Психофизиология вестибулярной, слуховой и соматосенсорной системы

Вестибулярная, слуховая и соматосенсорная система в психофизиология

Вестибулярный аппарат заложен в толще височной кости и представляет собой сложную структуру, именуемую лабиринтом.

Лабиринт является частью вестибулярной системы, которая обеспечивает передачу и анализ информации о прямолинейных и вращательных движениях, ускорении или замедлении, положении тела и равновесии.

В нормальных условиях пространственная ориентировка человека обеспечивается совместной деятельностью зрительной и вестибулярной систем.

Вестибулярная, слуховая и соматосенсорная система

Лабиринт размещается у основания черепа в каменистой части височной кости и включает: систему полукружных каналов, которые состоят из перепончатого и костного лабиринтов (пространство между стенкой костного лабиринта и перепончатым лабиринтом заполнено жидкостью) и двух пузырьков — мешочка и маточки.

В каждом канале находится расширение, которое называется ампулой.

Ампула содержит гребешок с рецепторными клетками, которые соединены с веткой вестибулярного нерва.

Гребешки построены по общему плану всех лабиринтных рецепторов.

Они состоят из волосковых клеток с волосками, погруженными в желатинозное вещество.

Желатинозное вещество образует так называемую купулу, которая плотно прилегает к ампуле.

Всякое пространственное изменение тела или головы приводит в движение жидкость в канале, которая соответственно приводит к смещению купулы, что в свою очередь ведет к изменению натяжения волосковых клеток и , таким образом, меняется характер нервного импульса в проводящем нерве.

Мешочек и маточки, также имеют рецепторный аппарат в форме волосковых клеток.

Данные волосковые клетки погружены в специфичную желеподобную массу, в которой содержатся твердые частицы, кристалы углекислого кальция — отолиты.

Отолиты раздражают рецепторы, на которых они лежат, и таким образом указывают направление смещения тела

Длительное или чрезмерное раздражение вестибулярного аппарата, например по время морской качки сопровождается рядом вегетативных реакций:

  • учащением и замедлением пульса и дыхания;
  • сужением и расширением кровеносных сосудов (побледнение);
  • повышением и понижением кровяного давления, усилением перистальтики;
  • слюноотделением и рвотой, а также и обильным потоотделением.

Вестибулярный аппарат обеспечивает хорошую адаптацию глазодвигательной системы к резким, но незначительным колебаниям головы.

При длительном вращении головы такая способность вестибулярного аппарата исчезает.

Вместе с тем, вестибулярного система обладает достаточной адаптивностью к действию средних и длительных по времени раздражителей.

Звуковые (акустические) сигналы представляют

собой колебания воздуха с разной частотой и силой.

Способность человека воспринимать данные колебания в определенном диапазоне называется слухом. Такую способность обеспечивает слуховой аппарат.

Слуховой аппарат включает: ушную раковину, наружный слуховой проход, барабанную перепонку, молоточек и наковальню, стремечко, среднее и внутреннее ухо (улитку) со слуховыми рецепторами, проводящий путь или предверно-улитковый нерв, идущий в структуры ствола мозга.

Звуковые колебания по ушной раковине и наружному слуховому проходу поступают на барабанную перепонку.

Колебания барабанной перепонки передается через молоточек, наковальню и стремечко к улитке.

Улитка, с помощью своих рецепторных клеток преобразует механические колебания в электрический потенциал — нервный импульс.

Нервный импульс поступает в мозг по волокнам слухового нерва, которые представляют собой 32 000 афферентных нервных волокон.

По волокнам слухового нерва даже в полной тишине следуют спонтанные нервные импульсы с частотой до 100 импульсов в минуту.

Слуховая улитка способна к кодированию звуковых импульсов по нескольким показателям: по высоким и низким частотам (писк или бас); по тембру или тональному составу (различное звучание одной и той же ноты, исполняемое различными инструментами); по силе (интенсивности) звукового сигнала.

Ухо нормального человека наиболее чувствительно к частотам

в диапазоне от 2 000 Гц до 5 000 Гц. При звуках менее 1 000 Гц и более 4 000 Гц слуховая чувствительность резко падает.

Частоты свыше 16 000 Гц называются ультразвуком, а ниже 20 Гц — инфразвуком.

С возрастом чувствительность к высоким частотам снижается (тугоухость).

В средней полосе частот, звук начинает вызывать боль только в том случае, когда его энергия примерно в 10 степени превышает пороговые показатели.

Стандартной единицей акустической шкалы избрана единица названная 1 бел. Вест диапазон слуха от порога до ощущения равен 12 бел.

