – это нейро-сенсорные органы, которые способны регистрировать импульсы в центральной части анализатора. Впервые понятие анализаторов ввел Семенов и он выделил в анализаторах 3 составляющие их структуры:

рецепторная часть (тепло, холод)

проводящая часть (слуховой нерв, зрительный)

центральная часть, которая представлена определенной зоной коры больших полушарий.

У человека выделяют зрительный и слуховой анализаторы, кроме того, вестибулярный, обонятельный и тактильный анализаторы.

Зрительный анализатор.

Это нейро-сенсорный орган, который способен регистрировать электромагнитные лучи видимой части спектра. Лучи, находящиеся ниже зоны восприятия называются инфракрасными, выше – УФ.

Рецепторной частью анализатора является рецепторы сетчатки, т.к. палочки и колбочки. Проводящей частью – зрительные нервы, которые образуют хиазму на уровне среднего мозга. Центральной частью являются воспринимающие области коры больших полушарий (затылочные доли).

Орган зрения.

Для человека характерен парный орган зрения – глаза, которые залегают в глазнице. К стенкам глазницы глаза присоединятся за счет 3 пар глазо-двигательных мышц. Глаза находятся под защитой бровей, ресниц, век. В верхней части глазницы над глазом находится слезная железа. Её секрет – слезы – смачивают поверхность глаза, препятствуют ее пересыханию, а также содержат бактерицидные вещества, например, лизоцин,который препятствует развитию на слизистой бактерий. Частично слезы попадают через проток в носовую полость.

Глаз окружен оболочками, причем самая наружная оболочка глаза – белочная оболочка, или склера, на передней стороне переходит в более толстую и прозрачную роговицу. Кроме того склера соединяется со слизистой выстилкой века, формируя конъюнктиву, которая удерживает глаз в глазнице, и, кроме того, защищает роговицу от внешних воздействий.

Более внутренняя оболочка глаза – это сосудистая оболочка, которая содержит капилляры кровеносной системы, т.к. они отсутствуют в самой сетчатке, т.е. основная функция сосудистой оболочки – трофическая.

Самая внутренняя часть сосудистой оболочки – это пигментный слой, где располагаются пигменты: фусцин и меланин. В пигментный слой погружены наружные членики рецепторов палочек и колбочек, поэтому основная функция пигментного слоя заключается в удержании лучей и в возбуждении рецепторов. На передней стороне глаза сосудистая оболочка и пигментный слой переходят в радужную оболочку, причем эта оболочка прерывиста и перерыв в ней называется зрачком.

Диафрагма зрачка может постоянно меняться в зависимости от освещения. Диафрагма зрачка изменяется в зависимости от сокращения кольцевых и радиальных мускульных волокон, которые иннервируются парасимпатической системой.

Самая внутренняя оболочка глаза – сетчатка – содержит рецепторы: палочки и колбочки. Концентрация рецепторов не одинакова в различных частях глаза: палочки преобладают на периферии глаза, колбочки – в центре глаза, в особенности в районе, так называемой, центральной ямки. Здесь образуется желтое пятно, т.е. максимальная концентрация колбочек, и здесь наиболее хорошо воспринимаются цвета. Рецепторы оплетены нейронами, аксоны которых, собираясь вместе, формируют зрительный нерв.

Место выхода зрительного нерва называется слепым пятном.

К светопреломляющим оптическим структурам глаза относят:

роговица

водянистая влага, заполняющая камеры глаза

хрусталик

стекловидное тело,

причем сила преломления измеряется в диоптриях.

На сетчатке каждого глаза за счет преломляющей силы сред, в первую очередь хрусталика, строится действительное, обратное и уменьшенное изображение. Человек видит в прямом виде благодаря ежедневной тренировке зрительного анализатора и показателей с других анализаторов.

Оптическая установка глаза на объект, который перемещается относительный глаз, называется аккомодацией, причем лучи, отраженные от объекта в норме, должны сходиться в точку фокуса на сетчатку. Аккомодация достигается при помощи изменения преломляющей силы хрусталика. Например, если предмет находится близко от глаз, ресничная мышца сокращается, цинновые связки расслабляются, хрусталик принимает форму цилиндра, его преломляющая сила максимальна и лучи сходятся в точку фокуса на сетчатке. Если предмет находится далеко от сетчатки, ресничная мышца расслабляется, цинновые связки натягиваются, хрусталик принимает плоскую форму, его преломляющая сила минимальна, и лучи сходятся в точку фокуса на сетчатку. Считается, что ближайшая точка ясного видения находится на таком минимальном расстоянии от глаз, когда 2 ближайшие точки объекта хорошо различимы.

