Анализаторы: строение и функции сенсорных систем

NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Анализаторы
Анализатор (сенсорная система) — это специализированная часть нервной
системы, которая отвечает за восприятие информации из внешней и внутренней
среды, а также за формирование ответной реакции на раздражение. У человека выделяют несколько основных анализаторов: зрительный, слуховой,
вестибулярный, обонятельный, вкусовой и кожно-мышечный. Каждый анализатор состоит из трех отделов. Тут важно понять, что все они
построены по одному принципу – так гораздо легче запоминать.
Периферический отдел (рецептор)
Рецепторы отвечают за восприятие информации из окружающей среды
или внутренних органов.
Они преобразуют энергию раздражителя (свет, звук, давление,
химические вещества и т.д.) в нервный импульс.
Примеры рецепторов: фоторецепторы сетчатки глаза, слуховые
рецепторы в ухе, вкусовые рецепторы на языке.
1
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Проводниковый отдел (нерв)
Состоит из нервных волокон, которые передают нервный импульс от
рецепторов в центральную нервную систему.
Этот отдел обеспечивает быструю и точную передачу информации в кору
головного мозга.
Пример: слуховой нерв, передающий сигналы от уха к мозгу.
Центральный отдел (кора головного мозга)
В коре больших полушарий происходит анализ поступившей информации.
Здесь формируются ощущения (зрительные, слуховые, тактильные и др.) и ответная реакция организма.
Пример: при восприятии света в зрительной коре формируется
изображение.
Зрительный анализатор
Зрительный анализатор — это сложная система, отвечающая за восприятие и обработку зрительной информации. Он состоит из трех основных отделов:
Периферический отдел — рецепторы глаза , которые воспринимают
световые раздражения и преобразует их в нервные импульсы.
Проводниковый отдел — зрительный нерв, передающий нервные
импульсы от глаза в головной мозг.
Центральный отдел — затылочная доля больших полушарий, где
происходит обработка зрительной информации и формирование
зрительного образа.
2
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Функции зрительного анализатора
Опознавание цвета, формы и размеры
объектов.
Ориентация в пространстве.
Реакция на изменения в окружающей
среде (например, движение).
Строение глаза
Глаз состоит из глазного яблока и
вспомогательного аппарата, который обеспечивает
его защиту и функционирование.
Вспомогательный аппарат глаза
З ащитный аппарат:
Брови, ресницы и веки защищают глаз от внешних воздействий:
Брови и ресницы отводят пот, стекающий со лба, предотвращая его
попадание в глаза.
Брови, ресницы и веки защищают от пыли, излишнего света, механических
и химических повреждений.
Слезный аппарат:
Состоит из слезной железы (железа внешней секреции) и ее протоков.
Слезная жидкость содержит воду, ионы и белки (альбумин, лизоцим).
3
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Функции слезной жидкости:
Увлажнение поверхности глаза (конъюктивы и роговицы) от высыхания.
Защита от инородных тел, их смывание.
Дезинфекция благодаря ферменту лизоциму, который разрушает
клеточные стенки бактерий (муреин в их составе).
Служит смазкой для трущихся при мигании поверхностей глазного яблока и век.
Двигательный аппарат:
Представлен глазодвигательными мышцами (поперечно-полосатыми),
которые обеспечивают движение глазного яблока. Крепятся к склере!
Эти мышцы позволяют глазам двигаться синхронно, что важно для
бинокулярного зрения.
Конъюнктива – прозрачная слизистая
оболочка, покрывающая переднюю часть
глаза и внутреннюю поверхность век.
Она защищает глаз от повреждений и
инфекций.
Глазное яблоко
Глазное яблоко имеет сферическую форму и состоит из трех оболочек: фиброзной,
сосудистой и сетчатой.
4
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
1. Наружная (фиброзная, волокнистая) оболочка:
Состоит из двух отделов:
Склера - белочная оболочка (задний отдел):
Плотная непрозрачная оболочка белого цвета из соединительной ткани.
Выполняет защитную функцию и придает форму глазному яблоку.
Роговица (передний отдел):
Прозрачная, лишена кровеносных сосудов, выпуклая.
