Сенсорные системы

№ 1. У больного сахарным диабетом месяц назад ампутировали ступню. Но он по-прежнему жалуется на боль в ступне. Объясните состояние больного.

1. Такая боль называется фантомной.

2. Механизм ее возникновения: в главном нерве ампутированной конечности остаются нервные волокна, продолжающие обеспечивать распространение ощущений из ампутированной части тела в головной мозг, который, в свою очередь, и «проецирует» их в отсутствующую часть тела. Поэтому, хотя часть тела и отсутствует, болевые ощущения абсолютно реальны.

3. Механизм этой боли может объяснить теория специфических путей (появление боли как результат анализа импульсов, идущих по специфическим путям от специфических рецепторов).

4. Указанная теория может объяснить также феномены отраженных болей, обезболивающих эффектов иглоукалывания, массажа, местного согревания.

5. Эта теория не может объяснить возникновение психогенной боли, анальгезии, гипералгезии, каузальгии.

№2. Установлено, что жевательные мышцы суммарно могут развивать силу 390 кг, но в жизни сила из сокращения вдвое меньше. Причина – возникновение периодонто-мускулярного рефлекса, заключающегося в ограничении силы сокращения жевательных мышц при сильном надавливании на зубы и периодонт (ткани вокруг зуба).

1. Рефлекторная дуга этого рефлекса: рецепторы в периодонте > импульсы по II и III ветвям тройничного нерва в чувствительные ядра продолговатого мозга > заднемедиальное и заднелатеральное чувствительные ядра таламуса > постцентральная извилина КБП > прецентральная извилина КБП > нервные центробежные пути > жевательные мышцы.

2. Рефлекс начинается с механоноцирецепторов в периодонте, центральный отдел – в КБП.

3. Данный рефлекс сопровождается болевыми ощущениями. Возникновение таких ощущений именно с данных рецепторов может объяснить теория специфичности.

4. Описанное ощущение может возникать еще с хемоноцирецепторов. Это может подтвердить теория специфичности.

5. Периодонто-мускулярный рефлекс осуществляется во время жевания при помощи естественных зубов, когда сила сокращения жевательной мускулатуры регулируется степенью чувствительности рецепторов периодонта. Данный рефлекс может быть ослаблен при удалении зоны S2 в глубине Сильвиевой борозды и орбитальной зоны, т.к. произойдет повышение порога восприятия боли.

№3. Все говорят, что у медсестры Марьи Ивановны «легкая рука» - она делает уколы совсем не больно. Практикантка наблюдала за работой Марьи Ивановны: та набрала лекарство в шприц, протерла ягодицу спиртом, шлепнула по ней и быстро вогнала иглу. Ребенок даже не заплакал. В чем секрет Марьи Ивановны?

1. Чувство боли при уколах кожи возникает с механоноцирецепторов.

2. Болевые сигналы от механоноцирецепторов идут по афферентным волокнам А-дельта (миелинизированные волокна малого диаметра, проводят импульсы с частотой 5 - 30 м/с), от хемоноцирецепторов – по немиелинизированным медленным волокнам С (2 м/с), от ноцирецепторов внутренних органов – по афферентным волокнам блуждающего, чревного, тазового нервов, от головы, лица, ротовой полости, зубов – по 2 и 3 афферентным ветвям тройничного нерва. Эти волокна переключаются в спинном мозге на нейроны 1 и 5 слоев по Рекседу, аксоны которых переходят на противоположную сторону и поднимаются в составе вентролатерального спиноталамического пути до специфических релейных ядер таламуса – вентробазального комплекса ядер. Болевая афферентация поднимается также по спино-ретикулярному, спино-мезенцефальному, спино-цервикальному путям до РФ, а от нее по бульботаламическому пути – а ассоциативные (задняя группа ядер) и неспецифические (интраламинарные). От ядер тройничного нерва волокна идут к заднемедиальному и заднелатеральному специфическим ядрам таламуса. От специфических и ассоциативных ядер таламуса начинаются третьи нейроны, которые идут в проекционные сенсорные зоны коры (постцентральная извилина; зона в глубине Сильвиевой борозды), в орбитальную кору. От неспецифических ядер таламуса импульсы идут диффузно в кору и ко многим структурам лимбической системы.

