Структурно-функциональная характеристика анализаторов и их роль
ОБЩАЯ ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ
А. Классификация анализаторов. Деятельность анализаторов обычно связывают с возникновением пяти чувств: зрения, слуха, вкуса, обоняния и осязания. С их помощью осуществляется связь организма с внешней средой. Однако в реальной действительности их значительно больше. Так, например, чувство осязания в широком понимании кроме тактильных (от прикосновения) ощущений включает чувство давления, вибрации, щекотки, мышечное чувство. Есть температурное чувство, включающее ощущения тепла или холода, существуют также ощущения голода, жажды, половой потребности (либидо). Ощущение положения тела в пространстве связано с деятельностью вестибулярного, двигательного анализаторов и их взаимодействием со зрительным анализатором. Особое место в сенсорной функции занимает ощущение боли. Поэтому предлагается следующая классификация анализаторов по их роли.
1. Внешние анализаторы воспринимают и анализируют изменения внешней среды (зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой, тактильный и температурный анализаторы), их возбуждение воспринимается субъективно в виде ощущений. Роль внешних анализаторов. 1. Обеспечение познания внешнего мира. Внешние анализаторы - это многоканальная система связи с внешним миром, поскольку мы имеем не один анализатор, а несколько. С помощью внешних анализаторов организм познает свойства предметов и явлений окружающей среды, полезные и негативные стороны их воздействия на организм. Поэтому нарушения функции внешних анализаторов, особенно зрительного и слухового, чрезвычайно сильно затрудняют познание внешнего мира (очень беден окружающий мир для слепого или глухого). 2. Приспособление организма к окружающей среде, что обеспечивают особые свойства анализаторов (см. Свойства внешних анализаторов, с. 289) и их взаимодополняющая роль. Анализаторы способны функционировать в широком диапазоне интенсивностей раздражений. Например, мы можем читать при тусклом свете, в сумерках и даже ночью при лунном свете, а также при безоблачном летнем небе и ярком слепящем солнечном свете, что обеспечивается механизмами адаптации и сенситиза-ции (повышение чувствительности) анализаторов (см. Свойства внешних анализаторов). Внешних анализаторов несколько, и они дополняют друг друга. Благодаря совместной деятельности внешних анализаторов в процессе познания формируется образное, целостное представление о предметах и явлениях внешнего мира. 3. Поддержание тонуса ЦНС, что осуществляется благодаря импульса-циям от периферических отделов анализаторов.
Внутренние (висцеральные) анализаторы, воспринимающие и анализирующие изменения внутренней среды организма, показателей гомеостазиса. Колебания показателей внутренней среды в пределах физиологической нормы у здорового человека обычно не воспринимаются субъективно в виде ощущений. Так, мы не можем субъективно определить величину артериального давления, особенно если оно нормальное, состояние сфинктеров и пр. Однако информация, идущая из внутренней среды, играет важную рольв регуляции функций внутренних органов, обеспечивая приспособление организма в различных условиях его жизнедеятельности. Значение этих анализаторов изучается по всему курсу физиологии (приспособительная регуляция деятельности внутренних органов).
3. Анализаторы положения тела. Их роль- восприятие и анализ изменения положения тела в пространстве и частей тела друг относительно друга, участие в поддержании естественной позы и восстановление нарушенной позы с помощью регуляции мышечного тонуса и его перераспределения. К ним следует отнести вестибулярный и двигательный (кинестетический) анализаторы. Поскольку мы оцениваем положение нашего тела или его частей друг относительно друга, эта импульсация доходит до нашего сознания.
4.Болевой анализатор также следует выделить согласно его особому значению - информирования о повреждающих действиях на организм. Болевые ощущения могут возникать при раздражении как экстеро-, так и интерорецепторов.
Б. Отделы анализатора. Согласно представлению И. П. Павлова (1909), любой анализатор имеет три отдела.
1. Периферический отдел анализатора представлен рецепторами. Его назначение - восприятие и первичный анализ изменений внешней и внутренней сред организма. Восприятие раздражителей в рецепторах происходит посредством трансформации энергии раздражителя в нервный импульс.
