Модель анализатора.: Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать

Содержание
  1. 1. Учение и.П.Павлова об анализаторах. Общие принципы строения анализаторов, их классификация. Рецепторный отдел анализаторов. Классификация рецепторов, их
  2. Классификация боли
  3. 2. Зрительный анализатор. Строение глаза, оптические системы глаза. Рецепторный, проводниковый и корковый отделы зрительного анализатора
  4. Значение слухового анализатора в формировании психических процессов
  5. 3. Слуховой анализатор. Наружное, среднее, внутреннее ухо. Функции периферического, проводникового и центрального отделов
  6. Физиологические и клинико-психологические аспекты боли
  7. Изучение головного мозга. Сущность и структура сознания
  8. Вклад зрительной системы в познавательную деятельность мозга
  9. 20. Невербальная коммуникации: система, направления изучения, механизмы и точность определения значения
  10. 5. Обезболивающая система, ее структурно-функциональная характеристика, механизмы действия
  11. Математическая модель раскрывает секреты зрения
  12. Слой за слоем
  13. Зрительные петли
  14. Рой видений
  15. Модель зрительного анализатора
  16. Конспект урока Анализаторы, их строение и функции, зрительный анализатор
  17. Физиология рецепторов органов чувств

1. Учение и.П.Павлова об анализаторах. Общие принципы строения анализаторов, их классификация. Рецепторный отдел анализаторов. Классификация рецепторов, их

Модель анализатора.: Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать

Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать (анализировать) определенные воздействия, происходящие во внешней и внутренней среде, необходима особые системы — анализаторы. Учение об анализаторах принадлежит И.П. Павлову. Он считал, что анализатор — это система, состоящая из трех отделов, которые анатомически и функционально связаны между собой:

  • рецептор
  • проводниковый отдел (нерв)
  • центральный (корковый) отдел в головной мозге.

Рецептор — это периферическая часть анализатора, находится в составе органа чувств или других внутренних органов. Рецепторы воспринимают действующую на их энергию и преобразуют ее в энергию нервного импульса.

Проводниковый отдел образован определенным нервом, в составе которого находятся афферентные (чувствительные) нервные волокна. Центральный отдел находится в определенном участке коры больших полушарий, где происходит окончательный анализ воздействия, воспринятого рецепторами.

В организме человека выделяют следующие анализаторы: слуховой, зрительный, обонятельный, вкусовой, вестибулярный, скелетно-мышечный, соматический (кожный).

Классификация рецепторов

  1. в зависимости от способа взаимодействия рецептора с раздражителем:
  • контактные (рецепторы кожи и вкусовые);
  • дистантные (зрительные, слуховые, обонятельные);
  • по месту расположения в организме:
  • экстерорецепторы — внешние рецепторы в составе органов чувств;
  • интерорецепторы — в составе внутренних органов;
  • проприорецепторы — в скелетных мышцах, суставах и сухожилиях).
  • по характеру воспринимаемой энергии:
  • зрительные;
  • слуховые;
  • тактильные (прикосновение)
  • температурные
  • болевые
  • обонятельные
  • вкусовые
  • механорецепторы
  • фоторецепторы
  • хеморецепторы
  • терморецепторы
  1. по чувствительности к раздражителю
  • быстро адаптирующееся (тактильные)
  • медленно адаптирующееся (болевые)
  • не адаптирующееся (проприорецепторы)
  • низкопорогоые (механорецепторы)
  • высокопороговые
  1. по преобразоанию энергии внешних стимулов
  • первичночувствующие
  • вторичночувствующие

Свойства:

Классификация боли

… сильных болевых раздражениях порог возбудимости болевых рецепторов снижается. Это случается при воспалении, травме, особенно внутренних органов. Проводящий аппарат боли. Проводящие волокна. А …

причинами могут быть структурно-функциональные изменения, заболевания центральных и периферических отделов болевой чувствительности: травмы, дистрофические процессы, воспаление, опухоли, ишемия мозга, …

  • специфичность (избирательность) это способность воспринимать адекватный раздражитель
  • высокочувствительность — способность реагировать на малые по интенсивности параметры адекватного раздражителя
  • возможность регуляции чувствительности и ее диапазон
  • способность к адаптации на постоянно действующий одиночный стимул

-десенсибилизация- снижение возможностей рецептора

-сенсибилизация- повышение возможностей рецепторов

  • функциональная лабильность
  • способность к первичному анализу
  • кодирование информации

2. Зрительный анализатор. Строение глаза, оптические системы глаза. Рецепторный, проводниковый и корковый отделы зрительного анализатора

Зрительный анализатор представлен воспринимающим отделом — рецепторами сетчатой оболочки глаза, зрительными нервами, проводящей системой и соответствующими участками коры в затылочных долях мозга.

Строение глаза:

  1. глазное яблоко
  2. защитный аппарат (веки, ресницы, слюнные железы, конъюнктивы)
  3. аппарат движения (глазодвигательные мышцы)

Стенка глаза имеет 3 оболочки:

  1. фиброзная (наружная) склера переходящая в роговицу
  2. сосудистая (средняя) собственно сосудистая оболочка, радужка, ресничные тела
  3. сетчатка (полость глазного яблока, защищает стекловидное тело, впереди которого расположен хрусталик, между роговицей и хрусталиком имеется радужка)

Оптическая система глаза состоит из 4 преломляющих систем:

Значение слухового анализатора в формировании психических процессов

… речи происходит в единстве.   Нарушения слухового анализатора, особенно полное врожденное отсутствие слуха, крайне неблагоприятно … социальную природу.

Для осуществления полноценного общения необходима способность собеседников к обмену информацией. Основная роль в … в случае возникновения фурункула на передней стенке слухового прохода.

Кожа слухового прохода неоднородна на всем его протяжении. В …

  1. роговица
  2. водянистая жидкость передней камеры
  3. хрусталик
  4. стекловидное тело

Свет проходя через оптическую систему глаза преломляется и изображение на сетчатке перевернутое и уменьшенное- это процесс рефракции.

Фокусировка изображения предметов на сетчатке путем изменения кривизны хрусталика называется аккомодацией, с возрастом теряется эластичность хрусталика, это ведет к снижению аккомодации и развитию старческой дальнозоркости, которая конъюгируется двояковогнутыми линзами.

Обычный глаз шаровидной формы, это обеспечивает нормальную фокусировку далеких и близких предметов. Изменение ведет к аномалии рефракции:

  1. близорукость (миопия) проявляется в удалении оптической оси глаза, изображение перед сетчаткой
  2. дальнозоркость (гиперметропия) укорочение оси глаза, изображение за сетчаткой.
  3. Астигматизм при изменении формы роговицы и лучепреломления в различных направлениях.

Рецепторный принцип глаза представлен палочками и колбочками сетчатки глаза, 110−120 млн. палочек. К периферии число колбочек уменьшается, увеличивается число палочек.

Палочки воспринимают свет, обеспечивают черно- белое зрение, обеспечивают систему ночного зрения, колбочки воспринимают цвета, функционируют при ярком свете, образуют систему дневного видения.

Центральное зрение обеспечивает различные цвета и детали, а периферический позволяет быстро реагировать на изменение освещенности, движущейся цепи.

3. Слуховой анализатор. Наружное, среднее, внутреннее ухо. Функции периферического, проводникового и центрального отделов

Является 2 по значимости канал связи с внешней средой, который воспринимает и анализирует звуковые волны. Слуховой анализатор включает в себя ухо, нервы и слуховые центры расположенные в коре головного мозга. В ухе человека различают три части: наружное, среднее и внутреннее ухо.

Наружное ухо состоит из ушной раковины, переходящей в наружный слуховой проход. Наружный слуховой проход довольно широкий, но примерно в середине он значительно суживается. Наружный слуховой проход покрыт кожей, которая имеет волосы и сальные железы, называемые серными.

Ушная сера играет защитную роль. За слуховым проходом начинается среднее ухо, его наружной стенкой является барабанная перепонка. За ней располагается барабанная полость.

Внутри этой полости имеются три слуховые косточки — молоточек, наковальня и стремечко, связанные как бы в одну цепь. Барабанная полость не является замкнутой. Она сообщается с носоглоткой через слуховую трубку.

Внутрь от среднего уха располагается образование спиралевидной формы, напоминающее улитку (орган слуха) и полукружные канальцы с двумя мешочками (орган равновесия).

Физиологические и клинико-психологические аспекты боли

… мозга, включающей спиноталамические и спиноретикулярные пути, приводит к почти полной потере способности ощущать боль на противоположной стороне тела ниже уровня повреждения … конечность.

