Descrivere il piano generale della struttura del sistema sensoriale. Fisiologia generale dei sistemi sensoriali

Come parte del sistema sensoriale, si distinguono 3 dipartimenti. 1) periferico, costituito da recettori che percepiscono determinati segnali e formazioni speciali che contribuiscono al lavoro dei recettori (questa parte è gli organi di senso occhi, orecchio, ecc.); 2) conduttore, compresi percorsi e centri nervosi sottocorticali; 3) aree corticali della corteccia cerebrale a cui è indirizzata questa informazione.

Il percorso neurale che collega il recettore con le cellule corticali è solitamente costituito da quattro neuroni: il primo, neurone sensoriale, si trova all'esterno del SNC nei nodi spinali o nei nodi dei nervi cranici (nodo cocleare, nodo vestibolare, ecc.); il secondo neurone si trova nel midollo spinale, nel midollo allungato o nel mesencefalo; il terzo neurone nei nuclei di trasmissione (commutazione) del talamo (interbrain); il quarto neurone è una cellula corticale della zona di proiezione della corteccia cerebrale.

Le principali funzioni dei sistemi di sensori:

• raccolta ed elaborazione di informazioni sull'ambiente esterno e interno del corpo;
• l'implementazione di feedback che informino i centri nevralgici sui risultati delle attività;
• mantenere un livello normale (tono) dello stato funzionale del cervello.

I. P. Pavlov considerava la scomposizione delle complessità del mondo esterno e interno in elementi separati e la loro analisi come la funzione principale dei sistemi sensoriali (analizzatori). Oltre alla raccolta primaria di informazioni, un'importante funzione dei sistemi sensoriali è anche l'implementazione del feedback sui risultati delle attività del corpo. Per chiarire e migliorare varie azioni umane, principalmente motorie, il sistema nervoso centrale deve ricevere informazioni sulla forza e la durata delle contrazioni muscolari eseguite, sulla velocità e precisione dei movimenti del corpo o dell'attrezzatura di lavoro, sui cambiamenti nella velocità dei movimenti, su il grado di raggiungimento dell'obiettivo, ecc. Senza queste informazioni è impossibile formare e migliorare le capacità motorie, comprese quelle sportive, ed è difficile migliorare la tecnica degli esercizi eseguiti.

Infine, i sistemi sensoriali contribuiscono alla regolazione dello stato funzionale dell'organismo. L'impulso proveniente dai vari recettori alla corteccia cerebrale, sia lungo percorsi specifici che aspecifici, è una condizione essenziale per mantenere un livello normale del suo stato funzionale. Lo spegnimento artificiale degli organi di senso in speciali esperimenti sugli animali ha portato a una forte diminuzione del tono della corteccia e all'addormentarsi. Un tale animale si è svegliato solo durante l'alimentazione e con la voglia di urinare o svuotare l'intestino.

Classificazione e meccanismi di eccitazione dei recettori

I recettori sono chiamati formazioni speciali che trasformano (convertono) l'energia dell'irritazione esterna nell'energia specifica di un impulso nervoso.

Tutti i recettori, secondo la natura dell'ambiente percepito, sono divisi in esorecettori che ricevono stimoli dall'ambiente esterno (recettori degli organi dell'udito, della vista, dell'olfatto, del gusto, del tatto), interorecettori che rispondono agli stimoli degli organi interni e propriocettori che percepiscono gli stimoli provenienti dall'apparato motorio (muscoli, tendini, capsule articolari).

In base al tipo di irritazione percepita si distinguono i chemocettori (recettori del sistema sensoriale del gusto e dell'olfatto, chemocettori dei vasi sanguigni e degli organi interni); meccanorecettori (propriorecettori del sistema sensoriale motorio, barocettori dei vasi sanguigni, recettori dei sistemi sensoriali uditivo, vestibolare, tattile e del dolore); fotorecettori (recettori del sistema sensoriale visivo) e termorecettori (recettori del sistema sensoriale della temperatura della pelle e degli organi interni).

Per natura della connessione con lo stimolo si distinguono i recettori distanti, che reagiscono a segnali provenienti da fonti lontane e provocano reazioni di avvertimento del corpo (visive e uditive) e di contatto, ricevendo influenze dirette (tattili, ecc.).

In base alle caratteristiche strutturali, si distinguono i recettori primari e secondari. I recettori primari sono le terminazioni delle cellule bipolari sensibili il cui corpo è al di fuori del sistema nervoso centrale, un processo si avvicina alla superficie che percepisce l'irritazione e l'altro va al sistema nervoso centrale (ad esempio, propriorecettori, termorecettori, cellule olfattive), Recettori secondari sono rappresentati da cellule recettoriali specializzate che si trovano tra il neurone sensibile e il punto di applicazione dello stimolo (ad esempio i fotorecettori dell'occhio). Nei recettori primari, l'energia dello stimolo esterno viene convertita direttamente in un impulso nervoso nella stessa cellula. Nell'estremità periferica delle cellule sensibili, sotto l'azione di uno stimolo, si verifica un aumento della permeabilità della membrana e la sua depolarizzazione, si verifica un'eccitazione locale - un potenziale recettore che, avendo raggiunto un valore di soglia, provoca la comparsa di un potenziale d'azione che si propaga lungo la fibra nervosa ai centri nervosi.

Nei recettori secondari, lo stimolo provoca la comparsa di un potenziale del recettore nella cellula del recettore. La sua eccitazione porta al rilascio del mediatore nella parte presinaptica del contatto della cellula recettore con la fibra del neurone sensibile. L'eccitazione locale di questa fibra è riflessa dalla comparsa di un potenziale postsinaptico eccitatorio o il cosiddetto potenziale generatore. Quando la soglia di eccitabilità viene raggiunta nella fibra del neurone sensibile, sorge un potenziale d'azione che trasporta informazioni al sistema nervoso centrale. Pertanto, nei recettori secondari, una cellula converte l'energia di uno stimolo esterno in un potenziale del recettore e l'altra in un potenziale generatore e un potenziale d'azione.

Proprietà del recettore

La proprietà principale dei recettori è la loro sensibilità selettiva a stimoli adeguati. La maggior parte dei recettori è sintonizzata per percepire un tipo (modalità) di stimolo: luce, suono, ecc. La sensibilità dei recettori a tali stimoli specifici per loro è estremamente elevata. L'eccitabilità del recettore è misurata dal valore minimo dell'energia di uno stimolo adeguato, necessario per il verificarsi dell'eccitazione, ad es. soglia di eccitazione.

Un'altra proprietà dei recettori è il valore molto basso delle soglie per stimoli adeguati. Ad esempio, nel sistema sensoriale visivo, l'eccitazione dei fotorecettori può avvenire sotto l'azione dell'energia luminosa, necessaria per riscaldare 1 ml di acqua per 1 grammo. C per 60.000 anni. L'eccitazione dei recettori può verificarsi anche sotto l'azione di stimoli inadeguati (ad esempio, la sensazione di luce nel sistema visivo durante la stimolazione meccanica ed elettrica). Tuttavia, in questo caso, le soglie di eccitazione sono molto più elevate.

Esistono soglie assolute e di differenza (differenziale).

Le soglie assolute sono misurate dalla grandezza minima percepita dello stimolo. Le soglie differenziali rappresentano la differenza minima tra due intensità di stimolo ancora percepita dal corpo (differenze di tonalità di colore, luminosità luminosa, grado di tensione muscolare, angoli articolari, ecc.).

La proprietà fondamentale di tutti gli esseri viventi è l'adattamento, cioè l'adattabilità alle condizioni ambientali. I processi di adattamento riguardano non solo i recettori, ma anche tutte le parti dei sistemi sensoriali. L'adattamento degli elementi periferici si manifesta nel fatto che le soglie di eccitazione dei recettori non sono un valore costante. Aumentando le soglie di eccitazione, cioè riducendo la sensibilità dei recettori, si verifica l'adattamento a stimoli monotoni prolungati. Ad esempio, una persona non avverte una pressione costante sulla pelle dei suoi vestiti, non nota il ticchettio continuo dell'orologio.

Ma la velocità di adattamento ai recettori degli stimoli prolungati è suddivisa in adattamento rapido (fasico) e adattamento lento (tonico). I recettori di fase reagiscono solo all'inizio o alla fine dell'azione dello stimolo con uno o due impulsi (ad esempio, i recettori della pressione cutanea-corpi di Pacini), quelli atonici continuano a inviare informazioni inesorabili al sistema nervoso centrale per lungo tempo di azione dello stimolo (ad esempio, le cosiddette terminazioni secondarie nei fusi muscolari, che informano il sistema nervoso centrale sulle sollecitazioni statiche).

L'adattamento può essere accompagnato sia da una diminuzione che da un aumento dell'eccitabilità dei recettori. Quindi, quando si passa da una stanza luminosa a una buia, c'è un graduale aumento dell'eccitabilità dei fotorecettori dell'occhio e una persona inizia a distinguere oggetti scarsamente illuminati: questo è il cosiddetto adattamento oscuro. Tuttavia, un'eccitabilità così elevata dei recettori risulta eccessiva quando ci si sposta in una stanza molto illuminata ("la luce fa male agli occhi"). In queste condizioni, l'eccitabilità dei fotorecettori diminuisce rapidamente: si verifica l'adattamento alla luce.

Il sistema nervoso regola finemente la sensibilità dei recettori a seconda delle esigenze del momento attraverso la regolazione efferente dei recettori. In particolare, durante il passaggio da uno stato di riposo al lavoro muscolare, la sensibilità dei recettori dell'apparato motorio aumenta notevolmente, il che facilita la percezione delle informazioni sullo stato dell'apparato muscolo-scheletrico (regolazione gamma). I meccanismi di adattamento a diverse intensità di stimolo possono influenzare non solo i recettori stessi, ma anche altre formazioni negli organi di senso. Ad esempio, quando ci si adatta a diverse intensità sonore, c'è un cambiamento nella mobilità degli ossicini uditivi (martello, incudine e staffa) nell'orecchio medio umano.

Codifica delle informazioni

L'ampiezza e la durata dei singoli impulsi nervosi (potenziali d'azione) provenienti dai recettori ai centri rimangono costanti sotto diversi stimoli. Tuttavia, i recettori trasmettono informazioni adeguate ai centri nervosi non solo sulla natura, ma anche sulla forza dello stimolo che agisce. Le informazioni sui cambiamenti nell'intensità dello stimolo sono codificate (trasformate nella forma di un codice di impulso nervoso) in due modi:

1) un cambiamento nella frequenza degli impulsi che percorrono ciascuna delle fibre nervose dai recettori ai centri nervosi e 2) un cambiamento nel numero e nella distribuzione degli impulsi: il loro numero in un branco, gli intervalli tra i pacchi, la durata delle singole raffiche di impulsi, il numero di recettori simultaneamente eccitati e le corrispondenti fibre nervose (un quadro spazio-temporale diverso di questo impulso, ricco di informazioni, è chiamato schema).

Maggiore è l'intensità dello stimolo, maggiore è la frequenza degli impulsi nervosi afferenti e il loro numero. Ciò è dovuto al fatto che un aumento della forza dello stimolo porta ad un aumento della depolarizzazione della membrana del recettore, che a sua volta provoca un aumento dell'ampiezza del potenziale del generatore e un aumento della frequenza degli impulsi che origina dalla fibra nervosa. Tra il logaritmo della forza dell'irritazione e il numero degli impulsi nervosi esiste una relazione direttamente proporzionale.

C'è un'altra possibilità di codificare le informazioni sensoriali. La sensibilità selettiva dei recettori a stimoli adeguati rende già possibile la separazione diversi tipi energia che agisce sul corpo. Tuttavia, anche all'interno dello stesso sistema sensoriale, può esserci una diversa sensibilità dei singoli recettori a stimoli della stessa modalità con caratteristiche diverse (distinzione delle caratteristiche del gusto da parte di diverse papille gustative della lingua, discriminazione del colore da parte di diversi fotorecettori dell'occhio, ecc.) .

sistema sensoriale visivo

Il sistema sensoriale visivo serve a percepire e analizzare gli stimoli luminosi. Attraverso di esso, una persona riceve fino all'80-90% di tutte le informazioni sull'ambiente esterno. L'occhio umano percepisce i raggi luminosi solo nella parte visibile dello spettro nell'intervallo da 400 a 800 nm.

Piano organizzativo generale

Il sistema sensoriale visivo è costituito dai seguenti dipartimenti:

1. la sezione periferica è un complesso organo ausiliario - gli occhi, in cui sono presenti fotorecettori e corpi di 1 (bipolare) e 2 (ganglio) neuroni;
2. il reparto conduttivo è il nervo ottico (la seconda coppia di nervi cranici), che è le fibre del 2° neurone e si interseca parzialmente nel chiasma, trasmette informazioni ai terzi neuroni, alcuni dei quali si trovano nel collicolo anteriore del mesencefalo , l'altra parte nei nuclei diencefalo, i cosiddetti corpi a manovella esterni;
3. sezione corticale 4 neuroni si trovano nel 17 campo della regione occipitale della corteccia cerebrale. Questa formazione è il campo primario (proiezione) o nucleo dell'analizzatore, la cui funzione è l'emergere delle sensazioni. Accanto ad esso c'è un campo secondario o periferia dell'analizzatore (campi 18 e 19), la cui funzione è quella di riconoscere e comprendere le sensazioni visive, che sono alla base del processo di percezione. L'ulteriore elaborazione e interconnessione delle informazioni visive con le informazioni provenienti da altri sistemi sensoriali avviene nei campi corticali terziari posteriori associativi - le aree parietali inferiori.