Пропускает и преломляет световые лучи, играя важную роль в
фокусировке света на сетчатке; защищает глаз, омывается слезой и
водянистой влагой
2. Средняя (сосудистая) оболочка:
Содержит множество кровеносных сосудов, питающих глаз.
Включает слой черного пигмента, который поглощает свет, предотвращая его
рассеивание внутри глаза.
Состоит из трех частей:
Радужка (передняя часть):
Содержит пигмент меланин, определяющий цвет глаз.
У людей с альбинизмом радужка лишена пигмента, и глаза кажутся
красноватыми из-за просвечивающих кровеносных сосудов.
В радужке находятся гладкие мышцы, регулирующие размер зрачка —
отверстия, через которое свет попадает внутрь глаза.
Ресничное тело (средняя часть):
Содержит мышцы, изменяющие форму хрусталика для
фокусировки на объектах (аккомодация).
Собственно сосудистая оболочка (задняя часть):
Обеспечивает питание сетчатки и поглощение
избыточного света.
5
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Зрачок - отверстие в радужке. Изменение диаметра зрачка регулирует поток
света, попадающего на сетчатку, и вегетативная нервная система.
Зрачковая реакция — это рефлекторное изменение размеров зрачка в зависимости от интенсивности света.
Регуляция размеров зрачка
Размер зрачка регулируется двумя типами мышц, управляемых разными
отделами вегетативной нервной системы:
Расширение зрачка:
Осуществляется мышцей, которая управляется симпатическими
волокнами.
Происходит при слабом освещении или в состоянии возбуждения (например, стресс).
Сужение зрачка:
Осуществляется мышцей, которая управляется парасимпатическими
волокнами.
Происходит при ярком свете или при фокусировке на близких объектах.
При переходе от тусклого освещения к яркому зрачок сужается примерно через 5 секунд.
При переходе от яркого освещения к тусклому зрачок расширяется через
5 минут.
Хрусталик
— это прозрачная двояковыпуклая линза, расположенная за радужкой.
Не относится к слоям глаза! Он отвечает за преломление и фокусировку световых
лучей на сетчатке. Хрусталик удерживается связками (цинновы связки), которые
прикрепляются к ресничному телу.
Аккомодация — это способность глаза фокусироваться на объектах,
находящихся на разном расстоянии. У человека и других млекопитающих
аккомодация происходит за счет изменения кривизны хрусталика:
6
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
При рассматривании близких объектов:
Ресничная мышца сокращается.
Связки хрусталика расслабляются.
Хрусталик становится более выпуклым,
что увеличивает его преломляющую
способность.
При рассматривании далеких объектов:
Ресничная мышца расслабляется.
Связки хрусталика натягиваются.
Хрусталик становится более плоским, что
уменьшает его преломляющую способность.
У других животных механизмы аккомодации могут отличаться:
У рыб и земноводных хрусталик перемещается относительно сетчатки.
У птиц и некоторых рептилий возможна двойная аккомодация: изменение
кривизны хрусталика и его перемещение.
Аккомодация позволяет четко видеть объекты на разных расстояниях, что важно
для повседневной деятельности.
Камеры глаза:
Передняя камера расположена между роговицей и радужкой.
Задняя камера расположена между радужкой и хрусталиком.
Обе камеры заполнены водянистой влагой — прозрачной жидкостью, которая обеспечивает питание роговицы и хрусталика, а также поддерживает внутриглазное давление.
Камеры сообщаются через зрачок, что позволяет жидкости циркулировать.
7
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Нарушение оттока водянистой влаги может привести к глаукоме — заболеванию,
сопровождающемуся повышением внутриглазного давления и повреждением
зрительного нерва.
Стекловидное тело:
Заполняет пространство между хрусталиком и сетчаткой; гелеобразное вещество.
Функции стекловидного тела:
Обеспечивает его несжимаемость.
Преломляет световые лучи.
Поддерживает форму глазного яблока.
3. Внутренняя оболочка глаза (сетчатка)
Сетчатка — это внутренняя оболочка глаза, отвечающая за восприятие световых
раздражителей и преобразование их в нервные импульсы. Она состоит из
нескольких слоев:
Слой пигментных эпителиальных клеток:
Прилегает к сосудистой оболочке.
