Возрастная физиология и школьная гигиена

Все, что приобретается организмом в течение индивидуальной жизни, связано с функцией коры больших полушарий головного мозга. С функцией коры больших полушарий связана высшая нервная деятельность. Взаимодействие организма с внешней средой, его поведение в окружающем мире также связаны с ними. Кора больших полушарий вместе с другими частями нервной системы осуществляет нервную регуляцию функций всех органов.

В коре больших полушарий различают три области: сенсорные, моторные и ассоциативные.

1. Сенсорные (чувствительные) зоны локализованы в различных областях коры: зрительная -в затылочной области полушарий, слуховая - в височной, зона вкусовых ощущений - в нижней части теменных областей, соматосенсорная - в области задней центральной извилины. Сенсорные области коры больших полушарий выделяют отдельные признаки сигнала. Так, если это в области зрительной проекции, то анализируются место объекта в поле зрения, направление движения, контур, цвет, контраст. Если в области слуховой проекции, то анализируются признаки звука.

2. Зоны, раздражение которых вызывает двигательную реакцию, называют моторными или двигательными. Движения возникают при раздражении коры в области предцентральной извилины. Величина корковой двигательной зоны пропорциональна не масса мышц, точности движений. Особенно велика зона, управляющая движениями кисти рук, языком, мимической мускулатурой. Моторная кора имеет двусторонние внутрикорковые связи со всеми сенсорными областями, что обеспечивает их взаимодействие.

3. Ассоциативные области коры не имеют прямых афферентных и эфферентных связей с периферией, нейроны этих областей не связаны не с органами чувств, ни с мышцами. Они осуществляют связь между различными областями коры, интегрируя, объединяя все поступающие в кору импульсы в целостные акты научения (чтение, речь, письмо), логического мышления, памяти и обеспечивая возможность целесообразной реакции поведения.

Развитие коры больших полушарий происходит в течение длительного периода онтогенеза. К моменту рождения ребенка кора больших полушарий имеет такой же тип строения, как у взрослого. Однако поверхность ее после рождения значительно увеличивается за счет формирования мелких борозд и извилин. В течение первых месяцев жизни развитие коры идет очень быстрыми темпами. Большинство нейронов приобретает зрелую форму, происходит миелинизация нервных волокон. Различные корковые зоны созревают неравномерно. Самым первым происходит созревание соматосенсорной и двигательной коры, затем зрительной и слуховой. Созревание сенсорных и моторных зон завершается к 3 годам. Значительно позже созревает ассоциативная кора, которая к 7 годам делает значительный скачок. Однако дифференцировка нервных клеток, формирование нейронных ансамблей и связей ассоциативной коры с другими отделами мозга - происходит вплоть до подросткового возраста. Наиболее поздно созревают лобные области коры.

Вегетативная нервная система регулирует работу внутренних органов, обмен веществ, приспосабливая органы к текущим потребностям организма. К ней относятся нервные центры продолговатого мозга, гипоталамуса и лимбической системы, импульсы из которых поступают к внутренним органам через волокна и узлы вегетативной нервной системы.

Вегетативная нервная система иннервирует гладкую мускулатуру внутренних органов, кровеносных сосудов и кожи, мышц сердца и железы. Вегетативные нервные волокна подходят к скелетным мышцами повышают обмен веществ и тем самым стимулируют их работоспособность. Выделяют два отдела вегетативной нервной системы: парасимпатический и симпатический. Большинство внутренних органов обладают двойной иннервацией. На многие органы они оказывают противоположное влияние. Так, симпатический нерв ускоряет и усиливает работу сердца, а парасимпатический тормозит; парасимпатический нерв вызывает сужение зрачка, а симпатический нерв - расширение.

Вегетативная нервная система оказывает на органы три рода воздействий: функциональное, трофическое и сосудодвигательное.

Функциональное влияние вызывает функцию органа или тормозит ее. Это можно увидеть путем раздражения вегетативных нервов. Так, раздражение парасимпатического нерва - барабанной струны, вызывает секрецию слюны; раздражение блуждающего нерва - секрецию поджелудочного сока. Трофическое влияние выражается в регуляции обмена веществ в органах. Этим путем изменяется их функциональное состояние и определяется уровень жизнедеятельности.

Совокупность сложных форм деятельности коры больших полушарий и ближайших к ней подкорковых образований, обеспечивающую взаимодействие целостного организма с внешней средой, называют высшей нервной деятельностью (ВНД).

Высшая нервная деятельность у человека носит рефлекторный характер. Вырабатываются условные рефлексы на различные сигналы внешнего мира или развивается внутреннее торможение. Происходит анализ и синтез конкретных сигналов, предметов и явлений внешнего мира, составляющих первую сигнальную систему.

У человека, в отличие от животных, развилась вторая сигнальная система действительности в виде слов, речевых сигналов, которые могут не только заменять непосредственные сигналы, но и обобщать их, выделять отдельные признаки предметов и явлений, устанавливать их связи, что составляет человеческое мышление. Первая и вторая сигнальные системы неотделимы друг от друга и действуют во взаимодействии.

Основной формой высшей нервной деятельности являются рефлекторные акты.

Рефлекс -- основная форма нервной деятельности.

Классификация рефлексов

Ответная реакция организма на раздражение из внешней или внутренней среды, осуществляющаяся при участии центральной нервной системы, называется рефлексом. Путь, по которому проходит нервный импульс от рецептора до эффектора (действующий орган), назы-вается рефлекторной дугой.

В рефлекторной дуге различают пять звеньев: 1) рецептор; 2) чувствительное волокно, проводящее возбуждение к центрам; 3) нервный центр, где происходит переключение возбуждения с чувствителъных клеток на двигательные; 4) двигательное волокно, несущее нервные импульсы на периферию; 5) действующий орган -- мышца или железа.

Рефлекс как приспособительная реакция организма обеспечивает тонкое, точное и совершенное уравновешивание организма с окружающей средой, а также контроль и регуляцию функций внутри организма. В этом его биологическое значение. Рефлекс является функциональной единицей нервной деятельности.

