Аналізатори. Зорова сенсорна система.Матеріал для учнів 8 класу.

  

Загальна характеристика сенсорних систем: структура, властивості, роль та функції

Нездатність організму сприймати зміни, що відбуваються в навколишньому середовищі, позбавляють його орієнтації і можливості адекватно реагувати на зміни, тому такі організми позбавлені перспективи вижити в змінюваних умовах.
Обов'язкова умова життєдіяльності будь-якого живого організму —  сприйняття інформації.
Інформація (від лат. «інформаціо» — роз'яснення) — відомості про навколишній світ.
Людина отримує об'єктивну інформацію про зміни зовнішнього і внутрішнього середовища організму за допомогою сенсорних систем (аналізаторів).
Відчуття – це відображення інформації про окремі властивості предметів чи явищ навколишнього світу в корі великого мозку під час їхнього безпосереднього впливу на рецептори, що формуються внаслідок дії сенсорних систем.
СЕНСОРНІ СИСТЕМИ (від лат sensus [сенсус] — відчуття), або АНАЛІЗАТОРИ — складні чутливі системи, які сприймають та аналізують інформацію про зміни навколишнього середовища та внутрішнього стану організму й забезпечують зв'язок організму з довкіллям.
Сенсорні системи пов'язують периферичні органи чуття  з головним мозком, де  сигнали аналізуються і забезпечують формування образів про навколишній світ і відповідну поведінкову реакцію.
Сенсорна система - це сукупність органів чуття з рецепторами і структур центральної та периферичної нервової системи, які сприймають й аналізують різні подразники зовнішнього та внутрішнього середовища.

П'ять основних сенсорних систем: зорова, слухова, смакова, нюхова та дотикова (тактильна), за допомогою яких вона в основному сприймає довкілля.
Також людина відчуває температуру, гравітацію, зміну положення тіла в просторі, біль, спрагу, голод і низку змішаних відчуттів. Інші сенсорні системи: больова, вестибулярна, м'язова, вісцеральна, мовно-слухова, мовно-рухова.

Система	Рецептори	Провідні шляхи	Мозкові центри
Зорова	Світлові (фоторецептори) сітківки очного яблука	Зоровий нерв (II пара ЧМН)	Зорова зона (потилична частка великого мозку)
Слухова	Звукові (фонорецептори) спірального органа завитки	Слуховий нерв (в складі присінково-завиткового VIII пара ЧМН)	Слухова зона (скронева частка великого мозку)
Нюхова	Хеморецептори носової порожнини	Нюховий нерв (1 пара ЧМН)	Нюхова зона (скронева частка великого мозку)
Смакова	Хеморецептори ротової порожнини	Язико-глотковий, язиковий, лицевий і блукаючий нерви	Смакова зона (скронева частка великого мозку)
Дотикова	Механорецептори дерми і клітковини шкіри	Спинномозкові нерви (їх чутливі волокна)	Зона шкірної чутливості (задня центральна звивина кори великого мозку)
Температурна	Терморецептори шкіри	Спинномозкові нерви (їх чутливі волокна)	Гіпоталамус, зона шкірної чутливості (задня центральна звивина великого мозку)
Больова	Больові рецептори (но цицептори) шкіри	Спинномозкові нерви (їх чутливі волокна)	Таламус, зона шкірної чутливості (задня центральна звивина кори)
Гравітаційна	Механорецептори вестибулярного апарату	Вестибулярний нерв (в складі присінково-завиткового)	Мозочок, кора великих півкуль, спинний мозок
Рухова	Рухові рецептори (пропріоцептори) м'язів, суглобів, сухожилків	Спинномозкові нерви (їх чутливі волокна)	Рухова зона(передня центральна звивина кори великого мозку), мозочок
Вісцеральна	Внутрішні рецептори (вісцерорецептори) внутрішніх органів	Язико-глотковий і блукаючий ЧМН та спинномозкові	Інтероцептивна зона (лобова частка великого мозку), лімбічна система

Термін аналізатор запровадив у 1909 році російський фізіолог Іван Павлов.
СТРУКТУРА СЕНСОРНОЇ СИСТЕМИ (АНАЛІЗАТОРА): 

Периферичний відділ. Представлений певними видами рецепторів.