Участвует в синтезе и восстановлении зрительных пигментов.
Защищает фоторецепторы от избыточного света.
Слой фоторецепторов (это не нейроны, это рецепторные клетки!)
Содержит два типа фоторецепторов: палочки и колбочки.
8
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Палочки:
Содержат пигмент родопсин, для синтеза которого необходим витамин А.
Отвечают за сумеречное зрение (черно-белое зрение в условиях слабого
освещения).
Преобладают на периферии сетчатки, их больше по количеству
Колбочки:
Содержат пигмент йодопсин (конопсин).
Отвечают за цветное зрение и высокую остроту зрения при ярком свете.
Преобладают в центральной части сетчатки (в желтом пятне).
Существуют три типа колбочек, каждый из которых воспринимает свет
определенной длины волны:
Красные колбочки (длинноволновые).
Зеленые колбочки (средневолновые).
Синие колбочки (коротковолновые).
Же
ло
т
е пятн
о
(макула):
Расположено строго напротив зрачка.
Содержит только колбочки, что обеспечивает максимальную остроту зрения.
В центре желтого пятна находится центральная ямка — область наиболее
четкого зрения.
9
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Слепое пятно:
Участок сетчатки, где отсутствуют фоторецепторы.
Это место выхода зрительного нерва из глазного яблока.
Слепое пятно не воспринимает свет, но его наличие компенсируется работой
второго глаза и мозгом, который "достраивает" изображение.
Зрительное восприятие
Оптическая система глаза - структуры глаза преломляющие свет (“линзы”). К ней относятся роговица, хрусталик, стекловидное тело, передняя и задняя камеры глаза.
Свет проходит через следующие структуры глаза:
Роговица — преломляет световые лучи.
Передняя камера глаза — заполнена водянистой влагой, которая также
участвует в преломлении света.
Зрачок — регулирует количество света, попадающего на сетчатку.
Хрусталик — дополнительно преломляет и фокусирует световые лучи.
С текловидное тело —
прозрачное гелеобразное
вещество, которое
поддерживает форму глаза и пропускает свет.
Сетчатка — на ней формируется перевернутое и уменьшенное
изображение.
10
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Процесс формирования зрительного образа
Воздействие света на сетчатку:
Световые лучи попадают на фоторецепторы (палочки и колбочки).
Под действием света зрительные пигменты (родопсин и йодопсин)
изменяют структуру, что вызывает возбуждение фоторецепторов.
Формирование нервного импульса:
Возбуждение фоторецепторов преобразуется в нервные импульсы.
Импульсы передаются по зрительному нерву в средний мозг (первичный
зрительный центр).
Обработка информации в мозге:
Из среднего мозга информация поступает в т аламус, где происходит
предварительная обработка (тут обрабатываются все сигналы от
анализаторов, кроме обонятельного; далее про таламус повторно
упоминать не будем).
Затем зрительная информация передается в затылочную долю коры
больших полушарий.
В коре происходит окончательный анализ изображения: определение формы,
цвета, движения и других характеристик объектов.
Бинокулярное зрение
Для человека характерно бинокулярное зрение, которое позволяет видеть один
и тот же объект двумя глазами одновременно. Оно лежит в основе
стереоскопического (объемного) зрения.
11
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Лучи от предметов попадают на одинаковые участки сетчатки обоих глаз – это позволяет мозгу объединять изображения от двух глаз в одно цельное.
Часть волокон зрительного нерва перекрещивается, так что сигналы от левых
половин сетчаток обоих глаз поступают в левую часть мозга, а от правых половин
— в правую часть мозга. Оба полушария получают информацию от обоих глаз,
что позволяет мозгу анализировать изображение более точно.
Благодаря бинокулярному зрению человек может воспринимать глубину, объем,
форму и расстояние до объектов. Это важно для ориентации в пространстве,
оценки расстояния и выполнения точных действий (например, вождение, спорт).
Человеческий глаз воспринимает световые волны длиной 400–700 нм (видимый
спектр от фиолетового до красного).
Нарушение цветового зрения называется дальтонизмом. Люди с дальтонизмом
не различают определенные цвета (чаще всего красный и зеленый).
