Кодирование информации

Информация о действии химических, механических раздражителей, имеющих разнообразную природу, преобразуется рецепторами в нервные импульсы. Таким образом, рецепторы преобразуют сигналы непонятные мозгу, в сигналы понятные мозгу.

 

17. Зрительный анализатор. Светопреломляющие среды глаза. Рефракция, ее аномалии и коррекция. Понятие об остроте зрения. Механизмы аккомодации глаза.

 

Зрительный анализатор представляет собой совокупность структур, воспринимающих световую энергию в виде электромагнитного излучения и дискретных частиц фотонов, или квантов, и формирующих зрительные ощущения.

 

К светопреломляющему аппарату глаза относят: роговицу, водянистую влагу, хрусталик, стекловидное тело.

Роговица – выпуклая кнаружи прозрачная пластинка, утолщающаяся от центра к периферии. Кривизна ее поверхности определяет особенности преломления света. При неправильной кривизне роговицы возникает искажение зрительных изображений, называемое астигматизмом.

Между роговицей и радужной оболочкой находится передняя камера, наполненная жидкостью – водянистой влагой, которая вырабатывается ресничным телом.

Хрусталик – двояковыпуклая линза, которая находится в подвешенном состоянии и удерживается волокнами ресничного пояска. Хрусталик меняет свою кривизну в зависимости от натяжения волокон пояска и обеспечивая тем самым способность фокусировать на сетчатке предметы, расположенные на различном расстоянии от глаза. Изменение кривизны хрусталика – аккомодация.

Стекловидное тело – коллоидный раствор (желеобразная масса) гиалуроновой кислоты во внеклеточной жидкости. Заполняет пространство между хрусталиком и сетчаткой. Стекловидное тело обеспечивает прохождение световых лучей, сохранение положения хрусталика, участвует в метаболизме сетчатки, прижимает внутренние слои сетчатки к пигментному эпителию.

 

Рефракция – преломляющая сила оптической системы глаза, которая измеряется условной единицей – диоптрией. За одну диоптрию принята преломляющая сила стекла с главным фокусным расстоянием в 1 метр. Средняя преломляющая сила нормального глаза может варьировать в пределах от 52 до 68 диоптрий.

Нормальное состояние рефракции глаза называется эмметропия. При эмметрипии фокус оптической системы глаза совпадает с сетчаткой, т.е. падающие на глаз параллельные лучи от предметов собираются на сетчатке.

Близорукость (миопия) – состояние, при котором фокус оптической системы глаза не совпадает с сетчаткой, а располагается перед ней (т.е. расстояние между хрусталиком и сетчаткой больше, чем фокусное расстояние хрусталика). Такие люди хорошо видят вблизи, но плохо вдали. Корректируется близорукость рассеивающими линзами.

Дальнозоркость (гиперметропия) – состояние, при котором фокус оптической системы глаза не совпадает с сетчаткой, а располагается за ней (т.е. сетчатка расположена слишком близко к хрусталику). Такие люди хорошо видят вдали и плохо вблизи. Коррекция происходит через собирательные линзы.

Анизометропия – состояние, котором рефакция левого и правого глаз различна.

 

Острота зрения – минимальное различимое глазом угловое расстояние между двумя объектами (точками).

Острота определяется с помощью специальных таблиц из букв и колец и измеряется величиной I/а, где а – угол, соответствующий минимальному расстоянию между двумя соседними точками разрыва в кольце. Острота зрения зависит от общей освещенности окружающих предметов. При дневном свете она максимальна, при сумеречном свете – острота падает. Хрусталик находится в подвешенном состоянии и удерживается волокнами ресничного пояска. Рядом с ресничным пояском располагается ресничная мышца. Она состоит из двух пучков гладкомышечных клеток, лежащих внутри – циркулярно, снаружи – радиально. Сокращаясь, она ослабляет натяжение волокон ресничного пояска, увеличивая кривизну хрусталика и фокусируя глаз на близкие предметы

Механизм аккомодации зрения: При взгляде вдаль хрусталик находится в вытянутой форме за счет растягивания его цинновой связкой. Вытянутая форма хрусталика обеспечивает хорошее зрение вдаль. Во время перевода взгляда на близкий предмет происходит расслабление цинновой связки, и хрусталик принимает свою обычную выпуклую форму. Расслабление и напряжение цинновой связки происходит за счет цилиарной (реснитчатой) мышцы. При нормальной аккомодации изображение предмета фокусируется перед сетчаткой и имеет четкие контуры.

