§ 11. Общие принципы организации сенсорных систем

Определения и обозначения

Сенсорная система, или анализатор, — система, которая воспринимает раздражения, передаёт информацию в нервную систему и обеспечивает её анализ. Восприятие означает обнаружение воздействия рецепторами, передача — доставку сигнала по нервным путям, а анализ — обработку сведений мозгом. Все три этапа нужны, чтобы организм не просто получил сигнал, но и распознал его.

Рецептор — чувствительное образование, воспринимающее раздражение и преобразующее его в нервный импульс. Раздражителем может быть, например, свет, звук или вещество с определённым запахом. Рецептор нужен, чтобы перевести воздействие, которое организм может обнаружить, в сигнал, понятный нервной системе.

Проводниковый отдел — нервные пути, по которым импульсы от рецепторов поступают в центральную нервную систему. Он соединяет чувствительные образования с участками мозга, обрабатывающими сигналы. Благодаря этому мозг получает сведения о том, что произошло и где возникло воздействие.

Центральный отдел — участки головного мозга, где поступившая информация обрабатывается и возникает ощущение. Мозг сопоставляет сигнал с его источником и особенностями, например силой воздействия. Этот отдел нужен, чтобы сигнал стал осознанным ощущением, а не остался просто импульсом в нервных путях.

Как это устроено

Сенсорную систему рассматривают как единое целое, потому что её отделы выполняют последовательные части одной работы. Рецептор воспринимает воздействие и создаёт импульс, проводниковый отдел доставляет его, а центральный отдел разбирается в полученных сведениях. Если рассматривать только одно звено, полного восприятия не получится: сигнал должен пройти весь путь от раздражения до мозговой обработки.

Рецепторы воспринимают раздражители разной природы: одни реагируют на свет, другие — на звук, химические вещества или прикосновение. Это возможно благодаря специализации: чувствительное образование отвечает на определённые воздействия. При этом внешнее воздействие преобразуется в нервный импульс, потому что именно такой сигнал может передаваться по нервным путям и поступать в мозг.

От рецептора импульс движется по нервным путям к центральной нервной системе и соответствующему участку мозга. Путь нужен для связи места воздействия с центром, который обрабатывает такой тип информации. Повреждение любого звена нарушает передачу: исправный рецептор не поможет, если сигнал не проходит, а сохранные пути и мозговой центр не получат сведений без работающего рецептора.

Мозг анализирует поступивший сигнал и формирует ощущение, учитывая вид раздражителя и его силу. Вид сигнала помогает определить, что именно воспринимается, а сила связана с тем, насколько выраженным будет воздействие. Поэтому одинаковый по природе раздражитель может ощущаться слабым или сильным, а сигнал другого вида вызывает иное ощущение.

При длительном воздействии одного и того же раздражителя чувствительность может снижаться: рецепторы и система адаптируются к постоянному сигналу. Это помогает организму не уделять всё внимание неизменному воздействию. На восприятие также влияет взаимодействие сенсорных систем: сигналы разных видов могут изменять общую чувствительность и то, насколько заметным кажется раздражитель.

Отделы сенсорной системы и их функции

Чтобы разобраться в нарушении восприятия, найдите в таблице отдел, который отвечает за нужный этап: обнаружение, передачу или анализ. Затем сопоставьте его функцию с последствиями повреждения. Так можно объяснить, почему сохранность одного отдела не всегда компенсирует нарушение другого.

Разбор задач

Человек касается горячей чашки и ощущает тепло. Назовите последовательные этапы прохождения информации от воздействия до возникновения ощущения.

Нужно проследить путь сигнала от контакта с чашкой до осознанного ощущения. Само тепло — это воздействие на чувствительные образования кожи, а не нервный импульс. Далее информация должна попасть в мозговой центр, иначе ощущение не сформируется.

1. Горячая поверхность действует на рецепторы кожи.
2. Рецепторы воспринимают раздражение и преобразуют его в нервные импульсы.
3. Импульсы проходят по проводниковому отделу к центральной нервной системе.
4. Центральный отдел обрабатывает информацию, после чего человек ощущает тепло.

