Общая физиология сенсорных систем. Этапы деятельности сенсорной системы

Сенсорная система – часть нервной системы, обеспечивающая анализ информации о внешней и внутренней среде организма.

Компоненты сенсорных систем

• Периферический аппарат - детекторы стимула – рецептор.
• Проводниковая часть – передача информации в мозг
• Центральная часть – формирование ощущения и восприятия, анализ и синтез информации для разработки программы ответной реакции организма.

Сенсорные рецепторы – специализированные образования для трансформации энергии различных раздражителей в специфическую активность нервной системы.

Классификация рецепторов

• в зависимости от типа регистрируемой энергии: хеморецепторы, фоторецепторы, механорецепторы и т.д.
• мономодальные, полимодальные
• в зависимости от источника энергии: экстероцепторы, интероцепторы
• по структуре: первичночувствующие, вторичночувствующие
• по скорости процесса адаптации: быстроадаптирующиеся; медленноадаптирующиеся, неадаптирующиеся.

Первичночувствующий рецептор – раздражитель действует непосредственно на окончание дендрита чувствительного (афферентного) нейрона

Преобразование сигнала в первичночувствующем рецепторе

Воздействие раздражителя Изменение свойств мембраны рецептора Возникновение ионных токов Местное изменение потенциала мембраны Рецепторный потенциал Потенциал действия

• Вторичночувствующий рецептор – раздражитель действует на специализированную клетку, которая с помощью химического синапса передает информацию на окончание дендрита чувствительного (афферентного) нейрона.
• P.S. Специализированная клетка характеризуется «не нервным» происхождением. Чаще всего – это специализированная эпителиальная клетка.

Преобразование сигнала во вторичночувствующем рецепторе

• Воздействие раздражителя
• Изменение свойств мембраны рецептора
• Возникновение ионных токов
• Местное изменение потенциала мембраны
• Рецепторный потенциал
• Выделение медиатора в синаптическую щель химического синапса между рецепторной клеткой и окончанием дендрита чувствительного нейрона
• Образование на постсинаптической мембране
• генераторного потенциала
• Потенциал действия

РП – рецепторный потенциал

РП – рецепторный потенциал

специализированная сенсорная клетка

ПД – потенциал действия

ГП – генераторный потенциал чувствительный нейрон

ПД – потенциал действия чувствительный нейрон

Первично-чувствующий рецептор

Вторично- чувствующий рецептор

Свойства рецепторного потенциала (РП) и генераторного потенциала (ГП)

• Амплитуда зависит от силы раздражителя
• Способны суммироваться
• Распространяются электротонически с декрементом затухания

Основные элементы сенсорной системы

Специфический сенсорный проводящий путь (общая характеристика)

• Первичные афферентные нейроны (нейроны 1-го порядка) – их сома лежит в чувствительных ганглиях
• Нейроны 2-го порядка – их сома лежит в спинном мозге или в стволе мозга. Получают информацию от первичных нейронов и отправляют ее в таламус)
• Нейроны 3-го порядка - их сома лежит в сенсорных ядрах таламуса. Направляют информацию в кору больших полушарий.
• Нейроны 4-го порядка – в области сенсорной коры.
• P.S. Обонятельная сенсорная система является исключением и имеет иной специфический сенсорный путь

Схема специфического сенсорного проводящего пути

Неспецифический сенсорный проводящий путь

На уровне ствола мозга от специфического пути отходят коллатерали к клеткам ретикулярной формации (РФ). К РФ конвергируют (сходятся) все сенсорные потоки. При этом теряется сенсорная специфичность (модальность). Осуществляется общее активирующее влияние РФ на кору больших полушарий. Возможно, обеспечивается «преднастройка» коры больших полушарий к восприятию информации по специфическим путям.

Корковые центры 5 основных ощущений

Первичная сенсорная зона коры (по И.П.Павлову – центральная часть коркового отдела анализатора) – специфические нейроны, перерабатывающие афферентную импульсацию от рецепторов. Вторичная сенсорная зона – (по И.П.Павлову – периферическая часть коркового отдела анализатора) – рассеянные элементы сенсорной коры, которые берут на себя функцию первичной зоны при ее повреждении. Третичная зона – ассоциативные зоны коры – анализ поступившей информации, принятие решения.

Первичные и вторичные сенсорные зоны формируют ощущение. Ощущение – отражение в сознании отдельных свойств предметов и явлений объективного мира, возникающих при непосредственном их влиянии на органы чувств. Вторичные и третичные зоны участвуют в формировании восприятия – целостного образа предметов и явлений, действующих на органы чувств. Восприятие – осознанная идентификация.

Этапы деятельности сенсорной системы

Общие свойства сенсорных систем

1. Высокая чувствительность к адекватному раздражителю
2. Многоуровневость
3. Многоканальность
4. Наличие «сенсорных воронок»
5. Иннерционность
6. Способность к адаптации
7. Наличие обратных связей – свойство функциональной мобильности
8. Взаимодействие сенсорных систем

1. Высокая чувствительность к адекватному раздражителю

• Адекватный раздражитель – раздражитель, к регистрации которого рецептор приспособлен эволюционно (свет – для фоторецепторов; деформация – для механорецепторов и т.д.
• Пороговый стимул – самый слабый раздражитель, различаемый сенсорным рецептором.
• Абсолютный порог ощущения – минимальная сила адекватного раздражителя, достаточная для возникновения ощущения.
• Дифференциальный порог ощущения – минимальное изменение параметров