Понятие об анализаторах

Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать (анализировать) определенные воздействия, происходящие во внешней и внутренней среде, необходима особые системы - анализаторы. Учение об анализаторах принадлежит И.П. Павлову. Он считал, что анализатор - это система, состоящая из трех отделов, которые анатомически и функционально связаны между собой:

• рецептор
• проводниковый отдел (нерв)
• центральный (корковый) отдел в головной мозге.

Рецептор - это периферическая часть анализатора, находится в составе органа чувств или других внутренних органов. Рецепторы воспринимают действующую на их энергию и преобразуют ее в энергию нервного импульса. Проводниковый отдел образован определенным нервом, в составе которого находятся афферентные (чувствительные) нервные волокна. Центральный отдел находится в определенном участке коры больших полушарий, где происходит окончательный анализ воздействия, воспринятого рецепторами. В организме человека выделяют следующие анализаторы: слуховой,зрительный, обонятельный, вкусовой, вестибулярный, скелетно-мышечный, соматический (кожный).

Основные свойства рецепторов

Рецепторами называют специализированные окончания чувствительных нервов, предназначенные для восприятия и преобразования энергии различных раздражителей в энергию нервного импульса.

Классификация рецепторов

1. в зависимости от способа взаимодействия рецептора с раздражителем:
• контактные (рецепторы кожи и вкусовые);
• дистантные (зрительные, слуховые, обонятельные);
2. по месту расположения в организме:
• экстерорецепторы - внешние рецепторы в составе органов чувств;
• интерорецепторы - в составе внутренних органов;
• проприорецепторы- в скелетных мышцах, суставах и сухожилиях).
3. по характеру воспринимаемой энергии:
• зрительные;
• слуховые;
• механорецепторы : тактильные(прикосновение), барорецепторы;
• хеморецепторы;
• терморецепторы.

Главными свойствами рецепторов являются специфичность, низкий порог чувствительности и адаптация. Специфичность - это способность определенных рецепторов воспринимать только определенный вид энергии. Низкий порог чувствительности - это способность рецептора приходить в состояние возбуждения при самом незначительном воздействии. Адаптация - способность рецепторов "привыкать" к постоянно действующему стимулу.

Орган зрения

Орган зрения - важнейший из органов чувств, он обеспечивает человеку до 90% информации о внешней среде. Орган зрения тесным образом связан с головным мозгом: светочувствительная оболочка глаза развивается из мозговой нервной ткани. Орган зрения заключает периферическую часть зрительного анализатора - фоторецепторы. Проводниковым отделом зрительного анализатора является зрительный нерв, центральной частью является зрительная зона в коре затылочной доли больших полушарий.

Орган зрения у человека представлен двумя глазными яблоками (глазами) и вспомогательным аппаратом. К вспомогательному аппарату относятся веки, ресницы, брови, глазные мышцы и слезные железы. Веки - это кожные складки, ограничивающие глазную щель и закрывающую ее при смыкании. Внутренняя поверхность века покрыта тонкой слизистой оболочкой - конъюнктивой. Функции век: распределение слезной жидкости по поверхности глаза и защита от механических воздействий и от высыхания поверхности глаза. Человек моргает примерно через каждые 5 секунд.

Ресницы располагаются по краям век в 2 - 3 ряда (около 80 ресниц). Ресницы и брови защищают от попадания инородных частиц.

Слезная железа располагается в верхнем наружном углу глаза. Ее секрет - слеза - вырабатывается непрерывно, за сутки около 100 мл. Через носослезный канал слеза постоянно стекает в носовую полость. Слеза содержит около 1,5% NaCl, обладает бактерицидным свойством, т.к. содержит бактерицидное вещество лизоцим. Значение слезы:

• омывает переднюю поверхность глазного яблока, увлажняя его, что предохраняет от высыхания поверхностные клетки;
• удаляет инородные частички;
• разрушает бактерии, попадающие на поверхность глаза;
• со слезами из организма выводятся вещества, образующиеся при нервном напряжении и эмоциональном стрессе.

Глазные мышцы приводят в движение глазные яблоки. Четыре прямые и две косые мышцы каждого глаза работают синхронно и обеспечивают установку глаз таким образом, чтобы обе зрительные оси сходились на рассматриваемом предмете.

