Принципы организации сенсорных систем

Учебные вопросы 

1. Общие принципы функционирования сенсорных систем

2.  Основные функции сенсорных систем

3. Системная организация процессов кодирования информации

4. Принципы организации сенсорных систем

Сенсорные  системы - это специализированные  подсистемы нервной системы, обеспечивающие  ей восприятие и ввод информации  за счёт формирования субъективных  ощущений на основе объективных  раздражений.

Сенсорные  системы включают в себя периферические сенсорные рецепторы вместе со вспомогательными структурами (органы чувств), отходящие от них нервные волокна (проводящие пути) и сенсорные нервные центры (низшие и высшие).

Низшие нервные центры трансформируют (перерабатывают) входящее сенсорное возбуждение в выходящее, а высшие нервные центры наряду с этой функцией образуют экранные структуры, формирующие нервную модель раздражения – сенсорный образ.

• Анализаторы выполняют функцию приема и переработки сигналов внешней и внутренней среды организма.
• Рецептор – периферическая специализированная часть анализатора, посредством которой воздействие раздражителей внешнего мира и внутренней среды организма трансформируется в процесс нервного возбуждения.
• Возбуждение – свойство живых организмов, активный ответ возбудимой ткани на раздражение

• Работа любой сенсорной системы начинается с восприятия рецепторами внешней для мозга физической или химической энергии, трансформацией ее в нервные сигналы и передает их в мозг через цепи нейронов.

 

• Процесс передачи сенсорных сигналов сопровождается многократным их преобразованием и перекодированием и завершается высшим анализом и синтезом (опознанием образа), после чего формируется ответная реакция организма.

• Переработка сенсорной информации может сопровождаться осознанием стимула или не сопровождаться. При осознании возникает – ощущение – отражение в сознании свойств предметов объективного мира, возникающее при их непосредственном воздействии на рецепторы.

 

• Восприятие – целостное отражение свойств предметов, ситуаций и событий, возникающее при непосредственном воздействии раздражителей на рецепторные поверхности органов чувств.

• Каждый анализатор настроен на определенную модальность сигнала и в то же время обеспечивает описание нескольких признаков воспринимаемых раздражителей

 

• В зависимости от вида чувствительности различают зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой, кожный, двигательный анализаторы

 

Принципы построения сенсорных систем высших позвоночных животных и человека:

• многослойность, то есть наличие нескольких слоев нервных клеток, первый из которых связан с рецепторами, а последний – с нейронами моторных областей коры большого мозга;
• многоканальность – наличие в каждом слое множества нервных клеток, связанных с множеством клеток следующего слоя;
• сенсорные воронки – разное число элементов в соседних слоях;
• дифференциация (по вертикали и по горизонтали).

     Свойства сенсорных систем:

1. количественный  и качественный анализ сигналов (адекватность)

2. адаптация (путем  изменения чувствительности)

 

      Этапы СС:

1.возбуждение  рецепторов в ответ на действие  адекватного раздражителя

2.передача  нервного возбуждения от рецепторов  в высшие отделы ЦНС

3.анализ сенсорных  сигналов в высших центральных  отделах и выделение биологически  значимой информации

4.опознание, классификация, идентификация стимула, принятие  решения и формирование ответной  реакции организма.

 

• Функции сенсорной системы:

0. –     обнаружение (рецепторы);

1. –     различение;
2. –     передача и преобразование;
3. –     кодирование;
4. –     детектирование признаков;
5. –     опознание образов.

 

• Способность сенсорной системы замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей; различение начинается в рецепторах, но в этом процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы.

• Кодирование.
• Передача сигнала от одной клетки к другой во всех отделах анализатора осуществляется с помощью химического кода, т.е. различных медиаторов
• В сенсорных системах кодируются качественная характеристика раздражителя, сила раздражителя, время его действия, а так же пространство и локализация его в окружающей среде.
• Сенсорный проводящий путь состоит из ряда модально-специфических нейронов, которые соединены синапсами – меченая линия или топическая организация

 

• Коды нервной системы
• Кодируемые характеристики раздражителя
• Кодирование качества
• Кодирование интенсивности
• Пространственное кодирование
• Временное кодирование

 

Уже на уровне  рецепторов осуществляется первичное  кодирование качества стимулов  и их количественных характеристик  – переход из присущей им  формы физической и химической  энергии в форму нервных импульсов.

0. Принцип многоканальности 
1. Принцип конвергенции и дивергенции
2. Принцип положительной и отрицательной обратной связи
3. Принцип кортикализации
4. Принцип двусторонней симметрии

• Раздражение → сенсорные рецепторы: рецепция / трансдукция - трансформация раздражения в возбуждение / кодирование → поток сенсорного возбуждения → низшие нервные центры: детекция / перекодирование /трансформация / разделение/слияние/перенаправление потоков возбуждения → потоки сенсорного, эффекторного и модулирующего возбуждения → высшие нервные центры: создание сенсорного образа/модели / детекция/анализ/синтез.