Дальняя рамка ясного видения залегает в бесконечности, однако заметная аккомодация наблюдается, только когда расстояние до объекта не превышает 60 метров. Очень хорошая аккомодация наблюдается, когда расстояние до объекта становится 20 метров.

Патологии аккомодации.

В норме лучи сходятся в точку фокуса на сетчатке глаза.

Близорукость – миопия – в этом случае лучи сходятся в точку фокуса до сетчатки.

Причины миопии:

врожденная (глаз больше норма на 2-3 мм)

ухудшение эластичности связок, ресничная мышца утомлена и наблюдается спазм аккомодации.

Помогают двояковогнутые стекла.

Дальнозоркость – в этом случае параллельный пучок света собирается в точку фокуса за сетчаткой.

Причины:

длина глаза меньше нормы на 2-3 мм

неэластичность связок, которая наблюдается с возрастом, поэтому после 40 развивается возрастная дальнозоркость.

Помогают двояковыпуклые стекла.

Астигматизм – в этом случае кривизна роговицы повышена, и лучи вообще не сходятся в точку фокуса. Помогают цилиндрические стекла.

Сетчатка глаза.

Сетчатка глаза представляет собой совокупность рецепторов (палочек и колбочек), т.е. является периферической частью зрительного анализатора.

Строение сетчатки напоминаем строение 3хнейронной сети. Наружной частью рецепторов погружены в пигментный слой; здесь, в пигментном слое, находятся пигменты, которые удерживают световые лучи. Рецепторы связаны со слоем биполярных нейронов, причем каждый такой нейрон связан только с одним рецептором. Биполярные нейроны связаны с мультиполярным, причем аксоны мультиполярных нейронов, объединяясь, образуют зрительный нерв. А одним мультиполярный нейрон может быть связан сразу с несколькими биполярными. Между мультиполярными нейронами находится звездчатая клетка, которая соединяет в единую сеть все рецептивные поля.

Глаз человека из всех наземных животных инвертирован. Это значит, что луч сета попадает в начале на стекловидное тело, затем на слои нейронов, и только затем на рецепторы. Таким образом, до сетчатки доходит рассеянный свет и рецепторы не поражаются. У многих морских животных глаз не инвертирован, т.е. рассеянный свет попадает прямо на рецепторы. Палочки и колбочки содержат пигменты, которые распадаются под воздействием света. В палочках содержится пигмент родопсин, в колбочках – йодапсин.

Родопсин способен распадаться на пигмент ретинен и белок опсин под действием даже небольшого количества света. Поэтому палочки обеспечивают зрение в сумерках.

Йодапсинов 3 вида и он распадается под действием интенсивного освещения, поэтому йодапсины воспринимают цвет, а за счет 3 видов этого пигмента воспринимаются все цвета видимой части спектра.

Фотохимическая реакция распада родопсина вызывает деполяризацию мембраны палочки, и эта волна деполяризации охватывает сначала биполярные нейроны, а затем мультиполярные. При дальнейшем действии света пигмент ретин превращается в витамин А. Обратный синтез родопсина происходит как на свету, так и в темноте, однако в темноте идет быстрее, поэтому при длительном пребывании на ярком свету, либо при воздействии света, отраженного от снега, или нехватке витамина А наблюдается болезнь гемералопия, или куриная слепота.

Патологии колбочек связаны с патологиями цветовосприятия, т.к. колбочки отвечают за восприятие цвета, оттенков и насыщенности:

частичная потеря цветоощущения

дальтонизм (человек не различает определенные цвета спектра: красный=зеленый, желтый=синий)

полная потеря цветоощущения (ахроматическое зрение)

Для человека характерно зрение двумя глазами, или бинокулярное зрение. Оно позволяет правильно оценить расстояние до предмета, оценить фактуру, объем, рельефность, причем лучи, отраженные от одной точки предмета, способны фокусироваться в одном месте на сетчатках обоих глаз (идентичная фиксация), либо в разных местах (неидентичная фиксация).

