Осн принципы переработки инф
Осн принципы организации сенсорных систем
Се́нсорная систе́ма — совокупность периферических и центральных структур нервной системы, ответственных за восприятие сигналов различных модальностей из окружающей или внутренней среды. Сенсорная система состоит из рецепторов, нейронных проводящих путей и отделов головного мозга, ответственных за обработку полученных сигналов. Наиболее известными сенсорными системами являются зрение, слух, осязание, вкус и обоняние. С помощью сенсорной системы можно почувствовать такие физические свойства, как температура, вкус, звук или давление.
Также сенсорными системами называют анализаторы. Понятие «анализатор» ввёл российский физиолог И. П. Павлов. Анализаторы (сенсорные системы) — это совокупность образований, которые воспринимают, передают и анализируют информацию из окружающей и внутренней среды организма.
Сенсорные системы подразделяются на внешние и внутренние; внешние снабжены экстерорецепторами, внутренние — интерорецепторами. В обычных условиях на организм постоянно осуществляется комплексное воздействие, и сенсорные системы работают в постоянном взаимодействии. Любая психофизиологическая функция полисенсорна.
К основным принципам конструкции сенсорных систем относятся[5]:
· Принцип многоканальности (дублирование с целью повышения надёжности системы)
· Принцип многоуровневости передачи информации
· Принцип конвергенции (концевые разветвления одного нейрона контактируют с несколькими нейронами предыдущего уровня; воронка Шеррингтона)
· Принцип дивергенции (мультипликации; контакт с несколькими нейронами более высокого уровня)
· Принцип обратных связей (у всех уровней системы есть и восходящий, и нисходящий путь; обратные связи имеют тормозное значение как часть процесса обработки сигнала)
· Принцип кортикализации (в новой коре представлены все сенсорные системы; следовательно, кора функционально многозначна, и не существует абсолютной локализации)
· Принцип двусторонней симметрии (существует в относительной степени)
· Принцип структурно-функциональных корреляций (кортикализация разных сенсорных систем имеет разную степень)
Многоканальность
Импульсация от рецепторов до коры распространяется по множеству относительно самостоятельных каналов. Причем, многоканальное и многоуровневое строение СС формируются в ходе эволюции одновременно. Чем выше стоит животное на лестнице филогенетического развития, тем большее число каналов формируется в пределах каждой СС, и тем больше число переключений характерно для каждого из них.
Огромное количество каналов объединяются в три основных вида путей (более крупных каналов) распространения импульсации в высшие этажи мозга, которые имеют принципиальные морфологические и функциональные отличия. К ним относят специфический, ассоциативный и неспецифический каналы.
Специфический канал осуществляет передачу сигналов определенной модальности. Между нейронами существует сложное взаимодействие на основе конвергентных и дивергентных связей. При этом формируется расширяющаяся сенсорная воронка: количество элементов на каждом последующем уровне становится больше, чем на предыдущем (исключение – сетчатка, где формируется суживающая воронка).
Подобная система связей определяет наличие у каждого центрального нейрона рецептивного и проекционного полей.
Рецептивное поле нейрона – это совокупность рецепторов, импульсы от которых поступают к данному нейрону.
Проекционное поле нейрона– совокупность нейронов последующих уровней, с которыми взаимодействует данная клетка.
Иными словами, определенная группа рецепторов связана с конкретными нейронами на различных уровнях ЦНС, расположенными строго упорядоченно в пространстве. Такие проекции называются «точка в точку». Они определяют топическую организацию сенсорных систем. Например, все звенья слуховой системы имеют тонотопическуюорганизацию, т.е. упорядоченное в пространстве расположение рецепторов и нейронов, реагирующих на разные звуковые частоты. Соматосенсорный анализатор имеетсоматотопическуюорганизацию, то есть на всех уровнях отражается проекция тела. В зрительном анализаторе сетчатка упорядоченно представлена в подкорковых центрах и коре (ретинотопическая организация).
Импульсация по специфическому каналу распространяется от соответствующих рецепторов через специфические стволовые и таламические центры до проекционных зон коры больших полушарий.
