Физиология сенсорных систем анализаторов по И П Павлову

Физиология сенсорных систем (анализаторов, по И. П. Павлову) • Определение, методы исследования, общий план строение сенсорных систем. • Основные функции анализаторов. • Механизмы переработки информации в сенсорных системах. • Адаптация и взаимодействие анализаторов. • Зрительная система. • Слуховая система. 1

Физиология сенсорных систем. Определение Сенсорная система – часть нервной системы, состоящая из сенсорных рецепторов (воспринимающих элементов), проводящих нервных путей и отделов мозга, обрабатывающих (осуществляющих анализ и синтез) поступающей информации. 2

Физиология сенсорных систем. Определение Поступающая информация необходима для простых и сложных рефлексов, а также для психической деятельности. Осознание сенсорной информации – ощущение. Понимание ощущений – восприятие. 3

Физиология сенсорных систем. Методы исследования 1. Электрофизиологический. 2. Нейрохимический. 3. Поведенческий. 4. Картирование мозга. 5. Моделирование (биофизические и компьютерные модели). 6. Протезирование (электрофосфеновые зрительные протезы). 4

Физиология сенсорных систем. Общие принципы строение 1. Многослойность. В основном характерная для центрального звена анализатора. Подобное строение позволяет специализировать нейроны на переработку разных видов сенсорной информации. Выигрыш: а) быстрая реакция на простые сигналы (анализ на первых уровнях системы); б) избирательное регулирование свойств нейронных слоев (благодаря нисходящим влияниям). 5

Физиология сенсорных систем. Общие принципы строение 2. Многоканальность. Большое кол-во нейронов в каждом слое (до неск. млн). Параллельность передачи и обработки информации. Выигрыш: а) детальность анализа сигналов; б) высокая надежность. 6

Физиология сенсорных систем. Общие принципы строение 3. «Сенсорные воронки» . Разное кол-во нейронов в соседних слоях. Различают суживающиеся воронки и расширяющиеся воронки. Выигрыш: а) уменьшение избыточной информации; б) возможность анализа разных признаков сигнала. 7

Физиология сенсорных систем. Общие принципы строение 4. Дифференциация сенсорных систем. Дифференциация по вертикали. Дифференциация по горизонтали. Выигрыш: а) специализация отделов (кохлеарные ядра, коленчатые тела); б) повышение надежности системы. 8

Физиология сенсорных систем. Общие принципы строение 1. Многослойность. 2. Многоканальность. 3. «Сенсорные воронки» . 4. Дифференционность. 9

Физиология сенсорных систем. Функции 1. Обнаружение. Происходит в рецепторе. Рецептор – специализированная клетка эволюционно приспособленная к восприятию сигнала определенной модальности и его преобразованию в нервный импульс. 10

Физиология сенсорных систем. Функции. 1. Обнаружение. Классификация рецепторов. 1) психофизиологические ощущения (зрительные, слуховые, обонятельные, осязательные, термо-, проприо-, вестибулорецепторы, ноцицепторы); 11

Физиология сенсорных систем. Функции. 1. Обнаружение. 2) локализация стимула (экстерорецепторы, проприорецепторы, интерорецепторы); 3) характер контакта (контактные и дистантные); 4) природа стимула-раздражителя (фото-, механо[слух. , вестиб. , тактильн. , проприорецепт. , барорецепт. ], терморецепторы и ноцицепторы); 12

Физиология сенсорных систем. Функции. 1. Обнаружение. 5) локализация преобразования энергии раздражителя в нервный импульс (первичночувствующие и вторично-чувствующие). 13

Физиология сенсорных систем. Функции. 1. Обнаружение. Классификация рецепторов 1. Психофизиологические ощущения. 2. Локализация стимула. 3. Характер контакта. 4. Природа стимула-раздражителя. 5. Локализация преобразования энергии раздражителя в нервный импульс. 14

Физиология сенсорных систем. Функции. 1. Обнаружение. Общий механизм возбуждения рецептора. Этапы: а) взаимодействие стимула с определенной белковой системой в составе клеточной мембраны рецептора; б) усиление сенсорного сигнала и его передачи внутри рецепторной клетки; в) изменение ионной проницаемости мембраны (открытие/блокировка каналов – де-/гиперполяризация). 15