Благодаря неидентичной фиксации человек воспринимает рельефность и объем. Импульсы по зрительным нервам направлены в центры в затылочных долях, где и формируется общая картинка.

Слуховой анализатор.

Второй ведущий анализатор у человека. Это нейро-сенсорный орган, который воспринимает звуковые колебания в определенном диапазоне от 16 тыс. до 22 тыс. кГц. Область ниже восприятия – инфразвук, выше восприятия – ультразвук.

Слуховой анализатор состоит и 3 частей:

рецепторная часть. Представлена механо-рецепторами внутреннего уха, которые формируют кортив орган

слуховые нервы, которые образуют хиазму на уровне моста

центральная часть, которая включает определенные центры в височных долях коры.

Орган слуха.

Для человека характерен парный орган слуха, который включает наружное ухо, среднее ухо и внутреннее ухо.

Наружное ухо представлено ушной раковиной и слуховым проходом. Раковина осуществляет направленный прием звука. Слуховой проход 2,5 см покрыт ресничным эпителием. В эпителиальных клетках вырабатывается секрет, особенно в маленьких одноклеточных железках, которые синтезируют ушную серу. Она выполняет функцию защиты, т.к. на ней оседают пыль, и, кроме того, сера содержит бактерицидные вещества, которые убивают бактерии. Кроме того, воздух в ушном проходе согревается и увлажняется. Ушной проход заканчивается барабанной перепонкой, которая имеет волокнистую структуру. Звуковые волны ударяют в барабанную перепонку и волокна перепонки начинают колебаться, что приводит к колебанию косточек среднего уха.

Среднее ухо представляет собой полость, заполненную воздухом, причем для выравнивания давления между средним ухом и носоглоткой возникает связь в виде Евстахиевой трубы. В среднем ухе располагаются косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Молоточек своей рукояткой связан с барабанной перепонкой, он контактирует с наковальней, а наковальня со стремечком, причем площадь контакта поверхности от барабанной перепонки к стремечку, которое располагается на овальном окне, уменьшается, и это дает возможность усиливать слабые звуки и ослаблять сильные. Таким образом, среднее ухо принимает участие в передачи колебаний от барабанной перепонки к внутреннему уху.

Внутреннее ухо представляет собой костный лабиринт в виде улитки, которая закручена 2,5 оборота в височной кости. С полостью среднего уха костный лабиринт сообщается при помощи овального и круглого окна, которые затянуты мембранными перепонками, причем на мембране овального окна располагается косточка стремечко. Внутри костного лабиринта проходит перепончатый лабиринт, представленный 2 мембранами: базальная мембрана и рейснерова мембрана. На вершине улитки мембраны соединяются, но в целом эти мембраны делят улитку на 3 канала, или лестницы. Вск каналы внутреннего уха заполнены жидкостью, причем улитковый канал заполнен эндолимфой, а барабанный и преддверья заполнены перелимфой. Эти жидкости несколько различны по составу.

Звуковая волна приводит к колебаниям косточек среднего уха. Наблюдаются колебания мембраны овального окна, и эти колебания передаются на жидкость внутреннего уха, и они гасятся на мембране круглого окна, причем круглое окно выступает в роли резонатора. Колебания передаются на базальную мембрану и эндолимфу, и регистрируются находящимися здесь кортиевым органом. Кортиев орган – это рецепторная часть анализатора, который представлен волосковидными клетками и эти клетки располагаются на основной мембране в несколько рядов. Эти клетки закрыты покровной мембраной, которая одним концом присоединяется к базальной мембране в основании улитки, а второй конец её свободен.

Колебания жидкости приводят к колебанию основной мембраны и к тому, что покровная мембрана кортиевого органа начинает раздражать волоски механо-рецепторов. Мембрана рецепторов деполяризуется, и волна деполяризации идет по слуховому нерву.

Волокна основной мембраны имеют разную толщину и могут колебаться с разной амплитудой, что обеспечивает дифференцировку высоких и низких звуков.

Считается, что в основании улитки воспринимаются высокие звуки, на вершине улитки – низкие звуки. Существует несколько гипотез восприятия и частотного анализа звука:

1. гипотеза резонанса. Считается, что в основании улитки базальная мембрана приходит в резонанс со звуковой волной и покровная мембрана раздражает небольшую группу волосковидных клеток.
2. гипотеза залпов. Считается, что на вершине улитки покровная мембрана раздражает целые рецептивные поля и в ЦНС отправляется целый залп импульсов. Считается, что таким образом воспринимаются низкие звуки.