3. Торможение прохождения болевого сигнала возможно на уровнях: рецепторов; чувствительных нервов; спинного мозга – с афферентных волокон на нейроны спиноталамического тракта; проводящих путей; синапсов мозга (РФ, коры).

4. Механизмы торможения на разных участках: физиологические - афферентное торможение в воротах Мелзака; фармакологические – анестезия (местная, проводниковая, специфическая, наркоз; хирургические – невротомия, лоботомия. Марья Ивановна воспользовалась методом афферентного торможения в воротах Мелзака.

5. Примеры облегчения боли, основанные на этом же механизме: покой, иммобилизация, согревание/охлаждение, массаж, электростимуляция.

№4. Врач-невролог попросил двух пациентов встать в позу Ромберга: закрыть глаза, плотно приставить стопы одна к другой, голову немного поднять, руки вытянуть вперед. Первый пациент сохранил равновесие, а другой – нет (покачнулся и чуть не упал). Объясните, почему результаты разные.

1. Рефлексы, позволяющие ориентироваться в пространстве с закрытыми глазами, осуществляются с рецепторов вестибулярного анализатора.

2. Центральные нейроны этих рефлекторных дуг находятся в вестибулярных ядрах продолговатого мозга.

3. Эти рефлексы координирует мозжечок (промежуточное ядро).

4. У второго пациента возможны нарушения мозжечка, расстройство функций вестибулярного анализатора, нарушение глубокой чувствительности вследствие поражения спинного мозга, поэтому эти рефлексы не помогли второму пациенту сохранить равновесие при закрытых глазах.

5. Пациент сможет удержать равновесие, так как подключится зрительный контроль. (?)

«Характерным для сенситивной атаксии (поражение проводников глубокой (проприоцептивной) чувствительности, начиная от периферических нервов, через задние столбы спинного мозга и далее через ствол до коркового анализатора) является значительное уменьшение проявлений шаткости в позе Ромберга при открытых глазах, так сказать при подключении зрительного контроля. Как только пациент вновь закрывает глаза, то вновь появляются шаткость вплоть до тенденции к падению или падение (! чего допускать нельзя). При мозжечковой дистаксии (атаксии) зрительный контроль не уменьшает ее проявления. Характерно отклонение или падение в сторону пораженного полушария мозжечка. При поражении червя мозжечка больной в такой позе практически не может стоять, он падает в сторону поражения, назад (при патологическом очаге в нижних отделах червя) или вперед (при очаге в верхних отделах червя). Следует помнить, что при корковой атаксии больной отклоняется в сторону, противоположную очагу поражения (что очень легко объяснить и понять, рассмотрев строение нервной системы).» - мне кажется, что в данной задаче все-таки сможет.

5 В лаборатории пищевкусовой фабрики разрабатывают сухие пищевые добавки – улучшители вкуса. Тщательно подбирают компоненты, их концентрации. Какие особенности функционирования вкусовой сенсорной системы необходимо учитывать при подборе компонентов?

1. Кончик языка- сладкое, чуть сбоку от кончика – соленое, боковые поверхности –кислое, корень –горькое. Самые обширные к горькому – самые маленькие к сладкому.

2. Горькие молекулы могут возб не только свои, но и чужие рецепторы, например, механорецепторы рвотоного рефлекса.

3. Пороги: горькое – 0,000008 ммоль/л хинина, кислое – 0, 002 ммоль/л ли монной к-ты, соленое – 0, 01 ммоль/л соли, сладное – 0,08 ммоль/л глюкозы ( но 0,000023 ммоль/л сахарина). Следовательно, меньше всего должо быть горького и сладкого, немного больше кислого, и еще больше соленого.

