Из каких трех отделов состоит каждый анализатор. Анализаторы человека: общая схема строения и краткое описание функций

Анализатор - часть нервной системы, состоящая из множества нейронов, осуществляющих восприятие, проведение и анализ специфической информации.

Составные части любого анализатора:

1. Периферический отдел - представлен воспринимающими участками нервной системы – рецепторами (органы чувств – сложные рецепторы).

2. Проводниковый отдел - представлен афферентными нейронами, проводящими путями и подкорковыми центрами.

3. Центральный отдел - представлен участками коры больших полушарий мозга, воспринимающими афферентные сигналы.

Общие свойства анализаторов

1. Многослойность - наличие нескольких слоев нервных клеток, первый из которых связан с рецепторными элементами, а последний - с нейронами ассоциативных зон коры больших полушарий.

2. Многоканальность - наличие в каждом из слоев множество (до миллиона) нервных элементов, связанных с множеством элементов следующего слоя, которые в свою очередь посылают нервные импульсы к элементам ещё более высокого уровня.

3. Наличие "сенсорных воронок" - неодинаковое число элементов в соседних слоях.

А) Суживающаяся воронка - слой фоторецепторов сетчатки глаза - 130 млн. клеток; следующий слой - ганглиозных клеток - 1,3 млн.

Б) Расширяющаяся воронка - число нейронов в проекционной области зрительной коры в 1000 раз больше , чем в подкорковом зрительном центре.

- в суживающейся воронке - уменьшение информации, передаваемой в мозг;

- расширяющаяся воронка - для более дробного и сложного анализа разных признаков.

4. Дифференцировка анализатора по вертикали и горизонтали :

а). По вертикали - образование отделов из нескольких слоев (периферический, проводниковый, центральный ).

б). По горизонтали - в каждом слое - различные свойства рецепторов.

Основные функции анализаторов :

1. Обнаружение сигналов осуществляетсярецепторами.

Классификация рецепторов

а) в зависимости от передачи в мозг информации от внешней или внутренней среды (экстерорецепторы, интерорецепторы);

б) в зависимости от действия раздражителя непосредственно на рецепторы или на расстоянии (контактные, дистантные);

в) в зависимости от физической природы раздражителя - специфическая чувствительность (механорецепторы, терморецепторы, хеморецепторы, фоторецепторы, болевые (ноцицептивные) рецепторы (боль может восприниматься и другими рецепторами при сверхсильном раздражении);

г) в зависимости от механизма возникновения возбуждения в рецепторах (по преобразованию энергии раздражения в энергию нервного возбуждения):

- Первичночувствующие - обоняния, тактильные, проприорецепторы (восприятие и преобразование энергии идет в чувствительном нейроне);

-Вторичночувствующие - слуха, зрения, вкусовой, вестибулярный аппарат). Есть рецепторная (не нервная клетка), которая воспринимает сигнал.

2. Различение сигналов.

Для оценки изменения интенсивности, временных и пространственных показателей раздражителя, необходимо обеспечить разную реакцию на минимальное различие между стимулами. Это минимальное различие естьпорог различения.

Согласно закона Вебера-Фехнера ощущение увеличивается пропорционально логарифму прироста интенсивности раздражения.

Для пространственного различения 2-х сигналов необходимо, чтобы между возбуждаемыми ими рецепторами находился хотя бы один невозбужденный рецептор.

В нашей статье мы рассмотрим, что такое анализатор. Человек каждую секунду получает информацию из окружающей среды. Он настолько привык к этому, что даже не задумывается о механизмах ее поступления, анализа, формирования ответной реакции. Оказывается, за осуществление этой функции отвечают сложные системы.

Что такое анализатор?

Системы, которые обеспечивают получение информации об изменениях в окружающей среде и внутреннем состоянии организма, называются сенсорными. Этот термин происходит от латинского слова "сенсус", что в переводе означает "ощущение". Второе название подобных структур - анализаторы. Оно также отражает главную функцию.

Что такое система, обеспечивающая восприятие различных видов энергии, их преобразование в нервные импульсы и поступление в соответствующие центры коры головного мозга.

Виды анализаторов

Несмотря на то, что человек постоянно сталкивается с целой гаммой ощущений, всего сенсорных систем пять. Шестым чувством часто называют интуицию - умение действовать без логического объяснения и предвидеть будущее.

Позволяют воспринимать с ее помощью около 90 % информации об окружающей среде. Это изображение отдельных предметов, их форма, цвет, размер, расстояние к ним, движение и расположение в пространстве.