Рефлекторный принцип нервной деятельности бьш открыт великим французским философом, физиком и математиком Рене Декартом более 300 лет назад.

Развитие рефлекторная теория получила в фундаментальных трудах русских ученый И. М. Сеченова и. П. Павлова. В 1863 г. в.книге «Рефлексы головного мозга» И. М. Сеченов высказал мысль, что не только спинной мозг, как полагал Декарт, но и головной мозг работает по принципу рефлекса: «...без внешнего чувственного раздражения невозможна хоть на миг психическая деятельность и ее выражение -- мышечное движение».

Время, прошедшее от момента нанесения раздражения до ответа на него, называется временем рефлекса. Оно слагается из времени, необходимого для возбуждения рецепторов, проведения возбуждения по чувствительным волокнам, по центральной нервной системе, по двигательным волокнам, и, наконец, латентного (скрытого) периода возбуждения рабочего органа. Большая часть времени уходит на проведение возбуждения через нервные центры -- центральное время рефлекса. Это объясняется тем, что в синапсах центральной нервной системы происходит замедление проведения возбуждения, так называемая синоптическая задержка. Каждый рефлекс можно вызвать только с определенного рецептивного поля. Анатомическая область, при раздражении которой вызывается данный рефлекс, носит название рецептивного поля рефлекса. Нервным центром называется совокупность нервных клеток, расположенных в различных отделах центральной нервной системы, необходимая для осуществления рефлекса и достаточная для его регуляции.

Различают следующие виды рефлексов:

1. По биологическому значению рефлексы подразделяются на пищевые, оборонительные, ориентировочные (ознакомление с изменяющимися условиями среды), половые (продолжение рода).

2. По роду рецепторов, с которых они возникают, рефлексы делятся на экстероцептшные, возникающие с рецепторов, воспринимающих раздражения из внешней среды: световые, звуковые, вкусовые, тактильные и др.; интероцептивные, возникающие с рецепторов внутренних органов: механо-, термо-, осмо- и хеморецепторов сосудов и внутренних органов, и проприоцептивные -- с рецепторов, находящихся в мышцах, сухожилиях, связках.

3. В зависимости от рабочего органа, участвующего в ответной реакции, рефлексы подразделяются на двигательные, секреторные, сосудистые.

4. По местонахождению главного нервного центра, необходимого для осуществления рефлекса, они делятся на спинальные, на¬пример мочеиспускание, дефекация; булъбарные (продолговатый мозг) -- кашель, чиханье, рвота; мезэнцефалъные (средний мозг) -- выпрямление тела, ходьба; диэнцефалъные (промежуточный мозг) -- терморегуляторные; корковые -- условные рефлексы.

5. В зависимости от продолжительности рефлексы делятся на фазные и тонические. Тонические рефлексы длительные, продолжающиеся часами, например рефлекс стояния. Любое животное может стоять часами благодаря длительному сокращению мышц. Все позные рефлексы относятся к тоническим. Они фиксируют определенное положение тела, а на их фоне разыгрываются другие, короткие, фазные рефлексы, обеспечивающие все виды рабочих, спортивных и других движений.

6. По сложности рефлексы можно разделить на простые и сложные. Расширение зрачка в ответ на затемнение глаза, разгибание ноги в ответ на легкий удар по сухожилию -- простые рефлексы. Пример сложных -- регуляция сердечно-сосудистой системы, процесс пищеварения. В этих случаях конец одного рефлекса служит раздражителем для возникновения другого. Возникают так называемые цепные рефлексы, протекание которых очень демонстративно можно проследить на примере процесса пищеварения. Произвольное проталкивание комка пищи к задней стенке глотки вызывает раздражение ее рецепторов, и возникает рефлекс глотания. Пища попадает в пищевод и вызывает его сокращение, продвигающее пищевой комок ко входу в желудок. Раздражение нижней части пищевода приводит к открытию кардиального жома желудка и поступлению пищи в желудок, а последнее вызывает отделение желудочного сока и т. д. Весь процесс пищеварения -- сложная цепь рефлексов.

7. По принципу эффекторной иннервации рефлексы можно разделять на скелетно-моторные, или соматические (обеспечивающие двигательные акты скелетной мускулатуры), и вегетативные (функции внутренних органов).

8. В зависимости от того, являются ли рефлексы врожденными или приобретенными в процессе индивидуальной жизни, И. П Павлов подразделял рефлексы на безусловные (врожденные) и условные (приобретенные).

Рефлекторные реакции могут, как показано выше, быть условными и безусловными.

Безусловные реакции - это постоянные, наследуемые реакции, закономерно возникающие в ответ на раздражения, имеющие непосредственно биологическое значение. Они могут быть простыми (например, отделение слюны на раздражение рецепторов полости рта) и сложными: пищевой, оборонительный, половой, родительский, которые иначе называют инстинктами. Так как внешняя среда изменчива, то и приспособляемость при помощи безусловных рефлексов недостаточна. Условные рефлексы - это рефлексы, вырабатываемые в течение индивидуальной жизни благодаря образованию временных нервных связей в высших отделах ЦНС.

Условные рефлексы вырабатываются на базе безусловных (или условные рефлексы I порядка). Рефлексы, образованные на баз условных, носят название условных рефлексов II порядка. Для образования условных рефлексов необходимы специальные условия:

а) наличие двух раздражителей - индифферентного, т.е. такого, который хотят сделать условным, и безусловного, вызывающего какую-либо деятельность организма;

б) индифферентный раздражитель (свет, звук) должен предшествовать безусловному;

в) безусловный раздражитель должен быть сильнее условного;

г) отсутствие отвлекающих посторонних раздражителей;

д) бодрое состояние коры.

Условные рефлексы более тонко, более совершенно приспосабливают организм в борьбе за существование. Условные рефлексы пластичны. Они могут долго сохраняться, а могут и тормозиться. Именно процесс торможения делает условные рефлексы механизмом тонкого, точного и совершенного приспособления к окружающей среде.

