Аналізатори інформації в організмі

Аналізатор (analyser) - термін, введений І. П. Павловим для позначення функціональної одиниці, відповідальної за прийом та аналіз сенсорної інформації якої-небудь однієї модальності.

Сукупність нейронів різних рівнів ієрархії, що у сприйнятті подразнень, проведенні порушення і в аналізі роздратування.

Аналізатор, разом із сукупністю спеціалізованих структур (органів почуттів), сприяють сприйняттю інформації середовища, називають сенсорною системою.

Наприклад, слухова система являє собою сукупність дуже складних взаємодіючих структур, що включає в себе зовнішнє, середнє, внутрішнє вухо і сукупність нейронів, званих аналізатором.

Часто поняття "аналізатор" і "сенсорна система" використовують як синоніми.

Аналізатори, як і сенсорні системи, класифікують за якістю (модальності) тих відчуттів, у формуванні яких вони беруть участь. Це зоровий, слуховий, вестибулярний, смаковий, нюховий, шкірний, вестибулярний, рухові аналізатори, аналізатори внутрішніх органів, соматосенсорний аналізатори.

Термін аналізатор використовується, головним чином, в країнах колишнього СРСР.

У аналізаторі виділяють три відділи:

1. Сприймає орган або рецептор, призначений для перетворення енергії подразнення у процес нервового збудження;

2. Провідник, що складається з аферентних нервів і провідних шляхів, по якому імпульси передаються до вищерозміщеним відділам центральної нервової системи;

3. Центральний відділ, що складається з релейних підкіркових ядер і проекційних відділів кори великих півкуль.

Крім висхідних (аферентних) шляхів існують низхідні волокна (еферентні), за якими здійснюється регуляція діяльності нижніх рівнів аналізатора з боку його вищих, особливо коркових, відділів

Аналізатори є спеціальними структурами організму, що служать для введення зовнішньої інформації в мозок для подальшої її переробки.

Другорядні терміни

• рецептори;

• ПДУ.

Структурна схема термінів

У процесі трудової діяльності організм людини пристосовується до змін навколишнього середовища завдяки регулюючої функції центральної нервової системи (ЦНС). Людина пов'язаний із середовищем за допомогою аналізаторів, які складаються з рецепторів, які проводять нервових шляхів та мозкового кінця в корі головного мозку. Мозковий кінець складається з ядра та розсіяних по корі головного мозку елементів, що забезпечують нервові зв'язки між окремими аналізаторами. Наприклад, коли людина їсть, то він відчуває смак, запах їжі і відчуває її температуру.

Основна характеристика аналізаторів - чутливість.

Нижній абсолютний поріг чутливості - мінімальна величина подразника, на який починає реагувати аналізатор.

Якщо подразник викликає біль або порушення діяльності аналізатора - це буде верхній абсолютний поріг чутливості. Інтервал від мінімуму до максимуму визначає діапазон чутливості (для звуку від 20 Гц до 20 кГц).

У людини рецептори налаштовані на наступні подразники:

• електромагнітні коливання світлового діапазону - фоторецептори в сітківці ока;

• механічні коливання повітря - фонорецептори вуха;

• зміна гідростатичного і осмотичного тиску крові - баро-і осморецептори;

• зміна положення тіла відносно вектора гравітації - рецептори вестибулярного апарату.

Крім того, є хеморецептори (реагують на вплив хімічних речовин), терморецептори (сприймають температурні зміни як всередині організму, так і в навколишньому середовищі), тактильні рецептори і больові.

У відповідь на зміну умов навколишнього середовища, щоб зовнішні подразники не викликали пошкоджень і загибелі організму, в ньому формуються компенсаторні реакції, які можуть бути: поведінковими (зміна місця перебування, відсмикування руки від гарячого або холодного) або внутрішніми (зміна механізму терморегуляції у відповідь на зміна параметрів мікроклімату).

