Физиология рецепторов. Рецептивные поля

Преобразование сигналов в рецепторах

Процесс преобразования энергии раздражителя в сенсорный сигнал протекает в несколько этапов.

Первый этап. Практически все сенсорные системы между раздражи­телем и рецептором имеют вспомогательные структуры (ухо, глаз и т.д.). Они принимают непосредственное участие в восприятии чувствительной инфор­мации: через них воздействие доходит до рецепторного субстрата и взаимо­действует с ним.

Второй этап заключается в изменении мембранной проницаемости, который влечет за собой создание локального электрического потенциала. Такое изменение мембранного потенциала рецепторной клетки, возникаю­щее вследствие воздействия раздражителя, называется рецепторным по­тенциалом.

Третий этап. Электротоническое (пассивное) распространение рецепторного потенциала вдоль нервного волокна.

Четвертый этап. Перекодирование переданного электрического от­вета в импульсный разряд или потенциал действия в афферентном волокне.

Свойства рецепторного потенциала

1. Градуальность. Амплитуда рецепторного потенциала зависит от интен­сивности стимула.

2. Развивается по принципу «все или ничего», то есть подпороговые раз­дражители не вызывают потенциала действия и следовых рецепторных потенциалов.

3. Рецепторный потенциал существует -только во время действия раздра­жителя.

4. Рецепторный потенциал распространяется пассивно по нервному во­локну и с уменьшением амплитуды.

Адаптация рецепторов

Адаптация рецепторов — это постепенное снижение уровня возбуж­дения в рецепторах в ответ на действие какого-либо раздражителя.

В зависимости от способности к адаптации рецепторы делятся па 3 группы:

Быстро адаптирующиеся (фазные) - возбуждаются в начальный и ко­нечный периоды деформации их мембран при низких или высоких час­тотах раздражения (тактильные рецепторы).

1. Медленно адаптирующиеся (тонические) - возбуждаются в течение всего периода деформации их мембран (рецепторы растяжения).

2. Фазно-тонические — электрические процессы регистрируются в течение всего времени действия стимула. Но рецепторный потенциал и потен­циал действия резко снижаются при длительном его воздействии. Ре­цепторный потенциал имеет два четко выраженных компонента: на­чальный - фазический и последующий - топический.

Адаптационные процессы в рецепторах могут определяться внешними и внутренними факторами. Внешние факторы обусловлены свойствами вспомогательных структур, а внутренние - изменениями физико-химических процессов в самом рецепторе.

Все рецепторные клетки в разные промежутки времени могут функ­ционально объединяться в структуры, называемые рецептивными полями. Рецептивное поле — это участок рецепторной поверхности с которым дан­ная нервная структура связана анатомически. С функциональной точки зрения рецептивное поле - это динамическая структура, образованная в ре­зультате включения нейрона в различные группы нервных клеток в зависи­мости от времени действия и характеристики раздражения. Максимальная величина рецептивного поля определяется анатомическими связями нейрона, а минимальная - одним рецептором.

Наличие рецептивных полей обусловлено явлением латерального тор­можения — торможение - элементов соседних нервных цепочек в конкури­рующих сенсорных каналах связи. Благодаря этому происходит ограничение иррадиации возбуждения, и как следствие - повышается контрастность вос­приятия из-за выделения существенных сигналов из фона.

Свойства рецептивных полей отражают возрастающую степень пере-работки информации и извлечения признаков, которое происходит на вес бо­лее высоких уровнях сенсорных путей.

Сенсорные пути и корковый конец анализатора. Сенсорная информация передастся по проводящим путям через ряд центров, в каждом из которых существуют условия для переработки сигналов и их интегралов с другими типами информации. Центральные пути бывают нескольких типов:

- Специфические сенсорные пути оценивают главным образом физиче­ские параметры стимула и преимущественно передают информацию от рецепторов одного типа.

- Неспецифические сенсорные пути образуются в результате дивергенции их волокон и конвергенции с другими входами, постепенно становясь мульти модальными. Они имеют особое значение для поддержания общего уровня возбудимости различных структур сенсорных систем.

- Ассоциативные таламокортикальные пути с их проекцией в соответст­вующие области коры больших полушарий связаны с оценкой биоло­гической значимости стимулов.

Таким образом, сенсорная функция осуществляется на основе взаимо­связанной деятельности специфических, неспецифических и ассоциативных образований мозга, которые и обеспечивают формирование поведенческого статуса всего организма.

В каждой сенсорной системе па ряду с восходящими (афферентными) путями находятся и нисходящие (эфферентные, центрифугальные) пути. Восходящие и нисходящие волокна в сенсорных системах, переключаясь в одних и тех же мозговых центрах, тесно связаны друг с другом, что дает им возможность надежно функционировать.

Существование нисходящих путей и их функциональная значимость определяют наличие общего принципа обратных связей для всех сенсорных систем.

Вся информация от сенсоров по проводящим путям поступает в кору больших полушарий переднего мозга. Часть информации попадает в перво­начальном виде (например, от обонятельных рецепторов), но большинство претерпевает частичную обработку в стволовых структурах мозга. Однако, не смотря на качественное различие поступаемой информации, вся она передается на проекционные либо ассоциативные зоны коры. Одной из общих черт организации сенсорных систем является принцип двойственной проекции их на кору больших полушарий. Все проекции можно разделить на первичные и вторичные, между которыми происходит постоянный обмен ин­формацией. Такое содружественное функционирование проекционных зон обеспечивает объективное восприятие информации об окружающем мире.

Вокруг проекционных зон располагаются ассоциативные поля, обеспечи­вающие интеграцию сенсорной информации и её обмен между чувствитель­ными и двигательными зонами коры. Механизмы взаимодействия проекци­онных и ассоциативных зон являются физиологической основой высших психических функций.