Слайд 2
Сенсорные системы – это морфо-функциональное объединение в нервной
системе человека нервных клеток, способных воспринимать внешнюю для мозга
информацию, передавать её в мозг и анализировать
Слайд 3
Сенсорная функция ЦНС
Состоит в решении четырёх главных задач:
1.
Формирование ощущений и восприятия
2. Контроль движений
3. Осуществление контроля деятельности
внутренних органов
4. Поддержание необходимой для бодрствования активности мозга
Слайд 4
Сенсорные системы обеспечивают
получение информации о состоянии
внешней
и внутренней среды организма
Каждая сенсорная система является специализированной частью
централь-ной нервной системы.
Структура любой сенсорной системы включает: периферические рецепторы, связанные с ними нервные волокна (проводящие пути), переключательные ядра и проекционные области коры (первичная и вторичная сенсорная кора).
Слайд 5
Процесс сенсорного восприятия включает следующие этапы:
1) регистрация действие
раздражителя на чувствительные к нему периферические рецепторы (рецепция) и
формирование рецепторного потенциала;
2) преобразование энергии стимула в электрические сигналы – потенциалы действия, возникающие в первичном сенсорном нейроне и кодирующие информацию о действующем стимуле (трансдукция);
Слайд 6
Процесс сенсорного восприятия включает следующие этапы:
3) последующая передача
и переработка передаваемых сигналов (в виде ПД) на всех
иерархических уровнях сенсорной системы, что обеспечивает усиление одних сигналов и одновременно подавление других;
4) возникновение субъективной реакции на раздражитель, представляющей собой восприятие действующего стимула в виде образов или словесных символов.
Слайд 7
Основные принципы
организации сенсорных систем
Специфичность передачи информации в
сенсорных системах
Принцип последовательности переработки информации
Иерархия переработки информации
Принцип доминанты в
передаче информации (латеральное торможение)
Параллельность переработки информации об объекте по модальностям (субмодальностям)
Наличие специфического и неспецифического потоков информации
Слайд 8
Иерархическая организация
сенсорных систем
Сенсорный нейрон первого порядка
Сенсорные нейроны
следующих порядков
Рецепторы
Таламус (кроме обонятельной системы)
Первичная проекционная кора
Вторичная проекционная кора
Ассоциативная
кора
Слайд 9
Модальность
Модальность - сходное сенсорное впечатление, чувство.
Классические модальности (по
Аристотелю): осязание, зрение, слух, обоняние, вкус.
Кроме этого: чувство равновесия,
вибрации, боли, тепла, холода; ощущение положения конечностей, мышечной нагрузки.
Не осознаются или осознаются косвенно: осмотическое давление крови, концентрация ионов водорода, концентрация кислорода и углекислого газа в крови, растяжение стенок полых органов (кровеносных сосудов).
Слайд 10
Субмодальности
Обработка информации в каждой сенсорной системе осуществляется с
помощью нескольких параллельных путей.
В каждом из них происходит переработка
информации об отдельном качестве стимула (субмодальность).
Например: в зрительной системе отдельно пере-рабатывается информация о форме наблюдаемого объекта (1), его размерах (2), цвете (2) и движе-нии в зрительном поле (3). Аналогично в сомато-сенсорной системе: о характере прикосновения, температуре, положении суставов, боли.
Слайд 11
Формирование восприятия
Происходит при участии первичной и вторичной сенсорной
коры, а также ассоциативных областей коры (иерархическая организация).
На каждом
из этих уровней существуют функционально различающиеся регионы, специализирующиеся на разных сторонах восприятия.
В результате ощущение (регистрация простых раздражителей) трансформируется в восприятие – узнавание (на основе памяти) и интерпретация сложных комбинаций ощущений.
Слайд 12
Ощущение: важнейшие признаки
Ощущение – субъективная элементарная чувственная реакция
на сенсорный стимул или действующий раздражитель (горячее, зелёное, кислое,
высокий звук, прикосно-вение и т.п.)
Признаки ощущения:
1. Модальность
2. Интенсивность
3. Длительность
4. Локализация
Слайд 13
Модальность определяется:
Типом активированных стимулом рецепто-ров (механо-, фото-, хемо-,
ноци-), специализированных в процессе эволюции для восприятия данных стимулов,
и имею-щих самый низкий порог чувствительности к данному воздействию.
Специфичность рецепторов (и, вследствие этого, сенсорных систем) обеспечивается специфическими механизмами трансдукции для каждой разновидности рецепторов.
Слайд 14
Интенсивность ощущения:
I. Определяется силой действующего стимула, которая определяет
величину рецепторного потенциала.
В зависимости от значения рецепторного (генераторного)
потенциала в интегративной зоне первичного сенсорного нейрона возникают потенциалы действия, частота (число) которых обычно пропорциональна величине рецепторного потенциала.
Таким образом, интенсивность ощущения в сенсорном нейроне кодируется частотой нервных импульсов (реже – числом генерированных импульсов).
