Физиология сенсорныхсистем

Задача №72

Человек одинаково четко видит или близко, или далеко расположенные предметы. Эта способность глаза приспосабливаться к четкому видению различно удаленных предметов происходит рефлекторно.

Вопрос №1. Как называется эта способность глаза?

Аккомодация.

Вопрос №2. Чем она обусловлена?

Аккомодация обусловлена изменением кривизны хрусталика, а следовательно, и его преломляющей способности. При рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым, благодаря чему лучи, расходящиеся от какой-либо точки объекта, сходятся на сетчатке. Механизмом аккомодации является сокращение ресничных мышц, которые и изменяют выпуклость хрусталика за счет цинновой связки. При сокращении ГМК ресничного тела уменьшается тяга цинновых связок, что увеличивает выпоклость хрусталика в силу его эластичности.

Вопрос №3. Что является пусковым стимулом для возникновения данного рефлекса?

Пусковым стимулом является попадание световых лучей на сетчатку глаза.

Вопрос №4. Каков рефлекторный механизм данной способности глаза?

При видении близко расположенных предметов световые лучи попадают за сетчатку глаза – изображение расплывчато. Афферентация от задней стенки глаза по волокнам зрительного нерва поступает в мозг, основное число волокон приходит в таламический подкорковый зрительный центр – наружное коленчатое тело. Отсюда сигналы поступаютв первичную проекционную область зрительной коры. Далее эфферентные волокна, представленные парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва, идут к ресничным мышцам, которые являются аккомодационными мышцами.

Вопрос №5. Какое образование глаза и как изменяется при рассматривании близко и далеко расположенных предметов?

При рассматривании близко и далеко расположенных предметов изменяется хрусталик.

Приспособление глаза к ясному видению разноудаленных предметов называется аккомодацией. Для нормального глаза дальняя точка ясного видения лежит в бесконечности, поэтому такой глаз далекие предметы рассматривает без напряжения аккомодации, т.е. без сокращения ресничных мышц и без изменения кривизны хрусталика. Предметы, расположенные ближе 10 см, неясно видны человеком с нормальным зрением даже при максимальном сокращении ресничных мышц, т.е. при максимальном аккомодационном усилии. При сокращении же ресничных мышц тяга цинновых связок ослабляется, давнление на хрусталик уменьшается, он принимает более выпуклую форму.

Вопрос №6. Чем обусловлена старческая дальнозоркость глаза?

С возрастом хрусталик становится менее эластичным и при ослаблении цинновых связок выпоклость его увеличивается лишь незначительно или не меняется вовсе. Поэтому ближайшая точка ясного видения отодвигается от глаз. Это пресбиопия, или старческая дальнозоркость. Исправление - с помощью двояковыпуклых линз.

Задача №73.

У оператора автоматизированных систем управления определяли остроту зрения перед началом работы, во время и в конце напряженного трудового дня. При этом были получены различные результаты.

Вопрос №1.Что называется остротой зрения?

Остротой зрения называется максимальная способность глаза различать отдельные детали объектов. Остроту зрения определяют по наименьшему расстоянию между двумя точками, которые глаз различает, т.е. видит отдельно, а не слитно.

Вопрос №2. Что принимается за норму остроты зрения?

Нормальный глаз различает 2 точки, видимые под углом в 1’ (угловая минута). Это связано с тем, что для раздельного видения двух точек необходимо, чтобы между возбужденными колбочками находилась минимум одна невозбужденная колбочка. Так как диаметр колбочки равен 3 мкм, то для раздельного видения двух точек необходимо, чтобы расстояние между изображениями этих точек на сетчатке составляло не менее 4 мкм. Такая величина изображения получается при угле зрения в одну минуту.

Вопрос №3. С помощью какого оборудования определяется острота зрения?

Измерение остроты зрения проводится с помощью специальных таблиц, которые состоят из нескольких рядов букв или незамкнутых окружностей различной величины (кольца Ландольта). Против каждой точки ставится число, означающее расстояние в метрах, с которого нормальный глаз должен различать цифры или фигуры этой строчки. Острота зрения выражается в относительных величинах, причем, нормальная острота зрения принимается за единицу.