Вестибулярный аппарат.

Вестибулярный анализатор.

Это нейро-сенсорный орган, который регистрирует изменения положения тела либо частей тела, относительно друг друга. Вестибулярный анализатор состоит из 3 частей:

механо-рецепторы вестибулярного аппарата

вестибулярная ветвь слухового нерва

центральная часть в височной кости

Вестибулярный аппарат (в.а) залегает в височной кости и связан с костным лабиринтом внутреннего уха, хотя в.а. и улитка внутреннего уха имеют абсолютно различное происхождение.

В.а. представлен костным лабиринтом, заполненным жидкостью, внутри которого проходит перепончатый лабиринт, также заполненный жидкостью. Перепончатый лабиринт формирует органы преддверья, который представлены круглым и овальным мешочками и 3 полуокружными каналами, причем каждый канал связан и с круглым, ис овальным мешочком. На одном из концов канала находится расширение, или ампула.

Органы преддверья выстланы эпителием и заполнены жидкостью. Среди клеток эпителия располагаются группами волосковидные клетки. Сверху над клетками находится студенистая мембрана, в которую погружены волоски клеток.

Анализаторы человека

В мембране находятся кристаллы Ca2+, называемые отолитами, или статоцистами. При перемещении тела, либо головы овальный и круглый мешочки начинают смещаться друг относительно друга, начинают смещаться отолиты, которые тянут за собой студенистую мембрану и она раздражает волосковидные клетки.

Органы преддверья воспринимают начало и конец прямолинейного движения, прямолинейное ускорение, силу тяжести. Полуокружные каналы воспринимают вращательные движения и угловое ускорение, они заполнены жидкостью, причем волосковидные клетки находятся только в ампулах. При изменении положения тела жидкость, заполняющая ампулы, отстает от стенок ампулы и раздражает волоски.

Вкусовой анализатор.

Вкусовые рецепторы располагаются во вкусовых сосочках, которые формируются на языке и на слизистой рта. Импульсы от рецепторов идут в теменные доли коры больших полушарий. Считается, что кончик языка воспринимает сладкий вкус, у корня языка – горький вкус, по бокам – кислый и соленый.

Обонятельный анализатор.

Это единственный анализатор, который не имеет представительства в коре. Рецепторы располагаются в носовой полости и способны воспринимать летучие соединения. Эти импульсы анализируются на уровне древней коры, а также за счет лимбической системы мозга.

Осязательный анализатор.

Рецепторная часть этого анализатора относится к коже, где располагаются рецепторы боли, тепла, холода – тактильные рецепторы. Эти рецепторы могут быть представлены свободными нервными окончаниями, например, рецепторы боли, а также инкапсулированными нервными окончаниями, например, рецепторы давления. Чувствительные нервы этого анализатора формируют перекрест на уровне варолиевого моста, а центральная часть анализатора находится в теменных долях коры.

Антропологические методы оценки волос

2. Понятие об антропогенезе. Основные теории происхождения человека. Краткая характеристика космизма (внеземного происхождения)

Происхождение человека, как биологического вида. Каждого человека, как только он начинал осознавать себя личностью посещал вопрос "откуда мы взялись". Несмотря на то, что вопрос звучит абсолютно банально, единого ответа на него не существует…

Биоэкологические особенности коллекции видов Средиземноморья Сочинского парка "Дендрарий"

1.3 Краткая характеристика растительности Средиземноморья

Бонитировка Михайловского района по сибирской косуле

1. Краткая физико-географическая характеристика

Михайловского района. Михайловский район находится на юге Зейско-Буреинской равнины. Граничит на Западе с Константиновским и Тамбовским, на Севере с Октябрьским, на Севере-Востоке с Завитинским, на Востоке с Бурейскими районами…

Вирус чумы плотоядных

2.1.2 Краткая характеристика клинических признаков

Инкубационный период длится 4—20 дней. Чума плотоядных может протекать молниеносно, сверхостро, остро, подостро, абортивно, типично и атипично. По клиническим проявлениям различают катаральную, легочную, кишечную и нервную формы болезни…

