Органы чувств

Органами чувств называются сенсорные системы, расположенные в области головы. К ним относятся зрительная, слуховая Вестибулярная, вкусовая и обонятельная системы.

Зрительная система.

Функция глаза состоит в получении зрительной информации от окружающей среды и передачи ее в сенсорные области головного мозга. Зрительный образ проецируется на рецепторы сетчатки глаза благодаря сложной оптической системе. Сетчатка образована густой сетью рецепторов и связанных с ними нейронов, извлекающих информацию о таких параметрах зрительного раздражителя, как, в частности, интенсивность, цвет, размер, кривизна и скорость перемещения. Эта информация передается по зрительному нерву к зрительным областям мозга, где происходит ее переработка.

Строение глаза. Глаз представляет собой сферический орган, покрытый плотной фиброзной соединительнотканной оболочкой – склерой. Спереди склера переходит в прозрачную роговицу. Внутренняя поверхность склеры выстлана двумя тонкими оболочками – сосудистой и сетчаткой. Сосудистая оболочка, содержащая многочисленные сосуды, питающие глаз, расположена между склерой и сетчаткой. Сетчатка – это слой, образованный нервными элементами. Здесь расположены фоторецепторы и вставочные нейроны. Аксоны ганглиозных клеток сетчатки образуют зрительный нерв.

Хрусталик делит глаз на два отсека с жидким содержимым: передняя камера заполнена водянистой влагой; позади хрусталика находится студенистая масса – стекловидное тело. Перед тем как попасть на сетчатку, свет должен пройти через прозрачную роговицу, водянистую влагу, зрачок, хрусталик и стекловидное тело.

Зрачковый рефлекс.Поступающий в глаз световой поток регулируется радужкой, изменяющей размер зрачка. В радужке имеется две группы мышечных волокон – суживающие и расширяющие зрачок.

Мышца, суживающая зрачок (сфинктер), состоит из окружающих отверстие циркулярных волокон, тогда как мышца, расширяющая зрачок (дилятатор), образована радиальными волокнами, отходящими от зрачка подобно спицам колеса. Сфинктер иннервируется парасимпатическими нервами, а дилятатор – симпатическими.

На ярком свету радужка сокращается, и входящий в глаз световой поток уменьшается. При увеличении освещения нейроны претектального ядра посылают импульсы по парасимпатическим волокнам, иннервирующим сфинктер зрачка. В результате сфинктер сокращается, зрачок суживается и световой поток, идущий к сетчатке, уменьшается. Если уровень освещения снижается, то нейроны претектального ядра тормозят активность парасимпатических волокон, что приводит к расслаблению сфинктера и расширению зрачка. Возбуждение симпатических нервов при эмоциональной или физической нагрузке сопровождается активным расширением зрачка в результате сокращения волокон дилятатора.

Формирование изображения. Оптическая система глаза сходна с фотоаппаратом. Роговица и хрусталик фокусируют лучи на сетчатке, содержащей слой фоторецепторов. Последние запечатлевают зрительный образ в виде изменений электрических потенциалов. Возбуждение фоторецепторов световыми лучами аналогично экспозиции пленки в фотоаппарате.

Прохождение световых лучей через искривленную поверхность, разграничивающую две среды с различной оптической плотностью, сопровождается преломлением лучей, или рефракцией. Если лучи от отдаленного источника проходят через двояковыпуклую линзу, то в результате преломления они сходятся в некой точке сзади этой линзы – фокусе (рис.).

Преломление зависит от угла падения световых лучей на поверхность линзы: чем больше угол падения, тем сильнее преломление луча. Лучи, падающие на края линзы, значительно преломляются по направлению к центральной оси. Лучи же, проходящие через центр линзы перпендикулярно к ней, не преломляются вовсе.

Общая преломляющая сила глаза составляет примерно 66,7 диоптрии. Диоптрия – это величина, обратная фокусному расстоянию. Фокусным расстоянием называется расстояние от линзы до ее фокуса в метрах.

При прохождении лучей через глаз они преломляются на четырех поверхностях раздела: 1) между воздухом и роговицей, 2) между роговицей и водянистой влагой, 3) между водянистой влагой и хрусталиком и 4) между хрусталиком и стекловидным телом.

Аккомодация.Если, не напрягая глаз, рассматривать предмет, удаленный не более чем на 6 м, то изображение его будет размытым. Это связано с тем, что преломляющая сила глаза оказывается недостаточной, чтобы сфокусировать изображение на сетчатке (рис.).