Торможение. Виды торможения

Выделяют два вида торможения: безусловное (внешнее) и условное (внутреннее).

Торможение условных рефлексов под действием посторонних раздражителей называется внешним торможением.

Все виды внутреннего условного торможения вырабатываются одним способом - путем подкрепления условного раздражителя безусловным. Одним из видов внутреннего торможения является угасание. Оно развивается, если много раз условный рефлекс не подкрепляется безусловным раздражителем. Угасший рефлекс при подкреплении может быстро восстановиться. Этим доказывается, что угасание - результат активного процесса торможения. Угасание у детей происходит гораздо медленнее, чем у взрослых. Поэтому детей так трудно отучить от вредных привычек.

Дифференцировочное торможение вырабатывается путем подкрепления одних условных раздражителей и неподкрепления других.

Запаздывающее торможение развивается, если отставить во времени подкрепление условного рефлекса безусловным.

Безусловные и условные торможения играют координационную роль, т.е. выключают все рефлексы, мешающие осуществлению нервной деятельности, необходимой в данный момент.

Все раздражители воспринимаются рецепторами и становятся источниками импульсов, поступающих в кору больших полушарий, где они анализируются и синтезируются. Способность коры разделять, вычленять, различать и дифференцировать отдельные раздражения является проявлением аналитической деятельности. С аналитической деятельностью связана и синтетическая деятельность, которая проявляется в объединении, обобщении возбуждения, возникшего в различных ее участках от действия различных раздражителей. Анализ и синтез раздражителей - основные свойства коры больших полушарий, лежащие в основе ВНД.

Внешний мир действует на организм не единичными раздражителями, а системой одновременных и последовательных раздражителей, что ведет к образованию динамического стереотипа. Динамический стереотип - это последовательная цепь условнорефлекторных актов, закрепленных во времени порядке и являющихся следствием сложной системной реакции организма на комплекс условных раздражителей. Стереотип трудно вырабатывается, но если он выработан, то поддержание его не требует значительного напряжения корковой деятельности, многие действия становятся автоматическими. Он является основой образования привычек, приобретения умений и навыков. Образование динамического стереотипа лежит в основе режима дня каждого человека.

Динамический стереотип является одним из проявлений системной организации высших корковых функций, направленных на обеспечение стабильных реакций организма.

Возрастные особенности ВНД.

Приспособительные реакции родившегося ребенка на внешние воздействия обеспечивается ориентировочными рефлексами.

На первом году жизни развивается стереотип интероцептивных условных рефлексов. К концу первого года важное значение приобретают комплексы внешних экстероцептивных раздражителей, характеризующих ситуацию в целом. Одним из важных компонентов комплекса раздражителей становится слово.

Первые признаки второй сигнальной системы у ребенка появляются во второй половине первого года жизни. В процессе развития ребенка сенсорные механизмы речи, определяющие возможность восприятия слова, формируются раньше, чем моторные, с которыми связано умение говорить. К концу первого года жизни слово становится значимым раздражителем. Однако в этот период реакция детей на слово не имеет самостоятельного значения, она определяется комплексом раздражителей, и только позднее слово приобретает значение самостоятельного сигнала.

Речь ребенка особенно интенсивно развивается в возрасте-3 лет. В этом возрасте поведение ребенка характеризуется выраженной исследовательской деятельностью. Существенно меняется условнорефлекторная деятельность. На втором году жизни из обобщенного недифференцированного мира, окружающего ребенка, начинают отчленяться некоторые предметы как обособленные комплексы раздражений. На втором году жизни у ребенка формируется большое количество условных рефлексов на отношение величины, тяжести, удаленности предметов.

В раннем детском возрасте динамические стереотипы имеют важное значение. При недостаточной силе и подвижности нервных процессов стереотипы облегчают приспособление детей к окружающему миру, они являются основой формирования привычек и навыков. Для детей в возрасте до 3 лет выработка большого числа различных стереотипов не только не представляет трудностей, но каждый последующий вырабатывается все легче.

На втором году жизни начинается усиленное развитие речи, усвоение ребенком грамматического строя языка, при этом большая роль принадлежит подражательному рефлексу. На этом этапе развития овладение действиями с предметами оказывает решающее влияние на формирование обобщения предметов словом, т.е. формирование второй сигнальной системы.

В процессе развития ребенка в выработке новых реакций все большее значение приобретает использование ранее образованных связей. Системы условных связей, выработанные в раннем и дошкольном возрасте (до 5 лет), особенно прочны и сохраняют свое значение в течение всей жизни,

В дошкольном возрасте очень велика роль подражательного и игрового рефлекса. Дети копируют взрослых, их жесты, слова, манеры. К концу дошкольного возраста формируется внутреннее, условное торможение. Лучше вырабатывается дифференцировки, длительнее становятся периоды удержания торможения.

К 6-7 годам улучшается реактивность на словесные стимулы, усиливается активность второй сигнальной системы, что является одним из важных показателей готовности ребенка к школе. В младшем школьном возрасте совершенствуется сила, уравновешенность и подвижность нервных процессов. Интенсивно созревают внутрикорковые ассоциативные пути, развиваются обобщающая функция слова. Возрастает значение второй сигнальной системы.

В подростковом возрасте в связи с половым созреванием усиливается активность гипоталамуса. Происходит усиление генерализованного возбуждения и ослабление внутреннего торможения. Уменьшается скорость образования условных рефлексов, затрудняется образование временных связей. Особенности ВНД подростков требует продуманной организации учебно-воспитательного процесса.

Типы высшей нервной деятельности

Условнорефлекторная деятельность зависит от индивидуальных свойств нервной системы. Индивидуальные свойства нервной системы обусловлены наследственными особенностями индивидуума и его жизненным опытом. Совокупность этих свойств называют типом высшей нервной деятельности. И.П.Павлов установил, что нервные процессы отличаются по трем основным показателям: силе, уравновешенности и подвижности. Главным признаком, позволяющим разделить животных на две больших группы является сила нервных процессов. Она определяет работоспособность нервных клеток. Уравновешенность - это соотношение силы процессов возбуждения и торможения, а подвижность - это скорость, с которой возбуждение может сменяться торможением, и наоборот.