Важное значение для общения и передачи опыта имеет слух. Мы воспринимаем различные звуки благодаря колебаниям воздуха. Слуховой анализатор преобразует их механическую энергию в который воспринимается головным мозгом.

Способен воспринимать растворы химических веществ. Ощущения, которые он формирует, являются индивидуальными. Тоже самое можно сказать об обонятельной сенсорной. Ощущение запаха базируется на восприятии химических раздражителей внутренней и внешней среды.

Последним анализатором является осязание. С помощью ее человек способен чувствовать не только само прикосновение, но и боль, и перепады температур.

Общий план строения

Теперь давайте разберемся, что такое анализатор с анатомической точки зрения. Любая сенсорная система состоит из трех отделов: периферического, проводникового и центрального. Первый представлен рецепторами. Это начало любого анализатора. Эти чувствительные образования воспринимают различные типы энергии. глаза раздражаются на свету. Обонятельный и вкусовой анализатор содержат хеморецепторы. Волосковые клетки внутреннего уха преобразуют механическую энергию колебательных движений в электрическую. Особенно богата рецепторами осязательная система. Они воспринимают вибрацию, прикосновение, давление, боль, холод и тепло.

Проводниковый отдел состоит из нервных волокон. По многочисленным отросткам нейронов импульсы передаются от рабочих органов в кору головного мозга. Последний является центральным отделом сенсорных систем. Кора отличается высоким уровнем специализации. В ней различают двигательную, обонятельную, вкусовую, зрительную, слуховую зону. В зависимости от вида анализатора нейрон по проводниковому отделу доставляет нервные импульсы в определенный отдел.

Адаптация анализаторов

Нам кажется, что мы воспринимаем абсолютно все сигналы из окружающей среды. Ученые же утверждают обратное. Если бы так было на самом деле, мозг изнашивался бы гораздо быстрее. В результате - преждевременное старение.

Важным свойством анализаторов является их способность к приспособлению уровня действия раздражителя. Это свойство называют адаптацией.

Если солнечный свет очень интенсивный, зрачок глаза сужается. Так проявляется защитная реакция организма. А хрусталик глаза способен изменять свою кривизну. В результате мы можем рассматривать предметы, которые расположены на разном расстоянии. Такую способность зрительного анализатора называют аккомодацией.

Человек способен воспринимать звуковые волны только с определенным значением колебаний: 16-20 тыс. Гц. Оказывается, мы многого не слышим. Частота ниже показателя 16 Гц называется инфразвуком. С его помощью медузы узнают о приближающемся шторме. Ультразвуком называют частоту свыше 20 кГц. Хоть человек и не слышит его, такие колебания могут проникать глубоко в ткани. На специальных приборах при помощи ультразвука можно получить фотографии внутренних органов.

Компенсационная способность

У многих людей наблюдаются нарушения определенных сенсорных систем. Причины этому могут быть как врожденные, так и приобретенные. Причем, если хотя бы один из отделов поврежден, функционировать перестает весь анализатор.

Организм не имеет внутренних резервов для его восстановления. Но одна система может компенсировать другую. К примеру, слепые люди читают при помощи осязания. Ученые установили, что они слышат гораздо лучше, чем зрячие.

Итак, что такое система, которая обеспечивает восприятие различных видов энергии из окружающей среды, их преобразование, анализ и формирование соответствующих ощущений или реакции.

За восприятие и анализ внешних раздражителей отвечают анализаторы человека, являющиеся подсистемой центральной нервной системы (ЦНС). Сигналы воспринимаются рецепторами - периферийной частью анализатора, а обрабатываются мозгом - центральной частью.

Отделы

Анализатор - это совокупность нейронов, которую часто называют сенсорной системой. Любой анализатор имеет три отдела:

• периферический - чувствительные нервные окончания (рецепторы), которые входят в состав органов чувств (зрение, слух, вкус, осязание);
• проводниковый - нервные волокна, цепочка разных типов нейронов, проводящих сигнал (нервный импульс) от рецептора к центральной нервной системе;
• центральный - участок коры головного мозга, анализирующий и преобразовывающий сигнал в ощущение.

Рис. 1. Отделы анализаторов.

Каждому специфичному анализатору соответствует определённый участок коры головного мозга, который называется корковым ядром анализатора.

Виды

Рецепторы, а соответственно и анализаторы, могут быть двух видов :

• внешние (экстероцепторы) - располагаются около или на поверхности тела и воспринимают раздражители внешней среды (свет, тепло, влажность);
• внутренние (интероцепторы) - находятся в стенках внутренних органов и воспринимают раздражители внутренней среды.