Людина має низку важливих спеціалізованих периферичних утворень - органів чуття, забезпечують сприйняття впливають на організм зовнішніх подразників. До них відносяться органи зору, слуху, нюху, смаку, дотику.

Не можна плутати поняття "органи почуттів" і "рецептор". Наприклад, око - це орган зору, а сітківка - фоторецептор, один з компонентів органу зору. Органи почуттів самі по собі не можуть забезпечити відчуття. Для виникнення суб'єктивного відчуття необхідно, щоб збудження, що виникло в рецепторах, надійшло до відповідного відділу кори великих півкуль.

Зоровий аналізатор включає в себе очей, зоровий нерв, зоровий центр в потиличній частині кори головного мозку. Око чутливий до видимого діапазону спектру електромагнітних хвиль від 0,38 до 0,77 мкм. У цих межах різні діапазони хвиль викликають різні відчуття (кольору) при впливі на сітківку:

0,38 - 0,455 мкм - фіолетовий колір;

0,455 - 0,47 мкм - синій колір;

0,47 - 0,5 мкм - блакитний колір;

0,5 - 0,55 мкм - зелений колір;

0,55 - 0,59 мкм - жовтий колір;

0,59 - 0,61 мкм - помаранчевий колір;

0,61 - 0,77 мкм - червоний колір.

Пристосування очі до відмінності даного об'єкта в даних умовах здійснюється шляхом трьох процесів без участі волі людини.

Акомодація - зміна кривизни кришталика так, щоб зображення предмета виявилося в площині сітківки (наведення на фокус).

Конвергенція - поворот осей зору обох очей так, щоб вони перетнулися на об'єкті відмінності.

Адаптація - пристосування ока до даного рівня яскравості. У період адаптації очей працює зі зниженою працездатністю, тому необхідно уникати частого і глибокої переадаптаціі.

Слух - здатність організму приймати і розрізняти звукові коливання слуховим аналізатором у діапазоні від 16 до 20000 Гц.

Сприймаюча частину слухового аналізатора - вухо, яке ділиться на три відділи: зовнішнє, середнє і внутрішнє. Звукові хвилі, проникаючи в зовнішній слуховий прохід, призводять в коливання барабанну перетинку й через ланцюг слухових кісточок передаються в порожнину равлика внутрішнього вуха. Коливання рідини в каналі приводить у рух волокна основний перетинки в резонанс звуків, що надходять у вухо. Коливання волокон равлика приводять у рух розташовані в них клітки кортиева органу, виникає нервовий імпульс, який передається у відповідні відділи кори головного мозку. Поріг больових відчуттів 130 - 140 дБ.

Нюх - здатність сприймати запахи. Рецептори розташовані в слизовій оболонці верхнього та середнього носових ходів.

Людина має різним ступенем нюху до різних пахучим речовин. Приємні запахи покращують самопочуття людини, а неприємні - діють гнітюче, викликають негативні реакції аж до нудоти, блювоти, непритомності (сірководень, бензин), здатні змінювати температуру шкіри, викликати відразу до їжі, приводити до пригніченості і дратівливості.

Смак - відчуття, що виникає при дії певних хімічних речовин, розчинних у воді, на смакові рецептори, розташовані на різних ділянках мови.

Смак складається з чотирьох простих смакових відчуттів: кисле, солоне, солодке і гірке. Всі інші варіації смаку - це комбінації з основних відчуттів. Різні ділянки язика мають різну чутливість до смакових речовин: кінчик язика чуттєвий до солодкого, краї язика - до кислого, кінчик і край мови - до солоного, корінь язика - до гіркого. Механізм сприйняття смакових відчуттів пов'язаний з хімічними реакціями. Припускають, що кожен рецептор містить високочутливі білкові речовини, що розпадаються при дії певних смакових речовин.

Дотик - складне відчуття, що виникає при подразненні рецепторів шкіри, зовнішніх частин слизових оболонок і м'язово-суглобового апарату.

Шкірний аналізатор сприймає зовнішні механічні, температурні, хімічні та інші подразники шкіри.