Для большинства человеческих измерений звука бел слишком велик, поэтому стандартной единицей избран децибел (1 бел = 10 Дб, а 10 Дб = 30 фон).

Звук силой 130 фон вызывает боль. Длительное звуковое воздействие свыше 90 Дб может спровоцировать травма.

Учитывается и такой феномен, как бинауральная разность времени прихода звуковых стимулов к той или иной ушной раковине.

Используя данный феномен человек определяет точное расположение источника звука — спереди, сзади, над, под и т.д.

Адаптация слуховой системы связана с падением чувствительности слуховой рецепторной системы при длительном воздействии раздражителя.

Психофизиологами отмечается и эффект эхолокации, которая представляет собой способность слепых использовать отражение звуков от ближайших предметов для своей пространственной ориентировки. Этот эффект еще называют «лицевое зрение».

Особенно сильно эта способность развита у летучих мышей и дельфинов.

Важное значение в повседневной жизни человека придаются шумам.

Шумом считаются нежелательные звуки, вызывающие нарушение и повреждение слуховой системы (шум автомобильных двигателей, работа музыкальных инструментов и т.п.).

Действие шума можно разделить на ушное и внеушное.

Ушное вызывает обратимое оглушение — временное повышение слухового порога или снижение слухового восприятия, либо стабильное повреждение.

Внеушное представляет собой нарушение слуховой связи, снижение работоспособности и других психологических показателей, а также нарушение сна.

Выделяются уровни шума:

Уровень шума

Уровень

звука (дБ)

Результаты воздействия
1 30-65 Психологические реакции, иногда психические расстройства
2 65-90 Те же + физиологические реакции (повышенная частота сокращения сердца и кровяного давления, сужение периферических сосудов, рефлекторное повышение мышечного тонуса, нарушение сна)
3 90-120 Те же + обратимое оглушение, стабильное снижение слуха после воздействия в течении многих лет
4 более 120 Те же + повреждение нервных клеток

Действие шума сначала ощущается психологически. В зависимости от ситуации и характера шума даже его низкие интенсивности могут восприниматься как утомляющие и раздражающие. Желательным верхним пределом шума в ночное время суток считают 35 дБ.

Степень повреждения слуховой системы от действия чрезмерных звуковых нагрузок определяется индивидуальной предрасположенностью.

Из людей, подвергающихся воздействию шума интенсивностью 90 дБ ( в отсутствии внезапных, взрывных звуков) в течении 8 часов в сутки, через 10 лет около 5% предположительно начнут страдать тугоухостью.

При шуме интенсивностью 85 дБ и выше следует носить наушники.

При воздействии 90 дБ и выше необходимо регулярно проходить медосмотр.

Соматосенсорную систему можно классифицировать по разным основаниям

Например, по ходу проводящих путей: кинестетические (двигательные) системы и проприоцептивные (собственные) системы.

Можно классифицировать по сенсорной специфичности: по местоположению стимула или по качеству (модальности) стимула — прикосновение, боль, тепло и холод.

Напомним, что сенсорная система действует по следующему алгоритму: стимул — чувствительный нейрон — первичный сенсорный рецептор — потенциал действия (нервный импульс — частота импульсов и общее число рецепторов передающих сигнал отражают силу стимула и размеры объекта) — сенсорное волокно — воспринимающий центр данного вида ощущений — извлечение информации — интеграция информации во вторичных зонах — интеграция и идентификация ощущений — восприятие — ответное действие.

Одной из первых следует назвать кожную (тактильную) чувствительность, едва ли не самую существенную сторону сенсомоторного восприятия человека.

Кожный покров человека составляет 1,4 — 2,1 квадратных метра, причем 90% кожи покрыто волосяным покровом.

Как афферентный орган кожный покров наиболее развит у человека и обладает несколькими видами рецепторов, обеспечивающих поступление информации о состоянии окружающей среды. В коже находится множество рецепторов, которые реагируют на прикосновение, давление, вибрацию, тепло и холод, боль.

Исследования с помощью точечного способа раздражения кожи (специальные термоды, волоски, иглы) показали, что разные точки кожи воспринимают различные раздражения. Кожные рецепторы различны по строению, расположены на разной глубине и неравномерно распределены по поверхности кожи.

Самое большое количество чувствительных рецепторов находится на коже пальцев рук, ладоней, лице, подошв, губ и половых органов.

В результате многочисленных работ определено, что на 1 см кожи располагается в среднем 100-200 болевых точек, 5-13 холодовых, 1-3 тепловых и около 25 точек, воспринимающих давление.

