Слайд 1Общая физиология сенсорных систем
Тема:
13 мая 2012 г.
Фармацевтический факультет
2011 /
2012 учебный год
Лекция № 11 часть 1
Слайд 2Литература основная
Физиология человека
Под редакцией
В.М.Покровского,
Г.Ф.Коротько
Медицина, 2003 (2007) г.
С.
541 – 547
Слайд 3Журнал «Сенсорные системы»
Публикуются статьи по основным направлениям фундаментальных исследований сенсорных
систем.
Журнал призван отразить ход разносторонних исследований в области сенсорной
физиологии, способствовать координации и объединению усилий коллективов различного профиля и стимулировать интерес к одному из увлекательнейших и ответственных разделов науки о мозге.
Слайд 4Смирнов В.М.
Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность (4-е изд.,
стер.) учеб. пособие
Издательство: Академия
Дата издания: 2009
Страницы: 336
Цена:
570.00 р.
Слайд 5Анатомия, физиология и патология сенсорных систем
Автор: Б. М. Коган, К.
В. Машилов
Издательство: Аспект Пресс
2011 г.
384 страниц
462 руб.
Слайд 6Основы сенсорной физиологии,
Шмидт Р.,
1984 г.
Слайд 7Основы нейрофизиологии
Шульговский В. В.
Издательство: Аспект Пресс
2000 год
277 стр.
Слайд 8Вопрос 1
Сенсорные системы и связанные с ними понятия
Слайд 9Вопрос 1.1
Понятие
«сенсорная система»
Слайд 10Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Термин «анализатор» ввел И.П.Павлов в 1909 г.
Этот
термин является синонимом термина сенсорные системы, который сейчас употребляется значительно
чаще.
Сенсорная система от латинского sensus чувство.
Слайд 11Сенсорная система
— совокупность связанных друг с другом структур нервной системы,
функцией которых является ввод в ЦНС информации об определенных раздражителях
внешней и внутренней среды и её обработка.
Слайд 12Бабушка, бабушка, а почему у тебя такие большие глаза?
Это чтобы
лучше видеть тебя, внученька! - ответил волк.
Бабушка, бабушка, а почему
у тебя такие большие уши?
Это чтобы лучше слышать тебя, внученька! - ответил волк.
…
Зачем нужны сенсорные системы?
Слайд 13рефлекторных актов
(простых и сложных)
психической деятельности
человека
С.541
Информация, поступающая в мозг через сенсорные системы, необходима для
…
Слайд 14«Психический акт не может явиться в сознании без внешнего чувственного
возбуждения».
И.М. Сеченов
Слайд 15Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Переработка сенсорной информации может сопровождаться, но может
и не сопровождаться осознанием стимула.
Если осознание происходит, говорят об
ощущении.
Понимание ощущения приводит к восприятию.
Слайд 16Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Ощущение и восприятие относятся к психическим процессам
познания, с которыми мы будем знакомиться позже.
Сегодня мы лишь
коснемся вопросов, непосредственно связанных с физиологией сенсорных систем, причём сделаем это схематически.
Слайд 17Чувствительность в физиологии
воспринимаемая психикой часть рецепции (всей афферентной импульсации, поступающей
в различные отделы ЦНС);
способность организма воспринимать раздражения, исходящие из
окружающей среды или из собственных тканей и органов.
Слайд 18Общая чувствительность
Поверхностная (экстероцептивная)
болевая
температурная
тактильная
Глубокая (проприоцептивная)
мышечно-суставная
вибрационная
кинестезия — определение движения кожной складки
чувство массы тела
Слайд 19Сложные формы чувствительности
Интероцептивная — обусловлена раздражением рецепторов внутренних органов.
Двухмерно-пространственное
чувство — чувство локализации укола, прикосновения, узнавание написанных на коже
знаков и букв.
Дискриминационная чувствительность — различение уколов, наносимых на близком расстоянии (например, циркулем Вебера).
Стереогноз — узнавание предметов наощупь.
