Структурно-функциональные системы восприятия и компенсации организмом человека изменений факторов среды обитания
Ведущей физиологической системой, которая объединяет деятельность всех систем организма в единое целое и обеспечивает взаимодействие организма с окружающей средой, является нервная система.
Основные функции нервной системы:
1. быстрая и точная передача информации о состоянии внешней и внутренней среды организма;
2. анализ и интеграция всей информации;
3. организация адаптивного реагирования на внешние сигналы;
4. регуляция и координация деятельности всех органов и систем в соответствии с конкретными условиями деятельности и изменяющимися факторами внешней и внутренней среды.
5. с деятельностью высших отделов нервной системы связано осуществление психических процессов: осознание сигналов окружающего мира, их запоминание, принятие решения и организация целенаправленного поведения, абстрактное мышление и речь.
Координированная деятельность организма основана на непрерывном притоке информации из внешней и внутренней среды. Эту возможность обеспечивают сенсорные системы (анализаторы).
Если какой-то сигнал вызывает изменение в активности или поведении, он называется стимулом (раздражителем).
Специальные органы или клетки, воспринимающие стимулы, называются рецепторами.
Сенсорная система – это часть нервной системы, воспринимающая внешнюю для мозга информацию, передающая ее в мозг и анализирующая ее.
СС состоит из:
1) воспринимающих элементов – рецепторов;
2) нервных путей, передающих информацию от рецепторов в мозг;
3) структур мозга, которые заняты переработкой и анализом этой информации.
Таким образом, деятельность любой сенсорной системы начинается с реакции рецепторов на действие внешней для мозга физической и химической энергии, трансформации ее в нервные сигналы, передаче их в мозг через цепи нейронов и анализу этой информации.
В зависимости от характера раздражения различают:
· терморецепторы – воспринимают температурные раздражения; объединяют рецепторы кожи и внутренних органов; подразделяются на холодовые и тепловые;
· механорецепторы– воспринимают различные виды механических воздействий (прикосновение к коже, сдавление, растяжение, колебания воды или воздуха и т.п.) → на механорецепции основаны осязание, слух и равновесие, а также ощущения положения тела в пространстве
· хеморецепторы – воспринимают воздействие растворенных или летучих химических веществ → на хеморецепции основаны вкус и обоняние;
· фоторецепторы– воспринимают световую энергию, а именно видимый и ультрафиолетовый свет → на фоторецепции основано зрение
· барорецепторы –воспринимают изменения давления;
· ноцирецепторы(болевые) – воспринимают болевые раздражения. Однако наряду со специализированными нервными окончаниями болевые стимулы могут восприниматься также и другими типами сенсорных аппаратов. Такого физического стимула, как боль, не существует, поэтому выделение их в отдельную группу по природе раздражителя в некоторой степени условно. В действительности, они представляют собой высокопороговые сенсоры различных (химических, термических или механических) повреждающих факторов. Однако уникальная особенность ноцицепторов, состоит в том, что одно и то же нервное окончание способно возбуждаться в ответ на несколько различных повреждающих стимулов.
Наиболее известными сенсорными системами являются зрение, слух, осязание, вкус и обоняние. С помощью сенсорной системы можно почувствовать такие физические свойства, как температура, вкус, звук или давление.
Зрительный анализатор:
1) сетчатка глаза, состоящая из фоторецепторов - палочек и колбочек,
2) зрительные нервы
3)зрительный центр, располагающийся в затылочной доле коры головного мозга.
Зрение — одно из важнейших чувств человека. Устройство глаза помогает воспринимать свет с различной длиной волны, отражаемый объектами, находящимися в поле зрения на разных расстояниях, и преобразовывать его в электрические импульсы, которые направляются в головной мозг и порождают удивительно точное восприятие. Зрительная система дает мозгу более 90 % сенсорной информации. Посредством зрения человек познает форму, величину, цвет, направление и расстояние.
Глаз снабжен естественной защитой. Закрывающиеся веки защищают сетчатку глаза от сильного света, а роговицу — от механических воздействий. Слезная жидкость смывает с поверхности глаз и век пылинки, убивает микробы благодаря наличию в ней лизоцима.
Слуховой и вестибулярный анализатор:
1) слуховые рецепторы в улитке внутреннего уха
2) слуховой нерв
3) слуховой центр в коре головного мозга
Слух позволяют оценить мир звуков по интенсивности, высоте тона, определить направление прихода звука, распознать местонахождение источника звука без поворота головы, анализировать акустическую информацию в присутствии посторонних шумов.
Слух снабжает организм информацией и обеспечивает самосохранение, противостоит повреждающему действию акустического сигнала. Слух у человека играет особую роль в связи с возникновением речи как средства межличностного общения.
