Механизмы переработки информации в сенсорной системе

Для периферических отделов сенсорной системы типично временное кодирование признаков раздражителя, а на высших уровнях происходит переход к преимущественно пространственному (в основном позиционному) коду.

Процессы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе доносят до высших центров мозга наиболее важную (существенную) информацию о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа.

Сенсорной (чувственной). Психическая деятельность переходит на вторую стадию развития, которая называется перцептивной. На этой стадии находятся все млекопитающие, здесь происходит отражение различных свойств одного объекта. Высшие млекопитающие (обезьяны) обладают мышлением (3-я стадия), у них хорошо развит головной мозг, приближен по строению к человеческому, психическая деятельность богаче и сложнее, чем у других животных. Эту стадию психики называют интеллектом. Павлов отмечал, что обезьяны способны мыслить, не обладая речью, и поэтому познанное не могут заключить в понятия, отвлекаться от действительности, мыслить абстрактно.

34. Головной и спинной мозг окружают 3 оболочки. Мягкая оболочка (piamater) плотно прилежит к ткани головного и спинного мозга и повторяет все нюансы ее рельефа. Мягкая мозговая оболочка сращена с мозгом и богата со­судами, которые принимают участие в кровоснабжении поверхностных слоев мозговой ткани. Паутинная оболочка рыхло связана с мягкой посредством со­единительнотканных перемычек (трабекул) и перебрасывается через имеющи­еся на поверхности мозга углубления с образованием при этом заполненных, как и все субарахноидальные пространства. Твердая мозговая оболочка (duramater) — наиболее плотная, прилежит к костям черепа, покрывает паутинную оболочку и состоит из волокнистой соединительной ткани.

35. Спинной мозг – это орган, относящийся к центральной нервной системе. Спинной мозг расположен в спинномозговом канале, который образован телами и дужками позвонков. Снаружи спинной мозг покрыт, как и головной, оболочками: мягкой и твердой. Как и головной мозг. Спинной так же состоит из серого и белого вещества. однако, в отличие от головного мозга, в спинном мозге серое вещество находится внутри белого. Для удобства спинной мозг разделен на сегменты (как и головной на доли и извилины), однако на глаз они неразличимы. Спинной мозг выполняет две основные функции: рефлекторную и проводниковую. Рефлекторная функция спинного мозга обеспечивает движение. Через спинной мозг проходят рефлекторные дуги, с которыми связано сокращение мышц тела (кроме мышц головы). Спинной мозг вместе с головным мозгом регулирует работу внутренних органов: сердца, желудка, мочевого пузыря, половых органов.

36. Вегетативная нервная система, также называемая автономной, являет собой некий комплекс периферических нервов, функцией которых является регуляция внутренних систем организма. В вегетативной нервной системе содержатся нервы как чувствительные, так и двигательные. организма человека достается двойной набор волокон: первая их группа подходит к органу посредством симпатических нервов, а вторая – при помощи нервов парасимпатических. Парасимпатическая нервная система — часть автономной нервной системы, связанная с симпатической нервной системой и функционально ей противопоставляемая. В парасимпатической нервной системе ганглии (нервные узлы) расположены непосредственно в органах или на подходах к ним, поэтому преганглионарные волокна длинные, а постганглионарные — короткие. Термин парасимпатическая — т. е. околосимпатическая был предложен Д. Н. Ленгли в конце XIX — начале XX века. Симпатическая НС — та часть автономной нервной системы, преганглионарные волокна которой выходят из боковых рогов грудной и поясничной частей спинного мозга в вентральных корешках спинальных нервов. От нервных клеток симпатических ганглиев берут свое начало (в большинстве длинные и безмякотные) волокна, направляющиеся к конечным органам, причем количество постганглионарных волокон значительно превосходит количество преганглионарных. Симпатич.НС. обеспечивает взаимосвязь функций сердечно-сосудистой системы с функциями всех органов тела в целом.