Провідниковий відділ. Шлях, по якому передається збудження чутливими нервами та провідними  шляхами ЦНС. Окремі чутливі волокна нейронів утворюють чутливі нерви (наприклад, зорові, нюхові) або входять до складу змішаних (наприклад, спинномозкові, язико-глотковий, присінково-завитковий).

Центральний відділ. Утворюють центри стовбура головного мозку та певна зона кори головного мозку, де відбувається аналіз і синтез інформації.  1) У підкіркових центрах аналізатора відбувається первинний аналіз і синтез інформації від рецепторів (особливе місце в цих процесах належить таламусу, який сприймає імпульси від усіх рецепторів і після певної обробки направляє їх до кори великих півкуль, а також до інших структур ЦНС). 2) У відповідній зоні аналізатора в корі головного мозку відбувається остаточний аналіз і синтез сенсорної інформації, причому кожний аналізатор має певне місце розміщення в корі великих півкуль.

Етапи рефлекторної дуги сенсорної системи:
1) Рецептори перетворюють фізичну та хімічну енергії подразників на електричну енергію нервових імпульсів.
2) По чутливих нейронах імпульси передаються у певні зони кори великих півкуль кінцевого мозку.
3) Інформація від рецепторів, у головному мозку відбивається у свідомості людини у вигляді суб'єктивних образів - відчуттів, відтворень і уявлень.
-------------
4) З центральної нервової системи надсилаються сигнали органам, які відповідають за виконання певних функцій.
5) Органи-мішені виконують певні дії.

Приклади.
• побачивши на дорозі гострий предмет, людина його обходить;
• почувши сильний гул, закриває вуха;
• під час телефонного дзвінка вмикає мобільний телефон для розмови.

Частини аналізатора працюють як єдине ціле, причому порушення діяльності однієї з частин веде до порушення функцій всього аналізатора.
Повне ушкодження будь-якої частини аналізатора унеможливлює сприйняття певних подразнень.

Загальні властивості сенсорних систем. 

• Спеціалізація - здатність сприймати лише певний подразник та формувати специфічні відчуття (наприклад, рецептори ока — світло, рецептори вуха — звук тощо).

• Адаптація — здатність сенсорних систем пристосовувати рівень своєї чутливості, яка може підвищуватись за відсутності дії сильного подразника чи знижуватись за тривалої дії подразника.  При високій інтенсивності подразника чутливість організму до нього підвищується (коли людина заходить у темну кімнату, спочатку вона нічого не бачить і починає розрізняти контури предметів через певний час).  Під час монотонної тривалої дії стимулу чутливість рецепторів до нього знижується (коли людина заходить до приміщення зі специфічним запахом,  спочатку дуже відчуває його, а потім усе менше; не відчувається дотик одягу до тіла; людина після тривалого перебування на природі спочатку дуже чутлива до шумів міста, але через певний час перестає привертати її увагу).  Найшвидше адаптуються рецептори, що сприймають дотик до шкіри, найповільніше — рецептори м'язів, кровоносних судин і легенів. Рецептори, що сигналізують про відчуття болю, не здатні до адаптації, тому людина не може звикнути до болю.

• Вправляння - це здатність аналізаторів підвищувати свої можливості  під впливом багаторазових вправ, тобто «тренування» (наприклад, тренується слух у музикантів; дотик — у фахівців з мануальної медицини; відчуття смаку та запахів — у дегустаторів; фахівці-кулінари краще за людей інших професій розпізнають якість їжі; водії розрізняють за звуком працюючого двигуна його стан). М'язовий, зоровий, слуховий, нюховий та інші аналізатори можна тренувати до певної межі, що закладена спадково.

