Характеристика сенсорних систем (аналізаторів). Рецептори та їх типи. Органи чуття і сенсорні системи. Сенсорна система (аналізатор) — сукупність структур нервової системи, що здійснюють прийом, обробку інформації певного виду і формування відчуттів. Рецептори — нервові закінчення або чутливі клітини, що перетворюють зовнішній сигнал на нервові імпульси.
Орган чуття — це анатомічне утворення, що сприймає зовнішній вплив. До складу органів чуття належать рецептори і допоміжні структури. Так, орган зору складається з очного яблука (у ньому розташовані зорові рецептори) повік, вій, слізних залоз (які виконують захисну функцію). У людини шість органів чуття:орган зору — око,орган слуху — вухо,орган дотику — шкіра,орган нюху — ніс,орган смаку — язик,орган рівноваги — вестибулярний апарат.
Функціонування рецепторів. Розрізняють такі рецептори: Механорецептори — спеціалізовані нервові закінчення або чутливі клітини, що сприймають різні механічні подразники зовнішнього та внутрішнього середовища, такі як тиск, дотик, розтягнення, вібрація або деформація тканин. Входять до складу органів слуху, рівноваги, шкіри, опорно-рухового апарату, внутрішніх органів тощо;хеморецептори — спеціалізовані чутливі клітини або нервові закінчення, що сприймають хімічні речовини в навколишньому середовищі або всередині організму і перетворюють їх на нервові імпульси. До них належать рецептори смаку, нюху, а також ті, що розташовані в тканинах і стінках кровоносних і лімфатичних судин тощо;фоторецептори — спеціалізовані світочутливі клітини сітківки ока (палички і колбочки), які перетворюють світлову енергію на нервові імпульси. Вони забезпечують функцію зору, відповідаючи за кольорове (колбочки) та нічне чорно-біле (палички) бачення;терморецептори — спеціалізовані чутливі нервові закінчення, які сприймають зміни температури зовнішнього та внутрішнього середовища. Вони поділяються на холодові та теплові, забезпечуючи терморецепцію, формування температурних відчуттів та участь у терморегуляції. Розташовані в шкірі та внутрішніх органах;
Зорова сенсорна система. Око. Зоровий аналізатор. Будова ока. Зоровий аналізатор відіграє найважливішу роль у сприйнятті навколишнього світу. Більше 90 % інформації ми отримуємо за допомогою зору. Зір — це фізіологічний процес, який дає змогу сприймати ступінь освітленості, форму, розміри та кольори навколишніх предметів, визначати відстань до них. Ця інформація дає змогу орієнтуватись у довкіллі. Зоровий аналізатор складається з трьох частин:периферична частина представлена очима;провідникова — зорові нерви;центральна — зорова зона кори великих півкуль.
Очне яблуко захищене від зовнішніх впливів допоміжним апаратом. Від механічних ушкоджень очне яблуко захищене стінками очної ямки черепа, в якій воно розташоване. Від попадання пилу і вологи захищають повіки і вії. Слізні залози виділяють сльозу, яка змиває пил, вбиває бактерії, що потрапили в око та зволожує його поверхню. До очного яблука прикріплені м'язи, які забезпечують його рух. В очному яблуці виділяють три оболонки: зовнішню, судинну і сітківку.
Зовнішня (білкова) оболонка містить колагенові волокна, в передній частині представлена прозорою опуклою рогівкою, а в задній частині — непрозорою білою склерою. Вона захищає око та зберігає його форму. Судинна оболонка забезпечує постачання очей кров'ю. У передній її частині міститься райдужка. Клітини райдужної оболонки містять пігмент меланін, від кількості якого залежить її колір. У центральній частині райдужної оболонки знаходиться зіниця. Зіниця може розширюватися і звужуватися в залежності від яскравості світла.
За зіницею розміщується кришталик — двоопукла прозора лінза. Кришталик може змінювати свою кривизну і фокусувати світлові промені на внутрішній оболонці ока. Цей процес називається акомодація. Між рогівкою і райдужкою розташовується передня камера, між райдужкою і кришталиком — задня камера. У них міститься рідина, яка постачає до рогівки і кришталика поживні речовини та підтримує нормальний внутрішньоочний тиск. Простір за кришталиком заповнено склистим тілом.
Внутрішня оболонка ока — сітківка — містить світлочутливі клітини (фоторецептори), представлені паличками і колбочками. Палички забезпечують сутінковий зір. Колбочки реагують на яскраве світло і забезпечують кольоровий зір. У сітківці містяться три види колбочок: одні сприймають червоний колір, інші — зелений, треті — синій. У результаті взаємодії всіх трьох видів колбочок ми бачимо різні кольори. Більша частина колбочок міститься у середній частині сітківки і утворює так звану жовту пляму. Місце виходу зорового нерва з сітківки не містить фоторецепторів і називається сліпою плямою.