Слайд 20Специальная чувствительность
Восприятие света — зрение
Восприятие звука
Слух
Эхолокация
Химическая
чувствительность
Обоняние
Вкус
Стереохимическое чувство (у насекомых и у молотоголовых
акул)
Электрорецепция
Магниторецепция (у некоторых акул)
Слайд 22Свойства ощущений
Адаптация
Сенсибилизация
Контраст
Наличие последовательных образов
Наличие порогов ощущений
верхнего
нижнего
разностного
Слайд 23Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Адаптация
— повышение или понижение чувствительности анализаторов
в результате непрерывного или длительного воздействия раздражителей.
Слайд 24Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Сенсибилизация
— повышение чувствительности анализаторов
Слайд 25Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Контраст
— увеличение чувствительности к раздражителю вследствие
одновременного действия другого слабого раздражителя
Или
— уменьшение чувствительности к раздражителю
вследствие одновременного действия другого сильного раздражителя.
Слайд 26Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Последовательные образы
— продолжение ощущения, когда действие
раздражителя уже прекратилось.
Слайд 28Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Значение сенсорных систем для организма мы можем
оценить при уменьшение или полном устранении поступающей информации из внешней
среды, т.е.
Сенсорной депривации (англ. deprivation лишение, утрата).
Слайд 29Сенсорная депривация
частичное или полное лишение одного или более органов чувств
внешнего воздействия.
используется в нетрадиционной медицине, йоге, медитации, психологических экспериментах
а
также для пыток и наказаний.
Слайд 30Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Сенсорная депривация достигается с помощью:
Хирургического вмешательства на
структурах сенсорных систем.
Создания специальных условий, которые уменьшают поток информации.
Слайд 31Сенсорная депривация
частичное или полное лишение одного или более органов чувств
внешнего воздействия.
Слайд 32повязка на глаза
затычки для ушей
Самые простые устройства для
депривации, такие как
Слайд 33Тюрьма в Гуантанамо
Пытка сенсорной депривацией
Слайд 34В 1970 году Я.Гросс и П.Кемпе разработали Camera silens («Беззвучную
камеру»).
Она позволяет лишить человека практически всех ощущений и изолировать
его от любых связей с окружающим миром. Такой опыт крайне травматичен, поэтому от этих изысканий решили отказаться.
Слайд 35«Антихранилище» информации
В 1994 году Олаф Арндт и Роб Монен сконструировали её заново
Слайд 36Джон Каннингем Лилли
англ. John Cunningham Lilly
1915 — 2001
американский врач-психоаналитик, учёный-нейробиолог.
Известен своими
исследованиями природы сознания в камере сенсорной депривации, психоделиков и коммуникативной
способности дельфинов.
Слайд 37Метод REST (флоатинг)
Питер Сьюдфелд и Родерик Борри из Университета Британской
Колумбии изучали терапевтические применения камеры сенсорной депривации в конце 1970-х.
Их техника была названа «Терапия ограниченной средовой стимуляции» (Restricted Environmental Stimulation Therapy, REST).
Слайд 38Камера сенсорной депривации
звуко- и светонепроницаемый бак, где человек плавает в
солёной воде плотности тела и температура которой близка к температуре
тела.
Такая камера была впервые использована Дж. Лилли в 1954 г.
используются для медитации, расслабления и в нетрадиционной медицине.
используется термин «флоутинг» капсула (англ. float — свободно плавать, держаться на поверхности).
Слайд 40Понятия «сенсорная система», «анализатор»
Хирургическая депривация в приводит к деафферентации,
т.е.
лишению афферентной импульсации центральных структур сенсорных систем
Слайд 41Вопрос 1.4
«Экстрасенсорное» восприятие (?)
Слайд 42Экстрасенсорное восприятие
экстрасенсо́рика, ЭСВ)
от лат. extra — «сверх», «вне»; sensus — «чувство»
термин, использующийся
для многих якобы существующих паранормальных форм восприятия или способностей человека
Существование
подобных форм восприятия и способностей не имеет под собой доказательств.
Слайд 45Шестое чувство
разговорное название любого чувства человека, помимо пяти «основных»: зрения,
слуха, обоняния, осязания и вкуса. В частности:
— чувство равновесия.