• Взаємодія - зв'язок аналізаторів, який реалізується через взаємодію відчуттів на рівні кори й підкірки (наприклад, у концертному залі не вимикають світло, оскільки при яскравому освітленні загострюється слух, і навпаки, у ресторані світло приглушене, що зменшує смакову чутливість; досить відчути приємний запах із кухні, аби уявити, що там готується смачний сніданок).

• Компенсація - відшкодування функції однієї сенсорної системи за рахунок якісної перебудови або посиленого використання збережених функцій інших сенсорних систем (наприклад, при втраті зору сильно розвивається слух, нюх чи дотик: незрячі можуть уявити загальний вигляд предмету за дотиками, впізнати людину за запахом, сприймають текст на дотик за допомогою рельєфно-крапкового шрифту француза Луїса Брайля; при втраті слуху сильно розвивається дотик: глухі можуть танцювати під музику, якщо задіяні тактильні рецептори). Біологічне значення явища компенсації сенсорних систем: у разі ушкодження однієї з них (унаслідок хвороби або травми), підвищується чутливість до дії подразників інших.

Роль сенсорних систем: забезпечення зв'язку організму із зовнішнім середовищем (людина розрізняє колір і форму предметів, залах і смак, звуки, зміну температури, біль, оцінює положення тіла). 
ФУНКЦІЇ СЕНСОРНИХ СИСТЕМ:
• Інформативна (сприйняття впливів зовнішнього середовища аналізаторами та формування відчуттів).
• Керуюча (полягає в аналізі отриманої інформації корою головного мозку, керування довільними рухами та внутрішньою діяльністю).
• Адаптаційна (полягає у забезпеченні пристосувальних реакцій організму у відповідь на дію подразників зовнішнього та внутрішнього середовища).

Зорова сенсорна система. Будова ока. Оптична система ока

Розділ 12 СПРИЙНЯТТЯ ІНФОРМАЦІЇ НЕРВОВОЮ СИСТЕМОЮ. СЕНСОРНІ СИСТЕМИ
§ 61. Зорова сенсорна система. Будова ока. Оптична система ока
Сенсорним стимулом для рецепторів зорового аналізатора є світло – електромагнітне випромінювання з довжиною хвиль від 400 нм до 700 нм. Це лише 1/70 частина всього діапазону електромагнітних випромінювань, але його сприйняття забезпечує нас майже 90% усієї сенсорної інформації про навколишній світ.
Ми сприймаємо випромінювання Сонця й інших джерел світла, можемо бачити й предмети, які нас оточують, завдяки тому, що вони відбивають світло. Проте ми сприймаємо цей сенсорний стимул лише в разі, коли промені світла досягають фоторецепторів (зорових рецепторів), що розташовані в органі зору – оці. Які особливості будови ока дають йому змогу спрямовувати світлові промені до фоторецепторів, у який спосіб це відбувається?
Будова ока (мал. 61.1). Очі мають округлу форму, їх діаметр становить близько 23 мм. Вони розташовані в очних ямках черепа. До очної ямки прикріплені три пари м’язів, які керують рухами ока.
Око вкрите трьома оболонками. Щільну зовнішню оболонку білого кольору називають склерою. Склера непрозора, але в передній частині ока вона переходить у тонку прозору рогівку. Під склерою міститься судинна оболонка, де розгалужуються кровоносні судини. Попереду, під рогівкою, судинна оболонка переходить у райдужну оболонку, клітини якої містять пігмент меланін. Його концентрація визначає колір очей: від сіро-блакитного до темно-карого.
У центрі райдужної оболонки розташована зіниця – круглий отвір, крізь який світло потрапляє всередину ока. На внутрішній поверхні райдужної оболонки розміщені м’язи – радіальний та круговий, скорочення яких регулюють розмір зіниці. Зовнішній край райдужної оболонка переходить у війкове тіло, що складається зі сполучної тканини, судин, м’язів, зв’язок. За допомогою зв’язок війкове тіло з’єднується з капсулою кришталика. Кришталик – еластичне прозоре тіло, що має форму двоопуклої лінзи.