Одна з основних функцій шкіри - захисна. Розтягнення, удари, тиску знешкоджуються пружною жирової підстилкою і еластичність шкіри. Роговий шар охороняє глибокі шари шкіри від висихання і є досить стійким до різних хімічних речовин. Пігмент меланін захищає шкіру від дії ультрафіолетових променів. Непошкоджений шар шкіри непроникний для інфекцій, а шкірне сало і піт створюють згубну кисле середовище для мікробів.

Важлива захисна функція шкіри - участь у терморегуляції, тому що 80% всієї тепловіддачі організму здійснюється шкірою. При високій температурі навколишнього середовища шкірні судини розширюються і тепловіддача конвекцією посилюється. При низькій температурі судини звужуються, шкіра блідне, тепловіддача зменшується. Віддача тепла через шкіру йде також і потовиділенням.

Секреторна функція здійснюється через сальні і потові залози. З шкірним салом і потім виділяються йод, бром, токсичні речовини.

Обмінна функція шкіри - участь у регуляції загального обміну речовин в організмі (водного, мінерального).

Рецепторная функція шкіри - сприйняття ззовні і передачі сигналів в ЦНС.

Види шкірної чутливості: тактильна, больова, температурна.

За допомогою аналізаторів людина отримує інформацію про зовнішній світ, яка визначає роботу функціональних систем організму і поведінку людини.

Максимальні швидкості передачі інформації, прийнятої людиною за допомогою різних органів чуття, наведені в таблиці. 1.6.1

Таблиця 1. Характеристики органів почуттів

Реакція організму людини на вплив зовнішнього середовища залежить від рівня впливає подразника. Якщо цей рівень малий, то людина просто сприймає інформацію ззовні. При високих рівнях з'являються небажані біологічні ефекти. Тому встановлюють на виробництві нормовані безпечні значення факторів у вигляді гранично-допустимих концентрацій (ГДК) або гранично-допустимих рівнів енергетичного впливу (ПДУ).

ПДУ - це той максимальний рівень фактору, який, впливаючи на людину (ізольовано або у поєднанні з іншими чинниками) протягом робочої зміни, щодня, протягом усього трудового стажу, не викличе у нього і його нащадків біологічних змін, навіть прихованих і тимчасово компенсованих , а також психологічних порушень (зниження інтелектуальних і емоційних здібностей, розумової працездатності, надійності).

Висновки по темі

Нормовані безпечні значення факторів у вигляді ГДК і ПДУ необхідні для виключення необоротних біологічних ефектів в організмі людини.

Передня частина перетинкової лабіринту - улітковий протока, ductus cochlearis, укладений в кістковій равлику, є найсуттєвішою частиною органу слуху. Ductus cochlearis починається сліпим кінцем у recessus cochlearis передодня кілька ззаду від ductus reuniens, що з'єднує улітковий проток з sacculus. Потім ductus cochlearis проходить по всьому спіральному каналу кісткової равлики і закінчується Слєпов її верхівці. На поперечному перерізі улітковий протока має трикутний обрис. Одна з трьох його стінок зростається з зовнішньою стінкою кісткового каналу равлики, інша, membrana spiralis, є продовженням кісткової спіральної пластинки, простягаючись між вільним краєм останньої і зовнішньою стінкою. Третя, дуже тонка стінка равликового ходу, paries vestibularis ductus cochlearis, протягнута косо від спіральної пластинки до зовнішньої стінки.

Membrana spiralis на закладеній в ній базилярній платівці, lamina basilaris, несе апарат, що сприймає звуки, - спіральний орган. При посередництві ductus cochlearis scala vestibuli і scala tympani відокремлюються один від одного, за винятком місця в куполі равлики, де між ними є повідомлення, зване отвором равлики, helicotrema. Scala vestibuli повідомляється з перилімфатична простором передодня, a scala tympani закінчується сліпо біля вікна равлики.