—
гипотетическое экстрасенсорное чувство.
Эта идиома используется в произведениях культуры:
«Шестое чувство» — известное стихотворение Н.Гумилёва.
«Шестое чувство» — фильм М. Найта Шьямалана с Брюсом Уиллисом в главной роли.
«Шестое чувство» — американский телесериал 1972 года.
«Шестое чувство» — старейшее литературное объединение города Обнинска, получившее своё название в честь стихотворения Николая Гумилёва; существовало с 1960 до конца 1990-х гг.
Слайд 46Николай Гумилев
Шестое чувство (1920)
Так, век за веком - скоро ли,
Господь? –
Под скальпелем природы и искусства,
Кричит наш дух, изнемогает плоть,
Рождая
орган для шестого чувства.
Слайд 47Типы сенсорных систем
Психофизиологическая классификация (рецепторов)
Зрительная
Слуховая
Вестибулярная
Обонятельная
Вкусовая
Тактильная
Проприоцептивная
Слайд 48Типы сенсорных систем
С экстерорецепцией
Зрительная
Слуховая
Тактильная
Вкусовая
Обонятельная
С интерорецепцией
Вестибулярная
Проприоцептивная
Висцерорецептивная ?
Слайд 49Типы сенсорных систем
По характеру контакта
Дистантные
Зрительная
Слуховая
Обонятельная
Контактные
Вкусовая
Вестибулярная
Тактильная
Слайд 50Типы сенсорных систем
По природе раздражителя
С фоторецепцией
Зрительная
С механорецепцией
Слуховая
Вестибулярная
Тактильная
С хеморецепцией
Вкусовая
Обонятельная
С терморецепцией
С ноцицепцией
Слайд 51Типы сенсорных систем
По природе сенсорной клетки
Первичночувствующие
Зрительная
Обонятельная
Тактильная
Проприоцептивная
Вторичночувствующие
Слуховая
Вестибулярная
Вкусовая
Слайд 52Типы сенсорных систем
Прогрессивные сенсорные системы
Зрительная
Слуховая
Слайд 53Типы сенсорных систем
Признаки прогрессивных сенсорные системы
наиболее дифференцированное строение рецепторного
аппарата
большое число мозговых структур получают импульсацию
большее число кортикальных полей
занято обработкой информации,
развито управление функционированием отдельных их структур с помощью обратных связей.
результаты функционирования систем в максимальной степени осознаются.
Слайд 54Вопрос 3
Общая схема строения сенсорных систем
Слайд 55Общая схема строения сенсорных систем
И.П.Павлов различал 3 отдела анализатора:
периферический
(совокупность рецепторов),
проводниковый (пути проведения возбуждения),
центральный (нейроны коры, которые анализируют
стимул)
Слайд 56Общая схема строения сенсорных систем
Не путайте анализаторы с рефлекторными дугами.
У анализаторов нет эффекторной части.
Слайд 58Общие принципы строения сенсорных систем
многослойность
многоканальность
наличие сенсорных воронок
суживающихся
расширяющихся
дифференциация элементов сенсорной
системы
по горизонтали
по вертикали
Слайд 59Общие принципы строения сенсорных систем
Слайд 60Вопрос 4
Этапы рецепторного акта в сенсорных системах
Слайд 61
Этапы рецепторного акта в первично-
и вторично-чувствующих рецепторах
Слайд 63Этапы рецепторного акта в первичночувствующих рецепторах
специфическое взаимодействие раздражителя с мембраной
рецептора на молекулярном
возникновение РП, в месте взаимодействия стимула с рецептором
(следствие изменения проницаемости мембраны рецептора);
электротоническое распространение РП к аксону сенсорного нейрона;
генерация ПД;
проведение ПД по нервному волокну в ортодромном направлении.