Mezzi conduttori di luce dell'occhio e rifrazione della luce (rifrazione)

Il bulbo oculare è una camera sferica con un diametro di circa 2,5 cm, contenente mezzi conduttori di luce - la cornea, l'umidità della camera anteriore, il cristallino e il fluido gelatinoso - il corpo vitreo, il cui scopo è rifrangere i raggi luminosi e focalizzarli nell'area dei recettori sulla retina. Le pareti della camera sono 3 conchiglie. La sclera del guscio opaco esterno passa davanti alla cornea trasparente. La coroide media nella parte anteriore dell'occhio forma il corpo ciliare e l'iride, che determina il colore degli occhi. Al centro dell'iride (iris) c'è un foro la pupilla che regola la quantità di raggi luminosi trasmessi. Il diametro della pupilla è regolato dal riflesso pupillare, il cui centro si trova nel mesencefalo. La retina interna (retina) o retina contiene i fotorecettori dei bastoncelli e dei coni e serve a convertire l'energia luminosa in eccitazione nervosa. I mezzi di rifrazione dell'occhio, rifrangendo i raggi luminosi, forniscono un'immagine nitida sulla retina. I principali mezzi di rifrazione dell'occhio umano sono la cornea e il cristallino. I raggi provenienti dall'infinito attraverso il centro della cornea e del cristallino (cioè attraverso l'asse ottico principale dell'occhio) perpendicolari alla loro superficie non subiscono rifrazione. Tutti gli altri raggi vengono rifratti e convergono all'interno della camera dell'occhio in un punto focale. L'adattamento dell'occhio a una visione chiara di oggetti a diverse distanze (la sua messa a fuoco) è chiamato accomodamento. Questo processo nell'uomo viene eseguito modificando la curvatura del cristallino. Il punto di visione nitida per vicino si sposta con l'età (da 7 cm a 7-10 anni a 75 cm a 60 anni o più), poiché l'elasticità del cristallino diminuisce e l'accomodazione peggiora. C'è una lungimiranza senile.

Normalmente, la lunghezza dell'occhio corrisponde al potere di rifrazione dell'occhio. Tuttavia, il 35% delle persone ha violazioni di questa corrispondenza. Nel caso della miopia, la lunghezza dell'occhio è maggiore del normale e la messa a fuoco dei raggi avviene davanti alla retina e l'immagine sulla retina diventa sfocata. In un occhio presbite, invece, la lunghezza dell'occhio è inferiore al normale e il fuoco si trova dietro la retina. Di conseguenza, anche l'immagine sulla retina è sfocata.

fotoricezione

I fotorecettori dell'occhio (bastoncini e coni) sono cellule altamente specializzate che convertono gli stimoli luminosi in eccitazione nervosa. La fotoricezione inizia nei segmenti esterni di queste cellule, dove le molecole del pigmento visivo si trovano su dischi speciali, come sugli scaffali (nei bastoncini - rodopsina, nei coni - varietà del suo analogo). Sotto l'azione della luce avviene una serie di trasformazioni e scolorimenti molto rapidi del pigmento visivo. In risposta a uno stimolo, questi recettori, a differenza di tutti gli altri recettori, formano un potenziale recettoriale sotto forma di cambiamenti inibitori sulla membrana cellulare. In altre parole, l'iperpolarizzazione delle membrane delle cellule recettrici avviene alla luce e al buio la loro depolarizzazione, cioè lo stimolo per loro è l'oscurità, non la luce. Allo stesso tempo, si verificano cambiamenti inversi nelle celle vicine, il che rende possibile separare i punti luminosi e scuri dello spazio. Le reazioni fotochimiche nei segmenti esterni dei fotorecettori provocano cambiamenti nelle membrane del resto della cellula recettrice, che vengono trasmesse alle cellule bipolari (primi neuroni) e quindi alle cellule gangliari (secondi neuroni), da cui vengono inviati gli impulsi nervosi a il cervello. Alcune cellule gangliari sono eccitate alla luce, altre al buio.

I bastoncelli, sparsi principalmente lungo la periferia della retina (ce ne sono 130 milioni), e i coni, situati principalmente nella parte centrale della retina (ce ne sono 7 milioni), differiscono nelle loro funzioni (Fig. 1-A ). I bastoncelli sono più sensibili dei coni e sono organi della visione crepuscolare. Percepiscono un'immagine in bianco e nero (incolore). I coni sono organi della visione diurna. Forniscono la visione dei colori. Ci sono 3 tipi di coni nell'uomo: prevalentemente rosso, verde e blu-viola. La loro diversa sensibilità al colore è determinata dalle differenze nel pigmento visivo. Combinazioni di eccitazione di questi ricevitori colori differenti danno sensazioni dell'intera gamma di sfumature di colore e l'eccitazione uniforme di tutti e tre i tipi di coni una sensazione di colore bianco. Quando la funzione dei coni è compromessa, si verifica daltonismo (daltonismo), una persona smette di distinguere i colori, in particolare rosso e verde. Questa malattia si verifica nell'8% degli uomini e nello 0,5% delle donne.

Caratteristiche funzionali della visione

L'acuità visiva e il campo visivo sono caratteristiche importanti dell'organo della visione.

L'acuità visiva è la capacità di distinguere i singoli oggetti. Viene misurato dall'angolo minimo al quale due punti vengono percepiti come separati, circa 0,5 minuti d'arco. Al centro della retina, i coni sono più piccoli e molto più densi, quindi la capacità di discriminazione spaziale è 4-5 volte maggiore qui che alla periferia della retina. Di conseguenza, visione centrale ha un'acuità visiva superiore alla visione periferica. Per un esame dettagliato degli oggetti, una persona girando la testa e gli occhi sposta la propria immagine al centro della retina.

Riso. 1. Recettori dei sistemi sensoriali
A: fotorecettori. Coni (1) e aste (2).
B: recettori uditivi. 1 scala vestibolare, 2 timpanici
scala, 3 canale membranoso della coclea, 4 membrana vestibolare.
5 membrana principale, 6 membrana tegumentaria, 7 cellule ciliate,
8 fibre nervose afferenti, 9 cellule nervose a spirale
ganglio (primi neuroni). C e D: recettori vestibolari.
B apparato otolitico. 1 membrana otolitica, 2 otoliti (cristalli di carbonato di calcio), 3 cellule recettrici dei capelli,
4 fibre del nervo vestibolare. G canali semicircolari. 1 fibra del nervo vestibolare, 2 ampolle,
3 cupole con cellule recettrici dei capelli,
4 canale semicircolare. Le frecce mostrano la direzione delle oscillazioni della cupola durante gli spostamenti inerziali dell'endolinfa.
D: propriocettori. Fuso muscolare. 1 afferente nervoso
fibra, 2 fibre muscolari extrafusali (tagliate),
3 fibre muscolari intrafusiformi (intrafusali),
4 fodero mandrino, 5 nucleo, 6 borsa nucleare,
7- terminazioni nervose sensibili,
8 fibre nervose efferenti gamma, 9 tendini.
Organo tendineo. 1 fibra nervosa afferente,
2 fibre muscolari, 3- tendine, 4- capsula,
5 terminazioni nervose sensibili.

L'acuità visiva dipende non solo dalla densità dei recettori, ma anche dalla nitidezza dell'immagine sulla retina, cioè dalle proprietà rifrattive dell'occhio, dal grado di accomodamento e dalle dimensioni della pupilla. Nell'ambiente acquatico, il potere di rifrazione della cornea diminuisce, poiché il suo indice di rifrazione è vicino a quello dell'acqua. Di conseguenza, l'acuità visiva diminuisce di 200 volte sott'acqua.

Il campo visivo è la parte dello spazio visibile quando l'occhio è fermo. Per i segnali in bianco e nero, il campo visivo è solitamente limitato dalla struttura delle ossa del cranio e dalla posizione nelle orbite oculari. bulbi oculari. Per gli stimoli colorati, il campo visivo è più piccolo, poiché i coni che li percepiscono si trovano nella parte centrale della retina. Il campo visivo più piccolo è indicato per il verde. Con la fatica, il campo visivo diminuisce.

Una persona ha una visione binoculare, ad es. visione con due occhi. Tale visione ha un vantaggio rispetto alla visione monooculare (un occhio) nella percezione della profondità dello spazio, soprattutto a distanza ravvicinata (meno di 100 m). La chiarezza di tale percezione (occhio) è assicurata da una buona coordinazione del movimento di entrambi gli occhi, che devono essere puntati con precisione sull'oggetto in questione. In questo caso, la sua immagine cade su punti identici della retina (ugual distanza dal centro della retina) e la persona vede un'immagine. Una chiara rotazione dei bulbi oculari dipende dal lavoro dei muscoli esterni dell'occhio del suo apparato oculomotore (quattro muscoli diritti e due obliqui), in altre parole, dall'equilibrio muscolare dell'occhio. Tuttavia, solo il 40% delle persone ha un equilibrio muscolare oculare ideale o ortoforia. La sua violazione è possibile a causa dell'affaticamento, dell'azione dell'alcool, ecc., nonché a causa dello squilibrio muscolare, che porta a immagini sfocate e biforcate (eteroforia). Con piccoli squilibri nell'equilibrio degli sforzi muscolari, si osserva un leggero strabismo latente (o fisiologico), che in uno stato di allerta una persona compensa con regolazione volitiva e con strabismo evidente significativo.

L'apparato oculomotore è importante nella percezione della velocità di movimento, che una persona valuta sia dalla velocità di movimento di un'immagine lungo la retina di un occhio fermo, sia dalla velocità di movimento dei muscoli esterni dell'occhio durante il servo movimenti oculari.

L'immagine che una persona vede con due occhi è determinata principalmente dal suo occhio principale. L'occhio dominante ha una maggiore acuità visiva, una percezione del colore istantanea e particolarmente brillante, un campo visivo più ampio, un migliore senso della profondità dello spazio. Quando si mira, viene percepito solo ciò che è incluso nel campo visivo di questo occhio. In generale, la percezione dell'oggetto è in gran parte fornita dall'occhio guida e la percezione dello sfondo circostante è fornita dall'occhio non guida.

sistema sensoriale uditivo

Il sistema sensoriale uditivo serve a percepire e analizzare le vibrazioni sonore dell'ambiente esterno. Acquisisce un significato particolarmente importante per una persona e la sua connessione con lo sviluppo della comunicazione verbale tra le persone. L'attività del sistema sensoriale uditivo è importante anche per valutare gli intervalli di tempo: il ritmo e il ritmo dei movimenti.

Piano organizzativo generale

Il sistema sensoriale uditivo è costituito dalle seguenti sezioni:

1. la sezione periferica, che è un organo specializzato complesso costituito dall'orecchio esterno, medio e interno;
2. dipartimento conduttivo il primo neurone del dipartimento conduttivo, situato nel nodo a spirale della coclea, riceve eccitazione dai recettori dell'orecchio interno, da qui le informazioni fluiscono lungo le sue fibre, cioè lungo il nervo uditivo (parte di 8 paia di nervi cranici ) al secondo neurone nel midollo allungato del cervello e dopo la decussazione, parte delle fibre va al terzo neurone nel collicolo posteriore del mesencefalo e parte ai nuclei del diencefalo - il corpo genicolato interno;
3. la sezione corticale è rappresentata dal quarto neurone, che si trova nel campo uditivo primario (proiezione) e nella regione temporale della corteccia cerebrale e fornisce l'aspetto della sensazione e l'elaborazione più complessa informazioni sonore si verifica in un vicino campo uditivo secondario, che è responsabile della formazione della percezione e del riconoscimento delle informazioni. L'informazione ricevuta entra nel campo terziario della zona parietale inferiore, dove si integra con altre forme di informazione.

Funzioni dell'orecchio esterno, medio e interno

L'orecchio esterno è un apparato di captazione del suono.

Le vibrazioni sonore vengono captate dai padiglioni auricolari (negli animali possono rivolgersi verso la sorgente sonora) e trasmesse attraverso il condotto uditivo esterno alla membrana timpanica, che separa l'orecchio esterno da quello medio. La captazione del suono e l'intero processo dell'ascolto con due orecchie, il cosiddetto udito binaurale, è importante per determinare la direzione del suono. Le vibrazioni sonore provenienti dal lato raggiungono l'orecchio più vicino alcuni decimillesimi di secondo (0,0006 s) prima dell'altro. Questa differenza trascurabile nel tempo in cui il suono arriva a entrambe le orecchie è sufficiente per determinarne la direzione.

L'orecchio medio è un apparato di conduzione del suono. È una cavità aerea, che attraverso la tromba uditiva (di Eustachio) è collegata alla cavità nasofaringea. Le vibrazioni dalla membrana timpanica attraverso l'orecchio medio sono trasmesse da 3 ossicini uditivi collegati tra loro martello, incudine e staffa, e quest'ultima attraverso la membrana della finestra ovale trasmette queste vibrazioni del fluido nell'orecchio interno, perilinfa. Grazie agli ossicini uditivi, l'ampiezza delle oscillazioni diminuisce e la loro forza aumenta, il che rende possibile mettere in moto una colonna di fluido nell'orecchio interno. Con suoni forti, muscoli speciali riducono la mobilità del timpano e degli ossicini uditivi, adattando l'apparecchio acustico a tali cambiamenti nello stimolo e proteggendo l'orecchio interno dalla distruzione. A causa della connessione attraverso il tubo uditivo della cavità aerea dell'orecchio medio con la cavità del rinofaringe, diventa possibile equalizzare la pressione su entrambi i lati della membrana timpanica, che ne impedisce la rottura durante significativi cambiamenti di pressione nell'esterno ambiente quando ci si immerge sott'acqua, si sale in quota, si spara, ecc. Questa è la barofunzione dell'orecchio .