Спіральний орган, organon spirale, розташовується уздовж усього улиткового протоки на базилярній платівці, займаючи частину її, найближчу до lamina spiralis ossea. Базилярна платівка, lamina basilaris, складається з великої кількості (24000) фіброзних волокон різної довжини, натягнутих, як струни (слухові струни). Згідно відомої теорії Гельмгольца (1875), вони є резонаторами, які зумовлюють своїми коливаннями сприйняття тонів різної висоти, але, за даними електронної мікроскопії, ці волокна утворюють еластичну мережу, яка в цілому резонує суворо градуйованими коливаннями. Сам спіральний орган складається з декількох рядів епітеліальних клітин, серед яких можна розрізнити чутливі слухові клітини з волосками. Він виконує роль «зворотного» мікрофона, трансформуючого механічні коливання в електричні.

Артерії внутрішнього вуха відбувається з a. labyrinthi, гілки a. basilaris. Йдучи разом з n. vestibulocochlearis у внутрішньому слуховому проході, a. labyrinthi розгалужується в вушному лабіринті. Відня виносять кров з лабіринту головним чином двома шляхами: v. aqueductus vestibuli, що лежить в однойменному каналі разом з ductus endolymphaticus, збирає кров з utriculus і півколових каналів і вливається в sinus petrosus superior, v. canaliculi cochleae, що проходить разом з ductus perilymphaticus в каналі водопроводу завитки, несе кров переважно від равлика, а також з передодня від sacculus і utriculus і впадає в v. jugularis interna.

Шляхи проведення звуку.

З функціональної точки зору орган слуху (периферична частина слухового аналізатора) ділиться на дві частини:

1) звукопроводящий апарат - зовнішнє і середнє вухо, а також деякі елементи (перилимфа і ендолімфа) внутрішнього вуха, 2) звуковоспринимающего апарат - внутрішнє вухо.

Повітряні хвилі, що збираються вушною раковиною, направляються в зовнішній слуховий прохід, вдаряються об барабанну перетинку і викликають її вібрацію. Вібрація барабанної перетинки, ступінь натягу якої регулюється скороченням m. tensor tympani (іннервація з n. trigeminus), приводить у рух зрощену з нею рукоятку молоточка. Молоточок відповідно рухає ковадло, а ковадло - стремено, яке вставлене в fenestra vestibuli, провідне у внутрішнє вухо. Величина зсуву стремена у вікні переддвер'я регулюється скороченням m. stapedius (іннервація від n. stapedius з n. facialis). Таким чином ланцюг кісточок, поєднана рухомо, передає коливальні рухи барабанної перетинки направлено до вікна переддвер'я.

Рух стремена у вікні переддвер'я досередини викликає переміщення лабіринтової рідини, яка випинає мембрану вікна равлики назовні. Ці переміщення необхідні для функціонування високочутливих елементів спірального органу. Першою переміщається перилимфа передодня; її коливання по scala vestibuli сходять до вершини равлика, через helicotrema передаються перилімфі в scala tympani, по ній спускаються до membrana tympani secundaria, що закриває вікно равлики, що є слабким місцем в кістковій стінці внутрішнього вуха, і як би повертаються до барабанної порожнини. З перилімфі звукова вібрація передається ендолімфи, а через неї спіральному органу. Таким чином, коливання повітря в зовнішньому і середньому вусі завдяки системі слухових кісточок барабанної порожнини переходить до коливання рідини перетинчастого лабіринту, що викликають роздратування спеціальних слухових волоскових клітин спірального органу, складових рецептор слухового аналізатора.

У рецепторі, що є як би «зворотним» мікрофоном, механічні коливання рідини (ендолімфи) перетворюються в електричні, характеризують нервовий процес, що поширюється по кондуктору до мозкової кори. Кондуктор слухового аналізатора складають слухові провідні шляхи, що складаються з ряду ланок.