Для того чтобы изображения близлежащих предметов могли фокусироваться в сетчатке, существует аккомодационный рефлекс, под влиянием которого преломляющая сила глаза может увеличиваться на 14 диоптрий.

При аккомодации преломляющая сила глаза возрастает в результате увеличения кривизны хрусталика. Эта кривизна изменяется вследствие сокращения кольцевой ресничной мышцы, окружающей хрусталик. Хрусталик как бы подвешен в центре этого кольца на радиальных волокнах цинновой связки.

Ресничная мышца сокращается под действием парасимпатических волокон, идущих в составе глазодвигательного нерва. Когда взгляд переводится с отдаленного предмета на близлежащий, эти волокна возбуждаются и ресничная мышца сокращается. При этом уменьшается диаметр образованного ею мышечного кольца. Так как волокна цинновой связки вплетаются в это кольцо, при уменьшении его диаметра они расслабляются. Снижение натяжения связок позволяет эластическому хрусталику принять более сферическую форму. При этом преломляющая сила глаза увеличивается.

Возбуждение парасимпатических волокон при рассматривании близлежащего предмета приводит также к сужению зрачка в результате сокращения его сфинктера. Периферические лучи не попадают на сетчатку, и глубина резкости увеличивается. На сетчатке формируется более четкое изображение. С оптической точки зрения сужение зрачка при аккомодации аналогично уменьшению отверстия диафрагмы фотоаппарата с целью увеличения глубины резкости.

Центральные зрительные пути.По зрительному нерву информация от глаза передается к зрительным областям головного мозга. Оба зрительных нерва соединяются в области основания мозга, образуя зрительный перекрест (хиазму). Здесь половина всех волокон зрительных нервов, а именно волокна от назальных (к носу) половин сетчатки, перекрещивается и переходит на противоположную сторону. Волокна же от темпоральных (к уху) половин не нерекрещиваются и остаются на ипсилатеральной стороне. В результате этого перекреста в правом таламусе оканчиваются волокна от правых половин каждого глаза, а в левом – от левых.

Зрительные волокна оканчиваются преимущественно в латеральных коленчатых телах таламуса. Волокна же, не прерывающиеся в таламусе, идут кзади, оканчиваясь в верхнем двухолмии и претектальных ядрах среднего мозга. В верхнее двухолмие поступают также волокна от зрительной коры. Нейроны верхнего двухолмия и претектальных ядер управляют деятельностью трех пар черепномозговых нервов, иннервирующих глазные мышцы (глазодвигательного, блокового и отводящего), и тем самым регулируют движение глазного яблока. Претектальные ядра отвечают также за аккомодационные рефлексы.

Зрительная кора. Латеральное коленчатое тело играет главным образом роль станции переключения при передаче информации к зрительной коре, расположенной в задней половине затылочной доли. Зрительная кора организована ретинотопически: расположение какого – либо нейрона в этой коре соответствует локализации его рецептивного поля в сетчатке. К центральным областям зрительной коры поступают сигналы от центральной ямки – области наибольшей остроты зрения. Световое раздражение дорсальных зон сетчатки приводит к возбуждению нейронов дорсальных областей зрительной коры. Импульсы от вентральных участков сетчатки поступают к вентральным зонам зрительной коры.. локализация фоторецепторов в сетчатке (поточечно) соответствует расположению нейронов зрительной области.

Слуховая система.

Орган слуха состоит из трех отделов – наружного, среднего и внутреннего уха. Наружное и среднее ухо – это вспомогательные сенсорные структуры, обеспечивающие проведение звука к слуховым рецепторам в улитке (внутреннее ухо). Во внутреннем ухе содержатся два типа рецепторов – слуховые (в улитке) и вестибулярные (в структурах вестибулярного аппарата).

Звук.Ощущение звука возникает, когда волны сжатия, вызванные колебаниями молекул воздуха в продольном направлении, попадают на слуховые органы. Волны из чередующихся участков сжатия (высокой плотности) и разрежения (низкой плотности) молекул воздуха распространяются от источника звука (например, камертона или струны) наподобие ряби на поверхности воды. Звук характеризуется двумя основными параметрами – силой и высотой.

Высота звука определяется его частотой, или числом волн за одну секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). 1 Гц соответствует одному полному колебанию в секунду. Чем больше частота звука, тем этот звук выше человеческое ухо различает звуки в пределах от 20 до 20000 Гц.

Сила звука пропорциональна амплитуде колебаний звуковой волны и измеряется в логарифмических единицах – децибелах.