Мал. 61.1. Будова ока:
1 – окоруховий м’яз; 2 – війковий м’яз і зв’язки, 3 – райдужна оболонка; 4 – зіниця; 5 – оптична вісь ока; 6 – водяниста волога;
7 – рогівка; 8 – кришталик; 9 – склисте тіло; 10 – склера; 11 – сліпа пляма; 12 – зоровий нерв; 13 – центральна ямка;
14 – судинна оболонка; 15 – сітківка

Мал. 61.2. Формування зображення на сітківці: відстань до предмета велика (а), відстань до предмета мала (б): АВ- предмет;
В1А1 – зображення предмету; О – оптичний центр
Основний об’єм очного яблука займає округле прозоре утворення – склисте тіло. Воно надає очному яблуку шароподібної форми. Порожнини між роговицею, кришталиком і склистим тілом заповнені водянистою вологою, яку продукує війкове тіло. Завдяки цій рідині забезпечується метаболізм у кришталику, роговиці та склистому тілі, що не мають власних судин. Внутрішня поверхня очного яблука вистелена сітківкою, у якій містяться фоторецептори.
Допоміжні органи ока виконують захисні функції. Завдяки бровам піт з чола не потрапляє в очі. Повіки й вії оберігають їх від механічних ушкоджень. Внутрішня поверхня повік і передні ділянки склери вкриті оболонкою – кон’юнктивою. У верхньому зовнішньому кутку очних ямок розміщуються слізні залози, які виробляють слізну рідину. Завдяки мигальним рухам повік вона розподіляється поверхнею ока і носослізним каналом стікає до носової порожнини. Слізна рідина захищає око від мікроорганізмів і запобігає його висиханню.
Оптична система ока (мал. 61. 2). Зоровий образ предмета формується за умови, якщо промені від кожної точки його поверхні, потрапляючи на сітківку, створюють на ній чітке його зображення.
Аби це забезпечити, працюють майже всі структури ока. Очні м’язи повертають око, наводячи його на предмет. Скорочення радіального і кругового м’язів райдужної оболонки, звужуючи або розширюючи зіницю, регулюють світловий потік, який надходить в око. Цим рефлексом райдужна оболонка відповідає на зміни освітленості середовища. Судинна оболонка, яка містить темний пігмент, поглинає надлишкове світло, що потрапляє в око.
Проте власне оптичну систему ока складають його прозорі середовища – роговиця, водяниста волога, кришталик, склисте тіло. Оптична система ока подібна до двоопуклої збиральної лінзи, оптична вісь якої перетинає задню стінку сітківки. Зображення, що утворюється на задній стінці сітківки внаслідок заломлення променів в оптичній системі ока, є зменшеним і переверненим. Зоровий аналізатор обробляє інформацію, отриману від фоторецепторів, і перетворює зображення на таке, що відповідає реальній орієнтації предметів.
Пригадаймо: зображення предмета, який розміщується на великій відстані від лінзи, виходить чітким на екрані, що розташований в її фокальній площині. Якщо відстань між предметом і лінзою зменшується, зображення на екрані стає розмитим.
Сітківка ока – це екран, який має розміщуватися у фокальній площині лінзи, тобто оптичної системи ока. Тоді промені від предметів фокусуватимуться на ньому, і зображення буде чітким. Проте відстань між предметами й оком змінюється повсякчасно, отже, їх зображення мали б втрачати чіткість. Але цього не відбувається – обличчя перехожого на відстані і 10 м, і 1м за чіткістю сприйняття не відрізняються. Чому?
Кришталик здатний збільшувати або зменшувати радіус кривизни. Опуклішим кришталик стає внаслідок скорочення війкового м’яза, який стягує його капсулу. Коли м’яз розслаблюється, кришталик сплощується. Змінюючи оптичну силу, кришталик налаштовується на ближнє або дальнє бачення. Цю його здатність називають акомодацією. Акомодація відбувається безумовно-рефлекторно.
Коли око спрямоване на віддалені предмети, війковий м’яз розслаблений і акомодація є найменшою. За такого стану кришталика оптичний центр оптичної системи ока знаходиться на відстані близько 5 мм від роговиці, оптична сила цієї системи дорівнює 58,5 діоптрій, а її фокусна відстань – 17 мм. Це означає, що фокус “живої лінзи” розміщується на сітківці. Промені, що надходять до ока від віддалених предметів, можна вважати паралельними. Тому, заломлюючись, вони фокусуються на сітківці.
Якщо відстань між предметом й оком стає меншою за 5-12 м, розходження променів відносно оптичної вісі збільшується. Аби сфокусувати їх на сітківці, необхідно збільшити оптичну силу ока. Це і відбувається завдяки акомодації кришталика. Він здатний підвищувати оптичну силу ока більш ніж до 70 діоптрій (у молодої людини). Проте можливості кришталика не безмежні – наблизьте до ока палець на відстань 3-5 см, і ви відчуєте, як його образ “розмивається”. Найменшу відстань, за якої на сітківці формується чітке зображення предмета, називають найближчою точкою ясного бачення. Для підлітків вона становить 7-10 см.

