Навчальний посібник для студентів 2 курсу



Скачати 317.06 Kb.
Pdf просмотр
Сторінка1/3
Дата конвертації23.12.2016
Розмір317.06 Kb.
ТипНавчальний посібник
  1   2   3

1
CУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
МЕДИЧНИЙ ІНСТИТУТ
ФІЗІОЛОГІЯ СЕНСОРНИХ СИСТЕМ
(курс лекцій)
Навчальний посібник для студентів 2 курсу
Рекомендовано методичною комісією
Медичного інституту СумДУ
Укладачі:
ЯНЧИК Г.В.
Канд..мед.наук
Доцент кафедри фізіології та патофізіології
ГАРБУЗОВА В.Ю.
Канд..біол.наук
Доцент кафедри фізіології та патофізіології
Суми – 2011

2
ЗМІСТ:
1. Характеристика сенсорних систем ……………………………. 3 2. Зоровий аналізатор ……………………………………………... 7 3. Вестибулярний аналізатор …………………………………….. 18 4. Звуковий аналiзатор ……………………………………………. 23 5. Сомато-вісцеральна сенсорна система ………………………... 28 6. Больовий аналізатор ……………………………………………. 33

3
ХАРАКТЕРИСТИКА СЕНСОРНИХ СИСТЕМ

План лекції:
1.Поняття про сенсорні системи.
2. Вчення І. П. Павлова про аналізатори.
3. Функції аналізаторів.
4. Властивості аналізаторів.
5. Функціональні частини аналізатора.
6. Формування сенсорного відчуття.
Існування живого організму неможливе без інформації, яка має поступати як
із зовнішнього світу, так і з внутрішнього середовища. Обидва потоки інформації взаємодіють і здійснюються завдяки функціонуванню спеціальних систем – сенсорних систем. Вони перетворюють адекватні подразнення в нервові імпульси, що йдуть в ЦНС. На різних рівнях мозку ця інформація фільтрується, аналізується, впізнається та перетворюється в сенсорні відчуття, які усвідомлюються і створюється образ подразника. Таким чином, сенсорні системи – це структури, які забезпечують сприйняття інформації, її переробку шляхом аналізу та синтезу, створюють образ подразника на основі його ознак і сенсорного досвіду, формують свідоме відчуття. Яка ж роль сенсорної інформації ? На основі сенсорної інформації відбувається організація роботи всіх внутрішніх органів. Вона також являється важливою умовою активної діяльності людини, формування та розвитку її як особистості. Сенсорна інформація є важливим фактором формування поведінки людини, пристосування її до умов існування.
В організмі людини розрізняють такі види сенсорних систем: зорову, слухову, нюхову, смакову, вестибулярну, соматосенсорну та вісцеральну. Для нормального сприйняття зовнішнього світу потрібно, щоб інформація поступала безперервно в усі типи сенсорних систем. Сенсорні системи забезпечують:
1. Сприйняття сигналів зовнішнього середовища та генерацію збудження.
2. Виявлення та розпізнавання сигналів.
3. Кодування сигналів, їх детектування та створення образу джерела подразнення.
4. Здійснення контролю поведінкових реакцій та діяльності внутрішніх органів.
5. Створення певного рівня активності головного мозку.
6. Формування сенсорного досвіду.
7. Формування свідомого відчуття та уявлення про подразнення.
І.П. Павлов запропонував сенсорні системи називати аналізаторами і створив вчення про аналізатори. Згідно І.П. Павлову кожен аналізатор має такі властивості:
1. Аналізатори збуджуються тільки адекватним подразником, який визначає характер відчуття.
2. Мають високу збудливість.
3. Здатні до адаптації, крім вестибулярного аналізатора.