4. При действии вкусовых веществ наблюдается адаптация (снижение интенсивности вкусового ощущения). Продолжительность адаптации пропорциональна концентрации раствора. Адаптация к сладкому и соленому развивается быстрее, чем к горькому и кислому. Обнаружена и перекрестная адаптация, т. е. изменение чувствительности к одному веществу при действии другого. Применение нескольких вкусовых раздражителей одновременно или последовательно дает эффекты вкусового контраста или смешения вкуса. Например, адаптация к горькому повышает чувствительность к кислому и соленому, адаптация к сладкому обостряет восприятие всех других вкусовых ощущений. При смешении нескольких вкусовых веществ может возникнуть новое вкусовое ощущение, отличающееся от вкуса составляющих смесь компонентов.

5. Вкусовые рецепоты расп внутри вкусовых почек, пэтому возб-ся только при условии заполнения внутренней полости почки водным рас-ром, с раств вкувосыми молекулами

6 Хозяйка пробует суп на соль. Показалось, что суп недосолен. Добавили соли – не ощутила разницы.

1. Соленое сбоку от кончика языка.

2. 0,01 ммоль/л соли

3. При измерении абсолютной вкусовой чувствительности возможны две ее оценки: возникновение неопределенного вкусового ощущения (отличающегося от вкуса дистиллированной воды) и возникновение определенного вкусового ощущения. Порог возникновения второго ощущения выше. Пороги различения минимальны в диапазоне средних концентраций веществ, но при переходе к большим концентрациям резко повышаются.

4. Вкусовая сенсорная система :

• Периферический отдел : Рецепторы вкуса. Вкусовые почки — рецепторы вкуса — расположены на языке, задней стенке глотки, мягком небе, миндалинах и надгортаннике.

• Проводниковый отдел : Проводящие пути и центры вкуса. Проводниками всех видов вкусовой чувствительности служат барабанная струна и языкоглоточный нерв, ядра которых в продолговатом мозге содержат первые нейроны вкусовой системы. 

• Центральный отдел: Вкусовые афферентные сигналы поступают в ядро одиночного пучка ствола мозга. От ядра одиночного пучка аксоны вторых нейронов восходят в составе медиальной петли до дугообразного ядра таламуса, где расположены третьи нейроны, аксоны которых направляются в корковый центр вкуса. Результаты исследований пока не позволяют оценить характер преобразований вкусовых афферентных сигналов на всех уровнях вкусовой системы.

5. Вторичночувствительные – раздражение воспринимают специализированные эпителиальные клетки, находящиеся в органе чувств

7 Девушке подарили новые духи, она нанесла их на волосы, но запах не понравился. Подруга посоветовала перебить запах новых духов старыми, другая подруга считает, что через несколько минут девушка привыкнет к новым духам

1. Классификация по Эймуру : камфорный, едкий, эфирный, цветочный, мятный, мускусный, гнилостный. Обонятельные клетки способны реагировать на миллионы различных пространственных конфигураций молекул пахучих веществ. Между тем каждая рецепторная клетка способна ответить физиологическим возбуждением на характерный для нее, хотя и широкий, спектр пахучих веществ. Существенно, что эти спектры у разных клеток сходны. Вследствие этого более чем 50 % пахучих веществ оказываются общими для любых двух обонятельных клеток.

2. Да, перебить будет возможно. Так как, острота восприятия запаха зависит от концентрации пахучих молекул и скорости потока воздуха над рецепторами. Для обонятельных рецепторов принято выделять порог обнаружения (выявления) запаха (эта такая концентрация веществ, когда ощущение еще неспецифично) и порог распознания запаха (когда уже происходит его идентификация).

3. Первично чувствующие – рецептором является нейросенсорная клетка. свободные  окончания дендритов афферентных нейронов (характерно для кожных рецепторов). При действии раздражителя в них повышается проницаемость мембраны для ионов натрия, возникает деполяризация, которую  называют рецепторным потенциалом.  Он суммируется при действии раздражителя, переходит в потенциал действия, который по нервному волокну проводится в спинной или головной мозг.