Вопрос №4. В каком случае возникает наилучшая острота зрения?

Наилучшая острота зрения отмечается утром.

Вопрос №5. Как называется участок сетчатки, имеющий максимальную остроту зрения?

Желтое пятно.

Вопрос №6. Как изменяется острота зрения в конце напряженного трудового дня?

Снижается.

Вопрос №7. Чем можно объяснить изменение остроты зрения в конце напряженного трудового дня?

Происходит утомление нерных центров, истощение родопсина.

Задача №74.

У исследуемого проводилось определение вкусовой чувствительности по порогу ощущения. Раздражителем служил 45% раствор сахара. Результаты исследования показали, что вкусовой порог, определенный на кончике языка, много выше, чем определенный на корне языка.

Вопрос №1. Чем это можно объяснить?

Это можно объяснить тем, что на корне языка локализуются в основном грибовидные сосочки, чувствительные к сладкому, а на корне языка – желобовидные сосочки, чувствительные к горькому, и мало грибовидных.

Вопрос №2. Как называется метод определения вкусовой чувствительности по порогу ощущения?

Густометрия.

Вопрос №3. Как называется избирательная чувствительность рецептора к действию определенного раздражителя?

Специфичность.

Вопрос №4. Почему вкусовая чувствительность различна на разных участках языка?

Это можно объяснить тем, что информация об основных вкусовых ощущениях кодируется не импульсацией в одиночных волокнах, а разным распределением частоты разрядов в большой группе волокон, по-разному возбуждаемых вкусовым веществом.

Вопрос №5. Какие вкусовые рецепторы в основном чувствительны к сладкому?

Грибовидные сосочки.

Задача №75

Внимательное изучение собственного языка позволяет обнаружить наличие различных сосочков на его поверхности

Вопрос №1. Где располагаются эти сосочки?

На спинке языка.

Вопрос №2. Какие сосочки языка не обладают вкусовой чувствительностью?

Нитевидные сосочки – они не содержат вкусовых почек.

Вопрос №3. Какой нерв иннервирует сосочки языка, расположенные на передних 2/3 языка?

Барабанная струна – это чувствительная ветвь лицевого нерва.

Вопрос №4. Где локализуется второй нейрон вкусовой сенсорной системы?

Ядро солитарного тракта (от лицевого нерва к этому ядру идет чувствительная ветвь, представленная n.intermedius).

Вопрос №5. Где локализуется третий нейрон вкусовой сенсорной системы?

В дугообразных ядрах таламуса (от ядра солитарного тракта в составе медиальной петли к этим ядрам).

Вопрос №6. Где находится корковое представительство вкусовой сенсорной системы?

Корковый центр вкуса: первичная зона – орбитальная кора, вторичная – соматосенсорная).

Задача №76

В ясный солнечный день студент выходит из темного помещения на улицу. Дневной свет раздражает фоторецепторы глаза – зрачки сразу рефлекторно изменяют свой диаметр.

Вопрос №1. Как изменяется просвет зрачков?

Зрачки суживаются. Минимальный диаметр зрачка – 1,8 мм.

Вопрос №2. Как изменится просвет зрачков при снижении интенсивности внешнего освещения?

Зрачки расширятся. Максимальное расширение зрачка – в темноте – 7,5 мм.

Вопрос №3. Как называется реакция зрачка на действие света?

«Зрачковый рефлекс».

Вопрос №4. Как называется способность фоторецепторов приспосабливаться к длительно действующему дневному свету?

Адаптация.

Вопрос №5. В чем заключается реакция фоторецепторов на длительное действие дневного света?

Колбочки мобилизуются, палочки демобилизуются.

Задача №77

Почему яркая вспышка при съемке современной фотокамерой иногда приводит к фиксации на снимке красных зрачков у фотографируемого?

Вопрос №1. С чего начинается рефлекторный путь изменения диаметра зрачка?

С рецепторов сетчатки.