Глазное яблоко имеет шаровидную форму диаметром у взрослого человека около 24 мм. Оно ограничено с поверхности тремя оболочками: наружная - фиброзная (белочная), средняя - сосудистая и внутренняя - светочувствительная (сетчатка).

Фиброзная - это плотная соединительнотканная оболочка, ее передний прозрачный выпуклый отдел - роговица, остальная часть белого цвета - склера.

Сосудистая оболочка содержит густую сеть переплетающихся артерий и вен, между которыми лежит рыхлая соединительная ткань, богатая пигментными летками. Впереди сосудистая оболочка образует ресничное тело и радужку . Большую часть ресничного тела составляет ресничная мышца, состоящая из гладкой мышечной ткани.

Рис. 63. Вспомогательный аппарат глаза. 1. слезная железа 2. верхнее веко 3. слезный каналец 4. слезное озеро 5. слезный мешок 6. носослезный проток.

Ресничное тело окружает хрусталик глаза и обеспечивает изменение его кривизны: при сокращении ресничного тела хрусталик становится более плоским, при расслаблении - более выпуклым. Способность хрусталика изменять кривизну называется аккомодацией.Благодаря изменению кривизны хрусталика человек может одинаково четко видеть предметы, находящиеся на разном расстоянии от глаза. С возрастом мышечные клетки ресничного тела частично заменяются соединительной тканью, что приводит к нарушению аккомодациихрусталика и развитию дальнозоркости.

Радужка располагается за роговицей в виде цветного диска с отверстием в центре - зрачком. В составе радужки имеются две мышцы - суживающие или расширяющие зрачок. Диаметр зрачка изменяется от 2 до 8 мм, чем регулируется количество света, поступающего в глаз. Цвет радужки зависит от количества пигмента: чем его больше, тем темнее глаза. В настоящее время разработана диагностика многих заболеваний по радужке.

Сетчатка изнутри прилегает к сосудистой оболочке. Главными элементами этой оболочки являются фоторецепторы двух видов - колбочки и палочки. Колбочки имеют большие размеры, чем палочки. Количество колбочек в сетчатке глаза 6 - 7 миллионов, палочек - около 120-130млн. В сетчатке имеется небольшой участок, называемый желтым пятном, или центральной ямкой. Здесь наиболее плотно лежат колбочки и отсутствуют палочки, это место наибольшей остроты зрения. Человек ориентирует глаза так, чтобы от рассматриваемого предмета световые лучи фокусировались именно на желтое пятно.

Рис. 64. Внутренне строение глазного яблока (горизонтальный разрез). 1 - конъюнктива; 2- роговица; 3- радужка; 4 - хрусталик; 5 - ресничное тело; 6 - связка, при помощи которой хрусталик прикреплен к ресничному телу; 7 - передняя камера глаза; 8 - задняя камера глаза; 9,10 - мышцы глазного яблока; 11 - склера; 12 - сосудистая оболочка; 13 - сетчатая оболочка; 14 - желтое пятно; 15 - слепое пятно; 16 - зрительный нерв; 17 - стекловидное тело,

Место выхода из глаза зрительного нерва не содержит фоторецепторов и называется слепым пятном. В составе глазного яблока имеется передняя и задняя камеры глаза, которые лежат за роговицей и заполнены прозрачной жидкостью. За зрачком располагается хрусталик,он имеет вид двояковыпуклой позрачной линзы, обладает эластичностью. Основной объем глазного яблока - это стекловидное тело. Стекловидное тело образовано желеобразной прозрачной жидкостью. Роговица, хрусталик, жидкость передней и задней камеры глаза, стекловидное тело - это светопреломляющие и светопроводящие элементы глаза. Благодаря им световые лучи фокусируются точно на сетчатку. Одинаково четкое видение близких и удаленных предметов возможно благодаря тому, что хрусталик меняет кривизну: при рассматривании удаленных предметов он более плоский, при рассматривании близких предметов он более выпуклый.

Рецепторы глаза обеспечивают восприятие и световой энергии преобразование ее в энергию нервного импульса. Колбочки активны при интенсивном освещении и воспринимают цвет. Выделяют три типа колбочек: воспринимающие красный, синий или зеленый цвет.Совместная работа разных колбочек обеспечивает видение всего разнообразия цветов и их оттенков. Палочки являются рецепторами сумеречного зрения, они активны при низкой освещенности и воспринимают свет.