Рис. 2. Расположение центров восприятия в головном мозге.

Шесть типов внешнего восприятия описаны в таблице “Анализаторы человека”.

Рис. 3. Расположение рецепторов в коже.

К внутренним относят рецепторы давления, вестибулярный аппарат, кинестетические или двигательные анализаторы.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

Мономодальные рецепторы воспринимают один тип раздражения, бимодальные - два типа, полимодальные - несколько типов. Например, мономодальные фоторецепторы воспринимают только свет, осязательные бимодальные - боль и тепло. К полимодальным относится подавляющее большинство болевых рецепторов (ноцицепторов).

Характерные особенности

Анализаторы, вне зависимости от типа, обладают рядом общих свойств :

• высокая чувствительность к раздражителям, ограничивающаяся пороговой интенсивностью восприятия (чем ниже порог, тем выше чувствительность);
• различность (дифференциация) чувствительности, позволяющая выделять раздражители по интенсивности;
• адаптация, позволяющая приспосабливать уровень чувствительности к сильным раздражителям;
• тренировка, проявляющаяся как в снижении чувствительности, так и в её повышении;
• сохранение восприятия после прекращения действий раздражителя;
• взаимодействие разных анализаторов друг с другом, позволяющее воспринимать полноту внешнего мира.

Примером особенности работы анализатора может служить запах краски. Люди с низким порогом чувствительности к запахам будут ощущать запах сильнее и активно реагировать (слезотечение, тошнота), чем люди с высоким порогом. Сильный запах анализаторы будут воспринимать интенсивнее, чем другие окружающие запахи. Со временем запах не будет ощущаться резко, т.к. произойдёт адаптация. Если постоянно находиться в помещении с краской, то чувствительность притупится. Однако выйдя из помещения на свежий воздух, некоторое время будет ощущаться, «мерещиться» запах краски.

1. Что такое анализатор? Как он устроен?

Анализатор – система, обеспечивающая восприятие, доставку в мозг и анализ в нём какого – либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной и другие).

Все анализаторы состоят из 3 основных частей:

Рецептор (периферический отдел): рецепторы воспринимают раздражение и преобразуют энергию раздражителя (света, звука, температуры) в нервные импульсы.

Проводящие нервные пути (проводниковый отдел)

Центральный отдел: нервные центры в определенных областях коры больших полушарий головного мозга, в которой осуществляется превращение нервного импульса в специфическое ощущение.

2. Чем представлены периферический, проводниковый и центральный отделы зрительного анализатора?

Периферический отдел: палочки и колбочки сетчатки. Проводниковый отдел: зрительный нерв, верхние бугры четверохолмия (средний мозг) и зрительные ядра таламуса. Центральный отдел: зрительная зона коры больших полушарий (затылочная область).

3. Перечислите структуры вспомогательного аппарата глаза и их функции.

К вспомогательному аппарату глаза относят брови и ресницы, веки, слёзную железу, слёзные канальцы, глазодвигательные мышцы, нервы и кровеносные сосуды. Брови отводят стекающий со лба пот, а также брови и ресницы защищают глаза от пыли. Слёзная железа вырабатывает слезную жидкость, которая, при моргании, смачивает, дезинфицирует и очищает глаз. Избыток жидкости и собирается в углу глаза и отводится через слёзные канальцы в полость носа. Веки защищают глаз от световых лучей, пыли; моргание (периодическое смыкание и размыкание век) обеспечивает равномерное распределение слезной жидкости по поверхности глазного яблока. Благодаря глазодвигательным мышцам мы можем следить за движущимися предметами не поворачивая головы. Сосуды обеспечивают питание глаза и его вспомогательных структур.

4. Как устроено глазное яблоко?

