Тема 13. Общая характеристика сенсорных систем.

Мотивационная характеристика темы. Знание физиологии анализаторов, составляющих основу ощущений и умение проводить простые клинические методы их исследования позволяют врачу дифференцировать физиологические и патологические явления, связанные с восприятием внешнего мира.

Цели занятия: знать – 1) механизмы восприятия, проведения и анализа параметров раздражения анализаторными системами; 2) физиологические основы клинических способов исследования функционального состояния анализаторных систем.

ВОПРОСЫ ДЛЯ УСТНОГО И ТЕСТОВОГО КОНТРОЛЯ:

1. Понятие о сенсорных системах или анализаторах. Значение сенсорных систем для восприятия мира.

2. Структурно-функциональная организация сенсорной системы.

3. Рецепторы. Регуляция функций и специфичность рецепторов. Адаптация рецепторов.

4. Кодировка информации и обработка ее в различных отделах сенсорной системы.

5. Проводниковый отдел сенсорной системы. Специфические и неспецифические каналы передачи информации.

6. Корковый отдел сенсорной системы. Локализация афферентних функций в коре. Взаимодействие сенсорных систем.

7. Сенсорные функции спинного мозга, моста, таламуса и коры больших полушарий.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПИСЬМЕННОГО ОТВЕТА:

1. Опишите общие свойства анализаторов.

2. Опишите принципы структурной и функциональной организации сенсорных систем.

3. Напишите классификацию рецепторов.

4. Описать механизм возбуждения рецепторов.

5. Нарисовать схему простой афферентной нервной цепи (обработка информации в органах чувств).

6. Сформулировать закон Вебера-Фехнера.

ПРОГРАММА ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ НА ЗАНЯТИИ.

1. Исследование пространственного порога раздражения на примере тактильного анализатора.

2. Исследование свойства адаптации на примере температурного анализатора.

Исследование пространственного порога раздражения на примере тактильного анализатора

Пространственный порог раздражения – минимальное расстояние между двумя раздражителями, которое позволяет их воспринимать раздельно. Чем меньше рецептивное поле, тем меньше пространственный порог.

Для работы необходимы: циркуль Вебера, стол, стул. Объект исследования – человек.

Проведение работы: Испытуемый сидит в удобном положении с закрытыми глазами, положив руку на стол. С помощью циркуля Вебера (штанген-циркуля) касаются кожи испытуемого попеременно одной или обеими ножками циркуля. Испытуемый каждый раз сообщает, чувствует он одно прикосновение или два. Отмечают правильность ответов или их ошибочность. Сближают ножки циркуля до прекращения правильных ответов. Минимальное расстояние между двумя точками, при которых осуществляется их раздельное раздражение, называется пространственным порогом различения. Определяют данный порог на кожи ладони, тыла кисти, предплечья, плеча, шеи и спины. Вычисляют остроту осязания, которая является величиной, обратной порогу. Сравнивают остроту осязания при раздражении отдельных участков кожной чувствительности.

Результаты работы и их оформление. Полученые данные оформляют в виде таблицы и сравнивают с показателями у разных испытуемых.

№	Параметры	Локализация рецепторов
		Ладонь	Тыльная сторона кисти	Предплечье	плечо	шея	спина
	Пространственный порог, см
	Острота осязания: 1/ величниа порога (см)

Исследование адаптации на примере температурного анализатора

Терморецепторы расположены в коже глубже, чем тактильные. Холодовые раздражения воспринимаются колбами Краузе, тепловые – тельцами Руффини. Плотность их расположения: 10-13 холодовых и 1-2 тепловых на 1 см² кожи.

Для работы необходимы: емкости с водой разной температуры: 10, 25 и 40⁰С, стол, стул. Объект исследования – человек.

Проведение работы: Испытуемый сидит в удобном положении, поместив одну руку в емкость с температурой 40⁰С, другую – в емкость с температурой 10⁰С. Затем обе руки переносят в среднюю емкость с температурой 25⁰С. В руке, которая перенесена из более теплой емкости будет ощущаться холод, в руке, котрая перенесена из более прохладной емкости –тепло.

Результаты работы и их оформление. Проанализировать полученные результаты. Объяснить их и сделать вывод.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ УРОВНЯ знаний:

1. Что такое детектирование сигналов?

1. движение процессов торможения по коре больших полушарий

2. избирательное торможение нейронов

3. избирательное выделение медиатора

4. движение процессов возбуждения по коре больших полушарий

5. избирательное выделение нейроном того или иного признака раздражителя

2. Какой из критериев характеризует абсолютную чувствительность сенсорной системы?

1. минимальный порог раздражения рецепторов

2. порог отдельного рецептора

3. максимальный порог рецепторов

4. порог реакции (ощущения)

5. все ответы неверные

3. В чем проявляется адаптация в сенсорных системах?