Рис. 65. Строение сетчатой оболочки. 1. колбочка 2. палочки 3. пигментные клетки 4. биполярные клетки 5. ганглиозные клетки 6. нервные волокна. Стрелка указывает направление пучка света.

В колбочках содержится светочувствительный пигмент - йодопсин, а в палочках - родопсин. Под действием энергии света эти вещества претерпевают перестройки молекул, что приводит к возникновению нервного импульса. молекулы йодопсина могут преобразовываться толькопри воздействии большого количества световой энергии. Родопсин - сложный белок, в состав которого входит небелковая часть - ретиналь, образующаяся из витамина А (вот почему недостаток витамина А проводит к развитию сумеречной слепоты). Родопсин обладает очень высокой чувствительностью, и его молекула разрушается при поглощении 1-2 квантов света. На ярком свету родопсин разрушается, и человек, входя в темное помещение, первое время ничего не видит, пока не восстановятся молекулы этого вещества.

У человека зрение бинокулярное стереоскопическое, при этом поля зрения обоих глаз сильно перекрываются, что обеспечивает возможность точно определять расстояние до предмета и видеть его рельефно.

От каждого глазного яблока отходит зрительный нерв, в составе которого около 1 млн. нервных волокон. В области основания головного мозга лежит перекрест зрительных нервов, где происходит разделение каждого зрительного нерва следующим образом: нервные волокна, идущие от наружной части сетчатки, идут в одноименное полушарие, а от внутренней части (которая ближе к носу) нервные волокна поступают в противоположное полушарие.

Рис. 66. Схема строения зрительного анализатора. 1. сетчатая оболочка глаза 2. зрительные нервы с их частичным перекрестом 3. зрительная зона в затылочных долях коры больших полушарий.

На сетчатке глаза лучи от рассматриваемого предмета проецирутся таким образом, что его изображение становится перевернутым. Новорожденный ребенок действительно все предметы воспринимает в перевернутом виде. Но постепенно у него формируется правильное восприятие, хотя перевернутость рассматриваемых объектов на сетчатке глаза сохраняется всю жизнь.

Нарушения зрения

1. Миопия (близорукость) - неспособность четко видеть удаленные предметы, т.к. фокус находится перед сетчаткой из-за высокой кривизны хрусталика. Развивается миопия часто вследствие постоянного чтения, письма на очень близком расстоянии от глаз. Близорукость формируется, как правило, в детском возрасте. Поэтому профилактикой этого нарушения зрения является привитие с детства навыков гигиены зрения при чтении, дозированности работы с компьютером, просмотра телевизора и т.д. Коррекция близорукости достигается с помощью двояковогнутых линз.
2. Пресбиопия (дальнозоркость) - неспособность четко видеть близкие предметы, т.к. фокус глаза располагается за сетчаткой. Наблюдается в основном в пожилом возрасте. Коррекция с помощью двояковыпуклых линз.
3. Астигматизм - это фокусирование разных лучей либо перед, либо позади, либо на сетчатке вследствие неодинаковой кривизны роговицы на разных участках. Коррекция с помощью специальных линз.
4. Дальтонизм - нарушение цветового зрения как наследственное заболевание из-за нарушения синтеза светочувствительных колбочек.
5. Катаракта - помутнение хрусталика, вследствие чего на сетчатку поступает ограниченное количество света.

Рис. 68. Нарушения зрения и его коррекция. 1 – нормальное зрение; 2 – близорукость; 3 - коррекция близорукости с помощью очков с двояковогнутыми линзами; 4 – дальнозоркость; 5 – коррекция дальнозоркости с помощью очков с двояковыпуклыми линзами; 6 – коррекция зрения с помощью контактной линзы.

Орган слуха

Способность человека воспринимать различные звуковые сигналы позволяет ему более полно ориентироваться в окружающей среде. Устная речь человека - это средство общения.

Восприятие звуковых сигналов и их анализ осуществляется деятельностью слухового анализатора. Воспринимающим отделом его являются фонорецепторы в составе органа слуха. Проводниковым отделом является слуховой нерв в составе преддверно-улиткового нерва, отходящего от внутреннего уха. Корковый отдел слухового анализатора находится в коре височной доли коры больших полушарий.

Орган слуха (ухо) у человека парный. Каждое ухо представлено тремя отделами:

1. наружноеухо
2. среднее ухо
3. внутреннее ухо.

