Анализаторы.

Рецепторы, концентрируясь в определённых местах тела, образуют – органы чувств. Это комплекс анатомических структур, т.к. кроме рецепторов в них входят и вспомогательные системы. Значение органов чувств заключается в том, что воспринимая изменения внешней среды, они позволяют организму правильно ориентироваться в окружающей обстановке и соответственно реагировать на эти изменения. Конечным результатом работы органов чувств является возникновение ощущений и различие раздражителей. Эти процессы происходят в нервных центрах КБП.

Большое значение для дальнейшего развития физиологии органов чувств имело учение И.П.Павлова об анализаторах.

Под анализатором понимается единая система, состоящая из трёх функционально связанных между собой элементов:

1. Периферическая часть анализатора – рецептор, он воспринимает определённый вид раздражителя и трансформирует раздражение в нервный импульс.

2. Проводниковая часть (нервы) – проводит импульс от рецептора в ЦНС (конкретно в соответствующие зоны КБП).

3. Соответствующая зона КБП. Именно сюда поступают возбуждения и возникают ощущения, которые анализируются.

К анализаторам относятся: зрение, слух, чувство земного тяготения (гравитации), вкуса, обоняния, кожного чувства.

Зрительный анализатор.

Не менее 80% всей информации об окружающем мире человек получает благодаря зрению. Размеры предметов, степень их освещенности, окраска, форма, т.е. «…почти всё, что мы ценим, чем любуемся, чего пугаемся, по чему скучаем» - всё это мы воспринимаем с помощью зрения. Зрение также играет решающую роль в развитии пространственных представлений и совершенствовании двигательных реакций. Ни одно сложное движение не обходится без зрительного контроля.

Строение глаза

Глаз представлен глазным яблоком и его вспомогательным аппаратом – веки, слезные железы, мышцы, кровеносные сосуды и нервы.

Веки – кожистые складки с ресницами. Функции век: защита глаза от света и механических воздействий; кроме того, они равномерно распределяют слёзы по всей поверхности глаза.

Слёзы – вырабатываются специальными железами. Состав слёз: 97,8% воды, 0,8% соли, 1,4 % органические соединения. Функции слёз – увлажнение роговицы, защита от пыли, бактерицидные свойства.

Глазное яблоко (bulbus oculi) имеет не совсем шаровидную форму, помещается в глазницах, бинокулярное (т.е. в одной плоскости, поле зрения каждого глаза накладываются друг на друга, в результате обеспечивается стереоскопичность зрения – слияние двух образов видимого пространства в один). Состоит из капсулы и ядра. В капсуле 3 слоя (или оболочки).

1. Белочный слой (склера). Впереди склера (видимая часть) более выпукла и прозрачна – роговица.

2. Сосудистый слой. Обильно снабжен кровеносными сосудами – обеспечивает питание глазного яблока. Впереди сосудистая оболочка (видимая часть) – радужная оболочка (радужка), содержащая пигмент, придающий глазу окраску. В центре радужки отверстие – зрачок, он обеспечивает равномерное освещение сетчатки, путем изменения своего диаметра.

3. Сетчатка. В этом слое содержаться фоторецепторы.

Ядро глаза состоит:

а) Хрусталик – расположен за радужкой, Представляет собой совершено прозрачную, двояковыпуклую линзу. Специальные ресничные мышцы изменяют его кривизну.

б) Водянистая влага. Окружает хрусталик, обеспечивая его питание (функция аналогична тканевой жидкости).

в) Стекловидное тело. Это коллоидное, прозрачное вещество, заполняющее всю внутреннюю полость глазного яблока. Функции: обеспечивать и сохранять форму яблока. Все они обладают лучепреломляющей способностью.

Вместе с роговицей эти части глаза образуют – оптическую систему глаза.

Сетчатка.

Покрывает всю внутреннюю полость глаза. В ней различают 10 слоёв клеток (фоторецепторов) – палочек и колбочек.

Палочки – 110 – 125 млн., их больше на периферии и они отвечают за сумеречное и ночное зрение, т.е. за форму предметов.

