Классификация и структурно-функциональная организация анализаторов

И.П. Павлов выделял у человека восемь анализаторов: зрительный, слуховой, вестибулярный, вкусовой, обонятельный, кожный (обеспечивающий температурную и тактильную чувствительность), двигательный (обеспечивающий восприятие сигналов от опорно-двигательного аппарата) и висцеральный (или интероцептивный, воспринимающий информацию от внутренних органов и внутренней среды организма). Впоследствии было установлено наличие и исследованы характеристики болевого анализатора.

Функционирование всего нескольких анализаторов, тем не менее, обеспечивает множество видов ощущений. Это объясняется, во-первых, тем, что каждый анализатор состоит из большого количества (до миллиона) параллельных каналов, отличающихся по своим свойствам и, соответственно, по возникающим ощущениям. И, во-вторых, в условиях естественной жизнедеятельности анализаторы находятся в постоянном взаимодействии, вызывающем громаднейшее разнообразие ощущений. Благодаря анализаторам человек обладает пятью чувствами – зрением, слухом, вкусом, обонянием и осязанием, с помощью которых осуществляется связь организма с внешней средой.

Анализаторы классифицируют по различным признакам: природе действующего раздражителя, характеру возникающих ощущений, уровню чувствительности рецепторов, скорости адаптации и многое другое. Наиболее употребляемой является классификация анализаторов по их роли в организме. Так, зрительный, слуховой, обонятельный, вкусовой и кожный анализаторы воспринимают и анализируют изменения внешней среды. Их возбуждение воспринимается субъективно в виде ощущений.

Воспринимают и анализируют изменения внутренней среды организма, показатели гомеостаза внутренние, или висцеральные, анализаторы. Колебания показателей внутренней среды в пределах физиологической нормы у здорового человека обычно не воспринимается субъективно в виде ощущений. Так, мы не можем субъективно определить величину артериального давления, состояние кровеносных сосудов и др. Однако информация, идущая из внутренней среды, играет важную роль в регуляции функции внутренних органов, обеспечивая приспособление организма к различным условиям его жизнедеятельности. Изменение некоторых констант внутренней среды организма может восприниматься субъективно в виде ощущений (жажда, голод, половое влечение), формирующихся на основе биологических потребностей.

Вестибулярный и двигательный анализаторывоспринимают и анализируют изменения положения тела в пространстве и частей тела друг относительно друга. Поскольку мы оцениваем положение нашего тела или его частей друг относительно друга, эта импульсация доходит до нашего сознания.

Часто отдельно выделяют болевой анализаторв связи с его особым значением для организма, т.к. он несет информацию о повреждающих действиях. Болевые ощущения могут возникать при раздражении как экстеро-, так и интерорецепторов.

Изучая структуру анализаторов, И.П. Павлов установил, что любой анализатор состоит из трех отделов: периферического отдела (определенных рецепторов или органа чувств), проводникового отдела (афферентных проводящих путей) и коркового, или центрального, отдела (определенного участка в коре больших полушарий). Например, периферический отдел зрительного анализатора представлен глазом, проводниковый отдел – это зрительный нерв и восходящие зрительные пути, корковый отдел – зрительная зона коры больших полушарий.

Главными в периферическом отделе анализатора являются рецепторы, которые в процессе эволюции приспособились воспринимать действие определенных раздражителей (адекватных раздражителей). Рецепторы осуществляют преобразование энергии раздражителя в нервный импульс, т.е. первичное кодирование информации и превращение ее в сенсорный код. Кроме рецепторов, в периферический отдел могут входить другие клетки и ткани, которые способствуют лучшему восприятию раздражения.

Проводниковый отдел анализатора состоит из чувствительных нейронов и вставочных нейронов ствола головного мозга и подкорковых структур. Вставочные нейроны расположены на различных уровнях ЦНС и совместно с чувствительными нейронами образуют цепочку, по которой возбуждение от рецепторов поступает в кору больших полушарий. Проведение импульсов в проводниковом отделе осуществляется двумя афферентными путями – специфическим проекционным и неспецифическим.

Специфический проекционный путь включает в себя: 1) рецептор; 2) первый чувствительный нейрон, расположенный всегда вне ЦНС в спинномозговых ганглиях или в ганглиях черепномозговых нервов; 3) второй нейрон, расположенный в спинном или продолговатом или среднем мозге; 4) третий нейрон, находящийся в зрительных буграх промежуточного мозга; 5) четвертый нейрон, расположенный в проекционной зоне данного анализатора в коре больших полушарий.

От вторых нейронов специфического пути, т.е. в спинном, продолговатом и среднем мозге, отходят боковые ответвления (коллатерали) к нейронам ретикулярной формации. Здесь происходит конвергенция импульсов от рецепторов разных модальностей, что обусловливает взаимодействие анализаторов. Из ретикулярной формации возбуждение направляется по неспецифическим путям во все отделы коры больших полушарий. Импульсы, поступающие из ретикулярной формации, уже не имеют сенсорной модальности и поэтому не вызывают чувственных ощущений. Они только повышают возбудимость множества нейронов коры. Вследствие иррадиации в процесс возбуждения включаются гипоталамус, лимбическая система, моторные центры, что обусловливает эмоциональный, вегетативный и двигательный компоненты сенсорных реакций.

Проводниковый отдел обеспечивает не только проведение сенсорных сигналов в кору больших полушарий, но и частичную переработку поступающей информации.

Центральный, или корковый, отдел анализатора находится в коре больших полушарий. В нем И.П. Павлов выделял центральную часть, или «ядро», и периферическую часть. Центральная часть представлена специфическими нейронами, перерабатывающими сенсорную информацию, поступающую от рецепторов, а периферическая часть состоит из нейронов, рассеянных по коре больших полушарий. Корковые отделы анализаторов называют также сенсорными зонами, первичными и вторичными проекционными зонами, которые частично перекрывают друг друга.

Для структурно-функциональной организации анализаторов характерны также такие общие принципы как многоуровневость и многоканальность. Многоуровневость – это последовательная переработка отдельных видов сенсорной информации на разных уровнях ЦНС, позволяющая организму более быстро реагировать на простые сигналы. Многоканальность проявляется в наличии большого количества параллельных афферентных нервных волокон в проводниковых отделах анализаторов, что обеспечивает надежность и точность поступления и анализа сенсорной информации. Высший анализ и синтез поступающей информации осуществляется в корковых отделах анализаторов, в результате чего возникает полное и точное представление об окружающей среде.