Сенсорна система зору Орган зору є вельми чутливим і одним з важливих наших аналізаторів. За допомогою органу зору людина сприймає світ. Зорова сенсорна система забезпечує одержання уявлення про освітленість предмета, його кольорі, формі, величині, відстані, на якому він знаходиться від нас, про рух предмета. Сенсорна система зору Зір — багатоланцюговий процес, який є проекцією зображення на сітківку унікального периферичного оптичного приладу — ока. Потім відбуваються збудження фоторецепторів, передача і перетворення зорової інформації в нейронних шарах зорової системи, а закінчується зорове сприйняття прийняттям вищими корковими відділами цієї системи рішення про зоровому образі. Зорова система дає мозку більше 90% сенсорної інформації. Зорова сенсорна система складається з: — периферичного відділу (органа зору — ока), -провідникового відділу (зорового нерва), — центрального відділу (основу становить зоровий центр кори кінцевого мозку). Будова і функції ока Очне яблуко розташоване в заглибині черепа — очній ямці. Воно вкрите трьома оболонками. Зовнішня оболонка — білкова — складається переважно з колагенових волокон і оберігає око від механічних ушкоджень. Спереду вона переходить у прозору рогівку. Під білковою розташована судинна оболонка, пронизана густою сіткою кровоносних судин. Спереду судинна оболонка переходить у райдужку, пігменти якої визначають колір очей. У центрі райдужки є отвір — зіниця. Діаметр зіниці змінюється рефлекторно залежно від яскравості освітлення. За зіницею розташований кришталик — прозора двоопукла лінза діаметром близько 9 мм. Внутрішня оболонка — сітківка — вистеляє дно очного яблука. Сітківка містить фоторецепторні клітини, які сприймають світло, і нейрони, які переводять світловий сигнал в електричні імпульси та формують зоровий нерв. Місце виходу із сітківки зорового нерва називають сліпою плямою, оскільки ця ділянка не містить фоторецепторних клітин. На відстані 4 мм від неї є жовта пляма — місце найкращого зору. Порожнина ока заповнена желеподібною масою — склистим тілом. Рецептори сітківки — палички і колбочки — відрізняються як за будовою, так і за функціями. З колбочками пов’язано денний зір, а з паличками — сутінковий. В паличках мається речовина червоного кольору — родопсин. На світлі, в результаті фотохімічної реакції, він розпадається, а в темряві відновлюється протягом 30 хвилин з продуктів власного розщеплення. Ось чому людина, увійшовши в темну кімнату, спочатку нічого не бачить, а через деякий час починає розрізняти предмети. В колбочках міститься інше світлочутливе речовина — іодопсін. Він розпадається в темряві і відновлюється на світлі протягом 3-5 хвилин. Розщеплення іодопсін на світлі дає колірне відчуття. З двох рецепторів сітківки до кольору чутливі тільки колбочки, яких в сітківці три види: одні сприймають червоний колір, інші — зелений, треті — синій. Залежно від ступеня збудження колбочок і поєднання подразнень сприймаються різні інші кольори