L'orecchio interno è un apparato che riceve i suoni. Si trova in una piramide osso temporale e contiene la coclea, che negli esseri umani forma 2,5 spire a spirale. Il canale cocleare è diviso da due setti dalla membrana principale e dalla membrana vestibolare in 3 stretti passaggi: quello superiore (scala vestibularis), quello centrale (il canale membranoso) e quello inferiore (la scala tympani). Nella parte superiore della coclea c'è un foro che collega i canali superiore e inferiore in uno solo, andando dalla finestra ovale alla parte superiore della coclea e oltre alla finestra rotonda. La sua cavità è riempita con un liquido - perilinfa, e la cavità del canale membranoso medio è riempita con un liquido di diversa composizione - endolinfa. Nel canale centrale c'è un apparato che riceve il suono - l'organo di Corti, in cui sono presenti i meccanorecettori delle vibrazioni sonore - le cellule ciliate.

Meccanismo fisiologico della percezione del suono

La percezione del suono si basa su due processi che si verificano nella coclea: 1) la separazione di suoni di diverse frequenze nel luogo del loro maggiore impatto sulla membrana principale della coclea e 2) la trasformazione delle vibrazioni meccaniche in eccitazione nervosa da parte del recettore cellule. Le vibrazioni sonore che entrano nell'orecchio interno attraverso la finestra ovale vengono trasmesse alla perilinfa e le vibrazioni di questo fluido portano a spostamenti della membrana principale. L'altezza della colonna del liquido oscillante e, di conseguenza, il luogo del massimo spostamento della membrana principale dipende dall'altezza del suono: i suoni ad alta frequenza hanno l'effetto maggiore all'inizio della membrana principale e le basse frequenze raggiungere la sommità della coclea. Pertanto, con suoni di frequenze diverse, vengono eccitate diverse cellule ciliate e diverse fibre nervose, cioè viene implementato un codice spaziale. Un aumento dell'intensità del suono porta ad un aumento del numero di cellule ciliate e fibre nervose eccitate, che consente di distinguere l'intensità delle vibrazioni sonore.

I peli delle cellule recettrici sono immersi nella membrana tegumentaria. Quando la membrana principale vibra, le cellule ciliate situate su di essa iniziano a spostarsi e i loro peli vengono irritati meccanicamente dalla membrana tegumentaria. Di conseguenza, si verifica un processo di eccitazione nei recettori dei capelli, che è diretto lungo le fibre afferenti ai neuroni del ganglio spirale cocleare e successivamente al SNC (Fig. 1-B).

Distinguere tra conduzione ossea e aerea del suono. In condizioni normali, nell'uomo predomina la conduzione aerea: la conduzione delle vibrazioni sonore attraverso l'orecchio esterno e medio ai recettori dell'orecchio interno. Nel caso della conduzione ossea, le vibrazioni sonore vengono trasmesse attraverso le ossa del cranio direttamente alla coclea (ad esempio, durante le immersioni, le immersioni subacquee).

Una persona di solito percepisce suoni con una frequenza da 15 a 20.000 Hz (nell'intervallo di 10-11 ottave). Nei bambini, il limite superiore raggiunge i 22.000 Hz, con l'età diminuisce. La massima sensibilità è stata trovata nella gamma di frequenze da 1000 a 3000 Hz. Quest'area corrisponde alle frequenze più frequenti nel linguaggio umano e nella musica.

sistema sensoriale vestibolare

Il sistema sensoriale vestibolare serve ad analizzare la posizione e il movimento del corpo nello spazio. Questo è uno dei più antichi sistemi sensoriali, sviluppato sotto l'influenza della gravità sulla terra. Gli impulsi dell'apparato vestibolare sono utilizzati nel corpo per mantenere l'equilibrio del corpo, per regolare e mantenere la postura, per l'organizzazione spaziale dei movimenti umani.

Piano organizzativo generale

Il sistema sensoriale vestibolare è costituito dai seguenti dipartimenti:

1. la sezione periferica comprende due formazioni contenenti meccanorecettori sistema vestibolare vestibolo (sacca e utero) e canali semicircolari;
2. la sezione conduttiva parte dai recettori con fibre della cellula bipolare (il primo neurone) del ganglio vestibolare situato nell'osso temporale, altri processi di questi neuroni formano il nervo vestibolare e, insieme al nervo uditivo, come parte dell'8° coppia di nervi cranici, entra nel midollo allungato; nei nuclei vestibolari midollo allungato ci sono secondi neuroni, i cui impulsi vanno ai terzi neuroni nel talamo (interbrain);
3. la regione corticale è rappresentata dai quarti neuroni, alcuni dei quali sono rappresentati nel campo di proiezione (primario) del sistema vestibolare nella regione temporale della corteccia, e l'altra parte si trova in prossimità dei neuroni piramidali del motore corteccia e nel giro postcentrale. L'esatta localizzazione della parte corticale del sistema sensoriale vestibolare nell'uomo non è stata ancora stabilita.

Il funzionamento dell'apparato vestibolare

La parte periferica del sistema sensoriale vestibolare si trova nell'orecchio interno. I canali e le cavità nell'osso temporale formano un labirinto osseo dell'apparato vestibolare, parzialmente riempito da un labirinto membranoso. Tra i labirinti ossei e membranosi c'è un fluido - perilinfa, e all'interno del labirinto membranoso - endolinfa.

L'apparato del vestibolo è progettato per analizzare l'azione della gravità quando si modifica la posizione del corpo nello spazio e le accelerazioni moto rettilineo. Il labirinto membranoso del vestibolo è diviso in 2 cavità: il sacco e l'utero, contenenti dispositivi otolitici. I meccanorecettori dei dispositivi otolitici sono cellule ciliate. Sono incollati tra loro con una massa gelatinosa che forma una membrana otolitica sopra i peli, in cui sono presenti cristalli di carbonato di calcio - otoliti (Fig. 1-B). Nell'utero, la membrana otolitica si trova sul piano orizzontale, e nel sacco è piegata e si trova nei piani frontale e sagittale. Con un cambiamento nella posizione della testa e del corpo, nonché con accelerazioni verticali o orizzontali, le membrane otolitiche si muovono liberamente sotto l'azione della gravità su tutti e tre i piani, tirando, comprimendo o piegando i peli dei meccanorecettori. Maggiore è la deformazione dei peli, maggiore è la frequenza degli impulsi afferenti nelle fibre del nervo vestibolare.

L'apparato dei canali semicircolari viene utilizzato per analizzare l'effetto della forza centrifuga durante i movimenti di rotazione. Il suo irritante adeguato è l'accelerazione angolare. Tre archi dei canali semicircolari si trovano in tre piani reciprocamente perpendicolari: anteriore nel piano frontale, laterale nell'orizzontale, posteriore nel piano sagittale. Ad un'estremità di ciascun canale c'è un'ampolla di estensione. I peli delle cellule sensibili che si trovano al suo interno sono incollati insieme in una capesante, una cupola ampollare. È un pendolo che può deviare a causa della differenza di pressione dell'endolinfa su superfici opposte della cupola (Fig. 1-D). Durante i movimenti di rotazione, a causa dell'inerzia, l'endolinfa è in ritardo rispetto al movimento della parte ossea ed esercita una pressione su una delle superfici della cupola. La deviazione della cupola piega i peli delle cellule recettrici e provoca la comparsa di impulsi nervosi nel nervo vestibolare. I maggiori cambiamenti nella posizione della cupola si verificano in quel canale semicircolare, la cui posizione corrisponde al piano di rotazione.

Allo stato attuale, è stato dimostrato che le rotazioni o le inclinazioni in una direzione aumentano gli impulsi afferenti e nell'altra direzione lo diminuiscono. Ciò consente di distinguere tra la direzione del moto rettilineo o rotatorio.

Influenza delle irritazioni del sistema vestibolare su altre funzioni del corpo

Il sistema sensoriale vestibolare è associato a molti centri del midollo spinale e del cervello e provoca una serie di riflessi vestibolo-somatici e vestibolo-vegetativi.

Le irritazioni vestibolari causano la regolazione dei riflessi dei cambiamenti nel tono muscolare, i riflessi di sollevamento, nonché movimenti oculari speciali volti a preservare l'immagine sulla retina. nistagmo (movimento dei bulbi oculari con una velocità di rotazione, ma nella direzione opposta, quindi un rapido ritorno alla posizione di partenza e una nuova rotazione opposta).

Oltre alla funzione principale dell'analizzatore, che è importante per controllare la postura e i movimenti di una persona, il sistema sensoriale vestibolare ha una varietà di effetti collaterali su molte funzioni del corpo che derivano dall'irradiazione dell'eccitazione ad altri centri nervosi con bassa stabilità dell'apparato vestibolare. La sua irritazione porta ad una diminuzione dell'eccitabilità dei sistemi sensoriali visivi e cutanei, un deterioramento della precisione dei movimenti. Le irritazioni vestibolari portano a una compromissione della coordinazione dei movimenti e dell'andatura, cambiamenti nella frequenza cardiaca e pressione sanguigna, un aumento del tempo di una reazione motoria e una diminuzione della frequenza dei movimenti, un deterioramento del senso del tempo, un cambiamento nelle funzioni mentali: attenzione, pensiero operativo, memoria a breve termine, manifestazioni emotive.Nei casi più gravi, si verificano vertigini, nausea e vomito. Un aumento della stabilità del sistema vestibolare è ottenuto in misura maggiore dalle rotazioni attive di una persona che da quelle passive.

In condizioni di assenza di gravità (quando le influenze vestibolari di una persona sono disattivate), si perde la comprensione della direzione della verticale gravitazionale e della posizione spaziale del corpo. Perdita delle capacità di camminare e correre. Lo stato del sistema nervoso peggiora, c'è una maggiore irritabilità, instabilità dell'umore.

sistema sensoriale motorio

Il sistema sensoriale motorio viene utilizzato per analizzare lo stato dell'apparato motorio, il suo movimento e la sua posizione. Le informazioni sul grado di contrazione dei muscoli scheletrici, sulla tensione dei tendini, sui cambiamenti degli angoli articolari sono necessarie per la regolazione degli atti motori e delle posture.

Piano organizzativo generale

Il sistema sensoriale motorio è costituito dai seguenti 3 dipartimenti:

1. sezione periferica, rappresentata dai propriocettori localizzati nei muscoli, nei tendini e nei sacchi articolari;
2. conduttore e dipartimento, che inizia con le cellule bipolari (i primi neuroni), i cui corpi si trovano al di fuori del sistema nervoso centrale nei nodi spinali. Uno dei loro processi è associato ai recettori, l'altro entra nel midollo spinale e trasmette impulsi propriocettivi ai secondi neuroni nel midollo allungato (parte dei percorsi dai propriorecettori vanno alla corteccia cerebellare), e quindi ai terzi neuroni - il nuclei di trasmissione del talamo (al diencefalo);
3. la sezione corticale si trova nel giro centrale anteriore della corteccia cerebrale.

Funzioni dei propriorecettori

I propriorecettori includono fusi muscolari, organi tendinei (o organi di Golgi) e recettori articolari (recettori per la capsula articolare e i legamenti articolari). Tutti questi recettori sono meccanorecettori, il cui stimolo specifico è il loro allungamento.

I fusi muscolari sono attaccati alle fibre muscolari in parallelo: un'estremità al tendine e l'altra alla fibra. Ogni fuso è ricoperto da una capsula formata da più strati di cellule, che si espande nella parte centrale e forma una sacca nucleare. Il fuso contiene diverse (da 2 a 14) sottili fibre muscolari intrafusiformi o cosiddette intrafusali. Queste fibre sono 2-3 volte più sottili delle normali fibre muscolari scheletriche (extrafusali).

Le fibre intrafusali sono divise in due tipi: 1) lunghe, spesse, con nuclei nella sacca nucleare, che sono associate alle fibre nervose afferenti più spesse e a conduzione più rapida che informano sulla componente dinamica del movimento (la velocità di variazione della lunghezza del muscolo) e 2) corto, sottile, con nuclei estesi in una catena, che informano sulla componente statica (la lunghezza del muscolo trattenuto al momento). Le terminazioni delle fibre nervose afferenti sono avvolte attorno alle fibre intrafusali del recettore. Quando il muscolo scheletrico viene allungato, vengono allungati anche i recettori muscolari, il che deforma le terminazioni delle fibre nervose e provoca la comparsa di impulsi nervosi in esse. La frequenza degli impulsi propriocettivi aumenta con un aumento dell'allungamento muscolare, nonché con un aumento della velocità del suo allungamento. Pertanto, i centri nervosi vengono informati sulla velocità dell'allungamento muscolare e sulla sua lunghezza. A causa del basso adattamento, gli impulsi dei fusi muscolari continuano per tutto il periodo di mantenimento dello stato allungato, il che assicura che i centri siano costantemente consapevoli della lunghezza del muscolo. Più movimenti sottili e coordinati eseguono i muscoli, più fusi muscolari hanno: in una persona, nei muscoli profondi del collo che collegano la colonna vertebrale con la testa, il loro numero medio è 63, e nei muscoli della coscia e bacino ci sono meno di 5 fusi per 1 g di massa muscolare ( Fig. 1-D).

Il sistema nervoso centrale può regolare finemente la sensibilità dei propriorecettori. Scariche di piccoli motoneuroni gamma midollo spinale causare la contrazione delle fibre muscolari intrafusali su entrambi i lati della sacca del fuso nucleare. Di conseguenza, la parte centrale irriducibile fuso muscolare si allunga e la deformazione della fibra nervosa che parte da qui provoca un aumento della sua eccitabilità. Inoltre, a parità di lunghezza del muscolo scheletrico, un maggior numero di impulsi afferenti entrerà nei centri nervosi. Ciò consente, in primo luogo, di individuare gli impulsi propriocettivi sullo sfondo di altre informazioni afferenti e, in secondo luogo, di aumentare l'accuratezza dell'analisi dello stato dei muscoli. Un aumento della sensibilità dei mandrini si verifica durante il movimento e anche nello stato di prelancio. Ciò è spiegato dal fatto che, a causa della bassa eccitabilità dei motoneuroni gamma, la loro attività a riposo è debolmente espressa e durante i movimenti volontari e le reazioni vestibolari viene attivata. La sensibilità dei propriorecettori aumenta anche con una moderata stimolazione delle fibre simpatiche e il rilascio di piccole dosi di adrenalina.

