11 Физиология анализаторов

Информация о событиях, происходящих во внешней среде, и состоянии внутренних органов поступает в центральную нервную систему от специализированных образований – рецепторов, или особых органов рецепции, строение которых связано со спецификой воспринимаемых раздражений.

Для того чтобы организм мог анализировать изменения, происходящие во внешней или внутренней среде, необходима сложная система. Каждый рецептор – только часть системы, называемой анализатором. Учение об анализаторах было разработано И.П. Павловым. Он считал, что анализатор – это система, состоящая из трёх отделов, функционально и анатомически связанных друг с другом: рецептора, проводникового отдела и центрального отдела в головном мозге. Высшим отделом любого анализатора является отделенный корковый отдел, который имеет ядро и нейроны, рассеянные в разных областях коры. Простейшие формы анализа раздражителей происходят в рецепторах. Импульсы от них поступают в мозговой отдел анализатора по проводниковому отделу. В коре головного мозга происходит высший и наиболее сложный анализ информации. Процессу анализа информации всегда сопутствует процесс синтеза полученных результатов.

Специализированные органы рецепции представляют собой собственно рецепторные нервные окончания или рецепторные нервные клетки, заключенные в капсулы, оболочки или специальные дополнительные концевые образования.

Рецептор служит преобразователем, трансформирующим аппаратом, преобразующим одну форму энергии и другую без искажения сущности информационного сообщения.

Важнейшие функции анализаторов - это обнаружение сигналов, различение сигналов, передача и преобразование сигналов, кодирование поступающей информации, детектирование признаков сигналов и опознание образов.

Обнаружение сигналов осуществляется рецепторами, специализированными клетками приспособленных к восприятию из внешней и внутренней среды организма раздражителя и преобразованию его из химической или физической формы в форму нервного возбуждения.

Различают рецепторы внешние, или экстерорецепторы, и внутренние, или интерорецепторы. Экстерорецепторы воспринимают раздражения с внешней среды, а интерорецепторы воспринимают раздражения со стороны внутренней части организма. По характеру контакта со средой рецепторы делятся на дистантные и контактные. Дистантные рецепторы получают информацию на некотором расстоянии от источника раздражения, а контактные возбуждаются при непосредственном соприкосновении. В зависимости от природы раздражителя различают механорецепторы, фоторецепторы, хеморецепторы, терморецепторы, болевые.

Различение сигналов основано на различиях в пространственном распределении возбуждения в слое рецепторов и в нервных слоях. При возбуждении двух соседних рецепторов при действии двух раздражителей различение двух раздражений будет восприниматься как единое целое. Различение двух раздражений происходит, если между возбуждаемыми рецепторами находится хотя бы один невозбужденный рецепторный элемент.

Преобразованная в рецепторах энергия раздражителя передается по нерву в сенсорный центр нервной системы. Преобразования сигналов условно делятся на пространственные и временные. При пространственных преобразованиях сигналов изменяется их масштаб или искажается соотношения разных пространственных частей. Временные преобразования информации сжимаются в отдельные импульсные посылки разделенными интервалами.

У позвоночных животных сигналы кодируются двоичным кодом, т.е. наличием или отсутствием залпа импульсов в тот или иной момент времени, в том или ином нейроне. Кодирование это процесс преобразования информации в условную форму- код, который совершается по определенным правилам.

На уровне рецепторов осуществляется первичное кодирование стимулов: переход физической или химической энергии в форму нервных импульсов. Преобразованные сообщения поступают на следующий уровень анализаторной системы, где преобразования приводят к изменению кода. Обратного процесса декодирования не происходит. В анализаторе для одного и того же признака сигнала одновременно используются несколько различных вариантов кодов: частота импульсации в отдельных нейронных каналах, число возбужденных элементов и их локализация в нервном слое.

Детектирование сигналов осуществляют нейроны – детекторы, реагируя лишь на строго определенные параметры стимула. Детектирование сигналов представляет собой специальный вид избирательного анализа отдельных признаков раздражителя.

Конечная и наиболее сложная операция анализатора это опознание образов. В мозге происходит построение «модели раздражителя» и ее выделение из множества других подобных моделей. Опознание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм.

Состояние всех уровней анализатора контролируется ретикулярной формацией, включающей их в единую систему, интегрированную с другими отделами мозга и организмом в целом все звенья анализатора способны приспосабливаться к постоянной интенсивности длительно действующего раздражителя.

Взаимодействие анализаторов осуществляется на уровнях как спинальном, ретикулярном и таламокортикальном.