Что такое анатомия? Это наука, занимающаяся изучением особенностей тела человека. Классификация рецепторов и раздражителей также относится к вопросам этой дисциплины. Как же первые связаны со вторыми? Все очень просто. На тело постоянно воздействует большое количество разнообразных раздражителей, наши рецепторы откликаются на них избирательно, все зависит от их местоположения и строения. Нервные образования также называют сенсорной системой, передающей ощущения от органов чувств центральной нервной системе.
Существуют различные виды рецепторов, но для начала необходимо выделить органы чувств:
- Глаза.
- Уши.
- Органы чувства гравитации.
- Язык.
- Нос.
- Кожа.
Зачем нужны рецепторы
Все нуждаются в такой информации, которую дает окружающая среда. В первую очередь это необходимо для того, чтобы обеспечить себя пищей и особью противоположного пола, оградить себя от опасности и для ориентации в пространстве. Все это обеспечивают эти нервные образования. Классификация рецепторов - это, безусловно, важный вопрос, но перед этим разберем разновидности сигналов, действующих на них.
Раздражители
Их классифицируют по следующим особенностям:
- Модальность.
- Адекватность.
Что касается первого пункта, то внешние раздражители различают тепловые, электрические, механические, осмотические, химические, световые и многие другие. Они передаются непосредственно с помощью энергий разного вида, например, тепловые, как нетрудно догадаться, передаются с помощью температуры и так далее.
Помимо всего этого, они делятся на адекватные и неадекватные раздражители, об этом стоит поговорить немного подробнее.
Адекватность
Важно отметить невероятно умную мысль Фридриха Энгельса, который считал, что органы чувств – это главное орудие головного мозга. Он, безусловно, прав, ведь все, что мы видим, чувствуем и слышим – это заслуга органов чувств и рецепторов, а раздражение последних – это самое начальное звено познания внешнего мира. Например, работу вкусовых рецепторов мы ощущаем, когда чувствуем вкус еды (горький, соленый, кислый или сладкий), раздражение рецепторов глаза передают нам ощущение света или его отсутствия.
Раздражитель, к которому рецептор приспособлен, называют адекватным. Хорошим примером послужат рецепторы языка. При попадании в рот какого-либо вещества мы ощущаем вкус, например горький, соленый, сладкий или кислый. Сетчатка глаза улавливает световые волны, так мы понимаем, что горит свет.
Неадекватность
Свойства рецепторов довольно разнообразны, но, говоря про неадекватность раздражителей, можно выделить следующее: при воздействии энергии, к которой рецептор не приспособлен, вызывается незначительная часть ощущений, таких, как при раздражении адекватных. Примером могут служить поражение током или химическое раздражение.
Если сетчатка глаза получила механическое раздражение, то будет ощущение света, такое явление принято называть «фосфеном». Или при получении электрического удара в ухо мы можем услышать шум, а вот механическое поражение может вызвать вкусовые ощущения.
Классификация рецепторов: физиология
С вопросом раздражителей мы разобрались, теперь у нас остался не менее важный вопрос. Для понимания механизма действия классификация рецепторов имеет важное значение. Для начала разберем вопрос принципа строения сенсорных систем человека, выделим основные функции, поговорим об адаптации. Прежде всего классификация рецепторов по виду включает следующие:
- Рецепторы боли.
- Зрительные.
- Рецепторы, определяющие положение тела и его частей в пространстве.
- Слуховые.
- Осязательные.
- Обонятельные.
- Вкусовые.
Это не единственная классификация рецепторов, помимо этих видов, выделяют разделение и по другим качествам. Например, по локализации (внешние и внутренние), по характеру контакта (дистантные и контактные), первичные и вторичные.
Внешними являются рецепторы, отвечающие за слух, зрение, обоняние, осязание и вкус. Внутренние же отвечают за опорно-двигательный аппарат и состояние внутренних органов.
