Слайд 2МОДАЛЬНОСТЬ – КАЧЕСТВО ОЩУЩЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ОПРЕДЕЛЕННЫХ РАЗДРАЖИТЕЛЕЙ.
5 КЛАССИЧЕСКИХ
МОДАЛЬНОСТЕЙ:
ЗРИТЕЛЬНАЯ
СЛУХОВАЯ
ТАКТИЛЬНАЯ
ОБОНЯТЕЛЬНАЯ
ВКУСОВАЯ
Слайд 3ЗАКОН СПЕЦИФИЧЕСКИХ ЭНЕРГИЙ И.МЮЛЛЕРА
(I-я половина XIX века)
1801-1858
Иоганнес Мюллер
Слайд 4
ОДНО И ТО ЖЕ РАЗДРАЖЕНИЕ, ДЕЙСТВУЯ НА РАЗНЫЕ ОРГАНЫ ЧУВСТВ,
ВЫЗЫВАЕТ ОЩУЩЕНИЯ РАЗЛИЧНОГО КАЧЕСТВА.
РАЗНЫЕ РАЗДРАЖИТЕЛИ, ДЕЙСТВУЯ НА ОДИН И ТОТ
ЖЕ ОРГАН ЧУВСТВ, ВЫЗЫВАЮТ ОДИНАКОВЫЕ ОЩУЩЕНИЯ.
РЕЗЮМЕ: ХАРАКТЕР ОЩУЩЕНИЯ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ НЕ СТИМУЛОМ, А РАЗДРАЖАЕМЫМ СЕНСОРНЫМ ОРГАНОМ
Слайд 6
АБСОЛЮТНЫЙ ПОРОГ – минимальная величина раздражителя, вызывающая ответ анализатора
ПОРОГ определяет
возбудимость
E – возбудимость
J - порог
Слайд 7ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ ПОРОГ – ОТНОШЕНИЕ МИНИМАЛЬНО ВОСПРИНИМАЕМОГО ПРИРОСТА СТИМУЛА К ИСХОДНОЙ
ВЕЛИЧИНЕ.
ЭТО ВЕЛИЧИНА ПОСТОЯННАЯ
Слайд 8
Г.Т. Фехнер
(1801-1887)
Основатель психофизики
Э.Г. Вебер
(1795-1878)
Сформулировал закон
различной чувствительности
Слайд 9
ОЩУЩЕНИЕ изменяется пропорционально логарифму раздражителя.
Закон справедлив для любых раздражителей.
Закон
Вебера- Фехнера
S – ощущение,
R – текущее значение стимула,
r –
пороговое значение стимула, k - константа
Слайд 10
ЗАКОН С. СТИВЕНСА
Интенсивность ощущения описывается степенной функцией
I – интенсивность ощущения
S0
- порог
n (0,33 – 3,5) варьирует от одной модальности
к другой
Стэнли СТИВЕНС
1906 - 1973
Слайд 12ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ СЕНСОРНЫХ СИСТЕМ
рецептор
Проводниковый отдел
Центральный отдел (кора больших полушарий)
Слайд 13РЕЦЕПТОР:воспринимает и преобразует определенный стимул внешней среды
Слайд 14МЕХАНИЗМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В СЕНСОРНОЙ КЛЕТКЕ: ЭНЕРГИЯ ДЕЙСТВУЮЩЕГО СТИМУЛА ПРЕОБРАЗУЕТСЯ В
ЭНЕРГИЮ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИМПУЛЬСА.
ВОЗДЕЙСТВИЕ ФАКТОРА НА РЕЦЕПТОРНУЮ ЧАСТЬ СЕНСРНОЙ КЛЕТКИ ВЕДЕТ
К ИЗМЕНЕНИЮ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ, которое называют РЕЦЕПТОРНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ или ГЕНЕРАТОРНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ (если сигнал передается к синапсу импульсами).
ИЗМЕНЕНИЕ РАЗНОСТИ ПОТЕНЦИАЛОВ: деполяризация или гиперполяризация
ПРИЧИНА этого – изменение ионной проницаемости мембраны.