Отчетливо воспринимаются наиболее далекие подвижные отделы конечностей – палец, кисть, подошва, …

и слуховые раздражения (внезапный звук, яркий свет), эмоциональные расстройства вызывают усиление, обострение боли. …

Эти органы находятся в плотной кости, имеющей форму пирамиды (часть височной кости).

В улитке расположены слуховые клетки. Ушная раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка и слуховые косточки проводят звуковые волны к этим клеткам, вызывая их раздражение. Затем слуховое раздражение, преобразованное в нервное возбуждение, по слуховому нерву идет в кору головного мозга, где происходит высший анализ звуков — возникают слуховые ощущения.

Проводниковый отдел анализатора — ЦЕПЬ НЕЙРОНОВ, находящихся в разных слоях на каждом уровне ЦНС.

Афферентные (периферические) и промежуточные нейроны стволовых и подкорковых структур ЦНС

Обеспечивает: проведение возбуждения от рецепторов в кору большого мозга и частичную переработку информации.

Центральный отдел анализатора — это определенный участок коры головного мозга, где происходит анализ и синтез поступившей сенсорной информации и преобразование ее в специфическое ощущение (зрительное, обонятельное и т. д.).

Периферический отдел представлен рецепторами —чувствительными нервными окончаниями, обладающими избирательной чувствительностью только к определенному виду раздражителя.

Рецепторы входят в состав соответствующих органов чувств.

В сложных органах чувств (зрения, слуха, вкуса) кроме рецепторов есть и вспомогательные структуры, которые обеспечивают лучшее восприятие раздражителя, а также выполняют защитную, опорную и другие функции.

Изучение головного мозга. Сущность и структура сознания

… . Цели и задачи: • рассмотреть и изучить понятие головного мозга; • рассмотреть функцию и структуру сознания; • изучить понятие бессознательного; • провести сравнительную характеристику …

аналитическое, рациональное, последовательно действующее, более агрессивное, активное, ведущее, управляющее двигательной системой.

Правое – синтетическое, целостное, интуитивное; не может выразить себя в речи …

  1. Болевой анализатор, его отделы. Боль, понятие, виды. Вегетативные, соматические и эмоциональные проявления боли.

Болевой анализатор осуществляет формирование болевых ощущений (боли), сигнализирующих о действии на организм повреждающих факторов или кислородном голодании тканей.

Больэто неприятное ощущение, возникающее в результате действия сверхсильныхраздражителей, повреждения тканей и органов организма или их кислородного голодания.

Периферический отдел анализатора представлен рецепторами боли (ноцицепторами, от лат. посеге — разрушать).

Эти низковозбудимые рецепторы, реагирующие на разрушающие воздействия, являются механоноцицепторами или хемоноцицепторами. Боль может возникать как при повреждающих воздействиях на специальные рецепторы — ноцицепторы, так и при интенсивном воздействии на другие рецепторы организма.

Проводниковый отдел начинается, как обычно, дендритом афферентного нейрона, расположенного в чувствительных ганглиях соответствующих нервов. Его аксон поступает в

спинной мозг к вставочным нейронам заднего рога (второй нейрон) или в ствол мозга.

Проведение возбуждения в ЦНС осуществляется двумя путями: специфическим (лемнисковым — в составе спино-таламиче-ского тракта к специфическим ядрам таламуса -третий нейрон) и неспецифическим (экстралемнисковым), который по коллатералям идет к различным структурам ЦНС, в том числе и к неспецифическим ядрам таламуса и оттуда во все отделы коры большого мозга.

Корковый отдел для специфического пути локализуется в двух зонах. Первичная проекционная зона (CI) находится в области постцентральной извилины, вторичная проекционная зона (СИ) находится в глубине сильвиевой борозды.

Классификация боли

По локализации:

• соматическую поверхностную (в случае повреждения кожных покровов),

Вклад зрительной системы в познавательную деятельность мозга

… высшей нервной деятельности в целом.

Сложная иерархическая организация системы зрительной памяти базируется на интегративных механизмах, которые объединяют в функционально единый феномен работу …

полосатое тело в качестве весьма значимых вторичных осцилляторных образований головного мозга, разнонаправленр контролирующих циркадианную динамику различных форм поведения. Каждая из указанных …

• соматическую глубокую (при повреждении костно-мышечной системы),

• висцеральную (при повреждении внутренних органов).

По месту повреждения структур нервной системы:

• Боли, возникающие при повреждении периферических нервов, называют нейропатическими болями, а при повреждении структур ЦНС — центральными болями

При не совпадении боли с местом повреждения выделяют:

• проецируемую боль (например, при сдавлении спинномозговых корешков, боль проецируется в иннервируемые ими области тела).

• отраженную боль (возникает вследствие повреждения внутренних органов и локализуется в отдаленных поверхностных участках тела. Иными словами, по отношению к кожной поверхности боль отражается на соответствующем дерматоме, например в виде зон Захарьина-Геда.)

По временным характеристикам:

• Острая боль — это новая, недавняя боль, неразрывно связанная с вызвавшим ее повреждением и, как правило, является симптомом какого-либо заболевания. Такая боль исчезает при устранении повреждения.

• Хроническая боль часто приобретает статус самостоятельной болезни, продолжается длительный период времени даже после устранения причины, вызвавшей острую боль. Наиболее приемлемым сроком для оценки боли как хронической, считается ее продолжительность более 3 мес

Боль, с которой чаще всего сталкивается в своей практике поликлинический врач:

• головная боль (мигрень, пучковые или кластерные головные боли, хроническая пароксизмальная гемикрания и головные боли мышечного напряжения; вторичные или симптоматические — следствие перенесенной черепно-мозговой травмы, сосудистой патологии мозга, опухолей и т. д.).

• боль, связанная с воспалением элементов опорно-двигательного аппарата (суставные боли, дискогенные радикулиты, миофасциальные боли, миалгии)

20. Невербальная коммуникации: система, направления изучения, механизмы и точность определения значения

… языковом отношении наиболее употребительные жесто­вые фразеологизмы. Механизмы определения содержания невербального сообщения 1. Категоризация. …

Самопрезентация коммуникатора Побуждение коммуникатора к действию Кодирование Система Р.Бердвистла Первая известная попытка создать алфавит …

чем реципиент; Подготовленность сообщения – коммуникатор делает боль­ше жестов, связанных со смыслом сообщения, если …

• абдоминальные боли

• лицевые боли

• боль при травме (ушибы, вывихи)

• боль при повреждениях кожи (ссадины, ожоги)

• зубная боль и боль после стоматологических вмешательств

• боль при стенокардии

• менструальная боль

• боль у онкологических больных

Вегетативный криз. В типичных случаях симптомы возникают внезапно и достигают своего пика в течение 10 — 20 минут.

У больного могут возникать следующие симптомы: сильное сердцебиение, потливость, озноб или дрожь в теле, затруднение дыхания, боль или дискомфорт в левой половине грудной клетки, головокружение, общая слабость, страх, чувство внутреннего напряжения, может повышаться артериальное давление до высоких цифр, резкая головная боль, онемение и покалывания, шум в ушах, шум в голове и др. Приступ длится. как правило, не более 1,5 часов и заканчивается нередко учащенным и обильным мочеиспусканием. Характерна повторяемость приступов и выраженная тревога ожидания следующего приступа. В межприступном периоде пациента беспокоят различной степени выраженности проявления вегетативной дистонии, нарушения ночного сна.

5. Обезболивающая система, ее структурно-функциональная характеристика, механизмы действия

Структурно-функциональная характеристика.

Антиноцицептивная система выполняет функцию «ограничителя» болевого возбуждения. Эта функция заключается в контроле за активностью ноцицептивных систем и предотвращении их перевозбуждения. Проявляется ограничительная функция в увеличении тормозного влияния антиноцицептивной системы в ответ на нарастающий по силе ноцицептивный стимул.

Однако это ограничение имеет предел и при сверхсильных болевых воздействиях на организм, когда антиноцицептивная система не в состоянии выполнить функцию ограничителя, может развиваться болевой шок.

Кроме того, при снижении тормозных влияний антиноцицептивной системы перевозбуждение ноцицептивной системы может приводить к возникновению спонтанных психогенных болей, часто проецирующихся в нормально функционирующие

органы (сердце, зубы и др.).

Следует учесть, что активность антиноцицептивной системы имеет генетическую обусловленность. Антиноцицептивная система представляет собой совокупность структур, расположенных на разных уровнях ЦНС, имеющих собственные нейрохимические механизмы.