На основе этих трех свойств (по И.П.Павлову) различают:

1) тип сильный, но неуравновешенный, с преобладанием возбуждения над торможением ("безудержный" тип);

2) тип сильный, уравновешенный, с большой подвижностью нервных процессов ("живой", подвижный тип);

3) тип сильный, уравновешенный, с малой подвижностью нервных процессов ("спокойный", малоподвижный, инертный тип);

4) тип слабый с быстрой истощаемостью нервных клеток, приводящий к потере работоспособности.

Оказалось, что типы нервной системы, выделенные И.П.Павловым, совпали с классификацией темпераментов человека, данной Гиппократом 2500 лет назад. Он подразделял людей на: холериков (I - легко возбудимый, агрессивный), сангвиников (II- живой, подвижный, веселый), флегматиков (III - спокойный, малоподвижный, солидный) и меланхоликов (IY - подавленный, с мрачным настроением).

Однако, у человека качественно особая нервная деятельность, связанная с наличием у него речевой функции. Поэтому И.П.Павлов наряду с четырьмя общими для человека и животных типами выделил специально человеческие типы высшей нервной деятельности:

1) Художественный тип. Характеризуется преобладанием первой сигнальной системы над второй. К этому типу относятся люди, непосредственно воспринимающие действительность, широко пользующиеся чувственными образами, для них характерны образно-предметное мышление.

2) Мыслительный тип. Это люди с преобладанием второй сигнальной системы, "мыслители", с выраженной способностью к абстрактному мышлению.

3) Средний тип. Это люди с уравновешенной деятельностью двух сигнальных систем. Им свойственны как образные впечатления, так и умозрительные заключения.

Тип высшей нервной деятельности складывается из взаимодействия унаследованных свойств нервной системы и влияний, которые испытывает индивидуум в процессе жизни. Пластичность нервной системы И.П.Павлов называл важнейшим педагогическим фактором. Сила, подвижность нервных процессов поддается тренировке, и дети неуравновешенного типа под влиянием воспитания могут приобрести черты, сближающие их с представителями уравновешенного типа. Длительное перенапряжение тормозного процесса у детей слабого типа может привести к "срыву" ВНД, возникновению неврозов. Такие дети с трудом привыкают к новому режиму работы и нуждаются в специальном внимании. В детском возрасте в силу особенностей возбудительного и тормозного процессов имеется специфика проявления типологии.

Н.И. Красногорский выделил 4 типа нервной деятельности в детском возрасте:

1) Нормально возбудимый, сильный, уравновешенный, быстрый тип (сангвинический). Характеризуется тем, что условнорефлекторные связи образуются через небольшое число сочетаний с безусловными раздражителями. Тормозные процессы - условное торможение, дифференцировки также быстро образуются, имеют высокую тормозную силу, устойчивы. Дети с таким типом нервной системы очень живые, речь у них громкая, быстрая, раздельная, с ударениями и правильными интонациями, уравновешенная, плавная, с богатым словарным составом, иногда сопровождается жестикуляцией и выразительной мимикой.

2) Нормально возбудимый, сильный уравновешенный медленный тип (флегматический). Наблюдается также у здоровых, сильных детей с прочным уравновешиванием раздражительного и тормозного процессов. Условнорефлекторные связи образуются несколько медленнее, чем у детей первого типа (сангвиников). Тормозные реакции образуются быстро, отличаются стойкостью. Нормальное взаимодействие между корковой и подкорковой деятельностью обеспечивает высокий контроль коры больших полушарий головного мозга над безусловными рефлексами и эмоциями. Дети с таким типом нервной системы имеют отличное поведение и успешно работают в школе, повышают свою активность при трудных заданиях и положениях, требующих энергичных действий. Речь несколько медленнее, чем у детей первого типа, спокойная, с остановками, без резко выраженных эмоций, жестикуляции и мимики, с нормальным словарным запасом.

3) Сильный, повышенно возбудимый, безудержный (холерический) тип. Характеризуется повышенной возбудимостью коры и нижележащих отделов. Условные связи образуются медленнее, чем у детей первого и второго типа, условные торможения и дифференцировки неустойчивы. Наблюдаются резкие неадекватные колебания корковой и подкорковой возбудимости. Такие дети отличаются непостоянством характера, с трудом справляются со своими инстинктами, аффектами и эмоциями. Правильное поведение их часто нарушается, воспитание представляет значительные трудности. Третий тип подразделяется на три варианта: первому (темпераментному) свойственны неадекватно ускоренные двигательные и речевые реакции, второму (вспыльчивому) - быстрая речь с частыми остановками вследствие возникновения подкорковых возбуждений; третий вариант характеризуется наиболее выраженным подкорковым процессом, приспособление к внешней среде постоянно нарушается повышенными безусловными реакциями; речь у таких детей упрощена, груба, отрывиста, в жизни их называют "озорниками" и "отчаянными".

4) Пониженно возбудимый слабый тип. У детей этого типа деятельность первой и второй сигнальных систем понижена. Условнорефлекторная деятельность характеризуется неравномерностью и неустойчивостью, процессы внутреннего торможения ослаблены, наблюдается преобладание внешнего торможения. Пониженная возбудимость коры больших полушарий головного мозга проявляется в виде длительных тормозных фаз (уравнительный, тормозной, парадоксальной, ультрапарадоксальной).

У таких детей речь слаба, замедленна, с бедным словарным составом, темп ее понижен. Обычно детей со слабым типом нервной системы называют "слабыми", "тихонями".

Типы ВНД изменяются в процессе развития нервной системы, роста и развития ребенка под влиянием социальных факторов, воспитания, питания и т.д. Ранее упражнение и степень развития анализаторов в формировании типов ВНД имеют огромное значение.

