Физиология анализаторов

1. Физиология анализаторов

2.

Анализатор (термин предложен И.П. Павловым) - совокупность
3-х
отделов
нервной
системы
(периферический,
проводниковый,
центральный
или
корковый),
обеспечивающих восприятие раздражителей и их анализ.
Сенсорная
система
–
совокупность
центральных
и
периферических структур нервной системы, обеспечивающих
восприятие раздражителей (изменения внешней и внутренней
среды организма), их анализ и формирование ответной
реакции (дополнительно включает эфферентное звено!).
Орган чувств – периферическое образование, представленное
рецептором
и
вспомогательными
структурами,
обеспечивающими оптимальное восприятие раздражителя.

3.

Виды анализаторов
•Зрительный
•Слуховой
•Обонятельный
•Вкусовой
•Вестибулярный
•Двигательный
•И др.

4.

Периферический отдел
Функция
рецептора
–
трансформация
энергии
раздражителя
в
энергию
нервного
импульса,
передающегося в центральный отдел анализатора.
Классификация рецепторов по воспринимающим структурам:
1)Первично-чувствующие
–
воспринимает
раздражение
собственно нервная клетка (обонятельный, тактильный и т.д.)
2)Вторично-чувствующие – воспринимает раздражение клеткапроизводн.других тканей, напр., эпителиальной (слуховой,
вестибулярный, зрительный и т.д.)
Классификация рецепторов по поступающей информации:
1) Интерорецепторы
2) Экстерорецепторы
Классификация рецепторов по порогу раздражителя:
1) Низкопороговые
2) Высокопороговые
Классификация рецепторов по степени адаптации:
1) Быстроадаптирующиеся (напр. осязательный анализатор)
2) Медленноадаптирующиеся
(напр.
ноцицептивный

5.

Проводниковый отдел
Представлен нервными волокнами, которые проходят
через таламус (кроме обонятельного анализатора). В
таламусе многообразие синапсов и десятки ядер, в
которых происходит переключение с нейрона на нейрон.
Ядра таламуса:
Специфические – в них переключение на проекционные
области КБП
Неспецифические – в них переключение на РФ,
ассоциативные зоны КБП

6.

Проводниковый отдел

7.

Центральный или корковый отдел
Представлен определенными проекциями в КБП, например,
зрительный анализатор – затылочная доля, слуховой анализатор
– височная кора, тактильная – часть лобной коры и
постцентальная извилина и т.д.

8.

Свойства анализаторов
1. Специфичность (по отношению к определенным раздражителям)
2. Наличие порога (минимальной силы раздражителя,
формирующей ощущения)
3. Наличие латентного периода – время от начала действия
раздражителя до формирования ощущения (может оцениваться
методикой вызванных потенциалов ВП, например на ЭЭГ
фотостимуляция или вспышки света через определенные
промежутки времени – изменения на ЭЭГ)
4. Суммация или последействие и способность суммировать
раздражители (при действии раздражителя с высокой частотой
происходит слияние раздражений в общий раздражитель,
например в кино мелькание кадра с частотой 24 кадра в секунду –
такая частота обеспечивает непрерывность картинки)
5. Способность к адаптации (при длительном действии
раздражителя – снижение чувствительности рецептора)
6. Интенсивность прироста ощущений при увеличении силы
раздражителя (закон Вебера – Фехнера: интенсивность ощущения
прямо пропорциональна логарифму силы раздражения
E = a × log I + b, где Е — интенсивность ощущений; a и b — константы
(различны для разных анализаторов); I — сила действующего
раздражителя).

9.

Зрительный анализатор

10.

Зрительный анализатор
Это совокупность структур,
обеспечивающих восприятие
электромагнитных колебаний
(волны длиной 390–750 нм),
передачу, обработку зрительной
информации и формирование
зрительных ощущений (человек
получает 80–90% осознаваемой
информации об окр. мире).
Свойства анализатора:
1) световосприятие – способность
активироваться световыми
волнами и адаптироваться при
различной освещенности и
контрасте;
2) спектральная чувствительность
– способность дифференцировать
световые электромагнитные волны
разной длины.

11.

Зрительный анализатор
На основе анализа световых
сигналов сетчаткой глаза и
центральными структурами
система зрения обеспечивает:
1) центральное предметное
зрение — различение формы
деталей, величины предметов;
2) периферическое зрение —
различение контрастов на
периферии поля зрения;
3) стереоскопическое зрение —
восприятие объема,
расстояния между объектами,
а также между наблюдателем и
объектами;
4) динамическое зрение —
восприятие деталей объектов
при их движении относительно
друг друга и/или наблюдателя.

12.