Вторым пунктом мы выделили следующие виды рецепторов: дистантные, то есть те, которые улавливают сигнал на дистанции (зрение или слух), и контактные, которым необходимо непосредственно соприкосновение, например, вкус.
Что касается разделения на первичные и вторичные, то в первую группу входят те, которые преобразуют раздражение в импульс в первом нейроне (пример: обоняние), а во вторую - имеющие рецепторную клетку (пример: вкус или зрение).
Строение
Если рассматривать строение рецепторов человека, то возможно выделить основные принципы, такие как:
- Множество слоев клеток, то есть: нервный рецептор связан с первым слоем клеток, а последний слой является проводником к коре головного мозга, а точнее к его нейронам моторных областей. Эта особенность позволяет с очень большой скоростью обрабатывать поступающие сигналы, обрабатываемые уже на первом слое системы.
- Для точности и надежности передачи нервных сигналов предусмотрена многоканальность. Как было описано в прошлом пункте, сенсорная система имеет множество слоев, а они в свою очередь обладают от нескольких десятков тысяч до нескольких миллионов клеток, передающих информацию на следующий слой. Кроме надежности эта особенность обеспечивает и детальный анализ сигнала.
- Образование воронок. Для примера рассмотрим рецепторы сетчатки глаза. В самой сетчатке насчитывается сто тридцать миллионов рецепторов, а вот в слое ганглиозных клеток их уже миллион триста тысяч, что в сто раз меньше. Мы можем утверждать, что наблюдается суживающаяся воронка. В чем ее смысл? Вся ненужная информация отсеивается, но на следующих этапах формируется расширяющаяся воронка, которая обеспечивает расширенный анализ сигнала.
- Дифференциация по вертикали и горизонтали. Первая способствует образованию отделов, состоящих из слоев и выполняющих какую-либо одну функцию. Вторая нужна для того, чтобы делить клетки на классы в пределах одного слоя. Например, возьмем зрение, там работает сразу два канала, которые и свою работу осуществляют по-разному.
Функции рецепторов
Анализатором называют некоторую часть нашей нервной системы, которая состоит из нескольких элементов: воспринимающего, нервных путей и частей мозга.
Всего можно выделить три составляющих:
- Рецепторы.
- Проводники.
- Отдел мозга.
Их функции также индивидуальны, то есть первые схватывают сигналы, вторые провожают их в мозг, а третий анализирует информацию. Работает вся эта система синхронно для обеспечения прежде всего безопасности человеку и другим живым существам.
Таблица
Предлагаем выделить основные функции работы всей сенсорной системы, для этого приведем таблицу.
Функции | Пояснение |
Обнаружение | Со временем сенсорная система эволюционирует, на данный момент рецепторы способны улавливать очень большое количество сигналов, как адекватных, так и неадекватных. Например, глаз человека способен улавливать свет, а еще различает удар как механический, так и электрический. |
Различение поступающих сигналов | |
Передача и преобразование | Все рецепторы – это своего рода преобразователи, так как они из одной энергии получают совсем другую (нервное раздражение). Они ни в коем случае не должны искажать сигнал. |
Кодирование | Об этой особенности (функции) написано выше. Кодирование сигнала в форму нервного раздражения. |
Детектирование | Рецептор, помимо того, что улавливает сигнал, должен выделить и его признак. |
Обеспечение опознания образа | |
Адаптирование | |
Взаимодействие | Именно эта важная функция формирует схему мира, для того, чтобы приспособиться, нам необходимо соотнести нас самих с ней. Ни один организм не может существовать без восприятия информации, эта функция обеспечивает борьбу за существование. |
Свойства рецепторов
Разбираемся дальше. Теперь необходимо выделить основные свойства рецепторов. Первым мы назовем избирательность. Все дело в том, что большинство рецепторов человека направлено на прием только одного вида сигналов, например, света или звука, к таким видам сигналов они очень восприимчивы, чувствительность необычайно высока. Рецептор возбуждается только в том случае, если улавливает минимальный сигнал, для этого введено понятие «порог возбуждения».
