106. Сенсорные системы (анализаторы). Структура: периферический, проводниковый и корковый отделы. Механизмы кодирования информации. Локализация сенсорных функций в коре больших полушарий.

Сонсорной системой называют часть нервной системы, состоящую из воспринимающих элементов – рецепторов, получающих стимулы из внешней и внутренней среды, нервных путей, передающих информацию от рецепторов и тех частей мозга, которые перерабатывают эту информацию.

Сенсорная система (анализатор по И.П.Павлову) обеспечивает поступление информации из внешней или внутренней среды организма в мозг и её анализ.

Работа любой сенсорной системы начианется с восприятия рецепторами внешней энергии, трансформации ее в нервные сигналы и передачи их в мозг через цепи нейронов, анализе и синтезе возбуждения специфическими зонами коры БП и формировании ощущений.

Процесс передачи сеснсорных сигналов сопровождается многократным преобразованием и перекодированием и завершается высшим анализом и синтезом (опознанием образа), после чего формируется ответная реакция организма.

Основные функции сенсорных систем

1. обнаружение сигнала;

2. различение сигнала – способность замечаль различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей. Различие нач в рецепторах. Но участвуют все нейроны сенсорной системы.

3. передача и преобразование сигнала; Пространственные и временные преобразования.

4. кодирование сигнала (в основе – двоичный код, то есть наличие или отсутствие электрического импульса в тот или иной момент времени: «да» - потенциал действия возник; «нет» - потенциал действия не возник. Частотное кодирование). Такой способ кодирования крайне прост и устойчив к помехам.

5. детектирование признаков сигнала (избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение).

6. опознавание образов (отнесение образа к тому или иному классу объектов, которые хранятся в памяти).

Обнаружение и первичное различение сигнала обеспечивается рецепторами, а детектирование и опознание сигналов – нейронами коры бп. Передачу, преобразование и кодирование сигналов осуществляют нейроны всех слое сенсорных систем.

Анализатор (по И.П.Павлову) состоит из трёх отделов:

1. периферический отдел (рецепторы);

2. проводниковый отдел (цепочка нейронов);

3. центральный отдел (нейроны коры больших полушарий).

Общие принципы строения сенсорных систем.

1. Многослойность, т.е. наличие нескольких слоёв нервных клеток, первый из которых связан с рецепторами, а последний с нейронами моторных областей коры большого мозга.

2. Многоканальность, т.е. наличие в каждом слое множества первичных клеток (до миллионов), связанных с множеством клеток следующего слоя. Это обеспечивает точность и детальность анализа сигналов и большую надежность.

3. Разное число элементов в соседних слоях, что формирует «сенсорные воронки».

Значение: «расширяющаяся воронка» (в коре нейронов больше, чем ганглиозных клеток) обеспечивает дробный и сложный анализ разных признаков сигнала; «суживающаяся воронка» (фоторецепторов больше, чем ганглиозных клеток) - препятствует поступлению избытка информации, перегрузке ЦНС благодаря тормозным механизмам:

А) латеральное торможение – ограничение рецептивных полей;

Б) возвратное торможение – ограничение верхнего предела частоты импульсов;

В) эфферентное торможение – нисходящие влияния с более высоких уровней сенсорных систем.

4. дифференциация сенсорной системы по вертикали и по горизонтали. Дифференциация по вертикали заключается в образовании отделов, каждый из которых состоит из нескольких нейронных слоев. Каждый отдел (например, обонятельные луковыцы, кохлеарные ядра) осуществляют определенную функцию. Дифференциация по горизонтали заключается в различных свойствах рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах каждого из слоев.

Кодирование – совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму – код.

В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом, то есть наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени

• Такой способ кодирования очень прост и устойчив к помехам

• Кодирование происходит во всех отделах анализаторов

• Афферентная импульсация поступает в виде пд, но несет огромный объем информации

• Универсальный код – нервный импульс, который распр по нервным волокнамм

• Для хранения информации в цнс кодирование осуществляется с помощю биохимических процессов и структурныхизменений в нейроне

Информация о раздражителе и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп или «пачек» импульсов. Амплитуда, длительность и форма каждого импульса одинаковы, но число импульсов в пачке, частота их следования, длительность пачек и интервалов между ними, а также «временной рисунок» пачки различны и зависят от характеристики стимула.

Особенность кодирования в сенсорных системах:

1. В сенсорной системе не происходит декодирования, как в телефонных и телевизионных кодах (они декодируются восстановлением первоначального сообщения в исходном виде)

2. Множественность и перекрытие кодов. Для одного и того же свойства сигнала (его интенсивности например) сенсорная система использует несколько кодов: частотой и числом импульсов в пачке, числом возбужденных нейронов, их локализацией в слое

3. В коре бм сигналы кодируются последовательностью включения параллельно работающих нейронных каналов, синхронностью ритмических разрядов, изменением их числа

4. В коре используется также позиционное кодирование: какой-то признак раздражителя вызывает возбуждение определенного нейрона или небольшой группы нейронов, расположенных в определенном месте нейронного слоя.

5. Для периферических отделов сенсорной системы типично временнОе кодирование признаков раздражителя

6. на высших уровнях происходит переход к преимущественно пространственному (в основном позиционному) коду

Локализация сенсорных функций в коре больших полушарий:

1. Затылочная доля – зрительная сенсорная система

2. Височная доля – слуховая сенсорная система

3. Вестибулярная – височная доля

4. Вкусовая – крючок парагипокапмальной извилины и гипокамп

5. Обонятельная – крючок парагипокапмальной извилины и гипокамп

6. Мышечная и суставная – постцентральная извилина

7. Висцеральная – сигмовидная извилина, роландова борозда, теменная доля

8. Соматичесская

1. тактильная – фронтальная зона

2. Температурная – центральная извилина

3. Болевая – постцентральная извилина