Подсчитано общее количество чувствительных точек на всем теле: болевых около 2-4 млн., тактильных — до 500 тысяч, тепловых — около 30 тысяч, холодовых — 250 тысяч.

Различные виды чувствительности связывают с различными по строению рецепторными аппаратами.

Болевые ощущения воспринимаются свободными нервными окончаниями, холодовые — колбами Краузе, тепловые — тельцами Гольджи — Маццони, прикосновение и давление — тельцами Мейсснера и Пачини.  

Основным типом рецепторов на коже являются

свободные окончания нервных волокон вдоль мелких сосудов и волосяных сумок.

Данные рецепторы очень чувствительны к прикосновению.

Каждый нерв обслуживает ряд волосков, а каждый волосок получает окончания от нескольких нервных волокон.

Рецептивные поля этих волокон довольно велики. У кошки эти поля варьируются от 3 до 800 мм в квадрате.

У человека кожное рецептивное поле колеблется в пределах от 0,5 мм квадратных до 3 см квадратных с определенной степенью их перекрытия.

Стимуляция кожи за пределами поля ослабляет ответ на стимул, наносимый в пределах поля.

Тактильная чувствительность — чувство прикосновения и давления. Рецепторов прикосновения особенно много на ладонях и на пальцах.

Для диагностики рецепторных полей на коже используется циркуль Вебера (градуированная линейка с двумя подвижными заостренными клиньями — эстезиометр). Минимальное расстояние между двумя точками прикосновения, которые ощущаются как раздельные, варьируются на разных участках кожи от 1 до 3-х мм на кончиках пальцев и от 50 до 60 мм на плече, бедре, спине. На языке порог различения равен 0,5 мм. Абсолютная чувствительность рецепторов на давление варьируется в пределах от 50 мг до 10 г

Температурная чувствительность обеспечивает сбор информации о температуре внешней среды.

Такая информация необходима для деятельности механизмов терморегуляции.

Температура воспринимается терморецепторами двух типов: холодовыми и тепловыми.

Можно классифицировать терморецепторы на специфические — отвечающие на температурное воздействие и неспецифические — отвечающие на механические раздражения. Терморецепторы располагаются в коже, на роговице глаза, в слизистых оболочках, а также гипоталамусе.

Очень сильные тепловые и холодовые раздражители вызывают боль

Наибольшей чувствительностью к тепловым показателям обладает кожа живота, а наименьшей — кожа нижних конечностей, лицо, кисти рук.

Охлаждение кожи на 0,3 градуса может повысить частоту нервных импульсов (разрядов) на 22 импульса в 1 секунду.

Центральные пути системы температурной чувствительности изучены слабо.

Известно заболевание — сирингомелия, связанная с потерей температурной чувствительности кожи человека.

При некоторых патологиях сенсорных путей, даже легкое прикосновение вызывает боль, которая описывается как жжение.

На жаре понижается работоспособность в связи с падением объема крови в сосудах внутри грудной клетки, подъем температуры внутренних областей тела.

Внешняя температура при длительной работе не должна превышать 38 градусов. Иначе возможен тепловой коллапс или тепловой обморок.

Болевая (ноцицептивная) чувствительность возникает при раздражении различными агентами — механическими, тепловыми, холодовыми и т.д.

Болевые раздражения воспринимаются свободными нервными окончаниями афферентных волокон, которые располагаются в коже, в соединительных оболочках мышц, во внутренних органах и в надкостнице, а также роговице глаза. Функции большинства болевых рецепторов, находящихся внутри тела, мало изучены.

Свободные нервные окончания распределены по всему кожному покрову и их насчитывается 100-200 на 1 см квадратный.

Чувство боли на теле человека строго локализуется.

Сообщения о боли поступают в головной мозг двумя путями: по системе миелинизированных быстропроводящих тонких волокон — дает ощущение острой боли; по системе безмиелиновых волокон, которая дает ощушение разлитой, ноющей боли.

Сигналы первого, быстродействующего пути идут прямо в таламус и потом к сенсорным и двигательным участкам коры.

Сигналы второго пути идут к ретикулярной формации, продолговатому мозгу, среднему мозгу гипоталумусу и таламусу.

Можно сказать, что первый путь «свободен» от эмоций, а второй — обеспечивает определенные степени переживаний.

Возникновение болевых ощущений связывается с выделением в кожные покровы следующих веществ: гистамина и брадикинина.

Задние рога спинного мозга выделяют специальный нейропептид, названный веществом Р — специальный медиатор. По видимому это специальный медиатор, который передает раздражение в ЦНС.

