Сенсорные функции нервной системы

Сенсорная функция нервной системы.

Психофизиологические корреляты ощущения, восприятия.

Сенсорные функции нервной системы

Понятие о сенсорных функциях нервной системы возникло благодаря И.М.Сеченову, который впервые в 60-е г.г. 19 века высказал мысль о том, что материальным субстратом ощущений является мозг. Понятие об анализаторах введено в науку И.П.Павловым. Он же является автором теории анализаторов. До него пользовались понятием орган чувств (глаз, ухо, язык, нос, кожа). Орган чувств состоит из рецепторов и вспомогательных структур, без которых рецепторы не могут подвергнуться действию раздражителя и возбудиться. И.П.Павлов обратил внимание на роль коры больших полушарий в восприятии и оценке сенсорной информации и предложил следующую универсальную 3-х-звеньевую структуру анализаторных систем (общий план строения):

1. рецепторное или периферическое звено – воспринимает информацию о раздражителе и трансформирует энергию раздражителя в энергию нервного импульса. Может располагаться в органе чувств (глаз, ухо, язык, кожа, нос), а может и не иметь специализированного органа чувств (например, рецепторы двигательного анализатора расположены в мышцах, сухожилиях и суставных сумках; рецепторы висцерального анализатора – во внутренних органах);

2. проводниковое звено – совокупность нейронов, передающих информацию от рецепторов в кору больших полушарий и участвующих в первичном анализе информации о раздражителе;

3. корковое или центральное звено анализатора – корковый сенсорный центр, ответственный за возникновение ощущений и высший анализ информации: оценку параметров раздражителя, его идентификацию, оценку значения для организма - полезно, вредно, безразлично.

У человека имеют место следующие анализаторы: зрительный, слуховой, вкусовой, обонятельный, кожный (температурная, болевая, тактильная чувствительность), вестибулярный, двигательный и висцеральный или анализатор внутренних органов.

Значение анализаторов:

1. работа анализаторов лежит в основе познания, хотя информация, которую они дают человеку, не всегда объективна (опыт Аристотеля). В совокупности, анализаторы корректируют работу друг друга, исправляют ошибки восприятия, неверные ощущения. Например, язык, нащупав дупло в зубе, «сообщает» нам о размерах дупла с преувеличением, а зрительный анализатор вносит коррективы в наше восприятие. Но иногда взаимодействие анализаторов снижает объективность наших ощущений: шум ухудшает зрительное восприятие, яркий свет повышает восприятие громкости звука, прослушивание спокойной музыки снижает силу болевых ощущений и т.д. В любом случае, анализаторы дополняют работу друг друга, компенсируют утраченные анализаторные функции (например, у слепых обостряется слух, обоняние и тактильная чувствительность);

2. работа анализаторов - необходимое условие адаптации к изменяющимся условиям существования, т.к. анализаторы проводят непрерывный мониторинг внешней и внутренней среды организма, фиксируя происходящие изменения;

3. работа анализаторов – необходимое условие развития 1-ой сигнальной системы мозга, на основе которой развивается 2-ая сигнальная система, связанная с развитием речевой функции.

Общие свойства анализаторных систем:

1. высокая чувствительность к адекватным раздражителям, т.е. к тем, к которым данный анализатор приспособился в процессе эволюции;

2. помехоустойчивость. Анализаторы имеют довольно широкий диапазон восприятия раздражителей, например, диапазон слуховой чувствительности от 16 до 20000 Гц), но звуки, которые не имеют значения для адаптации, мы не слышим (шум, возникающий при движении молекул, при движении крови по сосудам);

3. последействие;

4. адаптация;

5. способность к тренировке и растренировке.

Восприятие – одна из форм психической деятельности, заключающаяся в узнавании предмета или явления или в формировании субъективного образа предмета или явления, встречаемого впервые. Восприятие тесно связано с другими формами психической деятельности: ощущениями, представлениями, памятью, мышлением и т.д.

Ощущение – форма непосредственного отражения в сознании человека отдельных свойств предметов и явлений реальной действительности, воздействующих в данный момент на органы чувств. Ощущение дает возможность определить место и характеристики предмета или явления в организме или в окружающей среде, что запечатлевается в памяти.

Представление – образ предмета или явления, который в данный момент на органы чувств непосредственно не действует. Образ хранится в памяти и может иметь субъективную окраску.

Таким образом, восприятие начинается с ощущений и сопровождается формированием представлений.

Важным звеном восприятия является опознание предмета или явления. В основе лежит система временных связей (см. условные рефлексы), а другими словами механизмы памяти. Предмет как раздражитель действует на органы чувств, информация о раздражителе кодируется в виде нервных импульсов и передается в сенсорные зоны коры больших полушарий. Сенсорные зоны обрабатывают информацию совместно с ассоциативными зонами коры, что позволяет сопоставить информацию с хранящимися в памяти образами и представлениями, созданными на основе временных связей, ассоциаций (ассоциативное научение). Таким образом, происходит опознание. Если же предмет встретился впервые, аналогов в памяти не оказалось, то формируется его образ, который помогает идентифицировать предмет при повторной встрече.

