2018-01-21
2107
Общие принципы строения анализаторов
Всем анализаторным системам высших позвоночных животных и человека свойственны следующие основные принципы строения:
1. Многослойность, т. е. наличие нескольких слоев нервных клеток, первый из кото рых связан с рецепторными элементами, а последний — с нейронами ассоциативных отделов коры полушарий большого мозга. Между собой слои связаны проводящими путями, образованными аксонами их нейронов. Такое построение анализаторов обеспе чивает возможность специализации разных слоев по переработке отдельных видов информации, что позволяет организму более быстро реагировать на простые сигналы, анализируемые уже на промежуточных уровнях. Кроме того, это создает условия для тонкого регулирования этих процессов путем влияний, исходящих из более высоких слоев данной системы и других отделов мозга.
2. Многоканальность анализаторных систем означает наличие в каждом из их слоев множества (обычно десятки тысяч, а иногда до миллионов) нервных элементов, связан ных со множеством элементов следующего слоя, которые в свою очередь посылают нервные импульсы к элементам более высокого уровня. Наличие множества каналов обеспечивает анализаторам животных большую надежность и тонкость анализа.
|
|
|
3. Неодинаковое число элементов в соседних слоях, так называемых сенсорных «воронок». Примером может служить зрительная система, где слой фоторецепторов в каждой из двух сетчаток человека имеет 130 млн. элементов, а в слое выходных — ганг-лиозных клеток сетчатки — всего 1 млн. 250 тыс. нейронов.
Это пример суживающейся «воронки». Однако на более высоких уровнях зрительной системы формируется расширяющаяся «воронка»: число нейронов в первичной проекционной области зрительной коры в тысячи раз больше, чем в подкорковом зрительном центре или на выходе сетчатки. В слуховом и ряде других анализаторов представлена только расширяющаяся «воронка» по направлению от рецепторов к коре.
Физиологический смысл явления суживающихся воронок сводится к уменьшению количества информации, передаваемой в мозг, а в расширяющихся «воронках» — к обеспечению более дробного и сложного анализа разных признаков сигналов.
4. Дифференциация анализаторов по вертикали и по горизонтали. Дифференциация по вертикали заключается в образовании отделов, состоящих обычно из того или иного числа слоев нервных элементов. Отдел — более крупное морфофункциональное образова ние, чем слой элементов. Каждый такой отдел (например, обонятельные луковицы, кохлеарные ядра или коленчатые тела) имеет определенную функцию.
Различают обычно рецепторный, или периферический, отдел анализаторной системы, один или чаще несколько промежуточных отделов и корковый отдел анализатора.
|
|
|
Анализаторы выполняют большое количество функций или операций с сигналами. Среди них важнейшие: I. Обнаружение сигналов. II. Различение сигналов. III. Передача и преобразование сигналов. IV. Кодирование поступающей информации. V. Детектирование тех или иных признаков сигналов. VI. Опознание образов. Как и во всякой классификации это деление несколько условно.
Многоуровневость и многоканальность анализаторных систем. Параллельные нейронные каналы, их множественность. Принцип «сенсорной воронки». Принцип дифференциации сенсорной системы по вертикали и горизонтали.
Многослойность, т. е. наличие нескольких слоев нервных клеток, первый из кото рых связан с рецепторными элементами, а последний — с нейронами ассоциативных отделов коры полушарий большого мозга. Между собой слои связаны проводящими путями, образованными аксонами их нейронов. Такое построение анализаторов обеспе чивает возможность специализации разных слоев по переработке отдельных видов информации, что позволяет организму более быстро реагировать на простые сигналы, анализируемые уже на промежуточных уровнях. Кроме того, это создает условия для тонкого регулирования этих процессов путем влияний, исходящих из более высоких слоев данной системы и других отделов мозга.
2. Многоканальность анализаторных систем означает наличие в каждом из их слоев множества (обычно десятки тысяч, а иногда до миллионов) нервных элементов, связан ных со множеством элементов следующего слоя, которые в свою очередь посылают нервные импульсы к элементам более высокого уровня. Наличие множества каналов обеспечивает анализаторам животных большую надежность и тонкость анализа.
Многослойность - наличие в каждой системе нескольких слоев нейронов, первый из которых связан с рецепторами, а последний - с мотонейронами коры мозга. Это дает возможность специализировать слои по переработке информации различной сложности (простые сигналы анализируются уже на низких уровнях).
Многоканальность сенсорной системы заключается в том, что в каждом нейронном слое имеется множество (от десятков тысяч до миллионов) нервных клеток, связанных нервными волокнами со множеством клеток следующего слоя. Наличие таких параллельных каналов обеспечивает сенсорной системе большую надежность и тонкость анализа сигналов.
"Сенсорные воронки". Разное количество элементов в соседних нейронных слоях формирует так называемые "сенсорные воронки". "Сенсорные воронки" бывают суживающиеся (например, на сетчатке глаза у человека имеется 130 млн фоторецепторов, а в следующем слое ганглиозных клеток сетчатки в 100 раз меньше клеток) и расширяющиеся (на следующих уровнях зрительной системы количество нейронов в первичной проекционной области зрительной коры в тысячи раз больше, чем на выходе из сетчатки). Физиологический смысл суживающейся воронки связан с уменьшением избыточности информации, расширяющейся - с обеспечением параллельного анализа разных признаков сигнала.
Дифференциация сенсорной системы по вертикали заключается в образовании отделов, каждый из которых состоит, как правило, из нескольких нейронных слоев. Каждый отдел имеет определенную функцию.
Дифференциация сенсорной системы по горизонтали. Дифференциация сенсорной системы по горизонтали определяется различиями в свойствах рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах каждого из слоев. Так, в зрительной системе различают два параллельных нейронных канала, идущих от фоторецепторов к коре и по-разному перерабатывающих информацию (X- и Y-системы).
|
|
|
Основные функции анализаторов: обнаружение сигналов, различение сигналов, передача и преобразование, кодирование и опознание образов.
Обнаружение и различение сигналов происходят в рецепторах.
Рецептором называют специализированную клетку, эволюционно приспособленную к восприятию из внешней или внутренней среды определенного раздражителя и к преобразованию его энергии из физической или химической формы в форму нервного возбуждения, имеющего электрическую природу.
Классификация рецепторов
Различают зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные рецепторы, терморецепторы, проприо- и вестибулорецепторы (рецепторы положения тела и его частей в пространстве).
Кроме того, рецепторы разделяют на внешние - экстерорецепторы (зрительные, слуховые, обонятельные, осязательные) и внутренние - интерорецепторы (вестибуло- и проприорецепторы).
По характеру контакта с внешней средой: на дистантные (получающие информацию на расстоянии от источника раздражения) - зрительные, слуховые, обонятельные; и контактные (возбуждающиеся при непосредственном контакте с раздражителем) - вкусовые, тактильные.
В зависимости от природы раздражителя выделяют:
-- фоторецепторы;
-- хеморецепторы (обонятельные, вкусовые, сосудистые и тканевые);
-- механорецепторы (слуховые, вестибулорецепторы, тактильные, рецепторы опорно-двигательного аппарата, барорецепторы сердечно-сосудистой системы);
-- терморецепторы (кожи, внутренних органов);
-- болевые (ноцицептивные рецепторы).