1. в изменении чувствительности к короткодействующему раздражителю

2. в повышении активности процессов возбуждения и торможения

3. в снижении активности процессов возбуждения и торможения

4. в изменении чувствительности к длительно действующему раздражителю

5. все ответы правильны

4. Пространственное различение двух одновременно действующих раздражителей в сенсорных системах возможно, если…

1. они возбудили два соседних рецептора

2. между двумя возбужденными рецепторами имеется хотя бы один невозбужденный

3. расстояние между ними составляет не менее 1 мм

4. между двумя возбужденными рецепторами имеется три невозбужденных

5. расстояние между ними не менее 5 мм

5. Дифференцируемый прирост ощущения возникает при увеличении сил раздражителя на определенную величину, что называется законом…

1. Фика

2. Павлова

3. Бора

4. Гельмгольца

5. Вебера

6. Благодаря наличию обратных связей от высших отделов сенсорной системы к низшим…

1. тормозится избыточная и облегчается проведение наиболее важной информации

2. тормозится проведение всех видов информации

3. облегчается проведение слуховой и зрительной информации

4. тормозится проведение болевой и облегчается проведение тактильной информации

5. активизируется проведение всех видов информации

7. Что относится к общим принципам строения анализаторов?

1. многоканальность

2. многослойность

3. дифференциация по вертикали и горизонтали

4. наличие суживающихся и расширяющихся «воронок»

5. все ответы правильны

8. В чем заключается физиологический смысл суживающейся «воронки»?

1. в увеличении дивергенции сигналов на подкорковом уровне

2. в увеличении скорости проведения афферентных сигналов

3. в уменьшении избыточности информации и повышении чувствительности сенсорного канала

4. в задержке проведения возбуждения по афферентным путям

5. в задержке проведения по эфферентным путям

9. Что такое рецептивное поле нейрона?

1. совокупность низкопороговых рецепторов, сигналы от которых поступают на данный нейрон

2. совокупность рецепторов, сигналы от которых поступают на данный нейрон

3. совокупность нейронов мозга, сигналы от которых конвергируют на данный нейрон

4. совокупность высокопороговых рецепторов, сигналы от которых поступают на данный нейрон

5. совокупность нейронов мозга, сигналы от которых иррадиируют на данный нейрон.

10. Что обеспечивает латеральное торможение в сенсорных системах?

1. снижение активности подкорковых центров

2. снижение избыточности информации и выделение наиболее значимых сведений о раздражителе

3. повышение избыточности информации и детализацию свойств раздражителя

4. снижение амплитуды рецепторных и генераторных потенциалов

5. снижение активности корковых центров

Ответы: 1-E. 2-D. 3-D. 4-B. 5-E. 6-A. 7-E. 8-C. 9-B. 10-B.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ УРОВНЯ знаний по программе «Крок»:

1. Центральные механизмы адаптации в сенсорных системах обеспечиваются преимущественно…

1. афферентными влияниями

2. эфферентными влияниями

3. изменением чувствительности рецепторов

4. только возбуждающими влияниями высших отделов на низшие

5. изменением количества рецепторов

2. Какие преимущественно влияния в сенсорных системах передаются по эфферентным путям?

1. облегчающие

2. возбуждающие

3. тормозные

4. тонические

5. все ответы правильные

3. К интерорецепторам относятся…

1. вестибуло-, проприо-, висцеро-

2. висцеро-, фото-, фоно-

3. вестибуло-, обонятельные, вкусовые

4. тактильные, термо-, механо-

5. болевые и проприо-

4. В чем заключается физиологический смысл расширяющейся «воронки»?

1. в потере специфичности сигнала

2. в ограничении количества поступающей информации

3. в обеспечении дробного и сложного анализа разных признаков сигнала

4. в выделении наиболее важных признаков раздражителя

5. в увеличении поступающей информации

5. Что обеспечивает многоканальность сенсорных систем?

1. процесс адаптации

2. низкую надежность и грубость анализа

3. процесс кодирования информации

4. процесс декодирования

5. высокую надежность и тонкость анализа

6. Согласно закону Вебера-Фехнера ощущение…

1. увеличивается пропорционально логарифму интенсивности раздражения

2. увеличивается прямо пропорционально интенсивности раздражения

3. уменьшается пропорционально логарифму интенсивности раздражения

4. увеличивается обратно пропорционально интенсивности раздражения

5. все ответы неправильные

7. В чем проявляется адаптация рецептора при длительном действии раздражителя?