Gli organi tendinei si trovano nel punto di transizione delle fibre muscolari nei tendini. I recettori tendinei (le terminazioni delle fibre nervose) intrecciano sottili fibre tendinee circondate da una capsula. Come risultato del successivo attaccamento degli organi tendinei alle fibre muscolari (e in alcuni casi ai fusi muscolari), i meccanocettori tendinei vengono allungati quando i muscoli sono tesi. Pertanto, a differenza dei fusi muscolari, i recettori dei tendini informano i centri nervosi sul grado di tensione nel topo e sulla velocità del suo sviluppo.

I recettori articolari informano sulla posizione delle singole parti del corpo nello spazio e l'una rispetto all'altra. Questi recettori sono terminazioni nervose libere o terminazioni racchiuse in una capsula speciale. Alcuni recettori articolari inviano informazioni sull'ampiezza dell'angolo articolare, cioè sulla posizione dell'articolazione. La loro pulsazione continua per tutto il periodo di conservazione di questo angolo. Maggiore è la frequenza, maggiore è lo spostamento dell'angolo. Altri recettori articolari sono eccitati solo al momento del movimento nell'articolazione, cioè inviano informazioni sulla velocità del movimento. La frequenza dei loro impulsi aumenta con un aumento della velocità di variazione dell'angolo articolare.

I segnali provenienti dai recettori dei fusi muscolari, degli organi tendinei, delle borse articolari e dei recettori tattili della pelle sono chiamati cinestetici, cioè informano sul movimento del corpo. La loro partecipazione alla regolazione volontaria dei movimenti è diversa. I segnali dei recettori articolari provocano una reazione evidente nella corteccia cerebrale e sono ben compresi. Grazie a loro, una persona percepisce le differenze nei movimenti articolari meglio delle differenze nel grado di tensione muscolare nelle posizioni statiche o nel mantenimento del peso. Forniscono segnali da altri propriorecettori, provenienti principalmente dal cervelletto regolazione inconscia, controllo inconscio di movimenti e posture.

Sistemi sensoriali della pelle, organi interni, gusto e olfatto

La pelle e gli organi interni hanno una varietà di recettori che rispondono a stimoli fisici e chimici.

Ricezione della pelle

La ricezione tattile, della temperatura e del dolore è rappresentata nella pelle. Su 1 cm2 di pelle, in media, ci sono 12-13 punti freddi, 1-2 punti termici, 25 punti tattili e circa 100 punti dolorosi.

Il sistema di sensori tattili è progettato per l'analisi della pressione e del tocco. I suoi recettori sono terminazioni nervose libere e formazioni complesse (corpi di Meissner, corpi di Pacchini), in cui le terminazioni nervose sono racchiuse in una speciale capsula. Si trovano negli strati superiore e inferiore della pelle, nei vasi della pelle, alla base dei capelli. Soprattutto ce ne sono molti sulle dita delle mani e dei piedi, sui palmi, sulle piante dei piedi, sulle labbra. Questi sono meccanorecettori che rispondono allo stiramento, alla pressione e alle vibrazioni. Il recettore più sensibile è il corpo di Paccini. che provoca una sensazione tattile quando la capsula viene spostata di soli 0,0001 mm. Più grande è il corpo di Paccini, più spessi e veloci ne partono i nervi afferenti. Conducono brevi raffiche (durata 0,005 s), informando sull'inizio e la fine dell'azione di uno stimolo meccanico. Il percorso delle informazioni tattili è il seguente: recettore - 1° neurone nei nodi spinali - 2° neurone nel midollo spinale o midollo allungato 3° neurone nel diencefalo (talamo) 4° neurone nel giro centrale posteriore della corteccia cerebrale (zona somatosensoriale primaria ).

La ricezione della temperatura è effettuata da recettori freddi (palloni di Krause) e termici (corpi di Ruffini, Golgi-Mazzoni). Ad una temperatura cutanea di 31-37°C, questi recettori sono quasi inattivi. Al di sotto di questo limite i recettori del freddo si attivano in proporzione alla diminuzione della temperatura, poi la loro attività diminuisce e si ferma completamente a +12°C. A temperature superiori a 37°C si attivano i recettori termici, che raggiungono la loro massima attività a +43°C, per poi smettere bruscamente di rispondere.

La ricezione del dolore, secondo la maggior parte degli esperti, non ha formazioni percettive speciali. Gli stimoli dolorosi sono percepiti dalle terminazioni nervose libere e si verificano anche con forti stimoli termici e meccanici nei corrispondenti termo- e meccanorecettori.

Gli stimoli termici e dolorosi vengono trasmessi al midollo spinale, da qui al diencefalo e alla corteccia somatosensoriale.

Sistema sensoriale viscerocettivo (interorecettivo).

Negli organi interni ci sono molti recettori che percepiscono la pressione - barocettori vascolari, tratto intestinale e altri, cambiamenti nella chimica dell'ambiente interno - chemocettori, la sua temperatura - termorecettori, pressione osmotica, stimoli dolorosi. Con il loro aiuto, la costanza di varie costanti dell'ambiente interno (mantenimento dell'omeostasi) è regolata da un modo riflesso incondizionato, il sistema nervoso centrale viene informato sui cambiamenti negli organi interni. Le informazioni dagli interorecettori attraverso i nervi vago, celiaco e pelvico entrano nel diencefalo e quindi nelle aree frontali e in altre aree della corteccia cerebrale. L'attività di questo sistema non è praticamente realizzata, è scarsamente localizzata, tuttavia, con forti irritazioni, è ben sentita. È coinvolto nella formazione di sensazioni complesse sete, fame, ecc.

Sistemi sensoriali olfattivi e gustativi

I sistemi sensoriali olfattivo e gustativo sono tra i sistemi più antichi. Sono progettati per percepire e analizzare gli stimoli chimici provenienti dall'ambiente esterno. I chemocettori olfattivi si trovano nell'epitelio olfattivo delle vie nasali superiori. Queste sono cellule ciliate bipolari che trasmettono informazioni attraverso l'osso etmoide del cranio alle cellule del bulbo olfattivo del cervello e oltre tratto olfattivo alle zone olfattive della corteccia (l'uncino del cavalluccio marino, il giro dell'ippocampo e altri). Diversi recettori rispondono selettivamente a diverse molecole di sostanze odorose, essendo eccitati solo da quelle molecole che sono una copia speculare della superficie del recettore. Percepiscono odori eterei, di canfora, di menta, muschiati e altri, e la loro sensibilità a certe sostanze è insolitamente alta.

I chemocettori del gusto sono papille gustative situate nell'epitelio della lingua, della faringe posteriore e del palato molle. Nei bambini, il loro numero è maggiore e diminuisce con l'età. I microvilli delle cellule recettrici sporgono dal bulbo alla superficie della lingua e reagiscono alle sostanze disciolte nell'acqua. I loro segnali arrivano attraverso le fibre dei nervi facciali e glossofaringei (midollo allungato) al talamo e poi alla corteccia somatosensoriale. Recettori parti differenti Ci sono quattro sapori principali nella lingua: amaro (parte posteriore della lingua), acido (bordi della lingua), dolce (parte anteriore della lingua) e salato (parte anteriore e bordi della lingua). Non esiste una stretta corrispondenza tra le sensazioni gustative e la struttura chimica di una sostanza, poiché le sensazioni gustative possono cambiare durante la malattia, la gravidanza, gli effetti riflessi condizionati, i cambiamenti dell'appetito. L'olfatto, il tatto, il dolore e la sensibilità alla temperatura sono coinvolti nella formazione delle sensazioni gustative. Le informazioni dal sistema sensoriale del gusto vengono utilizzate per organizzare comportamento alimentare associato all'acquisizione, alla scelta, alla preferenza o al rifiuto del cibo, alla formazione di un senso di fame, sazietà.

Elaborazione, interazione e significato delle informazioni sensoriali

Le informazioni sensoriali vengono trasmesse dai recettori alle parti superiori del cervello lungo due percorsi principali del sistema nervoso: specifici e non specifici. Percorsi specifici costituiscono uno dei tre principali blocchi funzionali del cervello: un blocco per la ricezione, l'elaborazione e l'archiviazione delle informazioni. Questi sono i classici percorsi afferenti del sistema visivo, uditivo, motorio e altri sistemi sensoriali. All'elaborazione di queste informazioni partecipa anche un sistema cerebrale aspecifico, che non ha connessioni dirette con i recettori periferici, ma riceve gli impulsi tramite collaterali da tutti i sistemi specifici in ascensione e ne assicura l'ampia interazione.

Elaborazione delle informazioni sensoriali nei reparti del conduttore

L'analisi delle irritazioni ricevute avviene in tutti i reparti dei sistemi sensoriali. La forma più semplice di analisi viene effettuata a seguito della selezione da parte di recettori specializzati di stimoli di varie modalità (luce, suono, ecc.) Da tutti gli impatti che cadono sul corpo. In questo caso, in un sistema sensoriale, è già possibile una selezione più dettagliata delle caratteristiche del segnale (discriminazione del colore da parte dei fotorecettori a cono, ecc.).

Una caratteristica importante nel lavoro del dipartimento conduttore dei sistemi sensoriali è l'ulteriore elaborazione delle informazioni afferenti, che consiste, da un lato, nell'analisi continua delle proprietà dello stimolo e, dall'altro, nei processi di la loro sintesi, nella generalizzazione delle informazioni ricevute. Man mano che gli impulsi afferenti vengono trasmessi a livelli superiori di sistemi sensoriali, il numero di cellule nervose, che rispondono a segnali afferenti più complessi dei semplici conduttori. Ad esempio, a livello del mesencefalo nei centri visivi sottocorticali ci sono neuroni che rispondono a vari gradi di illuminazione e rilevano il movimento, nei centri uditivi sottocorticali ci sono neuroni che estraggono informazioni sull'altezza e sulla localizzazione del suono, l'attività di questi neuroni sono alla base del riflesso orientativo verso stimoli inaspettati.

A causa delle numerose ramificazioni delle vie afferenti a livello del midollo spinale e dei centri sottocorticali, sono assicurate molteplici interazioni di impulsi afferenti all'interno di un sistema sensoriale, nonché interazioni tra diversi sistemi sensoriali (in particolare, interazioni estremamente estese del sistema vestibolare si può notare un sistema sensoriale con molti percorsi ascendenti e discendenti). Opportunità particolarmente ampie per l'interazione di vari segnali si creano nel sistema non specifico del cervello, dove impulsi di varia origine (da 30.000 neuroni) e da diversi recettori del corpo possono convergere (convergere) allo stesso neurone. Di conseguenza, il sistema non specifico svolge un ruolo importante nei processi di integrazione delle funzioni nel corpo.

Entrando nei livelli superiori del sistema nervoso, la sfera di segnalazione proveniente da un recettore si espande. Ad esempio, nel sistema visivo, i segnali di un recettore sono collegati (attraverso un sistema di cellule nervose retiniche aggiuntive - orizzontali, ecc.) Con dozzine di cellule gangliari e possono, in linea di principio, trasmettere informazioni a qualsiasi neurone corticale del visivo corteccia. D'altra parte, man mano che i segnali vengono trasmessi, le informazioni vengono compresse. Ad esempio, una cellula gangliare retinica combina informazioni provenienti da centinaia di cellule bipolari e decine di migliaia di recettori, ovvero tali informazioni entrano nei nervi ottici dopo un'elaborazione significativa, in forma abbreviata.

Una caratteristica essenziale dell'attività del dipartimento conduttore dei sistemi sensoriali è la trasmissione senza distorsione di informazioni specifiche dai recettori alla corteccia cerebrale. Un gran numero di canali paralleli (900.000 fibre nel nervo ottico, 30.000 fibre nel nervo uditivo) aiuta a preservare le specificità del messaggio trasmesso e i processi di inibizione laterale (laterale) isolano questi messaggi dalle cellule e dai percorsi vicini.

Uno degli aspetti più importanti dell'elaborazione delle informazioni afferenti è la selezione dei segnali più significativi, effettuata da influenze ascendenti e discendenti a vari livelli dei sistemi sensoriali. Questa selezione coinvolge anche la parte aspecifica del sistema nervoso ( sistema limbico, formazione reticolare). Attivando o inibendo molti neuroni centrali, contribuisce alla selezione delle informazioni più significative per l'organismo. Contrariamente alle vaste influenze della parte mesencefalica della formazione reticolare, gli impulsi provenienti dai nuclei aspecifici del talamo influenzano solo aree limitate della corteccia cerebrale. Un aumento così selettivo dell'attività di una piccola area della corteccia è importante per organizzare l'atto di attenzione, evidenziando i messaggi più importanti al momento sullo sfondo afferente generale.

Elaborazione delle informazioni a livello corticale

Nella corteccia cerebrale, la complessità dell'elaborazione delle informazioni aumenta dai campi primari ai suoi campi secondari e terziari. Quindi, le cellule semplici dei campi primari della corteccia visiva sono rivelatori di confini in bianco e nero di linee rette percepite da piccole aree della retina, mentre i neuroni complessi e supercomplessi dei campi visivi secondari rilevano la lunghezza delle linee, i loro angoli di inclinazione , vari contorni di figure, la direzione del movimento degli oggetti, ci sono celle che identificano volti familiari di persone, ecc.