Все сенсорные корковые зоны построены по общему принципу:

А) первичные проекционные сенсорные зоны или корковые концы анализаторов, по И.П.Павлову. Они строго локализованы: зрительная сенсорная зона в затылочной доле, слуховая и вестибулярная – в височной доле, кожная и двигательная – в теменной доле (заднецентральная область), обонятельная – в древней коре лимбической доли, вкусовая – в коре нижней части заднецентральной извилины (теменная доля). Эти зоны являются проекционными, т.к. здесь как бы спроецирован весь рецепторный аппарат того или иного анализатора. Например, рецепторы зрительного анализатора располагаются в сетчатке глаза. Порядок их расположения повторяется в коре больших полушарий, т.е. спроецирован на кору. Такой принцип организации сенсорных зон называют топическим, т.к. отношения между организацией рецептивного поля и сенсорной зоной напоминают отражение местности на топографической карте: все особенности местности отражены, но в уменьшенном виде. Отсюда зрительную сенсорную зону по принципу организации можно назвать ретинотопической (ретина – сетчатка), слуховую сенсорную зону – тонотопической (упорядоченная проекция рецепторов, воспринимающих звуки разной высоты – тоны), кожную и двигательную сенсорную зоны – соматотопическими (сома – тело).

Помимо топической организации, для сенсорный зон характерна и модульная организация коры. Модуль коры – это совокупность связанных между собой нейронов из разных слоев коры больших полушарий. Модуль (колонка) располагается перпендикулярно поверхности коры и отвечает за анализ раздражителей строго определенной модальности (например, для восприятия боли – одна колонка, прикосновения – другая колонка, температуры – третья и т.д.), т.е. колонки обладают специфическими функциями.

Б) вторичные и третичные зоны по функциональной классификации зон коры относятся к ассоциативным, но восприятие без них невозможно. Вторичные зоны выполняют роль интеграции разобщенный возбуждений первичных проекционных зон и формирования целостных образов восприятия (душистое, сладкое, красное, круглое, гладкое, крупное – спелое яблоко). Третичные зоны обеспечивают процессы межмодального общения и построение картины мира, место предмета или явления в этой картине, важность именно в этот период времени, для данной ситцуации.

Таким образом, для восприятия необходимы не только сенсорные, но и ассоциативные зоны коры больших полушарий.

Существуют межполушарные, гендерные, профессиональные, возрастные и др. особенности восприятия. Например, правое полушарие предпочитает зрительное восприятие, хорошо ориентируется в пространстве, лучше воспринимает общие контуры и крупные детали, оценивает ситуацию в целом. Левое полушарие предпочитает слуховое восприятие, хорошо ориентируется во времени, лучше воспринимает мелкие детали изображения, оценивает ситуацию, разложив ее «по полочкам».

Проблема кодирования и раскодирования сенсорной информации до сих пор не решена. Каким бы ни был раздражитель, какую бы природу или силу он не имел, информация всегда кодируется в виде нервных импульсов (потенциалов действия). Импульсная активность нейронов может отличаться частотой разрядов, рисунком активности: импульсы объединяются в пачки и количество пачек, интервалы между ними, продолжительность пачек, интервалы между импульсами в пачке (частота). Перечисленные характеристики могут изменяться при изменении параметров стимула (сила, продолжительность и частота воздействия). Однако, какую конкретную информацию представляет данный код, по какому закону и как преобразуется эта информация, как интерпретируется преобразованная информация? Эти вопросы остаются без ответа.

Известно также, что для восприятия стимулов разной природы существуют специфические рецепторы, что информация от них передается по специфическим сенсорным путям в строго локализованные сенсорные зоны коры, которые имеют топическую и модульную организацию. Все эти обстоятельства имеют значение для возникновения специфических ощущений идентификации стимула.

Электроэнцефалографические корреляты восприятия – блокада α-ритма и возникновение вызванных потенциалов.

Считается, что основу восприятия составляет нейронный ансамбль – группа клеток, каждая из которых может принадлежать и другому ансамблю. Эти клетки могут располагаться в разных участках мозга, но выполнять общую функцию. Такой подход напоминает понятие нервного центра и говорит о том, что разрушение определенных структур не сопровождается полной утратой способности к восприятию, что дает толчок к поиску путей компенсации функций утраченного фрагмента.

По А.Р.Лурия, функция восприятия связана функциональным блоком мозга, представленным в основном задними отделами коры. Здесь расположены основные сенсорные зоны. Этот блок он называл блоком получения, переработки и хранения информации.