1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Анатомія
  3. Функції аналізаторів людини

Функції аналізаторів людини

Аналізатори виконують такі функції: виявлення сигналів, розрізнення сигналів, передача і перетворення сигналів, кодування інформації, що надходить, детектування ознак сигналів, впізнання образів.

Виявлення сигналів. Різноманітні подразники класифікуються передусім за модальності, тобто по тій формі енергії, яку вони передають: механічні, теплові, світлові та ін. Крім того, вони діляться на адекватні і неадекватні, різниця між якими полягає в тому, що їх порогова інтенсивність розрізняється в десятки разів.

Рецептори є спеціалізовані освіти, призначені для перетворення енергії різних подразників в нервовий імпульс. Тому вони відрізняються від інших клітин. Енергія подразника служить лише стимулом до запуску процесів, які відбуваються за рахунок потенційної енергії самої рецепторною клітини. Рецепторная клітина після цих перетворень володіє електричною енергією, переданої іншим клітинам. За характером взаємодії подразників рецептори ділять на екстеро-, интеро- і пропріорецептори. Екстерорецептори сприймають подразники зовнішніх агентів. До них відносяться високоспеціалізовані рецептори органів слуху, зору, нюху, смаку, дотику. Для них характерна висока спеціалізація, тобто висока виборча чутливість до адекватного подразника. Володіючи високою специфічністю, вони можуть реагувати і на неадекватні стимули, але дуже великої сили. Тому прийнято вважати екс-терорецептори мономодальні. Інтерорецептори сприймають сигнали від внутрішніх органів. Вони є в основному полімодальний, тобто здатні реагувати на температурні, хімічні та механічні подразники. У полімодальних рецепторів різниця в порогах подразників не настільки яскраво виражена, як у мономодальні. Пропріорецептори – це рецептори опорно-рухового апарату. В даний час їх відносять до интерорецепторов.

Найбільш зручна класифікація рецепторів залежно від модальності сприймаються ними подразників:

• Механорецептори пристосовані до сприйняття механічного стимулу. Вони діляться на рецептори шкіри, серцево-судинної системи, внутрішніх органів, опорно-рухового апарату та акустичної системи. Механорецептори представляють периферичні відділи соматосенсорного, м’язового, слухового і вестибулярного аналізаторів.

• Терморецептори сприймають температурні подразники. Вони об’єднують терморецептори шкіри і внутрішніх органів, а також центральні терморецептори. Терморецептори діляться на холодо-ші і теплові.

• Хеморецептори утворюють периферичні відділи нюхового і смакового аналізаторів, а також входять до складу вісцерального аналізатора.

• Фоторецептори сприймають світлову енергію і утворюють периферичну частину зорового аналізатора.

• Больові, або ноцицептивні, рецептори сприймають больові роздратування, але поряд зі спеціалізованими закінченнями больові стимули можуть сприйматися і іншими рецепторними клітинами.

На підставі чутливості до адекватних подразників рецептори діляться на первинні та вторинні.

Первинні, або первічночувствующіе, рецептори, подразник діє безпосередньо на периферичний відросток сенсорного нейрона. Цей нейрон знаходиться на периферії і являє собою перетворений в ході еволюції біполярний нейрон з добре розвиненим дендритом і довгим аксонів, який передає збудження в центральну нервову систему. У хребетних вони представлені тканинними рецепторами, терморецепторами і нюховими клітинами.

Вторинні, або вторічночувствующіе, рецептори: відрізняються тим, що між закінченнями сенсорного нейрона і подразником знаходиться додаткова клітина ненервного походження, що отримала назву рецептірующей клітини. Порушення, що у цій клітці, передається через синапс на сенсорний нейрон, тобто сенсорний нейрон збуджується опосередковано. Рецептірующіе клітини не мають ні центральних, ні периферичних відростків, а сприйняття стимулу здійснюється за допомогою жгутікообразних волосків. До вторинних рецепторів відносяться волоскові клітини внутрішнього вуха, рецепторні клітини смакових цибулин і фоторецептори ока.

