Анализаторы человекаВсе сведения об окружающем мире человек получает благодаря пяти основным чувствам - зрению, слуху, обонянию, осязанию и вкусу. Сигналы внешнего мира воспринимаются органами чувств и преобразуются ими в сигналы нервной системы - нервные импульсы. Таким образом осуществляется связь организма с внешней средой.

Каждый орган чувств имеет специфические рецепторы, преобразующие в нервные импульсы только один вид раздражений. От рецепторов но чувствительным нейронам импульсы передаются в определенную зону коры больших полушарий. Физиологическая природа ощущений, тонкое различение раздражений связаны с возбуждением нейронов коры.

Система чувствительных нервных образований, воспринимающих и анализирующих определенный вид раздражений, которые действуют на человека, называется сенсорной системой.

Любая сенсорная система состоит из трех основных звеньев: рецепторов (воспринимающее звено), нервных путей (проводниковое звено) и мозговых центров (центральное обрабатывающее звено). И. П. Павлов назвал такую систему анализатором.

Нервные пути отдельных сенсорных систем направляются в определенные центры мозга. Низшие центры могут располагаться в спинном и продолговатом мозге, следующие по сложности - в промежуточном мозге, а высшие - в коре больших полушарий. Здесь каждая сенсорная система занимает определенный участок. (Например, в затылочной зоне располагается корковый от дел зрительной системы, в височной - слуховой, в теменной - кожной сенсорной системы.) Взаимодействие отдельных ощущений происходит в коре головного мозга, куда сходятся сигналы от всех сенсорных систем. В результате рождается комбинация ощущений - восприятие. Особые участки коры в лобной, верхнетеменной и височной зонах называются ассоциативными зонами. Именно они обеспечивают установление тесного взаимодействия между всеми сенсорными системами и участвуют в процессах восприятия образов.

Повреждение любого из трех основных звеньев сенсорной системы ведет к потере способности различать раздражения.

Зрительная сенсорная система

В состав зрительной сенсорной системы (зрительного анализатора) входят орган зрения (глаз) со вспомогательными органами, зрительный нерв и корковая часть (мозговой центр), расположенная в затылочной доле коры больших полушарий.

Глаз образован глазным яблоком, хрусталиком и стекловидным телом. К вспомогательным органам глаза относятся глазодвигательные мышцы, веки, слезный аппарат, брови.

Строение глаза. Основной частью органа зрения является глазное яблоко. Оно имеет шаровидную, форму, которая позволяет ему двигаться в определенных пределах в полости костного углубления - глазнице. Движение глаза достигается сокращением шести глазных мышц. Они прикреплены одним своим концом к стенке глазницы, а другим - к глазному яблоку. Часть глазного яблока, выступающая из глазницы, защищена вспомогательными приспособлениями от внешних воздействий. Брови препятствуют попаданию в глаз стекающего со лба пота.

Веки и ресницы защищают глаза от пыли. Веки постоянно смыкаются и размыкаются (моргают), равномерно смачивая поверхность глаза слезной жидкостью. Слезы образуются в слезных железах, расположенных в наружной части глазницы над глазом. Излишки слезной жидкости стекают в носовую полость через слезный проток. Секрет слезных желез действует не только как смазывающая, но и как дезинфицирующая жидкость.

Глазное яблоко состоит из ядра (стекловидного тела), покрытого тремя оболочками: волокнистой (фиброзной), сосудистой и внутренней, или сетчаткой.

Снаружи глазное яблоко покрыто фиброзной оболочкой, которая подразделяется на задний отдел (склеру) и прозрачный передний (роговицу).

Склера - плотная соединительнотканная оболочка. Она образована пучками коллагеновых волокон. Сзади на склере находится решетчатая пластинка, через которую проходят волокна зрительного нерва.

Роговица - прозрачная выпуклая пластинка блюдце-образной формы. Ее круговой край переходит в склеру. Кровеносных сосудов в ней нет, питание происходит за счет диффузии из сосудов кругового края.

Под склерой расположена сосудистая оболочка. Она богата кровеносными сосудами и состоит из трех частей: собственно сосудистой оболочки, ресничного тела и радужки.

Собственно сосудистая оболочка составляет большую часть всей сосудистой оболочки. Основа ее - густая сеть переплетающихся артерий и вен, между которыми расположена рыхлая волокнистая соединительная ткань, богатая пигментными клетками. Между сосудистой оболочкой и склерой имеется система щелей - околососудистое пространство.

