Психофизиология сенсорных процессов обоняние, зрение и вкус

Сенсорные процессы обоняние, зрение и вкус их психофизиология

Термин «сенсорная система» является синонимом понятия «анализатор». Пришел к нам из зарубежных работ по психофизиологии и психологии.

Сенсорная система это совокупность нервных структур, обеспечивающих мозг информацией об отношениях организма и внешней среды для использования моторной и мотивационной систем.

Понятие сенсорной организации впервые было предложено Б.Г. Ананьевым в 1950-е гг., оно раскрыто в книге «Психология чувственного познания»

Сенсорную систему подразделяется на аффективную и информационную.

Аффективная сенсорная система вызывает активацию преимущественно эмоций и потребностей.

Информационная сенсорная система позволяет осуществить более тонкую дифференцировку сигналов, т.е. носит сигнальный функцию.

У человека имеется способность воспринимать как аффективные, так и информационные сигналы.

Такая способность называется генерализацией сенсорных сигналов, т.е. способность абстрагировать какую-то общую черту ряда дифференцируемых раздражителей и реагировать только на нее.

Генерализация сенсорных сигналов предполагает множество взаимосвязей внутри сенсорной системы, а также значительную их пластичность, которая обеспечивается только на уровне коры головного мозга.

В целом в современной психофизиологии при изучении корковых процессов допускается два основных свойства сенсорной системы:

1. суммировать поступающие к нейрону сигналы;
2. сохранять следы предшествующей деятельности.

Эффекты суммации означают: линейную зависимость между частотой импульса и величиной тока; явление адаптации к продолжающейся стимуляции; усиление импульсной активности после предшествующего торможения.

Однако, линейная зависимость или эффект суммации подвергается последнее время существенному пересмотру.

Обнаружено, что в деятельности центральных нейронов имеется относительная рефрактерная фаза, которая длиться 30-40 мсек. При этом рефрактерность объясняется как простейший случай следовых изменений нейронной активности.

Более сложным частным случаем следовых процессов являются периодические колебания, регулярные колебания поляризации массы центральных нейронов в коре головного мозга.

Причем периодические колебания макропотенциалов и колебания потенциалов корковых нейронов не совпадают, т.е. не имеют линейной связи и зависимости.

Сенсорные проводящие нейроны от таламуса

заканчиваются в третьем звезчатом слое коры головного мозга.

Их аксоны образуют белое вещество, которое сильно выражено в сенсорных областях коры.

В зрительной коре белое вещество носит название «полоски Дженнари», а в других областях — «полоски Бэлларже».

Несмотря на существующее множество сложных форм классификации сенсорных систем в соответствии с их функциями, обычно их классифицируют по проводящим путям:

• кинестетические системы (двигательные);
• системы вкуса и обоняния;
• соматосенсорные системы — включая тактильную чувствительность — прикосновение, боль, температура (тепло, холод) зуд, вибрация и др;
• вестибулярная и слуховая системы; зрительная система.
• висцеральная (интерорецептивная система) — информация о том, что происходит внутри организма;

Следует различать основные специфические аспекты сенсорных систем: так называемый «локальный знак», т.е. местоположение стимула в пространстве или на коже; модальность или качество (интенсивность) этого стимула; время, т.е. интервал появления и исчезновения стимула.

Качество сигнала влияет на его интерпретацию.

Например, щекотание может вызвать смех или боль.

Все сенсорные системы по своей структурной организации аналогичны и имеют некоторые общие принципы: многослойность; многоканальность; наличие «сенсорных воронок»; дифференциация по вертикали и горизонтали.

Многослойность, т.е. наличие в каждой системе нескольких слоев нейронов: от рецепторных до моторных связей коры.

Многослойность обеспечивает специализацию, быстроту переработки и избирательность реагирования.

Многоканальность, т.е. множественность связей между слоями, что обеспечивает тонкость анализа и надежность передачи информации.

«Сенсорные воронки», т.е. разное количество нейронов на входах и выходах сенсорной информации в соседние слои.

Воронки могут быть суживающиеся (уменьшение избыточной информации) или расширяющиеся (обеспечивающие более глубокий анализ различных признаков сигналов).

Дифференциация сенсорной системы по вертикали, т.е. образование отделов, которые состоят из нескольких слоев.