Клітинне тіло першого нейрона є ganglion spirale. Периферичний відросток біполярних клітин його в спіральному органі починається рецепторами, а центральний йде у складі pars cochlearis n. vestibulocochlearis до його ядер, nucleus cochlearis dorsalis et ventralis, закладених в області ромбовидної ямки. Різні частини слухового нерва проводять різні за частотою коливань звуки.

У названих ядрах містяться тіла других нейронів, аксони яких утворюють центральний слуховий шлях, останній в області заднього ядра трапецієподібного тіла перехрещується з соіменних шляхом протилежного боку, утворюючи латеральну петлю, lemniscus lateralis. Волокна центрального слухового шляху, що йдуть з вентрального ядра, утворюють трапецієподібне тіло і, пройшовши міст, входять до складу lemniscus lateralis протилежної сторони. Волокна центрального шляху, гісходящіе з дорсального ядра, йдуть по дну IV шлуночка у вигляді striae medullares ventriculi quarti, проникають в formatio reticularis мосту і разом з волокнами трапецієподібного тіла вступають до складу латеральної петлі протилежної сторони. Lemniscus lateralis закінчується частиною в нижніх горбках даху середнього мозку, частиною в corpus geniculatum mediale, де містяться третього нейрони.

Нижні горбики даху середнього мозку служать рефлекторним центром для слухових імпульсів. Від них йде до спинного мозку tractus tectospinalis, за посередництвом якого відбуваються рухові реакції на слухові подразнення, що надходять у середній мозок. Рефлекторні відповіді на слухові імпульси можуть бути отримані і з інших проміжних слухових ядер - ядер трапецієподібного тіла і латеральної петлі, пов'язаних короткими шляхами з руховими ядрами середнього мозку, моста і довгастого мозку.

Закінчуючись в утвореннях, що мають відношення до слуху (нижні горбки і corpus geniculatum mediale), слухові волокна і їх колатералі приєднуються, крім цього, до медіального поздовжнього пучка, за допомогою якого вони приходять в зв'язок з ядрами окорухових м'язів і з руховими ядрами інших черепних нервів і спинного мозку. Цими зв'язками пояснюються рефлекторні відповіді на слухові подразнення.

Нижні горбики даху середнього мозку не мають доцентрових зв'язків з корою. У corpus geniculatum mediale лежать клітинні тіла останніх нейронів, аксони яких у складі внутрішньої капсули досягають кори скроневої частки великого мозку. Корковий кінець слухового аналізатора знаходиться в gyrus temporalis superior (поле 41). Тут повітряні хвилі зовнішнього вуха, викликають рух слухових кісточок у середньому вусі і коливання рідини у внутрішньому вусі і перетворюються далі в рецепторі в нервові імпульси, передані по кондуктору у мозкову кору, сприймаються у вигляді звукових відчуттів. Отже, завдяки слуховому аналізатору коливання повітря, тобто об'єктивне явище існує незалежно від нашої свідомості оточуючого нас реального світу, відбивається у нашій свідомості у вигляді суб'єктивно сприймаються образів, тобто звукових відчуттів.

Це яскравий приклад справедливості ленінської теорії відображення, згідно з якою об'єктивно реальний світ відображається в нашій свідомості у формі суб'єктивних образів. Ця матеріалістична теорія викриває суб'єктивний ідеалізм, який, навпаки, на перше місце ставить наші відчуття.

Завдяки слухового аналізатору різні звукові подразники, що сприймаються в нашому мозку у вигляді звукових відчуттів і комплексів відчуттів - сприйнять, стають сигналами (першими сигналами) життєво важливих явищ навколишнього середовища. Це складає першу сигнальну систему дійсності (І. П. Павлов), тобто конкретно-наочне мислення, властиве й тваринам. У людини є здатність до абстрактного, відверненого мислення за допомогою слова, яке сигналізує про звукові відчуттях, які є першими сигналами, і тому є сигналом сигналів (другим сигналом). Звідси усне мовлення становить другу сигнальну систему дійсності, властиву тільки людині.