та їх відтінки. Допоміжний апарат ока. Слізний апарат, окорухові м’язи, повіки та вії складають допоміжний апарат ока. Слізний апарат складається зі слізної залози, що розміщується в ямці лобової кістки й виробляє сльозу, і носослізної протоки, по якій надлишок сльози видаляється в носову порожнину. Сльоза зволожує поверхню ока, видаляє чужорідні тіла й містить бактерицидну речовину лізоцим. Шість окорухових м’язів здійснюють різноманітні рухи очних яблук. Верхня та нижня повіки захищають око від різних впливів. Внутрішня поверхня повік вистелена оболонкою — кон’юнктивою. По краях повік розташовуються вії, котрі виконують захисну функцію. Порушення зору У людей з нормальним зором на сітківці виникає чітке зображення предметів, так як воно сфокусовано на центр сітківки. Порушення нормальної діяльності шару паличок в сітківці викликає захворювання, відоме під назвою «куряча сліпота», що виражається в тому, що з настанням темряви людина абсолютно втрачає зір. Здатність ока розглядати предмети при різній яскравості освітлення називається адаптацією. Вона порушується при нестачі вітаміну А і кисню, а також при втомі. Порушення зору часто є наслідком ненормальної довжини очного яблука. Короткозорість розвивається при збільшенні поздовжньої осі ока. Очне яблуко збільшено в розмірі, зображення далеких предметів навіть за відсутності акомодації кришталика виходить перед сітківкою. Такий очей ясно бачить тільки близькі предмети і тому називається короткозорим. Окуляри з увігнутими стеклами, відсуваючи зображення на сітківку, виправляють короткозорість. При вкороченні осі очного яблука спостерігається далекозорість. Зображення фокусується позаду сітківки. Для виправлення потрібні двоопуклі скла. Стареча далекозорість розвивається зазвичай після 40 років, коли кришталик втрачає еластичність, твердне і втрачає здатність міняти кривизну, що заважає чітко бачити на близькій відстані. Око втрачає здатність до ясного бачення різно віддалених предметів. Вроджена далекозорість пов’язана із зменшеною величиною очного яблука або слабкої заломлюючої силою рогівки або кришталика. На відміну від старечої, при вродженої далекозорості аккомодація кришталика може бути нормальна. Гігієна зору Дотримання простих правил гігієни зору дозволяє попередити перенапруження і уникнути порушень зору. Необхідно, щоб робоче місце було добре освітлене, але не надто яскравим світлом, який повинен падати зліва. Джерела штучного світла повинні бути прикриті абажурами. При читанні, письмі, роботі з дрібними предметами відстань від об’єктів до очей має становити 30-35 см. Шкідливо читати лежачи або в рухомому транспорті. Щоб уникнути інфекційних захворювань очей, потрібно берегти їх від пилу, від різних механічних впливів, не терти руками, витирати тільки чистим хусткою або рушником. Розлад зору може виникнути через нестачу вітаміну А.Джерело: http://dovidka.biz.ua/sensorna-sistema-zoru/ Довідник цікавих фактів та корисних знань © dovidka.biz.ua