Первичные проекционные зоныимеют топическую организацию (проекции точка в точку), поэтому их нейроны имеют простые рецептивные поля. Основная функция – детальный анализ физико-химических параметров стимула. Так, повреждение первичной проекционной зрительной зоны (поле 17) приводит к физиологической слепоте.
Вторичные и третичные проекционные зоныполучают импульсы от нейронов специфических ядер таламуса, на которых происходит конвергенция возбуждения от множества каналов данной сенсорной системы, то есть этот канал проводит интегрированную специфическую импульсацию. Топическая организация этих зон выражена слабо, поэтому нейроны имеют сложные рецептивные поля. Эти зоны ответственны за анализ сложных признаков сигнала. Так повреждение зрительных полей 18, 19 вызывает психологическую слепоту (зрительная агнозия – не узнавание предметов).
Любая сенсорная система имеет аппарат управления процессами на каждом уровне специфического канала. В регуляции участвуют: вышележащие специфические структуры, ассоциативный и неспецифический каналы.
Ассоциативный канал формируется в ассоциативных ядрах таламуса, нейроны которого получают импульсацию от специфических каналов различных сенсорных систем, т.е. проводит интегрированную межсенсорную афферентацию. Конечные пути проецируются в ассоциативные зоны коры – лобные и париетальные, которые являются зонами перекрытия анализаторов. Поэтому ассоциативный канал обеспечивает взаимодействие анализаторов, играет важную роль в формировании полисенсорных образов и оценки биологической значимости раздражителей. Повреждение ассоциативных зон приводит к нарушению формирования сложных, комплексных образов.
Неспецифический каналформируется на нейронах ретикулярной формации, неспецифиеских ядрах таламуса, гипоталамуса и других звеньев лимбической системы, которые получают импульсы от специфических каналов различных СС. При этом сенсорные импульсы теряют свою специфику. От неспецифических структур мозга возбуждение в ЦНС распространяется диффузно. Значение канала - поддержание общего уровня возбудимости мозговых структур, необходимого для восприятия. Принимает участие в создании мотивационного и эмоционального статуса организма и при помощи этих механизмов осуществляет регуляцию (модификацию) передачи сенсорного сигнала в специфических ядрах, что способствует реализации конкретного поведения в соответствии с доминирующей потребностью.
Слух
Орган слуха механорецептор. Колебания от 16 до 20000 ГЦ
Молекулы воздуха ударяют по перепонке – косточки среднего уха )молоточек, наковаленка, стремечко) усиливают звук – кортиев орган, содержащий волосковые клетки, заполненный жидкостью трансформирует сигнал в нервный импульс.
Апикальные участки – низкие частоты, основание – высокие частоты.
Подкорковый центр – нижние холмики и медиальные коленатые тела.
В зрит коре, как и в слуховой обр колончатая организация.
Таламус различает частоты
Кора занимается синтезом сигналов
Up and down нейроны отвечают за повышение и понижение звука
Бинауральный слух отвечает за определение напрвления звука.
Центральная регуляция – поворот головы в сторону источника звука; сокращение и расслабление поперечнополосатых мышц, прикрепленных к косточкам; снижение активности волосковых клеток.
Вестибулярный анализатор
Адекватным раздражителем для рецепторов вестибулярного аппарата - для волосковых клеток макул (они расположены в вестибулюме) и волосковых клеток гребешков (находятся в расширенной части ампул полукружных каналов) являются соответственно линейное и угловое ускорения (ускорение Кориолиса). Сигнал от рецепторов идет в продолговатый мозг. Здесь расположены 4 вестибулярных ядра.
От вестибулярных ядер продолговатого мозга начинаются пути:
1. Вестибулоспинальный, который передает информацию от вестибулярного аппарата на мотонейроны спинного мозга и тем самым способствует сохранению равновесия при движении.
2. Вестибулоокулярный путь - этот путь используется для регуляции активности мышц глаза во время движения. Благодаря этому, несмотря на всевозможные перемещения тела, на сетчатке сохраняется объект наблюдения.
3. Вестибуломозжечковый путь - идет к мозжечку и несет туда информацию о положении тела в пространстве.
