СИНТЕЗ-АНАЛИЗАТОРНЫЕ СИСТЕМЫ.
Понятие об анализаторах.
Анализатор, по И.П.Павлову, - это часть нервной системы, которая состоит из 3-х отделов:
1.периферический отдел – рецепторы;
2.проводниковый отдел – цепочка афферентных нейронов;
3.центральный отдел – кора головного мозга.
Синтез-анализаторые системы – более емкое название, так как здесь осуществляется первичный анализ сигналов в рецепторах, и в дальнейшем высший синтез (формирование ощущений) в сенсорных клетках коры больших полушарий.
2.Классификация рецепторов. Рецептор – это окончание чувствительного нервного волокна или специальная рецепторная клетка.
1.По месту расположения:
1) интерорецепторы – висцеральные, проприорецепторы, вестибулярные;
2) экстерорецепторы – находятся на поверхности тела.
2.По природе: фоно-, фото-, хемо-, механо-, осмо-, терморецепторы.
3.По модальности ощущения – зрение, слух, обоняние, вкус, осязание, боль, тепло, холод.
4.По способу восприятия:
1)дистантные (зрение, слух);
2)контактные (обоняние, боль, температура).
5.По механизму возбуждения:
1)первичные – в ответ на стимул в них развивается рецепторный или генераторный потенциал (все рецепторы кожи); стимул → РП (ГП)
2)вторичные – генераторный потенциал (или потенциал действия) возникает не в рецепторах, а в других вспомогательных клетках (у зрительного и слухового анализатора – в биполярных клетках) стимул → РП → ГП.
3.Свойства рецепторов:
1 ) высокая возбудимость (стимулом могут быть 1 молекула пахучего вещества или 1квант света).
2 )адаптация (привыкание) – снижение чувствительности к постоянно действующему раздражителю – запаху, звуку, давлению одежды.
Различают рецепторы:
1)быстро адаптирующиеся (тактильные, зрительные);
2)медленно адаптирующиеся (болевые);
3)не адаптирующиеся (проприорецепторы, вестибулорецепторы).
3)кодирование информации происходит в рецепторах, которые передают ее в виде залпов импульсов по двоичному коду: есть импульс – 1, нет импульса – 0. Отец кибернетики, Норберт Винер сказал: «Для того, чтобы из ничего сделать все, достаточно единицы».
4)различение сигналов - это свойство характерно как для рецепторов, так и для всех сенсорных нейронов. Вебер и Фехнер сформулировали закон зависимости силы ощущения от силы раздражения, однако закон имеет место только для средней силы раздражителя (невозможно ощутить прирост ощущения при приросте силы раздражителя в несколько миллиграммов или в несколько тонн). Следует отметить, что проприорецепторы прирост раздражения не ощущают.
Общие принципы строения синтез-анализаторных систем.
1)Многослойность – рецепторные клетки расположены в несколько слоев (к примеру, у сетчатки глаза – 10 рядов клеток);
2)Многоканальность – в каждом слое имеются параллельные каналы для обработки информации, что важно для точности анализа сигналов и надежности их передачи в центр.
3)Наличие суживающихся сенсорных воронок. Так, в рецепторном слое сетчатки имеется до 130 млн фоторецепторов, а на уровне ганглиозных клеток – в 100 раз меньше. Это необходимо, чтобы в кору поступали не все, а только важные сигналы (остальные по ходу отсеиваются).
4)Дифференцировка по вертикали и по горизонтали. В результате по вертикали образуются отделы (ядра), переключающие информацию выше, а по горизонтали – обеспечивают восприятие определенных сигналов (палочки – свет, а колбочки – цвет).
5. Соматосенсорная система – включает в себя все виды кожной и суставно-мышечной чувствительности. В коже расположены разнообразные рецепторы, которые представлены специализированными нервными клетками.
1) Тактильный синтез-анализатор - обеспечивает различные ощущения: диски Меркеля воспринимают давление, тельца Мейснера – прикосновение, тельца Пачини – вибрацию и щекотку. Проводниковый отдел проходит через систему нейронов в спинной мозг и в составе медиального спиноталамического пути импульсы достигают задней центральной извилины коры головного мозга. Тактильный СА быстро адаптируется, подчиняется закону Вебера-Фехнера, его чувствительность определяют с помощью циркуля Вебера.
2) Температурный синтез - анализатор представлен терморецепторами в виде телец Руффини (воспринимают тепло) и колб Краузе (холод). Тепловые рецепторы (их меньше) находятся глубже холодовых. Поэтому холод человек ощущает раньше и получает ожоги, сразу не распознав горячее. Проводниковый отдел – спиноталамический латеральный путь. Корковый отдел – в задней центральной извилине.
3) Проприорецепция. Рецепторы представлены в виде мышечных веретен и клеток Гольджи – в сухожилиях. Они дают информацию в мозг о длине мышцы, ее тонусе, о растяжении сухожилий. Сигналы следуют по латеральному и медиальному пучкам спиноталамического пути в таламус, а оттуда – к задней центральной извилине.
1.Рецептор 2.спинальный 3.ПМ 4.Таламус 5.Кора головного
Ганглий мозга
Рис. 1. Схема нейронной организации соматосенсорной системы.
6.Обонятельный синтез-анализатор играет важную роль в процессе познания внешнего мира, влияет на функции пищеварительной системы. Известно более 100 обонятельных ощущений, которые объединены в 7 групп первичных запахов: цветочный, мятный, мускусный, эфирный, камфорный, едкий и гнилостный.