1. в постоянстве его возбудимости

2. в изменении его проводимости

3. в открытии ионных каналов

4. в изменении его возбудимости

5. в усилении его возбудимости

8. Раздражитель, к действию которого рецептор приспособлен в процессе эволюции, называется…

1. биологическим

2. адекватным

3. физическим

4. физиологическим

5. универсальным

9. Рецепторный потенциал имеет характер…

1. распространяющегося возбуждения

2. локального возбуждения

3. застойного возбуждения

4. иррадиирующего возбуждения

5. распространяющего торможения

10. Разрушение ассоциативной коры головного мозга сопровождается грубыми нарушениями…

1. обучения и памяти

2. вегетативных функций

3. гомеостаза

4. координации движения

5. все ответы правильны

Ответы: 1-B. 2-C. 3-A. 4-C. 5-E. 6-A. 7-D. 8-B. 9-B. 10-A

Ситуационные задачи:

1. При передаче информации в сенсорных системах используется, среди прочих, принцип частотной модуляции. В одной и то же группе рецепторов в эксперименте дважды зарегистрированы пачки импульсов, общее количество которых за единицу времени в каждой пачке одинаково. Можно ли утверждать, что в обоих случаях передавалась одна и та же информация? Ответ: Нет, нельзя. Передаваемая информация кодируется не только общим числом импульсов за единицу времени, но и характером их распределения в пачке. Например, одно и то же количество патронов за минуту можно израсходовать, стреляя и длинными, и короткими очередями, и поочередно.

2. Объясните, почему самые разнообразные раздражители и к тому же различной модальности вызывают в рецепторных клетках единообразный ответ – возникновение рецепторного потенциала? Ответ: Потому что все они изменяют проницаемость мембраны рецепторной клетки для определенных ионов, что приводит к возникновению рецепторного потенциала.

3. Человек смотрит на группу людей и одновременно фотографирует ее. Отображение этой группы возникает и в мозгу, и на фотопленке. В каком случае имеет место обработка информации и в чем это выражается? Ответ: Обработка информации – это выделение из общего ее потока какой-то части, наиболее важной для системы, воспринимающей информацию. Очевидно, что мозг обрабатывает информацию – мы видим и слышим только то, что нас интересует. На фотопленке же фиксируется все без исключения и, следовательно, обработки информации не происходит.

4. Если закрыть глаза и катать двумя соседними неперекрещенными пальцами горошину, то возникает ощущение одной горошины. Если поделать то же самое перекрещенными пальцами возникает ощущение двух горошин (опыт Аристотеля). Объясните физиологические механизмы, лежащие в основе данного феномена Ответ: В первом случае раздражаются внутренние, соприкасающиеся поверхности пальцев. Во втором - наружные, не соприкасающиеся. В естественных условиях наружные поверхности соседних пальцев одновременно могут раздражаться только двумя предметами. Поэтому в мозгу и возникает соответствующее ощущение.

5. Почему мы не ощущаем кольцо, которое постоянно носим на пальце, но отчетливо чувствуем, когда на этот палец села муха? Ответ: При постоянном воздействии тактильного раздражителя происходит адаптация рецепторов, и раздражение перестает ощущаться. Поэтому кольцо на пальце перестает оказывать раздражающее действие.

6. Один испытуемый некоторое время держал руку в сосуде с водой, а затем перенес ее в сосуд с водой температурой 20 градусов. Вода показалась ему холодной. Другой проделал аналогичный опыт, но ему вода в 20 градусов показалась теплой. Объясните, в чем причина разных ощущений? Ответ: Это связано с адаптацией сенсорных систем к определенному уровню раздражения. Реакция физиологической системы на какое-либо воздействие зависит не только от параметров этого воздействия, но и от функционального состояния системы в этот момент. В свою очередь это состояние во многом зависит от предшествующих воздействий. Первый испытуемый сначала держал руку в холодной воде, а второй – в горячей. Аналогичным образом, если Вы войдете в одну и ту же комнату с ярко освещенной солнцем улицы, или из подвала, то в первом случае комната покажется темной, а во втором – светлой.

7. Человек длительное время находился в условиях постепенного и медленного снижения температуры окружающей среды. Он не испытывал ощущения холода, но произошло обморожение конечностей. Объясните: 1) Какие параметры изменения температурного воздействия являются необходимыми для появления соответствующего температурного ощущения? 2) Почему чувствительность холодовых рецепторов была снижена? 3) Объясните физиологические механизмы отсутстивя холода при наличсии отморожения. Ответы: 1) Определенная скорость изменения температурного режима воздействия и температурнывй градиент должен быть не менее 0,5%. 2) Терморецепторы адаптировались при длительном воздействии постоянного температурного раздражителя. 3) В основе механизма развития адаптации рецепторов лежит изменение проницаемости мембраны рецепторов для Na⁺, из-за чего повышается пороговый уровень деполяризации и чувствительность рецепторов снижается.