Первый уровень представлен комплексом структур среднего, продолговатого и спинного мозга, к которым относятся серое околоводопроводное вещество, ядра шва и ретикулярной формации, а также желатинозная

субстанция спинного мозга. Возбуждение этих структур по нисходящим путям оказывает тормозное влияние на «ворота боли» спинного мозга, угнетая тем самым восходящий ноцицептивный поток. Структуры, реализующие данное торможение, в настоящее время объединяют в морфофункциональную

«систему нисходящего тормозного контроля», медиаторами которой являются серотонин, а также опиоиды.

Второй уровень представлен в основном гипоталамусом, который: 1) оказывает нисходящее

тормозное влияние на ноцицептивные нейроны спинного мозга; 2) активирует «систему нисходящего тормозного контроля», т. е. первый уровень антиноцицептивной системы; 3) тормозит таламические ноцицептивные нейроны. Гипоталамус опосредует свое действие через адренергический и опиоидный нейрохимические механизмы.

Третьим уровнем является кора большого мозга, а именно II соматосенсорная зона. Этому уровню отводится ведущая роль в формировании активности других структур антиноцицептивной системы и адекватных реакций на повреждающие факторы.

Механизмы деятельности антиноцицептивной системы. При изучении нейрохимических механизмов действия эндогенной антиноцицептивной системы были описаны так называемые опиатные рецепторы, посредством которых организм воспринимает морфин и другие опиоиды.

Они были обнаружены во многих тканях организма, но главным образом — на разных уровнях переключения афферентной импульсации по всей ЦНС. В настоящее время известно четыре типа опиатных рецепторов: мю-, дельта-, каппа- и сигма.

В организме вырабатываются собственные эндогенные опиоидные вещества в виде олигопептидов, получивших название эндорфинов (эндоморфинов), энкефалинов и динорфинов.

Эти вещества связываются с опиатными рецепторами и приводят к возникновению пре- и постсинаптического торможения в ноцицептивной системе, следствием чего являются состояния аналгезии или гипалгезии.

Такая гетерогенность опиатных рецепторов и соответственно избирательная к ним чувствительность (аффинитет) опиоидных пептидов отражает различные механизмы болей разного происхождения.

В механизме регуляции болевой чувствительности участвуют и неопиоидные пептиды— нейротензин, ангиотензин II, кальцитонин, бомбезин, холецистокинин, которые также оказывают тормозной эффект на проведение ноцицептивной импульсации. Эти вещества образуются в различных областях ЦНС и имеют соответствующие рецепторы на «станциях переключения» ноцицептивной импульсации. Их аналитический эффект зависит от генеза болевого раздражения. Так, нейротензин блокирует висцеральную боль, а холецистокинин оказывает сильное анальгетическое действие при боли, вызванной термическим раздражителем. Кроме пептидов эндогенной антиноцицептивной природы, установлены и непептидные вещества, участвующие в купировании определенных видов боли, например серотонин, катехоламины.

Возможно, что существуют и другие нейрохимические вещества антиноцицептивной эндогенной системы организма, которые предстоит открыть. В деятельности антиноцицептивной системы различают несколько механизмов, отличающихся друг от друга по длительности действия и по нейрохимической природе медиаторов.

Срочный механизм активируется непосредственно действием болевых стимулов и реализуется с участием структур нисходящего тормозного контроля. Этот механизм осуществляется через активацию серотонин- и опиоидергических нейронов, входящих в состав серого околоводопроводного вещества и ядер шва, а также адренергических нейронов ретикулярной формации.

Благодаря срочному механизму обеспечивается функция ограничения афферентного ноцицептивного потока на уровне нейронов задних рогов спинного мозга и каудальных отделов ядер тригеминального комплекса. За счет срочного механизма реализуется конкурентная аналгезия, т. е.

подавление болевой реакции на стимул в том случае, когда одновременно действует другой, более сильный стимул на другую рецептивную зону.

Короткодействующий механизм активируется при кратковременном действии на организм ноцицептивных факторов. Центр этого механизма локализуется в гипоталамусе, преимущественно в вентромедиальном ядре. По нейрохимической природе этот механизм адренергический.

Он вовлекает в активный процесс систему нисходящего тормозного контроля (I уровень антиноцицептивной системы) с его серотонин- и опиоидергическими нейронами. Данный механизм выполняет функцию ограничения восходящего ноцицептивного потока как на уровне спинного мозга, так и на супраспинальном уровне.

Этот механизм включается также при сочетании действия ноцицептивного и стрессогенного факторов и так же, как срочный механизм, не имеет периода последействия.

Длительно действующий механизм активируется

при длительном действии на организм ноцигенных факторов. Центром его являются латеральное и супраоптическое ядра гипоталамуса. По нейрохимической природе этот механизм опиоидный.

При этом вовлекаются системы нисходящего тормозного контроля, поскольку между этими структурами и гипоталамусом имеются хорошо выраженные двусторонние связи.

Длительно действующий механизм имеет хорошо выраженный эффект

последействия. Функции этого механизма заключаются в ограничении восходящего ноцицептивного потока на всех уровнях ноцицептивной системы и регуляции активности системы нисходящего тормозного контроля. Данный механизм обеспечивает также выделение ноцицептивной афферентации из общего потока афферентных возбуждений, их оценку и эмоциональную окраску.

Тонический механизм поддерживает постоянную активность антиноцицептивной системы. Центры расположены в орбитальной и фронтальной областях коры большого мозга, а также в гипоталамусе.

Основными нейрохимическими механизмами являются опиоидные и пептидергические.

Его функция заключается в постоянном тормозном влиянии на активность ноцицептивной системы на всех уровнях ЦНС даже в отсутствие ноцицептивных воздействий.

Если вы автор этого текста и считаете, что нарушаются ваши авторские права или не желаете чтобы текст публиковался на сайте ForPsy.ru, отправьте ссылку на статью и запрос на удаление:

Отправить запрос

Источник: https://forpsy.ru/works/uchenie-i-p-pavlova-ob-analizatorah-obschie-printsipyi-stroeniya-analizatorov-ih-klassifikatsiya-retseptornyiy-otdel-analizatorov-klassifikatsiya-retseptorov-ih/

Математическая модель раскрывает секреты зрения

Модель анализатора.: Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать

Великая загадка человеческого зрения состоит в следующем: мы воспринимаем насыщенное изображение окружающего нас мира, при том, что зрительная система нашего мозга получает крайне мало информации о нём.

Большую часть того, что мы «видим», на самом деле мы представляем в своей голове.

«Многое из того, что, как вам кажется, вы видите, вы на самом деле придумываете, — сказала Лай-Санг Янг, математик из Нью-Йоркского университета.

– Реально вы их не видите».

Однако мозг, судя по всему, неплохо справляется с задачей изобретения зрительного мира, поскольку мы обычно не сталкиваемся с дверями. К сожалению, изучение одной лишь анатомии не показывает нам, как именно мозг создаёт эти изображения – не более, чем пристальное разглядывание двигателя автомобиля позволит вам раскрыть законы термодинамики.
Новое исследование говорит о том, что ключ к пониманию лежит в математике. В последние несколько лет Янг работала в неожиданном партнёрстве с коллегами из университета Робертом Шэпли, нейробиологом, и Логан Чарикер, математиком. Они создавали единую математическую модель, объединяющую результаты многолетних биологических экспериментов, и объясняющую, как мозг выдаёт сложные визуальные репродукции мира на основе скудной зрительной информации. «Задача теоретика, как я её вижу, состоит в том, что мы берём различные факты и сводим их в непротиворечивую картинку, — сказала Янг. – Экспериментаторы не скажут вам, как что-то работает». Янг с коллегами строили модель, включая в неё по одному базовому элементу зрения за раз. Они объяснили, как взаимодействуют нейроны зрительной коры, распознавая объекты и изменения контраста, а теперь они работают над объяснением того, как мозг воспринимает направление, в котором движутся объекты. Их работа единственная в своём роде. Предыдущие попытки моделировать человеческое зрение выдавали желаемое за действительное, описывая архитектуру зрительной коры. Работа Янг, Шепли и Чарикер признаёт сложную, неинтуитивную биологию зрительной коры, и пытается объяснить, каким образом всё-таки возникает феномен зрения.

«Думаю, их модель улучшает те результаты, которые реально основаны на настоящей анатомии мозга. Им нужна биологически корректная или допустимая модель», — сказала Алессандра Анжелуччи, нейробиолог из университета в Юте.

Слой за слоем

В некоторых связанных со зрением вопросах мы уверены. Глаз работает как линза. Он принимает свет из внешнего мира и проецирует копию наблюдаемого поля зрения в мелком масштабе на сетчатку, находящуюся на задней поверхности глаза. Сетчатка соединяется со зрительной корой, частью мозга, расположенной в задней части головы.