I campi primari della corteccia effettuano l'analisi degli stimoli di una certa modalità provenienti da specifici recettori ad essi associati. Queste sono le cosiddette zone nucleari degli analizzatori. secondo I. P. Pavlov (visivo, uditivo, ecc.). La loro attività è alla base dell'emergere di sensazioni. I campi secondari che li circondano (la periferia degli analizzatori) ricevono i risultati dell'elaborazione delle informazioni dai campi primari e li trasformano in forme più complesse. Nei campi secondari si comprendono le informazioni ricevute, si riconosce, si forniscono i processi di percezione delle irritazioni di questa modalità. Dai campi secondari dei singoli sistemi sensoriali, le informazioni entrano nei campi terziari posteriori - le zone parietali inferiori associative, dove avviene l'integrazione di segnali di varie modalità, consentendo di creare un'immagine completa del mondo esterno con tutti i suoi odori, suoni , colori, ecc. Qui, sulla base di messaggi afferenti provenienti da diverse parti delle metà destra e sinistra del corpo, si formano rappresentazioni complesse di una persona, sullo schema dello spazio e sullo schema del corpo, che forniscono l'orientamento spaziale dei movimenti e preciso indirizzamento dei comandi motori ai vari muscoli scheletrici. Queste zone sono anche di particolare importanza nella memorizzazione delle informazioni ricevute. Sulla base dell'analisi e della sintesi delle informazioni elaborate nel campo terziario posteriore della corteccia, si formano tutti i campi terziari anteriori (regione frontale anteriore), gli obiettivi, gli obiettivi e i programmi del comportamento umano.

Una caratteristica importante dell'organizzazione corticale dei sistemi sensoriali è la rappresentazione schermo o somatotopica (lat. somaticus bodyly, topicus local) delle funzioni. I centri corticali sensibili dei campi primari della corteccia formano, per così dire, uno schermo che riflette la posizione dei recettori alla periferia, cioè qui ci sono proiezioni punto a punto. Quindi, nel giro centrale posteriore (campo sensibile generale) i neuroni del tatto, della temperatura e sensibilità cutanea presentato nello stesso ordine dei recettori sulla superficie del corpo, simile a una copia di un uomo (homunculus); nella corteccia visiva come uno schermo di recettori retinici; nella corteccia uditiva, in un certo ordine, neuroni che rispondono a un certo tono di suoni. Lo stesso principio di rappresentazione spaziale delle informazioni si osserva nei nuclei di commutazione del diencefalo, nella corteccia cerebellare, che facilita notevolmente l'interazione di varie parti del sistema nervoso centrale.

L'area della rappresentazione sensoriale corticale nelle sue dimensioni riflette il significato funzionale dell'una o dell'altra parte delle informazioni afferenti. Pertanto, a causa del significato speciale dell'analisi delle informazioni dai recettori cinestetici delle dita e dall'apparato di produzione del linguaggio nell'uomo, il territorio della loro rappresentazione corticale supera significativamente la rappresentazione sensoriale di altre parti del corpo. Allo stesso modo, per unità di area della fovea nella retina c'è quasi 500 volte più area della corteccia visiva rispetto alla stessa unità di area della periferia della retina.

I dipartimenti superiori del sistema nervoso centrale forniscono una ricerca attiva di informazioni sensoriali. Ciò si manifesta chiaramente nell'attività del sistema sensoriale visivo. Studi speciali sui movimenti oculari hanno dimostrato che lo sguardo non cattura tutti i punti nello spazio, ma solo le caratteristiche più informative che sono particolarmente importanti per risolvere qualsiasi problema in un dato momento. La funzione di ricerca degli occhi fa parte del comportamento attivo di una persona nell'ambiente esterno, la sua attività cosciente. È controllato dalle aree di analisi e integrazione superiori della corteccia: i lobi frontali, sotto il cui controllo esiste una percezione attiva del mondo esterno.

La corteccia cerebrale fornisce la più ampia interazione di vari sistemi sensoriali e la loro partecipazione all'organizzazione delle azioni motorie umane, anche nel processo della sua attività sportiva.

Il valore dell'attività dei sistemi sensoriali nello sport

L'efficacia dell'esecuzione di esercizi sportivi dipende in gran parte dai processi di percezione ed elaborazione delle informazioni sensoriali. Questi processi determinano sia l'organizzazione più razionale degli atti motori sia la perfezione del pensiero tattico dell'atleta. Una chiara percezione dello spazio e l'orientamento spaziale dei movimenti sono forniti dal funzionamento della ricezione visiva, uditiva, vestibolare, cinestetica. La stima degli intervalli di tempo e il controllo dei parametri temporali dei movimenti si basano su sensazioni propriocettive e uditive. Le irritazioni vestibolari durante giri, rotazioni, inclinazioni, ecc. influenzano notevolmente la coordinazione dei movimenti e la manifestazione qualità fisiche, specialmente con bassa stabilità dell'apparato vestibolare. La disattivazione sperimentale delle afferenze sensoriali individuali negli atleti (eseguendo movimenti in un collare speciale che esclude l'attivazione dei propriocettori cervicali; quando si utilizzano occhiali che coprono il campo visivo centrale o periferico) ha portato a una forte diminuzione dei voti per l'esercizio o al completa impossibilità della sua esecuzione. Al contrario, la comunicazione all'atleta di informazioni aggiuntive (particolarmente urgenti nel processo di movimento) ha contribuito a migliorare rapidamente le azioni tecniche. Sulla base dell'interazione dei sistemi sensoriali, gli atleti sviluppano rappresentazioni complesse che accompagnano le loro attività nello sport prescelto: la "sensazione" di ghiaccio, neve, acqua, ecc. Allo stesso tempo, in ogni sport ci sono i più importanti sistemi sensoriali guida, dall'attività di cui dipende in massima misura il successo delle prestazioni di un atleta.

Sistema di sensori (analizzatore)- chiamano la parte del sistema nervoso, costituita da elementi percettivi - recettori sensoriali, percorsi nervosi che trasmettono informazioni dai recettori al cervello e parti del cervello che elaborano e analizzano queste informazioni

Il sistema sensoriale comprende 3 parti

1. Recettori - organi di senso

2. Sezione conduttrice che collega i recettori con il cervello

3. Dipartimento della corteccia cerebrale, che percepisce ed elabora le informazioni.

Recettori- un collegamento periferico progettato per percepire gli stimoli dell'ambiente esterno o interno.

I sistemi sensoriali hanno piano generale strutture e sistemi sensoriali è caratterizzato

Stratificazione- la presenza di più strati di cellule nervose, il primo dei quali è associato ai recettori e l'ultimo ai neuroni nelle aree motorie della corteccia cerebrale. I neuroni sono specializzati per l'elaborazione di diversi tipi di informazioni sensoriali.

Multicanale- la presenza di molti canali paralleli per l'elaborazione e la trasmissione delle informazioni, che fornisce un'analisi dettagliata del segnale e una maggiore affidabilità.

Numero diverso di elementi negli strati adiacenti, che forma i cosiddetti "imbuti di sensori" (contrazione o espansione) Possono garantire l'eliminazione della ridondanza delle informazioni o, al contrario, un'analisi frazionata e complessa delle caratteristiche del segnale

Differenziazione del sistema sensoriale verticalmente e orizzontalmente. Per differenziazione verticale si intende la formazione di parti del sistema sensoriale, costituito da diversi strati neuronali (bulbi olfattivi, nuclei cocleari, corpi genicolati).

La differenziazione orizzontale rappresenta la presenza di diverse proprietà di recettori e neuroni all'interno dello stesso strato. Ad esempio, bastoncelli e coni nella retina dell'occhio elaborano le informazioni in modo diverso.

Il compito principale del sistema sensoriale è la percezione e l'analisi delle proprietà degli stimoli, sulla base delle quali sorgono sensazioni, percezioni e rappresentazioni. Ciò costituisce le forme del riflesso sensuale e soggettivo del mondo esterno.

Funzioni dei sistemi sensoriali

1. Rilevamento del segnale. Ogni sistema sensoriale nel processo di evoluzione si è adattato alla percezione di stimoli adeguati inerenti a questo sistema. Il sistema sensoriale, ad esempio l'occhio, può ricevere irritazioni diverse - adeguate e inadeguate (leggere o un colpo all'occhio). I sistemi sensoriali percepiscono la forza: l'occhio percepisce 1 fotone di luce (10 V -18 W). Impatto sull'occhio (10 V -4 W). Corrente elettrica (10V-11W)
2. Segnali distintivi.
3. Trasmissione o conversione del segnale. Qualsiasi sistema sensoriale funziona come un trasduttore. Converte una forma di energia dello stimolo che agisce nell'energia dell'irritazione nervosa. Il sistema sensoriale non deve distorcere il segnale di stimolo.

• Può essere spaziale
• Trasformazioni temporali
• limitazione della ridondanza delle informazioni (inclusione di elementi inibitori che inibiscono i recettori vicini)
• Identificazione delle caratteristiche essenziali di un segnale

1. Codifica delle informazioni - sotto forma di impulsi nervosi
2. Rilevamento del segnale, ecc. e) evidenziare i segni di uno stimolo che ha un significato comportamentale
3. Fornire il riconoscimento delle immagini
4. Adattarsi agli stimoli
5. Interazione dei sistemi sensoriali, che formano lo schema del mondo circostante e allo stesso tempo ci permettono di correlarci con questo schema, per il nostro adattamento. Tutti gli organismi viventi non possono esistere senza la percezione delle informazioni dall'ambiente. Più accuratamente l'organismo riceve tali informazioni, maggiori saranno le sue possibilità nella lotta per l'esistenza.

I sistemi sensoriali sono in grado di rispondere a stimoli inappropriati. Se provi i terminali della batteria, provoca una sensazione di gusto: aspro, questa azione corrente elettrica. Una tale reazione del sistema sensoriale a stimoli adeguati e inadeguati ha sollevato la questione della fisiologia: quanto possiamo fidarci dei nostri sensi.

Johann Müller formulato nel 1840 la legge dell'energia specifica degli organi di senso.

La qualità delle sensazioni non dipende dalla natura dello stimolo, ma è determinata interamente dall'energia specifica insita nel sistema sensibile, che si sprigiona sotto l'azione dello stimolo.

Con questo approccio, possiamo solo sapere cosa è insito in noi stessi e non cosa c'è nel mondo che ci circonda. Studi successivi hanno dimostrato che le eccitazioni in qualsiasi sistema sensoriale sorgono sulla base di una fonte di energia: l'ATP.

L'allievo di Müller Helmholtz creato teoria dei simboli, secondo il quale considerava le sensazioni come simboli e oggetti del mondo circostante. La teoria dei simboli negava la possibilità di conoscere il mondo circostante.

Queste 2 direzioni erano chiamate idealismo fisiologico. Cos'è la sensazione? Il sentimento è un'immagine soggettiva del mondo oggettivo. I sentimenti sono immagini del mondo esterno. Esistono in noi e sono generati dall'azione delle cose sui nostri organi di senso. Per ognuno di noi, questa immagine sarà soggettiva, ad es. dipende dal grado del nostro sviluppo, esperienza e ogni persona percepisce gli oggetti e i fenomeni circostanti a modo suo. Saranno obiettivi, ad es. ciò significa che esistono indipendentemente dalla nostra coscienza. Poiché esiste una soggettività della percezione, come decidere chi percepisce più correttamente? Dove sarà la verità? Il criterio della verità è l'attività pratica. C'è una conoscenza graduale. Ad ogni fase, si ottengono nuove informazioni. Il bambino assaggia i giocattoli, li smonta nei dettagli. È sulla base di questa profonda esperienza che acquisiamo una conoscenza più profonda del mondo.

Classificazione dei recettori.

1. Primario e secondario. recettori primari rappresentano la terminazione del recettore, che è formata dal primissimo neurone sensibile (corpuscolo di Pacini, corpuscolo di Meissner, disco di Merkel, corpuscolo di Ruffini). Questo neurone si trova dentro ganglio spinale. Recettori secondari percepire informazioni. A causa di cellule nervose specializzate, che poi trasmettono l'eccitazione alla fibra nervosa. Cellule sensibili degli organi del gusto, dell'udito, dell'equilibrio.
2. Remoto e contatto. Alcuni recettori percepiscono l'eccitazione con contatto diretto - contatto, mentre altri possono percepire l'irritazione a una certa distanza - distante
3. Esterorecettori, interorecettori. Esterecettori- percepiscono l'irritazione dall'ambiente esterno - vista, gusto, ecc., e provvedono all'adattamento all'ambiente. Interocettori- recettori degli organi interni. Riflettono lo stato degli organi interni e l'ambiente interno del corpo.
4. Somatico: superficiale e profondo. Superficiale - pelle, mucose. Profondo - recettori di muscoli, tendini, articolazioni
5. Viscerale
6. Recettori del SNC
7. Recettori sensoriali speciali: visivi, uditivi, vestibolari, olfattivi, gustativi

Dalla natura della percezione delle informazioni

1. Meccanocettori (pelle, muscoli, tendini, articolazioni, organi interni)
2. Termorecettori (pelle, ipotalamo)
3. Chemocettori (arco aortico, seno carotideo, midollo allungato, lingua, naso, ipotalamo)
4. Fotorecettore (occhio)
5. Recettori del dolore (nocicettivi) (pelle, organi interni, mucose)

Meccanismi di eccitazione dei recettori

Nel caso dei recettori primari, l'azione dello stimolo è percepita dalla terminazione del neurone sensitivo. Uno stimolo attivo può causare iperpolarizzazione o depolarizzazione della membrana superficiale dei recettori, principalmente a causa di cambiamenti nella permeabilità al sodio. Un aumento della permeabilità agli ioni sodio porta alla depolarizzazione della membrana e sulla membrana del recettore appare un potenziale recettore. Esiste finché lo stimolo agisce.

