Классификация рецепторов

В основу классификации рецепторов положены следующие принципы:

1. Среда, в которой рецепторы воспринимают информацию (экстеро-, интеро-, проприо- и другие рецепторы).

2. Природа адекватного раздражителя (механо-, термо-, фото-и другие рецепторы).

3. Характер ощущения после контакта с рецепторами (тепло­вые, холодовые, болевые и др.).

4. Способность воспринимать раздражитель, находящийся на расстоянии от рецептора — дистантный (обонятельный, зритель­ный) или при непосредственном контакте с ним — контактный (вкусовой, тактильный).

5. По количеству воспринимаемых модальностей (раздражи­телей) рецепторы могут быть мономодальными (например, свето­вой) и полимодальными (механический и температурный).

6. Морфологические особенности и механизмы возникнове­ния возбуждения. Различают первичночувствующие (обонятель­ные, тактильные) и вторичночувствующие рецепторы (зрения, слуха, вкуса).

Первичночувствующие рецепторы — это биполярные сен­сорные нервные клетки, снабженные ресничками, которые напо­добие антенн ведут «поиск» адекватного раздражителя. Контакт с раздражителем приводит к возникновению рецепторного потен­циала, который электротонически распространяется к аксону сенсорного нейрона, где формируется ПД, распространяющийся по нервному волокну.

К вторичночувствующим рецепторам относятся те рецеп­торы, у которых между сенсорными нейронами и раздражите­лем существует еще дополнительная рецептирующая клетка не нервного происхождения, например, палочки и колбочки, волосковые клетки слухового анализатора. После контакта с раз­дражителем в рецептирующей клетке возникает рецепторный потенциал, который с помощью синаптической передачи меж­ду рецептирующей клеткой и нервным волокном сенсорного нейрона способствует возникновению в нем генераторного по­тенциала. Последний на аксоне нейрона преобразуется в ПД, который электротонически распространяется по нервному во­локну.

Свойства рецепторов

Рецепторы обладают целым рядом свойств, из которых мож­но выделить следующие:

1. Специфичность рецепторов, т.е. способность восприни­мать только тот адекватный им вид раздражителя, к которому он приспособлен в процессе эволюции. Так, слуховые рецепторы приспособлены к восприятию звука, зрительные — света.

2. Высокая избирательная чувствительность по отношению к адекватному раздражителю, что позволяет рецептору выбрать оп­ределенный тип воздействия среди множества других. Так, ощу­щение запаха можно получить при содержании одной молекулы вещества в 1 м³ воздуха, контактирующего со слизистой оболоч­кой носа.

3. Способность к кодированию или преобразованию одной

формы информации в другую, т.е. возбуждение или нервный им­пульс.

4. Функциональная мобильность. Так, у людей, живущих в ус­ловиях холодного климата, больше холодовых рецепторов, чем тепловых, а в условиях теплого климата — наоборот.

Кодирование информации в рецепторах

Этот процесс происходит по следующим показателям: каче­ству, амплитуде (силе), времени и в пространстве.

Кодирование качества осуществляется, во-первых, за счет избирательной чувствительности рецептора к адекватному с низ­ким порогом возбуждения раздражителю, т.е. рецептор «узнает» свой стимул (глаз-свет, ухо-звук). Во-вторых, существует цепь мо­дально-специфичных нейронов, соединенных синапсами в опре­деленную жесткую цепь, передающую информацию только от своего рецептивного поля. Это принцип «меченой линии», или то­пической организации. Этому принципу противопоставляется те­ория «структуры ответа», согласно которой качество стимула и его кодирование осуществляются «паттернами», или пространст­венно-временным распределением импульсов, т.е. группой им­пульсов с определенной частотой и длительностью межимпульс­ных интервалов. Так, зрительные раздражители распознаются «мечеными линиями», а вкусовые — паттернами.

Интенсивность или сила стимула кодируется увеличением частоты ПД, которая, в свою очередь, зависит от величины рецепторного потенциала.

Пространственное кодирование осуществляется за счет того, что каждое рецептивное поле имеет свое представительство в оп­ределенных структурах центральной нервной системы. Кроме то­го, имеет место явление перекрытия рецептивных полей, что обеспечивает надежность в работе системы и позволяет слабым раздражителям вступать в контакт с наиболее чувствительными рецепторами и вовлекать в возбуждение менее чувствительные.

Кодирование во времени происходит за счет изменения часто­ты импульсов и продолжительности межимпульсных интервалов.

Процесс кодирования, т.е. преобразования соответствующих раздражителей в РП, а затем в нервный импульс или ПД, происхо­дит уже на уровне рецепторов.

Перекодирование — переключение сигнала внутри системы осуществляется в следующем отделе анализатора — проводнико­вом, представленном афферентными и эфферентными путями и подкорковыми центрами. Основная функция этого отдела — ана­лиз и передача информации, формирование рефлексов, а также межанализаторные взаимодействия. Передача информации в проводниковой части анализатора проходит или по строго специфическим проекционным путям с небольшим количеством пере­ключении в спинном, продолговатом мозге, зрительных буграх и в соответствующей проекционной зоне коры больших полуша­рий, или по неспецифическим с большим количеством коллатералей, синапсов и с участием ретикулярной формации, гипоталаму­са, лимбической системы, а также двигательных центров коры больших полушарий. Последние структуры обеспечивают вегета­тивный, эмоциональный и двигательный компоненты сенсорного ответа.

Центральный, корковый отдел анализатора находится на уровне коры больших полушарий. После перекодирования в про­водящих путях и подкорковых центрах здесь происходит анализ поступившей сенсорной информации путем отбора и выделения биологически значимой для организма, а также взаимодействие различных анализаторов. В корковом отделе осуществляется де­кодирование сигнала или считывание сенсорного входа, в резуль­тате происходит формирование центробежных регулирующих влияний на эфферентные структуры, отвечающие за ответную реакцию.

Так, за счет существования связей сенсорных ядер с двига­тельными и ассоциативными отделами мозга нервные импульсы сенсорных нейронов вызывают в нейронах двигательной систе­мы или процесс возбуждения, или торможения. В результате про­исходит или движение - действие, или прекращение движе­ния — бездействие.

Взаимодействие анализаторов обеспечивается всеми уров­нями центральной нервной системы, начиная со спинного мозга, ретикулярной формации и заканчиваясь таламокортикальными. На корковом уровне эта связь реализуется за счет ассоциатив­ных и моторных зон коры больших полушарий. Пирамидные клетки последних собирают слуховую, зрительную и тактильную информацию. Это лежит, например, в основе обучения глухих или слепых чтению по зрительным, или тактильным, ощущени­ям.