Периферический отдел анализатора
Представлен фоторецептором, реагирующим на кванты света и
преобразующим зрительную информацию в нервные
импульсы для передачи ее по афферентным путям
зрительного нерва в ЦНС.
Вспомогательный аппарат:
•Оптическая система (слезная
жидкость, роговица, водянистая
влага, хрусталик, стекловидное
тело) обеспечивает фокусирование
световых лучей на сетчатке и
формирование в области ее центр.
ямки перевернутого изображения;
• Глазодвигательный аппарат
(наружные мышцы глазного яблока
четыре прямые и две косые,
подниматель верхнего века и
орбитальная мышца; внутренние
•Защитные органы (веки, ресницы,
мышцы глаза) обеспечивает
конъюнктива, слезный аппарат, фасции
фиксацию, поворот глаз и
глазницы) обеспечивают защиту глаз,
установку зрительных осей;
увлажнение и питание роговицы.

13. Аккомодация – способность глаза к четкому видению предметов, расположенных на разном расстоянии от глаза (за счет изменения

кривизны хрусталика)

14.

15.

Периферический отдел анализатора
Рецепторный отдел зрительного анализатора состоит из
четырех видов фоторецепторов: один вид палочек и три –
колбочек. Рецепторный слой сетчатки прилежит к слою клеток
пигментного эпителия, всего в сетчатке выделяют 10 слоев, и
кванты света могут достигнуть фоторецепторов, только
пройдя через слои сетчатки, расположенные кпереди от
рецепторного слоя.
В каждом глазу
насчитывается около 110–
125 млн палочек
(расположена на
периферии сетчатки) и 6–7
млн колбочек. Палочки
имеют более высокую
световую
чувствительность и
обеспечивают сумеречное
(черно-белое) зрение,
колбочки — дневное
(цветное) зрение.

16.

Периферический отдел анализатора
Фоторецепторы состоят из двух сегментов: внутреннего с
митохондриями (образование АТФ) и наружного (погружен
в слой пигментного эпителия сетчатки, выполняет
функции поглощения квантов света и преобразования их
энергии в РП).
Палочки (длина 0,06 мм,
диаметр 2–5 мкм) содержат
пигмент родопсин,
поглощающий
электромагнитное излучение в
диапазоне 400–620 нм,
пороговая чувствительность
составляет 2–12 квантов
света. Колбочки (длина 0,035
мм, диаметр 3–6 мкм) имеются
трех типов, в каждом
содержится по одному
пигменту, порог
сине-голубой пигмент колбочек, диапазон
чувствительности 30–110
поглощения 390–550 нм; зеленый, диапазон
квантов света.
440–650 нм; красный, диапазон 500–760 нм

17. Фотохимические процессы в рецепторах сетчатки

Пигменты
фоторецепторов состоят
из ретиналя (альдегид
витамина А, 11-цисизомер) и гликопротеида
опсина. При поглощении
квантов света в
фоторецепторах: 11-цисретиналь изомеризуется
в транс-ретиналь, и
белок родопсин
переходит в активную
форму — метародопсин
II, который активирует
внутриклеточный Gбелок.

18. Фотохимические процессы в сетчатке

Активированные
внутриклеточным G-белком
последующие каскады
биохимических реакций приводят
к закрытию части каналов для
Na+ и Са2+ и снижению их входа в
клетку, что сопровождается
гиперполяризацией мембраны
наружного сегмента,
представляющей собой ПД. ПД
вызывает снижение
высвобождения из
фоторецептора глутамата,
который передает сигнал на
биполярные клетки (1-й
вертикальный нейрон) и на
горизонтальные клетки, при этом
снижается активность тормозных
клеток, что ведет к увеличению
импульсации в ЦНС.

19.

При недостатке в организме витаминов (А, В1, В2, С), особенно
витамина А или его предшественника β-каротина, может развиться
гемералопия («куриная слепота») – нарушение темновой адаптации,
проявляющееся снижением ночного и сумеречного зрения.

20. Проводниковый отдел зрительного анализатора

Проводниковый отдел в пределах
нейронов сетчатки: горизонтальное
направление обработки сигналов
(фоторецепторы-горизонтальные клетки;
горизонтальные-биполярные клетки;
биполярные-амакринные; амакринныеганглиозные клетки); вертикальное
направление (фоторецептор-биполярная
клетка-ганглиозная клетка)
Аксоны ганглиозных клеток
формируют зрительный нерв,
информация по которому
передается в ЦНС.
Проводниковый отдел вне
сетчатки начинается
зрительными нервами; после
частичного перекреста их
волокон - это зрительные
тракты, заканчивающиеся в
латеральных коленчатых телах.