Функції складових частин ока. Розглянемо будову ока у взаємозв’язку з функціями:клера (білкова оболонка) — зовнішня оболонка з колагеновими волокнами, що захищає око та зберігає його форму;рогівка — прозора частина білкової оболонки, що пропускає і заломлює світло;райдужна оболонка (райдужка)— передня частина судинної оболонки з пігментом, що визначає колір очей і регулює кількість світла, що потрапляє на сітківку;зіниця — отвір у райдужці, що може змінювати діаметр за допомогою гладких м’язів, тому регулює надходження світла всередину ока;кришталик — прозорий еластичний двоопуклий утвір, який може змінювати свою форму, завдяки чому забезпечується фокусування променів світла на сітківці;
судинна оболонка — оболонка з густою сіткою кровоносних судин, що забезпечує живлення ока;сітківка — внутрішня світлосприймальна оболонка очного яблука, яка містить фоторецептори та перетворює світлові подразнення на нервові імпульси та передає через зоровий нерв до головного мозку для формування зображення;волога камер — прозора рідина, яка заповнює передню й задню камери ока та забезпечує живлення кришталика;склисте тіло — прозора драглиста маса, що заповнює очне яблуко й підтримує його форму та внутрішньоочний тиск;жовта пляма — ділянка в центрі сітківки, де містяться переважно колбочки, яка вважається місцем найкращого бачення;сліпа пляма — місце, де зоровий нерв виходить із сітківки, позбавлене фоторецепторів і не сприймає світла. Зображення предметів, які потрапляють на цю ділянку не є видимими для ока.
Слухова сенсорна система. Вухо. Слуховий аналізатор. Слух — це здатність організму сприймати звуки, тобто коливання частинок у вигляді хвиль, що поширюються у довкіллі (насамперед у повітрі чи у водному середовищі). Цю функцію забезпечує слухова сенсорна система. Її периферичною частиною є вухо — один з органів чуття. Розрізняють три відділи слухової сенсорної системи:периферичний (рецепторний) відділ — перетворює звуки у нервові імпульси, які здійснюють фонорецептори (волоскові клітини) спірального органа, розташованого в завитці;провідниковий відділ — проведення імпульсів здійснюють правий і лівий слухові нерви в складі присінково-завиткової VII пари черепно мозкових нервів;центральний (мозковий) відділ — обробка слухової інформації відбувається у слуховій зоні скроневої частки кори півкуль
Будова слухової сенсорної системи людини. Периферичний відділ слухового аналізатора представлен органом слуху, тобто вухом. Виділяють зовнішнє, середнє і внутрішнє вухо. Зовнішнє і середнє вухо є допоміжними утвореннями, що забезпечують передачу звукових коливань у внутрішнє вухо, де відбувається перетворення звукових коливань на нервові імпульси. Зовнішнє вухо — «вловлювач» звуку — складається звушної раковини, зовнішнього слухового проходу і барабанної перетинки:вушна раковина;зовнішній слуховий прохід;барабанна перетинка;
Середнє вухо представлено барабанною порожниною, розташованою у скроневій кістці (її об'єм становить близько 1 - 2 см³). Через спеціальний вузький канал — слухову (євстахієву) трубу — барабанна порожнина сполучається з носоглоткою. Через євстахієву трубу повітря, яке надходить іззовні, може потрапляти в барабанну порожнину. Це потрібно для вирівнювання тиску повітря по обидва боки барабанної перетинки. Отже, основні функції євстахієвої труби — регуляція тиску (вентиляція), дренаж слизу та захист від інфекцій. У барабанній порожнині розташовані три слухові кісточки — три найменші кістки в організмі людини, які послідовно й напіврухомо (суглобами) сполучаються між собою: молоточок, коваделко і стремінце. Слухові кісточки підсилюють слухові коливання і передають їх на мембрану овального вікна внутрішнього вуха.
Внутрішнє вухо (або лабіринт) — міститься у скроневій кістці і представлено кістковим і перетинчастим лабіринтом. Це система порожнин і каналів, заповнених рідиною. До органу слуху належить тільки частина цього відділу — завитка — спірально закручений кістковий канал. Усередині порожнина завитки поділена двома мембранами на три ходи. Канал завитки заповнений рідиною, яка проводить звукові коливання. Нервовий імпульс по слуховому нерву передається у слухову зону кори великих півкуль головного мозку, розташовану в скроневій долі. Там відбувається розпізнавання звуків і формування відчуттів.
Вестибулярний апарат. Вестибулярний апарат сприймає положення тіла у просторі. Він розташовується у внутрішньому вусі і представлений трьома півколовими каналами і двома мішечками — овальним і круглим. Півколові канали розташовані у різних площинах. Вони заповнені рідиною і містять рецепторні волоскові клітини, що реагують на обертальні рухи, перетворюючи його на імпульси, які передаються у головний мозок. У порожнині мішечків розташовані отоліти — численні кристали кальцій карбонату, а на внутрішніх стінках мішечків містяться рецептори, що сприймають прискорення або сповільнення руху. При русі або зімні положення голови отоліти під дією сили тяжіння зміщуються, подразнююи волоскові клітини, які передають сигнали до мозку.