Впереди собственно сосудистая оболочка переходит в утолщенное ресничное тело кольцевидной формы. Эта мышца участвует в аккомодации глаза (т. е. установке на ближнее или дальнее видение), фиксируя и растягивая хрусталик.

Ресничное тело продолжается в радужку, которая представляет собой круглый диск с отверстием в центре (зрачком). Радужка расположена между роговицей и хрусталиком. В толще одного из слоев, образующих радужку, лежат мышцы, образующие суживателъ зрачка. Пигментный слой радужной оболочки (радужки) обусловливает цвет глаз за счет качества и количества пигмента меланина.

Внутренняя (светочувствительная) оболочка глазного яблока называется сетчаткой. Она на всем протяжении прилежит к сосудистой оболочке. Состоит сетчатка из двух листков: внутреннего (светочувствительного - нервная часть) и наружного (пигментного). Передняя часть сетчатки не содержит светочувствительных клеток. Зрительной является задняя часть сетчатки. Место выхода из сетчатки зрительного нерва называется «слепым пятном». В нем также отсутствуют фоторецепторы. На расстоянии приблизительно 4 мм от слепого пятна имеется углубление округлой формы - желтое пятно, являющееся местом наилучшего видения глаза. В области желтого пятна отсутствуют кровеносные сосуды.

Главной функциональной единицей сетчатки является трехнейронная цепь, состоящая из наружного (фоторецепторного), среднего (ассоциативного) и внутреннего (ганглиолярного) нейронов.

Непосредственно к сосудистой оболочке прилегает пигментный слой сетчатки. В нем расположены палочки и колбочки, представляющие собой отростки фоторецепторов - клеток, тела которых расположены ниже (первый нейрон). Палочки содержат зрительный пурпур - родопсин, который изменяется под действием света, что приводит к образованию нервного импульса. Колбочки бывают трех типов, каждый из которых воспринимает свет определенной длины волны.

Количество колбочек в сетчатке глаза человека достигает 7 млн., а палочек - в 10-20 раз больше. В области желтого пятна есть только колбочки. Палочки воспринимают слабый свет, действующий в сумерках или темноте, а колбочки - яркий свет.

От каждой фоторецепторной клетки отходит тонкий отросток, заканчивающийся в наружном слое сетчатки утолщением, которое образует синапс с отростками ассоциативных (вставочных) нейронов. Последние передают возбуждение к третьим нейронам, лежащим в ганглиолярном слое сетчатки. Их аксоны (500 тыс. - 1 млн.) и образуют зрительный нерв.

Таким образом, световые волны «достигают палочек и колбочек лишь после того, как пройдут почти всю толщину сетчатки.

Внутренняя полость глазного яблока занята стекловидным телом, образованным аморфным межклеточным веществом желеобразной консистенции. На его передней поверхности имеется ямка, в которой расположен хрусталик.

Хрусталик - прозрачная двояковыпуклая линза диаметром приблизительно 9 мм. Хрусталик как бы подвешен на ресничном пояске, который передает ему движения ресничной мышцы (ресничного тела). При расслаблении ее поясок натягивается, хрусталик уплощается, его ось укорачивается: происходит установка на дальнее видение. При сокращении ресничной мышцы поясок расслабляется, выпуклость хрусталика увеличивается: происходит установка на ближнее видение. Такое изменение кривизны хрусталика в связи с необходимостью рассматривать предметы, находящиеся на различных расстояниях, носит название аккомодации глаза.

Таким образом, световые лучи проходят через роговицу, зрачок (который в зависимости от интенсивности света расширяется или сужается), хрусталик, стекловидное тело и, наконец, попадают на сетчатку. При этом пучок света направляется, благодаря светопреломляющим средам, образующим эти части глаза (и, в первую очередь, благодаря аккомодации хрусталика) на зону наилучшего видения глаза - желтое пятно сетчатки.

Изображение на сетчатке получается четким, но перевернутым (в силу оптических законов), человек же видит все в нормальном положении. Это достигается с помощью обучения и тренировки (новорожденные дети видят предметы перевернутыми вверх ногами). В такой тренировке участвуют не только зрительная, но и другие сенсорные системы, среди которых главную роль выполняют органы равновесия, мышечного и кожного чувства. В результате взаимодействия этих сенсорных систем возникают целостные образы внешних предметов и явлений.