4 4. Мають постійну фонову активність.
5. Мають певні межі сприйняття сигналів.
6. Створюють специфічність відчуття (зір, слух, смак, дотик).
7. Мають абсолютний та диференціальний пороги відчуття, формують якість та інтенсивність відчуття.
8. Для кожного аналізатора існує свій часовий поріг подразнення (світло має діяти 50 мсек, звук – 180 мсек, дотик – 1,2 мсек, щоб виникло подразнення).
Сучасні уявлення про структуру аналізатора грунтуються на положеннях
І.П.Павлова, але мають деякі відмінності: а) багатошаровість – розташування нервових клітин шарами, що забезпечує можливість спеціалізації різних рівнів по переробці окремих видів інформації; б) багатоканальність – інформація перетворюється та передається по низці паралельних каналів, які забезпечують точність та надійність аналізу; в) наявність сенсорних лійок – наявність розширення чи звуження системних зв’язків в напрямку до кори (звуження обмежує кількість
інформації, розширення забезпечує більш складний аналіз ознак подразника); г) наявність зворотніх звязків, які чинять вплив на нижче розташовані рівні структур, змінюючи їхню активність. Результатом функціонування структур певного виду є формування модальності відчуття. Модальність – це вид чи характер відчуття.Існують такі модальності відчуття як зір, слух, смак, нюх, дотик, вібрація, біль, температура та інші. Якість відчуття – це вид сенсорних вражень у межах однієї модальності. Наприклад, буває смак гіркого, кислого, солоного. Інтенсивність відчуття – це кількісна характеристика відчуття, вона відповідає силі стимула.
Властивості аналізаторів вивчали Вебер та Фехнер. Вони знайшли залежність між сенсорним відчуттям та їх порогами. Абсолютний поріг відчуття – це та найменша сила подразника, яка викликає вперше сенсорне відчуття (R).
Диференціальний поріг – це той найменший додаток подразнення до абсолютного порогу, який викликає зміну відчуття. Експериментально встановлено, що диференціальний поріг дорівнює 1/33 частині абсолютного порогу. Згідно закону
Вебера –Фехнера, інтенсивність відчуття знаходиться в логарифмічній залежності від абсолютного та диференціального порогів відчуття. Таку залежність виражають наступною формулою: S = a ∙ log ∙ (R+b).
S – відчуття, а – коефіцієнт для даного виду подразника, R – абсолютний поріг, b – диференціальний поріг.
Часовий поріг – це найменший проміжок часу дії подразника, який потрібен для виникнення відчуття.
Кожен аналізатор структурно складається з трьох частин:
1. Периферичний або рецепторний відділ.
2. Провідниковий відділ.
3. Мозковий відділ.
Рецепторний відділ аналізатора – це «вікна» нервової системи. Вони являють собою спеціалізовані клітини або вільні нервові закінчення, розташовані на відкритих зонах шкіри, слизової оболонки і реагують в першу чергу на адекватні подразнення. Проте мозок повинен знати не тільки про зміни в навколишньому середовищі, але і про те, що відбувається всередині організму. Тому рецептори знаходяться в кожному внутрішньому органі і навіть в самому мозку (гіпоталамус,

5 довгастий мозок). За місцем розміщення рецептори бувають контактні та дистантні
Контактні збуджуються при безпосередньому контакті з джерелом подразнення
(тактильні рецептори). Дистантні рецептори отримують інформацію на деякій відстані від джерела подразнення (зорові. звукові, нюхові).
За локалізацією рецептори бувають: екстерорецептори – рецептори, розміщені в шкірі; пропріорецептори – рецептори, розміщені в м’язах, на суглобах і в сухожилках; інтерорецептори – рецептори, розміщені в внутрішніх органах. За адекватністю подразнення рецептори бувають: хеморецептори, механорецептори, фоторецептори, ноцірецептори.
За механізмом збудження розрізняють первинновідчуваючі і вторинновідчуваючі рецептори.
Первинновідчуваючі рецептори – це вільні нервові закінчення. Вони сприймають подразнення, перетворюють його в збудження, при цьому виникає рецепторний потенціал відомий як різновид локального потенціалу. Рецепторний потенціал, досягнувши критичного рівня деполяризації, перетворюється в потенціал дії. До первинновідчуваючих рецепторів відносяться рецептори шкіри, нюху, смаку.
Вторинновідчуваючі рецептори функціонально та структурно інші. В їх складі
є рецепторна клітина, навколо якої знаходяться чутливі нервові закінчення нервової клітини. Вони завжди мають свою фонову активність. При дії подразника подразнення сприймає рецепторна клітина, в ній виникає рецепторний потенціал
(РП), який призводить до виділення медіатору. Останній викликає деполяризацію постсинаптичної мембрани, що породжує генераторний потенціал (аналог збуджуючого постсинаптичного потенціалу), при досягненні ним критичного рівня деполяризації виникає потенціал дії. До вторинновідчуваючих рецепторів відносяться зорові, слухові, вестибулярні рецептори.
Рецептори мають таке призначення:
1. Виявлення та розпізнавання сигналів.
2. Сприйняття подразнення.
3. Перетворення сигналів в потенціал дії та кодування подразника: а) первинне кодування – це кодування виду подразника, його частоти та
інтенсивності у вигляді пачок імпульсів певної частоти, тривалості, певних
інтервалів між пачками, що створює певний малюнок або патерн; б) вторинне кодування – це кодування якості подразнення, ознак подразника, стискання інформації в часі (часове кодування) та стискання інформації в просторі
(просторове кодування). Інтенсивність стимулів кодується частотою імпульсів, характер подразнення позначається групуванням імпульсів, тобто імпульси йдуть пачками з певними інтервалами – створюється часовий малюнок (патерн). Він містить певне число імпульсів в пачці, для кожного подразника воно різне, так само різні інтервали між імпульсами в пачці та між пачками. Під час первинного кодування змінюється кількість збуджених нейронів, які локалізуються як в ЦНС, так і в корі великих півкуль.
4. Первинний аналіз отриманої інформації.
5. Відбір корисної інформації.
Провідниковий відділ кожного аналізатора включає, як правило, 3 нейрони.
Перший нейрон розміщується в спінальному ганглії чи в ганглії черепно- мозгового нерву, другий нейрон розміщується в структурах ЦНС, третій нейрон