Вопрос №2. Каков механизм рефлекторного изменения диаметра зрачка при уменьшении освещенности рецепторов сетчатки?

Симпатический механизм: возбуждение поступает в цилиоспинальный центр, а оттуда в верхний шейный ганглий, далее – на мышцы – дилататоры – происходит расширение зрачка.

Вопрос №3. Каков механизм рефлекторного изменения диаметра зрачка при увеличении освещенности рецепторов сетчатки?

Парасимпатический механизм: возбуждение поступает парасимпатический центр продолговатого мозга на ядро Эдингера – Вестфаля, далее – на мышцы – сфинктеры – происходит сужение зрачка.

Вопрос №4. Почему зрачковые реакции являются важным диагностическим признаком?

Они позволяют оценить целостность различных структур головного и спинного мозга, оценить качество их работы.

Задача №78

Жевание лука при закрытом носе вызывает ощущение сладкого вкуса, при открытом – вкус лука едкий и горький.

Вопрос №1. Чем это можно объяснить?

Когда нос закрыт, обонятельные рецепторы не возбуждены.

Вопрос №2. Чем представлены рецепторы обоняния?

Рецепторы обоняния – это веретенообразные клетки, периферический отросток которых заканчивается утолщением – обонятельной булавой, из которой выступают обонятельные волоски. Волоски погружены в жидкость, которую вырабатывают боуменовы клетки. в булаве генерируется рецепторный потенциал.

Обонятельная рецепторная клетка биполярна – на апикальном полюсе ее находятся реснички, а от базального отходит безмиелиновый аксон.

Вопрос №3. Где располагаются рецепторы обоняния?

Рецепторы обоняния располагаются в области верхних носовых ходов. Обонятельный эпителий находится в стороне от главного дыхательного пути. Сами рецепторы обоняния расположены между опорными клетками.

Вопрос №4. Как называется метод определения обонятельной чувствительности по порогу ощущения?

Ольфактометрия – метод определения обонятельной чувствительности по оценке порога обоняния.

Вопрос №5. Что называется порогом обонятельной чувствительности?

Порог обоняния – это то наименьшее количество паров пахучего вещества, которое, воздействуя на рецепторы, способно вызвать обонятельные ощущения.

Вопрос №6. Где находится корковое представительство обонятельной сенсорной системы?

Это ассоциативные зоны коры (периформная кора) – т.е. обонятельный тракт проецируется в корковое представительство нескольких нервных центров.

Вопрос №7. Как называются нейроны, обеспечивающие межсенсорное взаимодействие?

Полимодальные нейроны.

Задача №79.

Врач-оториноларинголог при обследовании пациента обнаружил сохранность костной передачи звука при нарушении воздушной.

Вопрос №1. О чем свидетельствует данный факт?

Данный факт свидетельствует о том, что прохождению звука воздушным путем препятствует какое-либо инородное тело (например, так называемые «ушные пробки»).

Вопрос №2. Какую пробу проводил врач?

Пробу Ринне.

Вопрос №3. Что относится к звукопроводящим образованиям среднего уха?

В заполненном воздухом среднем ухе находятся три косточки: молоточек, наковальня и стремечко, которые последовательно передают колебания барабанной перепонки во внутреннее ухо. Молоточек вплетен рукояткой в барабанную перепонку, другая его сторона соединена с наковальней, передающей колебания стремечку. Стремечку передаются колебания барабанной перепонки уменьшенной амплитуды, но увеличенной силы.

В среднем ухе расположены 2 мышцы: напрягающая барабанную перепонку и стременная. Первая усиливает натяжение барабанной перепонки и ограничивает амплитуду ее колебаний, вторая фиксирует стремечко и ограничивает его движения. Рефлекторное сокращение этих мышц наступает через 10 мс после начала сильного звука и зависит от его амплитуды. Этим внутреннее ухо автоматически предохраняется от перегрузок.

Вопрос №4. Что относится к звуковоспринимающим образованиям уха?

Наружное ухо: ушная раковина, барабанная перепонка.