В процессе развития организм детей претерпевает сложную перестройку, в силу которой он оказывается наименее устойчивым к неблагоприятным воздействиям внешней среды.

При неправильной организации режима детей возникает опасность нервного перенапряжения, переутомления и невроза вследствие недостаточной "зрелости", а поэтому и повышенной утомляемостью нервной системы, особенно второй сигнальной системы. В связи с этим крайне важно в организации различных видов деятельности детей строго учитывать гигиенические требования, продиктованные их возрастными особенностями. Важно также обеспечить детям в соответствии с требованиями гигиены и определенные условия жизни. Только при этом рост и развитие организма детей протекает нормально, и они без ущерба могут освоить приобретенные знания, навыки и умения.

Структура и физиологическое значение. Возрастные особенности

Структура и значение анализаторов. Возрастные особенности анализаторов. Общие закономерности функций анализаторов

Живой организм не может существовать, не получая информации о состоянии и происходящих изменениях во внешней и внутренней среде и во всех частях тела. Раздражения из внешней и внутренней среды воспринимаются рецепторами - специализированными образованиями, трансформирующими (преобразующими) энергию внешнего раздражения в нервные импульсы. Сигналы, поступающие в ЦНС от рецепторов, вызывают либо новые реакции, либо изменяют течение происходящей в данный момент деятельности.

С давних времен известны пять чувств: зрение, слух, осязание, обоняние и вкус и соответственно пять органов чувств: глаз, ухо, кожа, слизистая оболочка носа, язык.

Объективно деятельность органов чувств выражается в возникновении возбуждения в их рецепторных образованиях, а субъективно она проявляется в ощущении. Ощущения - это элементарные процессы психического отражения отдельных особенностей предметов и явлений окружающего мира и внутренних состояний нашего организма. На основе их формируется восприятие, являющееся более сложным наглядно-образным отражением целостных предметов и явлений. Однако для возникновения ощущения необходимо, чтобы возбуждение от органов чувств было передано по афферентным путям в ЦНС. Исходя их этого, И.П.Павлов ввел в физиологию понятие анализатора.

Анализатор - это совокупность рецепторов и нейронов мозга, участвующих в обработке информации о сигналах внешнего и внутреннего мира и получение о них представления (ощущения, восприятия). Все анализаторы (по Павлову) состоят 3 отделов:

- периферического (соответствует органу чувств, в нем происходит превращение сигнала внешнего мира в электрический процесс),

- проводникового - в нем происходит обработка информации и проведение ее в высшие отделы мозга,

- центрального или корковый отдел, в котором происходит окончательная обработка сенсорной информации и возникает ощущение - субъективный образ сигнала.

Общий принцип работы анализатора

Рецептор - это специализированная структура (клетки или окончания нейрона), которая в процессе эволюции приспособилась к восприятию соответствующего раздражителя внешнего или внутреннего мира. (Например, адекватным раздражителем для фоторецепторов является квант видимого света, для фонорецепторов - звуковые колебания, для терморецепторов - воздействие температуры). Под влиянием адекватного раздражителя в рецепторной клетке или в нервном специализированном окончании происходит изменение проницаемости для ионов, что приводит к генерации рецепторного потенциала (аналогичен возбуждающему постсинаптическому потенциалу ВПСП). Все рецепторы отличаются очень высокой возбудимостью. Порог раздражения рецепторов, т.е. количество энергии, которое необходимо для возникновения возбуждения, чрезвычайно низок.

С увеличением силы раздражения возрастает интенсивность ощущения. Та минимальная величина прироста раздражения, которая ощущается испытуемым, называется порогом различения.

Почти все рецепторы обладают свойством адаптации, т.е. приспособления к силе действующего раздражителя. Субъективно это выражается в привыкании к действию запаха, шума, давления одежды. Нет этого свойства адаптации только у вестибуло- и проприорецепторов.

Энергия внешнего раздражения трансформируется в рецепторе в нервные импульсы. В этом заключается основная функция рецептора - менять материальный носитель информации, т.е. кодировать любой вид энергии: химическую, механическую, термическую, световую в нервные импульсы. По чувствительным (афферентным) нервным путям импульсы проводятся к соответствующим чувствительным зонам коры большого мозга, где формируется специфическое ощущение: вкусовое, обонятельное и др.

У новорожденного ребенка органы чувств находятся на разной стадии развития, и дальнейший процесс их совершенствования также идет с различной быстротой. Вестибулярный аппарат созревает еще во внутриутробном периоде. Также рано созревает и кожный анализатор. Уже на 3-м месяце жизни параметры кожной чувствительности практически соответствуют таковым взрослого. Адекватные реакции на раздражения вкусового анализатора наблюдаются с 9-10 дня жизни. До 6-ти летнего возраста чувствительность к вкусовым раздражителям повышается и в школьном возрасте не отличается от чувствительности взрослого.

По мере созревания внутрикоркового аппарата нейронов и их связей, в течение первых лет жизни ребенка анализ внешней информации становится более тонким и дифференцированным, совершенствуется процесс опознания сложных стимулов. В этом периоде наиболее важное значение имеет степень поступающей информации, поэтому очевидно значение сенсорного воспитания в раннем детском возрасте.

Ассоциативные отделы, участвующие в опознании стимулов, их классификации созревают в течение длительного периода и захватывают и подростковый возраст.

К 7-летнему возрасту все органы чувств у ребенка хорошо развиты, однако некоторые из них, в частности, глаз имеет отличительные от взрослых особенности.

Зрительный и слуховой анализаторы, возрастные особенности

Периферический отдел зрительного анализатора представлен глазом, который состоит из глазного яблока, расположенного в глазнице, и вспомогательных органов. Проводниковый отдел зрительного анализатора начинается зрительным нервом, который направляется из глазницы в полость черепа, где образуя перекрест направляются к среднему и промежуточному мозгу, затем в затылочную область коры головного мозга, где расположен центральный отдел зрительного анализатора.