В рецепторах відбувається перетворення енергії подразників в електричний імпульс, який проводиться з нервового волокна в центральну нервову систему.

Залежно від здатності змінювати свою активність при тривало чинному раздражителе рецептори діляться на швидко-й медленноадаптірующіеся, а також фазно-тонічні. Бистроа-даптірующіеся, або фазні, збуджуються в початковий або кінцевий період деформації їх мембран. Медленноадаптірующіеся, або тонічні, збуджуються протягом всього часу дії подразника. Імпульсація зберігається на більш низькому рівні в порівнянні з початковим періодом. Фазно-тонічні реагують і на початок роздратування, і протягом усього часу його дії, але з малою амплітудою.

Розрізнення сигналів починається вже в рецепторах. Німецький фізіолог Е. Вебер ще в 1834 р сформулював наступний закон: що відчувається приріст роздратування повинен перевищувати роздратування, що діяло раніше, на певну частку. Так, відчуття тиску на шкіру виникало лише при накладанні додаткового вантажу: якщо гиря важила 100 г, то додати треба 3 г, 200 г – 6 г і т.д. Отримана залежність виражається формулою

AJ / J = const,

де J-подразник; AJ – його відчувається приріст; const – постійна величина.

В даний час використовується формула (закон Вебера – Фехне-ра), по-іншому виражає залежність відчуття від сили подразнення:

Е = a logJ + b,

де Е – величина відчуття; J – сила роздратування; а й b – постійні величини.

Відповідно до цієї формули, відчуття збільшується пропорційно логарифму інтенсивності роздратування.

Розрізнення сигналів буває просторове і тимчасове. Для просторового розрізнення двох стимулів необхідно, щоб між порушуваними рецепторами перебував хоча б один незбуджений рецептор. Інакше сигнал сприймається як єдине ціле. Для тимчасового розрізнення необхідно, щоб наступний сигнал не зливаються з попереднім і не потрапив в рефрактерний період.

Будь стимул має граничне значення. У фізіології органів чуття за порогове приймають таке значення стимулу, ймовірність сприйняття якого дорівнює 0,75, тобто правильну відповідь виникає в 3/4 випадків дії стимулу. Більш низькі значення, природно, є підпороговими, а більш високі – надпорогова.

Передача і перетворення сигналів. Після прийому сигналу і переходу енергії подразника в нервовий імпульс необхідна передача і перетворення отриманого сигналу. Мета цих процесів – донести до вищих відділів мозку найбільш важливу інформацію в найбільш зручній формі.

Центральні шляху передачі інформації в кору бувають специфічними, неспецифічними, асоціативними і каналами термінової передачі інформації. Специфічні шляхи оцінюють фізичні параметри стимулу і передають інформацію від рецепторів одного типу. Неспецифічні внаслідок конвергенції та дивергенції з іншими входами стають полімодальний. Асоціативні (та-ламокортікальние) оцінюють біологічну значимість сигналів. Канали термінової передачі інформації передають її без перемикань. Вони призначені для преднастройки вищих мозкових центрів до сприйняття подальшої інформації.

Перетворення інформації в основному зводиться до її стиску, так як тільки один вид інформації від фоторецепторів міг би за кілька хвилин наситити інформаційні резерви мозку. Тому існує кілька простих способів обмеження інформації. Стиснення аферентного каналу (звужується сенсорна воронка) різко зменшує кількість інформації, що йде в центри. Інший спосіб – придушення інформації про менш суттєвих явищах. Для організму найменш істотним є те, що не змінюється або змінюється повільно. Наприклад, тривалий тиск на шкірну поверхню. У цьому випадку немає сенсу постійно передавати в мозок інформацію про стан рецепторів. Правильніше повідомити йому про початок і кінець роздратування. Таким чином, мозок отримує різко зменшену в обсязі інформацію – про стан лише тих ділянок рецепторною поверхні, які сприймають різкі зміни подразника.