6 знаходиться тільки в переключаючих ядрах таламуса. Провідниковий відділ здійснює виявлення та розпізнавання сигналів на основі чого відбувається виділення корисної інформації. Частина отриманої інформації повністю виключається, інша частина затримується на деякий час за рахунок гальмування, решта надходить до кори. З 10 мільйонів біт інформації, направленої до кори, приходить лише 1 млн. В фільтрації інформації приймають участь ретикулярні ядра, неспецифічні шляхи.
Структурно цей процес зумовлений багаточисельними розгалуженнями, колатералями до різних відділів ЦНС та кори великих півкуль.
Мозковий відділ кожного аналізатора розміщений в корі. Він має ядерну та розсіяну частини. Ядерна частина аналізатора знаходиться у специфічному проекційному полі кори, а розсіяна – у відповідній асоціативній ділянці. Мозковий відділ відповідає за декодування, детектування, впізнання сигналів, побудову образа подразника та формування сенсорного відчуття. Детектування – це вибірковий аналіз окремих ознак подразника. Цю роботу виконують нейрони детектори різних рівней, які збуджуються тільки певними ознаками подразника. Далі відбувається впізнавання подразника чи сигналу за рахунок паралельного аналізу всіх ознак подразника. Після цього вищі детектори створюють образ подразника і одночасно формується певне відчуття. Формування відчуття відбувається на всіх відділах аналізатору і завершується в мозковому відділі. За модальністю подразника утворюються самостійні відчуття дотику, зору, слуху, нюху, смаку, холоду, тепла, болю, вібрації, положення тіла та кінцівок по відношенню до тулуба. На основі сукупності всіх відчуттів формується чуттєве сприйняття інформації, її усвідомлення, субєктивне відношення до неї у вигляді емоцій. Внаслідок всього виникає сенсорний досвід, тобто створюється пам'ять про дію подразника.
Сприйняття інформації – перцепція – це відображення в свідомості людини предметів та явищ дійсності при безпосередній дії їх на аналізатори в цілому.
Механізм сприйняття інформації
Сенсорна інформація у вигляді потенціалу дії від рецепторів поступає в спеціалізовані зони кори великих півкуль, де міститься великий набір нейронів –
детекторів, що спеціалізуються в розпізнаванні різних предметів чи явищ навколишнього світу. При цьому збуджується певна кількість нейронів- детекторів і створюється в корі «малюнок « (як на коврі). Обидві півкулі звертаються до структур памяті, де зберігається інформація про попередню дію таких подразників
(сенсорний досвід). В результаті цього «малюнок» наповнюється змістом, тобто
«оживає». Права півкуля на основі малюнка створює цілісне уявлення про предмет чи явище навколишнього світу. Ліва півкуля піддає тонкому аналізу і синтезу створений малюнок, включає мислення, відбувається абстрагування, сенсорна
інформація усвідомлюється і з’являється сенсорне відчуття.
КЛАСИФІКАЦІЯ СЕНСОРНИХ СИСТЕМ
1. Сенсорні системи, пов’язані з органами чуття (зорова, слухова, вестибулярна, смакова, нюхова).
2. Сомато-вісцеральні сенсорні системи (чутливість шкіри, глибока чутливість, чутливість внутрішніх органів)