 

18. Строение сетчатки глаза. Фоторецепторы, фотохимические процессы при действии света. Трехкомпонентная теория цветного зрения.

Сетчатка – внутренняя светочувствительная оболочка глаза. Она подразделяется на зрительную часть (выстилает изнутри заднюю, большую часть глазного яблока) и слепую часть (покрывает ресничное тело и заднюю поверхность радужки). На задней поверхности находится сосочек сетчатки (слепое пятно) – место выхода зрительного нерва. Латеральнее располагается центральная ямка (желтое пятно) и является участком наилучшего зрения, т.к. здесь большая концентрация фоторецепторных клеток.

Фоторецепторы -светочувствительные сенсорные нейроны сетчатки глаза. К фоторецепторным клеткам относят палочки и колбочки. Это крупные биполярные клетки. Всего в глазу человека около 130 млн фоторецепторов, из них около 6 млн колбочек и 120 млн палочек. Эти клетки различаются структурно и функционально.

 

Палочки	Колбочки
Используются для ночного зрения (в условиях слабой освещенности)	Используются для дневного зрения (в условиях высокой освещенности)
Высокочувствительны; воспринимают и рассеянный свет	Не очень чувствительны к свету; реагируют только на прямой свет
Повреждение вызываетникталопию (гемералопию)	Повреждение вызывает слепоту,дневную слепоту, ахроматопсию
Низкая острота зрения	Высокая острота зрения; лучшее пространственное разрешение
Нет в центральной ямке	Сосредоточены в центральной ямке
Замедленная реакция на свет	Быстрая реакция на свет, могут воспринимать более быстрые изменения у раздражителя
Имеют больше пигмента, чем колбочки	Имеют меньше пигмента
Мембранные диски не привязаны непосредственно к клеточной мембране	Мембранные диски крепятся к наружной мембране
В 20 раз больше, чем колбочек, по количеству.
Один типфоточувствительногопигмента	Три типа фоточувствительныхпигментов у человека
Ахроматическое зрение	Цветное зрение

 

Фотохимические процессы в сетчатке глаза заключаются в том, что находящийся в наружных члениках палочек родопсин разрушается под действием света и восстанавливается в темноте.

 

Трехкомпонентная теория цветоощущения: согласно этой теории в сетчатке имеются три вида колбочек, отдельно воспринимающих красный, зеленый и сине-фиолетовый цвета. Различные сочетания возбуждения колбочек приводят к ощущению промежуточных цветов. Равномерное возбуждение всех трех видов колбочек дает ощущениебелого цвета. Черный цвет ощущается в том случае, если колбочки не возбуждаются.

В основном дальтонизмом страдают мужчины (8%) и только 0,5% - женщины. Ее возникновение связано с отсутствием определенных генов в половой непарной у мужчин х-хромосоме.

Различают три типа нарушений цветового зрения: 1. Протаиопия, или дальтонизм - слепота на красный и зеленый цвета,оттенки красного и зеленого цвета не различаются, сине-голубые

лучи кажутся бесцветными. 2. Дейтеранопия - слепота на красный и зеленый цвета. Нет отличий зеленого цвета от темно-красного и голубого. 3. Тританопия - редко встречающаяся аномалия, не различаются синий и фиолетовый цвета. 4. Ахромазия - полная цветовая слепота при поражении колбочкового аппарата сетчатки. Все цвета воспринимаются как оттенки серого.

 

19. Строение и функции слухового анализатора: звукоулавливающий, звукопроводящий и рецепторный отделы. Анализ высоты и силы звука.

 

С помощью слухового анализатора человек ориентируется в звуковых сигналах окружающей среды, формирует соответствующие поведенческие реакции.

