Сенсорные системы (анализаторы)

Содержание:

Введение………………………………………………………………………...3

Вкус……………………………………………………………………………..5

Обоняние………………………………………………………………………..7

Слух……………………………………………………………………………..8

Зрение…………………………………………………………………………..11

Осязание………………………………………………………………………..12

Боль……………………………………………………………………………..13

Заключение……………………………………………………………………..15

Список литературы……………………………………………………….……16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Рецептор - специальный орган  или клетка, воспринимающие раздражение.

Простейший рецептор состоит  из одной неспециализированной нервной  клетки - первичного сенсорного нейрона , периферическое окончание которого способно воспринимать раздражение  и порождать нервный импульс, направляющийся в центральную нервную  систему , например, кожные механорецепторы  типа телец Пачини . Более сложные  рецепторы называются вторичными сенсорными клетками и представляют собой видоизмененные эпителиальные клетки, способные  воспринимать стимулы. Эти клетки образуют синапсы с соответствующими сенсорными нейронами , передающими импульсы в  мозг , таковы, например, клетки вкусовых луковиц .

Наиболее сложными рецепторами  являются органы чувств , которые состоят  из большого числа чувствительных клеток и связанных с ними вспомогательных  приспособлений. Вспомогательные структуры  часто выполняют две функции - препятствуют действию посторонних  стимулов и усиливают действие нужного  стимула.

Все рецепторы преобразуют  энергию стимула в локальный  нераспространяющийся электрический  сигнал, который возбуждает нервные  импульсы в сенсорном нейроне. Многообразные  стимулы, закодированные в виде нервных  импульсов, передаются в мозг, где  они расшифровываются и используются для выработки нужной ответной реакции. Характер ответа, его величина и  продолжительность находятся в  прямой зависимости от природы стимула.

 

Классификация

В зависимости от расположения в теле и характера воспринимаемых стимулов, рецепторы делятся на три  типа:

1. экстерорецепторы - реагируют  на стимулы, поступающие из  внешней среды, например, уши,  глаза и т.д.

2. интерорецепторы - воспринимают  стимулы, поступающие из внутренней  среды организма, например, рецепторы  сонных артерий , реагирующие  на изменение кровяного давления  и содержание углекислого газа  в крови.

3. проприорецепторы - отвечают  на стимулы, связанные с положением  и движением частей тела и  сокращением мышц.

 

 

 

 

 

В зависимости от природы  воспринимаемых стимулов рецепторы  классифицируются следующим образом:

Тип рецептора	Энергетическая природа  стимула	Тип стимула
Фоторецепторы	Электромагнитная	Свет
Электрорецепторы	Электромагнитная	Электричество
Механорецепторы	Механическая	Звук, прикосновение, давление, гравитация
Терморецепторы	Тепловая	Изменение температуры
Хеморецепторы	Химическая	Влажность, запах, вкус

 

Свойства

Основные свойства рецепторов - чувствительность и способность  к различению. Эти свойства обеспечиваются особыми структурными и функциональными  приспособлениями:

1. Параллельные сенсорные  клетки с различными порогами  возбуждения - клетки с низким  порогом возбуждаются под действием  слабых стимулов, а по мере  возрастания силы раздражителя  в отходящем от клетки нервном  волокне частота импульсов увеличивается.  В определенной точке наступает  насыщение, и дальнейшее усиление  импульса уже не повышает частоту  импульсов, однако при этом  возбуждаются сенсорные клетки  с более высоким порогом чувствительности  и начинают посылать импульсы, частота которых пропорциональна  силе действующего стимула. Таким  образом диапазон эффективного  восприятия расширяется.

2. Адаптация - при длительном  воздействии сильного раздражителя  большинство рецепторов вначале  возбуждает в сенсорном нейроне  импульсы с большой частотой, но постепенно частота их снижается.  Это ослабление ответа во времени  называется адаптацией. Скорость  наступления и степень адаптации  рецепторной клетки зависят от  ее функции.

Различают медленно адаптирующиеся рецепторы и быстро адаптирующиеся рецепторы . Значение адаптации в  том, что при отсутствии изменений  в окружающей среде клетки находятся  в покое, что предотвращает перегрузку нервной системы ненужной информацией.

