Анатомія, фізіологія дітей з основами гігієни та фізкультури - Антонік В.І. - 4.2. Вікові особливості органів чуття

Одними із елементів периферійної частини нервової системи є органи чуття, або сенсорна система (від лат. sensus — сприйняття, відчуття). У загальному вигляді сенсорна система забезпечує сприймання, передачу та перероблення інформації про явища навколишнього середовища, а також інформації про стан і роботу внутрішніх органів. Найбільш повно фізіологію сенсорної системи свого часу вивчив І. П. Павлов, який дав йому назву вчення про аналізатори. Кожний аналізатор, за вченням І. П. Павлова, складається з трьох нерозривно зв'язаних відділів:

* рецептора або периферичного сприймального апарату, що сприймає подразнення і перетворює його в нервовий процес збудження;

* провідника збудження або доцентрового нервового волокна яке передає збудження в спинний та головний мозок;

* нервового центру або ділянки кори головного мозку, в якій відбувається аналіз збудження і виникають відчуття. Периферичний відділ кожного аналізатора представляють органи

чуття з закладеними в них рецепторами. За місцем розташування всі рецептори поділяються на три групи:

* Екстерорецептори (від лат. exter — зовнішній, receptor — той, що сприймає) або органи зовнішнього чуття, за допомогою яких людина пізнає навколишній світ та одержує інформацію про нього. До таких рецепторів належать, наприклад, чутливі клітини сітківки ока, вуха, рецептори шкіри, органів нюху, смаку та ін.

* Інтерорецептори (від лат. interior- внутрішній), які є чутливими утвореннями, що сприймають зміни внутрішнього середовища організму. Інтерорецептори розташовані в тканинах різних внутрішніх органів (серця, печінки, нирок, кровоносних судин та ін.) і постійно контролюють стан внутрішніх органів та хід процесів, що в них відбуваються. В результаті надходження імпульсів від рецепторів внутрішніх органів відбувається саморегуляція дихання, артеріального тиску, діяльності серця та ін.

* Пропріорецептори (від лат. proprius — власний, особливий), які є чутливими утвореннями, що сигналізують про положення і рух тіла. Такі рецептори містяться в м'язах, суглобах, фасціях і сприймають скорочення або розтягнення м'язів чи сухожилків. У людини е наступні органи чуття: зору, слуху, відчуття положення тіла в просторі, смаку, нюху, м'язово-суглобового чуття та шкіряної чутливості.

За характером взаємодії з подразником рецептори умовно поділяються на контактні і дистантні; за видом (походженням) подразника, що сприймається рецепторами, вони поділяються на механорецептори, хеморецептори, фоторецептори та ін.

Контактні рецептори здатні сприймати інформацію про властивості предметів та явищ тільки при безпосередньому контакті (стиканні) з факторами середовища. Такими рецепторами є хеморецептори язика, дотикові рецептори шкіри та ін.

Дистантні рецептори здатні сприймати інформацію на відстані, наприклад, хвильову енергію світла, звуку; кванти теплової енергії сонця або нагрітих предметів і так далі. До дистантних рецепторів слід віднести рецептори зору, слуху, тиску, температури та ін. Деякі дистантні рецептори (наприклад, терморецептори) здатні сприймати інформацію як з відстані, так і при безпосередньому контакті з подразником.

Механорецептори налаштовані трансформувати механічну енергію в біоелектричну енергію нервового збудження (наприклад, рецептори дотику); хеморецептори здатні сприймати хімічну структуру подразників (наприклад, рецептори нюху, смаку); фоторецептори здатні сприймати світлові хвилі різної довжини (наприклад, рецептори органа зору); фонорецептори налаштовані сприймати звукові хвилі різної довжини та частоти (наприклад, рецептори органа слуху); терморецептори здатні сприймати кванти теплової енергії (наприклад, холодові і теплові рецептори шкіри); барорецептори здатні сприймати зміни тиску.

За природою походження подразники, поділяються на механічні, хімічні, температурні, світлові, звукові та біологічні. Крім того, по своїй активності відносно рецепторів всі подразники поділяються на адекватні і неадекватні.

Адекватними подразниками вважаються такі, що специфічні для певного рецептора і до яких цей рецептор спеціально пристосувався у процесі філо- та онтогенезу. При дії адекватних подразників виникають відчуття, що характерні для певного органа чуття (око сприймає тільки світлові хвилі, але не сприймає запахи, звук і так далі). Більшість рецепторів відрізняються дуже високою збудливістю щодо адекватних подразнень (наприклад, око здатне темної ночі при повній прозорості повітря побачити вогник свічки на відстані 25-27 км, а в умовах чистого повітря високогір'я — на відстані до 40 км!).

Крім адекватних, існують неадекватні подразники, дія яких проявляється лише при значній силі і зумовлює тільки примітивні відчуття, властиві певному аналізатору. Наприклад, від сильного удару головою можуть виникнути відчуття дзвону у вухах або блискавок в очах. В залежності від відношення до адекватних і неадекватних подразників рецептори можуть бути мономодальними (чутливими до одного фактору) полімодальними (чутливими до багатьох видів подразників).

Збудливість рецепторів залежить як від стану конкретного аналізатора, так і від загального стану організму.