Динамика развития зообентоса степных рек Краснодарского края

1.2 Краткая характеристика района исследования

Азово-Кубанской низменность расположена в северо-западной части Краснодарского края, на севере граничит с Нижнедонской низиной и Кумо-Манычской впадиной, на юге — с предгорьями Большого Кавказа, на востоке — со Ставропольской возвышенностью…

Класс млекопитающие, или звери (mammalia, или theria)

2. Краткая характеристика класса млекопитающих

Млекопитающие — наиболее высокоорганизованный класс позвоночных животных. Размеры их тела различны: у карликовой белозубки — 3,5 см, синего кита- 33 м, масса тела соответственно 1,5 г и 120 т…

Мутационная изменчивость

4. Краткая характеристика видов мутаций

Почти любое изменение в структуре или количестве хромосом, при котором клетка сохраняет способность к самовоспроизведению, обусловливает наследственное изменение признаков организма.

Основные анализаторы человека

По характеру изменения генома, т.е. совокупности генов…

Отдел покрытосеменные (цветковые)

2.1 Краткая характеристика классов

Покрытосеменные разделяют на два класса — двудольные и однодольные. Для двудольных характерны: две семядоли в семени, открытые проводящие пучки (с камбием), сохранение в течение всей жизни главного корня (у особей, родившихся из семян)…

Понятие возраста человека

2. Основные стадии эволюции человека. Краткая характеристика австралопитека

Большое значение для изучения вопроса имеет синхронизация археологических эпох с геологическими периодами истории Земли. Одна из "революционных" теорий о месте человека в природе и истории принадлежит Ч. Дарвину. С момента публикации в 1871 г…

Проблемы индивидуальной перцепции

I.1.1 Виды анализаторов. Строение анализаторов

Анализатором, или сенсорной системой, является совокупность периферических и центральных образований нервов, способных к преобразованию действий раздражителей в адекватный нервный импульс…

Система удобрений

2. Краткая характеристика хозяйства

ОАО "Надежда" располагается на территории Морозовского района Ростовской области, в 271 километре от Ростова-на-Дону. Хозяйство занимает площадь в 13139,3, из них: пашня — 9777 га, выгоны, залежи, перелоги — 1600 га, сады, ягодники — 260 га…

Слуховой анализатор

1. Значение изучения анализаторов человека с точки зрения современных информационных технологий

Уже несколько десятков лет назад люди предпринимали попытки создания систем синтеза и распознавания речи в современных информационных технологиях. Разумеется, все эти попытки начинались с исследования анатомии и принципов работы речевых…

Теплообразование и терморегуляция человеческого организма

1.1 Структурно-функциональная характеристика, классификация и значение анализаторов в познании окружающего мира

Анализатор — нервный аппарат, осуществляющий функцию анализа и синтеза раздражителей, исходящих из внешней и внутренней среды организма. Понятие анализатор введено И.П. Павловым…

Учение о ноосфере В.И. Вернадского

1. Краткая характеристика ноосферы

Учение о ноосфере возникло в рамках космизма — философского учения о неразрывном единстве человека и космоса, человека и Вселенной, о регулируемой эволюции мира. Понятие ноосферы как обтекающей земной шар идеальной, «мыслящей» оболочки…

Флора парка им. И.Н. Ульянова

1.5 Растительность (краткая характеристика).

В прошлом значительная площадь была занята степной растительностью, ныне почти сплошь уничтоженной распашкой и заменённой посевами сельскохозяйственных и декоративных культур. Кое-где сохранились массивы широколиственных лесов…

Анализаторы, органы чувств и их значение

Анализаторы. Все живые организмы, в том числе и человек, нуждаются в информации об окружающей среде. Эту возможность им обеспечивают сенсорные (чувствительные) системы. Деятельность любой сенсорной системы начинается с восприятия рецепторами энергии раздражителя, трансформации ее в нервные импульсы и передачи их через цепь нейронов в мозг, в котором нервные импульсы преобразуются в специфические ощущения - зрительные, обонятельные, слуховые и т. п.

Изучая физиологию сенсорных систем, академик И. П.

Анализаторы человека. Основное органы чувств и их функции

Павлов создал учение об анализаторах. Анализаторами называются сложные нервные механизмы, посредством которых нервная система получает раздражения из внешней среды, а также от органов самого тела и воспринимает эти раздражения в виде ощущений. Каждый анализатор состоит из трех отделов: периферического, проводникового и центрального.