Кодування надходить. Кодування – це перетворення інформації в умовну форму – код. У аналізаторних системах сигнали кодуються двійковим кодом, тобто наявністю або відсутністю залпу імпульсів. Вже на рівні рецепторів здійснюється первинне кодування стимулів: перехід їх з форми фізичної або хімічної енергії в форму нервових імпульсів. Кодується передусім якість подразника, а потім його кількісні характеристики: зміна інтенсивності, тимчасові показники і просторові причини. Кодування якості досягається виборчої чутливістю рецепторів до певних адекватним для них подразників і високим порогом подразнення – для неадекватних. Наприклад, смакові рецептори в різній мірі відповідають на різні за смаковими якостями стимули. Існують три види колбочок, які поглинають хвилі певної довжини. Кодування інтенсивності полягає в законі ступеня, згідно з яким інтенсивність відчуття пропорційна роздратуванню, зведеному в «-Ступінь, де п менше одиниці. Просторове кодування визначається здатністю рецептора оцінювати напрямок впливу. Рецептор максимально збуджується при якомусь певному напрямку дії стимулу, а при одним не збуджується або взагалі гальмується. Тимчасове кодування використовує як сигнальних ознак такі часові параметри сигналів, як частота імпульсації або тривалість межімпульсних інтервалів.

Ні на одному з рівнів кодування стимул не відновлюється в його первісній формі. Другою особливістю нервового кодування є множинність та перекриття коду.

Детектування ознак сигналів полягає у виборчому аналізі окремих ознак подразника і його біологічного значення. Здійснюється він спеціалізованими нейронами-детекторами, які завдяки своїм властивостям здатні реагувати лише на строго певні параметри стимулу.

Впізнання образів являє собою кінцеву операцію аналізатора. Воно полягає в класифікації образу, віднесення його до того чи іншого класу об’єктів, з якими раніше зустрічався організм. Це відбувається після обробки аферентного сигналу, розщеплення його нейронами-детекторами на окремі ознаки і паралельного їх аналізу. Далі мозок будує моделі подразника. Впізнання завершується прийняттям рішення про те, з яким об’єктом чи ситуацією зустрівся організм.

Взаємодія нейронів аналізаторів здійснюється за допомогою двох механізмів – збуджувального і гальмівного. Збуджувальне взаємодія відбувається між елементами послідовних нервових шарів. Воно організується наступним чином: аксон кожного нейрона, приходячи в вищерозміщений шар, вступає в контакт з кількома нейронами. Крім того, дендрити (тобто входи нейрона) мають синапси не з однією, а з кількома клітинами попереднього шару. Благ (? Даруючи цьому всі нейрони мають проекційні поля – сукупність нейронів на більш високому рівні аналізатора, з якими вони взаємодіють.

Сукупність рецепторів, імпульси від яких надходять на даний нейрон, називають його рецептивних полем. Рецептивні та проекційні поля часто перекриваються. Частина рецепторів, що входять до рецептивної полі даного нейрона, входить і в рецептивної полі сусідньої клітини, а частина нейронів, що входять до проекційне поле якого-небудь рецептора, може входити і в проекційне поле сусіднього рецептора. Таке складне взаємодія клітин призводить до утворення в аналізаторі нервової мережі, що підвищує його чутливість до слабких сигналів.

Гальмівне взаємодія, на відміну від возбудительного, здійснюється між нейронами одного і того ж шару за рахунок вставних гальмівних нейронів. Воно полягає в тому, що кожен збуджений нейрон активує гальмівної уставний нейрон, що, в свою чергу, пригнічує импульсацию як самого порушив його нейрона, так і сусідніх. Сила такого гальмування тим більше, чим сильніше збуджений елемент і чим ближче до нього розташовується сусідня клітка. За рахунок такого гальмування здійснюється зниження надмірності інформації, що надходить від рецепторів. Адаптація аналізаторів – це пристосування всіх ланок аналізатора до тривало діючого подразника. Адаптація проявляється у зниженні абсолютної чутливості аналізатора і в підвищенні його диференціальної чутливості до схожих подразників. Суб’єктивно адаптація виражається в звикання до дії постійного подразника (прокурений приміщення, яскраве світло, тиск одягу).

ПОДІЛИТИСЯ: