Спонтанная активность

Учение Павлова об анализаторах.

Значение анализаторов в познании мира

•Информацию о внешней и внутренней среде организма человек получает с помощью сенсорных систем (анализаторов). Термин «анализатор» был введен в физиологию И.П.ПАВЛОВЫМ в 1909г. и обозначал системы чувствительных образований, воспринимающих и анализирующих различные внешние и внутренние раздражения.

•В соответствии с современными представлениями сенсорные системы -это специализированные части НС, включающие

•периферические рецепторы (сенсорные органы или органы чувств),

•отходящие от них нервные волокна (проводящие пути) и

•клетки ЦНС (сенсорные центры

Рецепторный отдел анализаторов. Функциональные свойства и особенности рецепторов. Закон Вебера-Фехнера и его современная трактовка. Адаптация анализатора.

• Рецепторы -это специализированные чувствительные образования, воспринимающие и преобразующие раздражения из внешней и внутренней среды организма в специфическую активность НС.

• Адекватные раздражители –это те раздражители, к энергии которых рецепторы наиболее чувствительны.

•Рецепторы подразделяются на

•механо-

•фото-

•термо-

•хеморецепторы, реагирующие на соответствующие стимулы.

По качествувызываемых раздражителями ощущений рецепторы классифицируются на

•слуховые,

•зрительные,

•обонятельные,

•вкусовые,

•тактильные,

•температурные,

•болевые.

 

По дальностирасположения воспринимаемого стимула рецепторы делятся на

•дистантные (слух, зрение) и

•контактные (осязание, обоняние, вкус).

•Рецепторы, воспринимающие раздражители из внутренней среды организма называются интерорецепторами.

 

По месту приложения раздражителя рецепторы являются

•первичночувствующими (тактильные, обонятельные, интеропроприорецепторы) и

•вторичночувствующие (зрительные, слуховые, вестибуляторные, вкусовые).

Первичночувствующие рецепторы трансформируют энергию стимула в нервную активность непосредственно в сенсорном нейроне и по его аксону передается к сенсорному ядру (первый сенсорный уровень).

• Вторичночувствующие рецепторы –это высокоспециализированные эпителиальные клетки, к которым подходят нервные волокна (сенсорные) периферического сенсорного ганглия, образуя с клетками синаптические контакты, т.е. нервная активность возникает лишь после синаптического преобразования рецепторного потенциала высокоспециализированных клеток, а не в самой нервной клетке.

Рецепторный потенциал –возникает при действии внешнего стимула, который в результате появления ионных токов вызывает изменения ПП рецептора. Проницаемость мембраны рецептора к ионным токам, в основном к токам Nа+, в меньшей степени К+, Са++, Сl-меняется. Под действием стимула белковые молекулы белково-липидного слоя мембраны рецептора изменяют свою конфигурацию, а проводимость мембраны для мелких ионов повышается.

•При достижении рецепторного потенциала порогового значения возникает нервный импульс -распространяющееся возбуждение. Такой рецепторный потенциал называется генераторным.

• В первичночувствующихрецепторах рецепторный и генераторный потенциалы не имеют различий и фактически идентичны, поскольку у них нервный импульс возникает в самой чувствительной части мембраны рецепторной клетки и распространяется по аксону к 1 сенсорному уровню.

Вторичночувствующие рецепторы отличаются механизмом трансформации стимула в нервную активность. Изменение электрического рецепторного потенциала высокоспециализированного рецептора под воздействием раздражителя приводит к выделению медиатора в область пресинаптической щели, расположенной между рецептором и окончанием нейрона. Вследствие изменения проницаемости постсинаптической мембраны нервных окончаний, подходящих к сенсорной клетке, появляется их деполяризация, которая приводит к развитию генераторного потенциала, зависящего от силы и длительности внешнего стимула, распространяется электротонически, с затуханием. Лишь при достижении порогового уровня запускает распространяющиеся импульсы

По функциональным характеристикам рецепторы

•моно-и полимодальные,

•спонтанноактивные и молчащие.

• Адаптация рецепторов-это уменьшение уровня их возбуждения под действием постоянно действующего раздражителя. При адаптации рецепторов к постоянно действующему стимулу, они теряют некоторое количество сведений о стимуле, например, о его продолжительности. Однако, чувствительность адаптированного рецептора к изменениям стимула возрастает. Любое усиление стимула действует на адаптированный рецептор, как новый раздражитель.

• Чувствительность рецептора –это способность воспринимать раздражитель, т.е. минимальная величина стимула, вызывающего возбуждение рецептора (абсолютный порог чувствительности).

• Порог –это величина, обратно пропорциональная чувствительности, является важной характеристикой как отдельного рецептора, так и сенсорной системы, поскольку чувствительность рецептора значительно выше, чем чувствительность системы, а в естественных условиях имеется много шумов внешних и внутренних

Закон Вебера

В 1834 г. Вебер показал, что для различения веса двух предметов их разница должна быть больше, если оба предмета тяжѐлые и меньше, если оба предмета лѐгкие.

Согласно закону Вебера, величина дифференциального порога ощущения прямо пропорциональна силе действующего стимула.

Спонтанная активность

•Характерна для части первичных нейронов всех сенсорных систем Является результатом выделения квантов медиатора в область рецепторно -нервного соединения при отсутствии внешнего стимула. Функциональное значение состоит в том, что рецепторы фиксируют действие внешнего стимула на фоне «шума» усилением или уменьшением частоты разряда.