Проводящий путь зрительного анализатора. При попадании света на палочки и колбочки (отростки первых нейронов) генерируется нервный импульс, который передается ко вторым нейронам, а от них - к третьим. Аксоны последних формируют зрительный нерв, который выходит из глазницы через канал зрительного нерва.

На нижней поверхности мозга образуется перекрест зрительных нервов, причем перекрещиваются лишь волокна, идущие от части сетчатки, расположенной ближе к противоположному глазу. Таким образом, в каждом зрительном тракте проходят волокна, несущие импульсы от части сетчатки противоположного глаза и половины сетчатки глаза своей стороны.

Часть волокон зрительного тракта направляется в промежуточный мозг, где заканчивается синапсами на залегающих здесь нейронах. Аксоны последних направляются к клеткам коры затылочной доли больших полушарий, где и заканчиваются (корковый конец зрительного анализатора). Следовательно, в зрении участвуют оба полушария головного мозга, каждое из которых получает информацию как от правого, так и от левого глаза. Важнейшим преимуществом зрения двумя глазами является способность воспринимать предметы в объемном изображении и оценивать их относительную удаленность в пространстве. Такая способность получила название стереоскопического зрения.

Другая часть волокон зрительного тракта проходит через промежуточный мозг не прерываясь. Нервные импульсы следуют в ядра черепно-мозгового глазодвигательного нерва, иннервирующего мышцы глаза, ресничную мышцу и мышцу, суживающую зрачок. Это приводит к тому, что в ответ на попадание световых волн в глаз зрачок суживается, а глазные яблоки поворачиваются в направлении пучка света.

Слуховая сенсорная система

Орган слуха. Чувство слуха является одним из важнейших в жизни человека. Слух и речь вместе составляют средство общения между людьми, служат основой взаимоотношений людей в обществе. Потеря слуха может привести к нарушениям в поведении человека, глухие дети не могут научиться полноценной речи.

В состав слуховой сенсорной системы (слухового анализатора) входят орган слуха (ухо), слуховой нерв и корковая часть (мозговой центр), расположенный в височной области коры больших полушарий.



Строение уха. Звук, или звуковая волна,- это чередующееся разрежение и сгущение воздуха, распространяющееся во все стороны от источника звука, которым может быть любое колеблющееся тело. Звуковые колебания воспринимаются органом слуха - ухом.

Ухо представляет собой сложную систему, морфологически разделенную на три отдела: а) наружное ухо - ушная раковина с мышцами и связками и наружный слуховой проход; б) среднее ухо - барабанная полость и слуховая труба; в) внутреннее ухо - перепончатый лабиринт, располагающийся в костном лабиринте внутри височной кости.

Наружное ухо включает в себя ушную раковину и наружный слуховой проход. Ушная раковина представляет собой эластичный хрящ сложной формы, покрытый кожей. Она способствует направлению звуковых колебаний воздуха в наружный слуховой проход. Ушные раковины многих животных могут двигаться при помощи мышц и связок. Это помогает им улавливать направление даже самых тихих звуков. Ушные раковины человека лишены подвижности, хотя у некоторых людей это качество сохраняется. Умение некоторых людей шевелить ушами представляет собой атавизм.

Наружный слуховой проход имеет длину 33-35 мм и диаметр от 0,6 до 0,9 см. Он изогнут в виде буквы S и выстлан многослойным эпителием, в котором имеются видоизмененные потовые железы, вырабатывающие вязкий желтоватый секрет - ушную серу. Слуховой проход заканчивается перегородкой - туго натянутой барабанной перепонкой. Она отделяет наружное ухо от полости среднего уха.

Звуковая волна, ударяя в барабанную перепонку, заставляет ее колебаться, вибрировать. Частота вибрации барабанной перепонки тем больше, чем выше звук: чем сильнее звук, тем сильнее колеблется перепонка. Минимальная слышимость для натренированного уха находится почти на границе колебаний, которые создаются беспорядочным движением молекул воздуха.

За барабанной перепонкой лежит заполненная воздухом полость среднего уха, или барабанная полость. Объем ее составляет приблизительно 1 см3. В ней находятся три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремя. Они составляют цепь, соединяющую барабанную перепонку с окном преддверия, ведущим во внутреннее ухо. Рукоятка молоточка сращена с барабанной перепонкой. Молоточек передает ее колебания на наковальню, а затем усиленные колебания передаются на стремя. Стремя передает эти колебания овальному окну преддверия. Барабанная полость соединяется с носоглоткой узким проходом - слуховой трубой. Она способствует выравниванию давления воздуха внутри барабанной полости по отношению к наружной среде. Щелевидное глоточное отверстие слуховой трубы, расположенное на боковой стенке носоглотки, открывается при акте глотания.

