Сенсорні системи мозку

Лекція на тему:

Сенсорні системи мозку

План лекції

1. Загальні уявлення про аналізатор та сенсорні системи.

2. Пропріоцептивна чутливість.

3. Вісцеральний аналізатор.

4. Тактильний аналізатор.

АНАЛІЗАТОР. ЗАГАЛЬНІ УЯВЛЕННЯ

За I.П. Павловим, аналізатор- це сукупність периферичних і центральних структур, що беруть участь в сприйнятті і обробці інформації про сигнали зовнішнього або внутрішнього світу і в одержанні про неї уявлення (відчуття, сприйняття). Всі аналізатори, по I.П. Павлову, складаються з трьох основних відділів: периферичного (в ньому відбувається перетворення сигналу зовнішнього світу в електричний процес), провідникового - в ньому відбувається опрацювання інформації і проведення її у вищі відділи мозку і, нарешті, центрального або кіркового відділу, в якому відбувається остаточна обробка сенсорної інформації і виникає вiдчуття - суб’єктивний образ сигналу.

В даний час фізіологами детально аналізується функція кожного відділу аналізатора і конкретні механізми, завдяки яким відбувається цей складний процес перетворення зовнішнього сигналу в образ.

З позицій кібернетики, переробка сенсорної інформації в ЦНС зводиться до слідуючих операцій.

Є джерело інформації (X), від нього інформація передається в пристрій, що кодує (1), по суті - в рецептор, потім інформація в закодованному вигляді надходить в інформаційний канал (2), що, хоча і має перешкоди (шум), але проте здатний донести інформацію до устрою, що декодуе, відкіля декодована інформація надходить у приймач інформації (У) - доходить до свідомості.

З погляду теорії інформації (галузь кібернетики), для будь-яких пристроїв, в яких відбувається переробка інформації, необхідна швидкість передачі інформації, точність передач і можливість кодування і декодування інформації. В живих системах для одержання такого комплексу позитивних ефектів виникла система передачі інформації з використанням подвiйного коду (так- нi), у якості слова «так» використовується наявність потенціалу дії. В загальному вигляді робота аналізатора полягає в тому, щоб у рецепторах закодувати інформацію, а в нейронах мозку провести декодування інформації і перетворення її у факт, що усвідомиться (відчуття).

Розглянемо принцип роботи аналізатора.

Рецептор - це спеціалізована структура (клітина або закінчення нейрона), що в процесі еволюції пристосувалася до сприйняття відповідного подразника зовнішнього або внутрішнього світу. Наприклад, адекватним подразником для фоторецепторiв є квант видимого світла, для фонорецепторiв - звукові коливання повітряного або водяного середовища, для терморецепторiв - вплив температури. Під впливом адекватного подразника в рецепторній клітині або в спеціалізованому нервовому закінченні відбувається зміна проникності для іонів (наприклад, під впливом розтягу в рецепторах розтягу м'язів рака відбувається відкриття натрієвих каналів, що викликає деполяризацію, ступінь якої пропорційна ступеню розтягу), що призводить до генерації рецепторного потенціалу. Цей потенціал аналогічний ЗПСП (збудливому постсинаптическому потенціалу). У відповідь на цей рецепторний потенціал виникають такі події:

а) в первинночутливих рецепторах, (у первинних рецепторах), що є спеціалізованими закінченнями дендрита аферентного нейрона, у відповідь на рецепторний потенціал виникає потенціал дії (звичайно, якщо рецепторний потенціал досягае критичного рівня деполяризації) або зростає частота спонтанної генерації ПД (якщо в умовах «спокою», коли стимул не діяв, генерувався потенціал дії). ПД, що виник або група ПД передається далі в аферентний нейрон, а від нього по його аксону сигнали йдуть у провідниковий вiддiл— йдуть у напрямку до кори великих півкуль;

б) у рецепторних клітинах , що вторинночутливi, (вториннi рецептори) - рецептор є спеціалізованою клітиною, що не має продовження (не є закінченням дендрита). Вона по типу синаптичної взаємодії контактує з закінченням дендрита аферентного нейрона. Тому у відповідь на рецепторний потенціал з рецепторної клітини виділяється медіатор, що взаємодіє з закінченням дендрита нейрона. Він викликає генерацію ЗПСП (його називають тепер генераторний потенціал). Якщо цей потенціал досягає критичного рівня деполяризації, то наступає генерація ПД або збільшується частота генерації ПД, що були тут до цього.

Велика частина рецепторів - це вториннi (фото-, фоно-, вестибуло-, смакові, механорецептори шкіри і т.д.). Первинні рецептори - це м'язеві веретена, сухожилкові рецептори Гольджі), больові, нюхові.

Аферентнi нейрони - це перші нейрони, що беруть участь в опрацюванні сенсорної інформації. Як правило, аферентнi нейрони лежать у гангліях (спинномозкові ганглії, ганглії голови і шиї, наприклад, вестибулярний ганглій, спіральний ганглій, колінчатий ганглій і т.п.). Винятком є фоторецептори — їх аферентнi нейрони (ганглiознi клiтини) лежать безпосередньо на сітківці.

Такий нейрон, що приймає участь в опрацюванні інформації, розташований у спинному, довгастому або в середньому мозку. Звідси йдуть шляхи до таламусу - до його специфічних ядер, в яких розташовується в більшості аналізаторів такий (передостаннiй) нейрон, що бере участь в опрацюванні сенсорної інформації. Винятком із цього правила є нюховий аналізатор- пiсля нюхової цибулини інформація направляється відразу ж у нюхову кору, не надходячи в таламус. Від загального сенсорного колектора (таламуса) інформація надходить у