Периферический отдел представлен рецепторами -чувствительными нервными окончаниями, обладающими избирательной чувствительностью только к определенному виду раздражителя. Рецепторы входят в состав соответствующих органов чувств. В сложных органах чувств (зрения, слуха, вкуса) кроме рецепторов есть ивспомогательные структуры, которые обеспечивают лучшее восприятие раздражителя, а также выполняют защитную, опорную и другие функции. Например, вспомогательные структуры зрительного анализатора представлены глазом, а зрительные рецепторы - лишь чувствительными клетками (палочки и колбочки). Рецепторы бывают наружные, расположенные на поверхности тела и воспринимающие раздражения из внешней среды, ивнутренние, которые воспринимают раздражения из внутренних органов и внутренней среды организма,

Проводниковый отдел анализатора представлен нервными волокнами, проводящими нервные импульсы от рецептора в центральную нервную систему (например, зрительный, слуховой, обонятельный нерв и т. п.).

Центральный отдел анализатора - это определенный участок коры головного мозга, где происходит анализ и синтез поступившей сенсорной информации и преобразование ее в специфическое ощущение (зрительное, обонятельное и т. д.).

Обязательным условием нормального функционирования анализатора является целостность каждого из его трех отделов.

Зрительный анализатор

Зрительный анализатор представляет собой совокупность структур, воспринимающих световую энергию в виде электромагнитного излучения с длиной волны 400 — 700 нм и дискретных частиц фотонов, или квантов, и формирующих зрительные ощущения. С помощью глаза воспринимается 80-90% всей информации об окружающем мире.

Благодаря деятельности зрительного анализатора различают освещенность предметов, их цвет, форму, величину, направление передвижения, расстояние, на которое они удалены от глаза и друг от друга. Все это позволяет оценивать пространство, ориентироваться в окружающем мире, выполнять различные виды целенаправленной деятельности.

Наряду с понятием зрительного анализатора существует понятие органа зрения.

Орган зрения — это глаз, включающий три различных в функциональном отношении элемента:

глазное яблоко, в котором расположены световоспринимающий, светопреломляющий и светорегулирующий аппараты;

защитные приспособления, т.е. наружные оболочки глаза (склера и роговица), слезный аппарат, веки, ресницы, брови;

двигательный аппарат, представленный тремя парами глазных мышц (наружная и внутренняя прямые, верхняя и нижняя прямые, верхняя и нижняя косые), которые иннервируются III (глазодвигательный нерв), IV (блоковый нерв) и VI (отводящий нерв) парами черепных нервов.

Внешние анализаторы

Прием и анализ информации осуществляется с помощью анализаторов. Центральной частью анализатора является некоторая зона в коре головного мозга. Периферическая часть-рецепторы, которые находятся на поверхности тела для приема внешней информации, либо во внутренних органах.

внешние сигналы ® рецептор® нервные связи® головной мозг

В зависимости от специфики принимаемых сигналов различают: внешние (зрительный, слуховой, болевой, температурный, обонятельный, вкусовой) и внутренние (вестибулярный, давления, кинестетический) анализаторы.

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 (например для звука от 20 Гц до 20 кГц).

85-90% всей информации о внешней среде человек получает через зрительный анализатор. Прием и анализ информации осуществляется в диапазоне (световом)- 360-760 электромагнитных волн. Глаз может различать 7 основных цветов и более сотни оттенков. 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.

Наибольшая чувствительность достигается при длине волн 0,55 мкм

Минимальная интенсивность светового воздействия, вызывающая ощущение. адаптации зрительного анализатора. К временным характеристикам восприятия сигналов относится: латентный период- время от подачи сигнала до момента возникновения ощущения 0,15-0,22 с.; порог обнаружения сигнала при большей яркости-0,001 с, при длительности вспышки-0,1 с.; неполная темновая адаптация- от нескольких секунд до нескольких минут.

С помощью звуковых сигналов человек получает до 10% информации. Слуховые сигналы применяются для сосредоточенного внимания человека, для передачи информации, для разгрузки зрительной системы. Особенностями слухового анализатора являются:

— способность быть готовым к приему информации в любой момент времени;

— способность воспринимать звуки в широком диапазоне частот и выделять необходимые;

— способность устанавливать с точностью месторасположение источника звука.

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.

Кожный анализатор обеспечивает восприятие прикосновения, боли, тепла, холода, вибрации.

Анализаторы человека и их основные характеристики.

Одна из основных функций кожи- защитная (от механических, химических повреждений, от патогенных микроорганизмов и др). Важной функцией кожи является ее участие в терморегуляции 80% всей теплоотдачи организма осуществляется кожей. При высокой температуре внешней среды кожные сосуды расширяются (теплотдача усиливается), при низкой температуре сосуды суживаются (теплотдача уменьшается). Обменная функция кожи заключается в участии в процессах регуляции общего обмена веществ в организме (водного, минерального, углеводного). Секреторная функция обеспечивается сальными и потовыми железами. С кожным салом могут выделяться эндогенные яды, микробные токсины.

Обонятельный анализатор предназначен для восприятия человеком различных запахов (диапазон до 400 наименований).Рецепторы расположены на слизистой оболочки в носовой полости. Условиями восприятия запахов являются летучесть пахучего вещества, растворимость веществ. Запахи могут сигнализировать человека о нарушениях технологических процессов.

Существуют четыре вида вкусовых ощущений: сладкий, кислый, горький, соленый, остальные их комбинации. Абсолютные пороги вкусового анализатора в 1000 раз выше чем обонятельного. Механизм восприятия вкусовых ощущений связан с химическими реакциями. Предполагают, что каждый рецептор содержит высокочувствительные белковые вещества, распадающиеся при воздействии определённых вкусовых веществ.

Чувствительность вкусового анализатора груба, в среднем составляет 20%. Восстановление вкусовой чувствительности после воздействия различных раздражителей заканчивается через 10-15 минут

АНАЛИЗАТОРЫ

ТЕМА №11

Значение и роль анализаторов. Человек воспринимает явления окружающей среды и ее воздействия с помощью органов чувств. Все раздражения, получаемые им и достигающие определенной интенсивности, являются источником представлений об окружающей среде, об окружающем мире, о том, что существует вне нас и независимо от нашего сознания.

Ориентация тела во внешней среде, его движения связаны главным образом с высшими органами чувств.

Каждый анализатор состоит из трех частей: периферической ~ рецептора, аппарата, воспринимающего и превращающего (трансформирующего) энергию внешнего раздражения в нервный процесс; проводниковой - передающей возбуждение в центр, состоя­щей из центростремительных нервных волокон; центральной, или корковой части полушарий, представленной специальными клетками коры головного мозга.

Периферическая часть анализатора воспринимает строго определенные виды раздражений. Например, органы зрения воспринимают свет, органы слуха - звук и т. д. Это свойство названо адекватностью органов чувств к раздражителям.

Свойства анализаторов. Каждый анализатор имеет свойство приспосабливаться (адаптироваться) к восприятию то более сильных, то более слабых раздражений. Кроме того, в трудовой деятельности, в процессе учебы ребенка в школе, его анализаторы подвергаются упражнениям, привыкают принимать и различать даже незначительные раздражения. Так бывает с развитием и обострением слуха у детей, обучающихся музыке с раннего возраста.

Взаимодействие анализаторов. Анализаторы взаимодействуют друг с другом. Это способствует лучшему ощущению. Иногда и его понижению. Так, солнечный свет изменяет возбудимость рецепторов кожи, обоняния, слуха. Слишком горячая пища кажется менее вкусной, так как сильное температурное воздействие ослабляет функцию вкусового анализатора. Слуховые раздражения (тоны, шумы) повышают возбудимость адаптированного к темноте глаза к зелено-синим лучам и понижают к оранжево-красным. Следовательно, знание взаимовлияния функций анализаторов в обычной практической деятельности имеет очень большое значение. Нарушения работы анализатора (например, потеря зрения, слуха и т. д.) делают человека инвалидом.

Анализаторы функционируют не только при тесном взаимовлиянии, но и при частичном взаимозамещении друг друга. При этом между их корковыми центрами образуются временные (условнорефлекторные) связи, позволяющие частично компенсиро­вать утраченный анализатор. Так, у слепых, в силу систематического одновременного функционирования слухового и двигательно-осязательного анализатора, вырабатывается возможность познавать окружающий мир с помощью осязания и слуха.