Слайд 15
Кодирование интенсивности
ощущений частотой ПД
К осциллографу
Перехваты Ранвье
Триггерная
зона
Потенциалы
действия (ПД)
Рецепторный
потенциал
(РП)
Величина
стимула
Комбинированный
ответ (РП и ПД)
Слайд 16
Интенсивность ощущений:
II. Зависит не только от частоты ПД,
но и от количества одновременно активиро-ванных стимулом сенсорных нейронов,
различающихся между собой порогом чувствительности.
В ответную реакцию на сильный стимул одновременно вовлекается большее количество нейронов, нежели при действии слабых стимулов.
Слайд 17
Длительность ощущения:
Зависит от длительности действия стимула, а также
от способности разных видов рецепторов к адаптации.
Адаптация рецепторов проявляется
в уменьшении или исчезновении импульсной активности сенсорного нейрона при продолжающемся действии адекватного стимула.
По скорости адаптации различают быстро адаптирующиеся рецепторы (например, тактильные) и медленно адаптирующиеся (проприоцепторы мышц и сухожилий).
Слайд 18
Локализация действия стимула:
Является его пространственной характеристикой.
Определяется местом нанесения
раздражения или нахождения источника раздражения (пространственно организованный вход сенсорной
информации).
Обеспечивается топографической организацией всех звеньев сенсорной системы: от первичного сенсорного нейрона до соответствующей кортикальной колонки проекционной коры (соматосенсорной, зрительной, слуховой).
Слайд 21
Функциональная специализация
регионов коры
Первичная моторная кора
Первичная соматосенсорная кора
Премоторная
кора
Первичная зритель-
ная кора
Задняя теменная кора
Вторичная зрительная
кора
Вторичная слуховая
кора
1. Префронтальная
ассоциативная
кора
2. Лимбическая
ассоциативная кора
3. Теменно-височно-
затылочная ассоциа-
тивная кора
Слайд 22
Способы изучения
сенсорных способностей
Физиологические (регистрация актив-ности нейронов, перерабатывающих
сенсорную информацию)
Психофизические (сравнение изменения ощущений с физическими или химически-ми
характеристиками стимула)
Слайд 23
Пороги чувствительности
Абсолютный порог – уровень стимуляции, при котором
возникает ощущение воздействия
Дифференциальный порог – прирост интенсивности стимуляции, при
котором возникает ощущение разницы в силе (месте) воздействия
Слайд 24
Закон Вебера-Фехнера
E=k×log(S/So), где:
Е – интенсивность ощущения,
k
– постоянная величина,
S – интенсивность стимула,
So –
абсолютный порог.
Слайд 25
Рецепторы
Рецепторы – высокоспециализированные структуры, способные воспринять, преобразовать и
передать энергию внешнего стимула в нервную систему. Для рецепторов
характерна высокая чувствительность к адекватным стимулам.
Слайд 26
Классификации рецепторов
I. В зависимости от природы воспринимаемых стимулов
рецепторы подразделяются:
Механорецепторы (тактильные, проприоцепторы, слуховые, вестибулярные, барорецепторы, волюморецепторы);
Терморецепторы
(холодовые и тепловые);
Фоторецепторы (палочки и колбочки сетчатки глаза);
Хеморецепторы (обонятельные, вкусовые, хемочувствительные интерорецепторы).
Слайд 27
II. Первичные и вторичные рецепторы
Rc
Стимул Стимул
Нервное
окончание
Первичные:
Вторичные:
Тактильные
Обонятельные
Проприцепторы
Интерорецепторы
Температурные
Болевые
Слуховые
Вкусовые
Вестибулярные
Зрительные
Сенсорный
нейрон
Слайд 28
Прочие классификации рецепторов
III. В зависимости от дальности источника
раздражения от рецептора:
Дистантные (зрение, слух, обоняние);
Контактные (осязание, вкус).
IV.
В зависимости от локализации источника раздражения (во внешней или внутренней среде)
Экстерорецепторы (зрение, слух, осязание, обоняние, вкус)
Интерорецепторы (рецепторы, расположенные во внутренних органах и кровеносных сосудах, а также проприоцепторы)
Слайд 29
Кодирование интенсивности
ощущений частотой ПД
К осциллографу
Перехваты Ранвье
Триггерная
зона
Потенциалы
действия (ПД)
Рецепторный
потенциал
(РП)
Величина
стимула
Комбинированный
ответ (РП и ПД)
Слайд 30
Рецепторный и генераторный потенциалы
Рецепторный потенциал – изменение значения
мембранного потенциала в ответ на действие адекватного стимула вследствие
изменения ионной проницаемости мембраны (во всех рецепторах, кроме фоторецепторов, в которых происходит деполяризация мембраны).
Генераторный потенциал – изменение значения мембранного потенциала, приводящее к генерации потенциалов действия. В первичных рецепторах – пороговое или надпороговое значение рецепторного потенциала. Во вторичных рецепторах возникает в результате действия на чувствительное окончание медиатора, выделяемого специализированной чувствительной клеткой.