3. Конвергенция и суммация . В некоторых случаях выходные  пути от нескольких рецепторных  клеток сходятся, т.е. конвергируют, к одному сенсорному нейрону.  Воздействие стимула на одну  из этих клеток не могло  бы вызвать ответ в сенсорном  нейроне, а одновременная стимуляция  нескольких клеток дает достаточный  суммарный эффект. Это явление  называется суммацией.

4. Обратная связь в  регуляции рецепторов . В некоторых  органах чувств порог чувствительности  может изменяться под действием  импульсов, поступающих из центральной  нервной системы . Во многих  случаях эта регуляция осуществляется  по принципу обратной связи  с рецептором и вызывает изменения  во вспомогательных структурах, благодаря чему рецепторная клетка  функционирует в ином диапазоне  величин стимула.

5. Латеральное торможение - оно состоит в том, что соседние  сенсорные клетки, возбуждаясь, оказывают  друг на друга тормозящее действие. Латеральное торможение усиливает  контраст между двумя соседними  участками, различающимися по  интенсивности стимула.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вкус

           Рассмотрим две группы хеморецепторов, обращенных вовне организма и построенных так, чтобы отслеживать химический состав окружающей среды. Обычно мы подразделяем эти экстерорецепторы на специализированные к восприятию вкусовых ощущений либо запахов. Это различие совершенно очевидно у четвероногих позвоночных, таких как мы сами. Вкус обычно рассматривается как контактное чувство. Действующие молекулы находятся в растворе, который контактирует с рецептором. Напротив, обоняние - дистантное чувство. Молекулы химических веществ доставляются к обонятельным рецепторам с потоками воздуха. Очевидная условность такой классификации - на клеточном, а тем более на молекулярном уровне рецепторный механизм может быть одним и тем же. Такое различие еще труднее провести для водных животных, где стимулирующие вещества при всех вариантах растворены.

          Вкусовые рецепторы находятся во вкусовых почках - округлых образованиях из опорных и рецепторных клеток, сгруппированных наподобие долек лимона. Вкусовые почки располагаются в сосочках языка (листовидных сосочках языка, находящихся на боковых краях языка, грибовидных сосочках языка - на его спинке, желобовидных сосочках языка - на границе спинки и корня языка), а также в слизистой мягкого неба, надгортанника, глотки и пищевода.

           Все вкусовые почки построены одинаково независимо от их местонахождения. На верхушке почки имеется вкусовая пора, куда выдаются микроворсинки рецепторных клеток. На этих микроворсинках располагаются вкусовые рецепторы ; известно по меньшей мере пять их типов. Механизмы преобразования сигнала во вкусовых рецепторах различны для разных вкусовых ощущений. В отличие от биполярных клеток обонятельного эпителия вкусовые рецепторные клетки - не нейроны. От вкусовых рецепторных клеток возбуждение передается на окончания лицевого нерва , языкоглоточного нерва и блуждающего нерва . Барабанная струна  обеспечивает вкусовые ощущения с передних двух третей языка. Язычные ветви языкоглоточного нерва иннервируют заднюю треть языка и слизистую неба. Внутренняя ветвь верхнего гортанного нерва (ветви блуждающего нерва ) содержит афферентные вкусовые волокна от глотки и надгортанника . Все афферентные волокна заканчиваются в ядре одиночного пути ствола мозга.

 

Обоняние

 

          Ощущения вкуса и запаха (обоняние) связаны с действием химических веществ, возбуждающих специфические хеморецепторы.

Обонятельные ощущения вызываются веществами, которые растворяются в  слизи и стимулируют обонятельный эпителий, расположенный в верхней части носовой полости. В каждой половине носа имеется обонятельная область площадью около 2,5 кв.см.