Однако связь между сетчаткой и зрительной корой очень слабая. На каждый участок поля зрения размером примерно с четверть площади полной луны в небе приходится порядка 10 нервных клеток, связывающих сетчатку и зрительную кору.

Они составляют латеральное коленчатое тело, ЛКТ, единственный путь, по которому зрительная информация проходит из внешнего мира в мозг. Клеток ЛКТ не просто мало – они почти ни на что не способны.

Клетки ЛКТ отправляют импульс в зрительную кору, обнаруживая изменение от тьмы к свету, или наоборот, в своей крохотной части зрительного поля. И всё. Подсвеченный мир бомбардирует сетчатку данными, но у мозга для работы есть лишь какие-то жалкие сигналы от крохотной коллекции клеток ЛКТ.

Попытка увидеть мир на основе такой скудной информации похожа на попытку воссоздания «Моби Дика» на основе каракуль на салфетке. «Вы можете представлять, что мозг делает фотографию того, что вы наблюдаете в поле зрения, — сказала Янг.

– Однако мозг не делает фотографий, их делает сетчатка, и информация, переданная от сетчатки к зрительной коре, скудна». А затем начинает работать зрительная кора. Хотя кору и сетчатку соединяют относительно немного нейронов, сама кора представляет собой плотное скопление нервных клеток.

На каждые 10 ЛКТ-нейронов, идущих от сетчатки, приходится 4000 нейронов только в первом, «входном слое» зрительной коры – и ещё больше в следующих. Такое расхождение говорит о том, что мозг активно обрабатывает тот небольшой объём зрительных данных, что он получает. «У зрительной коры есть собственный разум», — сказал Шепли. Для таких исследователей, как Янг, Шепли и Чарикер, вызов состоит в расшифровке происходящего в этом разуме.

Зрительные петли

Нервная анатомия зрения провокационна. Она похожа на маленького человечка, поднимающего огромный вес, и требует объяснения – как ей удаётся сделать так много, пользуясь столь малым? Янг, Шепли и Чарикер не первые учёные, пытающиеся найти ответ на этот вопрос с использованием математической модели.

Но все предыдущие предполагали, что между сетчаткой и корой передаётся больше информации – такое предположение облегчало бы попытку объяснить реакцию зрительной коры на стимуляцию. «Люди не принимали всерьёз то, что следовало из биологии в рамках вычислительной модели», — сказал Шепли.

У математиков есть долгая история успеха моделирования переменных явлений, от движущихся бильярдных шаров до эволюции пространства-времени. Это примеры «динамических систем» – эволюционирующих со временем по зафиксированным правилам.

Взаимодействия нейронов, активирующихся в мозге, также являются примером динамической системы – пусть и достаточно тонкой, такой, на которую непросто навесить определённый набор правил. Клетки ЛКТ отправляют коре последовательность электрических импульсов напряжённостью в 1/10 вольта и длительностью в 1 мс, что запускает каскад нейронных взаимодействий.

Янг сказала, что правила, управляющие этими взаимодействиями, «бесконечно сложнее» правил, управляющих более знакомыми нам физическими системами.
Лай-Санг Янг и Роберт Шепли Отдельные нейроны получают сигналы одновременно от сотен других нейронов. Некоторые из этих сигналов поощряют активацию нейронов. Другие подавляют.

При получении электрических импульсов от этих возбуждающих и подавляющих нейронов на мембране рассматриваемого нейрона наблюдается флуктуация напряжения. И активируется он только, когда это напряжение («потенциал мембраны») превышает определённый порог. И практически невозможно предсказать, когда это произойдёт.

«Если наблюдать за потенциалом мембраны одного нейрона, то он будет резко скакать вверх и вниз, — сказала Янг. – Совершенно невозможно предсказать, когда именно он активируется». При этом реальная ситуация ещё более сложная. Помните эти сотни нейронов, соединённые с одним нашим? Каждый из них получает сигналы от сотен других нейронов.

Зрительная кора – это мешанина взаимодействующих обратных связей, соединённых с обратными связями. «Проблема со всем этим в том, что у нас есть слишком много движущихся частей. Это-то и усложняет дело», — сказал Шепли. В ранних моделях зрительной коры эта особенность игнорировалась.

Предполагалось, что информация идёт в одну сторону – от передней части глаза к сетчатке, потом в кору, пока наконец, — вуаля! – на том конце не появится изображение, наподобие гаджета, возникающего на конвейерной ленте.

Эти модели «прямого распространения» было легче создавать, однако они игнорировали следствия анатомии коры – из которых следовало, что петли обратной связи играют большую роль в происходящем. «С петлями обратной связи очень сложно работать, потому что информация всё время возвращается и изменяет состояние, возвращается и влияет на тебя, — сказала Янг. – С этим не имеет дела практически ни одна модель, но такое происходит по всему мозгу».

В своей первоначальной работе 2016 года Янг, Шепли и Чарикер решили попытаться отнестись к этим петлям обратной связи всерьёз. Петли обратной связи их модели привели к появлению чего-то вроде эффекта бабочки: небольшие изменения в сигнале ЛКТ усиливались при прохождении сигнала через одну петлю за другой, в процессе т.н. «рекуррентного возбуждения», что приводило к большим изменениям в визуальной репрезентации, которую модель в итоге формировала.

Янг, Шепли и Чарикер показали, что их модель, богатая обратной связью, смогла воспроизвести ориентацию граней объектов – горизонтальную, вертикальную, и все остальные – на основе небольших изменений в слабых входящих сигналах от ЛКТ. «Они показали, что можно создавать все ориентации в зрительном мире с использованием лишь небольшого количества нейронов, связанных с другими нейронами», — сказала Анжелуччи. Но зрение – это гораздо больше, чем просто обнаружение граней, и работа 2016 года стала лишь началом. Следующей трудностью было включить дополнительные элементы зрения в модель, не потеряв тот единственный, с которым они уже разобрались. «Если модель что-то делает правильно, она должна суметь делать несколько разных вещей, — сказала Янг. – Ваш мозг продолжает оставаться неизменным, однако он способен на разные вещи в разных условиях».

Рой видений

В лабораторных экспериментах исследователи представляли приматам простейшие визуальные стимулы – чёрно-белые узоры, в которых менялся контраст или направление, в котором они появлялись в поле зрения.

При помощи электродов, подсоединённых к зрительной коре приматов, исследователи отслеживали нервные импульсы, зарождающиеся в ответ на стимулы. Хорошая модель должна воспроизводить подобные импульсы в ответ на сходные стимулы.

«Нам известно, что если мы покажем примату данную картинку, то он отреагирует так-то, — сказала Янг. – На основе этой информации мы пытаемся проанализировать, что происходит у него внутри».

В 2018 году трое исследователей опубликовали вторую работу, в которой показали, что та же модель, что способна распознавать грани, может также воспроизводить общую картину активности импульсов коры, известную, как гамма-ритм (она похожа на последовательно зажигающий свои фонарики рой светлячков).

Сейчас специалисты изучают их третью работу, где объясняется, как зрительная кора воспринимает изменения контраста. В объяснении упоминается механизм, при помощи которого возбуждающие нейроны усиливают активность друг друга, что-то вроде роста возбуждения толпы на танцах. Такого рода процессы необходимы для того, чтобы зрительная кора могла создавать полноценные изображения на основе скудных входных данных. Пока что Янг, Шепли и Чарикер работают над добавлением в модель чувствительности к направлению – что объяснит, как зрительная кора воссоздаёт направление движения объектов по полю зрения. После этого они примутся за объяснение того, как зрительная кора распознаёт временные последовательности в визуальных стимулах. К примеру, они хотят разобраться в том, почему мы воспринимаем вспышки мигающего светофора, но при этом не видим отдельных кадров при просмотре кинофильма. После этого у них на руках будет простая модель активности, происходящей всего в одном из шести слоёв зрительной коры – в слое, в котором мозг грубо очерчивает базовые контуры зрительного впечатления. Их работа не относится к пяти остальным слоям, где проходит более сложная зрительная обработка. Также там ничего не говорится о том, как зрительная кора распознаёт цвета, что происходит по совершенно другому, более сложному нервному пути. «Думаю, им ещё многое предстоит сделать, но я не отрицаю, что они постарались на славу, — сказала Анжелуччи. – Это сложная работа и она требует времени». Хотя их модели ещё далеко до раскрытия всей тайны зрения, это шаг в верном направлении – это первая модель, пытающаяся расшифровать зрение биологически правдоподобным способом.

«Люди изображали деятельность в этом направлении уже очень давно, — сказал Джонатан Виктор, нейробиолог из Корнельского университета. – То, что эти учёные смогли продемонстрировать это на примере своей модели, соответствующей биологии – это настоящий триумф».