Глазное яблоко - периферический отдел зрительного анализатора, является системой, преломляющей световые лучи. К преломляющим средам относятся роговица, жидкость передней камеры глаза, хрусталик и стекловидное тело. Радужная оболочка, как диафрагма в фотоаппарате, регулирует поток света. Заложенные в ней циркулярные мышцы получают парасимпатическую иннервацию, при повышении тонуса - величина зрачка уменьшается, радиальные мышцы получают симпатическую иннервацию, при повышении тонуса зрачок увеличивается.

Хрусталик имеет формы двояковыпуклой линзы, основная функция которой - преломление проходящих через него лучей и фокусировка изображения на сетчатке. Изменение формы хрусталика (аккомодация), достигается при сокращении или расслаблении цилиарной мышцы. Механизм аккомодации обеспечивается подкорковыми и корковыми центрами, регулирующие тонус цилиарной мышцы.

Проводящие пути зрительного анализатора. Три первых нейрона зрительных путей заложены в сетчатке (клетки с окончанием в виде палочек и колбочек). Они передают импульсы биполярным клеткам, а те - ганглиозным клеткам, аксоны которых составляют зрительный нерв. В области турецкого седла происходит частичный перекрест зрительного нерва и формируются два зрительных тракта (волокна правого и левого глаза), которые заканчиваются в подкорковых центрах: латеральных коленчатых телах, верхних буграх четверохолмия и подушке зрительного бугра. Далее волокна отправляются в затылочную область коры.

Обработка информации в центрах начинается на периферии, на сетчатке. Фоторецептор (палочка или колбочка) устроен таким образом, что под влиянием соответствующей длины света в нем происходит изменение. Когда происходит взаимодействие фоторецептора с квантом света и гиперполяризация, то это вызывает уменьшение образования медиатора и биполярная клетка деполяризуется. Это приводит к выделению на другой стороне биполярной клетки второго медиатора, вызывающего деполяризацию на мембране ганглиозной клетки (генераторный потенциал), что приводит к активации зрительного нерва. Поток ПД идет в латеральное коленчатое тело и в передние (верхние) бугры четверохолмия, а оттуда (по двум различным путям) достигает зрительной коры, расположенной в затылочной доле и далее в лобные и теменные доли - ассоциативные зоны коры, где формируется ответ на вопрос "Что такое?".

Теория цветоощущения. Цвет мы определяем на основе рецепции световой волны с помощью трех видов колбочек: один вид наиболее чувствителен к длине волны, дающий ощущение красного, другой вид - синего (фиолетового), а третий - желтого. Функцию различения цветов выполняет нейрон, рецептивное поле которого устроено следующим образом: в центре находятся колбочки, воспринимающие, например, красный цвет, а на периферии - колбочки не чувствительные к нему: когда луч красного цвета возбуждает колбочки, находящиеся в центре рецептивного поля, нейрон возбуждается и в конечном итоге у нас возникает ощущение красного. Если свет в основном поглощается колбочками на периферии рецептивного поля, то нейрон не возбуждается, и в итоге у нас создается ощущение зеленого (но при условии существования второго варианта рецептивного поля: в центре находятся колбочки, воспринимающие зеленый цвет, тогда возбуждение этих нейронов даст ощущение зеленого, если же кванты воспринимаются в основном колбочками периферии, то нейроны не возбуждаются, и это вместе с другим типом объединения рецепторов дает ощущение красного).

Синий и желтый цвет возникает в рецептивных полях, где в одном случае центр представлен колбочками желтого цвета, а периферия - синий, и наоборот, рецептивные поля, где в центре концентрируются колбочки, воспринимающие синий цвет, а на периферии - желтый.

Черно-белый цвета образуются в результате такой организации, когда центр воспринимает все цвета (т.е. колбочки чувствительны ко всем цветам - это дает ощущение белого цвета), а периферия - нечувствительна к свету. Т.о., любой цвет может быть представлен совокупностью нейронов, воспринимающих основные цвета. В результате многочисленного объединения нейронов на более высоком уровне (латеральное коленчатое тело, кора) возникает ощущение всех оттенков цвета.

Возрастные особенности зрительного анализатора

Для ясного различения предметов, находящихся на близком или далеком расстоянии, необходимо определенным образом приспосабливать глаз. Эта способность видеть на близком и далеком расстоянии называется аккомодацией. Аккомодация связана с изменением формы хрусталика. Хрусталик становится выпуклым при рассматривании предметов, находящихся на близком расстоянии от глаза, и наоборот, уплощается при взгляде на предметы, расположенные дальше. Способность глаза к ясному видению предметов на различных расстояниях с возрастом изменяется. У детей вследствие большой эластичности хрусталик может быстро изменять свою форму. С возрастом эта способность снижается.

В процессе развития существенно меняется цветоощущения ребенка. У новорожденного в сетчатке функционируют только палочки, колбочки еще незрелые и их количество невелико. Своего максимального развития ощущение цвета достигает к 30 годам и затем постепенно снижается. Важное значение для формирования этой способности имеет тренировка. Усиленные упражнения ускоряют развитие цветоощущений.

Интересно также отметить, что быстрее всего ребенок начинает узнавать желтые и зеленые цвета, а позднее - синий. Узнавание формы предмета проявляется раньше, чем узнавание цвета. При знакомстве с предметом у дошкольников первую реакцию вызывает его форма и в последнюю очередь цвет.

С возрастом повышается также острота зрения и улучшается стереоскопическое зрение (слияние двух образов видимого пространства в один).

Наиболее интенсивно стереоскопическое зрение изменяется до 9-10 лет и достигает к 17-22 годам своего оптимального уровня.

В дошкольном возрасте, а особенно с началом обучения в школе, дети начинают уделять все больше времени рисованию, вырезыванию и склеиванию, письму и чтению. Во время занятий они нередко принимают неправильное положение тела и значительно наклоняют голову. Такое положение головы при продолжительных занятиях затрудняет отток крови от глаз, вследствие чего увеличивается внутриглазное давление. Последнее имеет определенное значение для постепенного удлинения передне-задней оси глаз. Изображение от более отдаленных предметов при этом уже не попадает в сетчатку.