37. Рефлекторное кольцо — совокупность структур нервной системы, участвующих в осуществлении рефлекса и передаче информации о характере и силе рефлекторного действия в центральной нервной системе. Рефлекторное кольцо включает в себя: рефлекторную дугу, обратную афферентацию органа в центральную нервную систему. Рефлекторная дуга – последовательно соединенная цепочка нервных клеток, которая обеспечивает осуществление реакции, ответа на раздражение. Рефлекторная дуга состоит из шести компонентов: рецепторов, афферентного пути, рефлекторного центра, эфферентного пути, эффектора (рабочего органа), обратной связи. Рефлекторные дуги могут быть двух видов: 1) простые – моносинаптические рефлекторные дуги (рефлекторная дуга сухожильного рефлекса), состоящие из 2 нейронов (рецепторного (афферентного) и эффекторного), между ними имеется 1 синапс; 2) сложные – полисинаптические рефлекторные дуги. В их состав входят 3 нейрона (их может быть и больше) – рецепторный, один или несколько вставочных и эффекторный.

38. Особеннорсти разв.головы и гол.мозга. Все сенсорные системы человека организованы по общим принципам: многослойность, многоканальность, наличие так называемых «сенсорных воронок», а также дифференциации систем по вертикали и горизонтали.

Многослойность сводится к наличию в каждой системе нескольких слоев нейронов, первый из которых связан с рецепторами, а последний -с нейронами моторных областей коры мозга. Это свойство дает возможность специализировать слои на переработке разных видов сенсорной информации, что позволяет быстро реагировать на простые сигналы, анализируемые уже на низких уровнях. Многоканальность сенсорной системы заключается в том, что в каждом нейронном слое имеется множество нервных клеток, связанных нервными волокнами со множеством клеток следующего слоя. Наличие множества такихпараллельных каналов обработки и передачи сенсорной информации обеспечиваетсенсорной системе большую тонкость анализа сигналов и значительную надежность. На следующих уровнях зрительной системы формируется расширяющаяся воронка: количество нейронов в первичной проекционной области зрительной коры мозга в тысячи раз больше, чем на выходе из сетчатки. В слуховой системе и в ряде других сенсорных систем от рецепторов к коре представлена только расширяющаяся воронка.

39. Стовбур мозку:Продолговатый мозг – отдел головного мозга. Является непосредственным продолжением спинного мозга. функции — рефлекторную и проводниковую. Через продолговатый мозг осуществляются следующие рефлексы:Защитные рефлексы: кашель, чиханье, мигание, слезоотделение, рвота. Пищевые рефлексы: сосание, глотание. Варолиев мост — отдел головного мозга, является вместе с мозжечком частью заднего мозга. представляет собой расположенный на основании мозга массивный волокнистый тяж, ограниченный сзади продолговатым мозгом, спереди ножками мозга.
Выполняет проводниковую и регуляторную функции. Через мост проходят все чувствительные и двигательные пути ЦНС, он регулирует вегетативные реакции (слезотечение, слюнотечение, жевание, глотание и др.), участвует в образовании голоса. Средний мозг имеет две основные части: крышу, где располагаются подкорковые центры слуха и зрения, и ножки мозга, где преимущественно проходят проводящие пути. функции:
двигательную сенсорную (зрение, слух),регулирующую в продолжительности актов жевания и глотания.

40. Ретикулярная формация активизирует мозг тогда, когда появляются значимые раздражители, отвечающие потребности человека. Она активизирует кору при появлении нового раздражителя, который может быть сигналом нужного или опасного события. В этом случае проявляется ориентировочный рефлекс и опознавание объекта. У человека возбудимость ретикулярной формации может быть повышена в результате его сознательной деятельности, намерений, планов. Смена сна и бодрствования также происходит при участии центров ретикулярной формации. Раздражение определенных центров ретикулярной формации немедленно приводит к пробуждению. Ретикулярная формация играет важную роль в процессах сознания, мышления, памяти, восприятия.