За средним ухом начинается внутреннее ухо. Оно расположено в глубине височной кости черепа. Там находится выстланный надкостницей костный лабиринт. В нем залегает перепончатый лабиринт, повторяющий формы костного. Между ними имеется щель, заполненная жидкостью. Костный лабиринт расположен между барабанной полостью и внутренним слуховым проходом и состоит из преддверия, органа слуха (улитки) и органа равновесия (вестибулярного аппарата).

Костное преддверие - это овальная полость, сообщающаяся с улиткой окном улитки и с барабанной полостью - овальным окном преддверия. Полость костного преддверия сообщается также и с полукружными каналами, входящими в орган равновесия. Окна преддверия затянуты тонкими перепонками.

Улитка - это спирально закрученный канал, образованный костной спиральной пластинкой и имеющий у человека 2,5 оборота. Колебания перепонки овального окна преддверия передаются жидкости, заполняющей внутреннее ухо. Она в свою очередь начинает колебаться с той же частотой. Вибрируя, жидкость раздражает слуховые рецепторы, расположенные в улитке.

Канал улитки по всей длине разделен пополам перепончатой перегородкой. Часть этой перегородки состоит из тонкой перепонки - мембраны. На мембране находятся воспринимающие волосковые клетки - слуховые рецепторы. Колебания жидкости, заполняющей улитку: раздражают отдельные слуховые рецепторы. Волосковые клетки воспринимают звуки различной высоты. Высокие звуки раздражают только рецепторные клетки, расположенные на нижних завитках улитки, а низкие звуки - рецепторные клетки вершины улитки и часть клеток на нижних завитках.

Проводящий путь слухового анализатора. Звуковые волны передаются через наружный слуховой проход и достигают барабанной перепонки. Без колебания передаются через цепь слуховых косточек на овальное окно преддверия. Движения стремени в окне преддверия вызывают колебания жидкости, которые передаются в улитку, вызывая в свою очередь колебания мембраны. При этом возникает возбуждение в рецепторных клетках, т. е. возникают нервные импульсы. Эти импульсы по слуховому нерву, образованному аксонами первых нейронов, передаются на вторые нейроны, залегающие в ядрах продолговатого мозга. Аксоны вторых нейронов направляются в промежуточный мозг, где находятся третьи нейроны. Аксоны третьих нейронов направляются к коре верхней височной извилины, где и расположен корковый конец слухового анализатора. В нем происходит различение силы, высоты и характера звука, местоположения его в пространстве.

Орган равновесия

Положение тела человека непрерывно контролируется специальным органом равновесия - вестибулярным аппаратом.

Периферическим отделом органа равновесия является вестибулярный (преддверный) лабиринт, состоящий из расположенных в костном преддверии внутреннего уха эллиптического и сферического мешочков, сообщающихся между собой через тонкий каналец. От канальца начинается один проток, заканчивающийся слепым мешком, и три полукружных протока, залегающих в костных полукружных каналах, лежащих в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Участки мешочков, содержащие чувствительные клетки, называются пятнами. Они содержат рецепторные волосковые клетки, имеющие микроворсинки и одну подвижную ресничку. Основания клеток контактируют с нервными концевыми разветвлениями первых нейронов. На клетках расположена студенистая мембрана, содержащая кристаллы карбоната кальция (статолиты или отолиты). Пятна воспринимают изменение силы тяжести и линейного ускорения.

Аналогичные пятнам участки полукружных перепончатых каналов, залегающих в костных полукружных каналах, называются гребешками и воспринимают изменения углового ускорения (при поворотах головы).

При изменении силы тяжести, положения головы, тела, при ускорениях происходит напряжение волос ков рецепторных клеток пятен и гребешков. Возбуждение передается к клеткам преддверного узла, лежащего на дне внутреннего слухового прохода (первый нейрон). Аксоны этих клеток образуют часть черепно-мозгового нерва, который выходит через слуховое отверстие в полость черепа. Там эти аксоны входят в вещество мозга и подходят к вестибулярным ядрам, образованным вторыми нейронами. Аксоны этих нейронов идут к ядрам, расположенным в мозжечке (третьим нейронам) и к спинному мозгу. От третьих нейронов импульсы направляются к коре теменной и височной долей коры головного мозга.