4. Обонятельные рецепторы – быстроадаптирующиеся.

5. Периферический отдел: дендриты булавовидных клеток. На дендрите 6-12 ресничек,это увеличивает площадь соприкосновения рецептора с пахучими молекулами. На мембранах этих ресничек идентифицировано семь рецепторных белковых молекул, имеющих стереохимическое сродство к пахучим молекулам определенной конфигурации.

Проводниковый отдел: центральные отростки булавовидных клеток образуют обонятельный нерв, который проходит через отверстие в решетчатой кости и входит в мозг. Обонятельный нерв заканчивается в обонятельных луковицах. Там лежат тела вторых нейронов. Их отростки образуют обонятельный тракт, который направляется в кору больших полушарий,лимбическую систему.

Центральный отдел: обонятельные бугорки в передней части грушевидной коры в области извилины гиппокампа (в глубине височной доли). Адаптация возможна на уровне периферического отдела.

№20. На экспериментальном животном изучали электрические явления в улитке. Опишите полученные результаты, ответив на следующие вопросы.

1. В улитке можно зарегистрировать следующие электрические потенциалы: мембранный потенциал слуховой рецепторной клетки, потенциал эндолимфы, микрофонный потенциал улитки, суммационный потенциал, потенциал слухового нерва.

2. В абсолютной тишине можно зарегистрировать мембранный потенциал слуховой рецепторной клетки и потенциал эндолимфы, а микрофонный потенциал улитки, суммационный потенциал, потенциал слухового нерва - только при воздействии звукового раздражителя.

3. Частота микрофонного потенциала улитки потенциала связана с кодированием частоты звуков. (?)

4. Невозможно будет зарегистрировать при полном поражении а) слухового нерва - потенциал слухового нерва; б) слуховых косточек - микрофонный потенциал улитки; в) сосудов улитки - потенциал слуховой рецепторной клетки, потенциал эндолимфы.

№9.Как в офтальмологическом кабинете размером 3м*3м грамотно оборудовать место для определения остроты зрения?

1.Что такое таблица Головина? Объясните принцип её составления. Таблица Головина — Сивцева — таблица, используемая для определения остроты зрения человека.

2.Приведите формулу расчета остроты зрения. Укажите и объясните все величины, входящие в неё. Каково должно быть расстояние от пациента до таблицы согласно формуле? Справа каждой строки указана величина V (в условных единицах) — это острота зрения при чтении букв с расстояния 5 метров (0,1 если глаз видит только верхний ряд; 2,0 — если виден нижний ряд). Нормальное зрение (1,0) — когда человек видит каждым глазом с расстояния 5 метров десятую строку. Согласно формуле расстояние от пациента и до таблицы должно быть 5 метров.

3.Как изменится процедура определения остроты зрения, если стул пациента разместить на расстоянии 4-х метров от таблицы? Величину остроты зрения нужно будет рассчитываеть по формуле:

V = d / D, где

V — острота зрения;

d — расстояние, с которого проводится исследование;

D — расстояние, на котором нормальный глаз видит данный ряд.

4.В чем измеряется острота зрения? Какова её максимальная и минимальная величина? Острота зрения измеряется в относительных единицах 1,0 — нормальное зрение, 0,9; 0,8, и т. д. до 0,1 — определяется количеством строк начиная с верхней, которые видит человек по таблице Сивцева или Головина с расстояния 5 метров. Максимальную остроту зрения имеет желтое пятно.

5.Почему в таблице Головина представлены не все, а только определенные буквы алфавита? Какой принцип подбора этих букв? В таблице используются только 7 букв русского алфавита: Ш, Б, М, Н, К, Ы, И

Условно принято считать, что глаз с остротой зрения 1,0 способен увидеть раздельно две далёкие точки, если угловое расстояние между ними равно одной угловой минуте (1/60 градуса). При расстоянии 5 метров это соответствует 1,45 миллиметра — таким должно быть расстояние между ближайшими палочками буквы «Ш» в десятой строке на проверочной таблице.

