Общая характеристика функций сенсорных систем

Под сенсорной системойпонимают совокупность структур, которые обеспечивают получение и анализ информации об изменениях внешней или внутренней среды организма. Сигналы сенсорных систем позволяют ориентироваться во внешней среде, адаптироваться к ее изменениям, оценивать состояние собственного организма. Сенсорная информация необходима для поддержания оптимального уровня активности головного мозга. Ограничение сенсорного притока вызывает сонливость, ранняя сенсорная депривация приводит к задержке психического развития, которая может стать необратимой. Упрощенная схема отражения в сенсорных системах представлена на рисунке 22.

Из всего множества факторов окружающей среды далеко не все могут быть распознаны сенсорными органами. Имеющийся у человека «набор» сенсорных систем - это результат эволюции, в ходе которой сформировалась способность улавливать сигналы, вероятность воздействия и биологическая значимость которых наиболее велика.

Рис. 22. Схема отражения в сенсорных системах. Пунктирная стрелка – переход от физиологических процессов к психическим

Под воздействием сенсорных стимулов (факторов, взаимодействующих с органами чувств) происходит возбуждение сенсорных нейронов и активация сенсорных центров ЦНС, где происходит обработка информации. Все эти процессы, которые можно зарегистрировать и измерить с помощью методов, применяемых и для других физиологических процессов, составляют предмет объективной сенсорной физиологии. Возбуждение сенсорных центров коры больших полушарий обычно приводит к возникновению ощущений и на их основе – восприятий. Ощущения и восприятия – это субъективные психические процессы, изучаемые в основном психологией и психофизиологией. Между физиологическими и психическими процессами невозможно установить простые причинно-следственные связи, а тем более - знак равенства.

В каждой сенсорной системе выделяется рецепторный, проводниковый (афферентные пути и подкорковые центры) и корковый отделы.

Функции рецепторного отдела. Механизм возбуждения рецепторов до конца не изучен. Воздействие адекватного стимула на рецептор вызывает конформационные изменения белков рецепторной мембраны, что приводит к изменению ионной проницаемости. Этот процесс называется трансдукцией. В результате формируются локальные рецепторные потенциалы, амплитуда которых зависит от интенсивности стимула. Поскольку рецепторный потенциал генерирует в афферентных нервных волокнах потенциалы действия, его также называют генераторным. Рецепторные потенциалы по своим свойствам сходны с постсинаптическими. Эти потенциалы способны к суммации. Когда деполяризация достигает порогового уровня, на мембране чувствительного нейрона возникает потенциал действия (трансформация). Если волокно покрыто миелиновой оболочкой, ПД формируется в ближайшем перехвате Ранвье. В случае вторичных рецепторов в трансформации принимают участие синаптические процессы. Рецепторы обеспечивают кодирование информации, то есть перевод ее с «языка» разнообразных средовых стимулов на язык нервных импульсов. Существует два типа кодирования – временное и пространственное. Временное обычно используется для кодирования интенсивности воздействии: при увеличении интенсивности стимуляции возрастает частота импульсов или их количество в сериях. Пространственное кодирование служит для определения модальности (разные рецепторы, «настроены» на разные виды воздействий), качества раздражителя в пределах одной модальности (например, разные колбочки в сетчатке глаза), временных характеристик воздействия (одни рецепторы возбуждаются в момент появления стимула, другие – в момент его исчезновения), его интенсивности (например, в зависимости от интенсивности звука возбуждается разное количество слуховых рецепторов). Функции периферических отделов сенсорных систем регулируются со стороны ЦНС. К проявлениям регуляции можно отнести ориентировочные, зрачковый и аккомодационный рефлексы, изменение активности мышечных проприорецепторов с помощью γ – эфферентнойсистемы.

Функции проводникового отдела. Проводниковый отдел обеспечивает передачу информации в корковые отделы и на подкорковые центры безусловных рефлексов. Различают специфические и неспецифические афферентные системы (САС и НАС). Для САС характерны моносенсорность и четкая топика периферических и центральных связей. САС связывают рецепторы определенной модальности с переключательными ядрами ствола и специфическими релейными ядрами таламуса, откуда ведут в проекционные зоны коры больших полушарий. Эти особенности способствуют четкому выделению качества стимула, места и времени его действия. НАС – это система саморегуляции уровня активности мозга, к которой относятся ретикулярная формация ствола, неспецифические ядра таламуса, структуры лимбической системы. Для НАС характерны полисенсорность, более медленное проведение сигнала в связи с обилием синаптических переключений, остсутствие строгой топики и диффузность связей с корой больших полушарий. С периферическими рецепторами НАС непосредственно не связаны. Источники их активации – это нисходящие корковые влияния, влияния САС через коллатерали проводящих путей, гуморальные воздействия. НАС обеспечивают «энергетический» компонент сенсорных функций, поддерживает необходимый уровень бодрствования для обработки сенсорного сигнала, внимание к нему.

Функции коркового отдела. В соответствии с современными представлениями, в коре больших полушарий выделяются сенсорные (первичные и вторичные и ассоциативные), мотивационно-энергетические и интегративно-пусковые зоны. В первичных сенсорных зонах на основе анализа отдельных признаков раздражителя формируется ощущение, вторичные зоны, очевидно, участвуют в процессах долговременной памяти. Третичные, или ассоциативные, занимают у человека более 50% коры и являются морфофункциональным восприятия и обеспечивают целостное отражение окружающего мира. При поступлении в первичную сенсорную кору сигнала по САС формируется сначала неощущаемый «первичный ответ», затем, после оценки новизны и значимости информации, происходит активация НАС и формирование ощущения. Далее полимодальная конвергенция возбуждения на нейронах ассоциативных зон приводит к формированию целостного субъективного образа (восприятия). Влияние высших отделов сенсорных систем заключаются также в обеспечении поведенческих реакций, направленных на поиск новых стимулов.