Однако боль часто возникает во внутренних органах и в этом случае она воспринимается не только локально, но и распространяется на другие органы, что называется отраженными болями.

Отраженная боль наблюдается при спазме коронарных сосудов (стенокардия), что ощущается в сердце, левой руке и лопатке.

Чрезмерные болевые раздражения могут привести к тяжелому состоянию — шоку. Кроме того, может наблюдаться особое состояние человека — анальгезия, при котором отсутствует чувство боли.

Боль по сути дела, подготавливает человека к оборонительным действиям или бегству, указывает на необходимость порвать связь с болевым раздражителем, опасным объектом, исключить повреждение организма.

Вибрационная чувствительность вызывается колебаниями

с частотой ниже 16 Гц, но до 9 Гц. Область колебаний ниже 9 Гц определяется как инфразвук.

Вибрационные раздражители, имеют ту особенность что передаются беспрепятственно из одной среды в другую.

Вибрационной чувствительностью обладают практически все органы и ткани. На этой основе возникает, т.н. «транспортная болезнь», которая развивается на частоте 2 Гц.

Последствия вибрации могут быть самыми различными: от смещения внутренних органов, особенно органов брюшной полости до перистальтики кишечника, рвоты, сокращения мышц живота и диафрагмы, возникновения депрессии и головных болей.

В основе вибрационного воздействия лежит резонансный принцип, когда частота виброраздражителя совпадает с частотой движения органа.

Например, резонанс сердца составляет 4-6 гц, печени — 4-8 гц, гипервентиляция легких около 6 Гц и может наблюдаться кислородной голодание, головокружение. Длительное воздействие вибрации на организм вызывает его адаптацию или сенсибилизацию.

Могут возникнуть неврологические нарушения необратимого характера.   

При этом следует учитывать тот факт, что частоты от 16 до 500 Гц воспринимаются и как вибрационный, и как звуковой раздражитель.

Частоты свыше 20 000 Гц не воспринимаются рецепторами. Это область ультразвука.

Ультразвук оказывает патогенное воздействие на организм на молекулярном уровне. Известны случаи возникновения психозов, подобных шизофрении под влиянием длительного ультразвукового воздействия.

Мышечная и суставная рецепия обеспечивает работу скелетных мышц и регулирует целенаправленные движения человека, позу, мимику и т.п. так важное в процессе социальной деятельности и общения.

Рецептивная часть двигательного акта представлена следующим образом.

В каждой мышце находятся рецепторы растяжения

которые из-за своей формы названы мышечными веретенами.

Количество мышечных веретен в каждой мышце зависит от ее размера и функции.

Например, у человека их до 40 ( в мелких мышцах кисти) и до 500 ( в трехглавой мышце плеча).

Во всей мускулатуре человека вереиен около 20 тыс.  

В сухожилиях всех мыщц, вблизи от сухожильно-мышечного соединения находятся особые рецепторы — сухожильные органы, еще их называют сухожильные рецепторы Гольджи.

По самым приблизителным подсчетам сухожильных органов 50-80 на каждые 100 мышечных веретен.

Сигналы от проприоцептивной системы сочетаются с сигналами от вестубулярной системы и позволяют определить положение тела в поле земного притяжения, также участвовать в нашей сознательной и бессознательной двигательной активности.

Человеком осознаются следующие проприоцептивные сигналы: чувство позы, т.е. углы между костями в наших суставах и относительное положение частей тела; чувство движения, т.е. восприяти направления и скорость движения; чувство силы, т.е. степень мышечного усилия нужного для выполнения движения или поддержания позы.

Таким образом, центральная нервная система использует всю доступную ей нервную информацию и тем обеспечивает интегративную оценку и регулирование положения и движения тела, приспособительные возможности человека.

Приспособление человека к раздражителям ограничено пороговыми показателями различных сенсорных систем.

Основные количественные характеристики сенсорных систем человека могут быть представлены следующим образом: ближайшая точка ясного видения — 10 см; диапазон диаметра зрачка при изменении освещенности — 1.8-7.5 мм; время инерции зрения 0.03-0.1 сек; поле зрения 150 угловых градусов по горизонтали и 130 — по вертикали; частота слышимых звуковых колебаний 16-20 000 Гц; максимальный уровень громкости 130-140 дБ; пороговое давление на кожу от 50 мг до 10 г; порог различения силы запаха 30-60% от исходной концентрации.

Администратор

Информационный психологический ресурс. Тесты онлайн, книги по психологии, методики для психологов, словари терминов, собрание лекций и статей. Поиск рефератов.

Читайте также:

Добавить комментарий