7

ЗОРОВИЙ АНАЛІЗАТОР
План лекції :
1.Загальна характеристика зорового аналізатору.
2. Відділи зорового аналізатору, їх призначення.
3. Ретино-моторні реакції ока.
4. Фотохімічні реакції в фоторецепторах.
5. Електричні реакції в фоторецепторах.
6.Оптична система ока.
7. Зіничний рефлекс, його значення в клініці.
8. Акомодація ока, її механізм.
9. Адаптація зорового аналізатора.
10. Механізм сприйняття кольорів.
11. Гострота зору.
12. Електроретинограма.
Зоровий аналізатор забезпечує надходження в організм людини з навколишнього світу до 80 % інформації. Він оцінює розмір, форму, об’єм та колір предметів, джерело світла, відстань до предметів, відрізняє світло від темряви, оцінює ступінь освітлення приміщення, розрізняє предмети під час руху.
Адекватним подразником для зорового аналізатору є розбіжні промені світла з довжиною хвиль 300 – 950 нм, частотою від 4

10 14
до 8

10 14
Гц. Найбільша чутливість його до світла знаходиться в діапазоні 400 – 700 нм. В складі очного яблука розрізняють 3 оболонки, кришталик, скловидне тіло, передня та задня камери ока, заповнені водянистою вологою. Ззовні очне яблуко вкрите білковою оболонкою білого кольору, спереду вона переходить в склеру, а потім в прозору оболонку – рогівку. Рогівка немає власних кровоносних та лімфатичних судин, багата чутливими нервовими закінченнями трійчастого нерва. Трофіка її забезпечується речовинами з камер ока та за рахунок петлистої кровяної сітки.
Зовнішня оболонка підтримує тургор та форму ока, забезпечує захисну реакцію викликаючи сльозотечу та блефороспазм. Крім того, рогівка має здатність заломлювати промені світла. Її оптична сила досягає 40 Діоптрій (Д), (мал.1).
Середня оболонка ока називається судинною. Вона включає власне судинну оболонку, ціліарне тіло.Судинна оболонка спереду переходить в кольорову частину
– радужку. Колір радужки залежить від кількості хроматофорів в пігментному шарі сітківки. В центрі радужки знаходиться дірка – це зіниця ока (мал.2). Вона регулює потік світла на сітківку за рахунок зміни ширини зіниці. Середня оболонка ока забезпечує кровопостачання ока, утворює вологу камер ока, приймає участь в адаптації.

8
Мал. 1 Будова ока.
Внутрішня оболонка називається сітківкою. Вона має 10 шарів клітин, з яких 3
є нейронами:
1 – пігментний шар, забезпечує колір очей, забезпечує виробку зорового пурпура, регулює інтенсивність світлового потоку на сітківку.
2 – шар фоторецепторів. Це палички та ковбочки, їх світлочутливі сегменти повернені в сторону протилежну джерелу світла.
3 – зовнішня погранична мембрана – дає тонкі волокна, які захищають фоторецептори від руйнування,
4 – зовнішній ядерний шар – це волокна і ядра фоторецепторів,
5 – зовнішній ретикулярний шар – вільні закінчення зорових клітин з’єднуються тут з відростками біполярних клітин,
6 – внутрішній ядерний шар клітин – це шар біполярних, амакринових та горизонтальних клітин,
7 – внутрішній ретикулярний шар – місце з’єднання біполярних і амакринових клітин з гангліозними,
8 – шар гангліозних клітин та клітин нейроглії,
9 – шар нервових волокон – це аксони гангліозних клітин, що утворюють зоровий нерв,
10 – внутрішня погранична мембрана – відділяє сітківку від скловидного тіла.
На вхід кожної гангліозної клітини поступають сигнали від декількох біполярних клітин, від горизонтальних та амакринових клітин. Дендрити їх створюють структурну основу для конвергенції сигналів.