21. Корковый отдел зрительного анализатора

Латеральные коленчатые тела
локализованы в таламусе, оттуда
таламо-кортикальные нейроны несут
информацию в первичную
сенсорную зону (стриарная кора),
которая локализуется в затылочной
области (поле 17 по Бродману), в ней
представлена ретинотопическая
карта зрительных полей
(формирование зрительных
образов). В коре осуществляется
Восприятие других параметров
слияние изображений от сетчатки
трехмерного мира осуществляется
обоих глаз в единое целое, что
при участии экстрастриарных
улучшает восприятие глубины
областей зрительной коры (поля
пространства. Функциями
18 и 19), теменной (поле 7), лобной
зрительной коры являются
(поля 6 и 8) и других отделов КБП.
обнаружение зрительного стимула, Совместная работа первичной
определение его формы,
зрительной и перечисленных
локализации в пространстве,
областей коры большого мозга
контраста, размеров, цвета,
обеспечивает распознавание
направления движения и
зрительных объектов.

22.

Слуховой анализатор

23.

Слуховой анализатор

24.

Внутреннее ухо - система
сообщающихся
заполненных жидкостью
каналов и полостей в
лабиринте толстой
височной кости. Орган слуха
– улитка – спирально
извитой костный канал,
имеющий у человека 2,5
оборота, или завитка, и
разделенный основной
(базальной) мембраной на
три узкие части (лестницы).
Вестибулярная лестница
начинается от овального
окна, соединяется с нижним
каналом (барабанная или
тимпаническая лестница) Вестибулярная и тимпаническая
через геликотрему
лестницы заполнены перилимфой, между
(отверстие в верхушке) и
ними средняя лестница, заполнена
заканчивается круглым
эндолимфой.
окном.

25.

Слуховые рецепторы расположены внутри среднего канала на
базальной мембране (кортиев орган). Звуковые колебания
передаются от стремечка на овальное окно, а оттуда сообщаются
перилимфе.
Колебания
перилимфы,
в
свою
очередь,
распространяются на базальную мембрану.

26.

Рецепторный потенциал в
волосковых клетках возникает
в результате колебания
базальной мембраны и
деформации стереоцилий, что
ведет к активации на их
верхушках механоуправляемых
K-каналов. Поскольку
содержание K+ в эндолимфе
больше, чем в рецепторной
клетке, он диффундирует в
клетку и деполяризует ее
согласно концентрационному и
электрическому градиентам +
открытие Са-каналов приводит
к выделению медиатора
(глутамата) в базальной части
волосковой клетки,
синаптически связанной с
дендритом афферентного
нейрона спирального ганглия.

27.

Проводниковый отдел системы слуха
Аксоны первого нейрона формируют слуховой (кохлеарный) нерв, он
проводит импульсы ко второму нейрону, расположенному в ядрах
кохлеарного комплекса продолговатого мозга. Аксоны вторых нейронов
после частичного перекреста посылают переработанную информацию к
медиальному коленчатому телу метаталамуса (третий нейрон), от него
возбуждение поступает в кору большого мозга (четвертый нейрон).
Возбуждение поступает также в нижние бугры четверохолмия, которые
формируют двигательные рефлекторные реакции в ответ на звуковые
раздражители

28.

Корковый отдел системы слуха
локализуется в верхней части височной доли коры
большого мозга (первичная слуховая кора — поля 41 и 42,
вторичная — поля 21 и 22). Нервные импульсы от
медиального коленчатого тела в основном направляются
в первичную слуховую кору. Вторичная кора
активируется импульсами таламуса и от первичной коры.
В результате
взаимодействия
возбуждений
первичной и
вторичной слуховых
зон и ассоциативной
коры (третичная зона
для каждого
анализатора)
формируются
соответствующие
ощущения

29.

Вкусовой анализатор

30.

Физиологическая роль сенсорной системы вкуса определение пригодности, ценности пищи и
формирование аппетита. Чувство вкуса связано с
раздражением хемо- (13 типов), механо- и
терморецепторов, рецепторов обоняния. Активация этих
рецепторов вызывает четыре типа первичных вкусовых
ощущений — сладкого, горького, кислого и соленого.
Чувствительность вкусового анализатора самая высокая
к горьким веществам.
Схема
распределения
вкусовой
чувствительности
на языке

31.

Вкусовые рецепторы являются вторичными,
локализованы во вкусовых почках, включающих опорные
клетки и нервные окончания. Вкусовая почка (таких почек
насчитывается от 3 до 10 тыс.) напоминает луковицу
(диаметр 0,03 мм, высота 0,06 мм). Узкая часть
представлена микроворсинками рецепторных клеток, на
которых расположены рецепторы.
Микроворсинки вкусовых клеток
контактируют с содержимым
ротоглотки через вкусовую пору в
слизистой. Кончик языка и передняя
его треть наиболее чувствительны к
сладкому, боковые поверхности — к
кислому и соленому, а корень языка
— к горькому. Взаимодействие
рецепторов ворсинок с химическими
веществами ведет к открытию Naканалов, деполяризации и
формированию РП клетки.
Вкусовая почка в сосочке
языка

32.