Вопрос №5. Где находится корковое представительство слуховой сенсорной системы?

Корковое представительство слуха находится в верхней части височной доли в области сильвиевой борозды.

Вопрос №6. Какую частоту звуковых колебаний воспринимает ухо человека?

Человек может воспринимать звуки с частотой колебаний от 16 до 20 тысяч герц.

Вопрос №7. К какой частоте звука ухо человека обладает наибольшей чувствительностью?

Максимальной чувствительностью слух человека обладает в области частот от 1000 до 4000 герц, что совпадает с диапазоном человеческого голоса.

Задача №80.

На одном и том же испытуемом проводилось определение чувствительности холодовых рецепторов в теплой и в холодной комнатах. Полученные данные существенно различались.

Вопрос №1. В какой комнате: теплой или холодной – будет больше функционировать холодовых рецепторов?

В Холодовой.

Вопрос №2. Почему?

Потому что чувствительность Холодовых рецепторов выше, т.к. в коже они расположены более поверхностно, и их количество в 10 раз большее, чем тепловых.

Вопрос №3. Какие рецепторы воспринимают холод, а какие – тепло?

Холод воспринимают тельца Краузе (залегают на глубине 0,17 мм), тепло воспринимают тельца Руфини (залегают на глубине 0,3 мм).

Вопрос №4. Каким методом определяют количество температурных точек на единице кожной поверхности?

Термоэстизометрией.

Вопрос №5. Каких рецепторов: тепловых или холодовых – приходится больше на единицу поверхности кожи?

Холодовых рецепторов в 10 раз больше.

Вопрос №6. Почему?

Большее количество рецепторов холода связано с приспособительной реакцией организма, направленной на его защиту от действия холода.

Вопрос №7. Где находится корковое представительство температурной сенсорной системы?

Корковый отдел температурной сенсорной системы находится в соматосенсорной области. Первичная проекционная зона находится в задней центральной извилине, где расположены мономодальные нейроны, обеспечивающие топографическую характеристику температурных воздействий. Вторичная проекционная зона находится в сильвиевой борозде – здесь расположены полимодальные нейроны. Третичная проекционная зона находится в теменной области, она формирует представление об общей температурной схеме организма, здесь происходит формирование высших психических функций, связанных с температурными воздействиями.

Задача №81.

Любая сенсорная система является частью нервной системы, и выполняет ряд функций. Одной из основных функций сенсорной системы является кодирование информации.

Вопрос №1. Какие еще основные функции выполняет сенсорная система?

Сенсорная система выполняет следующие основные функции, или операции, с сигналами:

1) обнаружение сигналов – начинается в рецепторе,

2) различение сигналов – начинается в рецепторах, но в этом процессе также принимают участие и нейроны всей сенсорной системы. Различение характеризует то минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить (это дифференциальный, или разностный, порог),

3) передача и преобразование сигналов – благодаря этим процессам сенсорная система доносит до высших центров мозга наиболее важную информацию о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа,

4) кодирование информации,

5) детектирование признаков – это избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные параметры стимула,

6) опознавание образов – это конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы. Она заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т.е. в классификации образов. Синтезируя, т.е. объединяя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует образ раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознавание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм. В результате этого происходит восприятие.

Вопрос №2. Что называется кодированием информации?

Кодированием называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму – код. В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом, т.е. наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени. Информация о раздражении и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп или «пачек» импульсов. Сенсорная информация кодируется и числом одновременно возбужденных нейронов, и также местом возбуждения в нейронном слое.

Кодирование бывает:

1) кодирование качества – различие раздражителей определяется избирательлнойчувствительностью рецепторов к определенному виду энергии и очень низкими порогами раздражения,

2) кодирование интенсивности – осуществляется посредством изменения частоты следования нервных импульсов от рецепторов в нервные центры (чем больше интенсивность, тем больше импульсация); закон Вебера-Фехнера: количество импульсов и интенсивность ощущения возрастают пропорционально логарифму интенсивности раздражения,

3) пространственное кодирование – определение признака раздражителя, вызвавшего возбуждение небольшой группы нейронов, локализованной в определенном месте нейрогенного слоя,

4) временное кодирование – в качестве сигнальных признаков используется частота импульсации и продолжительность межимпульсных интервалов. Для временного различия двух раздражителей необходимо, чтобы нервные процессы, которые вызывают эти раздражители, не слились во времени.