Найменша сила дії адекватного подразника, що здатна визвати збудження відповідного рецептора, називається порогом чутливості; а найменша різниця в силі двох подразників одного виду, що може сприйматись органами чуття як окремі, називається порогом розрізнення (За законом Вебера-Фехнера цей поріг становить 1/30 і 1/40 частину від сили діючого попереднього подразнення). Таким чином, сила подразника може бути зверхпороговою, пороговою та підпороговою. Більшість імпульсів від рецепторів організму (особливо від рецепторів внутрішніх органів), досягаючи кори великого мозку, не спричиняють суттєвого збудження відповідних нервових центрів, так як вони нижче порогу чутливості і називаються субсенсорними (підпороговими). І. М. Сеченов називав такі подразнення "темним чуттям".

Рецептори здатні звикати до дії подразника. Цю властивість називають адаптацією (від лат. adaptio — пристосування). В результаті адаптації може зменшуватись або збільшуватись чутливість рецепторів. Найбільша швидкість адаптації властива рецепторам дотику шкіри, найменша — рецепторам м'язів та вестибулярним рецепторам. Найповільніше адаптуються рецептори кровоносних судин і легенів, що забезпечують постійну саморегуляцію артеріального тиску і дихання. Адаптація зумовлена, насамперед, процесами вторинного гальмування в кіркових відділах аналізаторів (як відповідь на тривалу дію однотипних подразнень), а також процесами, що відбуваються у самих рецепторах (вичерпання медіаторів, накопичення продуктів розпаду та ін.). Прикладом адаптації може бути відсутність суттєвих відчуттів від комфортного одягу, звикання до запахів кімнати та ін.

Рецепторам притаманна і така властивість, як інерційність, тобто здатність до збереження певного відчуття в продовж деякого часу після припинення дії подразника. Цей феномен можна пояснити проявленням такої властивості ЦНС, як "післядія". Наприклад, при зміні на екрані нерухомих кадрів з частотою 18-24 за секунду виникає ілюзія безперервного руху подій, що саме і обумовлене інерцією сприйняття відчуття від одного кадра кінофільму до появи іншого.

Рецептори здатні також до тренувань, за рахунок чого може значно підвищуватися їх чутливість і вони починають більш досконало реагувати на подразники. Відомо чимало фактів, коли відчуття людини до певних подразників як би загострюються: наприклад, чутливі пальці піаніста, зірке око мисливця, тонкий слух музиканта та ін.

Провідниковий відділ сенсорних систем найчастіше складається з трьох чутливих, (доцентрових чи аферентних) нейронів: перший розташований за межами ЦНС (у міжхребцевих спинномозкових вузлах і вузлах черепно-мозкових нервів); другий нейрон знаходиться у довгастому або середньому мозку, а третій—в ядрах таламуса, гіпоталамуса, або ретикулярної формації. На всіх цих рівнях інформація переробляється і переводиться у зручну форму для швидкого первинного аналізу на предмет обмеження надлишкової інформації та виділення суттєвих ознак подразника. Вказане досягається за рахунок обмеження пропускної спроможності аферентних каналів, пригнічення або виправлення інформації про менш суттєві явища. Далі сигнали від рецепторів кодуються, тобто підлягають перетворенню на інформацію, зрозумілу для всіх нервових клітин. Так як при збудженні любого рецептора завжди виникають стандартні потенціали дії, то розрізнити їх можна тільки за частотою. Таким чином, специфічність окремих подразнень кодується у вигляді груп або залпів імпульсів збудження, які відрізняються кількістю імпульсів, частотою, тривалістю та інтервалами між ними. Виходить, що "мовою" мозку є частотний код, а механізм перетворення інформації полягає у переведенні її з однієї частотної характеристики на іншу, тобто у зміні коду (перекодуванні).

У центральному відділі аналізатора біоелектричні імпульси від рецепторів визивають збудження нейронів відповідних нервових центрів та відображаються у свідомості, у вигляді відчуття і почуття. На основі відчуття можуть виникати складні суб'єктивні образи (сприйняття, уявлення), а також формуються відповідні зовнішні реакції організму, що у вигляді нервових імпульсів передаються далі у моторні зони кори і, по низхідним провідним шляхам умовних та безумовних рефлексів, направляються за допомогою моторних (центробіжних чи еферентних) нервових волокон до виконавчих органів. Найвищі нервові центри усіх рецепторів розташовані в корі головного мозку і утворюють так зване центральне представництво тих чи інших рецептивних зон організму. Наприклад, найвищі центри зору локалізовані на медіальній поверхні обох півкуль потиличних ділянок кори головного мозку; центри слуху— в скроневих ділянках обох півкуль кори головного мозку. Найвищі сомато-сенсорні зони від багатьох екстеро-, інтеро- і пропріорецепторів тіла організму розташовані по заду від центральної (Роландової) борозни обох півкуль кори головного мозку ( І-а сомато-сенсорна зона), та під центральною борозною і розповсюджуються на верхній край Сільвієвої борозни (ІІ-а сомато-сенсорна зона). Важливо відмітити, що окремі рецептивні зони частин тіла людини (ніг, тулуба, лиця, рук, пальців рук і так далі) мають в області сомато-сенсорних зон певну локалізацію, при цьому рецептори мімічних м'язів лиця (як елементів мови і виразу емоцій) та рук і пальців (як органів праці) займають переважну частину області цих чутливих зон. Загальна карта тіла для кожної півкулі представлена у вигляді "гомункулюса" (рис. 8).

У дітей після народження та в перші роки життя органи чуття ще недосконалі і перебувають в процесі розвитку. Найпершими розвиваються органи смаку і нюху, а потім органи дотику, зору, слуху і так далі. Для кращого розвитку та вдосконалення різних якостей чуття у дітей велике значення має правильно поставлене їх формування і подальше тренування. Нижче розглянуто будову та функції основних сенсорних систем організму людини.