Орган мышечного и кожного чувства

Для ориентации тела в пространстве очень важны сигналы, поступающие в мозг от мышц, сухожилий и суставов. Эти сигналы возникают потому, что в скелетных мышцах находятся специальные мышечные рецепторы, которые возбуждаются при сокращении или растяжении мышц. Сигналы (импульсы) идут в ЦНС, позволяя без участия зрения корректировать положение тела в пространстве. Это и называется мышечным чувством. Корковый отдел, обеспечивающий мышечное чувство, лежит в теменной зоне коры больших полушарий.

Кожное чувство является сложным комплексным чувством. Кожа воспринимает прикосновение и давление, тепло и холод и, наконец, боль. Эти же ощущения воспринимает слизистая оболочка рта, носа, языка, глотки и даже внутренних органов.

Восприятие раздражений связано с тем, что в коже имеется большое количество рецепторов, воспринимающих каждый соответствующий вид раздражения. Так, в коже человека много болевых рецепторов (около 100 на 1 см3). Для различения тепла и холода существуют разные рецепторы. Больше всего их на лице и губах.

Важнейшее кожное чувство - это осязание, т. е. ощущение прикосновения и давления. Оно создается благодаря специальным рецепторам, которых больше всего на подушечках пальцев, на губах и на кончике языка.

Все кожные рецепторы представляют собой окончания нервов, завернутые в капсулу или оболочку. Кроме того, у основания волосков тела человека имеются нервы, которые возбуждаются при незначительном сгибании волоска.

Сигналы от кожных рецепторов по чувствительным нервам направляются в спинной и головной мозг. Корковый центр кожной чувствительности находится в теменной зоне коры больших полушарий.

Обоняние и вкус

В самой верхней части носовой полости в слизистой оболочке располагаются обонятельные рецепторы. Они раздражаются пахучими газообразными веществами. Между ними находятся опорные клетки, разделяющие обонятельные и способные к секреции.

Число обонятельных рецепторов у человека составляет приблизительно 40 млн., а у некоторых животных может достигать 200 млн. и более. Периферический отросток (дендрит) обонятельного рецептора заканчивается утолщением - обонятельной булавой, на вершине которой находятся по 10-12 подвижных обонятельных ресничек. Центральные отростки-аксоны этих первых нейронов собираются в обонятельные нити, которые проникают в полость черепа и направляются к обонятельной луковице. Молекулы пахучих веществ, предварительно растворяясь в секрете обонятельных желез, взаимодействуют с рецепторными белками ресничек, что вызывает нервный импульс, который и передается обонятельной луковице, где залегают вторые нейроны. Аксоны этих клеток образуют обонятельный тракт. Пройдя по нему, нервный импульс достигает коркового центра обонятельного анализатора, который расположен в одной из извилин на нижней стороне больших полушарий.

Скопления вкусовых рецепторов находятся у человека во вкусовых почках, расположенных в многослойном эпителии боковых поверхностей желобовидных, листовидных и грибовидных вкусовых сосочков языка, а также в слизистой оболочке нёба, языка, зева и надгортанника.

Передняя часть языка реагирует главным образом на сладкое, задняя - на горькое, боковые - на кислое, а кончик и боковые части языка - на соленое. Вкусовые рецепторы раздражаются действием веществ, растворенных в воде или слюне, поэтому сухая пища безвкусна.

В полости рта находятся также рецепторы прикосновения и давления и терморецепторы, дополнительное раздражение которых усиливает вкусовые ощущения. Наиболее благоприятна для вкусового восприятия пища, температура которой 15-35° С.

Под влиянием пищевых раздражений во вкусовых рецепторах возникает возбуждение. Нервные импульсы по волокнам вкусового нерва проводятся во вкусовую зону коры больших полушарий, где и происходит окончательное различение вкуса пищи. Корковый отдел вкусового анализатора расположен в одной из извилин на нижней стороне больших полушарий, недалеко от коркового конца обонятельного анализатора.

Вкус - это совокупность ощущений, получаемых при помощи различных рецепторов - вкусовых, обонятельных, осязательных. Он способствует отделению пищеварительных соков и процессу пищеварения.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+