Слайд 64Этапы рецепторного акта в вторичночувствующих рецепторах
I-III этапы совпадают с
аналоичными этапами первичночувствующих рецепторов, но протекают в специализированной рецептирующей клетке
и заканчиваются на ее пресинаптической мембране;
специфическое взаимодействие раздражителя с мембраной рецептора на молекулярном
возникновение РП, в месте взаимодействия стимула с рецептором (следствие изменения проницаемости мембраны рецептора);
электротоническое распространение РП к аксону сенсорного нейрона;
выделение медиатора пресинаптическими структурами;
возникновение ПСП на постсинаптической мембране нервного волокна
электротоническое распространение ПСП по нервному волокну;
генерация ПД электрогенными участками этого волокна;
проведение ПД по нервному волокну в ортодромном направлении.
Слайд 66Свойства рецепторных потенциалов
Образуются в месте действия стимула.
Градуальность: стимулами разной интенсивности
большинство рецепторов деполяризуется (или гиперполяризуется, как в случае палочек и
колбочек) неодинаково. Хотя амплитуда потенциала определенным образом отражает силу стимуляции, последняя не служит источником энергии для такого изменения клетки. Единственная функция стимула - управление ионными токами через мембрану.
Локальность: распространяется по клетке электротонически, а не проводится активно по мембране.
Рецепторные потенциалы могут подвергаться пространственной и временной суммации.
Слайд 67Свойства генераторных потенциалов
Образуются в месте генерации потенциала действия (аксонный холмик,
первый перехват Ранвье).
Является результатом пространственной и временной суммации рецепторных потенциалов.
Градуален: рецепторным потенциалам (стимулам) разной интенсивности соответствует большее или меньшее значение. Большей величине генераторного потенциала соответствует большая частота формирования потенциала действия (следования импульсов).
Локальный, но является источником потенциала действия распространяющегося по мембране активно.
Слайд 68Вопрос 5
Сенсорные пороги (пороги ощущений)
Слайд 69Сенсорные пороги (пороги ощущений)
Абсолютные (нижний и верхний)
Дифференциальные (разностные пороги, пороги
различения)
Слайд 70Сенсорные пороги (пороги ощущений)
Верхний порог — максимальная сила раздражителя, сверх
которой это раздражение перестаёт ощущаться.
Слайд 71Сенсорные пороги (пороги ощущений)
Нижний порог — минимальная сила раздражителя, которая
способна вызвать в анализаторе нервное возбуждение, достаточное для возникновения ощущения.
Слайд 72Обнаружение сенсорных сигналов в рецепторах (абсолютные пороги)
Как быть, если порог
«размыт»?
Слайд 73Различение сигналов в рецепторах (дифференциальные пороги)
Дифференциальный порог — минимальное различие
между значениями силы стимула, необходимое для обеспечения разных реакций на
эти стимулы.
Слайд 75Закон Вебера — Фехнера
эмпирический психофизиологический закон, заключающийся в том, что интенсивность
ощущения пропорциональна логарифму интенсивности стимула.
Слайд 76В ряде экспериментов, начиная с 1834 года, Э. Вебер показал,
что новый раздражитель, чтобы отличаться по ощущениям от предыдущего, должен
отличаться от исходного на величину, пропорциональную исходному раздражителю.
Так, чтобы два предмета воспринимались как различные по весу, их вес должен различаться на 1/30, а не на x грамм.
Для различения двух источников света по яркости необходимо, чтобы их яркость отличалась на 1/100, а не на x люмен и т. д.
Слайд 77Можно сказать и так:
отношение минимального приращения силы раздражителя, впервые вызывающего
новые ощущения, к исходному значению силы раздражителя есть величина постоянная.
Слайд 78Дифференциальные пороги интенсивности стимула
(закон Вебера-Фехнера)
Фехнер придал этому принципу
вид математического закона известного как закон Вебера—Фехнера
ΔI / I = k ,
где: ΔI — едва ощущаемое изменение силы стимула;
I — сила стимула;
k — величина постоянная в определенном диапазоне интенсивностей.
Эту величину часто называют коэффициентом Вебера.