          Существует стереохимическая теория обоняния, согласно которой имеется соответствие между свойствами рецепторных молекул, находящихся в ресничках обонятельных клеток, и конфигурацией и размерами молекул пахучих веществ. Наиболее сильные обонятельные ощущения вызывают вещества, растворимые в воде и жирах. Обонятельные рецепторы являются первичными биполярными сенсорными клетками, от которых отходит по два отростка: от верхней части - дендрит, несущий реснички, а от основания - аксон . Реснички погружены в слой слизи, покрывающий обонятельный эпителий, и не способны активно двигаться. Пахучие вещества , переносимые вдыхаемым воздухом, вступают в контакт с мембраной ресничек - наиболее вероятным местом взаимодействия между стимулирующей молекулой и рецептором. Аксоны, направляющиеся в обонятельную луковицу, объединены в пучки. Слизистая оболочка носа, кроме того, содержит свободные окончания тройничного нерва , часть которых тоже способна реагировать на запахи . В области глотки обонятельные стимулы способны возбуждать волокна языкоглоточного черепно-мозгового нерва (IX) и блуждающего (X) черепно-мозгового нерва . Слой слизи, покрывающий обонятельный эпителий и предохраняющий его от высыхания, постоянно возобновляется благодаря секреции и движению ресничек окружающего эпителия.

              Обонятельные клетки регулярно замещаются, при этом, по-видимому, не все они функционируют одновременно. С помощью электородов, помещенных на обонятельный эпителий, при действии запаха регистрируются медленные потенциалы сложной формы, амплитудой в несколько милливольт, которые отражают суммарную активность многих клеток и поэтому не дают информации о свойствах отдельных рецепторов. Зарегистрировать активность одиночного рецептора удается только случайно. Такие эксперименты показывают, что спонтанная активность этих клеток очень мала (всего несколько импульсов в секунду) и что каждый рецептор может реагировать на множество веществ. Человек способен различать запах нескольких тысяч различных веществ.

           Одиночная чувствительная клетка деполяризуется и генерирует потенциал действия в ответ на единственную молекулу или, самое большее, на несколько молекул пахучего вещества. Кодирование обонятельных стимулов рецепторами до сих пор может быть описано только приблизительно. Во-первых, индивидуальная рецепторная клетка может реагировать на довольно значительное число различных пахучих веществ. Соответственно различные обонятельные рецепторы имеют перекрывающиеся профили ответов. Таким образом, каждое пахучее вещество связано со специфической картиной возбуждения в популяции чувствительных клеток, при этом чем больше концентрация пахучего вещества, тем больше общий уровень возбуждения.

 

 

Слух

          Периферический отдел слухового анализатора включает наружное, среднее и внутреннее ухо. Существуют два способа передачи звуковых колебаний к рецепторам - воздушная проводимость и костная проводимость.

В случае воздушной проводимости звуковые волны попадают в наружный слуховой проход и вызывают колебания  барабанной перепонки, передающиеся на слуховые косточки - молоточек, наковальню и стремечко; смещение основания  стремечка, в свою очередь, вызывает колебания жидкостей внутреннего  уха и затем - колебания основной мембраны улитки.

При костной проводимости звук, источник которого соприкасается  с головой, вызывает вибрацию костей черепа, в частности височной кости  черепа , и за счет этого - опять-таки колебания основной мембраны.

В обоих случаях звуковые волны распространяются от основания  к верхушке улитки. При этом для  волны каждой частоты существует область основной мембраны, где амплитуда  колебаний наибольшая: для высоких  частот она ближе к основанию  улитки, для низких - к верхушке.

           На основной мембране располагается кортиев орган, служащий рецепторным аппаратом органа слуха. В его состав входят так называемые внутренние и наружные волосковые клетки. И те, и другие являются механорецепторами, но функция их совершенно различна. Внутренние волосковые клетки - это собственно звуковые рецепторы, и поэтому они иннервируются только афферентными волокнами . Наружные же волосковые клетки имеют некоторые черты сходства с мышечными клетками , иннервируются не только афферентными, но и эфферентными волокнами и способны к движениям. Благодаря этим движениям кортиев орган не только реагирует на звуковое раздражение, но и сам является источником звуковых колебаний - так называемой отоакустической эмиссии. Эти колебания возникают спонтанно и в ответ на звуковое раздражение, и их можно уловить с помощью чувствительного микрофона, помещенного в наружный слуховой проход. Движения наружных волосковых клеток возникают в ответ на механическое (звуковое) и электрическое раздражение, электрофоретическое подведение ацетилхолина , изменения внутриклеточных и внеклеточных ионных концентраций. Эти движения модулируются импульсами, поступающими по эфферентным волокнам оливоулиткового пути.