Нарушения зрения
1. Близорукость (миопия)
Ф окус световых лучей от отраженного предмета возникает впереди
сетчатки. Человек плохо видит на дальних расстояниях.
Причина:
Врожденная близорукость: удлиненная форма глазного яблока.
Приобретенная близорукость: развивается из-за постоянного
напряжения глаз (например, при работе с мелкими предметами или
длительном использовании гаджетов); проблема с ресничными мышцами.
С имптомы:
Плохое зрение вдаль, но хорошее зрение вблизи.
Ко ррекция:
Используются очки с двояковогнутыми линзами, которые перемещают
фокус на сетчатку.
2. Дальнозоркость
Это нарушение зрения, при котором фокус световых лучей, отраженных от
предмета, собирается позади сетчатки.
12
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Человек хорошо видит только вдали.
Причины:
Врожденная дальнозоркость: глазное яблоко имеет укороченную форму,
из-за чего световые лучи не могут сфокусироваться на сетчатке.
Приобретенная дальнозоркость: возникает с возрастом из-за уплощения
хрусталика и потери его эластичности, также могут быть проблемы с
речничными мышцами.
Симптомы:
Плохое зрение вблизи (трудности при чтении, работе с мелкими предметами).
Коррекция:
Используются очки с двояковыпуклыми линзами, которые перемещают
фокус на сетчатку.
13
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Слуховой анализатор
Строение органа слуха
1. Наружное ухо
Ушная раковина:
Эластичный хрящ, покрытый кожей.
Основная функция — улавливание
звуковых волн и их направление в
наружный слуховой проход. В мочке
содержится жировая ткань.
Наружный слуховой проход:
Трубка длиной около 2,5 см, ведущая к барабанной перепонке.
Выстлан многослойным эпителием, содержит
сальные и церуминозные железы, которые
выделяют ушную серу. Ушная сера состоит из
жирных кислот, холестерина, минеральных
солей и ферментов.
Функции ушной серы:
мазка
кожи слухового прохода.
С
(увлажение)
14
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Защита слухового прохода от воды, пыли (создание жировой смазки).
Барьер для бактерий и грибков (бактерицидные и фунгицидные
свойства), насекомых.
Барабанная перепон ка (её нельзя отнести к наружному или среднему уху!):
Тонкая мембрана из соединительной ткани, покрытая эпителием.
Звуковые колебания переводятся в механические
Отделяет наружное ухо от среднего.
Функция: защита и передача звуковых колебаний в среднее ухо.
2. Среднее ухо
Барабанная полость:
Небольшая полость, заполненная
воздухом. Выстлана слизистой оболочкой,
сообщается с атмосферным воздухом
через евстахиеву (слуховую) трубу.
Мышцы барабанной полости (натягивающая барабанную перепонку и стременная) удерживают слуховые косточки в состоянии напряжения и защищают внутреннее ухо от чрезмерных звуковых раздражений.
Содержит три слуховые косточки: молоточек, наковальня и стремечко. Идут друг за другом в алфавитном порядке. Стремечко - самое древнее,
возникло впервые у земноводных!
Функция косточек: они образуют систему рычагов (с помощью суставов),
которые передают и усиливают звуковую волну (в 20 раз) от барабанной
перепонки к внутреннему уху (овальному окну).
Древнее ухо земноводного:
1 - слуховая косточка
(стремечко);
2 - барабанная перепонка;
3 - полость среднего уха;
4 - улитка внутреннего уха
15
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Евстахиева (слуховая) труба:
Соединяет барабанную полость с носоглоткой. Слизистая оболочка, выстилающая слуховую трубу, является продолжением
слизистой оболочки носоглотки, состоит из мерцательного эпителия с
движением ресничек из барабанной полости в носоглотку.
Функции:
Выравнивание давления между барабанной полостью и внешней средой.
Защита от проникновения инфекций, и удаление из барабанной полости
случайно проникших частиц.
Открытие трубы происходит при глотании или зевании (можно услышать щелчок).
Во время взлета самолета глотательные движения помогают выровнять давление
в ушах (давление в салоне уменьшается, уши закладывает из-за несоответствия
давления в носоглотке и барабанной полости).