Глазное яблоко имеет форму шара и располагается в специальном углублении черепа – глазнице. Стенка глазного яблока состоит из трех оболочек: наружной фиброзной, средней сосудистой и сетчатки. Полость глазного яблока заполнена бесцветным и прозрачным стекловидным телом. Фиброзная оболочка – наружная белковая оболочка глаза, полностью покрывающая его и служащая для защиты остальных частей глаза. В ней выделяют заднюю непрозрачную часть – белочную оболочку (склера) и переднюю прозрачную – роговицу. Роговица выпуклая вперед, она не имеет кровеносных сосудов и в ней происходит наибольшее преломление световых лучей. Сосудистая оболочка располагается под фиброзной, в ней выделяют собственно сосудистую оболочку (лежит под склерой, пронизана множеством сосудиков и обеспечивает питание глаза), ресничное тело, и радужку. Клетки радужки содержат меланин, от которого и зависит цвет глаз. В центре радужки находится небольшое отверстие – зрачок, способный расширяться или сужаться в зависимости от количества света, попадающего на глаз или от влияния симпатической и парасимпатической нервной системы. Непосредственно за зрачком лежит хрусталик (прозрачное двояковыпуклое образование диаметром до 1 см). Внутренняя оболочка глаза – сетчатка, состоящая из рецепторов (палочек и колбочек) и нервных клеток, соединяющих все рецепторы в единую сеть и передающих информацию в зрительный нерв. Большинство колбочек размещается в сетчатке напротив зрачка, в жёлтом пятне (место наилучшего видения). Рядом с жёлтым пятном, в месте выхода зрительного нерва, находится участок сетчатки лишенный рецепторов - слепое пятно.

5. Какое значение имеет способность хрусталика менять свою кривизну?

Благодаря изменениям кривизны хрусталика изображение в глазу четко фокусируется на поверхности сетчатки в одной точке, что можно сравнить с наведением резкости на фотоаппарате.

6. Какую функцию выполняет зрачок?

Зрачок регулирует количество света, поступающего в глаз. Расширение зрачка при малой освещенности и его сужение при ярком освещении получило название аккомодационной способности глаза.

7. Где располагаются палочки и колбочки, в чём их сходство и различия?

Палочки и колбочки располагаются в сетчатке. И палочки, и колбочки являются фоторецепторами, лежат единым слоем и содержат специфические белки, молекулы которых возбуждаются под действием света. Они различаются по форме и степени чувствительности к свету и цвету. Колбочки – фоторецепторы, воспринимающие очертания и детали объектов и обеспечивающие цветовое зрение. По трехкомпонентной теории света существует три типа колбочек, каждый из которых лучше воспринимает определенный цвет: красно-оранжевый, желто-зеленый, сине-фиолетовый. Палочки – фоторецепторы, обеспечивающие черно-белое зрение и обладающие высокой чувствительностью к свету. Колбочки менее чувствительны к свету, чем палочки. Поэтому в сумерках зрение обеспечивается только палочками, из-за чего в этих условиях человек плохо различает цвета.

8. В какой части глаза находятся рецепторы, воспринимающие свет и преобразующие его в нервный импульс?

Фоторецепторы (палочки и колбочки) находятся в сетчатке.

9. Где расположено слепое пятно?

Рядом с жёлтым пятном, в месте выхода зрительного нерва, находится участок сетчатки лишенный рецепторов - слепое пятно.

10. В какой части сетчатки формируется наиболее чёткое цветное изображение? С чем это связано?

Наиболее четкое изображение предметов формируется в желтом пятне, области в центральной части сетчатки, в которой колбочки расположены с максимальной плотностью, а палочки отсутствуют. На желтое пятно проецируются световые лучи от той точки, на которую направлен наш взгляд.

11. Опишите работу зрительного анализатора от поступления света на орган зрения до формирования зрительного образа в головном мозге.

Свет поступает на глазное яблоко, глазодвигательные мышцы обеспечивают оптимальное его положение. Свет проходит через прозрачную роговицу и зрачок и попадает на хрусталик. Хрусталик обеспечивает фокусировку изображения на сетчатке, после прохождения его через прозрачное стекловидное тело. На сетчатке изображение получается уменьшенным и перевернутым. Свет на сетчатке вызывает возбуждение фоторецепторов и преобразование света в нервные импульсы. Нервные импульсы передаются в головной мозг через зрительный нерв. Зрительные нервы проникают в череп через специальные отверстия и сходятся вместе, а затем внутренние части нерва перекрещиваются и снова расходятся, формируя зрительные тракты. В результате все, что мы видим справа, оказывается в левом зрительном тракте, а то, что слева, в правом. Зрительные тракты заканчиваются в верхних буграх четверохолмия среднего мозга и зрительных буграх таламуса, где информация проходит дополнительную обработку. Окончательная обработка информации происходит в зрительных зонах затылочных долей обоих полушарий, там изображение снова переворачивается «с головы на ноги».

12. В чём причина таких нарушений зрения, как близорукость и дальнозоркость? Какие процессы корректируют линзами очков? Расскажите о профилактике этих заболеваний.