№10. Благодаря развитию микроэлектродной техники в 20-м столетии были изучены многие закономерности функционирования рецепторного отдела зрительной сенсорной системы. Поясните некоторые из них.

1.Перечислите клеточные слои сетчатой оболочки глаза. Назовите функцию каждого из слоёв.

1) пигментный слой- поглощение света

2) слой палочек и колбочек-

3) на­ружный пограничный слой-

4) наружный ядерный слой- содержит тела с ядрами фоторецепторных клеток

5) на­ружный сетчатый слой-

6) внутренний ядерный слой- содержит тела биполярных, амакриновых, горизонтальных и мюллеровских клеток.

7) вну­тренний сетчатый слой - образованиз переплетения аксоновых окончаний биполярных клеток и дендритов амакриновых и ганглионарных клеток.Последняя ступень обработки информации внутри сетчатки перед направлением в зрительные центры в мозге.

8) ганглионарный слой- собирают информацию от всех слоев сетчатки

9) слой нер­вных волокон- состоит из аксонов ганглионарных клеток. Клетки слоя проводят частично переработанную информацию от фоторецепторных клеток к цнс.

10) внутренний пограничный слой-

2.Какие существуют типы фоторецепторов? Каково их количество? Назовите пигменты этих рецепторов. Фоторецепторы: -Палочка- кол-во 110-125млн.,пигмент родопсин,-Колбочка- кол-во 6-7млн., пигмент- эритролаб, хлоролаб, йодопсин.

3.Как различается плотность фоторецепторов в разных участках сетчатки? Центральная ямка сетчатки содержит только колбочки. Периферия сетчатки содержит почти исключительно палочки.

4.Какова степень конвергенции импульсов на биполярных и ганглиозных клетках от фоторецепторов, находящихся в центре и на периферии сетчатки? Какие характеристики зрения определяются именно такой величиной конвергенции? Ганглиозные клетки генерируют полноценный ПД, который формируется по принципу всё или ничего, и передаётся на значительные расстояния.

5.Назовите две причины, обусловившие максимальную остроту зрения в желтом пятне. В каком месте сетчатки находится желтое пятно? Жёлтое пятно— место наибольшей остроты зрения в сетчатке глаза. Имеет овальную форму, расположено против зрачка, несколько выше места входа в глаз зрительного нерва.

№11.Благодря развитию микроэлектродной техники в 20-м столетии были изучены и объяснены различия в механизме сумеречного и дневного зрения.

1.Какие фоторецепторы ответственны за сумеречное зрение? Назовите порог чувствительности для них. За сумеречное зрение отвечают палочки. Порог чувствительности- один фотон (низкопороговые).

2.Назовите минимум три причины, обусловившие способность глаза видеть в условиях минимального освещения. Зрачковый рефлекс, темновая адаптация(в основе фотохимические процессы, функциональная мобильность рецепторов, нейронные механизмы).

3.Какая особенность этих рецепторов не позволяет им различать цвета? Палочки содержат всего один пигмент, который расщепляется при попадании волны любой длины, поэтому палочки не способны различать цвета.

4.Какие фоторецепторы отвечают за дневное зрение? Назовите порог чувствительности для них. За дневное зрение отвечают колбочки, порог чувствительности- не менее 5-7 квантов света.

5. Какая особенность этих рецепторов позволяет нам различать цвета днем? В колбочках есть три вида зрительных пигментов, каждый из них начинает превращаться при попадании на него световой волны определенной длины; поэтому колбочки могут различать цвета.

6. Какая особенность этих рецепторов не позволяет человеку различать цвета в сумерках и ночью? Колбочки высокопороговые и не могут возбуждаться при малой освещенности, поэтому ночью и в сумерках мы не различаем цвета.