Сенсорні системи рівноваги, руху, дотику, температури і болю. Функції сенсорних систем рівноваги та руху. Для нормального функціонування нашого організму важливо контролювати його положення в просторі. Функцію сприйняття та регуляції положення тіла в просторі забезпечує вестибулярний апарат, який є периферичною частиною сенсорної системи рівноваги. Він розташовується у внутрішньому вусі всередині скроневої кістки і представлений трьома півколовими каналами і двома мішечками — овальним і круглим. М'язове відчуття дозволяє контролювати рухи та управляти ними. Завдяки цьому відчуттю ми здатні виконувати щодня безліч складних дій не замислюючись, автоматично. Без нього людина була б не здатна виконати будь-який складний рух. М'язове відчуття відіграє важливу роль у роботі людей таких професій, як художник, хірург, токар, водій.
Сенсорні системи шкіри. Дотик. Сенсорна система дотику — це функціональна система, що сприймає механічні впливи на шкіру та забезпечує формування відчуттів дотику, вібрації та тиску. Відділи сенсорної системи дотику:периферичний відділ — рецептори шкіри здійснюють дотикову механорецепцію;провідниковий відділ — чутливі волокна спинномозкових нервів здійснюють нервове проведення збудження;центральний відділ — обробка інформації та кіркове формування відчуттів відбуваються в зоні шкірної чутливості тім'яної частки кори півкуль великого мозку
Сенсорні системи температури і болю. Сенсорна система температури — це функціональна система, яка за допомогою терморецепторів шкіри формує відчуття тепла й холоду. У головному мозку людини формуються два види температурного відчуття:динамічне відчуття (зміна температури);стале відчуття (сталий рівень температури). Відділи сенсорної системи температури:периферичний відділ — теплові й холодові рецептори шкіри здійснюють терморецепцію;провідниковий відділ — чутливі волокна спинномозкових нервів здійснюють нервове проведення збудження;центральний відділ — обробка інформації та кіркове формування відчуттів відбуваються в зоні шкірної чутливості тім'яної частки кори півкуль великого мозку за участю гіпоталамуса (центр терморегуляції).
Сенсорна система болю — це функціональна система, що за допомогою больових рецепторів шкіри та органів сповіщає про внутрішні та зовнішні чинники небезпеки для нашого тіла. Відділи сенсорної системи болю:периферичний відділ — больові рецептори (ноцицептори) шкіри здійснюють больову рецепцію;провідниковий відділ — чутливі волокна спинномозкових нервів здійснюють нервове проведення збудження;центральний відділ — обробка інформації та кіркове формування відчуттів відбуваються за участю таламуса (вищий центр болю). Больові відчуття поділяють на болі тіла (соматичні) й болі внутрішніх органів (вісцеральні), поверхневі і глибокі. Розрізняють такі види болю: первинний і вторинний, відбитий і фантомний.
Сенсорна система нюху. Нюхова сенсорна система. Нюхова сенсорна система — це система, що забезпечує сприйняття хімічних летких подразнень і формування нюхових відчуттів. Відділи нюхової сенсорної системи:периферичний відділ — перетворення хімічної інформації на нервові імпульси здійснюють хеморецептори носової порожнини (нюхова хеморецепція);провідниковий відділ — проведення імпульсів здійснюють нюхові нерви (нервове проведення збудження);центральний відділ — кіркове формування нюхових відчуттів відбувається у нюховій цибулині та нюховій зоні скроневої частки кори півкуль у тісній взаємодії з іншими зонами.
Від основи рецепторних клітин відходять довгі відростки — аксони. Їхні утвори — нюхові нитки — проходять через решітчасту кістку черепа й прямують до нюхових цибулин. У цих складних утворах відбувається первинне оброблення нюхової інформації. Далі нервові імпульси прямують до ділянок кори лобових і скроневих часток півкуль. Там остаточно аналізуються нюхові подразнення. До підкіркових центрів, що беруть участь в обробці нюхової інформації, належать ядра гіпоталамуса (структури проміжного мозку).
Механізм сприйняття запахів. Людина сприймає запахи завдяки хеморецепторам. Збудження рецепторних клітин відбувається за умови, що молекула запаху потрапляє до мембрани і взаємодіє, як ключ із замком із спеціальними білковими молекулами. Чутливі клітини нюхової сенсорної системи. У носову порожнину потрапляє багато молекул різних речовин, що пахнуть — одорантів. Якщо форма молекули пахучої речовини підходить до структури білка, як ключ до замка, то між ними відбувається хімічна взаємодія. Мембрана рецепторної клітини збуджується, виникають нервові імпульси. Звідси вони надходять нюховим нервом до кори головного мозку, де й виникають відповідні нюхові відчуття. Це найкоротший зв'язок головного мозку з навколишнім середовищем.