Источник: https://habr.com/post/465759/

Модель зрительного анализатора

Модель анализатора.: Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать
— 1) математическое описание процессов приема и преобразования информации в зрительном органе (модель математическая); 2) физическое устройство, воспроизводящее обработку сигналов аналогично обработке, происходящей в биологическом анализаторе (физ. модель).

Зрительный биологический анализатор включает в себя рецепторный аппарат и ряд последовательных структур нервных клеток, связанных между собой нервными волокнами. Нервные клетки зрительного анализатора организованы в некоторые структурно-функциональные ансамбли — рецептивные поля.

Рецептивные поля клеток нервных узлов сетчатки, а также нервные клетки подкорковой структуры — наружного коленчатого тела (НКТ) и коры мозга делят на три класса: реагирующие на включение света, реагирующие на выключение света и реагирующие на включение и выключение света.

Установлено, что рецептивные поля сетчатки способны также обнаруживать границу выпуклой темной области, изменение освещенности, меняющуюся или движущуюся контрастную поверхность. Рецептивные поля подкорковой структуры НКТ производят дальнейшую обработку информации, связанную в основном с выделением некоторых обобщенных признаков зрительного образа.

Рецептивные поля коры организованы более сложно, чем поля сетчатки и НКТ. В зрительной коре есть простые, сложные и сверхсложные рецептивные поля, отвечающие за различение формы, яркости и цвета зрительного образа, а также за формирование класса образов при обучении.

Достаточно полных матем. моделей, охватывающих одновременно переработку информации рецепторным аппаратом, подкорковыми и корковыми структурами зрительного анализатора, в настоящее время не существует.

Среди работ, посвященных моделированию зрения, можно выделить несколько групп: а) модели воздействия светового сигнала на чувствительные элементы зрительных органов; б) модели движения глаза при перемещении объекта; в) модели инерции и иррадиации зрения; г) модели ощущения цвета; д) модели выделения признаков и обобщения признаков в зрительный образ. Осн.

свойство зрительного анализатора, которое необходимо учитывать при построении моделей рецепторного аппарата, — наличие для зрительной системы минимума пороговой энергии раздражающего стимула. Зрительное восприятие дискретно во времени. В наиболее явном виде инерция и иррадиация зрения проявляются, напр.

, в слиянии частых световых мельканий и слиянии достаточно густо расположенных полос разной яркости. Построена матем. модель инерции и иррадиации зрения на основании аналогии между зрением и тепловыми явлениями. Эти свойства зрения описываются дифф. ур-нием 2-го порядка в частных производных.

В основе моделирования движения глаза при восприятии движущихся объектов лежит представление зрительного анализатора в виде следящей системы. Свойства зрительного анализатора могут быть выяснены при помощи анализа рефлекторных движений глаза, вызванных смещением точки фиксации.

Этот анализ позволяет предположить, что фиксация осуществляется не одиночным элементом сетчатки, а «зоной нечувствительности», все точки которой равноценны для поддержания фиксации. Ряд моделей (физ. и матем.) строится в предположениискачкообразности движения глаза за мишенью. Такая модель представляет собой импульсную следящую систему.

Есть модели, способные описывать непрерывные и дискретные движения глаза.

Основой моделирования цветового зрения являются гипотезы о природе ощущения цвета. Согласно трехкомпопентной теории цветного зрения светочувствительные элементы — палочки — не различают цвета, реагируя только на яркость, а цветовое зрение обеспечивают колбочки.

Другая модель цветового зрения основывается на предположении о существовании в сетчатке только двух приемников света: колбочек и палочек. Предполагается, что колбочки и палочки отличаются лишь тем, что имеют различные спектральные характеристики. Сигнал от колбочек идет по одному каналу, а от палочек — по другому.

Цветовое зрение возникает в процессе одновременной передачи сигналов по обоим каналам и восприятия этих сигналов корковыми структурами мозга.

Известны попытки матем. описания некоторых процессов, происходящих в рецептивных полях сетчатки глаза, в детерминированном и стохастическом представлениях.

Появились работы, авторы которых пытаются рассматривать процессы, происходящие при зрении, опираясь на информации теорию. Построены модели осн. операций в зрительной системе и рассмотрены с общих теоретико-информационных позиций многочисленные явления физиологич.

оптики и психологии зрения. Подробно изучаются нейронные сети, связанные с работой зрительного анализатора.

Теоретические исследования в области выделения признаков, обобщения и распознавания образов, как правило, не преследуют цели непосредственного моделирования процессов в зрительном анализаторе. Тем не менее, разрабатываемые алгоритмы распознавания отражают многие свойства зрительного анализатора. Лит.:

Д. Б. Котова, Л. Л. Петров.

Источник: http://scask.ru/f_book_kiber2.php?id=40

Конспект урока Анализаторы, их строение и функции, зрительный анализатор

Модель анализатора.: Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать

Кудрявцева Елена Николаевна

учитель биологии

МБОУ Краснокоммунарская СОШ

Биология 8 класс

УМК Сонин Н.И., Сапин М.Р. Биология. Человек. 8 класс. Учебник. – М.: Дрофа, 2011. Сонин Н.И., Агафонова И.Б. Рабочая тетрадь к учебнику Н.И. Сонина, М.Р. Сапина. Биология. Человек. 8 класс.-М.:Дрофа,2016.

уровень базовый


ЗРИТЕЛЬНЫЙ анализатор

1 час

Место и роль урока в изучаемой теме: 8 урок темы «Координация и регуляция»

Цели: определить, что такое анализатор; особенности строения анализатора на примере зрительного; строение и функции глаза, его частей; особенности восприятия глазами окружающего мира; гигиена зрения. Формировать умения: выделять главное, сравнивать; самостоятельно работать с учебником.

Задачи урока:

разобрать с учащимися особенности анатомии, физиологии анализаторов с особенностями гигиены зрения

развивать умения ставить цели, выделять главное, определять место анализаторов в структуре анатомии человека, овладеть гигиеническими приемами анализаторов (гигиена зрения, слуха и речевой деятельности)

воспитывать самостоятельность мышления и умение работать в группе бережного отношения к своему здоровью

Планируемые результаты:

Личностные: принимать и осваивать роль ученика; устанавливать связь между целью деятельности и её мотивом.

Регулятивные: организовывать учебную деятельность и совместную деятельность с учителем и сверстниками; определять и формулировать цель учебной деятельности; выдвигать гипотезы при решении учебных задач и понимать необходимость их проверки; отличать верное выполнение задания от неверного; осуществлять самоконтроль; давать оценку деятельности на уроке.

Познавательные: ориентироваться в учебнике; определять границы знаний, незнаний; проводить анализ учебного материала; делать выводы в результате совместной деятельности.

Коммуникативные: внимательно слушать и понимать речь других; оформлять свои мысли в устной форме;

Обучающиеся будут знать что такое анализатор; особенности строения анализатора на примере зрительного; строение и функции глаза, его частей; особенности восприятия глазами окружающего мира; гигиена зрения.

Техническое обеспечение урока: таблица «Зрительный анализатор»; разборная модель глаза. Компьютер, проектор.

Дополнительное методическое и дидактическое обеспечение урока:

Литература:

  1. Н.И. Сонин, М.Р. Сапин Биология Человек 8 класс: учебник для общеобразовательных учреждений, М.: Дрофа, 2012

  2. Биология 8 класс. Поурочные планы по учебнику Н.И. Сонина, М.Р. Сапина/авт.-сост. Т.В. Козачек, 2006

Ресурсы сети Интернет:

  1. http://www.medicinform.net/human/fisiology7_7

  2. http://www.medicinform.net/human/anatomy/anatomi1_2.htm

  3. http;//www.nsportal.ru

  4. www.zavuch.info

  5. www.mirBiologii.ru

  6. http;//uchportal.ru

Ход урока

Приветствие . Вопросы организации работы на уроке. Цель и задачи урока.

II. Проверка знаний (фронтальный опрос).

– У каких животных впервые появляются полушария большого мозга?

(Полушария большого мозга впервые появляются у земноводных, но кора полушарий большого мозга у них отсутствует.)

– Дайте характеристику полушарий большого мозга человека.

(Два полушария большого мозга соединены мозолистым телом. Каждое из полушарий образовано серым и белым веществом. Серое вещество образует кору и подкорковые ядра. Белое вещество образует проводящие пути, которые связывают все участки коры и кору с другими отделами нервной системы.)

– Какие доли выделяют в каждом полушарии?

(Лобную, теменную, затылочную, височную.)

– Какие функции выполняют указанные участки коры?