3. Внутреннее ухо
К остный лабиринт включает
три отдела:
Полукружные каналы (орган равновесия).
Преддверие (маточка и мешочек) (орган равновесия).
Улитка (орган слуха).
Улитка — это спирально закрученный костный канал, делающий 2,5 оборота
вокруг своей оси.
16
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Перепончатый лабиринт:
Расположен внутри костного лабиринта.
Заполнен эндолимфой (внутри перепончатого лабиринта) и перилимфой
(между костным и перепончатым лабиринтом).
Кортиев орган:
Находится в улитке, внутри перепончатого лабиринта.
Содержит рецепторные волосковые клетки и покровную мембрану.
Механизм работы:
Звуковые колебания вызывают движение жидкости в улитке.
Колебания передаются на покровную мембрану, которая лежит на
волосковых клетках
Волосковые клетки (волоски, рецепторы) колеблются. Генерируется
нервный импульс, который передается в мозг по слуховому нерву.
Путь звуковой волны
Звуковые колебания улавливаются
ушной раковиной
и направляются в
наружный слуховой проход.
Звуковые
волны достигают
, вызывая ее вибрацию.
затем на
барабанной перепонки
Передача колебаний слуховым косточкам,
овальное окно.
17
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Колебания овального окна вызывают движение жидкостей в улитке эндолимфы и перилимфы.
Раздражение покровной мембраны, затем – волосковых клеток (рецепторов)
кортиевого органа
Нервные импульсы от волосковых клеток передают в чувствительные нейроны
Сигнал по чувствительным нейронам (по преддверно-улитковому нерву)
сначала идет в средний мозг (первичный слуховой центр), а затем в височную
долю коры больших полушарий, где происходит окончательный анализ звука.
Стереофоническое (объемное) звуковосприятие:
Человек способен воспринимать звук в
трехмерном пространстве благодаря тому, что каждое ухо передает информацию в оба полушария мозга.
Достигается за счет разницы в расстоянии от источника звука до рецепторов кортиева
органа
Вестибулярный аппарат
Вестибулярный аппарат
— часть внутреннего уха,
отвечающая за восприятие
положения тела в
пространстве и движений.
Вестибулярный аппарат
состоит из двух основных
частей:
18
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Преддверие:
Содержит два мешочка.
Внутри мешочков находятся отолиты (кристаллы карбоната кальция, CaCO₃),
которые погружены в желеобразную мембрану.
Полукружные каналы:
Три канала, расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях.
Каналы заполнены эндолимфой, а снаружи окружены перилимфой.
Движение тела приводит к движению отолитов и мембраны, что вызывает
раздражение волосковых клеток.
Обонятельный анализатор
Периферический отдел
Расположен в эпителии слизистой оболочки носовой полости.
Состоит из обонятельных рецепторных клеток.
Проводниковый отдел
Н ервные импульсы передаются по обонятельному нерву в обонятельную
луковицу.
Ц ентральный отдел
И мпульсы передаются в кору больших полушарий, а именно в височную
долю.
Адаптация обонятельного анализатора
Адаптация — это снижение чувствительности обонятельных рецепторов при
длительном воздействии запаха.
Механизмы адаптации:
Снижение возбудимости
обонятельных рецепторов.
И зменение активности в корковом
отделе анализатора.
19
NeoFamily
neofamily.ru
@gofor100
@biofamily_ege
Вкусовой анализатор
Периферический отдел
Представлен вкусовыми почками, которые расположены на сосочках
языка и в слизистой оболочке нёба.
Проводниковый отдел
Нервные импульсы передаются по нервам.
Центральный отдел
Импульсы поступают в височную долю коры больших полушарий, где
происходит обработка вкусовой информации и формирование вкусового
ощущения.
Кожный анализатор
Периферический отдел
Представлен ре цепторами кожи, которые воспринимают:
Прикосновение и давление.
холодовые и тепловые рецепторы).
Боль (свободные нервные окончания).
Проводниковый отдел
Нервные импульсы передаются по тройничному нерву (для лица) и
спинномозговым нервам (для тела).
Центральный отдел
Импульсы поступают в теменную долю коры больших полушарий, где
происходит обработка информации и формирование тактильных
ощущений.
Температуру (
20