Слайд 15МЕХАНИЗМ СЕНСОРНОЙ ТРАНСДУКЦИИ
РЕЦЕПТОР + СТИМУЛ (свет, химический агент и др.)
Активация
G-белка
G-белок активирует специфический фермент, который либо продуцирует, либо разрушает молекулы
вторичных посредников
Изменение состояния ионных каналов
Деполяризация или гиперполяризация мембраны сенсорной клетки
Слайд 16Схема основных путей сенсорной трансдукции
с участием внутриклеточных посредников.
Слайд 18АДЕКВАТНЫЙ РАЗДРАЖИТЕЛЬ – ЗВУК
ДИАПАЗОН ВОСПРИНИМАЕМЫХ ЗВУКОВ
от 15 –
16 Гц до 20 – 22 кГц
РЕЧЬ ЧЕЛОВЕКА от 300
до 4000 Гц
Слайд 20ФУНКЦИИ НАРУЖНОГО УХА
АКУСТИЧЕСКАЯ
ЗАЩИТНАЯ
ЭСТЕТИЧЕСКАЯ
Слайд 211 – БАРАБАННАЯ ПЕРЕПОНКА
2 – ЕВСТАХИЕВА ТРУБА
3 – 5 СЛУХОВЫЕ
КОСТОЧКИ
3 – МОЛОТОЧЕК
4 – НАКОВАЛЬНЯ
5 – СТРЕМЕЧКО
6 – ОВАЛЬНОЕ
ОКНО
3
4
5
СРЕДНЕЕ УХО
1
2
6
Слайд 22ФУНКЦИИ СРЕДНЕГО УХА
ТРАНСФОРМАЦИЯ ЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ ВОЗДУХА В КОЛЕБАНИЯ ЖИДКОСТИ В
УЛИТКЕ
УСИЛЕНИЕ СИГНАЛА
ЗАЩИТНАЯ РОЛЬ
Слайд 23УСИЛЕНИЕ СИГНАЛА
ДВА МЕХАНИЗМА:
ПЛОЩАДЬ БАРАБАННОЙ ПЕРЕПОНКИ БОЛЬШЕ ПЛОЩАДИ ОВАЛЬНОГО ОКНА в
14 – 18 раз
КОСТОЧКИ СОЕДИНЕНЫ КАК РЫЧАГ (1,3:1)
ОБЩИЙ ВЫИГРЫШ В
17 РАЗ
Слайд 24
ДВА ТИПА КОЛЕБАНИЯ СТРЕМЕЧКА
А- вращение стремечка вокруг вертикальной оси (слабая,
средняя сила звука)
Б- вращение стремечка вокруг горизонтальной оси (громкий
звук)
ЗАЩИТНАЯ РОЛЬ
А
Б
Слайд 27ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ И БАРАБАННЫЙ КАНАЛЫ
ЗАПОЛНЕНЫ ПЕРИЛИМФОЙ,
УЛИТКОВЫЙ КАНАЛ – ЭНДОЛИМФОЙ
ПЕРИЛИМФА:
140 ммоль/л Na+
ЭНДОЛИМФА: 155 ммолль/л К+
Слайд 28
Схематическое изображение улитки ( А ) и ее поперечный разрез
( Б ).