Колбочки – 6 – 7 млн., больше их в центре, они обеспечивают восприятие цвета (до 160 оттенков). Согласно гипотезе Гельмгольца существует три типа колбочек, чувствительных к трем основным цветам спектра: красно-оранжевому, зелёному и синему. Смешение этих цветов дает всю многоцветную гамму красок, с которой человек сталкивается в повседневной жизни.

В сетчатке отличают место вхождения зрительного нерва – слепое пятно, оно лишено фоторецепторов. В 3 – 4 мм от него место наилучшего видения (максимум колбочек) – жёлтое пятно.

В фоторецепторах расположены особые ферменты – родопсин (палочки) и йодопсин (колбочки). При попадании на них света фермент изменяет свою структуру, в темноте структура восстанавливается. В ходе этой реакции выделяется энергия и, следовательно, образуется нервный импульс.

Нервные импульсы по зрительному нерву идут в зрительную зону КБП (расположена в затылочной области), где и преобразуются в зрительные ощущения.

Оптическая система.

Лучи света, пройдя через нее, фокусируется на сетчатке, благодаря изменениям кривизны хрусталика. Далекие предметы – плоские, близкие – выпуклые. Это явление называется аккомодацией.

Основные дефекты зрения.

1. Близорукость – изображение фокусируется не на сетчатке, а впереди сетчатки, в итоге изображение становиться становится расплывчатым. Исправляется двояковогнутыми линзами очков.

2. Дальнозоркость. Изображение фокусируется за сетчаткой, в итоге плохо видны близкие предметы. Исправляется двояковыпуклыми линзами.

3. Астигматизм. Изображение возникает в нескольких точках.

4. Дальтонизм. Утрата восприятия цвета. Красный и зелёный цвет выглядят как серый, степень утраты различна. Примерно 4 – 5% мужчин и 0,5% женщин страдают дальтонизмом.

Приспособление глаза к видению при разной степени освещённости называется адаптацией. Различают темновую адаптацию (от света к темноте – несколько минут) и световую адаптацию (несколько секунд).

Характеристики зрительного анализатора.

1. Острота зрения. Характеризует пространственную разрешающую способность глаза и определяется тем наименьшим углом, при котором человек способен различать отдельно две точки. Чем меньше угол, тем лучше зрение (норма – угол равен 1 мин, или 1 единице). Определяется с помощью таблиц.

2. Поле зрения. Пространство, которое видит глаз при его фиксации в одной точке.

3. Пропускная способность. Максимальное кол-во информации, которое способны зарегистрировать органы зрения за единицу времени (бит/сек).

Развитие органов зрения.

В процессе постнатального развития органы зрения претерпевают значительные перестройки. Например, длина яблока у новорожденного =16мм, масса – 3,0г. К 20 годам эти цифры соответственно увеличиваются до 23мм и 8,0г. кроме этого радужка в первые годы жизни имеет голубовато-сероватый оттенок и окончательно она формируется к 10 – 12 годам.

Миелинезация зрительных нервов идет от периферии к центру и заканчивается к 3 –4 месяцу постнатального развития, причём процесс развития сенсорных и моторных функций идет синхронно.

Аккомодация у детей выражена в большей степени, чем у взрослых. Существенно меняются цветоощущения ребенка (полноценно колбочки работают к концу 3-го года).

С возрастом повышается также острота зрения и улучшается стереоскопическое зрение. Наиболее интенсивно они изменяются до 9 – 12 лет и достигает оптимума к 17 – 22 годам. Пропускная способность к 10 – 11 годам приближается к уровню взрослого.

Слуховой анализатор.

Орган слуха преобразует звуковые колебания в серию нервных импульсов. Передает в КБП до 8 – 10% информации об окружающем мире. По своему строению ухо делится на три части.

I.Внешнее ухо.

а) Ушная раковина. Образована хрящом и снабжена мышцами (они уже утратили своё значение). Служит для улавливания звуков и определения их направления.

б) Слуховой проход (канал). Имеет длину 2,5 см., поверхность стенок покрыта тонкими волосками, кроме того, здесь имеются желёзки – они выделяют ушную серу, (ушная сера имеет защитное значение).

в) Барабанная перепонка. Прочное образование из фиброзной ткани (т.е. туго натянутая сухожильная перепонка). Эта перепонка упругая и колеблясь под воздействием воздушных волн, повторяет эти колебания, не искажая их, и передаёт на полость среднего уха.