• Молчащие нейроныобычно наиболее чувствительны: имеют самый низкий порог и отражают максимальные возможности сенсорной системы.

•Передача нервной активности от рецепторов к сенсорным ядрам осуществляется в импульсной форме.

• Скорость проведения импульсовв сенсорных волокнах зависит от толщины волокна. Толщина сенсорных волокон от 2 до 20мм для миелинизированных и от 0,5 до 2 мм для немиелинизированных. Скорость проведения в чувствительных нервах от 0,5 до 120 м/с в зависимости от d.

• Интенсивность стимула. В сенсорных нервах кодируется 2 способами:

•1-передача числом ПД нервного волокон в единицу времени,

•2-числом нервных волокон, вовлеченных в реакцию.

•Возможно сочетание обоих способов кодирования. Зависимость между раздражителем и реакцией волокна наиболее близка к линейной, логарифмической или степенной, в зависимости от принадлежности волокна к тому или иному органу чувств

Общим свойством импульсного кода для всех сенсорных систем, отражающим процессы, происходящие на рецепторном уровне, является то, что чем больше интенсивность стимула и, соответственно, количество импульсов в разряде, тем меньше возрастание импульсации с увеличением стимула. Максимальное количество импульсов в нервных волокнах сенсорных систем примерно 2000 сек. Такая частота удерживается после начала действия стимула недолго -обычно 50-100мсек.

•Импульсация в одиночных сенсорных волокнах является необходимым, но недостаточным условием для передачи сведений о стимуле в ЦНС.

•Чем выше интенсивность стимула, тем большее количество нейронов со все более высокими порогами включаются в реакцию.

•Таким образом, реализуется кодирование числом нейронов.

•Преобразование нейронной активности в сенсорных ядрах мозга происходит в областях синаптических переключений на каждом уровне сенсорной системы.

•Наряду с возбуждением в сенсорных ядрах происходит торможение, благодаря функции тормозных синапсов, расположенных на дендритах и теле клеток. Тормозные процессы осуществляют фильтрацию и дифференциацию нейронной активности.

Поступающий в сенсорное ядро импульсный поток –код пресинаптических волокон -преобразуется из двоичного в аналоговую форму. Каждый нейрон ядра является нелинейным суммирующим устройством, в котором возбуждающие процессы складываются, а тормозные вычитаются.

•Преобразование, которое осуществляется в сенсорных ядрах бывает пространственным и временным.

• Пространственное преобразованиезаключается в том, что применяется объем проекции центральной ямки сетчатки в зрительных центрах мозга или увеличивается количество проекций частоты наилучшей слышимости в центрах слуховой системы. Непропорционально большим становится представительство руки и лица в соматосенсорной области коры Г.М.

• Временное преобразованиев ядрах сенсорных систем выражается в уменьшении частоты разряда нейронов более высоких уровней и превращении более длительной импульсации в короткие пачки импульсов.

• Надежность функциисенсорных систем обеспечивается дублирующими свойствами нейронов предыдущего уровня.

Сенсорные сообщения передаются 2 типами нейронов –

тоническими и фазическими.

• Реакции тонических нейроновдлительные, медленно адаптирующиеся с преобладанием возбуждающих процессов.

•Передают сведения о множестве одновременных и неизменных стимулов.

• Реакции фазических нейроновкратковременные, быстроадаптирующиеся, с преобладанием тормозных процессов.

•Передают сведения о быстрых изменениях параметров стимуляции, ее расположения, перемещений.

•Идентификация свойств стимула осуществляется на высших уровнях сенсорных систем-в коре Г.М

В сенсорных ядрах происходят процессы:

• переключения,

• усиления,

• фильтрации,

• абстрагирования.

 

• Переключение контролирует направление импульсного потока-он проходит в высшие уровни сенсорной системы или направляется в двигательные, ассоциативные, эмоциогенные стр. мозга (основа декодирования).

• Усиление изменяет объем имп. потока или за счет числа участвующих нейронов, или за счет частоты разряда в каждом из них.

• Фильтрация снижает шум, т.е. соотношение спонтанной и вызванной активности нейронов, благодаря различным формам торможения.

• Абстрагирование извлекает часть свойств сигнала путем исключения др. свойств (детекция признаков).

•В сенсорном ядре входящий импульсный поток либо вызывает реакцию, либо отправляется на хранение в те области мозга, которые связаны с памятью и содержат замкнутые сенсорные цепи.

•Для осуществления сложных сенсорных функций необходим механизм контроля сенсорной импульсации, который позволяет устранять несущественные, избыточные сигналы.

Зрительный анализатор -совокупность защитных, оптических, рецепторных и нервных структур, воспринимающих и анализирующих световые раздражители. Световые раздражители –электромагнитное излучение с различными длинами волн -от коротких (краснаячасть спектра) до длинных (синяя часть спектра) и характеризуются частотой (определяет окраску цвета) и интенсивностью (яркость).Зрительный анализатор обеспечивает получение более 80% информации о внешнеммиреза счѐт:

•Пространственной разрешающей способности (острота зрения)

•Временной разрешающей способности(время суммации и критическая частота мельканий)

•Порога чувствительности, адаптации, способности к восприятию цветов, стереоскопии (восприятие глубины и объема

Орган зрения включает оптическую систему глаза и рецепторный аппарат сетчатки.Оптическая система включает радужную оболочку, роговицу, глазные среды и хрусталик.Радужная оболочка -определяет количество попадающего в глаз света.Роговица, глазные среды и хрусталик образуют эффективную систему фокусировки, создающую изображение на светочувствительной сетчатке