СОСУДИСТАЯ ПОЛОСКА
Вестибулярный канал
Барабанный канал
Улитковый канал
Рейснерова
мембрана
Основная мембрана
Покровная мембрана
Волосковые клетки
Слайд 30ОСОБЕННОСТЬ ОСНОВНОЙ (БАЗИЛЯРНОЙ МЕМБРАНЫ)
НАРАСТАНИЕ ЖЕСТКОСТИ ОТ ВЕРШИНЫ УЛИТКИ К
ОСНОВАНИЮ
Слайд 32ВОЛОСКОВАЯ КЛЕТКА
СТЕРЕОЦИЛИИ
ЦИТОСКЕЛЕТ ВОЛОСКОВЫХ КЛЕТОК
ЭЛЕКТРОНОГРАММА ВОЛОСКОВОЙ КЛЕТКИ МОРСКОЙ СВИНКИ
1- стереоцилии
2-
кутикулярная пластинка
3- митохондрии
4- опорные клетки
5- ядро
КИНОЦИЛИЯ
Слайд 34ТЕОРИИ КОДИРОВАНИЯ ЗВУКА В УЛИТКЕ
РЕЗОНАНСНАЯ ТЕОРИЯ Г.ГЕЛЬМГОЛЬЦА
ТЕЛЕФОННАЯ ТЕОРИЯ Э.РЕЗЕРФОРДА
ТЕОРИЯ БЕГУЩЕЙ
ВОЛНЫ Г.БЕКЕШИ
Слайд 35Г. ГЕЛЬМГОЛЬЦ
РЕЗОНАНСНАЯ ТЕОРИЯ
ОСНОВНАЯ МЕМБРАНА СОСТОИТ
ИЗ МНОЖЕСТВА НАТЯНУТЫХ
СТРУН, НАСТРОЕННЫХ
В
РЕЗОНАНС К ОПРЕДЕЛЕННЫМ
ЧАСТОТАМ
(1821-1894)
Слайд 36ТЕЛЕФОННАЯ ТЕОРИЯ Э.РЕЗЕРФОРДА
ОСНОВНАЯ МЕМБРАНА – ЖЕСТКАЯ ПЛАСТИНКА
ПОСТОЯННЫЙ ТОН ЗАСТАВЛЯЕТ
ВСЮ МЕМБРАНУ
КОЛЕБАТЬСЯ В ФАЗЕ
Эрнест Резерфорд
(1871-1937)
Слайд 37Г. БЕКЕШИ
ТЕОРИЯ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ
Нобелевская премия по физиологии и медицине,
1961 г.
1899 –1972
Слайд 38
Улитка помещена под водой и открыта на своей вершине. Маленькая
металлическая трубочка R укрепляется вместо стремечка и покрывается резиновой мембраной,
которая смещается на известную амплитуду. Благодаря подводному микроскопу и стробоскопическому освещению можно наблюдать колебания серебряных кристалликов, сброшенных на перегородку улитки (Бекеши, 1943).
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ КОЛЕБАНИЙ ОСНОВНОЙ МЕМБРАНЫ
Слайд 39
Когда прикладывается давление (см. направление стрелки), то улиточный ход вдавливается
в барабанный ход, что показано пунктиром (Бекеши, 1941).
Слайд 41
А – бегущая волна в базилярной мембране,
Б –
амплитуда колебаний базилярной мембраны (бегущей волны) при действии звуков разных
частот.
1 - проксимальный конец базилярной мембраны (обращен к овальному окну) чувствителен к колебаниям высоких частот,
2 - дистальный конец базилярной мембраны (обращен к геликотреме) чувствителен к колебаниям низких частот
Слайд 42
АМПЛИТУДЫ СМЕЩЕНИЯ ВДОЛЬ ОСНОВНОЙ МЕМБРАНЫ ДЛЯ РАЗНЫХ ЧАСТОТ
Слайд 44МИКРОФОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ (МФ)
ОБНАРУЖЕН УИВЕРОМ И БРЕЕМ В 1930 ГОДУ.