41. Мозжечок располагается под дубликатурой твердой мозговой оболочки, известной как намет мозжечка, который разделяет полость черепа на два неравных пространства — супратенториальное и субтен-ториальное. В субтенториалыюм пространстве, дном которого является задняя черепная ямка, помимо мозжечка, находится ствол мозга. Мозжечок находится над мостом и продолговатым мозгом. Мозжечок состоит из серого и белого веществ. Серое вещество формиру­ет кору мозжечка и находящиеся в его глубине парные ядра. Мозжечок имеет три пары ножек: нижнюю, среднюю и верхнюю. Нижняя ножка связывает его с продолговатым мозгом, средняя — с мостом, верхняя — со средним мозгом. Общей функцией мозжечка является регуляция позы и движений. Эту функцию он осуществляет путем координации активности других двигательных центров: вестибулярных ядер, красного ядра, пирамидных нейронов коры. Мозжечок влияет и на различные вегетативные функции. Эти влияния могут быть возбуждающими и тормозящими.

42. (Diencephalon) В эмбриогенезе промежуточный мозг образуется на задней части первого мозгового пузыря. Спереди и сверху промежуточный мозг граничит с передним, а снизу и сзади - со средним мозгом.Структуры промежуточного мозга окружают третий желудочек. Структура:Промежуточный мозг подразделяется на: Таламический мозг, гипоталамус, Третий желудочек, который является полостью промежуточного мозга Таламический мозг включает три части: Зрительный бугор (Таламус), Надталамическую область (Эпиталамус), Заталамическую область (Метаталамус). Гипоталамус подразделяется на четыре части: Передняя гипоталамическая часть, Промежуточная гипоталамическая часть, Задняя гипоталамическая часть, Дорсо-латеральная гипоталамическая часть. Функции промежуточного мозга: Д вижение и мимика.Обмен веществ.Отвечает за чувство жажды, голода, насыщения. Гипоталамус — небольшое образование передне-нижней части промежуточного мозга. Он образует дно III желудочка и отделяется от таламусов гипоталамическими бороздами На основании мозга между его ножками и сзади от перекреста зрительных нервов видны основные структуры гипоталамуса.Своей передней частью гипоталамус прилежит к конечной пластинке мозга, а передненижней — к зрительному перекресту. Сосцевидные тела граничат с задним продырявленным пространством. Серое вещество гипоталамуса образует ядра. Гипофиз располагается на вентральной поверхности мозга в основании черепа в ямке турецкого седла. Гипоталамус и гипофиз составляют единую функциональную систему, обеспечивающую совместную регуляцию функций нервным и гуморальным путем.По своему строению и эмбриогенезу гипофиз не однороден. В гипофизе различают две главные части: нейрогипофиз и аденогипофиз, имеющие различное эмбриональное происхождение и строение.

43. Кора полушарий большого мозга состоит из шести слоев (пластинок), различающихся между собой главным образом по форме входящих в них нервных клеток: 1-молекулярная пластинка лежит непосредственно под pia mater и содержит концевые разветвления отростков нервных клеток, переплетающихся сетеобразно; 2-наружная зернистая пластинка называется так потому, что в ее состав входят многочисленные маленькие клетки, похожие на зерна; 3- наружная пирамидная пластинка состоит из малых и средних пирамидных нервных клеток; 4- внутренняя зернистая пластинка слагается, так же как и наружная зернистая, из маленьких клеток - зерен; 5- внутренняя пирамидная пластинка содержит большие пирамидные клетки; 6- мультиформная пластинка граничит с белым веществом. Кора головного мозга (большого мозга) - это слой серого вещества полушарий большого мозга, расположенный по его периферии. Кора: обеспечивает высшую нервную деятельность человека;способствует адаптации организма в меняющихся условиях среды; регулирует приобретенные формы поведения; обеспечивает уровень психических способностей человека. Всю кору полушарий принято разделять на 4 типа: древняя (палеокортекс), старая (архикортекс), новая (неокортекс) и межуточная кора. Поверхность неокортекса у человека занимает 95,6%, старой 2,2%, древней 0,6%, межуточной 1,6%.