Вопрос №3. Какие структуры составляют сенсорную систему?

Сенсорной системой называют часть нервной системы, состоящую из воспринимающих элементов – рецепторов, получающих стимулы из внешней или внутренней среды, нервных путей, передающих информацию от рецепторов в мозг, и тех частей мозга, которые перерабатывают и анализируют эту информацию. Также сенсорная система включает механизмы регуляции деятельности отделов анализаторов (с помощью обратных связей). Сенсорные системы несут информацию о:

• о времени – когда и как долго действовал стимул,

• о положении источника сигналов в пространстве,

• о качестве воспринимаемого стимула,

• об интенсивности воздействия.

Вопрос №4. Из каких отделов состоит сенсорная система?

1) периферический, или рецепторный отдел – осуществляет рецепцию энергии раздражителя и ее трансформацию в специфический процесс возбуждения,

2) проводниковый отдел – это афферентные нервы и подкорковые центры,

3) центральный, или корковый, отдел – это соответствующие зоны коры головного мозга.

4) Обратные, или центробежные, связи.

Вопрос №5. Что такое органы чувств?

Органы чувств – это сложные периферические образования, в которых помимо рецепторов входят вспомогательные структуры, обеспечивающие оптимальное восприятие воздействий внешней среды.

Задача №82

И.П.Павлов разработал учение об анализаторах, до него широко было распространено представление об органах чувств.

Вопрос №1 Чем кардинально различаются эти представления.

В учении об органах чувств сформировано представление лишь о рецепции и восприятии воздействий внешней среды. Учение же Павлова об анализаторах учитывает и анализ воздействий, обеспечивающий приспособительное поведение.

Вопрос №2. Какие основные свойства сенсорных систем?

Свойства сенсорных систем:

1) специфичность к определенным раздражителям,

2) высокая чувствительность,

3) ритмическая генерация импульсов рецепторами в ответ на однократное действие раздражителя,

4) адаптация сенсорных систем – выражается и в сенсибилизации и в десенсибилизации,

5) функциональная мобильность рецепторов,

6) специализация к определенным параметрам раздражителя,

7) способность к анализу, к регуляции деятельности рецепторного отдела.

Вопрос №3. Какие существуют способы кодирования информации рецепторами?

Кодирование бывает:

1) кодирование качества – различие раздражителей определяется избирательлнойчувствительностью рецепторов к определенному виду энергии и очень низкими порогами раздражения,

2) кодирование интенсивности – осуществляется посредством изменения частоты следования нервных импульсов от рецепторов в нервные центры (чем больше интенсивность, тем больше импульсация); закон Вебера-Фехнера: количество импульсов и интенсивность ощущения возрастают пропорционально логарифму интенсивности раздражения,

3) пространственное кодирование – определение признака раздражителя, вызвавшего возбуждение небольшой группы нейронов, локализованной в определенном месте нейрогенного слоя,

4) временное кодирование – в качестве сигнальных признаков используется частота импульсации и продолжительность межимпульсных интервалов. Для временного различия двух раздражителей необходимо, чтобы нервные процессы, которые вызывают эти раздражители, не слились во времени

Вопрос №4. Какие способы кодирования информации существуют в нервной системе?

Представление о меченых линиях (пример – вкусовая сенсорная система – различные виды раздражителей), представление о структуре ответа (последовательность ПД)

Вопрос №5. Какие характерные отличия сенсорной системы от анализатора?

Анализатор обеспечивает восприятие энергии раздражителя, трансформацию ее в специфический процесс возбуждения, проведение этого возбуждения в ЦНС, анализ и синтез корой. Сенсорная система включает также механизмы регуляции деятельности отделов анализатора (с помощью обратных связей).