Внутреннее ухо (звуковоспринимающий аппарат), а также среднее ухо (звукопередающий аппарат) и наружное ухо (звукоулавливающий аппарат) объединяются в понятие орган слуха

Наружное ухо за счет ушной раковины обеспечивает улавливание звуков, концентрацию их в направлении наружного слухового прохода и усиление интенсивности звуков. Кроме того, структуры наружного уха выполняют защитную функцию, охраняя барабанную перепонку от механических и температурных воздействий внешней среды

Среднее ухо ( звукопроводящий отдел) представлено барабанной полостью, где расположены три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. От наружного слухового прохода среднее ухо отделено барабанной перепонкой. Рукоятка молоточка вплетена в барабанную перепонку, другой его конец сочленен с наковальней, которая, в свою очередь, сочленена со стремечком. Стремечко прилегает к мембране овального окна. Среднее ухо имеет специальный защитный механизм, представленный двумя мышцами: мышцей, натягивающей барабанную перепонку, и мышцей, фиксирующей стремечко. Степень сокращения этих мышц зависит от силы звуковых колебаний. При сильных звуковых колебаниях мышцы ограничивают амплитуду колебаний барабанной перепонки и движение стремечка, предохраняя тем самым рецепторный аппарат во внутреннем ухе от чрезмерного возбуждения и разрушения. При мгновенных сильных раздражениях (удар в колокол) этот защитный механизм не успевает срабатывать. Сокращение обеих мышц барабанной полости осуществляется по механизму безусловного рефлекса, который замыкается на уровне стволовых отделов мозга. В барабанной полости поддерживается давление, равное атмосферному, что очень важно для адекватного восприятия звуков. Эту функцию выполняет евстахиева труба, которая соединяет полость среднего уха с глоткой. При глотании труба открывается, вентилируя полость среднего уха и уравнивая давление в нем с атмосферным.

Внутреннее ухо представлено улиткой - спирально закрученным костным каналом, имеющим 2,5 завитка, который разделен основной мембраной и мембраной Рейснера на три узких части (лестницы). Верхний канал (вестибулярная лестница) начинается от овального окна и соединяется с нижним каналом (барабанной лестницей) через геликотрему (отверстие в верхушке) и заканчивается круглым окном. Оба канала представляют собой единое целое и заполнены перилимфой, сходной по составу со спинномозговой жидкостью. Между верхним и нижним каналами находится средний (средняя лестница). Он изолирован и заполнен эндолимфой. Внутри среднего канала на основной мембране расположен собственно звуковоспринимающий аппарат - орган Корти (кортиев орган) с рецепторными клетками, представляющий периферический отдел слухового анализатора.

Над кортиевым органом лежит текториальная (покровная) мембрана соединительнотканного происхождения, один край которой закреплен, второй - свободен. Волоски наружных и внутренних волосковых клеток соприкасаются с текториальной мембраной. При этом изменяется проводимость ионных каналов рецепторных (волосковых) клеток, формируются микрофонный и суммационный рецепторные потенциалы. Образуется и выделяется медиатор ацетилхолин в синаптическую щель рецепторно-афферентного синапса. Все это приводит к возбуждению волокна слухового нерва, к возникновению в нем потенциала действия. Так происходит трансформация энергии звуковых волн в нервный импульс.

Анализ высоты звука. При действии звуков разной частоты возбуждаются разные рецепторные клетки кортиева органа. В улитке сочетаются два типа кодирования высоты звука: пространственный и временной.Пространственное кодирование основано на определенном расположении возбужденных рецепторов на основной мембране. При действии низких и средних тонов кроме пространственного осуществляется и временное кодирование: частота следования импульсов в волокнах слухового нерва повторяет частоту звуковых колебаний. Нейроны всех уровней слуховой системы настроены на определенную частоту и интенсивность звука. Для каждого нейрона может быть найдена оптимальная частота звука, на которую порог его реакции минимален. Частотно-пороговые кривые разных клеток не совпадают, в совокупности перекрывая весь частотный диапазон слышимых звуков, что обеспечивает их полноценное восприятие.

Анализ интенсивности звука. Сила звука кодируется частотой импульсации и числом возбужденных нейронов. При слабом стимуле в реакцию вовлекается лишь небольшое количество наиболее чувствительных нейронов, а при усилении звука в реакции участвует все большее количество дополнительных нейронов с более высокими порогами.

 

20. Роль различных структур центральной нервной системы в организации двигательных функций организма. Рефлексы регуляции длины и напряжения мышц.