Слайд 79Типичные
коэффициенты (отношения) Вебера
для разных сенсорных систем
Вкус (соль)
- 0,083
Яркость - 0,079
Громкость - 0,048
Вибрация (ощущаемая кончиками пальцев) -
0,036
Длина линии - 0,029
Тяжесть - 0,020
Электрический ток - 0,013
Слайд 80На основе наблюдений Э. Вебера
Г. Фехнер в 1860 году сформулировал
«основной психофизический закон»:
Слайд 81Пример применения «основного психофизического закона»:
Люстра из 8 лампочек, кажется настолько
же ярче люстры из 4-х лампочек, насколько люстра из 4-х
лампочек ярче люстры из 2-х лампочек.
То есть количество лампочек должно увеличиваться в одинаковое число раз, чтобы нам казалось, что прирост яркости постоянен.
И наоборот, если абсолютный прирост яркости (разница в яркости «после» и «до») постоянен, то нам будет казаться, что абсолютный прирост уменьшается по мере роста самого значения яркости.
Например, если добавить одну лампочку к люстре из двух лампочек, то кажущийся прирост в яркости будет значительным. Если же добавить одну лампочку к люстре из 12 лампочек, то мы практически не заметим прироста яркости.
Слайд 82Так, люстра, в которой 8 лампочек, кажется нам настолько же
ярче люстры из 4-х лампочек, насколько люстра из 4-х лампочек
ярче люстры из 2-х лампочек. То есть количество лампочек должно увеличиваться в одинаковое число раз, чтобы нам казалось, что прирост яркости постоянен. И наоборот, если абсолютный прирост яркости (разница в яркости «после» и «до») постоянен, то нам будет казаться, что абсолютный прирост уменьшается по мере роста самого значения яркости. Например, если добавить одну лампочку к люстре из двух лампочек, то кажущийся прирост в яркости будет значительным. Если же добавить одну лампочку к люстре из 12 лампочек, то мы практически не заметим прироста яркости.
Можно сказать и так: отношение минимального приращения силы раздражителя, впервые вызывающего новые ощущения, к исходной величине раздражителя есть величина постоянная.
Закон Вебера — Фехнера можно объяснить тем, что константы скорости химических реакций, проходящих при рецептировании, нелинейно зависят от концентрации химических посредников физических раздражителей или собственно химических раздражителей.[источник не указан 174 дня]
Слайд 83Схематическое изображение закона Фехнера
По оси абсцисс –интенсивность стимула,
по оси
oрдинат – дифференциальные пороги
Слайд 84Связь между ощущением и стимуляцией, как ее трактует закон Фехнера
Слайд 85Связь между ощущением и стимуляцией, как ее трактует закон Фехнера
Слайд 87Закон Стенли Стивенса
модификация основного психофизического закона, предложенная американским психологом Стивенсом
связывает
силу ощущения с определённой степенью физической интенсивности раздражителя.
По закону
Фехнера между рядом ощущений и рядом физических раздражителей существует логарифмическая зависимость. Стивенс считал, что зависимость степенная
Слайд 89Стенли Стивенса
не был первым, кто предложил описывать связь силы стимула
и ощущения степенным законом, но …
он впервые проанализировал экспериментальные данные
и опубликовал на их основе конкретные значения коэффициентов.
Слайд 90Закон Стенли Стивенса
Показатель степенной функции (n) для разных модальностей ощущений
различен.
Например:
для громкости звука частотой 3000 Гц он имеет значение
0,67;
для электрического тока, пропускаемого через пальцы — 3,5.
Слайд 93Вопрос 7
Центральные отделы сенсорных систем
Слайд 94Соматическая организация моторной и сенсорной областей коры человека
Слайд 95С тех пор начал свое странствие по страницам книг знаменитый
«гомункулус Пенфилда» – схема представленности различных участков человеческого тела вдоль
центральной (Роландовой) борозды, протянувшейся по большим полушариям мозга от темени до виска.
Слайд 103Вопрос 8
Возрастные особенности сенсорных систем
Слайд 104 В 10 - 12 недель малыш реагирует на свет,
тепло, шум. Он чаще глотает околоплодные воды, если их подсластить,
и перестает глотать, если они будут горькими.
В 14 недель если на ребёнка направить яркий свет, он закроет лицо руками.
В 6 недель ребенок чувствует боль и отдергивает руку, если ее уколоть.