Potenziale del recettore non obbedisce alla legge "tutto o niente", la sua ampiezza dipende dalla forza dello stimolo. Non ha periodo refrattario. Ciò consente di riassumere i potenziali del recettore sotto l'azione di stimoli successivi. Si diffonde meleno, con estinzione. Quando il potenziale del recettore raggiunge una soglia critica, innesca un potenziale d'azione nel nodo più vicino di Ranvier. Nell'intercettazione di Ranvier sorge un potenziale d'azione che obbedisce alla legge "tutto o niente", questo potenziale si propagherà.

Nel recettore secondario l'azione dello stimolo è percepita dalla cellula recettrice. In questa cellula sorge un potenziale recettore, che comporterà il rilascio di un mediatore dalla cellula nella sinapsi, che agisce sulla membrana postsinaptica della fibra sensibile e l'interazione del mediatore con i recettori porta alla formazione di un altro, potenziale locale, che si chiama Generatore. È identico nelle sue proprietà al recettore. La sua ampiezza è determinata dalla quantità di mediatore rilasciato. Mediatori - acetilcolina, glutammato.

I potenziali d'azione si verificano periodicamente, tk. sono caratterizzati da un periodo di refrattarietà, quando la membrana perde la proprietà di eccitabilità. I potenziali d'azione sorgono in modo discreto e il recettore nel sistema sensoriale funziona come un convertitore da analogico a discreto. Nei recettori si osserva un adattamento: adattamento all'azione degli stimoli. Alcuni si adattano rapidamente e altri si adattano lentamente. Con l'adattamento, l'ampiezza del potenziale del recettore e il numero di impulsi nervosi che percorrono la fibra sensibile diminuiscono. I recettori codificano le informazioni. È possibile dalla frequenza dei potenziali, dal raggruppamento degli impulsi in raffiche separate e dagli intervalli tra le raffiche. La codifica è possibile in base al numero di recettori attivati ​​nel campo ricettivo.

Soglia dell'irritazione e soglia del divertimento.

Soglia di irritazione- la forza minima dello stimolo che provoca una sensazione.

Intrattenimento di soglia- la forza minima di cambiamento nello stimolo, alla quale sorge una nuova sensazione.

Le cellule ciliate sono eccitate quando i peli vengono spostati da 10 a -11 metri - 0,1 amstrem.

Nel 1934 Weber formulò una legge che stabilisce una relazione tra la forza iniziale dell'irritazione e l'intensità della sensazione. Ha mostrato che il cambiamento nella forza dello stimolo è un valore costante

∆I / Io = K Io=50 ∆I=52.11 Io=100 ∆I=104.2

Fechner ha stabilito che la sensazione è direttamente proporzionale al logaritmo dell'irritazione.

S=a*logR+b S-sensazione R- irritazione

S \u003d KI in A grado I - la forza dell'irritazione, K e A - costanti

Per i recettori tattili S=9,4*I d 0,52

I sistemi sensoriali hanno recettori per l'autoregolazione della sensibilità del recettore.

Influenza del sistema simpatico - sistema simpatico aumenta la sensibilità dei recettori all'azione degli stimoli. Questo è utile in una situazione di pericolo. Aumenta l'eccitabilità dei recettori - la formazione reticolare. Fibre efferenti sono state trovate nella composizione dei nervi sensoriali, che possono modificare la sensibilità dei recettori. Ci sono tali fibre nervose nell'organo uditivo.

Sistema uditivo sensoriale

Per la maggior parte delle persone che vivono in una fermata moderna, l'udito diminuisce progressivamente. Questo accade con l'età. Ciò è facilitato dall'inquinamento da suoni ambientali: veicoli, discoteche, ecc. I cambiamenti nell'apparecchio acustico diventano irreversibili. Le orecchie umane contengono 2 organi sensibili. Udito ed equilibrio. Le onde sonore si propagano sotto forma di compressioni e rarefazioni nei mezzi elastici e la propagazione dei suoni nei mezzi densi è migliore che nei gas. Il suono ne ha 3 proprietà importanti- tono o frequenza, potenza, o intensità e timbro. Il tono del suono dipende dalla frequenza delle vibrazioni e l'orecchio umano percepisce con una frequenza da 16 a 20.000 Hz. Con la massima sensibilità da 1000 a 4000 Hz.

La frequenza principale del suono della laringe di un uomo è di 100 Hz. Donne - 150 Hz. Quando si parla, compaiono ulteriori suoni ad alta frequenza sotto forma di sibili, fischi, che scompaiono quando si parla al telefono e questo rende il discorso più chiaro.

La potenza sonora è determinata dall'ampiezza delle vibrazioni. La potenza sonora è espressa in dB. La potenza è una relazione logaritmica. Discorso sussurrato - 30 dB, parlato normale - 60-70 dB. Il suono del trasporto - 80, il rumore del motore dell'aeromobile - 160. La potenza sonora di 120 dB provoca disagio e 140 provoca dolore.

Il timbro è determinato dalle vibrazioni secondarie onde sonore. Vibrazioni ordinate: crea suoni musicali. Le vibrazioni casuali causano solo rumore. La stessa nota suona in modo diverso su strumenti diversi a causa di diverse vibrazioni aggiuntive.

L'orecchio umano ha 3 parti: orecchio esterno, medio e interno. L'orecchio esterno è rappresentato dal padiglione auricolare, che funge da imbuto per la cattura del suono. L'orecchio umano capta i suoni in modo meno perfetto di quello di un coniglio, un cavallo che può controllare le sue orecchie. Alla base del padiglione auricolare si trova la cartilagine, ad eccezione del lobo dell'orecchio. La cartilagine dà elasticità e forma all'orecchio. Se la cartilagine è danneggiata, viene ripristinata crescendo. Il canale uditivo esterno è a forma di S - verso l'interno, in avanti e verso il basso, lunghezza 2,5 cm Il meato uditivo è ricoperto di pelle con bassa sensibilità della parte esterna e alta sensibilità della parte interna. Ci sono peli all'esterno del condotto uditivo che impediscono alle particelle di entrare nel condotto uditivo. Le ghiandole del condotto uditivo producono un lubrificante giallo che protegge anche il condotto uditivo. Alla fine del passaggio c'è la membrana timpanica, che è costituita da fibre fibrose ricoperte all'esterno di pelle e all'interno di muco. Il timpano separa l'orecchio medio dall'orecchio esterno. Fluttua con la frequenza del suono percepito.

L'orecchio medio è rappresentato dalla cavità timpanica, il cui volume è di circa 5-6 gocce d'acqua e la cavità timpanica è piena d'aria, rivestita da una membrana mucosa e contiene 3 ossicini uditivi: il martello, l'incudine e la staffa. l'orecchio medio comunica con il rinofaringe tramite la tromba di Eustachio. A riposo, il lume della tromba di Eustachio è chiuso, il che equalizza la pressione. I processi infiammatori che portano all'infiammazione di questo tubo provocano una sensazione di congestione. L'orecchio medio è separato dall'orecchio interno da un'apertura ovale e rotonda. Le vibrazioni della membrana timpanica vengono trasmesse attraverso il sistema di leve dalla staffa alla finestra ovale, e l'orecchio esterno trasmette i suoni per via aerea.

C'è una differenza nell'area della membrana timpanica e della finestra ovale (l'area della membrana timpanica è di 70 mm quadrati e quella della finestra ovale è di 3,2 mm quadrati). Quando le vibrazioni vengono trasmesse dalla membrana alla finestra ovale, l'ampiezza diminuisce e la forza delle vibrazioni aumenta di 20-22 volte. A frequenze fino a 3000 Hz, il 60% di E viene trasmesso all'orecchio interno. Nell'orecchio medio ci sono 2 muscoli che cambiano le vibrazioni: il muscolo tensore della membrana timpanica (attaccato alla parte centrale della membrana timpanica e all'impugnatura del martello) - con un aumento della forza di contrazione, l'ampiezza diminuisce; muscolo della staffa - le sue contrazioni limitano il movimento della staffa. Questi muscoli prevengono lesioni al timpano. Oltre alla trasmissione aerea dei suoni, esiste anche la trasmissione ossea, ma questa potenza sonora non è in grado di provocare vibrazioni delle ossa del cranio.

dentro l'orecchio

l'orecchio interno è un labirinto di tubi ed estensioni interconnessi. L'organo dell'equilibrio si trova nell'orecchio interno. Il labirinto ha una base ossea, e all'interno c'è un labirinto membranoso e c'è un'endolinfa. La coclea appartiene alla parte uditiva, forma 2,5 giri asse centrale ed è suddiviso in 3 scale: vestibolare, timpanica e membranosa. Il canale vestibolare inizia con la membrana della finestra ovale e termina con una finestra rotonda. All'apice della coclea, questi 2 canali comunicano con un elicocrema. Ed entrambi questi canali sono pieni di perilinfa. L'organo di Corti si trova nel canale membranoso medio. La membrana principale è costituita da fibre elastiche che partono dalla base (0,04 mm) e raggiungono la sommità (0,5 mm). Verso l'alto, la densità delle fibre diminuisce di 500 volte. L'organo di Corti si trova sulla membrana principale. È costruito da 20-25 mila speciali cellule ciliate situate su cellule di supporto. Le cellule ciliate giacciono in 3-4 file (fila esterna) e in una fila (interna). Nella parte superiore delle cellule ciliate ci sono stereocili o cinocili, i più grandi stereocili. Le fibre sensoriali dell'ottavo paio di nervi cranici del ganglio spirale si avvicinano alle cellule ciliate. Allo stesso tempo, il 90% delle fibre sensibili isolate finisce sulle cellule ciliate interne. Fino a 10 fibre convergono per cellula ciliata interna. E nella composizione delle fibre nervose ci sono anche efferenti (fascio oliva-cocleare). Formano sinapsi inibitorie sulle fibre sensoriali del ganglio spirale e innervano le cellule ciliate esterne. L'irritazione dell'organo di Corti è associata alla trasmissione delle vibrazioni delle ossa alla finestra ovale. Le vibrazioni a bassa frequenza si propagano dalla finestra ovale alla parte superiore della coclea (è coinvolta l'intera membrana principale) A basse frequenze si osserva l'eccitazione delle cellule ciliate che si trovano sulla parte superiore della coclea. Bekashi ha studiato la propagazione delle onde in una coclea. Scoprì che all'aumentare della frequenza veniva aspirata una colonna di liquido più piccola. I suoni ad alta frequenza non possono coinvolgere l'intera colonna fluida, quindi maggiore è la frequenza, minore è la fluttuazione del perilinfa. Le oscillazioni della membrana principale possono verificarsi durante la trasmissione dei suoni attraverso il canale membranoso. Quando la membrana principale oscilla, le cellule ciliate si muovono verso l'alto, il che provoca la depolarizzazione, e se verso il basso, i peli deviano verso l'interno, il che porta all'iperpolarizzazione delle cellule. Quando le cellule ciliate si depolarizzano, i canali Ca si aprono e Ca promuove un potenziale d'azione che trasporta informazioni sul suono. Le cellule uditive esterne hanno un'innervazione efferente e la trasmissione dell'eccitazione avviene con l'aiuto della cenere sulle cellule ciliate esterne. Queste cellule possono cambiare la loro lunghezza: si accorciano durante l'iperpolarizzazione e si allungano durante la polarizzazione. La modifica della lunghezza delle cellule ciliate esterne influisce sul processo oscillatorio, che migliora la percezione del suono da parte delle cellule ciliate interne. Il cambiamento nel potenziale delle cellule ciliate è associato alla composizione ionica dell'endo e della perilinfa. La perilinfa assomiglia al liquido cerebrospinale e l'endolinfa ha un'alta concentrazione di K (150 mmol). Pertanto, l'endolinfa acquista una carica positiva verso la perilinfa (+80mV). Le cellule ciliate contengono molto K; hanno un potenziale di membrana e sono caricati negativamente all'interno e positivi all'esterno (MP = -70mV), e la differenza di potenziale rende possibile al K di penetrare dall'endolinfa nelle cellule ciliate. La modifica della posizione di un capello apre 200-300 canali K e si verifica la depolarizzazione. La chiusura è accompagnata da iperpolarizzazione. Nell'organo di Corti, la codifica della frequenza avviene a causa dell'eccitazione di diverse parti della membrana principale. Allo stesso tempo, è stato dimostrato che i suoni a bassa frequenza possono essere codificati dallo stesso numero di impulsi nervosi del suono. Tale codifica è possibile con la percezione del suono fino a 500 Hz. La codifica delle informazioni sonore si ottiene aumentando il numero di raffiche di fibre per un suono più intenso e grazie al numero di fibre nervose attivate. Le fibre sensoriali del ganglio spirale terminano nei nuclei dorsale e ventrale della coclea del midollo allungato. Da questi nuclei il segnale entra nei nuclei olivastri sia del proprio che del lato opposto. Dai suoi neuroni partono percorsi ascendenti come parte dell'ansa laterale che si avvicinano al collicolo inferiore della quadrigemina e al corpo genicolato mediale del talamo ottico. Da quest'ultimo il segnale va al giro temporale superiore (giro di Geshl). Corrisponde ai campi 41 e 42 (zona primaria) e al campo 22 (zona secondaria). Nel SNC esiste un'organizzazione topotonica dei neuroni, cioè i suoni vengono percepiti con frequenze diverse e intensità diverse. Il centro corticale è importante per la percezione, la sequenza sonora e la localizzazione spaziale. Con la sconfitta del 22° campo viene violata la definizione delle parole (opposizione ricettiva).