ПРИЗНАКИ:
НЕ ИМЕЕТ
ПОРОГА
ПАРАМЕТРЫ МФ СООТВЕТСТВУЮТ ПАРАМЕТРАМ СТИМУЛА
ОТСУТСТВУЕТ ЛАТЕНТНЫЙ ПЕРИОД, СИНХРОНЕН ЗВУКОВОМУ СИГНАЛУ
НЕТ
РЕФРАКТЕРНОГО ПЕРИОДА
НЕ ПОДВЕРЖЕН УТОМЛЕНИЮ
МАКСИМАЛЬНАЯ АМПЛИТУДА МФ НАХОДИТСЯ В РАЗНЫХ УЧАСТКАХ УЛИТКИ И ЗАВИСИТ ОТ ЧАСТОТЫ СТИМУЛА, КАК И МАКСИМУМЫ БЕГУЩЕЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ВОЛНЫ
Слайд 46ЭНДОКОХЛЕАРНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ
ПЕРИЛИМФА
ЭНДОЛИМФА
+ + +
ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ КАНАЛ
УЛИТКОВЫЙ КАНАЛ
-2 Мв
- 40 Мв
Слайд 47ОСНОВНАЯ МЕМБРАНА
ЭНДОЛИМФА
СТЕРЕОЦИЛИИ
-
+
До150 мВ
эндолимфа
+60…+80
перилимфа
0
Цитоплазма волосковой клетки
- 35… -70 мВ
перилимфа
Формирование эндокохлеарного потенциала
МЕЖДУ
ЭНДОЛИМФОЙ И ВОЛОСКОВОЙ КЛЕТКОЙ РАЗНОСТЬ ПОТЕНЦИАЛОВ
80 – (-40) =
120 мВ
Слайд 48СМЕЩЕНИЕ ОСНОВНОЙ МЕМБРАНЫ
МОДУЛЯЦИЯ ЭНДОКОХЛЕАРНОГО ПОТЕНЦИАЛА
ИЗМЕНЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ВОЛОСКОВЫХ КЛЕТОК
МИКРОФОННЫЙ ПОТЕНЦИАЛ
Слайд 49
Электрические реакции слухового рецептора на раздражение.
2 – стереоцилии, 3 –
киноцилия, 5 – афферентное волокно.
деполяризация гиперполяризация
Слайд 50БИОФИЗИКА ЗРИТЕЛЬНОГО АНАЛИЗАТОРА
Слайд 51ВИДИМЫЙ СВЕТ ОТ 400 ДО 750 НМ
ЗРЕНИЕ БАЗИРУЕТСЯ НА ВОСПРИЯТИИ
КОНТРАСТОВ СВЕТЛОГО И ТЕМНОГО,
ЦВЕТОВЫХ КОНТРАСТОВ (ДЛЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ С НЕОДНОРОДНОЙ
СПЕКТРАЛЬНОЙ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ)
Слайд 52ЯДРО ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА: ХРУСТАЛИК, ВОДЯНИСТАЯ ВЛАГА, СТЕКЛОВИДНОЕ ТЕЛО
КАПСУЛА ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА:
ОБОЛОЧКИ ГЛАЗА
Слайд 53ЯДРО ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА
ХРУСТАЛИК:
ДВОЯКОВЫПКУЛАЯ ЛИНЗА
ПРОЗРАЧНЫЙ И БЕСЦВЕТНЫЙ
НАХОДИТСЯ В ПРОЗРАЧНОЙ КАПСУЛЕ
ВОЛОКНА
ХРУСТАЛИКА ОБРАЗОВАНЫ БЕЛКОМ КРИСТАЛЛИНОМ
ВОДЯНИСТАЯ ВЛАГА ПО СОСТАВУ БЛИЗКА К ПЛАЗМЕ
КРОВИ
СТЕКЛОВИДНОЕ ТЕЛО ПРОЗРАЧНОЕ АМОРФНОЕ ВЕЩЕСТВО, ОСНОВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ БЕЛОК ВИТРИН И ГИАЛУРОНОВАЯ КИСЛОТА
Слайд 54КАПСУЛА ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА
БЕЛОЧНАЯ ОБОЛОЧКА: СКЛЕРА + РОГОВИЦА
СОСУДИСТАЯ ОБОЛОЧКА: СОБСТВЕННО СОСУДИСТАЯ
ОБОЛОЧКА + РЕСНИЧНОЕ ТЕЛО + РАДУЖНАЯ ОБОЛОЧКА
СЕТЧАТКА: ПИГМЕНТНЫЙ СЛОЙ +
НЕРВНЫЙ СЛОЙ
Слайд 55ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА СЕТЧАТКЕ
Слайд 57ИЗОБРАЖЕНИЕ НА СЕТЧАТКЕ РЕДУЦИРОВАННОГО ГЛАЗА:
ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ
УМЕНЬШЕННОЕ
ПЕРЕВЕРНУТОЕ
Слайд 60ФУНКЦИИ ПИГМЕНТНОГО СЛОЯ:
ПИТАНИЕ ДЛЯ ФОТОРЕЦЕПТОРОВ
ОБНОВЛЕНИЕ ФОТОРЕЦЕПТОРОВ
ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА, НЕ ПОГЛОТИВШЕГОСЯ ФОТОРЕЦЕПТОРАМИ
ФУНКЦИЯ
СЕТЧАТКИ:
ВОСПРИЯТИЕ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СВЕТОВОГО СИГНАЛА
Слайд 61СТРОЕНИЕ ПАЛОЧЕК И КОЛБОЧЕК
7млн.