44. Блоки мозга. Общая структурно-функциональная модель мозга — концепция мозга как материального субстрата психики, разработанная А. Р. Лурией на основе изучения нарушений психической деятельности при различных локальных поражениях центральной нервной системы. Согласно данной модели, мозг может быть разделён на три основных блока: 1)Энергетический. Функция состоит в регуляции общих изменений активации мозга (тонус мозга, уровень бодрствования) и локальных избирательных активационных изменений, необходимых для осуществления высших психических функций. Блок включает в себя: ретикулярная формация ствола мозга, неспецифические структуры среднего мозга, диэнцефальные отделы, лимбическая система, медиобазальные отделы коры лобных и височных долей. 2 )Приём, переработка, хранение экстероцептивной информации. Включает в себя центральные части основных анализаторов — зрительного, слухового и кожно-кинестетического. Их корковые зоны расположены в височных, теменных и затылочных долях мозга. Выполняющие задачу идентификации стимула. Основная функция первичных проекционных зон — тонкая идентификация свойств внешней и внутренней среды на уровне ощущения. 3)Программирование, регуляция и контроль согласно концепции А. Р. Лурии, занимается формированием планов действий. Локализуется в передних отделах полушарий мозга, расположенных впереди от передней центральной извилины (моторные, премоторные, префронтальные отделы коры головного мозга), в основном в лобных долях.

45. Анализаторы (органы чувств) - сложные системы чувствительных нервных образований, воспринимающие и анализирующие раздражения, действующие на животных и человека. В составе каждого анализатора различают 3 отдела: 1) периферический, состоящий из рецепторов и специальных образований, способствующих работе рецепторов (например, органы чувств - слуха, зрения и т.д.). 2) проводниковый - проводящие пути и подкорковые нервные центры. 3) корковый - области коры больших полушарий, воспринимающие информацию от соответствующих рецепторов. Соединяющих перифериче­ский отдел анализатора с центральным: а) афферентных (центростремительных) нервов - восходящих нерв­ных волокон, по которым возбуждение передается от рецепторов к вы­шележащим структурам - центрам нервной системы; б) эфферентных (центробежных) нервов - нисходящих нервных во­локон, по которым импульсы из вышележащих центров, особенно из коры больших полушарий головного мозга, передаются к нижележа­щим уровням анализатора, регулируя их активность. Необходимо отметить, что все части анализатора действуют как единое целое. Нарушение одной из них вызывает нарушение функции всего анализатора. Анализатор составляет исходную и важнейшую часть рефлекторной ду­ги.

47. Пирамидная система - это первая (высшая) из двух главных частей эфферентного отдела регулятора опорно-двигательной системы - двигательного центра. Второй (подчиненной) частью в функциональной иерархии структур двигательного центра является экстрапирамидная система. Эфферентный отдел двигательного центра (регулятора опорно-двигательной системы) состоит из двух частей: пирамидная система и экстрапирамидная система. Пирамидная система является высшей в функциональной иерархии этих частей, так что экстрапирамидная система подчиняется пирамидной системе. Пирамидная система представляет собой сеть взаимодействующих нервных центров (ядер) расположенных на разных уровнях центральной нервной системы. Первым (высшим) звеном в сети этих нервных центров является совокупность гигантских пирамидных мотонейронов предцентральной извилины коры больших полушарий головного мозга.