9
Мал. 2 Оболонки ока.
Разом з тим, з‘єднання одного фоторецептора з декількома біполярними клітинами, а останніх з гангліозними створює основу для дивергенції сигналів.
Сітківка забезпечує гостроту зору, сприймає світло, колір предметів, забезпечує адаптацію ока.
Скловидне тіло – це желеподібна маса з ніжними фібрилами, вона виповнює порожнину ока, забезпечує заломлення світла, підтримує форму ока.
Кришталик – це двояко випукла лінза, здатна заломлювати промені світла, забезпечує акомодацію ока.
Відділи зорового аналізатора
1. Рецепторний відділ – це палички та ковбочки, розміщені в сітківці
(фоторецептори). Кожен з них складається з 2 сегментів: зовнішнього, в якому є пігменти (родопсин – в паличках, йодопсин – в ковбочках) та внутрішнього, де містяться ядро і мітохондрії з запасом енергії. Палички знаходяться по периферії, їх до 120 млн. в одному оці. Вони оцінюють кількість світла, являються рецепторами присмеркового (нічного), периферичного, безкольорового, нечіткого бачення.
Ковбочки знаходяться переважно в центрі сітківки, їх біля 7 млн. в одному оці.

10
Найбільша щільність їх в жовтій плямі (140 000 на 1 мм2), має розмір 1,5 мм, розміщується на 4 мм назовні від сліпої плями. Сліпа пляма – це місце виходу зорового нерва, тут зовсім немає фоторецепторів. Ковбочки є елементами якісної оцінки світла, рецепторами центрального, денного, кольорового та чіткого бачення предметів. Протилежність у функціях фоторецепторів лягла в основу теорії двоїстості функції сітківки. Рецепторний відділ забезпечує сприйняття подразнення, його первинний аналіз та кодування інформації.
2. Провідниковий відділ (мал. 3) забезпечує відбір корисної інформації, здійснює оцінку рівня освітлення, сприйняття контрастних предметів, предметів, що рухаються, сприйняття кольорів. Цей відділ включає 3 нейрони : перший – знаходиться в шарі біполярних клітин, другий нейрон – це гангліозні клітини, їх аксони утворюють зоровий нерв, який після перехрестя (перехрещуються тільки медіальні пучки волокон над зоною турецького сідла) формують зоровий тракт, що йде в таламус. Третій нейрон – це латеральні колінчасті тіла та подушка, розміщені в таламусі. Третина волокон зорового тракту заходить в передні горбики четверогорб‘я. Вони регулюють напрямок погляду і формують орієнтовний рефлекс на світло. Колінчасті тіла забезпечують розподіл інформації від правого і лівого ока, формують стереоскопічний зір (мал..4)
Мал. 3 Провідні шляхи зорового аналізатора
1 – очне яблуко; 2 – зоровий нерв; 3 – зоровий перехрест; 4, 6 – зоровий тракт; 5 – латеральні колінчасті тіла; 7 – потилична кора; 8 – передні горбики четверогорб'я.

11 3. Мозковий відділ знаходиться в потиличній корі навколо острогової борозни (fissura calcarina). Це проекційне специфічне поле № 17, навколо якого розміщуються асоціативні поля. Зорові імпульси сприймаються відповідними ділянками сітківки обох очей і завдяки перехресту зорових нервів потрапляють в одну півкулю. Це забезпечує спільне поле зору. Кожне поле № 17 зв’язане з зовнішньою половиною сітківки цієї ж сторони та внутрішньою частиною протилежної сторони. Специфічні проекційні поля допомагають розрізнити контури, величину і форму предметів, формують відчуття світла. Асоціативні поля допомагають впізнавати предмети, визначати джерело світла і відстань до нього, керують рухами очей і голови, фіксують погляд. Імпульси від фоторецепторів конвергують на одній гангліозній клітині (130:1), відбувається сумація збуджень.
Взаємодія сусідніх нейронів сітківки забезпечується горизонтальними та амакриновими клітинами. Вони регулюють величину рецепторного поля. Для гангліозних клітин вони здійснюють латеральне гальмування. Одна ковбочка жовтої плями зв’язана з однією біполярною клітиною і однією гангліозною клітиною, яка має точкове представництво в проекційному полі № 17, що забезпечує чіткість бачення предметів. А палички дещо інше – тільки 100 паличок мають точкове представництво в корі.
Мал.4 Зоровий перехрест.