II. Среднее ухо.

Полость, заполненная воздухом, находится в височной кости, объём= 1 –2 мл.

а) Слуховые косточки: молоточек, наковальня, стремечко. Соединены они последовательно и подвижно. Передают колебания от барабанной перепонки на внутреннее ухо, увеличивая звуковые колебания.

б) Евстахиева (слуховая) труба – канал, соединяющий полость среднего уха с носоглоткой. Служит для предохранения барабанной перепонки от разрывов (если при сильном звуке открыть рот, то давление воздуха через евстахиеву трубу уравновесит давление через барабанную перепонку).

III. Внутреннее ухо.

Расположено в височной кости, через овальное окно сообщается со средним ухом. Внутри расположен перепончатый лабиринт , заполненную жидкостью (эндолимфой) – по ней распространяются волны от овального окна. Часть перепончатого лабиринта образована улиткой. Это спирально закрученная раковина. Внутри улитки эндолимфа и кортиев орган (скопление рецепторов). Звуковые колебания, пройдя наружное и среднее ухо вызывает колебания жидкого содержимого улитки, где расположены до 24000 туго натянутых (как струны) волокон.

Таким образом, на каждую частоту звука – соответствующее волокно.

Колебания эндолимфы, вызывают колебания волокон. При этом волокна механически раздражают рецепторы кортиева органа – возникает нервный импульс. От кортиева органа отходит слуховой нерв, подающий импульс в слуховые зоны КБП, где информация анализируется.

Диапазон звуковых частот, которые способно воспринимать ухо от 16 до 20000 Гц, время восприятия около 50 мс. Анализатор способен к адаптации – чувствительность от длительных звуков понижается и наоборот повышается при отсутствии звука. У человека – бинауральный слух (т.е. слушание двумя ушами).

В процессе постнатального развития слуховой анализатор не претерпевает существенных изменений. Чёткая реакция на звук появляется у ребёнка в 7 – 8 недель после рождения, а с 6 месяцев ребёнок способен к относительно тонкому анализу звуков. Окончательное формирование органов слуха заканчивается к 12 годам. Острота слуха достигает максимума к 14 – 19 годам, после 20 лет начинает уменьшаться, кроме того, с возрастом изменяется порог слышимости.

Функциональное состояние анализатора находится в зависимости от действия многих факторов окружающей среды. Специальными тренировками можно добиться повышения его чувствительности. например, занятие музыкой, танцами, фигурным катанием, гимнастикой вырабатывает тонкий слух. С другой стороны, физическое и умственное утомление, высокий уровень шумов, резкое колебание температуры и давления значительно снижают чувствительность органов слуха. Более того, сильные звуки вызывают перенапряжение нервной системы, способствуют развитию нервных и сердечно-сосудистых заболеваний. Порог болевых ощущений для человека составляет 120 – 130 дБ, но даже шум в 90 дБ может вызвать болевые ощущения (дневной шум в большом промышленном городе составляет около 80 дБ).

Вестибулярный анализатор.

Имеет важное значение в регуляции положения тела в пространстве и его движений. Любое изменение равновесия тела вызывает раздражение рецепторов вестибулярного аппарата и как следствие этого сокращение или расслабление определенных мышечных групп, способствующих выпрямлению тела.

Вестибулярный аппарат расположен в области внутреннего уха и состоит из двух частей: преддверия и трёх полукружных каналов.

Преддверие заполнено эндолимфой, в которой находятся специальные образования из гидрофосфата кальция – статолиты (оттолиты).

Изменения положения головы, влечёт за собой изменения положения статолитов, они раздражают механически соответствующие рецепторы. В ответ на это происходят рефлекторные изменения тонуса определенных мышечных групп – положение тела сохраняется.

Полукружные каналы. Заполнены эндолимфой, по стенкам каналов – чувствительные волоски. При изменении давления эндолимфы на волоски, они раздражаются, посылают импульс в КБП. Ответная реакция её вызывает рефлекторные мышечные сокращения.

Существуют данные, что ребенок рождается с достаточно зрелыми подкорковыми отделами вестибулярного анализатора.

Обонятельный анализатор.

