Сенсорные системы Лекция 7 Морис Корнелиус

Сенсорные системы Лекция № 7

Морис Корнелиус Эшер Наши воспринимающие аппараты в высокой степени специализированы (как и высшие отделы мозга). Однако проблема адекватности отражения остается вечно старой и вечно новой, вечно обсуждаемой.

Попытаемся ответить на этот вопрос: 1. Дифференциация раздражений и их дробный анализ происходит уже на уровне рецепторов. 2. Специфическая энергия раздражителя переходит в энергию нервного импульса. т. е. вместо многообразия свойств объекта рождается «безликий» нервный импульс. Это особенность отражения в живых системах. 3. В нервных клетках кодируется не сам материальный носитель и его энергия, а переданная информация.

4. Частотно-модулированный импульс важный, но не единственный фактор кодирования пространственновременной структуры объекта. а) Большую роль играют местные нераспространяющиеся нервные влияния типа рецепторного потенциала. б) А также процессы фильтрации и умножения сигнала в межнейронный синапсах в) К этому прибавим усиление фильтрации в релейных ядрах, в том числе отсекание собственных «шумов» г) Учтем и влияние обратных связей, оттачивающих избирательную фильтрацию биологически полезной информации из общего «шума» и улучшающих восприятие

Рассматривая адекватность надо учитывать как минимум 2 момента: 1) та или иная степень адекватности достигается не мгновенно, а постепенно Т. е. образ идеален и функционален – так как в нем содержится только информация об объекте предметен – является отражением свойств конкретного объекта 2) окончательная оценка адекватности производится при соотнесении нового образа с его нервной моделью, созданной заранее на основе всего комплекса воздействий и прежнего жизненного опыта (памяти)

На каком этапе непрерывные физиологические преобразования исчерпывают свое назначение и порождают психический процесс?

Весь процесс абстрагирования копии от ее носителя, порождающий идеальное – процесс психический. т. е. только когда человек соотносит идеальный образ с объектом отражения происходит переход физического отражения в отражение психическое

Физиология рецепторов Рецепторы – специализированные образования, выполняющие функции преобразования энергии внешнего раздражителя в специфическую активность нервной системы, в сигналы, несущие нервным центрам информацию и раздражающем агенте. В рецепторе происходит информационное преобразование с помощью которого на базе энергии стимула (механической, химической и др. ) формируется единообразный нервный код в виде временной динамики потенциалов действия

Классификация рецепторов (по характеристике воспринимаемой энергии) Механорецепторы Органы слуха Вестибулярный аппарат Тактильные рецепторы кожи Проприорецепторы Барорецепторы (ССС) Хеморецепторы Вкус Обоняние Сосудистые и тканевые рецепторы Хеморецепторы ЦНС Фоторецепторы Органы зрения Терморецепторы Кожа Внутренние органы Некоторые отделы ЦНС (гипоталамус – центры терморегуляции и теплоотдачи)

Первично чувствующие клетки Тельце Фатера-Пачини сложный инкапсулированный интерорецептор (механо, хемо- и барорецептор) тельце Мейснера (кожа пальца – тактильная чувствительность

Колбы Краузе – механорецепция, восприятие холода Тельце Руффини ощущение тепла

Первично чувствующие клетки Снабжены специализированным воспринимающим раздражение периферическим отростком, на котором расположен жгутик или ресничка и центральным отростком, по которому возникшее возбуждение передается в виде импульса в ЦНС 1 — митральная клетка, 2 — обонятельный клубочек, 3 — обонятельные нити, 4 — аксон, 5 — реснички

Восприятие возбуждения происходит при помощи жгутиков или ресничек. Они пребывают все время в движении, так как содержат 9 пар периферических фибрилл (содержат белок миозин, функция – сократительная) и одну центральную (у центральной – функция опорная) Движение обеспечивает поиск стимула, способствует наилучшему взаимодействию с ним

Вторично чувствующие клетки Б — вкусовой; В — фоторецептор; Г — вестибулярный и слуховой

Вторично чувствующие клетки Не имеют ни периферических, ни центральных отростков. Восприятие стимула происходит при помощи жгутиков или ресничек, а передача возбуждения через синапс с афферентным нейроном. Следовательно, сенсорный нейрон возбуждается уже не первично внешним стимулом, а опосредованно (вторично) благодаря воздействию рецептирующих клеток.

Процессы, возникающие в первичных и вторичных рецепторах 1. Механохимический – обеспечивает движение «антенн-датчиков» - ресничек 2. Специфический – взаимодействие того или иного вида энергии со специфическими биологически активными веществами, расположенными в мембранах «антенн» или специфических органоидах рецепторной клетки: Зрительных пигментов в фоторецепторах – родопсина в палочках, йодопсина в колбочках Ацетилхолинэстеразы в клетках кортиева органа Неспецифических фосфатаз во вкусовых клетках

Акт рецепции всегда активен

-связан с движениями, способствующими наилучшему контакту с адекватным стимулом -непрерывный поиск стимула -активация вспомогательных структур сенсорных органов для обеспечения наилучших условий взаимодействия со стимулом Адекватный раздражитель взаимодействует с рецептором, вызывает в нем развитие процессов, вследствие которых изменяется проницаемость поверхностной мембраны рецептора

Физико-химические изменения в рецепторе (общая схема) Изменение конформации белковых молекул ведет к изменению избирательной проницаемости мембраны рецепторной клетки и к появлению ионных токов

В первично чувствующих клетках возникающие ионные потоки действуют на электрически возбудимые элементы рецептора, благодаря чему в зоне, наиболее приспособленной к возникновению спайков появляются ПД: рецепторный потенциал переходит в генераторный Т. е. в первично чувствующих клетках рецепторный и генераторный потенциал возникают на одной и той же структуре (и даже могут совпадать)

Во вторично чувствующих клетках изменение потенциала клетки приводит к выделению медиатора, вызывающего появление на сенсорном нейроне локального электрического ответа – постсинаптического потенциала. Его деполяризующее действие приводит к возникновению на мембране нейрона импульсной активности, именуемой генераторным потенциалом Т. е. здесь рецепторный и генераторный потенциалы разобщены во времени и пространстве

Свойства рецепторного потенциала 1. градуален, амплитуда РП зависит от интенсивности стимула 2. зависит от временных параметров стимула, действие РП по времени длится столько же, сколько и действует стимул Адаптация рецептора – уменьшение РП при постоянно действующем стимуле, обеспечивается процессами, протекающими как в самом рецепторе, так и в ЦНС. 3. распространяется по волокну электротонически, пассивно, с декрементом (т. е. амплитуда постепенно понижается)

Спонтанная активность рецепторов. Для многих рецепторов характерно наличие фоновой, или спонтанной, активности. Объясняется флуктуационными изменениями мембранного потенциала, спонтанно происходящими в рецепторных клетках, что находит свое отражение в колебаниях амплитуды РП и генерации ПД при отсутствии стимуляции. Это позволяет повысить чувствительность рецептора. Очень слабый стимул, который сам по себе не может вызвать деполяризацию, повышает частоту импульсных разрядов. Это означает, что не существует подпорогового стимула: любое малое его усиление меняет частоту разряда.

Организм, получая от рецепторов сигнал о действии раздражителя оказывает на них регулирующее действие гуморально, или при помощи нервных импульсов. Чаще сенсорные аппараты находятся под тоническим тормозным влиянием. Тормозные волокна выделяют ГАМК, что приводит к изменению проницаемости рецептора для К+ и Са 2+