§ 13. Строение сенсорных систем (анализаторов) и их значение

Определения и обозначения

Сенсорная система, или анализатор, — это совокупность рецепторов, проводящих путей и центральных отделов нервной системы, которые совместно воспринимают и обрабатывают раздражители. Она нужна, чтобы организм получал сведения об окружающей среде и о происходящем внутри тела. Поэтому анализатор — не только орган чувств: в его работу включены нервные пути и мозг.

Рецептор — чувствительная клетка или нервное окончание, которое воспринимает определённое раздражение и преобразует его в нервный импульс. Импульс — это сигнал, распространяющийся по нервным клеткам. Работа рецептора нужна, чтобы физическое воздействие, например свет или звук, стало сигналом, который может передаваться по нервной системе.

Проводящий путь — нервные волокна, по которым импульсы направляются от рецепторов к центральным отделам нервной системы. По пути сигнал может проходить через промежуточные нервные структуры. Это звено необходимо, потому что мозг должен получить сведения о раздражителе, чтобы обработать их.

Центральный отдел анализатора — участки центральной нервной системы, прежде всего коры больших полушарий, где поступившие сигналы анализируются. Мозг распознаёт особенности сигнала и связывает их с определённым ощущением. Благодаря этому нервный импульс становится для человека информацией, например о цвете, звуке или прикосновении.

Как это устроено

Для восприятия недостаточно, чтобы раздражитель просто подействовал на орган чувств: информация должна пройти все звенья анализатора. Рецептор принимает воздействие и преобразует его в импульс, проводящий путь доставляет импульс к мозгу, а центральный отдел обрабатывает сигнал. Если одно звено не работает, сообщение может не дойти или быть обработано неправильно. Поэтому ощущение зависит от согласованной работы всей системы.

Путь сигнала начинается с раздражителя, который действует на подходящий рецептор. Например, свет воспринимают рецепторы глаза, а звуковые колебания — рецепторы слуховой системы; рецепторы кожи реагируют на прикосновение и температуру. После преобразования воздействия в нервный импульс сигнал передаётся по проводящим путям в центральный отдел. Там он анализируется, и человек осознаёт ощущение.

Разные рецепторы специализируются на разных видах раздражителей, потому что сенсорным системам нужно различать неодинаковые воздействия. Зрительные рецепторы реагируют на свет, слуховые — на звуковые колебания, а кожные — на механические и температурные воздействия. Рецептор не создаёт готовую картину происходящего: он лишь преобразует свой тип раздражения в нервный сигнал. Смысл сигнала определяется при его дальнейшей обработке мозгом.

Периферический отдел, к которому относятся рецепторы, первым принимает воздействие и запускает сигнал. Проводящий отдел передаёт его, но не выполняет ту же работу, что центральный: анализ информации происходит в соответствующих участках мозга. Центральный отдел сопоставляет поступившие сигналы и формирует ощущение. Такое разделение позволяет отличать обнаружение раздражителя от понимания того, что именно воспринимает человек.

Сенсорные системы дают организму информацию об изменениях вокруг и помогают вовремя на них реагировать. Благодаря зрению можно заметить приближающийся предмет, а слух предупреждает о звуке; прикосновение к горячему предмету позволяет обнаружить опасное воздействие. Полученные сигналы помогают выбирать дальнейшее действие. Таким образом, анализаторы участвуют в ориентировке и приспособлении организма к условиям среды.

Звенья сенсорной системы

Пользуйтесь таблицей как схемой движения сигнала: сначала найдите, где он возникает, затем проследите его передачу и обработку. Пример в последнем столбце показывает, как каждое звено участвует в одной сенсорной системе. Разделение функций помогает не путать приём раздражения с его анализом.

Разбор задач

Задача 1. Ученик коснулся горячего предмета. Назовите, какое звено сенсорной системы первым воспринимает раздражение и куда затем передаётся сигнал.

1. Определяем вид воздействия: кожа соприкоснулась с горячим предметом, значит, действует температурное раздражение.
2. Ищем звено, которое непосредственно воспринимает воздействие. Это рецепторы кожи, то есть периферический отдел анализатора.
3. Рецепторы преобразуют воздействие в нервный импульс. Затем импульс передаётся по проводящим путям к центральному отделу нервной системы, где сигнал обрабатывается.