Физиология сенсорных систем. Функции. 1. Обнаружение. Деполяризация или гиперполяризация мембраны рецептора – рецепторный потенциал. Во вторично-чувствующих рецепторах рецепторный потенциал приводит к усилению или ослаблению выхода медиатора, который вызывает постсинаптический потенциал в первом нейроне – генераторный потенциал. (генерация импульсного ответа) Абсолютная чувствительность сенсорной системы определяется порогом реакции. 16

Физиология сенсорных систем. Функции. 2. Различение. Способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательнодействующих раздражителях. Закон Вебера: порог различения интенсивности раздражителя почти всегда выше на определенную долю ранее действовавшего стимула (Δ ≥ 3%). 17

Физиология сенсорных систем. Функции. 2. Различение. Способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательнодействующих раздражителях. Закон Вебера: порог различения интенсивности раздражителя почти всегда выше на определенную долю ранее действовавшего стимула (Δ ≥ 3%). 18

Физиология сенсорных систем. Функции. 2. Различение. Закон Вебера-Фехнера: зависимость силы ощущения от силы раздражителя. где E - величина ощущения, I - сила раздражителя, a и b-константы для конкретной модальности стимула 19

Физиология сенсорных систем. Функции. 3. Передача и преобразование сигнала. Зачем необходимо преобразование сигнала? Преобразование необходимо для быстрой доставки информации в высшие отделы мозга в удобной для анализа форме. Ограничение избыточности информации и выделение существенных признаков сигнала. Преобразования сигнала: пространственные и временные. (зрительный образ) 20

Физиология сенсорных систем. Функции. 4. Кодирование – описание события (перевод информации) с использование того или иного алфавита (определенных правил преобразования), понятного для системы, воспринимающей сигналы. Способы кодирования: неимпульсные и импульсные (частотное и интервальное кодирование). Свойства кода используемого в нервной системе. 21

Физиология сенсорных систем. Функции. 5. Детектирование признаков – это избирательное выделение сенсорным нейроном определенного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. (ex. детекторы человеческих лиц в нижневисочной области коры мозга). 22

Физиология сенсорных систем. Функции. 6. Опознание образов. Конечная и самая сложная операция сенсорной системы. Опознание образа (классификация образов) – отнесение образа к тому или иному классу объектов из предшествующего опыта организма. Особенность: опознание образа происходит независимо от изменчивости сигнала (изменения в окраске, размерах, ракурсе и т. д. ). 23

Физиология сенсорных систем. Функции 1. Обнаружение. 2. Различение. 3. Передача и преобразование. 4. Кодирование. 5. Детектирование признаков. 6. Опознание образов. 24

Физиология сенсорных систем. Механизмы переработки информации в сенсорных системах Переработка заключается в комбинировании возбудительного и тормозного взаимодействия нейронов. Возбудительное взаимодействие – аксон каждого нейрона активирует несколько нейронов в вышележащих слоях. Тормозное взаимодействие – каждый возбужденный нейрон активирует тормозной интернейрон. Возвратное (последовательное) и латеральное (боковое) торможение. 25

Физиология сенсорных систем. Адаптация и взаимодействие Сенсорная адаптация – приспособление к длительно действующему (фоновому) раздражителю. Начинается на уровне рецепторов и захватывает практически все нейронные слои. Слабо выражена адаптация только в вестибуло- и проприорецпторах. Выделяют быстро- и медленно адаптирующиеся рецепторы. Эфферетные влияния на сенсорные системы (ретик. формац) 26

Физиология сенсорных систем. Адаптация и взаимодействие Взаимодействие осуществляется на спинальном, ретикулярном, таламическом и корковом уровнях. Особенно велика в интеграционных процессах роль ретикулярной формации. Интеграция сигналов высшего порядка осуществляется нейронами ассоциативных областей большого мозга, обладающих высокой пластичностью. Кросс-модальное взаимодействие – необходимое условие для формирования «схемы мира» и соотношение с ней «схемы тела» . 27