В целом строение каждого анализатора идентично и сводится к определённой системе: периферический отдел, афферентные, проводящие пути и зона коры больших полушарий мозга. Исключением становятся такие нюансы: зональная локализация получаемых импульсов в зонах коры больших полушарий, различия в строении самих рецепторов периферического отдела и морфологическая специфика проводящих путей. Подчиняясь этой системе, можно кратко описать каждую сенсорную систему:
Зрительная система.[2]
· Периферический отдел представлен в основном двумя видами воспринимающих рецепторов: колбочками и палочками. Колбочки - фоторецепторы сетчатки человека, обеспечивающие фотопическое (дневное) и цветовое зрение. Своё название эти рецепторы получили благодаря форме колбы, образуемой утолщением наружного рецепторного отростка, направленного в сторону пигментного слоя сетчатки. Каждая колбочка соединена с отдельной ганглиозной клеткой по средствам биполярного нейрона, в результате чего колбочки способны осуществлять быстрый и детальный анализ изображения, то есть имеют большую скорость ответа, но мало светочувствительны (более чувствительны к действию длинных волн). «В колбочках, как и в палочках, наружные и внутренние сегменты, соединительное волокно, ядросодержащая часть клетки внутреннее волокно, - осуществляют синаптическую связь с биполярным и горизонтальным нейронами».[1,c.248] Производное реснички, наружный сегмент колбочки состоит из многочисленных мембранных дисков, содержащих индивидуальный зрительный пигмент - родопсин, реагирующий каждый на свой спектральный состава света. В колбочках содержится пигмент 3 типов (красный, зелёный, синий), причем в каждой содержится лишь один из видов пигментов, что обеспечивает избирательное восприятие разных цветов. Внутренний сегмент состоит из скоплений многочисленных митохондрий эллипсоидной формы, сократимый элемент - скопление сократимых фибрилл и гранул гликогена. У большинства позвоночных между наружными и внутренними сегментами расположена масляная капля, избирательно поглощающая свет, прежде чем он дойдёт до зрительного пигмента, создавая эффект рефракции. Палочки - так же фоторецепторы сетчатки, но их задача заключается в обеспечении скотопического (сумеречного) зрения. Форму палочки придаёт наружный рецепторный отросток. Несколько палочек связываются синапсом с биполярным нейроном, в свою очередь несколько биполярных нейронов связываются с одной ганглиозной клеткой. Аксон этой ганглиозной клетки входит в зрительный нерв. Строение, с некоторыми отличиями, похоже на строение колбочки: наружный сегмент палочки состоящий из многочисленных мембранных дисков, содержит зрительный пигмент - родопсин. У большинства дневных животных и человека на периферии сетчатки палочки преобладают над колбочками. Это основная информация о нервных структурах, представляющих периферический отдел.
· Проводящие пути зрительного анализатора. С помощью светочувствительных клеток (палочек и колбочек) зрительный анализатор способен осуществлять восприятие со скоростью в 720 м/с, и в дальнейшем осуществлять анализ и синтез этих световых раздражений. Световые лучи попадают на сетчатку, предварительно пройдя через роговицу, переднюю и заднюю камеры глаза, хрусталик и стекловидное тело. Под действием попавшего на сетчатку света родопсин, находящийся в колбочках и палочках распадается на ретинен и белок скотопсин (в последствии родопсин ресинтезируется из продуктов разложения с помощью витамина А), в результате чего выделяется энергия, воспринимаемая рецепторами I биполярного нейрона, который в дальнейшем контактирует с ганглиозной клеткой, являющейся II нейроном. Аксоны ганглиозных клеток радиальным образом собираются к заднему полюсу глаза образуя нервный тяж - зрительный нерв, выходящий из глазницы через зрительное отверстие и отправляющийся к основанию головного мозга. Зрительный нерв подразделяется на 4 вида волокон:
1. Зрительных, берущих начало от височной половины сетчатки.
2. Зрительных, начинающихся от носовой половины сетчатки.
3. Папилломакулярных, исходящих из области жёлтого пятна.
4. Световых, идущих в супрахиазменное ядро гипоталамуса.
Около серого бугра волокна зрительного нерва образуют частичный перекрёст за счёт медиальных половин.