1 2 3 4
Рис. 2 Нейронная организация системы обоняния.
1-рецепторная обонятельная клетка слизистой полости носа ; 2-3 – проводниковый отдел – аксоны обонятельных и биполярных клеток образуют обонятельный нерв, который достигает обонятельной луковицы в решетчатой кости основания черепа; от него начинается обонятельный тракт, который заканчивается в извилине гиппокампа коры головного мозга. Эта область коры известна также как центр консолидации памяти, перехода кратковременной памяти в долговременную. Чувствительность обонятельного анализатора определяют с помощью ольфактометра.
7. Система вкусового анализатора - определяет пригодность и ценность пищи, формирует аппетит. Вкусовые рецепторы работают в содружестве с обонятельными. Различают 4 типа первичных вкусовых ощущений: сладкий, соленый, кислый и горький. Самая высокая чувствительность анализатора к горькому вкусу; она = 0,0025%. Вкусовые рецепторы залегают во вкусовых почках языка (их от 3 до 10 тысяч):
1 2 3 4 5
Рис.3. Нейронная организация системы вкуса.
Вкусовая чувствительность у сытого человека снижается (гипогевзия), а у голодного – возрастает. При заболеваниях органов полости рта, органов дыхания, крови, ЖКТ, эмоциях и стресах также наступает гипогевзия.
8.Болевая синтез-анализаторная система. Боль – это неприятное ощущение, возникающее в результате действия на организм сверхсильного раздражителя, патологического процесса или кислородного голодания тканей. Боль имеет особое значение для выживания организма, так как сигнализирует об опасности. Боль диагностики. Существует 2 гипотезы о болевом восприятии:
1) существуют специальные болевые рецепторы (ноцицепторы) в виде свободных нервных окончаний с высокой чувствительностью;
2)специальных болевых рецепторов – нет и боль возникает при сверхсильном раздражении любых рецепторов. Одни ноцицепторы реагируют на сильные механические, другие – на сильные температурные воздействия. Болевым фактором могут быть также изменения рН ткани в области рецепторов. Поэтому все ноцицепторы делятся на механо-, термо- и хеморецепторы. Наибольшее количество кожных ноцицепторов находится на ладони и кончике носа. Большая роль в возникновении ощущения боли принадлежит тканевым алгогенам – вещества, появляющиеся в тканях при их разрушении – гистамин, серотонин, ионы калия, а также алгогенам плазмы крови – каллидин и брадикинин. Доказано, что алгогены угнетают клеточное дыхание, тем самым вызывая ощущение боли. Боль сопровождается реакциями со стороны различных органов – повышение мышечного тонуса, учащение пульса и дыхания, сужение зрачков, повышение АД, увеличение глюкозы в крови.
Боль может быть локальной (местной) с болевыми точками или распространяющейся в зоны Захарьина-Геда. Имеют место отраженные боли (проецируемые) – при заболеваниях сердца – боль в левой руке и лопатке. сохранился образ больного органа. Проводниковый отдел болевой сенсорной системы начинается в спинном мозге, где в задних рогах находятся его нейроны. В составе переднего спиноталамического пути через продолговатый мозг импульсы направляются в таламус, а оттуда – в соматосенсорную зону коры, где имеются поля S 1 и S 2. Первое поле отвечает за восприятие острой боли, а второе – медленной боли. Болевая чувствительность зависит от общего состояния организма. Различают: 1.гипералгезию – повышенную чувствительность, 2.гипоалгезию – пониженную болевую чувствительность, 3.аналгезию – отсутствие болевой чувствительности. Гипералгезия бывает первичной, когда болевые рецепторы раздражаются болевым раздражителем, и вторичной – когда нет раздражителя, а также как аллодиния – когда боль возникает от ранее наличии в организме антиноцицептивной (обезболивающей) системы. В 70-х годах 20 века в ЦНС у человека обнаружили опиатные рецепторы, взаимодействие с которыми препаратов опия (морфина) вызывает полную аналгезию. У человека нашли также естественные аналоги морфина – опиаты – производные гормона гипофиза – литропина, которые названы эндорфинами и энкефалинами. Такой же обезболивающий эффект оказывают гормоны вазопрессин, окситоцин и ангиотензин. В обезболивающих реакциях участвуют нейроны, чувствительные к серотонину, адреналину и дофамину. Следовательно, в организме человека имеются 2 системы аналгезии – опиоидная и неопиоидная.
Были выделены 3 уровня обезболивающей системы организма человека:
1-й уровень – спинной мозг, где болевые импульсы блокируются с помощью ГАМК, глицина и серотонина. Считают, что спинной мозг является «воротами боли», который не пропускает болевые сигналы в ствол мозга, а если они проник ли, то 2-й уровень – гипоталамус блокирует их с помощью гормонов. 3-й уровень – кора головного мозга – где в лобной и орбитальной областях имеются нейроны, способные передавать обезболивающие сигналы к нижним этажам ЦНС.
Способы обезболивания. В клинической практике применяют:
1.местное обезболивание (анестезия) – блокада ноцицепторов с помощью новокаина, лидокаина, дикаина и др.
2.проводниковая анестезия;
3.футлярная анестезия;
4. общее обезболивание – наркоз;
5.иглоукалывание – акупунктура.