Таким образом, учебные занятия в школе, организованные без достаточного учета гигиенических требований, основанных на возрастных анатомо-физиологических особенностях глаза, могут повлечь за собой развитие у детей близорукости.

Слуховой анализатор

Слуховой анализатор предназначен для восприятия периодических сгущений и раздражений воздушной или другой среды, которые создаются источником колебаний. Периферический конец слухового анализатора представлен ухом. Ухо делится на наружное, среднее и внутреннее.

Наружное ухо состоит из ушной раковины, наружного слухового прохода, который перегораживается барабанной перепонкой от среднего уха. Наружный слуховой проход играет роль резонатора, имеющего собственную частоту колебаний (3000 Гц). Если на ухо действуют звуковые колебания, близкие по своим частотным характеристикам к собственной резонаторной частоте наружного уха, то давление на барабанную перепонку усиливается. Благодаря эластичности барабанной перепонке происходит гашение увеличенного давления. Барабанная перепонка - это малоподатливая и слаборастяжимая мембрана.

Среднее ухо содержит цепь соединенных между собой косточек: молоточка, наковальни и стремечка. Слуховые косточки образуют систему рычагов, делающих более эффективной передачу звуковых колебаний из воздушного пространства наружного слухового прохода в жидкую среду внутреннего уха. Давление воздушного пространства в полости среднего уха близко к атмосферному. Уравниванию давления способствует евстахиева труба, которая соединяет носоглотку с полостью среднего уха.

Внутреннее ухо соединено со средним с помощью овального окна, в котором неподвижно укреплена подножная пластинка стремечка. Внутреннее ухо содержит рецепторный аппарат двух анализаторов: вестибулярного (преддверие и полукружные каналы) и слухового, к которому относится улитка с кортиевым органом.

Проведение звуковых колебаний в улитке. Звуковая волна, воздействуя на систему слуховых косточек среднего уха, приводит в колебательное движение мембрану овального окна, которая, прогибаясь, вызывает волнообразные перемещения перилимфы верхнего и нижнего каналов, они постепенно затухают по направлению к улитке. Колебания перилимфы передаются на вестибулярную мембрану, а также на полость среднего канала, приводя в движение эндолимфу и базилярную мембрану.

Восприятие звука различной частоты. В настоящее время распространена "теория места". Предполагают, что волосковые клетки, расположенные на базилярной мембране в различных участках улитки, обладают разной лабильностью, что оказывает влияние на восприятие звуков высокой и низкой частоты (настройку волосковых клеток на звуки различной частоты).

Переработка информации в центрах. Клетки кортиевого органа кодируют информацию. Нижние бугры четверохолмия отвечают за воспроизведение ориентировочного рефлекса на звуковое раздражение (поворот головы в сторону источника звука). Слуховая кора, являющаяся проводниковым отделом слухового анализатора, принимает активное участие в обработке информации, связанной с анализом коротких звуковых сигналов, с процессом дифференцировки звуков, фиксацией начального момента звука, различения его деятельности. Слуховая кора ответственна за создание комплексного представления о звуковом сигнале, поступающем в оба уха раздельно, а также за пространственную локализацию звуковых сигналов. Нейроны, участвующие в обработке информации, идущей от слуховых рецепторов, специализируются по выделению (детектированию) соответствующих признаков. Особенно это присуще нейронам слуховой коры, расположенным в верхней височной извилине. Здесь имеются колонки, которые анализируют поступающую информацию. Выделяют простые нейроны - вычисляющие информацию о чистых звуках. Есть нейроны, которые возбуждаются на определенную последовательность звуков или на определенную амплитудную их модуляцию. Есть нейроны, которые позволяют определить направление звука. Т.о. происходит сложнейший анализ звукового сигнала. Однако представление о мелодии возникает в ассоциативных участках коры, в которых осуществляется сложнейший анализ информации на основе информации, хранящейся в памяти. Именно в ассоциативных участках коры с помощью специализированных нейронов мы способны извлечь всю информацию, поступающую от соответствующих рецепторов.

Возрастные особенности слухового анализатора

Восприятие звуков отмечается у плода в последние месяцы внутриутробной жизни. Новорожденные и дети грудного возраста осуществляют элементарный анализ звуков. Они способны реагировать на изменение высоты, силы, тембра и длительности звука. Дифференцирование качественно различных звуков возможно уже на 2-3 месяце жизни. К 7 месяцам дети дифференцируют звуки, отличающиеся 2 музыкальными тонами.

Наименьшая величина порогов слышимости, т.е. наибольшая острота слуха, свойственна подросткам и юношам в возрасте 14-19 лет. Изменяются с возрастом и пороги слышимости речи. У детей 6-9 лет порог слышимости 17-24 дБА для высокочастотных слов и 9-24 для низкочастотных. У взрослых - 7-10 дБА для низкочастотных слов. У детей по сравнению со взрослыми острота слуха на слова понижена больше чем на тон. В развитии слуха у детей большое значение имеет общение со взрослыми.

Для слуха детей вредны чрезмерно сильные звуки. Это может привести к стойкому снижению слуха и даже полной глухоте.

