Сенсорная система выполняет следующие основные функции, или операции, с сигналами:

– обнаружение;

– различение;

– передачу и преобразование;

– кодирование;

– детектирование признаков;

– опознание образов.

Общие закономерности строения сенсорных систем

Каждая сенсорная система (анали­затор, по Павлову) включает в себя несколько отделов.

В периферическом отделе сигнал из внешней или внут­ренней среды превращается в электрический процесс — нервный им­пульс. Это происходит при помощи специальных структур — рецепторных образований. Импульсы с периферии по нервным волокнам поступают в го­ловной и спинной мозг, а затем в кору больших полушарий, которая является центральным, или корковым, отделом любой сенсорной системы, в котором происходит окончательная обработка сигналов. Пути, связываю­щие рецепторный и корковый отделы, относят к проводниковому отделу сен­сорной системы (анализатора).

Раздражители, воздействующие на рецепторы, могут быть разных модаль­ностей: световые, звуковые, механиче­ские, химические и т. д. Каждая мо­дальность воспринимается своим видом рецепторов и передается по строго оп­ределенным нервным путям. В связи с этим говорят о наличии определен­ных сенсорных систем: зрительной, слуховой, вестибулярной, соматосенсорной, вкусовой, обонятельной.

Рецепторами являются специали­зированные для восприятия опреде­ленного вида раздражения клетки или окончания нейрона. Если раздражение воспринимается специализированным окончанием дендрита афферентного нейрона, такой рецептор называется первичночувствующим. Таковыми яв­ляются рецепторы кожи, реагирующие на механическую стимуляцию. Если же рецептор представлен специализи­рованной клеткой, на которой афферентное нервное волокно образует синаптический контакт, такой рецептор носит название вторичночувствующего. Примером могут служить рецепторные клетки вкусовой, слуховой, вестибулярной сенсорной систем.

Если рецепторы воспринимают раз­дражение из внешней среды, они назы­ваются экстерорецепторами. Среди них различают дистантные (зрительные, слуховые) и контактные (вкусовые, тактильные) рецепторы. Интерорецепторы сигнализируют о состоянии внут­ренних органов, изменениях химиче­ского состава крови, тканевой жидко­сти, состава содержимого желудочно-кишечного тракта. Проприорецепторы передают информацию о состоянии опорно-двигательного аппарата. Таким образом, рецепторы обладают специ­фичностью — наиболее эффективно они возбуждаются стимулом опреде­ленной модальности.

Тела афферентных нейронов, как правило, лежат в чувствительных спинно-мозговых или черепно-мозго­вых ганглиях. Исключение составля­ют зрительная и обонятельная систе­мы, где чувствительные нейроны на­ходятся непосредственно в сетчатке (ганглиозные клетки) или обонятель­ной луковице соответственно. Отростки этих нейронов входят в спинной или головной мозг, где происходит переключение на нейрон следующего порядка. Далее по сети нейронов сигнал распространяется в восходящего направлении. Для большинства сенсорных систем, кроме обонятельной предпоследний нейрон лежит в специфических ядрах таламуса. Отсюда информация поступает в соответствую­щие проекционные и ассоциативные зоны коры, где в обработку сигнала включаются процессы памяти. Было замечено, что в первичные, проекционные зоны коры импульсы от рецепторов попадают кратчайшим путем, в то время как активация ассоциативных зон происходит несколько позже ввиду вовлечения в этот процесс полисинаптических нервных сетей.

Зрительная сенсорная система

Периферический отдел зрительной сенсорной системы представлен ре­цепторами, расположенными в сетчат­ке глаза.

Центральным проекционным полем зрительной системы является поле 17.

Электрофизиологически было установлено, что 84% нейронов зрительной коры реагируют при одновременной стимуляции сетчаток двух глаз, т. е. они ответствен­ны за бинокулярное зрение. Нейроны зрительной коры раз­личаются не только по способности реагировать на моно- или бинокуляр­ное раздражение, но и по реакции на движение объекта, его размер и т. д.

В зрительном восприятии прини­мает участие нижневисочная область коры (поле 21). С ней связывают дифференциацию предметов по фор­ме, отношение их к определенной категории, установлению равнозначнос­ти объектов, которые проецируются в разные зоны сетчатки. На активность нейронов этой зоны оказывают влия­ние миндалина и гиппокамп. Поле 7 принимает участие в организации пространственного зрения.

Для полного анализа предмета (его величины, расстояния от глаз и т. д.) к ощущениям от раздражения сетчатки прибавляются ощущения от раздраже­ния проприорецепторов аккомодацион­ных мышц ресничного тела, мышц, су­живающих и расширяющих зрачок.