2. Проводниковый отдел анализатора включает афферентные (периферические) и промежуточные нейроны стволовых и подкорковых структур центральной нервной системы (ЦНС). Он обеспечивает проведение возбуждения от рецепторов в кору большого мозга. В проводниковом отделе происходит частичная переработка информации на стадиях переключения (например, в таламусе).
3. Центральный, или корковый, отдел анализатора, согласно И.П. Павлову, состоит из двух частей: центральной части - «ядра»,-представленной специфическими нейронами, перерабатывающими афферентную импульсацию от рецепторов, и периферической части - «рассеянных элементов» - нейронов, рассредоточенных по коре большого мозга. Корковые концы анализаторов называют также «сенсорными зонами», которые не являются строго ограниченными участками, они перекрывают друг друга. Данные особенности строения центрального отдела обеспечивают взаимодействие различных анализаторов и процесс компенсации нарушенных функций. На уровне коркового отдела осуществляются высший анализ и синтез афферентных возбуждений, обеспечивающие полное представление об окружающей среде.Свойства внешних анализаторов
4.Основными свойствами анализаторов являются следующие.
5. А. Высокая чувствительность к адекватному раздражителю. Все отделы анализатора и прежде всего рецепторы обладают высокой возбудимостью. Так, фоторецепторы сетчатки могут возбуждаться при действии лишь нескольких квантов света, обонятельные рецепторы информируют организм о появлении единичных молекул пахучих веществ. Оценка чувствительности осуществляется с помощью ряда критериев.
6. Порог ощущения (абсолютный порог) - минимальная сила раздражения, вызывающая такое возбуждение анализатора, которое воспринимается субъективно в виде ощущения.
7. Порог различения (дифференциальный порог) - минимальное изменение силы действующего раздражителя, воспринимаемое субъективно в виде изменения интенсивности ощущения. Эту закономерность установил Э. Вебер. При этом отношение прироста силы раздражения (ДЬ) к силе действующего раздражителя (Ь) есть величина постоянная (С):
8. У разных анализаторов эта величина различна, для определения прироста давления величина С равна примерно 1 /30 силы действующего раздражителя. Подобная закономерность наблюдается и при уменьшении силы действующего раздражителя.
9. 3. Интенсивность ощущений также характеризует чувстви
тельность анализатора, поскольку интенсивность ощущения, воз
никающего при одной и той же силе раздражителя, зависит от
возбудимости самого анализатора на всех его уровнях. Эту законо
мерность изучил Г. Фехнер, показавший, что интенсивность ощу
щения прямо пропорциональна логарифму силы раздражения. Это
положение выражено формулой:
10.
11.где Е - интенсивность ощущений, К - константа, Ь - сила действующего раздражителя, Ь0 - порог ощущения (абсолютный порог).
12. Б. Способность к адаптации сенсорной системы к постоянной силе длительно действующего раздражителя, заключающейся, в основном, в понижении абсолютной и повышении дифференциальной чувствительности. Это свойство присуще всем отделам анализатора, но наиболее ярко оно проявляется на уровне рецепторов и заключается в изменении не только их возбудимости и импульсации, но и показателей функциональной мобильности, т.е. в изменении числа функционирующих рецепторных структур (П. Г. Снякин). В. Инерционность - сравнительно медленное возникновение и исчезновение ощущений. Латентное время возникновения ощущений определяется латентным периодом возбуждения рецепторов и временем, необходимым для перехода возбуждения с одного нейрона на другой в синапсах, временем возбуждения ретикулярной формации и генерализации возбуждения в коре большого мозга. Сохранение на некоторый период ощущений после выключения раздражителя объясняется явлением последействия в ЦНС - в основном циркуляцией возбуждения.
13. Г. Доминантные взаимодействия анализаторов могут проявляться в виде влияния возбуждения одной системы на состояние возбудимости другой. Например, прослушивание музыки может вызвать обезболивание при стоматологических процедурах (аудиоаналгезия). Шум ухудшает зрительное восприятие, яркий свет повышает восприятие громкости звука.