12
Акт зору складається з декількох процесів: промені від розглядуваного предмету потрапляють на сітківку і викликають подразнення фоторецепторів, внаслідок чого виникають ретино- моторні, фотохімічні та електричні реакції. При цьому виникає збудження з одночасним кодуванням інформації, фільтрацією сигналів та створенням образу подразника. Все це формує зорове відчуття.
Ретино-моторні реакції регулюють інтенсивність освітлення зорових клітин.
При сильному освітленні клітини пігментного шару витягують свої відростки між паличками та ковбочками. Палички втягують внутрішні членики, глибоко ховаються за відростки пігментних клітин, щоб не зруйнуватись потоком світла.
Ковбочки виходять назустріч світлу і збільшуються в об’ємі.
Фотохімічні реакції відбуваються головним чином в зовнішньому сегменті і супроводяться розпадом пігменту на світлі чи ресинтезом його в темноті. Найкраще вивчено перетворення родопсину. Квант світла діє на сітківку і викликає поступове перетворення родопсину з втратою ним червоного кольору (родопсин

прелюміродопсин

люміродопсин

метародопсин – 1

метародопсин-2).
Останній розщеплюється на трансретинен і опсин.
З трансретинену під впливом редуктази утворюється вітамін А.
В темноті з вітаміну А утворюється його альдегід, який є джерелом для ресинтезу родопсину. Це також ферментативний процес.
Електричні реакції. Через 1 мсек після дії кванта світла з’являється РРП
(ранній рецепторний потенціал), в основі його лежить конформація молекули родопсину і деполяризація мембрани фоторецепторів. Він викликає інактивацію натрієвих каналів за рахунок впливу іонів кальцію і формує ПРП (пізній рецепторний потенціал), що призводить до гіперполяризації мембрани за рахунок виходу калію з клітини назовні. При цьому біполярні клітини виділяють медіатор, внаслідок чого виникає генераторний потенціал. Він електротонічно поширюється по аксону, інформує ЦНС про прибуття кванта світла, викликає зміни в іонних каналах і сприяє утворенню потенціалу дії. В темноті мембрана фоторецептора має велику проникливість для натрію за рахунок деполяризації. Світло зменшує кількість відкритих натрієвих каналів та виділення медіатора.
Оптичні середовища ока
Здатність заломлювати світло мають рогівка, кришталик, волога камер ока та скловидне тіло. Заломлююча сила ока (рефракція) дорівнює 58,6 Д.
Найбільшу заломлюючу силу має рогівка ока (40 Д). В нормі довжина ока
(відстань від переднього полюса ока до місця виходу зорового нерва) складає 22,5 –
24 мм, при цьому передня фокусна відстань дорівнює 7,5 мм, задня – 15 – 17мм.
Зображення предмета буде на сітківці ока зменшене, дійсне, перевернуте. При цьому оптична сила ока складатиме 58,6 діоптрії. Таке око називають еметропічним.
Спрощену модель ока з однією заломлюючою поверхнею оптичною силою в 58,6 діоптрій називають редукованим оком. Якщо змінюється довжина ока, то це призводить до зміни оптичної сили ока і переміщення зображення з сітківки. Так виникають аномалії рефракції ока (мал.5).
Міопія – короткозорість, пов’язана зі збільшенням довжини ока, збільшенням оптичної сили ока, віддалені предмети не фокусуються на сітківці. Зображення при

13 цій аномалії рефракції буде перед сітківкою. Для корекції виписують розсіюючі лінзи, щоб зменшити оптичну силу ока і повернути зображення на сітківку.
Гіперметропія – далекозорість, довжина ока менше 22 мм, зображення при цьому буде за сітківкою, оптична сила ока зменшена. Для корекції зору виписують випуклі збираючі лінзи.


Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©divovo.in.ua 2017
звернутися до адміністрації

войти | регистрация
    Головна сторінка


загрузить материал