Второе свойство непосредственно связано с первым, а звучит оно как низкая величина порога для адекватных раздражителей. Для примера возьмем зрение, которое улавливает такой минимальный сигнал, которого нужно для нагревания миллилитра воды на один градус по Цельсию целых шестьдесят тысяч лет. Таким образом, реакция возможна и на неадекватные раздражители, такие как электрические и механические, только для таких видов, соответственно, и порог намного выше. Кроме всего сказанного, различают два вида порогов:
- абсолютные,
- разностные.
Первые определяют наименьшую величину, ощущаемую организмом, а вторые позволяют нам отличать степени освещенности, оттенки различных цветов и так далее, то есть разницу между двумя раздражителями.
Еще одно очень важное свойство всех живых организмов на земле – это адаптация. Так и наши сенсорные системы адаптируются к внешним условиям.
Адаптация
Этот процесс охватывает не только сами рецепторы сенсорных систем, но и все его слои. Как это происходит? Все просто, порог возбуждения, о котором мы говорили ранее, это не постоянная величина. С помощью адаптации они изменяются, становятся менее чувствительными к постоянным раздражителем. У вас есть дома часы? Вы не обращаете внимания на их вечное тиканье, потому что ваши рецепторы (в данном случае слуховые) стали менее чувствительными к данному раздражителю. И к другим длительным и монотонным раздражениям у нас выработан иммунитет.
Адаптационные процессы охватывают не только рецепторы, но и все звенья сенсорных систем. Адаптация периферических элементов проявляется в том, что пороги возбуждения рецепторов не являются постоянной величиной. Путем повышения порогов возбуждения, т. е. снижения чувствительности рецепторов, происходит приспособление к длительным монотонным раздражениям. Например, человек не ощущает постоянного давления на кожу своей одежды, не замечает непрерывного тиканья часов.
Фазные и тонические рецепторы
Отметим, что все рецепторы делятся на:
- быстро адаптирующиеся,
- медленно адаптирующиеся.
Причем первые, их еще называют фазные, дают реакцию на раздражители только в самом начале и в конце его действия, а вот вторые (тонические) посылают непрерывные сигналы в нашу центральную нервную систему на довольно длительном промежутке времени.
Еще необходимо знать, что адаптация может сопровождаться как повышением, так и понижением возбудимости рецептора. Для примера представим, что вы переходите из светлого помещения в темное, в таком случае происходит повышение возбудимости, сначала вы видите освещенные предметы, а только потом более темные. Обратный случай, если из темного помещения переходить в светлое, всем известно выражение «свет режет глаза», мы щуримся из-за того, что наши рецепторы перестраиваются, а именно уменьшается возбудимость наших фоторецепторов, сейчас происходит так называемая темновая адаптация.
Регуляция
Важно знать, что у человека нервная система способна к регуляции, все зависит от потребностей на данный момент времени. Если после состояния покоя человек резко начинает физическую работу, то чувствительность рецепторов (двигательного аппарата) резко возрастает. Зачем же это нужно? Чтобы облегчить восприятие информации, связанной с состоянием опорно-двигательного аппарата. Кроме того, процесс адаптации способен помимо рецепторов затрагивать и другие образования. К примеру, возьмем слух, если идет адаптация, то изменяется и подвижность таких частей, как:
- молоточек,
- наковальня,
- стремечко.
То есть слуховых косточек среднего уха.
Выводы
Подводя итог всего вышесказанного, мы еще раз выделим основные функции наших сенсорных систем: обнаружение сигнала, различение, преобразование одного вида энергии в другую (нервный импульс), передача преобразованного сигнала в другие слои сенсорных систем, опознание образов. Основные свойства заключаются в следующих пунктах: избирательность, низкий порог реагирования для адекватных раздражителей, способность подстраиваться под окружающую среду. Также мы рассмотрели такие важные пункты, как строение и классификация сенсорных систем, классификация по разным признакам раздражителей, адаптация.