Вестибулярный анализатор

Адекватным раздражителем для рецепторов вестибулярного аппарата - для волосковых клеток макул (они расположены в вестибулюме) и волосковых клеток гребешков (находятся в расширенной части ампул полукружных каналов) является соответственно линейное и угловое ускорение (ускорение Кориолиса). Макулы расположены в маточке и в мешочке. Рецепторные клетки - волосковые. Они имеют волоски, которые погружены в желеобразную массу, содержащую кристаллы соли (отолиты). Когда, например, голова наклоняется влево, то происходит изменение положения маточки (они лежит горизонтально в условиях нормального положения головы), а за счет линейного ускорения происходит смещение отолитов и вместе с ними - смещение волосков клеток. Это вызывает деполяризацию волосковой клетки (вероятно, повышается проницаемость для ионов натрия). В ответ на эту деполяризацию (рецепторный потенциал) происходит выделение медиатора, который вызывает на окончаниях дендрита афферентного нейрона деполяризацию (генераторный потенциал), в результате чего повышается импульсация в афферентном нейроне. Афферентный нейрон расположен в вестибулярном ганглии. Сигнал от него идет в продолговатый мозг. Здесь расположены 4 вестибулярных ядра: верхнее (ядро Бехтерева), нижнее (ядро Роллера), медиальное (ядро Швальбе) и латеральное (ядро Дейтерса). В эти же ядра приходит информация от волосковых рецепторов мешочка (он расположен вертикально, поэтому в нем импульсация возрастает при наклонах вперед или назад), а также от волосковых клеток гребешков ампул (адекватный раздражитель для них - угловое ускорение, т.к. возбуждение возникает только в начале движения или в момент его окончания).

От вестибулярных ядер продолговатого мозга начинаются важные пути:

1) Вестибулоспинальный, который передает информацию от вестибулярного аппарата на мотонейроны спинного мозга и тем самым способствует сохранению равновесия при движении; 2) Вестибулокулярный - это путь используется для регуляции активности мышц глаза во время движения. Благодаря этому, несмотря на всевозможные перемещения тела, на сетчатке сохраняется объект наблюдения; 3) Вестибуломозжечковый путь - идет к мозжечку и несет туда информацию о положении тела в пространстве. Это важный канал связи, обеспечивающий вместе с вестибулоспинальным трактом регуляцию мышечного тонуса во время ходьбу, перемещения; 4) От вестибулярных ядер информация идет также к специфическим ядрам таламуса (по лемнисковому пути), а от них в кору 9 сенсорные зоны, расположенные в постцентральной извилине (в области проекции лица). От вестибулярных ядер идут коллатерали к ретикулярной формации, а от нее к неспецифическим ядрам таламуса, откуда импульсы поступают диффузно ко многим участкам коры, активируя их.

Степень возбудимости вестибулярного аппарата, т.е. порог его чувствительности, у различных людей колеблется в широких пределах. У лиц с повышенной чувствительностью вестибулярного аппарата и ослабленным тормозным влиянием на него со стороны других анализаторов обнаружено при длительных вестибулярных воздействиях явление укачивания, связанное с ухудшением самочувствия и рядом вегетативных расстройств, совокупность которых называют морской или воздушной болезнью.

Таким образом, вестибулярный аппарат имеет важное значение в пространственной ориентации человека, координации его движений в покое и в процессе двигательной деятельности.

Вкусовой анализатор. Периферический отдел вкусового анализатора представлен вкусовыми луковицами-рецепторами, которые расположены в сосочках языка. Проводниковый отдел представлен волокнами барабанной струны и языкоглоточного нерва. Корковый отдел вкусового анализатора находится в гиппокампе, парагиппокамповой извилине и в нижней части заднецентральной извилины.

Различают четыре вида вкусовых рецепторов, чувствительных к четырем основным вкусовым раздражителям: сладкому, кислому, горькому и соленому.



Гормоны внутренней секреции. Классификация, строение, функции эндокринных желез. Половая система. Возрастные особенности

1. Возрастные особенности строения и функции эндокринных желез. Общие закономерности деятельности желез внутренней секреции

В регуляции функций организма важная роль принадлежит эндокринной системе. В первую очередь оно обусловлено тем, что именно с гормональным влиянием связано осуществление основных (обобщенных) функций организма: роста и дифференцировки, приспособления (адаптации) и воспроизведения. Эндокринная система человеческого организма оказывает значительное влияние на все стороны его жизнедеятельности: от самых примитивных физиологических функций до многогранных и сложнейших психических процессов и явлений. Органы этой системы выделяют особые вещества, оказывающие существенное и специализированное влияние на обмен веществ, структуру и функцию органов и тканей. Железы, секрет которых поступает непосредственно в кровь, называются железами внутренней секреция, или эндокринными железами. Железы внутренней секреции отличаются от других желез, имеющих выводные протоки (желез внешней секреции), тем, что выделяют продуцируемые ими вещества прямо в кровь. К железам внутренней секреции относятся гипофиз, эпифиз, поджелудочная железа, щитовидная железа, надпочечники, половые, паращитовидные или околощитовидные железы, вилочковая железа.

Поджелудочная и половые железы - смешанные, так как часть их клеток выполняет внешнесекреторную функцию, другая часть внутрисекреторную. Половые железы не только вырабатывают половые гормоны, но и половые клетки. Часть клеток поджелудочной железы вырабатывает гормон инсулин и глюкагон, другие ее клетки вырабатывают пищеварительный и поджелудочный сок.

Для поддержания роста, жизнедеятельности и развития организма требуется определенный уровень содержания гормонов в крови. В тех случаях, когда наблюдается недостаток того или иного гормона, говорят о гипофункции данной железы. Когда гормоны вырабатыаются железой в избытке, говорят о гиперфункции. При гипо- и гиперфункции желез внутренней секреции возникают эндокринные заболевания, например кретинизм, базедова болезнь, диабет и др. В настоящее время известно большое количество гормонов, многие из которых синтезированы (инсулин, адреналин и др.).

Гормоны в организме являются регуляторами биохимических процессов. Поступая в кровь, гормоны током крови разносятся по всему организму и оказывают специфическое действие: изменяют интенсивность окислительных процессов, проницаемость мембран клеток, синтез белков, жиров и углеводов, активность ферментов и др.

Методы изучения желез внутренней секреции. Функции желез внутренней секреции изучают в условиях клиники и экспериментально в лабораториях. В клиники поступают больные с гипо- или гиперфункцией желез. Для лечения гиперфункции железы назначают заместительную терапию, т. е. введение гормона для восполнения недостаточности функции железы. Например, при гипофункции поджелудочной железы вводят инсулин. При гиперфункции некоторых желез применяют хирургическое лечение. Например, при базедовой болезни, вызванной гиперфункцией щитовидной железы, удаляют часть железы.