Экстрапирамидная система — совокупность структур (образований) головного мозга, участвующих в управлении движениями, поддержании мышечного тонуса и позы, минуя кортикоспинальную (пирамидную) систему. Структура расположена в больших полушариях и стволе головного мозга. Экстрапирамидные проводящие пути образованы нисходящими проекционными нервными волокнами. Эти нервные волокна обеспечивают связи мотонейронов подкорковых структур (мозжечок, базальные ядра, ствол мозга) головного мозга со всеми отделами нервной системы.Эта система эволюционно более древняя система моторного контроля по сравнению с пирамидной системой. Имеет особое значение в построении и контроле движений, не требующих активации внимания. Экстрапирамидная система осуществляет непроизвольную регуляции и координацию движений, регуляцию мышечного тонуса, поддержание позы, организацию двигательных проявлений эмоций. Экстрапирамидная система объединяет двигательные центры коры головного мозга, его ядра и проводящие пути, которые не проходят через пирамиды продолговатого мозга.

Лимбическая система - обширная нейронная структура - является морфофункциональным комплексом структур, которые расположены в различных отделах конечного мозга и промежуточного мозга. Лимбическую систему формируют лимбические и паралимбические структуры. Она координирует эмоциональные, мотивационные, вегетативные и эндокринные процессы. В нее включены древние подкорковые и плащевые структуры. Лимбическая система объединена многочисленными связями с неокортексом и автономной нервной системой, поэтому она интегрирует две важнейшие функции мозга животного и человека - эмоции и память. Лимбическая система запускает пищевое поведение и вызывает чувство опасности. Роль лимбической системы столь высока, что ее называют висцеральным мозгом. Она обусловливает эмоционально- гормональную активность животного, которая, как правило, плохо поддается рассудочному контролю даже у человека. Важнейшей функцией лимбической системы является взаимодействие с механизмами памяти;память о событиях, приобретенных навыках и накопленных знаниях. Лимбическая система обладает уникальным набором эффекторных структур. В них входят управление моторикой внутренних органов, двигательная активность для выражения эмоций и гормональная стимуляция организма. Несмотря на то что поражение лимбических структур вызывает амнезию, лимбическую систему нельзя считать хранилищем. Следы памяти распределены по всей ассоциативной коре, и роль лимбической системы состоит в объединении этих отдельных фрагментов в доступные для припоминания события и знания.

48. Сенсорная система — часть нервной системы, ответственная за восприятие определённых сигналов (так называемых сенсорных стимулов) из окружающей или внутренней среды. Сенсорная система состоит из рецепторов, нейронных проводящих путей и отделов головного мозга, ответственных за обработку полученных сигналов. Наиболее известными сенсорными системами являются зрение, слух, осязание, вкус и обоняние. С помощью сенсорной системы можно почувствовать такие физические свойства, как температура, вкус, звук или давление. Основные принципы конструкции сенсорной системы: 1)Принцип многоканальности (дублирование с целью повышения надёжности системы) 2) многоуровневости передачи информации 3) конвергенции (концевые развлетвления одного нейрона контактируют с несколькими нейронами предыдущего уровня; воронка Шеррингтона) 4) дивергенции (мультипликации; контакт с несколькими нейронами более высокого уровня) 5)обратных связей (у всех уровней системы есть и восходящий, и нисходящий путь; обратные связи имеют тормозное значение как часть процесса обработки сигнала) 6)кортикализации (в новой коре представлены все сенсорные системы) 7)двусторонней симметрии (существует в относительной степени) 8)структурно-функциональных корреляций (кортикализация разных сенсорных систем имеет разную степень).

Преобразования сигналов могут быть условно разделены на пространственные и временные. Среди пространственных преобразований выделяют изменения соотношения разных частей сигнала. Так, в зрительной и соматосенсорной системах на корковом уровне значительно искажаются геометрические пропорции представительства отдельных частей тела или частей поля зрения. В зрительной области коры резко расширено представительство информационно наиболее важной центральной ямки сетчатки при относительном сжатии проекции периферии поля зрения («циклопический глаз»). В соматосенсорной области коры также преимущественно представлены наиболее важные для тонкого различения и организации поведения зоны — кожа пальцев рук и лица («сенсорный гомункулюс»).