Ответ: раздражение первым воспринимают рецепторы кожи; затем нервный импульс направляется по проводящим путям в центральный отдел.

Задача 2. Человек слышит звонок, но не может определить, откуда он доносится. Объясните, какие звенья слуховой сенсорной системы участвуют в восприятии звука.

1. Сначала звуковые колебания воспринимают рецепторы слуховой системы. Это периферическое звено: оно принимает раздражитель и преобразует его в нервные импульсы.
2. Импульсы передаются по проводящим путям к центральным отделам. Значит, звук может быть услышан, если сигнал дошёл до мозга и был там обработан.
3. Чтобы определить направление, нужно не только принять звук, но и проанализировать поступившую информацию. Если человек слышит звонок, но не определяет источник, восприятие звука есть, а обработка признаков, нужных для определения направления, затруднена.

Ответ: в восприятии участвуют рецепторы, проводящие пути и центральный отдел; рецепторы принимают звук, пути передают сигнал, мозг его анализирует. Само наличие слухового ощущения ещё не означает, что человек точно определил местоположение источника.

Задача 3. Сравните путь сигнала при восприятии света и звука: укажите, что воспринимают рецепторы, как передаётся сигнал и где он анализируется.

1. Для света первым звеном служат рецепторы глаза, для звука — рецепторы слуховой системы. Они воспринимают разные раздражители, поэтому их нельзя поменять местами.
2. В обоих случаях рецепторы преобразуют воздействие в нервные импульсы. Импульсы передаются по соответствующим проводящим путям к центральным отделам.
3. В мозге информацию анализируют соответствующие участки коры больших полушарий. В результате возникают зрительное или слуховое ощущение.

Ответ: свет воспринимают рецепторы глаза, звук — слуховые рецепторы; затем нервные импульсы идут по проводящим путям к соответствующим участкам коры, где сигнал анализируется.

Типичные ошибки

Ошибка — считать анализатор только органом чувств. Так думают, потому что именно органы чувств заметны и непосредственно соприкасаются с раздражителями. Но без проводящего пути и центрального отдела сигнал не будет доставлен и обработан; проверьте себя, назвав все три звена сенсорной системы.

Ошибка — путать рецептор с нервным импульсом. Рецептор не является самим сигналом: он воспринимает раздражение и преобразует его в импульс. Путаница возникает из-за того, что эти процессы идут один за другим; для проверки разделите их: рецептор принимает воздействие, импульс передаёт сообщение.

Ошибка — думать, что ощущение возникает сразу в рецепторе. Рецептор обнаруживает раздражитель и запускает сигнал, но для появления ощущения импульс должен дойти до центрального отдела и быть там обработан. Это легко проверить, проследив весь путь от раздражителя до мозга, а не останавливаясь на работе органа чувств.

Ошибка — смешивать проводящий и центральный отделы. Проводящий путь передаёт импульсы, а центральный отдел анализирует поступившую информацию; похожесть этих звеньев в том, что оба связаны с нервной системой, может сбивать с толку. Проверка проста: спросите, передаёт ли звено сигнал или обрабатывает его.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу анализатора, нужно знать основные части нервной системы и роль нервных импульсов: именно по ним передаётся информация от рецептора к мозгу. Также полезно представлять расположение головного мозга и его коры, поскольку там находятся центральные отделы сенсорных систем. Эти знания помогают проследить путь сигнала без пропусков.

Тема связана с изучением органов чувств, потому что рецепторы входят в их состав и воспринимают определённые раздражители. Она также пригодится при разборе рефлексов и регуляции поведения: сведения от органов чувств помогают организму выбирать ответ на изменение условий. Так строение анализатора связывает восприятие с действиями человека.

Что запомнить

• Сенсорная система включает периферический, проводящий и центральный отделы.
• Рецепторы воспринимают раздражители и преобразуют их в нервные импульсы.
• Проводящие пути передают импульсы к центральному отделу.
• Центральный отдел анализирует поступившие сигналы.
• Ощущение возникает благодаря согласованной работе всех звеньев анализатора.
• Разные сенсорные системы воспринимают разные виды раздражителей.