Близорукость – нарушение зрения, при котором изображение формируется перед сетчаткой. Близорукий человек четко видит только близко расположенные предметы. Дальнозоркость – нарушение зрения, при котором изображение формируется перед сетчаткой. Человек с такой патологией лучше видит предметы, расположенные на расстоянии. Причины таких патологий бывают врожденными и приобретенными. К врожденным относятся врожденные удлиненное (близорукость) или укороченное (дальнозоркость) глазное яблоко. К приобретенным относятся увеличение кривизны хрусталика или ослабление ресничной мышцы (близорукость); уплотнение хрусталика, приводящее к потере его эластичности и уменьшению кривизны (дальнозоркость, чаще встречается у стариков). Линзы очков создают дополнительное рассеивание света при дальнозоркости или больший угол преломления при близорукости.

Профилактика этих заболеваний состоит в соблюдении определенной гигиены зрения. К этому можно отнести занятия зрительной гимнастикой при утомлении глаз, чтение и письмо при достаточном освещении, так чтобы для правшей свет падал слева, а для левшей справа. Расстояния от глаза до предмета должно составлять 30-35 см; после каждых 30-40 мин работы за компьютером необходимо делать 10-15 мин перерывы, при просмотре телевизора расстояние до него должно быть не менее 2,5 -3 м и время просмотра не должно превышать 30-40 мин в день. В вечернее время при работе за компьютером или при просмотре телевизора необходимо включать освещение.

13. Почему говорят, что глаз смотрит, а мозг видит?

Глаз является только периферическим отделом зрительного анализатора, обработка же изображений происходит в коре больших полушарий. При травмах затылочной доли человек перестает видеть, то есть изображение формируется на сетчатке глаза, он как бы смотрит, но не распознает и не узнает предметы, он их не видит.

Согласно представлению И.П.Павлова (1909), любой анализатор имеет три отдела.

1. Периферический отдел анализатора представлен рецепторами. Его назначение -восприятие и первичный анализ изменений внешней и внутренней сред организма. Восприятие раздражителей в рецепторах происходит благодаря трансформации энергии раздражителя в нервную импульсацию, а также ее усиления за счет внутренней энергии метаболических процессов. Для рецепторов характерна специфичность, т.е. способность воспринимать определенный вид раздражителя (адекватные раздражители), которую они развили в процессе эволюции. Так, рецепторы зрительного анализатора приспособлены к восприятию света, а слуховые рецепторы - звука и др.

2. Проводниковый отдел анализатора включает афферентные (периферические) и промежуточные нейроны стволовых и подкорковых структур ЦНС. Он обеспечивает проведение возбуждения от рецепторов в кору большого мозга. В проводниковом отделе происходит частичная переработка информации, при этом важную роль играет взаимодействие возбуждений от различных рецепторных аппаратов, принадлежащих различным анализаторам.

Проведение возбуждения по проводниковому отделу осуществляется двумя афферентными путями. Специфический проекционный путь идет от рецептора по строго обозначенным специфическим путям с переключением на различных уровнях ЦНС (на уровне спинного и продолговатого мозга, в зрительных буграх и в соответствующей проекционной зоне коры большого мозга).

Неспецифический путь включает ретикулярную формацию. На уровне ствола мозга от специфического пути отходят коллатерали к клеткам ретикулярной формации, к которым могут конвергировать афферентные возбуждения, обеспечивая взаимодействие информации от различных анализаторов. При этом афферентные возбуждения теряют свои специфические свойства (сенсорную модальность) и изменяют возбудимость корковых нейронов.

Возбуждение проводится медленно через большое число синапсов. За счет коллатералей в процесс возбуждения включаются гипоталамус и другие отделы лимбической системы мозга, а также двигательные центры. Все это обеспечивает вегетативный, двигательный и эмоциональный компоненты сенсорных реакций.

3. Центральный, или корковый, отдел анализатора, согласно И.П.Павлову, состоит из двух частей: центральной части («ядра»), представленной специфическими нейронами, перерабатывающими афферентную импульсацию от рецепторов, и периферической части («рассеянных элементов») - нейронов, рассредоточенных по коре большого мозга. Корковые концы анализаторов называют также «сенсорными зонами», которые не являются строго ограниченными участками, так как они перекрывают друг друга.

Данные особенности строения центрального отдела обеспечивают взаимодействие различных анализаторов и процесс компенсации нарушенных функций. На уровне коркового отдела осуществляются высший анализ и синтез афферентных возбуждений, обеспечивающие формирование полного представления об окружающей среде.