Восприятие запаха осуществляется при помощи специальных хеморецепторов, заложенных в слизистой оболочке средней части верхних носовых раковин и перегородки носа. Общая площадь их поверхности равна 5 см.²

Здесь расположены около 60 млн. обонятельных клеток, покрытых большим кол-вом ресничек – площадь контакта с веществам 5 – 7 м². Отростки обонятельных клеток образуют обонятельный нерв, который несёт возбуждение в КБП.

Для возникновения ощущения запаха надо, чтобы частицы вещества попали на обонятельную область и подействовали на обонятельные клетки. Чувствительность их чрезвычайно велика, интенсивность обонятельных ощущений зависит от природы вещества и его концентрации.

Имеются 5 основных (первичных) запахов: гнилостной, горелый, цветочный (душистый), смолистый, пряный. Остальные запахи представляют собой комбинацию этих основных.

Часть пахучих веществ, кроме ощущения запаха вызывает рефлекторное изменение дыхания и даже его остановку (эфир, хлороформ и др.)

Чувство обоняния является исключительно острым и тонким (правда, уступая животным) на 1 л воздуха – 10^-6 степени эфира, сероводород – 10^-9, мускус 10^-10 грамм. При длительном возбуждении наступает адаптация.

Анализатор начинает функционировать уже в первые дни после рождения. Чувствительность интенсивно нарастает до 5 – 6 лет.

Вкусовой анализатор.

Вкусовые рецепторы (сосочки) расположены главным образом на поверхности языка (кончик, корень и края, в середине их нет), на мягком нёбе и задней стенке глотки.

Имеются 4 группы вкусовых хеморецепторов и соответственно ощущений – сладкий, горький, солёный и кислый. Остальные ощущения – их комбинация.

Для восприятия вкусовых ощущений важное значение имеет температура и запах пищи. Раздражение рецепторов вызывает возбуждение идущее в продолговатый мозг и КБП.

Новорожденный уже способен дифференцировать основные вкусовые ощущения, хотя чувствительность рецепторов ещё невысока, к 6 годам она приближается к уровню взрослого.

Кожный анализатор.

Под кожным анализатором понимают совокупность рецепторных образований, обеспечивающих температурные и болевые ощущения.

1. Температурные рецепторы. Имеют важное значение в сохранении постоянной температуры тела. Делятся на 2 группы:

а) Холодовые – 250 тыс. На 1 см² кожи 6 – 23 рецепторов (кроме того, они есть и в слизистой). Расположены ближе к поверхности кожи, чем тепловые.

б) Тепловые – 30 тыс., на 1см² – 3 рецептора. Распределены они неравномерно, с этим связана неодинаковая чувствительность различных участков кожи к температурным колебаниям.

Чувствительность их на первых этапах постнатального развития ниже, чем у взрослых. существует адаптация температурных рецепторов.

2. Тактильные рецепторы.

Обеспечивают восприятие механических воздействий, чувство давления, прикосновения и вибрации. Их около 500 тыс.штук, на 1 см² до 9 – 10 рецепторов (на коже головы на 1 см² – 165 – 300). Распределены рецепторы неравномерно, набольшее кол-во на губах, кончике языка и кончиках пальцев. Тактильная поверхность резко увеличивается на участках тела покрытых волосами (они действуют как рычаги давления).

Чувствительность рецепторов у детей ниже, чем у взрослых, уравнивается она до 18 – 20 лет.

3. Болевые рецепторы. Представляют собой свободные нервные окончания. на 1 см² тела – до 100 штук (кроме этого ещё и во внутренних органах есть болевые рецепторы). Ощущение боли возникает при участии подкорковых и корковых нервных структур.

Чувствительность к боли у новорожденных меньше, чем у взрослых и интенсивно нарастает с 5 до 6 – 7 лет.

Взаимодействие между органами чувств.

Каждый орган чувств возбуждается при действии определённых раздражителей и в соответствующем отделе КБП возникают определённые ощущения. Но окружающие нас предметы имеют разные свойства. Целостное и разностороннее представление о них создаётся благодаря взаимодействию возбуждений, поступающих от разных органов чувств. это взаимодействие происходит в КБП и обусловлено существованием многочисленных нервных связей между корковыми отделами разных анализаторов.