Слайд 31
Трансдукция
Трансдукция – процесс преобразования энергии специфических (адекватных) раздражителей
в биоэлектрическую активность первичного сенсорного нейрона. Состоит в активации
белковых молекул мембраны рецепторов, а во многих рецепторах в нём участвуют вторичные посредники. В результате трансдукции возникают рецепторный и генераторный потенциалы (деполяризующий ток катионов).
Рецепторный потенциал (входной сигнал) является градуальным: его величина зависит от силы стимула, не подчиняется закону «всё или ничего», распространяется электротонически.
Слайд 32
Рецептивное поле
Первичное рецептивное поле – это область, занимаемая
совокупностью всех рецепторов, стимуляция которых изменяет активность афферентного волокна
или первичного сенсорного нейрона.
Рецептивное поле переключательных (центральных) сенсорных нейронов образо-вано совокупность всех периферических рецепторов, стимуляция которых изменяет активность таких нейронов.
Слайд 33
Рецептивное поле
Кожа
Первичный
сенсорный нейрон
Проекционный
нейрон в первом
переключающем ядре
Слайд 34
Конвергенция первичных сенсорных нейронов.
Несколько первичных сенсорных нейронов
обычно конвергируют к одному нейрону второго порядка, расположенному в
переключательном ядре.
В переключательных ядрах содержатся тормозные интернейроны, ограничивающие передачу возбуждения от первичных сенсорных нейронов, представляющих периферию рецептивного поля.
Латеральное торможение в переключательном ядре создаёт контраст между центром и периферией рецептивного поля.
Слайд 35
Рецепторное поле
сенсорного нейрона
Сенсорный нейрон первого порядка
Сенсорный нейрон
второго порядка
Рецепторное
поле
сенсор-
ного нейрона
второго порядка
Тормозное
рецепторное
поле
Тормозной
интернейрон
Слайд 36
Схема распространения возбуждения в переключательном ядре (так выглядела
бы передача информации, если бы не было торможения в
переключающих центрах)
Кожа
Стимул
Рецепторы
Первое
переключение
Второе
пере-
клю-
чение
Стимул
Растяжение участка
кожи
Частота
Частота
спонтанной
импульсации
После первого
переключения
После второго переключения
Возбужденная
область
Слайд 37
Схема латерального торможения в переключательном ядре
Растяжение участка
кожи
Стимул
Стимул
Кожа
Рецепторы
Первое
переключение
Второе
пере-
клю-
чение
Частота
После
первого
переключения
После второго переключения
Слайд 38
Функция латерального торможения
Создание контраста между возбуждёнными и невозбуждёнными
нейронами, что позволяет отличить одни стимулы от других и
повышает эффективность сенсорной системы в целом.
Благодаря латеральному торможению в переклю-чательных ядрах происходит фильтрация сигналов, передаваемых на следующий уровень сенсорной системы.
В итоге проекционная область коры получает избранные и контрастированные сигналы (максимальная активность в центре проекции рецептивного поля, минимальная – на периферии).
Слайд 39
Нисходящее торможение
Одновременно с латеральным торможением, действующим локально (в
пределах переключательного ядра) в сенсорных системах используется нисходящее торможение.
Оно осуществляется аксонами, идущими от нейронов из вышележащих центров, и обеспечивает повышение порога синаптической передачи афферентных сигналов в переключательных ядрах низшего уровня. Это один из механизмов настройки чувствительности.
Слайд 41
Облегчение передачи сенсорной информации в переключательных ядрах
Нейроны высшего
уровня сенсорной системы могут активировать возбуждающие интернейроны переключательных ядер,
чтобы уменьшить порог синаптической передачи в этих ядрах и облегчить проведение афферентных сигналов.
Нисходящее торможение и облегчение позволяют подавить «шум» (биологически не значимую активность нейронов) и выделить сигналы, на которые направлено внимание.
Слайд 42
Анализаторы
Термин, введённый И.П.Павловым в 1909 году:
«…для меня вся
рефлекторная дуга представляется распадающейся на три главные части: первая
часть начинается со всяческого натурального конца центростремительного нерва и кончается в мозгу воспринимающей клеткой; эту часть рефлекторной дуги я предлагаю называть и представлять себе в качестве анализатора, поэтому задача этой части заключается в том, чтобы весь мир влияний, падающих извне на организм разлагать дробнее и тоньше.
Слайд 43
И. П. Павлов:
«Я склоняюсь к мысли, что большие
полушария представляют главнейшим образом, а может быть и исключительно
головной мозговой конец анализатора. Следовательно, все большие полушария заняты чувствительными центрами, т.е. мозговыми концами анализатора».
«То, что называют двигательной областью, … будет таким же воспринимающим центром, как и затылочная или слуховая область, только центром с другой воспринимающей поверхности, которая имеет особенное отношение к движению».