I nuclei dell'oliva superiore sono divisi in parti mediali e laterali. E i nuclei laterali determinano l'intensità disuguale dei suoni che arrivano a entrambe le orecchie. Il nucleo mediale dell'olivo superiore capta differenze temporali nell'arrivo dei segnali sonori. Si è scoperto che i segnali provenienti da entrambe le orecchie entrano in diversi sistemi dendritici dello stesso neurone percipiente. La compromissione dell'udito può manifestarsi con un ronzio nelle orecchie quando l'orecchio interno o il nervo uditivo è irritato e due tipi di sordità: conduttiva e nervosa. Il primo è associato a lesioni dell'orecchio esterno e medio (tappo di cera), il secondo è associato a difetti dell'orecchio interno e lesioni del nervo uditivo. Le persone anziane perdono la capacità di percepire le voci acute. A causa delle due orecchie, è possibile determinare la localizzazione spaziale del suono. Ciò è possibile se il suono devia dalla posizione centrale di 3 gradi. Quando si percepiscono i suoni, è possibile sviluppare un adattamento dovuto alla formazione reticolare e alle fibre efferenti (agendo sulle cellule ciliate esterne.

sistema visivo.

La visione è un processo multi-collegamento che inizia con la proiezione di un'immagine sulla retina dell'occhio, poi c'è l'eccitazione dei fotorecettori, la trasmissione e la trasformazione negli strati neurali del sistema visivo e termina con la decisione della corticale superiore sezioni sull'immagine visiva.

La struttura e le funzioni dell'apparato ottico dell'occhio. L'occhio ha una forma sferica, che è importante per girare l'occhio. La luce passa attraverso diversi mezzi trasparenti: la cornea, il cristallino e il corpo vitreo, che hanno determinati poteri di rifrazione, espressi in diottrie. La diottria è uguale al potere di rifrazione di una lente con una lunghezza focale di 100 cm Il potere di rifrazione dell'occhio durante la visualizzazione di oggetti distanti è 59D, quelli vicini è 70,5D. Sulla retina si forma un'immagine invertita.

Alloggio- adattamento dell'occhio a una visione nitida di oggetti a diverse distanze. L'obiettivo svolge un ruolo importante nell'accomodazione. Quando si considerano oggetti vicini, i muscoli ciliari si contraggono, il legamento di zinn si rilassa, il cristallino diventa più convesso a causa della sua elasticità. Quando si considerano quelli distanti, i muscoli sono rilassati, i legamenti sono allungati e allungano il cristallino, rendendolo più appiattito. I muscoli ciliari sono innervati dalle fibre parasimpatiche del nervo oculomotore. Normalmente il punto più lontano di visione nitida è all'infinito, il più vicino è a 10 cm dall'occhio. Il cristallino perde elasticità con l'età, quindi il punto più vicino di visione chiara si allontana e si sviluppa l'ipermetropia senile.

Anomalie di rifrazione dell'occhio.

Miopia (miopia). Se l'asse longitudinale dell'occhio è troppo lungo o il potere di rifrazione del cristallino aumenta, l'immagine viene messa a fuoco davanti alla retina. La persona non vede bene. Sono prescritti occhiali con lenti concave.

Ipermetropia (ipermetropia). Si sviluppa con una diminuzione dei mezzi di rifrazione dell'occhio o con un accorciamento dell'asse longitudinale dell'occhio. Di conseguenza, l'immagine è focalizzata dietro la retina e la persona ha difficoltà a vedere gli oggetti vicini. Sono prescritti occhiali con lenti convesse.

L'astigmatismo è la rifrazione irregolare dei raggi in diverse direzioni, a causa della superficie non strettamente sferica della cornea. Sono compensati da bicchieri con una superficie che si avvicina a quella cilindrica.

Allievo e riflesso pupillare. La pupilla è il foro al centro dell'iride attraverso il quale i raggi luminosi passano nell'occhio. La pupilla migliora la nitidezza dell'immagine sulla retina aumentando la profondità di campo dell'occhio ed eliminando l'aberrazione sferica. Se copri l'occhio dalla luce e poi lo apri, la pupilla si restringe rapidamente: il riflesso pupillare. In piena luce, la dimensione è di 1,8 mm, con una media - 2,4, al buio - 7,5. L'ingrandimento si traduce in una qualità dell'immagine inferiore, ma aumenta la sensibilità. Il riflesso ha un valore adattativo. La pupilla simpatica si dilata, la pupilla parasimpatica si restringe. Nelle persone sane, la dimensione di entrambe le pupille è la stessa.

Struttura e funzioni della retina. La retina è la membrana interna sensibile alla luce dell'occhio. Strati:

Pigmentario: una fila di cellule epiteliali di processo di colore nero. Funzioni: schermatura (previene la dispersione e il riflesso della luce, aumentando la chiarezza), rigenerazione del pigmento visivo, fagocitosi di frammenti di bastoncelli e coni, nutrizione dei fotorecettori. Il contatto tra i recettori e lo strato di pigmento è debole, quindi è qui che si verifica il distacco della retina.

Fotorecettori. I palloni sono responsabili di visione dei colori, ce ne sono 6-7 milioni, bastoncini per il crepuscolo, ce ne sono 110-123 milioni, si trovano in modo non uniforme. Nella fovea centrale - solo boccette, qui - la massima acuità visiva. I bastoncini sono più sensibili delle boccette.

La struttura del fotorecettore. Consiste in una parte ricettiva esterna - il segmento esterno, con un pigmento visivo; gamba di collegamento; parte nucleare con terminazione presinaptica. La parte esterna è costituita da dischi: una struttura a due membrane. I segmenti outdoor sono costantemente aggiornati. Il terminale presinaptico contiene glutammato.

pigmenti visivi. In bastoncini - rodopsina con assorbimento nella regione di 500 nm. In boccette - iodopsina con assorbimenti di 420 nm (blu), 531 nm (verde), 558 (rosso). La molecola è costituita dalla proteina opsina e dalla parte cromofora - retinale. Solo l'isomero cis percepisce la luce.

Fisiologia della fotoricezione. Dopo l'assorbimento di un quanto di luce, il cis-retinale si trasforma in trans-retinico. Ciò provoca cambiamenti spaziali nella parte proteica del pigmento. Il pigmento diventa incolore e si trasforma in metarodopsina II, che è in grado di interagire con la proteina transducina legata alla membrana. La transducina viene attivata e si lega al GTP, attivando la fosfodiesterasi. PDE distrugge cGMP. Di conseguenza, la concentrazione di cGMP diminuisce, il che porta alla chiusura dei canali ionici, mentre la concentrazione di sodio diminuisce, portando all'iperpolarizzazione e alla comparsa di un potenziale recettore che si diffonde in tutta la cellula fino al terminale presinaptico e provoca una diminuzione del rilascio di glutammato.

Ripristino dello stato oscuro iniziale del recettore. Quando la metarodopsina perde la sua capacità di interagire con la tranducina, viene attivata la guanilato ciclasi, che sintetizza il cGMP. La guanilato ciclasi viene attivata da una diminuzione della concentrazione di calcio espulso dalla cellula dalla proteina di scambio. Di conseguenza, la concentrazione di cGMP aumenta e si lega nuovamente al canale ionico, aprendolo. All'apertura, sodio e calcio entrano nella cellula, depolarizzando la membrana del recettore, trasformandola in uno stato oscuro, che accelera nuovamente il rilascio del mediatore.

neuroni retinici.

I fotorecettori sono collegati sinapticamente ai neuroni bipolari. Sotto l'azione della luce sul neurotrasmettitore, il rilascio del mediatore diminuisce, il che porta all'iperpolarizzazione del neurone bipolare. Dal segnale bipolare viene trasmesso al ganglio. Gli impulsi provenienti da molti fotorecettori convergono in un singolo neurone gangliare. L'interazione dei neuroni retinici vicini è fornita da cellule orizzontali e amacrine, i cui segnali modificano la trasmissione sinaptica tra recettori e bipolare (orizzontale) e tra bipolare e gangliare (amacrina). Le cellule amacrine svolgono l'inibizione laterale tra cellule gangliari adiacenti. Il sistema contiene anche fibre efferenti che agiscono sulle sinapsi tra cellule bipolari e gangliari, regolando l'eccitazione tra di loro.

Vie nervose.

Il primo neurone è bipolare.

2 ° - gangliare. I loro processi vanno come parte del nervo ottico, fanno una decussazione parziale (necessaria per fornire a ciascun emisfero informazioni da ciascun occhio) e vanno al cervello come parte del tratto ottico, entrando nel corpo genicolato laterale del talamo (3° neurone) . Dal talamo - alla zona di proiezione della corteccia, il 17 ° campo. Ecco il 4° neurone.

funzioni visive.

Sensibilità assoluta. Per la comparsa di una sensazione visiva, è necessario che lo stimolo luminoso abbia un'energia minima (di soglia). Il bastoncino può essere eccitato da un quanto di luce. Bastoncini e flaconi differiscono poco nell'eccitabilità, ma il numero di recettori che inviano segnali a una cellula gangliare è diverso al centro e alla periferia.

Adattamento visivo.

Adattamento del sistema sensoriale visivo a condizioni di illuminazione intensa - adattamento alla luce. Il fenomeno inverso è l'adattamento al buio. L'aumento della sensibilità al buio è graduale, dovuto al ripristino scuro dei pigmenti visivi. In primo luogo, i palloni di iodopsina vengono ricostituiti. Ha scarso effetto sulla sensibilità. Quindi viene ripristinata la rodopsina dei bastoncini, che aumenta notevolmente la sensibilità. Per l'adattamento sono importanti anche i processi di modifica delle connessioni tra gli elementi retinici: indebolimento dell'inibizione orizzontale, che porta ad un aumento del numero di cellule, inviando segnali al neurone gangliare. Anche l'influenza del sistema nervoso centrale gioca un ruolo. Quando illumina un occhio, abbassa la sensibilità dell'altro.

Sensibilità visiva differenziale. Secondo la legge di Weber, una persona distinguerà una differenza di illuminazione se è più forte dell'1-1,5%.

Luminosità Contrasto si verifica a causa della mutua inibizione laterale dei neuroni ottici. striscia grigia su uno sfondo chiaro, appare più scuro del grigio su uno scuro, poiché le cellule eccitate da uno sfondo chiaro inibiscono le cellule eccitate da una striscia grigia.

Brillantezza accecante della luce. Una luce troppo intensa provoca una spiacevole sensazione di accecamento. Il limite superiore della luminosità accecante dipende dall'adattamento dell'occhio. Più lungo è stato l'adattamento al buio, minore è la luminosità che provoca abbagliamento.

Inerzia della visione. La sensazione visiva appare e scompare immediatamente. Dall'irritazione alla percezione, passano 0,03-0,1 s. Gli stimoli che si susseguono rapidamente si fondono in un'unica sensazione. La frequenza minima di ripetizione degli stimoli luminosi, alla quale avviene la fusione delle singole sensazioni, è chiamata frequenza critica della fusione dello sfarfallio. Questo è ciò su cui si basa il cinema. Le sensazioni che continuano dopo la cessazione dell'irritazione sono immagini sequenziali (l'immagine di una lampada nell'oscurità dopo che è stata spenta).

Visione a colori.

L'intero spettro visibile dal viola (400nm) al rosso (700nm).

Teorie. Teoria a tre componenti di Helmholtz. Sensazione di colore fornita da tre tipi di lampadine sensibili a una parte dello spettro (rosso, verde o blu).

La teoria di Goering. I flaconi contengono sostanze sensibili alla radiazione bianco-nera, rosso-verde e giallo-blu.

Immagini a colori coerenti. Se guardi un oggetto dipinto e poi uno sfondo bianco, lo sfondo acquisirà un colore aggiuntivo. Il motivo è l'adattamento del colore.

Daltonismo. Il daltonismo è un disturbo in cui è impossibile distinguere i colori. Con la protanopia, il colore rosso non si distingue. Con deuteranopia - verde. Con tritanopia - blu. Diagnosticato da tabelle policromatiche.

Una completa perdita della percezione del colore è l'acromasia, in cui tutto è visto nei toni del grigio.

Percezione dello spazio.

Acuità visiva- la massima capacità dell'occhio di distinguere i singoli dettagli degli oggetti. L'occhio normale distingue tra due punti visti ad un angolo di 1 minuto. Massima nitidezza nella regione della macula. Determinato da tabelle speciali.

Tipi di sistemi sensoriali

In [Mf20] animali altamente sviluppati, in base alla presenza di recettori specializzati, si distinguono visivo, uditivo, vestibolare, olfattivo, gustativo, tattile e propriocettivo sistemi sensoriali, ciascuno dei quali comprende strutture specializzate dei principali dipartimenti del sistema nervoso centrale.

Rappresentanti di varie classi, ordini di animali ne hanno uno o due principali sistemi sensoriali , con l'aiuto del quale ricevono informazioni di base dall'ambiente esterno [B21] .

Tuttavia, come evolutivo sviluppo, il ruolo principale è assegnato ai sistemi visivo e uditivo. Questi analizzatori sono chiamati sistemi sensoriali avanzati .

Il loro ruolo principale si riflette nel loro design. I sistemi visivo e uditivo hanno:

1. la struttura più differenziata dell'apparato recettore,

2. un gran numero di strutture cerebrali riceve impulsi da input visivi e uditivi,

3. il maggior numero di campi corticali è occupato dall'elaborazione di informazioni acustiche e ottiche,

4. Nella struttura di questi sistemi si sviluppa la gestione del funzionamento delle loro singole strutture con l'ausilio di feedback.

5. I risultati del funzionamento di questi sistemi sensoriali sono realizzati nella massima misura.

Sviluppo secondo sistema di segnalazione nell'uomo è diventato possibile grazie al potente sviluppo delle formazioni neocorticali dei lobi frontali e parietotemporali, che ricevono informazioni visive, uditive e propriocettive già elaborate.

