Зрительная сенсорная система

14

Размещено на http://www.allbest.ru/

ХГАФК

Кафедра физиологических основ физического воспитания и спорта

Зрительная сенсорная система

Выполнил: студент 4-го курса

з/о 44 группы

Быстревский Д.Н.

Проверила:

Ст.викл. Трубицина О.В

Харьков 2011гПлан

Введение

1. Биологическое значение и основное функции сенсорных систем

2. Общий план строений сенсорных систем

3. Классификация и механизм возбуждения рецепторов

4. Зрительная сенсорная система. Фоторецепторы. Проводящие пути и корковое представительство

5. Острота зрения, поле зрение, цветовое зрение, механизм цветовосприятий

6. Значение зрительной сенсорной системы для спортивной деятельности

Список литературы

Введение

Предмет физиологии Физиология (от греч. physis -- природа, logos -- учение) -- наука, изучающая закономерности функционирования живых организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Рассмотрение частных функций подчиняется при этом задаче целостного понимания причин, механизмов, закономерностей взаимодействия организма с окружающей средой, его поведения в различных условиях существования, происхождения и становления в процессе эволюции, а также индивидуальною развития.

Осмысление физиологических механизмов непременно основывается на данных анатомии, гистологии, цитологии, бионики и других направлений биологических наук, объединяя их в единую систему знаний. В физиологии широко используют также методы физики, химии, кибернетики, математический аппарат. Будучи основанными на физических и химических закономерностях, физиологические явления тем не менее характеризуются собственными качественными особенностями. Они подчиняются возникающим в процессе эволюции закономерностям.

1. Биологическое значение и основное функции сенсорных систем

Все живые организмы нуждаются в информации об окружающей среде как для поисков пищи и особей другого пола, так и при избегании разного рода опасностей. Кроме того, они должны ориентироваться в пространстве и оценивать его важнейшие свойства. Эту возможность обеспечивают сенсорные системы.

Сенс» - переводится как «чувство», «ощущение».

Сенсорные системы человека являются частью его нервной системы, способной воспринимать внешнюю для мозга информацию, передавать ее в мозг и анализировать. Получение информации от окружающей среды и собственного тела является обязательным и необходимым условием существования человека.

Сенсорная система выполняет следующие основные функции с сигнал - обнаружение; - различение; - передачу и преобразование; - кодирование; - детектирование признаков; - опознание образов.

Обнаружение сигналов начинается в рецепторе - специализированной клетке, эволюционно приспособленной к восприятию раздражителя определенной модальности из внешней или внутренней среды и преобразованию его из физической или химической формы в форму нервного возбуждения.

Различение сигналов. Важная характеристика сенсорной системы - способность замечать различия в свойствах одновременно или последовательно действующих раздражителей. Различение начинается в рецепторах, но в этом процессе участвуют нейроны всей сенсорной системы. Оно характеризует то минимальное различие между стимулами, которое сенсорная система может заметить (дифференциальный, или разностный, порог).

Передача и преобразование сигналов. Процессы преобразования и передачи сигналов в сенсорной системе доносят до высших центров мозга наиболее важную (существенную) информацию о раздражителе в форме, удобной для его надежного и быстрого анализа.

Кодирование информации. Кодированием называют совершаемое по определенным правилам преобразование информации в условную форму - код.

Детектирование сигналов - это избирательное выделение сенсорным нейроном того или иного признака раздражителя, имеющего поведенческое значение. Такой анализ осуществляют нейроны-детекторы, избирательно реагирующие лишь на определенные параметры стимула.

Опознание образов представляет собой конечную и наиболее сложную операцию сенсорной системы. Она заключается в отнесении образа к тому или иному классу объектов, с которыми ранее встречался организм, то есть в классификации образов. Синтезируя сигналы от нейронов-детекторов, высший отдел сенсорной системы формирует «образ» раздражителя и сравнивает его с множеством образов, хранящихся в памяти. Опознание завершается принятием решения о том, с каким объектом или ситуацией встретился организм. В результате этого происходит восприятие, то есть мы осознаем, чье лицо видим перед собой, кого слышим, какой запах чувствуем.

Обнаружение сигналов. Оно начинается в рецепторе -- специализированной клетке, эволюционно приспособленной к восприятию раздражителя определенной модальности из внешней или внутренней среды и преобразованию его из физической или химической формы в форму нервного возбуждения.

2. Общий план строений сенсорных систем

Строение сенсорных систем:

1) Периферическая часть (отдаленная) - которая состоит из рецепторов, воспринимающих определенные сигналы, и специальных образований, способствующих работе рецепторов (эта часть представляет собой органы чувств - глаза, ухо и др.);

2) Проводниковый отдел - это проводящие пути, передающие сенсорное возбуждение, рождённое в рецепторах.