Вестибулярная система помогает ориентироваться в пространстве при активном и пассивном движении. В нормальных условиях пространственная ориентировка обеспечивается совместной деятельностью зрительной и вестибулярной систем.
Хеморецепция (обоняние и вкус) играет важную роль при избегании вредных факторов, предоставляя человеку жизненно необходимую информацию о качестве окружающей среды, пищи, наличии токсических веществ.
Дистантная хеморецепция у человека представлена обонятельной чувствительностью, служащей для ориентации и коммуникации, а также сигнализирующей о наличии биологически значимых химических сигналов в окружающей среде. Обонятельные стимулы могут определенным образом влиять на эмоциональное состояние человека и мофидицировать его поведение.
Обонятельный анализатор
1) рецепторы, расположенные в слизистой оболочке носовой раковины (60 млн. штук на 5 см2),
2) обонятельный нерв
3) центр в «обонятельном мозге», отвечающем также за эмоции (влияние запахов на эмоции и общее настроение) и обонятельный центр в коре головного мозга.
Сигналы от рецепторных клеток по нервным волокнам поступают в головной мозг, где происходит формирование впечатления о характере запаха (качестве, силе), его узнавание и др. Многие вещества, обладающие резким запахом (например, аммиак, муравьиная и уксусная кислоты), наряду с обонятельным действие, рефлекторно могут также изменять частоту дыхательных движений и пульса, кровяное давление.
У человека обоняние играет значительно меньшую роль, чем у животных и чем другие виды сенсорного восприятия — зрение и слух. Его роль возрастает при слепоте и особенно слепоглухоте; при этом наблюдается компенсаторное развитие обонятельной чувствительности, выраженной способности к анализу запахов, обонятельной памяти.
Вкусовая чувствительность человека выполняет функцию контактной хеморецепции и служит для ориентации на близком расстоянии и оценки веществ, попадающих в ротовую полость. В процессе эволюции вкус формировался как механизм выбора или отвергания пищи. Выбор предпочитаемой пищи отчасти основан на врожденных механизмах, но в значительной мере зависит от связей, выработанных в онтогенезе. Вкус, так же как и обоняние, основан на хеморецепции и дает информацию о характере и концентрации веществ, поступающих в рот. В результате запускаются реакции, изменяющие работу органов пищеварения или ведущие к удалению вредных веществ, попавших в рот.
Вкусовой анализатор
1) рецепторы, расположенные на поверхности языка
2) нервы
лицевой нерв - – сладкое, соленое, кислое
языкоглоточный нерв - горькое
3) вкусовой центр в коре головного мозга.
В коже находится множество рецепторов, чувствительных к прикосновению, давлению, вибрации, теплу и холоду, а также к болевым раздражениям. Они неравномерно распределены по ее поверхности. Больше всего их в коже пальцев рук, ладоней, подошв, губ и половых органов.
Тактильный анализатор
1) рецепторы на коже (на 1 см2 кожи находится около 25 рецепторов), воспринимающие ощущение прикосновения и давления,
2) нервные проводящие пути
3) тактильный центр в коре головного мозга.
Посредством тактильных ощущений через рецепторы на коже можно узнать о трехмерных особенностях человеческого окружения, воспринимать прикосновение и сдавление.
Температура тела человека колеблется в сравнительно узких пределах. Именно поэтому информация о температуре внешней среды, необходимой для деятельности механизмов терморегуляции, имеет особо важное значение.
Температурный анализатор
1) рецепторы на коже, реагирующие на холод и тепло (холодовые — около 250 тыс., тепловые около — 30 тыс.)
2) нервные проводящие пути
3) температурный центр в коре головного мозга.
Больше всего терморецепторов в коже лица и шеи. Точек холода на коже значительно больше, чем точек тепла. В целом общее число температурных точек меньше, чем число тактильных точек во всех областях тела человека.
Посредством тактильных ощущений через рецепторы на коже можно узнать воспринимать тепло, холод.
Болевой анализатор
1) рецепторы на теле, реагирующие на боль (на 1см2 кожи приходится около 100 рецепторов)
2) нервные проводящие пути
3) болевой центр в коре головного мозга.
Болевая, или ноцицептивная, чувствительность имеет особое значение для выживания организма, так как сигнализирует о действии чрезмерно сильных и вредных факторов. Биологический смысл боли состоит в том, что, являясь сигналом опасности, она мобилизует организм на борьбу за самосохранение. Под влиянием болевого сигнала перестраивается работа всех систем организма и повышается его реактивность. При многих заболеваниях боль — одно из первых, а иногда и единственное проявление патологии и важный показатель для диагностики.