Дифференциация сенсорной системы по горизонтали, т.е. различие свойств рецепторов, нейронов и связей между ними в пределах слоя.

Человек как приемник сенсорных сигналов имеет определенные особенности:

человек сложная адаптивная система, что означает динамичность и изменчивость его характеристик — памяти, мотивации, способности к научению, деятельность и др.; область адекватного отражения человека ограничена верхним и нижним рецепторными порогами; системная организация психических процессов накладывает ограничения на свойства психического отражения, т.е. это не линейная система; ответные реакции человека определяются не только входной информацией, но и особенностями внутренних регуляторных процессов, а также существующей социальной регулирующей системой.

Анализ сенсорных процессов начнем с обоняния.

Считается, что обоняние развилось у животных значительно раньше, чем зрение и слух. Чувствительность обонятельной системы значительно выше.

Не смотря на свою древность обонятельная система изучена наиболее слабо.

Первичные афферентные волокна обонятельной системы очень коротки и исключительно тонки.

У человека обонятельная область (эпителий) содержит около 30 млн рецепторов с каждой стороны. Каждый рецептор имеет много тонких волосков (реснички). Реснички находятся в слизи.

На слизистой находятся также окончания тройничного нерва, который тоже реагирует на запах.

Обонятельные клетки постоянно замещаются как и вкусовые. Обонятельные рецепторные клетки объединены в луковицы.

Молекулы веществ попадают на сенсорные клетки во время дыхания и из полости рта. При нормальном дыхании около 5 % воздуха проходит над эпителием.

Человек реагирует на определенное качество запаха.

Различают порог выявления и порог распознавания запаха. Одиночная сенсорная клетка реагирует на одну или несколько молекул пахучего вещества и множество различных пахучих веществ. Обонятельные рецепторы имеют перекрещивающийся профиль.

Обонятельные ощущения имеют ярко выраженную эмоциональную окраску поскольку те6сно связаны с лимбической системой мозга.

Запахи вызывают удовольствие или отвращение, влияя тем самым на общее состояние человека и прием пищи.

Могут быть и отклонения: аносмия — частичное нарушение обоняния; гипосмия — нарушение функций эпителия (грипп, опухоль, черепно-мозговая травма), когда порог ощущения значительно выше нормального; паросмия — неправильное восприятие запаха; какосмия (обонятельные галлюционации) — обонятельные ощущения в отсутствии пахучих веществ, наблюдается в основном при шизофрении.

В основе вкусовой чувствительности

также лежит химическая чувствительность к жидкостям и веществам. Вкус формировался эволюционно как механизм выбора пищи, полового поведения, избегания вредных условий.

Вкус относится к контактным видам чувствительности и обладает рефлекторными связями процессами поглощения (выбрасывания) и переваривания пищи, через секрецию слюны и желудочного сока.

Вкусовые рецепторы относятся к разряду хеморецепторов и классифицируются на четыре первичных вкуса — соленый, сладкий, горький и кислый. Имеют место и смешанные ощущения.

Первоначально считалось, что каждый вкус имеет свои, специфический рецепторные области. Так, корень языка чувствителен к горькому, кончик — к сладкому, боковые поверхности — к соленому и кислому.

В настоящее время эта концепция не подтверждается. Отмечается несколько особенностей вкусовой чувствительности.

Во-первых, в результате исследований доказано, что ощущение соленого вызывают катионы натрия и калия. Ион водорода вызывает ощущение кислого (соляная кислота и лимонная кислота).

Не существует единой химической структуры, ответственной за ощущение сладкого (преимущественно — сахароза, глюкоза, сахарин). Горькие вещества это алкалоиды (сульфат хинина и никотин). Однако это подтверждают не все исследователи. Можно сказать так, кислоты кислы, соли солоны, многие органические соединения обычно сладки или горьки.

Во-вторых, отмечается видовая вариабельность (избирательность) вкусовой чувствительности. Другими словами существуют значимые различия вкусовой чувствительности у человека и животного, птицы.

Например, птица и кошка индеферентны к сахару, а телята его любят.

В-третьих, доказана перекрещиваемость профилей реакций вкусовых рецепторов.