Наружное и среднее ухо.Ушная раковина служит как бы рупором, направляющим звук в слуховой канал. Для того, чтобы попасть на барабанную перепонку, отделяющую наружное ухо от среднего, звуковые волны должны пройти через этот канал. Колебания барабанной перепонки передаются через заполненную воздухом полость среднего уха по цепи из трех маленьких слуховых косточек: молоточка, наковальни и стремечка. Молоточек соединяется с барабанной перепонкой, а стремечко – с перепонкой овального окна улитки внутреннего уха. Таким образом, колебания барабанной перепонки передаются через среднее ухо на овальное окно по цепи из молоточка, наковальни и стремечка.

Среднее ухо играет роль согласующего устройства, обеспечивающего передачу звука от среды низкой плотности (воздух) к более плотной (жидкость внутреннего уха). Энергия требующуюся для сообщения какой-либо перепонке колебательных движений, зависит от плотности окружающей эту перепонку среды.

Колебания звуковых косточек уменьшаются (гасятся) при сокращении двух мышц среднего уха: мышцы, напрягающей барабанную перепонку, и мышцы стремечка. Эти мышцы присоединяются соответственно к молоточку и стремечку. Их сокращение приводит к увеличению ригидности в цепи слуховых косточек и к уменьшению способности этих косточек проводить звуковые колебания к улитке. Громкий звук вызывает рефлекторное сокращение мышц среднего уха. Благодаря этому рефлексу слуховые рецепторы улитки предохраняются от повреждающего воздействия громких звуков.

Внутреннее ухо.Улитка образована тремя спиральными каналами, заполненными жидкостью, - вестибулярная лестница (лестница преддверия), средняя лестница и барабанная лестница. Вестибулярная и барабанная лестницы соединяются в области дистального конца улитки посредством отверстия – геликотремы, а средняя лестница расположена между ними. Средняя лестница отделена от вестибулярной тонкой рейснеровой мембраной, а от барабанной – основной (базилярной) мембраной.

Улитка заполнена двумя видами жидкости: в барабанной и вестибулярной лестницах содержится перилимфа, а в средней – эндолимфа.

Кортиев орган. Слуховыми рецепторами являются волосковые клетки. Эти клетки связаны с основной мембраной. В улитке человека их около 20 тысяч. Апикальные поверхности клеток снабжены ресничками типа волосков, располагающимися в эндолимфе средней лестницы. Над волосками нависает особый лоскут основной мембраны – покровная (текториальная) мембрана. С базальной поверхностью каждой волосковой клетки образуют синапсы окончания кохлеарного нерва. С этим волокнами соединяются волокна вестибулярного нерва, образуя вестибулокохлеарный нерв (8 пара черепномозговых нервов). Слуховой нерв образован волокнами кохлеарного нерва. Волосковые клетки, окончания кохлеарного нерва, покровная и основная мембраны образуют кортиев орган.

Возбуждение рецепторов. При распространении звуковых волнв улитке покровная мембрана смещается, и ее колебания приводят к возбуждению волосковых клеток. обычно покровная мембрана слегка соприкасается с ресничками этих клеток, и при ее перемещениях реснички сгибаются. Это сопровождается изменением ионной проницаемости и деполяризацией. Возникающий при этом рецепторный потенциал возбуждает окончания кохлеарного нерва.

Различение высоты звука. Колебания основной мембраны зависят от высоты (частоты) звука. Эластичность этой мембраны постепенно возрастает по мере удаления от овального окна. У проксимального конца улитки (в области овального окна) основная мембрана уже и жестче, а ближе к геликотреме – шире и более эластична. Поэтому колебательные свойства основной мембраны постепенно изменяются по длине улитки: проксимальные ее участки более восприимчивы к звукам высокой частоты, а дистальные реагируют лишь на низкие звуки.

Согласно пространственной теории различения высоты звука, основная мембрана действует как анализатор частоты звуковых колебаний. От высоты звука зависит, какой участок основной мембраны будет отвечать на этот звук колебаниями наибольшей амплитуды. Чем звук ниже, тем больше и расстояние от овального окна до участка с максимальной амплитудой колебаний. Вследствие этого та частота, к которой наиболее чувствительна какая-либо волосковая клетка, определяется ее расположением. Клетки, реагирующие преимущественно на высокие тона, локализуются на узкой. Туго натянутой основной мембране близ овального окна. Рецепторы же, воспринимающие низкие звуки, расположены на более широких и менее туго натянутых дистальных участках основной мембраны.

Дата добавления: 2014-08-09; просмотров: 407; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!