(Затылочная доля – зрительная зона; височная доля – слуховая и обонятельная зоны; теменная доля – зоны осязания и движения; лобная доля – речь, поведение и чувства.)

– Одинаковы ли функции, выполняемые правым и левым полушариями?

(Левое отвечает за устную и письменную речь, абстрактное мышление; правое – образное мышление, музыкальное и художественное творчество.)

Заслушивание сообщений на тему: «Жизнь и деятельность И. М. Сеченова».

IV. Изучение нового материала.

  1. Записи в тетради: число и тема урока

– Как человек ориентируется в мире звуков, красок, запахов?

– Как называются эти органы в организме человека?

– Назовите все известные вам органы чувств человека?

– К какой системе следует отнести органы чувств или анализаторы?

– Итак, что же такое анализатор?

С момента рождения нас окружает удивительный мир, полный звуков, красок, запахов. Все это мы воспринимаем при помощи особых образований организма – органов чувств: слуха, зрения, обоняния, осязания. Как же они устроены?

Первыми воспринимают воздействие окружающей среды рецепторы – специализированные нервные клетки, реагирующие на определенные раздражители. Рецепторы располагаются в наших органах чувств. (Вывесить на доске табличку «Рецептор»). Причем, рецепторы кожи раздражаются прикосновением, рецепторы органа слуха – звуками, рецепторы органов зрения – светом.

Возникающие в рецепторах нервные импульсы по чувствительным нейронам передаются в определенную зону коры больших полушарий переднего мозга. Здесь возникают наши ощущения и представления о данном воздействии на организм.

Работа в тетради, записи !

устройство анализатора:

Рецепторы →Чувствительные нейроны → Зоны коры головного мозга

Периферический отдел Проводниковый отдел Центральный отдел

Вот эта сложная система, обеспечивающая анализ любых раздражений, называется анализатором. Любой анализатор состоит из трех основных частей: рецептора, чувствительного нейрона, определенной зоны коры больших полушарий головного мозга. Все анализаторы взаимодействуют друг с другом, поэтому мы все время получаем полную информацию об окружающем нас мире.

Еще Платон говорил, что «из всех органов Боги прежде всего устроили светоносные глаза». Факт остается фактом: до 90% информации об окружающем нас мире мы получаем именно благодаря глазам. Они же, по подсчетам известного русского физиолога Сеченова, дают человеку до 1000 ощущений в минуту.

Мы просыпаемся утром и видим лица своих родных, выходим на улицу – видим солнце или тучи, зеленые верхушки деревьев, лужи или снег под ногами. Приходим в школу и видим своих друзей, учителей, знакомых. «Это надо видеть!» – восклицаем мы, когда что-то сильно поразило наше воображение.

«Посмотри мне в глаза!» – просим мы друг друга, потому что знаем, что только в них можно прочесть самые затаенные чувства: доброжелательность, гнев, любовь, ненависть.

– Так как же устроены наши глаза?

слайды презентации

Орган зрения состоит из глазного яблока и вспомогательного аппарата.

– Что относится к вспомогательному аппарату?

– Какие функции он выполняет?

– Какое строение имеет глазное яблоко?

Природа позаботилась о безопасности глаз: спрятала их в углубления черепа и снабдила веками, которые закрываются, когда глазам грозят ветер, пыль, удар или другие неприятности. Защищают глаза и слезы.

Они увлажняют глаза, вымывают из них пылинки, соринки и другие инородные тела, которые туда все же иногда попадают. В слезной жидкости есть даже вещество, которое убивает микробы. Движение глаз обеспечивают мышцы, которые соединяют их с костями черепа.

Как правило, мышцы обоих глаз сокращаются одновременно, поэтому глаза одновременно моргают и поворачиваются.

Дело в том, что глаз способен воспринимать лучи света, отражаемые предметами. Луч света проходит через тонкую прозрачную оболочку – роговицу, позади которой находится радужная оболочка, или радужка (именно она делает глаза голубыми, серыми, карими).

После этого свет попадает в отверстие, находящееся посредине радужки – зрачок. Особые мышцы радужной оболочки сокращаясь и расслабляясь, могут делать зрачок то меньше, то больше. Так регулируется количество света, попадающего в глаз.

Чем темнее вокруг, тем шире зрачок и тем больше он пропускает лучей и наоборот, чем светлее, тем уже, меньше зрачок и меньше проходящий через него пучок лучей. На полное расширение зрачка уходит до 5 минут, а вот на сужение всего 5 секунд.

Связано это с тем, что темнота ничем не угрожает чувствительным клеткам глаза, а вот яркий свет ослепляет, поэтому глаз защищает себя.

Пройдя через зрачок, луч попадает в темное прозрачное тельце – хрусталик. Это природная линза, которая с помощью специальной мышцы может уплощаться или наоборот становиться более выпуклой. Благодаря этому лучи света, отражающиеся от предметов, на которые смотрит человек, собираются (фокусируются) в одном месте на внутренней стороне глаза – сетчатке.

Работа в тетради, записи !

Глаз

Белочная оболочка Сосудистая оболочка Сетчатка

Роговица Радужная палочки и колбочки

Работа с учебником и словариком ! Детальное строение оболочек глаза изучите по учебнику и ответьте на вопросы:

☻ Что такое роговица? Прозрачная видимая часть белочной оболочки глаза

☻ Что такое радужка? Цветная видимая часть сосудистой оболочки глаза

☻ От чего зависит цвет радужки? цвет её зависит от меланина – пигмента, которым она наполнена

☻ что такое хрусталик? Двояковыпуклая линза, способная менять свою кривизну

☻ что такое стекловидное тело? Камера глаза, заполненная стекловидным веществом

☻ что такое оптическая система глаза? Все прозрачные части глаза, по ним проходит световые лучи: роговица, зрачок, передняя и задняя камеры глаза, хрусталик, стекловидное тело

☻ что такое палочки и колбочки? Рецепторы сетчатки, палочки воспринимают свет, колбочки – цвет

☻ что такое слепое и желтые пятна на сетчатке глаза? Слепое пятно – место на сетчатке, где нет рецепторов поэтому не видим изображение, желтое пятно – место на сетчатке, где находятся только колбочки , изображение видим особенно четко

Работа в тетради, записи !

Рецепторы глаза

Палочки Колбочки

Возбуждаются быстро но слабым светом Возбуждаются медленно но ярким светом

Не воспринимают цвет Воспринимают цвет и его оттенки

Расположены равномерно расположены группами

Много в 10-ки раз больше колбочек немногочисленны

У Максимилиана Волошина есть очень точные строки:

Все видеть, все понять, все знать, все пережить,

Все формы, все цвета вобрать в себя глазами,

Пройти по всей земле горящими ступнями,

Все воспринять и снова воплотить.

А теперь представьте себе, что всего этого нет. Вернее, оно есть, существует, но вне нас, мы не можем этого увидеть… Это страшно! Не случайно, почти у всех народов есть пословицы о значимости зрения. Например, русская: «Свой глаз лучше родного брата», осетинская: «Лучше много видеть, чем много жить», или турецкая: «Вкус пищи узнают солью, вкус жизни – глазами».

В наше время, когда человек так много информации воспринимает при помощи глаз, мы уже смирились с неизбежностью потери зрения в той или иной степени. Мы вряд ли позвоним по телефону другу, чтобы поинтересоваться: «Ну, как там твои глаза?» Насчет горла, сердца, печени спросим, а вот о глазах – нет. И все таки, какие основные нарушения зрения бывают?

Дальнозоркость в этом случае изображение близко расположенных предметов расплывается. Происходит это с возрастом, когда хрусталик теряет эластичность, способность менять свою кривизну.

Лучи меньше необходимого преломляются на нем и изображение предмета возникает не на сетчатке, а за ней. Исправляется этот дефект двояковыпуклыми линзами (на доске таблица со схемами дальнозоркости, ее исправления).

Близорукостьчасто возникает у детей школьного возраста после длительного напряжения глаз, человек в этом случае плохо видит удаленные предметы.

При близорукости из-за излишней кривизны хрусталика изображение предмета возникает не на сетчатке, а перед ней и воспринимается как расплывчатое. Этот дефект зрения исправляется при помощи двояковогнутых линз.

Слезы выделяются из специальных желез расположенных в наружных уголках глаз, а удаляются из глаз по небольшим протокам в носовую полость. Несмотря на то, что глаза способны сами себя защищать, с ними случаются всякие беды, если о них плохо заботиться.

Так у детей часто возникает воспаление слизистой оболочки глаза – конъюнктивы. Микробы в глаза обычно заносятся грязными руками или общим полотенцем, бывают даже случаи, когда конъюнктивитом (так называется это заболевание) заражаются сразу многие дети.