Рис. 69. Внутреннее строение органа слуха (продольный разрез)

Наружное ухo

Наружное ухo состоит из ушной раковины, наружного слухового проходаибарабанной перепонки. Ушная раковина - это эластический хрящ сложной формы, покрытый кожей. Ушная раковина у человека неподвижна и играет незначительную роль по сравнению с животными, у которых ее подвижность обеспечивает лучшую ориентировку по отношению к источнику звука. Наружный слуховой проход имеет длину 27 - 35 мм, диаметр 6 - 8 мм. Он проводит звуковые колебания к барабанной перепонке. Барабанная перепонка - это тонкая мембрана, которой заканчивается наружный слуховой проход, толщина ее около 0,1 мм. Она отделяет наружное ухо от среднего.

Среднее ухо

Среднее ухо помещается в особом углублении височной кости –барабанной полости. Оно представлено барабанной полостью объемом около 1 см 53 9, в которой располагаются три слуховые косточки - молоточек, наковальня и стремечко. Слуховые косточки очень маленькие, например, масса стремечка всего 2,5 мг. Полость среднего уха соединяется с полостью носоглотки слуховой (евстахиевой) трубой. Благодаря этой трубе давление на барабанную перепонку снаружи и изнутри уравновешено. Слуховые косточки передают звуковые колебания от барабанной перепонки к внутреннему уху, при этом они образуют систему рычагов, которые повышают эффективность передачи колебаний с барабанной перепонки на внутреннее ухо. Молоточек одним концом прилегает изнутри к барабанной перепонке, другим концом - к наковальне. Наковальня соединяется со стремечком, которое прилегает к поверхности овального окна внутреннего уха.

Рис. 70. Схема поперечного разреза улитки. 1 - лестница преддверия; 2 – бара-банная лестница; 3- вестибулярная мембрана; 4 - основная мембрана; 5- проток улитки; 6 - покровная (нависающая) мембрана; 7 - кортиев орган; 8 - секреторный эпителий; 9 - спиральная связка; 10 – чувствительные нейроны; 11 -наружные волосковые клетки; 12 - внутренние волосковые клетки; 13 - нервные волокна, подходящие к волосковым клеткам.

Внутреннее ухо

Внутреннее ухо имеет вид перепончатого лабиринта, который располагается в костном лабиринте височной кости. Оно представлено преддверием, тремя полукружными каналами и улиткой. Улитка относится к органу слуха, а полукружные каналы и преддверие являются органом равновесия. Между стенкой костного лабиринта и наружной поверхность перепончатого лабиринта находится жидкость - перилимфа. Улитка представляет собой тонкий конус длиной 3,5 см, закрученный спирально на 2,5 оборота. По всей длине конуса улитка разделена двумя тонкими мембранами на три канала: верхний- лестница преддверия, средний - улитковый проток, нижний - барабанная лестница. Верхний и нижний каналы заполнены перилимфой, улитковый проток заполнен эндолимфой. На основной мембране улитки, которая разделяет улитковый проток и барабанную лестницу, располагается звуковоспринимающий аппарат - кортиев орган.

Кортиев орган

Кортиев орган состоит из 3 -4 рядов рецепторных (волосковых) клеток, лежащих вдоль всей основной мембраны. Общее количество этих клеток в кортиевом органе до 25000.

Рис. 71. Схема строения слухового анализатора. 1. слуховые рецепторы в составе улитки 2. слуховые нервы с их полным перекрестом; 3. слуховая зона в височных долях коры больших

Каждая рецепторная клетка имеет от 30 до 120 тонких волосков - микроресничек. В состав кортиева органа входит покровная мембрана, которая нависает над волосковыми клетками по всей длине улиткового протока. Работа кортиева органа заключается в преобразовании колебаний перилимфы и эндолимфы в нервный импульс. Звуковые колебания, преданные со стремечка на жидкость, заполняющую улитку, заставляют колебаться основную мембрану, на которой находятся волосковые клетки. Они при этом своими микроресничками касаются покровной мембраны и приходят в состояние возбуждения, и в них возникает нервный импульс. От каждой волосковой клетки отходит чувствительный нейрон, а их совокупность образует общий слуховой нерв. Высокие звуки раздражают волосковые клетки, лежащие в нижних частях улитки, а высокие звуки - волосковые клетки вершины улитки.