Ответ: этапы идут последовательно — воздействие на кожные рецепторы, возникновение нервных импульсов, проведение по нервным путям и обработка сигнала мозгом. Ощущение возникает в результате работы центрального отдела, а не непосредственно в коже. В этой цепочке каждый этап передаёт результат следующему.

У человека сохранена чувствительность кожи, но повреждены нервные пути от участка кожи к мозгу. Объясните, почему ощущение не возникает.

В условии сохранные рецепторы сочетаются с повреждением проводникового отдела. Это значит, что кожа способна воспринимать воздействие и создавать сигнал, но путь его передачи нарушен. Для объяснения важно не приравнивать способность рецептора реагировать к полноценному ощущению.

1. Раздражитель действует на рецепторы участка кожи.
2. Рецепторы преобразуют воздействие в нервные импульсы.
3. Из-за повреждения нервных путей импульсы не достигают соответствующего мозгового центра.
4. Центральный отдел не получает информацию, необходимую для формирования ощущения.

Ответ: ощущение не возникает, потому что повреждён проводниковый отдел и сигнал не поступает в мозг. Сохранная чувствительность кожи сама по себе не обеспечивает восприятие. Для него необходима работа всей системы, включая передачу импульсов.

После входа в помещение с сильным запахом человек через некоторое время замечает его слабее. Объясните явление и укажите, какие свойства сенсорной системы его обеспечивают.

Запах продолжает действовать, но его сила не меняется, а ощущение становится слабее. Следовательно, причина не обязательно в исчезновении раздражителя: меняется чувствительность к длительному сигналу. Для решения нужно связать наблюдение с адаптацией рецепторов и работой всей сенсорной системы.

1. Вещества с запахом воздействуют на рецепторы обоняния.
2. Рецепторы преобразуют воздействие в импульсы, которые поступают по нервным путям к мозгу.
3. При длительном воздействии чувствительность к постоянному раздражителю может снижаться.
4. В результате мозг получает менее заметный сигнал, и запах ощущается слабее.

Ответ: это проявление адаптации сенсорной системы к длительному раздражителю. Снижение чувствительности помогает организму меньше реагировать на постоянный сигнал. При этом обоняние не обязательно полностью выключается: человек может заметить запах снова, если его интенсивность изменится.

Типичные ошибки

Ошибка — считать рецептор и сенсорную систему одним и тем же. Так думают, потому что рецептор первым встречает раздражение и часто находится в органе чувств. Проверь себя: у системы должны быть не только рецепторы, но и пути передачи, и мозговые центры.

Ошибка — полагать, что ощущение возникает непосредственно в рецепторе. Путаница появляется потому, что рецептор реагирует первым и создаёт нервный импульс. Проверь себя вопросом: где сигнал анализируется? Если речь об ощущении, нужен центральный отдел.

Ошибка — смешивать раздражитель и нервный импульс. Их можно перепутать, потому что импульс появляется в ответ на раздражение. Проверь себя, проследив порядок: сначала воздействие действует на рецептор, затем рецептор преобразует его в сигнал для нервной системы.

Ошибка — считать, что повреждение одного отдела не повлияет на восприятие, если остальные сохранны. Такое предположение возникает, когда отделы рассматривают по отдельности, хотя они работают последовательно. Проверь себя: может ли сигнал пройти от воздействия до мозга без этого звена? Если нет, восприятие нарушится.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу сенсорных систем, нужно знать строение и функции нервной системы, а также устройство нейрона и передачу нервного импульса. Рецепторы входят в состав органов чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Поэтому понимание общей схемы помогает разбирать устройство каждого органа отдельно. Эти знания пригодятся при изучении рефлексов и того, как нервная система обрабатывает информацию.

Что запомнить

• Сенсорная система включает рецепторный, проводниковый и центральный отделы.
• Рецепторы воспринимают раздражители и преобразуют их в нервные импульсы.
• Проводниковый отдел передаёт импульсы к центральной нервной системе.
• Центральный отдел анализирует поступившую информацию.
• Нарушение работы любого отдела может привести к расстройству восприятия.
• Чувствительность сенсорной системы может изменяться при длительном воздействии раздражителя.