У них краснеет слизистая оболочка век, глаза наполняются слезами, в уголках глаз скапливаются гнойные выделения. Больных изолируют и лечат специальными глазными каплями. Таким же путем в глаз может быть занесена инфекция, вызывающая гнойное воспаление края век (ячмень).

Этой болезнью чаще всего болеют дети с ослабленным здоровьем. Выдавливать ячмень ни в коем случае нельзя, так как в кровь можно занести опасную инфекцию. Здесь требуется специальное лечение под наблюдением врача.

Кто бывал в кабинете глазного врача, тот помнит, как проверяется острота зрения – по таблице с буквами разной величины. Таким образом устанавливаются дефекты зрения.

Глаукома. ГЛАУКОМА (от греч. glaukoma — синеватое помутнение хрусталика глаза), заболевание глаз, характеризующееся повышением внутриглазного давления.

Признаки: временное затуманивание зрения, видение радужных кругов вокруг источников света, приступы резких головных болей, после которых наступает понижение зрения.

При отсутствии лечения ведет к слепоте. Лечение лекарственное или хирургическое.

Астигматизм – невозможность схождения всех лучей в одной точке

Аккомодация – способность глаза приспосабливаться к четкому видению предметов, находящихся на различных расстояниях от него.

Рефракция – преломляющее свойство глаза ( хрусталика) , обеспечивающее появление изображения на сетчатке

«Береги, как зеницу ока!» – так говорят о самом дорогом. А око наше мы бережем часто даже не сознанием, а подсознанием. Вспыхивает молния – и мы первым делом закрываем глаза, при нервном потрясении сразу зажмуриваемся, в опасной ситуации прежде всего защищаем их.

мозговой штурм! Давайте попробуем составить правила, которые помогут нам сохранить зрение.

1. Для нормального формирования зрения и его сохранения необходимо читать, писать, мастерить в хорошо освещенном помещении, используя индивидуальные светильники с лампами в 60 ватт, закрытыми абажурами, защищающими глаза от прямого попадания лучей света. При письме лампу надо ставить так, чтобы тень от руки не закрывала написанное.

2. Нельзя читать в транспорте, лежа, располагать текст ближе или дальше 30-35 см от глаз.

3. Несоблюдение этих правил приводит к перенапряжению мышц радужки, хрусталика, глазодвигательных мышц – глаза переутомляются. Важен для глаз и цвет окружающей обстановки.

Так, например, красный цвет увеличивает нагрузку на мышцы глаз. Рабочее место должно быть окрашено в спокойные (желто-зеленые) тона.

Это способствует понижению внутриглазного давления, обостряет зрение и повышает работоспособность.

4. Из-за нехватки в пище витамина “А” ухудшается чувствительность глаз к свету и развивается “куриная слепота”: человек начинает плохо видеть в сумерки.

5. То же бывает и при употреблении спиртных напитков. Алкоголь попадает в кровь, разрушает находящийся там витамин “А”. Следовательно, если хочешь сохранить зрение, не привыкай к горячительным напиткам.

6. Очень важно чаще бывать на свежем воздухе, особенно детям, живущим в северных районах. Полезно даже смотреть на солнце, когда оно всходит или заходит, то есть когда лучи не ослепляют, это значительно улучшает зрение.

7. В то же время очень вредно смотреть на слишком яркий слепящий свет (например, на электросварку или яркое солнце), это приводит к гибели чувствительных клеток глаз и резкому ухудшению зрения.

8. И еще: надо оберегать глаза от ударов. Ушибы не только вызывают кровоизлияние, но и способствуют возникновению многих опасных заболеваний глаз, последствием чего может стать слепота.

Лабораторная работа №4

Изучение изменения размера зрачка.

Цель: изучить особенности строения, выполняемые функции зрительного анализатора.

Оборудование: таблица «Зрительный анализатор».

Ход работы:

1.Рассмотрите таблицу «Зрительный анализатор», рисунки учебника. Заполните таблицу:

2. Наблюдайте опыт «Изучение изменения размера зрачка». Ответить на вопрос: как изменяется размер зрачка в зависимости от освещённости?

3. Сделайте вывод.

  1. Домашнее задание: стр. 76 – 82, термины, упр. 62,64,65 на стр. 45-46, вопр. 1 – 9 стр. 83

Валеологический самоанализ

  1. Какое у тебя зрение? Оцени остроту своего зрения, используя для этого данные медицинского осмотра:________________________________________

  2. Подумай, почему зрение у тебя именно такое: _______________________________________________________

  3. Как ты заботишься о своих глазах? Все ли ты делаешь, чтобы сохранить (улучшить) свое зрение? Подумай, на что надо обратить особое внимание. Отметь эти пункты.

 Оберегать глаза от попадания в них вирусов и другой инфекции

 Оберегать глаза от попадания в них инородных тел

 Чаще бывать на свежем воздухе

 Употреблять в пищу достаточное количество растительных продуктов (морковь, зеленый лук, петрушку, помидоры, перец сл.)

 Делать гимнастику для глаз.

 Укреплять глаза, глядя на восходящее и заходящее солнце

 Оберегать глаза от ударов

 Улучшить освещение своего рабочего места

 Изменить цветовой фон своего рабочего места

 Перестать читать в транспорте

 Перестать читать лежа

 Сократить просмотр телепередач до 2 часов в день

 Заниматься на компьютере не более 45 минут за один сеанс

 Не употреблять спиртных напитков.

Урок № 18 Для подготовки к ГИА:

    1. Чем отличается близорукий глаз и дальнозоркий от нормального?

    2. Как им можно помочь?

    3. Что такое диоптрий?

    4. О чем говорят такие симптомы: глаза слезятся, возникает резь, болит голова?

    5. Что может привести к нарушению зрения?

    6. Что нужно соблюдать, чтобы не развилась близорукость?

    7. Что такое катаракта?

    8. Что приводит к катаракте?

    9. Каковы способы лечения катаракты?

Источник: https://infourok.ru/konspekt-uroka-analizatori-ih-stroenie-i-funkcii-zritelniy-analizator-2177433.html

Физиология рецепторов органов чувств

Модель анализатора.: Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать

Министерство  образования  и  науки  Удмуртской  Республики

Институт повышения квалификации и переподготовки

работников образования Удмуртской  Республики

Реферат на тему:

«Физиология рецепторов

органов чувств»

Выполнил 

         студент группы:

      В.Е. Ложкина

Проверил 

      кандидат 

биологических                          

      наук, доцент:

     С.А. Есаков

Ижевск,2012

Введение:

         Для того, чтобы организм мог воспринимать и распознавать (анализировать) определенные воздействия, происходящие во внешней и внутренней среде, необходима особые системы – анализаторы. Учение об анализаторах принадлежит И.П. Павлову. Он считал, что анализатор – это система, состоящая из трех отделов, которые анатомически и функционально связаны между собой:

– рецептор

– проводниковый отдел (нерв)

– центральный (корковый) отдел в головной мозге.

    1.   В физиологии термин «рецептор» применяется  в двух значениях:

           Во-первых, это сенсорные рецепторы – специфические клетки, настроенные на восприятие  различных раздражителей внешней и внутренней среды организма и обладающие высокой чувствительностью к адекватному раздражителю. Сенсорные рецепторы воспринимают раздражители внешней и внутренней среды организма путем преобразования энергии раздражения в рецепторный потенциал, который преобразуется в нервные импульсы.

           Во-вторых, это эффекторные рецепторы (циторецепторы), представляющие собой белковые структуры клеточных мембран, цитоплазмы и ядра, способные связывать активные химические соединения и запускать ответные реакции на эти соединения.

           В данной работе мною будут рассмотрены только сенсорные рецепторы, как сложные образования, специализированные нервные клетки, которые воспринимают стимулы и кодируют их в биотоки.

Рецептор – это периферическая часть анализатора, находится в составе органа чувств или других внутренних органов. Рецепторы воспринимают действующую на их энергию и преобразуют ее в энергию нервного импульса.

Проводниковый отдел образован определенным нервом, в составе которого находятся афферентные (чувствительные) нервные волокна.

Центральный отдел находится в определенном участке коры больших полушарий, где происходит окончательный анализ воздействия, воспринятого рецепторами.