После перекрёста формируется зрительный тракт, который, обогнув снаружи ножку мозга, заканчивается в латеральном коленчатом теле, в верхнем двухолмии, а небольшая часть волокон - в подушке таламуса. Верхнее двухолмие является рефлекторным центром выполнения автоматических движений, возникающих при включении мотонейронов спинного мозга. Аксоны верхнего двухолмия передают импульсы к парасимпатическим и двигательным ядрам III пары черепных нервов, а также включают центры симпатической иннервации спинного мозга, иннервирующие гладкую мускулатуру глаза.
· Корковое представительство зрительной системы. Корковый зрительный центр имеет сложную многогранную систему нейронных связей. В ней находятся нейроны, реагирующие только на начало и конец освещения. В зрительном центре совершается не только обработка информации по ограничительным линиям, яркостям и градациям цвета, но и оценка направления движения объекта. В соответствии с этим и число клеток в коре головного мозга больше в 10 тысяч раз, чем в сетчатке. Существенная разница имеется между числом клеточных элементов наружного коленчатого тела и зрительным центром. Один нейрон наружного коленчатого тела соединён с тысячью нейронов зрительного коркового центра, а каждый из этих нейронов образует синаптические контакты с 1000 соседних нейронов.
Проекции изображений видимого мира от латеральных ядер транслируются по волокнам зрительной радиации в правую и левую части первичной зрительной коры, но всё же, проекции на корковом уровне не представляют собой точных отображений внешнего мира. Например область коры, получающая информацию от центральной ямки – зоны наивысшей остроты зрения, примерно в 35 раз больше участка, отображающего кружочек той же величины на периферии сетчатки. Таким образом, информация, идущая от центральной ямки, имеет для коры большее значение, чем информация от других частей сетчатки. Первичную зрительную кору называют «17 полем» или «стриальной корой», состоит из упорядоченных слоёв, представляет собой структуру, уникальную по сложности относительно всей нервной системы.[3]
Для всей коры больших полушарий мозга характерна многослойность, как правило 6 слоёв. Слои различаются количеством и видом содержащихся в ней нейронов. Отличительная черта слоёв зрительной зоны у приматов: 12 слоёв и они в свою очередь подразделяются на подслои.
Участки коры, в которых происходит переработка зрительной информации, взаимосвязаны. Доказано, что у обезьян вся затылочная доля и большие половины височной доли коры содержат зрительные нейронные сети. Подвергая изучению характер связей зрительных полей, учёные сделали вывод о последовательности операций по переработке зрительной информации: нейроны коленчатого тела и подушки таламуса проецируются в слой IVполя 17, 17 – в слой IV полей 18 и 19, а эти поля обратно в слой I и IV поля 17.
Так же было выявлено ещё по крайней мере 5 уровней интеграции зрительной информации в коре: наивысшим оказался связанный со зрительными полями лобной коры. Вес они примыкают ассоциативной коре. В ней объединяется информация различного сенсорного вида. «Возможно, эта корковая зона имеет прямые связи с лимбической системой»[1, c.258].
Слуховая система.
Слуховая система, или слуховой анализатор, - совокупность механических, рецепторных и нервных структур, воспринимающих и анализирующих звуковые колебания воздуха. У высших позвоночных, в том числе и у человека, слуховая система состоит из внутреннего уха, слухового нерва и последовательно соединённых нервных центров: «Слуховой анализатор включает в себя орган слуха, проводящие пути слуховой информации и центральное представительство в коре больших полушарий»[1, c. 259].
· Периферический отдел.
Орган слуха - лабиринт, в котором залегают двоякого рода рецепторы: кортиев орган, образования находящиеся в нём служат для восприятия звуковых раздражений, другие представляют воспринимающие приборы статико - кинетического аппарата, необходимого для восприятия сил земного притяжения, для удержания равновесия и ориентировки тела в пространстве. В целом, строение слухового органа очень сложно, поэтому во избежание усложнения материала я опишу только рецепторы, находящиеся в кортиевом органе: Кортиев орган (спиральный орган слуха) находится на протяжении всего улиткового хода и расположен на спиральной мембране, состоящей из тончайших коллагеновых волокон. На этой мембране, в свою очередь, расположены чувствительный волосковые клетки. Волоски этих клеток погружены в желатинозную массу, названную покровной мембраной. Когда звуковая волна вспучивает базилярную мембрану, стоящие на ней волосковые клетки качаются из стороны в сторону и их волоски, погружённые в покровную мембрану, сгибаются или растягиваются на диаметр атома водорода. Эти изменения положения волосковых клеток величиной с атом вызывают стимул, который порождает генераторный потенциал волосковых клеток.