3) Корковый отдел (или центральный)- это участок коры больших полушарий головного мозга, анализирующий поступившее к нему сенсорное возбуждение и строящий за счёт синтеза возбуждений сенсорный образ.

3. Классификация и механизм возбуждения рецепторов

Существуют несколько классификаций рецепторов

По положению:

1.Экстерорецепторы -- расположены на поверхности или вблизи поверхности тела и реагируют на стимулы , поступающие из окружающей среды. К ним относятся слуховые, зрительные, обонятельные, вкусовые, осязательные.

2.Интерорецепторы -- расположены во внутренних органах и воспринимают внутренние стимулы (например, информацию о состоянии внутренней среды организма, рецепторы сонных артерий, реагирующие на изменение кровяного давления и содержания углекислого газа в крови.

3.Проприорецепторы -- рецепторы опорно-двигательного аппарата, позволяющие определить, например, напряжение и степень растяжения мышц и сухожилий. Являются разновидностью интерорецепторов.

По способности воспринимать разные стимулы:

4.Мономодальные -- реагирующие только на один тип раздражителей (например, фоторецепторы -- на свет).

5.Полимодальные -- реагирующие на несколько типов раздражителей (например. многие болевые рецепторы, а также некоторые рецепторы беспозвоночных, реагирующие одновременно на механические и химические стимулы).

По адекватному раздражителю:

6.Хеморецепторы -- воспринимают воздействие растворенных или летучих химических веществ.

7.Осморецепторы -- воспринимают изменения осмотической концентрации жидкости (как правило, внутренней среды).

8.Механорецепторы -- воспринимают механические стимулы (прикосновение, давление, растяжение, колебания воды или воздуха и т. п.)

9.Фоторецепторы -- воспринимают видимый и ультрафиолетовый свет. зрительный сенсорная система цветовосприятие

10.Терморецепторы -- воспринимают понижение (холодовые) или повышение (тепловые) температуры.

Болевые рецепторы, стимуляция которых приводит к возникновению боли. Такого физического стимула, как боль, не существует, поэтому выделение их в отдельную группу по природе раздражителя в некоторой степени условно. В действительности, они представляют собой высокопороговые сенсоры различных (химических, термических или механических) повреждающих факторов. Однако уникальная особенность ноцицепторов, которая не позволяет отнести их, например, к «высокопороговым терморецепторам», состоит в том, что многие из них полимодальны: одно и то же нервное окончание способно возбуждаться в ответ на несколько различных повреждающих стимулов .

Электрорецепторы -- воспринимают изменения электрического поля.

Магнитные рецепторы -- воспринимают изменения магнитного поля.

У человека имеются первые шесть типов рецепторов. На хеморецепции основаны вкус и обоняние, на механорецепции -- осязание, слух и равновесие, а также ощущения положения тела в пространстве, на фоторецепции -- зрение. Терморецепторы есть в коже и некоторых внутренних органах. Большая часть интерорецепторов запускает непроизвольные, и в большинстве случаев неосознаваемые, вегетативные рефлексы. Так, осморецепторы включены в регуляцию деятельности почек, хеморецепторы, восппринимающие pH, концентрации углекислого газа и кислорода в крови, включены в регуляцию дыхания и т.д.

Общие механизмы возбуждения рецепторов При действии стимула на рецепторную клетку происходит преобразование энергии внешнего раздражения в рецепторный сигнал, или трансдукция сенсорного сигнала. Этот процесс включает в себя три основных этапа:

1) взаимодействие стимула, т.е. молекулы пахучего или вкусового вещества (обояние, вкус), кванта света (зрение) или механической силы (слух, осязание) с рецепторной белковой молекулой, которая находится в составе клеточной мембраны рецепторной клетки;

2) внутриклеточные процессы усиления и передачи сенсорного стимула в пределах рецепторной клетки;

3) открывание находящихся в мембране рецептора ионных каналов, через которые начинает течь ионный ток, что, как правило, приводит к деполяризации клеточной мембраны рецепторной клетки (возникновению так называемого рецепторного потенциала).