      1. Наиболее понятная и удобная классификация рецепторов исходит из различной модальности воспринимаемых ими раздражителей. В соответствии с этим разнообразием все рецепторы живых организмов можно разбить на пятьгрупп.
  1. Механорецепторы приспособлены к восприятию механической энергии раздражающего стимула.  Механорецепторы возбуждаются при механической их деформации. Они расположены в коже, сосудах, внутренних органах, опорно-двигательном аппарате, слуховой и вестибулярной системах.
  2. Терморецепторы воспринимают температурные раздражения, они подразделяются на тепловые и холодовые рецепторы и находятся в коже, сосудах, внутренних органах, гипоталамусе, среднем, продолговатом и спинном мозге.
  3. Хеморецепторы чувствительны к действию химических изменений. Они воспринимают химические изменения внешней и внутренней среды организма. К ним относятся вкусовые и обонятельные рецепторы, а также рецепторы, реагирующие на изменение состава крови, лимфы. Такие рецепторы есть в слизистой оболочке носа и языка, гипоталамусе и продолговатом мозге.
  4. Фоторецепторы  в сетчатке глаза воспринимают световую энергию..
  5. Болевые (ноцицептивные) рецепторы воспринимают болевые раздражения. Раздражителями этих рецепторов являются механические, термические и химические факторы. Болевые стимулы воспринимаются рецепторами, которые находятся в коже, мышцах, внутренних органах, дентине, сосудах.
      1. С психофизиологической точки зрения все рецепторы можно подразделить в соответствии с органами чувств и формируемыми ощущениями на зрительные, слуховые, вкусовые, обонятельные и тактильные.
      2. По расположению в организме рецепторы делят на внешние (экстеро) и внутренние (и.нтерорецепторы). Экстерорецепторы принимают раздражения из внешней среды, (рецепторы органов слуха, зрения, обоняния, вкуса, осязания), интерорецепторы, реагируют на раздражения из внутренних органон, и проприорецепторы, воспринимающие раздражения из двигательного аппарата (мышц, сухожилий, суставных сумок).
      3. По внутреннему строению рецепторы бывают как простейшими, состоящими из одной клетки, так и высокоорганизованными, состоящими из большого количества клеток, входящих в состав специализированного органа чувств.
      4. В зависимости от строения рецепторов их подразделяют на первичные, , которые являются специализированными окончаниями чувствительного нейрона, и вторичные, или, представляющие собой клетки эпителиального происхождения, способные к образованию рецепторного потенциала в ответ на действие адекватного стимула . Первичные рецепторы могут сами генерировать потенциалы действия в ответ на раздражение адекватным стимулом, если величина их рецепторного потенциала достигнет пороговой величины. К ним относятся обонятельные рецепторы, большинство рецепторов кожи, терморецепторы, болевые рецепторы и большинство рецепторов внутренних органов. Вторичныеувствующие рецепторы отвечают на действие раздражителя лишь возникновением рецепторного потенциала, от величины которого зависит количество выделяемого этими клетками медиатора. С его помощью вторичные рецепторы действуют на нервные окончания чувствительных нейронов, генерирующих потенциалы действия в зависимости от количества медиатора, выделившегося из вторичных рецепторов. Вторичные рецепторы представлены вкусовыми, слуховыми и вестибулярными.
      5. По скорости адаптации рецепторы делят на 3 группы: быстро адаптирующиеся (фазные), медленно адаптирующиеся (тонические) и смешанные, адаптирующиеся со средней скоростью.

3.1. Основное физиологическое значение рецепторов состоит в обеспечении поступления в ЦНС информации о состоянии внешней и внутренней среды, что создает условия для осуществления  нервной системой взаимодействия организма и среды. Этому способствует одно из свойств рецепторов – высокая возбудимость.

Например, для возбуждения фоторецептора сетчатки достаточно одного кванта света, а для обонятельного рецептора – одной молекулы пахучего вещества. Однако следует отметить, что возбудимость различных рецепторов неодинакова . Низкую возбудимость имеют, например, болевые рецепторы, эволюционно приспособленные к ответу на действие чрезвычайных по силе раздражителей.

Еще одним свойством рецепторов является их модальность  – избирательная чувствительность к адекватным раздражителям. Большинство рецепторов настроено на восприятие одного вида раздражителя — света, звука и т. п. Так, слуховые рецепторы приспособлены к восприятию звука, зрительные — света.

Это объясняется тем, что оценка раздражителей по объективным признакам — силе, частоте, длительности действия, концентрации, кислотности и т. п. — является обязательным условием для их последующей обработки; только при точном их измерении по всем параметрам становится возможным их сравнение, выявление сходства или различий. Раздражители делятся на адекватные и неадекватные.

Адекватность или неадекватность раздражителя определяется не собственными его качествами, а специфичностью рецепторного аппарата. Для зрительного рецептора адекватным раздражителем является свет. В то же время свет — неадекватный раздражитель для слухового или тактильного рецептора.

Для получения эффекта возбуждения в рецепторе требуется минимальная сила адекватного раздражителя (для глаза несколько квантов света). Сила неадекватного раздражителя, способная вызвать специфический эффект возбуждения, должна быть в десятки и сотни тысяч раз больше. Например, ощущение света («искры из глаз») может вызвать и механический раздражитель.

Но он должен превышать силу адекватного раздражителя в миллионы раз. Другим свойством рецепторов является очень низкая величина порогов для адекватных раздражителей. Например, в зрительной сенсорной системе возбуждение фоторецепторов может возникнуть при действии световой энергии, которая необходима для нагревания 1 мл воды на 1 гр. по С в течение 60000 лет.

Возбуждение рецепторов может возникать и при действии неадекватных раздражителей (например, ощущение света в зрительной системе при механических и электрических раздражениях). Однако в этом случае пороги возбуждения оказываются значительно более высокими. Различают абсолютные и разностные (дифференциальные) пороги.

Абсолютные пороги измеряются минимально ощущаемой величиной раздражителя. Дифференциальные пороги представляют собой минимальную разницу между двумя интенсивностями раздражителя, которая еще воспринимается организмом (различия в цветовых оттенках, яркости света, степени напряжения мышц, суставных углах и пр.). Еще одним из свойств рецептором можно назвать их адаптацию.

В его основе лежат весьма сложные процессы, протекающие в рецепторах и в центральных отделах нервной системы. Субъективно адаптация проявляется по отношению к воздействию постоянного раздражителя. Например, войдя в прокуренное помещение, человек через несколько минут перестает ощущать столь резкий вначале запах табака. Точно так же мы не замечаем непрерывного давления на кожу привычной одежды или яркого света, который вначале нас ослепляет.

4. Кодирование информации

Амплитуда и длительность отдельных нервных импульсов (потенциалов действия), поступающих от рецепторов к центрам, при разных раздражениях остаются постоянными.

Однако рецепторы передают в нервные центры адекватную информацию не только о характере, но и о силе действующего раздражителя.

Информация об изменениях интенсивности раздражителя кодируется (преобразуется в форму нервного импульсного кода) двумя способами:1) изменением частоты импульсов, идущих по каждому из нервных волокон от рецепторов к нервным центрам, и 2) изменением числа и распределения импульсов — их количества в пачке, интервалов между пачками, продолжительности отдельных пачек импульсов, числа одновременно возбужденных рецепторов и соответствующих нервных волокон (разнообразная пространственно-временная картина этой импульсации, богатая информацией, называется паттерном).

Заключение

Рецепторам принадлежит важнейшая роль в получении организмом информации о внешней и внутренней средах. Благодаря их большому разнообразию в организме животные и человек способны воспринимать стимулы разных модальностей.

Процесс передачи сенсорного сообщения сопровождается многократным преобразованием и перекодированием и завершается общим анализом и синтезом (опознаванием образа). После этого происходит выбор или разработка программы ответной реакции- организма.

Без информации, поступающей в мозг, не могут осуществляться простые и сложные рефлекторные акты вплоть до психической деятельности человека.

Литература

1. Батуев А.С. Куликов Г.А. Введение в физиологию сенсорных систем. – М.: ПЕДАГОГИКА, 1983.

2. Биология: Справочное пособие для старшеклассников и поступающих в вузы. – М.: АСТ-ПРЕСС, 2001

3. Кадель В.Л. Физиология органов чувств. – М.: Высш. шк.,1975.

4. Физиология человека /Под.ред  Г.И.  Косицкого.- М.:Медицина, 1985.

5. Физиология человека /Под редакцией В.М. Смирнова.- М.:Медицина, 2002.

6. http://www.medkursor.ru

7. http://liceum.secna.ru

8. http://sportzal.com

9. Всемирная сеть Интернет (Wikipedia).

Введение.

    1. Понятие «рецептора».
    2. Классификации рецепторов.
    3. Свойства рецепторов.
    4. Заключение.

Источник: https://www.referat911.ru/Anatomiya/fiziologiya-receptorov-organov-chuvstv/116208-1978960-place1.html

Medic-studio
Добавить комментарий