Проводниковый отдел начинается внутри вкусовой почки дендритами
биполярных нейронов ганглиев черепных нервов (первый нейрон), где они
образуют синапсы с рецепторными клетками. Вкусовые почки передних
двух третей языка получают нервные волокна от барабанной струны,
входящей в состав лицевого нерва и тройничного нерва, а вкусовые почки
задней трети языка, мягкого и твердого неба, миндалин — от
языкоглоточного нерва; рецепторы вкусовых почек, расположенных в
области глотки, надгортанника и гортани, синаптически связаны с
волокнами от верхнегортанного нерва (порция блуждающего нерва).
Локализация
вкусовых почек
ИННЕРВАЦИЯ
Грибовидные , и листовидные сосочки передних
двух третей языка
Листовидные сосочки
задней трети языка, желобоватые сосочки и глотка
Надгортанник и гортань
Нерв языка (тройничный),
хорда тимпани (лицевой) –
V, VII
Языкоглоточный нерв
- IX
Верхний гортанный нерв,
вагус - Х

33.

Аксоны первых нейронов входят в состав одиночного пучка
продолговатого мозга, в ядрах которого локализуются вторые
нейроны вкусового пути. Отсюда нервные волокна в составе
медиальной петли подходят к таламусу (третий нейрон).
Корковый отдел системы вкуса
локализуется в нижней части
соматосенсорной зоны коры в
языковой области (четвертый
нейрон). Большая часть
нейронов этой области
полисенсорна, т.е. реагирует не
только на вкусовые, но и на
температурные, механические
и ноцицептивные
раздражители. Вкусовая
чувствительность у сытого
Система вкуса быстрее
человека снижается, а у
адаптируется к сладкому и
голодного — повышается.
соленому, чем к горькому и кислому.

34. ПУТИ ВКУСОВОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

• Надгортанник
и гортань
Задняя треть
языка и глотка
Передние 2/3
языка
Вагус
Языкоглоточный
нерв
Лицевой
нерв
• Узловой
• ганглий
Каменистый
ганглий
Коленчатый
ганглий
ЯДРО ОДИНОЧНОГО ПУЧКА
МЕДИАЛЬНЫЙ ЛЕМНИСК
ВЕНТРАЛЬНЫЙ ТАЛАМУС
ПОСТЦЕНТРАЛЬНАЯ ИЗВИЛИНА КОРЫ

35.

Обонятельный анализатор

36.

Физиологическая роль обонятельной системы –
ограничение организма от попадания вредных веществ
благодаря способности различать их. Известно более 100
первичных обонятельных ощущений, которые
объединены в семь групп основных запахов:
1) камфорный; 2) мускусный; 3) цветочный; 4) мятный; 5)
эфирный; 6) едкий; 7) гнилостный.
Обонятельная область
носа у человека

37.

Периферическим отделом системы обоняния являются
дендриты биполярных обонятельных нейронов,
расположенных в слизистой оболочке носовых ходов.
Короткий булавовидный дендрит содержит 6–12
ресничек, имеющих мембранные рецепторы. Реснички
значительно увеличивают площадь контакта рецептора с
молекулами пахучих веществ.
Активация рецепторов молекулами
пахучих веществ приводит к синтезу
цАМФ — второго посредника, с
помощью которого происходит
открытие натриевых каналов и
формирование РП в дендрите
обонятельного нейрона. РП с
помощью электрического поля
обеспечивает деполяризацию
аксонного холмика и тела
обонятельного нейрона, которая,
достигнув критической величины,
ведет к возникновению ПД.
Обонятельный эпителий

38.

Проводниковый отдел. Аксоны обонятельных нейронов пронизывают
пластинку решетчатой кости и формируют обонятельный нерв, волокна
которого образуют синапсы с крупными митральными клетками (вторые
нейроны) обонятельной луковицы, локализующейся на решетчатой кости.
Аксоны митральных клеток обонятельных луковиц образуют обонятельный
тракт.
Корковый отдел представлен
обонятельной извилиной,
гиппокампом (аммонов рог),
прегрушевидной областью. Нервные
волокна из перечисленных
образований мозга направляются к
обонятельным луковицам. Они
заканчиваются на гранулярных
клетках, которые образуют
тормозные синапсы с митральными
клетками. С помощью эфферентных
взаимодействий обеспечивается
«контрастирование» обонятельных
ощущений, что обеспечивает отличие
Обонятельная система
одного запаха от другого.

39.

Благодарю за внимание!