Для временных преобразований информации во всех сенсорных системах типично сжатие, временная компрессия сигналов: переход от длительной (тонической) импульсации нейронов на нижних уровнях к коротким (фазическим) разрядам нейронов высоких уровней.

Ограничение избыточности информации и выделение существенных признаков сигналов. Зрительная информация, идущая от фоторецепторов, могла бы очень быстро насытить все информационные резервы мозга. Избыточность сенсорных сообщений ограничивается путем подавления информации о менее существенных сигналах. Менее важно во внешней среде то, что неизменно либо изменяется медленно во времени и в пространстве. Например, на сетчатку глаза длительно действует большое световое пятно. Чтобы не передавать все время в мозг информацию от всех возбужденных рецепторов, сенсорная система пропускает в мозг сигналы только о начале, а затем о конце раздражения, причем до коры доходят сообщения только от рецепторов, которые лежат по контуру возбужденной области.

Кодирование информации. Кодированием называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму — код. В сенсорной системе сигналы кодируются двоичным кодом, т. е. наличием или отсутствием электрического импульса в тот или иной момент времени. Такой способ кодирования крайне прост и устойчив к помехам. Информация о раздражении и его параметрах передается в виде отдельных импульсов, а также групп или «пачек» импульсов («залпов» импульсов). Амплитуда, длительность и форма каждого импульса одинаковы, но число импульсов в пачке, частота их следования, длительность пачек и интервалов между ними, а также временной «рисунок» пачки различны и зависят от характеристик стимула. Сенсорная информация кодируется также числом одновременно возбужденных нейронов, а также местом возбуждения в нейронном слое.

Особенности кодирования в сенсорных системах. В отличие от телефонных или телевизионных кодов, которые декодируются восстановлением первоначального сообщения в исходном виде, в сенсорной системе такого декодирования не происходит. Еще одна важная особенность нервного кодирования — множественность и перекрытие кодов. Так, для одного и того же свойства сигнала (например, его интенсивности) сенсорная система использует несколько кодов: частотой и числом импульсов в пачке, числом возбужденных нейронов и их локализацией в слое. В коре большого мозга сигналы кодируются последовательностью включения параллельно работающих нейронных каналов, синхронностью ритмических импульсных разрядов, изменением их числа. В коре используется также позиционное кодирование. Оно заключается в том, что какой-то признак раздражителя вызывает возбуждение определенного нейрона или небольшой группы нейронов, расположенных в определенном месте нейронного слоя. Например, возбуждение небольшой локальной группы нейронов зрительной области коры означает, что в определенной части поля зрения появилась световая полоска определенного размера и ориентации.

Детектирование сигналов. Это избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные параметры стимула. Так, типичный нейрон зрительной области коры отвечает разрядом лишь на одну определенную ориентацию темной или светлой полоски, расположенной в определенной части поля зрения. При других наклонах той же полоски ответят другие нейроны. В высших отделах сенсорной системы сконцентрированы детекторы сложных признаков и целых образов. Примером могут служить детекторы лица, найденные недавно в нижневисочной области коры обезьян (предсказанные много лет назад, они были названы «детекторы моей бабушки»). Многие детекторы формируются в онтогенезе под влиянием окружающей среды, а у части из них детекторные свойства заданы генетически.

Опознание образов. Это конечная и наиболее сложная операция сенсорной системы. Она заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, т. е. в классификации образов. Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует «образ» раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм. В результате этого происходит восприятие, т. е. мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем.

Опознание часто происходит независимо от изменчивости сигнала. Мы надежно опознаем, например, предметы при различной их освещенности, окраске, размере, ракурсе, ориентации и положении в поле зрения. Это означает, что сенсорная система формирует независимый от изменений ряда признаков сигнала (инвариантный) сенсорный образ.

Дата добавления: 2015-04-24