Il controllo del comportamento umano nell'ambiente con l'aiuto del secondo sistema di segnali determina il massimo sviluppo dei sistemi sensoriali progressivi.

Con lo sviluppo di sistemi sensoriali progressivi, c'è una soppressione dell'attività dei sistemi sensoriali più antichi: olfattivo, gustativo e vestibolare.

Schema generale della struttura dei sistemi sensoriali

IP Pavlov distinto 3 reparti di analisi :

1. periferica (insieme di recettori) ,

2. conduttivo (percorsi di eccitazione),

3. centrale (neuroni corticali che analizzano lo stimolo)

L'analizzatore inizia con i recettori e termina con i neuroni che sono collegati dai neuroni nelle aree motorie della corteccia cerebrale.

Non confondere gli analizzatori con archi riflessi. Gli analizzatori non hanno una parte effettrice.

I principali principi generali per la costruzione di sistemi sensoriali nei vertebrati superiori e nell'uomo sono:

1. stratificazione

2. multicanale

3. differenziazione elementi del sistema sensoriale

3.1. orizzontalmente

3.2. verticalmente

4. disponibilità imbuti sensoriali

4.1. affusolato

4.2. in espansione

Stratificazione sistema sensoriale - la presenza di diversi strati di cellule nervose tra i recettori e i neuroni delle aree motorie della corteccia cerebrale.

significato fisiologico stratificazione: questa proprietà consente al corpo di rispondere rapidamente a segnali semplici analizzati già ai primi livelli del sistema sensoriale.

Si stanno creando anche le condizioni per la regolazione selettiva delle proprietà degli strati neurali mediante influenze ascendenti provenienti da altre parti del cervello.

Multicanale sistema sensoriale - la presenza in ogni strato di molti (da decine di migliaia a milioni) di cellule nervose associate a molte cellule dello strato successivo, la presenza di molti canali paralleli elaborazione e trasmissione di informazioni.

significato fisiologico multicanale: fornisce al sistema di sensori affidabilità, precisione e dettaglio dell'analisi del segnale.

imbuti sensoriali. Un diverso numero di elementi in strati adiacenti forma "imbuti sensore". Quindi, nella retina umana ci sono 130 milioni di fotorecettori, e nello strato di cellule gangliari della retina ci sono 100 volte meno neuroni... " imbuto affusolato ».

Ai livelli successivi del sistema visivo, « imbuto in espansione»: il numero di neuroni nell'area di proiezione primaria della corteccia visiva è migliaia di volte maggiore di quello delle cellule gangliari retiniche.

Nell'udito e in una serie di altri sistemi sensoriali esiste un "imbuto in espansione" dai recettori alla corteccia cerebrale.

significato fisiologico L '"imbuto restringente" serve a ridurre la ridondanza delle informazioni e quello "a espansione" serve a fornire un'analisi frazionata e complessa delle varie caratteristiche del segnale;

Differenziazionesistema sensoriale verticalmente - differenza morfologica e funzionale tra diversi strati del sistema sensoriale [B22] .

Secondo Pokrovsky, la differenziazione verticale del sistema sensoriale consiste nella formazione di dipartimenti, ciascuno dei quali è costituito da diversi strati neurali. Pertanto, un dipartimento è una formazione morfofunzionale più grande di uno strato di neuroni. Ogni reparto (ad esempio bulbi olfattivi, nuclei cocleari dell'apparato uditivo o corpi genicolati) svolge una funzione specifica.

Differenziazionesistema sensoriale orizzontalmente - la differenza nelle proprietà morfologiche e fisiologiche di recettori, neuroni e connessioni tra loro all'interno di ciascuno degli strati.

Quindi, nell'analizzatore visivo ci sono due canali neurali paralleli che vanno dai fotorecettori alla corteccia cerebrale ed elaborano le informazioni provenienti dal centro e dalla periferia della retina in modi diversi.

Le principali funzioni (operazioni) del sistema di sensori:

1. rilevamento;

2. distinzione;

3. trasferimento e trasformazione;

4. codifica;

5. rilevamento delle caratteristiche;

6. riconoscimento del modello.

Il rilevamento e la discriminazione primaria dei segnali è fornita dai recettori e il rilevamento e il riconoscimento dei segnali - dai neuroni della corteccia cerebrale. La trasmissione, la trasformazione e la codifica dei segnali viene effettuata dai neuroni di tutti gli strati dei sistemi sensoriali.

Schemi generali delle funzioni dell'analizzatore.

Le idee sui sistemi di analisi sono sviluppate e confermate sperimentalmente da I.P. Pavlov. Ogni analizzatore è una specifica struttura anatomica localizzata - dalle formazioni dei recettori periferici alle zone di proiezione della corteccia cerebrale. Gli analizzatori svolgono la funzione di ricevere ed elaborare segnali dall'ambiente esterno e interno del corpo.

Il sistema sensoriale inserisce le informazioni nel cervello e le analizza.

Ogni analizzatore è sintonizzato su una specifica modalità di segnale e allo stesso tempo fornisce una descrizione di diverse caratteristiche degli stimoli percepiti. Quindi, evidenziando una certa area di oscillazioni elettromagnetiche, consente di differenziare la luminosità, il colore, la forma, la distanza e altre caratteristiche degli oggetti. Allo stesso tempo, l'analizzatore riflette le connessioni tra queste influenze elementari nello spazio e nel tempo.

A seconda del tipo di sensibilità, si distinguono analizzatori visivi, uditivi, olfattivi, gustativi, cutanei e motori. Nel processo di filogenesi, sotto l'influenza dell'ambiente, gli analizzatori si specializzarono e migliorarono attraverso la continua complicazione dei sistemi centrale e recettoriale.

L'introduzione del termine "analizzatore" da parte di I.P. Pavlov sottolinea che l'analisi degli stimoli che iniziano negli organi di senso e terminano nella corteccia cerebrale è un unico processo.

Principale principi generali per la costruzione di sistemi sensoriali i vertebrati superiori e gli esseri umani sono i seguenti:

1) stratificazione, cioè la presenza di più strati di cellule nervose, il primo dei quali è associato ai recettori e l'ultimo ai neuroni nelle aree motorie della corteccia cerebrale. Questa proprietà consente di specializzare gli strati neurali nell'elaborazione di diversi tipi di informazioni sensoriali, che consentono al corpo di rispondere rapidamente a segnali semplici analizzati già ai primi livelli del sistema sensoriale. Si creano anche le condizioni per la regolazione selettiva delle proprietà degli strati neurali mediante influenze ascendenti provenienti da altre parti del cervello;

2) sistema sensoriale multicanale, cioè la presenza in ogni strato di una moltitudine (da decine di migliaia a milioni) di cellule nervose associate a una moltitudine di cellule dello strato successivo;

3) un diverso numero di elementi negli strati vicini, che forma "imbuti sensoriali";

4) differenziazione del sistema sensoriale verticalmente e orizzontalmente. La differenziazione verticale consiste nella formazione di dipartimenti, ciascuno dei quali è costituito da diversi strati neurali. La differenziazione orizzontale consiste in diverse proprietà di recettori, neuroni e connessioni tra loro all'interno di ciascuno degli strati.

Funzioni di base del sistema di sensori

Il sistema sensoriale esegue le seguenti funzioni di base, o operazioni, con i segnali:

– rilevamento;

- distinzione;

– trasmissione e trasformazione;

– codifica;

– rilevamento dei segni;

- riconoscimento del modello.

Il rilevamento e la discriminazione primaria dei segnali è fornita dai recettori e il rilevamento e il riconoscimento dei segnali - dai neuroni della corteccia cerebrale. La trasmissione, la conversione e la codifica dei segnali viene effettuata da tutti gli strati dei sistemi sensoriali.

Rilevamento del segnale inizia nel recettore - una cellula specializzata, evolutivamente adattata alla percezione di uno stimolo di una certa modalità dall'ambiente esterno o interno e alla sua trasformazione da una forma fisica o chimica in una forma di eccitazione nervosa.

Segnali distintivi. Una caratteristica importante del sistema sensoriale è la capacità di notare differenze nelle proprietà di stimoli che agiscono simultaneamente o in sequenza. La discriminazione inizia nei recettori, ma i neuroni dell'intero sistema sensoriale sono coinvolti in questo processo. Caratterizza la minima differenza tra gli stimoli che il sistema sensoriale può percepire (differenziale, o differenza, soglia).

Trasmissione e conversione di segnali. I processi di trasformazione e trasmissione dei segnali nel sistema sensoriale trasmettono ai centri superiori del cervello le informazioni più importanti (essenziali) sullo stimolo in una forma conveniente per la sua analisi affidabile e rapida.

Codifica delle informazioni. La codifica è la trasformazione delle informazioni in una forma condizionale, un codice, eseguita secondo determinate regole.

Rilevamento del segnale- è selettivo Neurone sensoriale l'uno o l'altro segno di uno stimolo che ha un significato comportamentale. Tale analisi viene effettuata da neuroni rivelatori che rispondono selettivamente solo a determinati parametri dello stimolo.

Riconoscimento del modello rappresenta l'ultima e più complessa operazione del sistema sensoriale. Consiste nell'assegnare l'immagine a una o un'altra classe di oggetti che l'organismo ha incontrato in precedenza, cioè nella classificazione delle immagini. Sintetizzando i segnali dai neuroni rivelatori, la parte superiore del sistema sensoriale forma una "immagine" dello stimolo e la confronta con le numerose immagini memorizzate in . Il riconoscimento termina con una decisione su quale oggetto o situazione l'organismo ha incontrato. Di conseguenza, si verifica la percezione, cioè siamo consapevoli di quale volto vediamo davanti a noi, chi sentiamo, quale sentiamo.

Principi generali della struttura dei sistemi sensoriali. Il valore dei sistemi sensoriali nel lavoro del cervello.

Recettori, loro classificazione. proprietà del recettore.

Parti periferiche, conduttive e corticali del sistema sensoriale.

1. Principi generali della struttura dei sistemi sensoriali. Il valore dei sistemi sensoriali nel lavoro del cervello.

Un organismo vivente è un sistema aperto che scambia informazioni, energia e sostanze viventi con il mondo esterno.

Affinché il corpo umano possa esistere organicamente, ha bisogno di ricevere 2 tipi di informazioni.

1. Informazioni sullo stato interno del corpo (ambiente interno). È necessario per mantenere la costanza dell'ambiente interno o dell'omeostasi.

2.Informazioni sul mondo esterno, sui suoi cambiamenti. È necessario per l'adattamento (adattamento) del corpo a qualsiasi condizione di esistenza.

Il corpo riceve tutte queste informazioni dai sistemi sensoriali che le percepiscono. Senza l'attività dei sistemi sensoriali, il normale funzionamento del cervello è impossibile. Ciò è dovuto al fatto che i sistemi sensoriali non solo formano determinate sensazioni, ma ricaricano anche la corteccia di energia, ad es. mantenere il suo tono ottimale. Con una diminuzione dell'afflusso di stimoli esterni al cervello, che sono di natura a lungo termine, uno stato nevrotico (depressione) può svilupparsi, al contrario, un eccesso di impressioni vivide, le sensazioni portano a un sovraccarico dell'attività cerebrale e ha un effetto negativo.

In fisiologia, ci sono diversi concetti che denotano gli organi di percezione. Questi includono:

1.Recettore.

2. Analizzatore.

3. Organi di senso.

4. Sistema sensoriale.

Tutti questi concetti designano essenzialmente sistemi percettivi, che differiscono l'uno dall'altro nella struttura e nell'ampiezza della funzione percettiva.

Il concetto più ristretto di questi è recettore- il dispositivo di percezione più primitivo.

Organo sensoriale

L'organo di senso è un dispositivo fisiologico per la percezione dei segnali e per la loro prima analisi. A differenza del recettore, ha funzioni di percezione più ampie. Oltre ai recettori, la composizione degli organi di senso comprende formazioni ausiliarie. Ad esempio, il bulbo oculare, include i recettori retinici, una formazione ausiliaria, che comprende il guscio e il nucleo interno del bulbo oculare. L'educazione ausiliaria serve a facilitare il lavoro dei recettori. L'organo di senso in alcuni sistemi sensoriali è una sezione periferica. Quindi per il sistema sensoriale visivo, la sezione periferica è il bulbo oculare, per il sistema sensoriale uditivo, la sezione periferica è rappresentata dall'orecchio.

Analizzatore

Il termine è stato introdotto da I.M. Sechenov e la dottrina degli analizzatori è stata creata da IP Pavlov. Secondo I.P. Secondo Pavlov, l'analizzatore non è solo un organo di senso periferico, ma è un complesso dispositivo fisiologico a più livelli. L'analizzatore è un sistema a tre livelli che fornisce la percezione e l'analisi delle informazioni dall'ambiente esterno e interno e forma una sensazione specifica per questa percezione. IP Pavlov ha sostenuto che l'analizzatore può essere rappresentato come un nervo avente un'estremità periferica che percepisce l'irritazione e un'estremità cerebrale che analizza queste irritazioni.

Attualmente, ci sono 3 reparti dell'analizzatore:

1 - periferico, si trova al di fuori del sistema nervoso centrale. Consiste in un recettore o in un organo di senso;

2 - conduttivo, serve a trasferire l'eccitazione dai recettori al sistema nervoso centrale, in parte questo dipartimento appartiene al NS periferico e in parte al sistema nervoso centrale. Consiste di nervi sensoriali, percorsi e centri primari sottocorticali;

3 - corticale (centrale), occupa l'area corrispondente della corteccia nell'emisfero. È qui che si formano le sensazioni. È stato stabilito che ogni analizzatore ha una propria area nella corteccia; per la vista è il lobo occipitale, per l'udito è il lobo temporale, per la sensibilità è il lobo parietale, ecc.