4. Лемнисковый путь - от вестибулярных ядер информация идет также к специфическим ядрам таламуса (по лемнисковому пути), а от них - в кору - в сенсорные зоны, расположенные в постцентральной извилине (в области проекции лица).
Афферентные связи вестибулярного аппарата. Г - глаз; М - мышца; Ж - желудок; ТК - тонкая кишка; ПМ - продолговатый мозг; CM - спинной мозг.
Тактильный анализатор
Тактильный анализатор служит для анализа всех механических влияний, действующих на тело человека. Рецепторы, предназначенные для этого, содержатся в коже, в частности, в эпидермисе, дерме и частично в подкожной клетчатке.
Выделяют 3 основных вида рецепторов:
1. Рецепторы давления, которые воспринимают силу механического воздействия (рецепторы силы).
2. Рецепторы прикосновения, или датчики скорости - это тельца Мейсснера.
3. Рецепторы вибрации - это датчики ускорения или датчики синусоидального изменения силы. Они реагируют лишь на вторую производную изменения силы - ускорение. Морфологически они представлены тельцами Паччини. Расположены в глубоких слоях дермы.
ПФ воспр
Рефлекторное кольцо состоит из рефлекторного, центростремительного, центрального, центробежного и эффекторного отделов.
Восприятие — это процесс и результат формирования субъективного образа предмета или явления, действующего на анализатор.
Рецепторы — это специальные чувствительные нервные образования, воспринимающие раздражения из внешней или внутренней среды и перерабатывающие их в нервные сигналы.
Таблица 5.1. Экстероцептивные анализаторы и их характеристики
| Модальность | Локализация рецепторов | Тип рецепторов | Воспринимаемое качество | |||||
| Зрение | Сетчатка | Палочки Колбочки | Освещенность Контрастность Движение Цвет Размеры ___ | |||||
| Слух | Улитка | Волосковые клетки | Высота Сила звука Тембр Локализация звук | |||||
| Равновесие | Вестибулярный орган | Макулярные клетки | Вращение Сила тяжести | |||||
| Осязание | Кожа | Окончания Руффини Диски Маркеля Тельца Пачини | Тепло Давление Вибрация | |||||
| Вкус | Язык | Вкусовые сосочки на кончике языка Вкусовые сосочки у основания языка | Сладкий и кислый вкус Горький и соленый вкус | |||||
| Обоняние | Обонятельный эпителий в носу | Обонятельные рецепторы | Цветочный Фруктовый Мускусный Пикантный запах | |||||
Учение И. Мюллера: есть специализация рецепторов и нейронов ГМ. ГМ узнает о типе воздействующего стимула на основании того, в какой конечный пункт назначения в коре больших полушарий приходит нервная пульсация.
Кодирование информации в нервной системе — это преобразование специфической энергии стимулов (света, звука, давления и др.) в универсальные коды нейронной активности, на основе которых мозг осуществляет весь процесс обработки информации.
Варианты нейроных кодов: частота разрядов (!), плотность импульсного потока, интервалы между импульсами, особенности организация импульсов в «пачке» (группе импульсов) — периодичность пачек, длительность, число импульсов в пачке и т.д.
Нейронные модели восприятия
Детекторная концепция
Нейрон-детектор — нервная высокоспециализированная клетка, способная избирательно реагировать на тот или иной признак сенсорного сигнала. Такие клетки выделяют в сложном раздражителе его отдельные признаки.
Виды нейронов-детекторов: ориентационное- и дирекционально-чувствительные, на приближение и удаление объектов, детекторы цвета, распознание человеческого лица.
Формирование гештальта.
За восприятие целостного образа (гештальта), представляет собой комбинацию возбуждений в определенном ансамбле нейронов.
Объединение нейронов- детекторов, отвечающих за элементарные признаки воспринимаемого объекта, происходит в результате их включения в иерархически организованную нейронную сеть по типу пирамиды, вершиной которой является так называемая «гностическая единица» — нейрон, осуществляющий синтез воспринимаемого образа — гештальта.
Нейроны, функционирующие в качестве гностических единиц, являются продуктами обучения.
Осн принципы переработки инф
Дата: 2019-04-23, просмотров: 51.