В первично-чувствующих рецепторах этот потенциал действует на наиболее чувствительные участки мембраны, способные генерировать потенциалы действия - электрические нервные импульсы. Во вторично-чувствующих рецепторах рецепторный потенциал вызывает выделение квантов медиатора из пресинаптического окончания рецепторной клетки. Медиатор (например, ацетилхолин), воздействуя на постсинаптическую мембрану первого нейрона, изменяет ее поляризацию (генерируется постсинаптический потенциал). Посинаптический потенциал первого нейрона сенсорной системы называют генераторным потенциалом, так как он вызывает генерацию импульсного ответа. В первично-чувствующих рецепторах рецепторный и генераторный потенциалы - одно и то же.

4. Зрительная сенсорная система. Фоторецепторы. Проводящие пути и корковое представительство

Зрительная сенсорная система

Зрительная сенсорная система служит для восприятия и анализа световых раздражений, восприятие величины, формы, цвета предметов, их взаимного расположения. Через нее человек получает до 90 % всей информации о внешней среде. Глаз человека воспринимает световые лучи лишь в видимой части спектра -- в диапазоне от 400 до 800 нм.

Зрительная ceнсорная система состоит из следующих отделов:

Периферический отдел - это сложный вспомогательный орган -- глаз, в котором находятся фоторецепторы. Эти фоторецепторы производят трансформацию световой энергии в нервные сигналы у человека это палочки и колбочки, находящиеся в сетчатке глаза. Фоторецепторы составляют 1-й периферический нейрон оптического афферентного пути. Фоторецепторы поглощают световые раздражения с помощью фотохимических процессов в зрительных пигментах, находящихся в их наружных члениках. Палочки тоньше колбочек (диаметр их наружных члеников около 2 мкм), но длиннее их (около 60 мкм). Палочки более многочисленны (в сетчатке глаза человека их около 120 миллионов), расположены они наиболее плотно в периферических отделах сетчатки. Палочки являются аппаратом сумеречного и ночного зрения.

Колбочки короче палочек (около 35 мкм) и на периферии сетчатки имеют большой диаметр (около 6-7 мкм); наиболее плотно они располагаются в центральных отделах сетчатки и являются аппаратами дневного зрения. Общее количество их в сетчатке около 7 миллионов. В центре сетчатки имеются только колбочки, но они здесь значительно тоньше и имеют диаметр наружных члеников от 1 до 1,5 мкм.

Проводниковый отдел, начинающийся в сетчатке (первый нейрон - биполярный, второй нейрон - ганглиозные клетки), представлен далее зрительными нервами и после частичного перекреста их волокон - зрительными трактами. В каждом зрительном тракте содержатся нервные волокна, идущие от внутренней (носовой) поверхности сетчатки глаза одноименной стороны и от наружной половины сетчатки другого глаза. Волокна зрительного тракта направляются к зрительному бугру, к наружным коленчатым телам и к ядрам подушки. Здесь расположен третий нейрон зрительного анализатора.

От них зрительные нервные волокна направляются в корковый отдел зрительного анализатора, который расположен в затылочной доле.

В корковом отделе 4-е нейроны находятся в 17 поле затылочной области коры больших полушарий. Это образование представляет собой первичное (проекционное) поле или ядро анализатора, функцией которого является возникновение ощущений. Рядом с ним находится вторичное поле или периферия анализатора (18 и 19 поля), функция которого -- опознание и осмысливание зрительных ощущений, что лежит в основе процесса восприятия. Дальнейшая обработка и взаимосвязь зрительной информации с информацией от других сенсорных систем происходит в ассоциативных задних третичных полях коры -- нижнетеменных областях.

5. Острота зрения, поле зрение, цветовое зрение, механизм цветовосприятий

Остротой зрения называется способность различать отдельные объекты. Она измеряется минимальным углом, при котором две точки воспринимаются как раздельные, -- примерно 0.5 угловой минуты. В центре сетчатки колбочки имеют более мелкие размеры и расположены гораздо плотнее, поэтому способность к пространственному различению здесь в 4-5 раз выше, чем на периферии сетчатки. Следовательно, центральное зрение отличается более высокой остротой зрения, чем периферическое зрение. Для детального разглядывания предметов человек поворотом головы и глаз перемещает их изображение в центр сетчатки. Острота зрения зависит не только от густоты рецепторов, но и от четкости изображения на сетчатке, т. е. от преломляющих свойств глаза, от степени аккомодации, от величины зрачка. В водной среде преломляющая сила роговицы снижается, так как ее коэффициент преломления близок к коэффициенту воды. В результате под водой острота зрения уменьшается в 200 раз.

Поле зрения определяет границы поля зрения при проекции их на сферическую поверхность (при помощи периметра). Поле зрения -- пространство, воспринимаемое глазом при неподвижном взгляде. Зрительное поле является функцией периферических отделов сетчатки; его состоянием в значительной мере определяется возможность человека свободно ориентироваться в пространстве.