сосредоточены в центре сетчатки
Цветное зрение
120 млн.
Сосредоточены
на периферии сетчатки
Сумеречное зрение
Слайд 62У ЧЕЛОВЕКА 1000 ФОТОРЕЦЕПТОРНЫХ ДИСКОВ НА ОДИН НАРУЖНЫЙ СЕГМЕНТ
Слайд 63СОСТАВ ФОТОРЕЦЕПТОРНЫХ ДИСКОВ
БЕЛКИ – ОКОЛО 60%, ЛИПИДЫ – ОКОЛО 40%,
УГЛЕВОДЫ – МЕНЕЕ 4%
ЛИПИДНЫЙ СОСТАВ:
МАЛОЕ КОЛИЧЕСТВО ХОЛЕСТЕРИНА,
МНОГО ЛИПИДОВ
С ДВОЙНЫМИ СВЯЗЯМИ.
РЕЗУЛЬТАТ: НИЗКАЯ ВЯЗКОСТЬ И ВЫСОКАЯ ЛАБИЛЬНОСТЬ МЕМБРАН
Слайд 64БЕЛКОВЫЙ СОСТАВ
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МЕМБРАННЫЕ: РОДОПСИН (95% )
ЭКСТРАГИРУЕМЫЕ:
G-БЕЛОК ТРАНСДУЦИН
ФОСФОДИЭСТЕРАЗА цГМФ
РОДОПСИНКИНАЗА
ГУАНИЛАТЦИКЛАЗА
Слайд 65ЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЯ ФОТОРЕЦЕПТОРОВ
Слайд 66ИОННЫЕ КАНАЛЫ цГМФ-ЗАВИСИМЫЕ, ОТКРЫТЫ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ С цГМФ
В ТЕМНОТЕ: ВЫСОКИЙ
УРОВЕНЬ цГМФ, КАНАЛЫ ОТКРЫТЫ
НА СВЕТУ: СНИЖЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ цГМФ, КАНАЛЫ ЗАКРЫТЫ.
ИТОГ ЭТОГО – ГИПЕРПОЛЯРИЗАЦИЯ МЕМБРАНЫ
Слайд 68БЕЛКИ ЗРИТЕЛЬНОГО КАСКАДА
РОДОПСИН
G-белок ТРАНСДУЦИН
ЦГМФ-ФОСФОДИЭСТЕРАЗА
Слайд 69РОДОПСИН – АКЦЕПТОР ФОТОНА
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ БЕЛОК
ОПСИН + 11-ЦИС-РЕТИНАЛЬ (ПРОИЗВОДНОЕ ВИТАМИНА А,
СЛУЖИТ ЛОВУШКОЙ ДЛЯ ФОТОНА)
Слайд 7011-ЦИС-РЕТИНАЛЬ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СВЕТА ИЗОМЕРИРУЕТСЯ В ТРАНС-РЕТИНАЛЬ
ЭТО ИЗМЕНЯЕТ ПРОСТРАНСТ-ВЕННУЮ СТРУКТУРУ
ОПСИНА
Слайд 74НАДЕЮСЬ, ЧТО КУРС ЛЕКЦИЙ ПО БИОФИЗИКЕ ПОМОЖЕТ В ВАШЕЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