Вкусовые рецепторы расположены группами, которые называются «вкусовыми луковицами» или вкусовые почки. Луковица содержит 10-15 клеток. Клетки «живут» до 10 дней и постоянно обновляются. У нормального взрослого человека насчитывается около 10 тыс вкусовых луковиц ( у ребенка их больше; у курицы 24; у акулы 100 тыс).

Разница в реагировании афферентных вкусовых рецепторов обеспечивает информацию о вкусовом качестве, т.е. виде стимулирующей молекулы, а общий уровень возбуждения позволяет выяснить интенсивность стимула.

Качество и интенсивность стимула во многом зависит от эмоционального состояния человека, состояния его организма.

С возрастом способность к различению вкуса снижается.

Зрительная система дает мозгу более 90% сенсорной информации

Передача зрительной информации осуществляется следующим образом: проекция изображения на сетчатую оболочку глаза; возбуждение фоторецепторов (примерно 130 млн клеток: 6-7 млн колбочек и 110-125 млн палочек); передача информации на биполярные и ганглиозные клетки, аксоны которых являются волокнами зрительного нерва.

По волокнам зрительного нерва информация устремляется в конечный мозг.

Нервные импульсы встречаются у основания мозга, образуя зрительный перекрест (хиазму). Часть информации переходит на противоположную сторону, что обеспечивает каждое полушарие необходимой сенсорной информацией.

В затылочную долю правого полушария мозга поступает сенсорная информация от правых половин каждой сетчатки, а в левое полушарие — от левой половины.

После хиазмы по зрительному тракту сигналы поступают в подкорковый центр — латеральное коленчатое тело и затем в первичную проекционную область зрительной коры.

Зрительная кора осуществляет преобразование информации, выделение наиболее существенных компонентов, участвует в принятия решения об организации избирательного зрительного внимания и формировании зрительного образа.

Важно отметить психофизиологические характеристики оптического аппарата зрительной системы. Известно, что преломляющая сила любой оптической системы выражается в диоптриях (D). Одна диоптрия равна линзе с фокусным расстоянием 100 см. Преломляющая сила здорового глаза составляет 59 D при рассмотрении далеких предметов и 70,5 D при рассмотрении близких предметов.

Зрительная система наделена целым комплексом явлений или эффектов.

Эффект аккомодации связан с рефлексом изменения кривизны хрусталика и тем самым приспособлением глаза к ясному видению объектов, расположенных на разном расстоянии. Изменение кривизны хрусталика обеспечивается за счет сокращения гладкой мускулатуры глаза.

Явление рефракции связано с аномалией, которая обусловлена изменением длины глазного яблока.

В результате изменяется характер фокусировки изображения.

Если фокусирование происходит в стекловидном теле принято говорить о близорукости (вогнутая компенсация), а если фокусировка происходит за сетчаткой констатируется явление дальнозоркости (выпуклая компенсация).

Зрачковый рефлекс регулирует поток света, поступающий на сетчатку глаза путем расширения или сужения зрачка.

Данный рефлекс обеспечивает четкость и резкость изображения, а также устраняет сферическую аберрацию глаза. Аберрация — индивидуальное отклонение в строении или функции от нормы.

Аберрация глаза связана с искажением изображение на сетчатке.

Аберрация глаза сферическая — рассеивание лучей в сфокусированной оптической системе, обусловленное неодинаковой сходимостью лучей в центральной и периферической зонах линз.

Аберрация глаза бывает не только сферическая, но и дифракционная и хроматическая.

Зрачковый рефлекс имеет адаптационный характер.

Диаметр зрачка регулируется в зависимости от освещенности: яркий свет — 1,8 мм; средняя освещенность — 2,4 мм; темнота — до 7,5 мм.

В темноте качество изображения ухудшается, но увеличивается чувствительность.

У здоровых людей зрачковый рефлекс обоих глаз одинаков.

Если вызвать зрачковый рефлекс на одном глазу (например, осветить один глаз), то другой глаз проявит рефлекс также. Эта реакция называется содружественной.

Абсолютная чувствительность зрения (порог), т.е. минимальное количество квантов света равно примерно 8-47 квантов.

Зрительная адаптация подразделяется: световая — при переходе от темноты к свету и темновая — при переходе от света к темноте.