Цветовое зрение, цветовосприятие, способность глаза человека и многих видов животных с дневной активностью различать цвета, т. е. ощущать отличия в спектральном составе видимых излучений и в окраске предметов.

В глазу человека содержатся два типа светочувствительных клеток (рецепторов): высокочувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение.

В сетчатке глаза человека есть три вида колбочек, максимум чувствительности которых приходится на красный, зелёный и синий участок спектра, то есть соответствует трем «основным» цветам. Они обеспечивают распознавание тысяч цветов и оттенков. Кривые спектральной чувствительности трёх видов колбочек частично перекрываются. Очень сильный свет возбуждает все 3 типа рецепторов, и потому воспринимается, как излучение слепяще-белого цвета (эффект метамерии).

Равномерное раздражение всех трёх элементов, соответствующее средневзвешенному дневному свету, также вызывает ощущение белого цвета.

В основе цветового восприятия лежит свойство света вызывать определенное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или испускаемого излучения.

Цвета разделяют на хроматические и ахроматические. Хроматические цвета обладают тремя основными качествами: цветовым тоном, который зависит от длины волны светового излучения; насыщенностью, зависящей от доли основного цветового тона и примесей других цветовых тонов; яркостью цвета, т.е. степенью близости его к белому цвету. Различное сочетание этих качеств дает большое разнообразие оттенков хроматического цвета. Ахроматические цвета (белый, серый, черный) различаются лишь яркостью. При смешении двух спектральных цветов с разной длиной волны образуется результирующий цвет. Каждый из спектральных цветов имеет дополнительный цвет, при смешении с которым образуется ахроматический цвет белый или серый. Многообразие цветовых тонов и оттенков может быть получено оптическим смешением всего трех основных цветов красного, зеленого и синего. Количество цветов и их оттенков, воспринимаемых глазом человека, необычайно велико и составляет несколько тысяч.

6. Значение зрительной сенсорной системы для спортивной деятельности

Выполнение спортивных движений постоянно регулируется с помощью обратных связей, которые постоянно поступают от проприорецепторов и корректируются зрительною информацией взаимное расположение частей тела, а так же соперников на площадке, оценкой расстояния до объекта, которые приближаются или отдаляются. Например, точность броска в баскетболе зависит от чувствительности кинетической сенсорной системы, которая усовершенствуется на протяжении многочисленных повторений, а так же от способности определить расстояние, траекторию полета мяча с помощью зрительной сенсорной системы. Во время выполнения движений человек до 90% информации об изменениях в окружающей среде получает с помощью зрительной системы.

Пространственная оценка взаимного распределения предметов связан с бинокулярным зрением, который характеризуется положением зрительных осей, которые позволяют определить величину смещения изображения разно отдаленных предметов на сетках правого и левого глаза.

Оптимальное состояние баланса зрительной мускулатуры (ортофория) характерно только для спортсменов, двигательная деятельность которых связана с постоянной зрительной оценкой пространственных характеристик движения. С повышением спортивного мастерства ортофория улучшается. В видах спорта со значительными физическими напряжениями (тяжелая атлетика, бокс, борьба и т.д.) наблюдается нарушения ортофории. В игровых видах спорта (баскетбол, волейбол) нарушения ортофории сопровождается снижением точности бросков в корзину и точности ударов и приема мяча.

Предметы, которые двигаются, но не спроектированы на центральную ямку глазного яблока, воспринимаются периферическими элементами сетчатки. Периферическое зрение имеет большое значение в тех видах спорта, которые связаны с постоянным зрительным анализом (спортивные игры, слалом, единоборства). Зрительная оценка неподвижного предмета происходит путем установления головы и глаз в такое положение, при котором предмет проектируется в центральной ямке.

Эффективность выполнения многих физических упражнений зависит от возможностей зрительной сенсорной системы.

Сенсорные системы организма берут участие в регуляции движения. Зрительная вестибулярная сигнализация имеет наиболее важное значение для ориентации организма спортсмена в окружающей среде. Для выполнения точных движений главное значение имеет проприорецептивная афферентация от рецепторов мышц, сухожилий, связок.

Список литературы

1. Физиология человека: Учебник / Под ред. В.М. Смирнова. - М.: Медицина, 2002.

2. Ровный А.С. Сенсорные механизмы управления точными движениями человека. - Харьков ХаГАФК, 2001

3. Физиология человека: Учебная литература для студентов медицинских вузов под редакцией В.М.Покровского, Г.Ф. Коротько . М.: Медицина, 1997;

Размещено на Allbest.ru