Что называют анализатором? Из каких частей состоит анализатор? Где расположены области. Анализаторы человека
Свет состоит из частиц, называемых фотонами, каждую из которых можно рассматривать как пакет электромагнитных волн. Будет ли луч электромагнитной энергии именно светом, а не рентгеновскими лучами или радиоволнами, определяется длиной волны - расстоянием от одного гребня волны до следующего: в случае света это расстояние составляет приблизительно 0,0000001 (10-7) метра, или 0,0005 миллиметра, или 0,5 микрометра, или 500 нанометров (нм).
Свет - это то, что мы можем видеть. Наши глаза могут воспринимать электромагнитные волны длиной от 400 до 700 нм. Обычно попадающий в наши глаза свет состоит из сравнительно однородной смеси лучей с различными длинами волн; такую смесь называют белым светом (хотя это весьма нестрогое понятие). Для оценки волнового состава световых лучей измеряют световую энергию, заключенную в каждом из последовательных небольших интервалов, например от 400 до 410 нм, от 410 до 420 нм и т. д., после чего рисуют график распределения энергии по длинам волн. Для света, приходящего от солнца, этот график похож на левую кривую на рис. 8.1. Это кривая без резких подъемов и спадов с пологим максимумом в области 600 нм. Такая кривая типична для излучения раскаленного объекта. Положение максимума зависит от температуры источника: для Солнца это будет область около 600 нм, а для звезды более горячей, чем наше Солнце, максимум сдвинется к более коротким волнам - к голубому концу спектра, т. е. на нашем графике - влево. (Представление художников о том, что красные, оранжевые и желтые цвета - теплые, а синие и зеленые - холодные, связано только с нашими эмоциями и ассоциациями и не имеет никакого отношения к спектральному составу света от раскаленного тела, зависящему от его температуры, - к тому, что физики называют цветовой температурой.)
Если мы будем каким-то способом фильтровать белый свет, удаляя все, кроме узкой спектральной полосы, то получим свет, который называют монохроматическим (см. график на рис. 8.1 справа).
Зрение основано на обнаружении электромагнитного излучения. Электромагнитный спектр имеет широкий диапазон, и видимая часть составляет лишь очень малую долю.
Энергия электромагнитного излучения обратно пропорциональна длине волны. Длинные волны несут слишком мало энергии, чтобы активировать фотохимические реакции, лежащие в основе фоторецепции. Энергия коротких волн так велика, что они повреждают живую ткань.
Рис. 8.1. Слева: энергия света (например, солнечного) распределена в широком диапазоне длин волн - примерно от 400 до 700 нанометров. Слабо выраженный пик определяется температурой источника: чем горячее источник, тем больше смещение пика к синему (коротковолновому) концу. Справа: монохроматический свет - это свет, энергия которого сосредоточена в основном в области какой-то одной длины волны. Его можно создать при помощи разнообразных фильтров, лазера или спектроскопа с призмой или дифракционной решеткой.
Большая часть коротковолнового излучения Солнца поглощается озоновым слоем атмосферы (в узком участке спектра - от 250 до 270 нм): если бы этого не было, жизнь на Земле вряд ли могла возникнуть. Все фотобиологиче- ские реакции ограничены узким участком спектра между двумя этими областями.
Большая часть информации, получаемая водителем от дороги, среды движения и автомобиля, представляет собой условные сигналы. Дорожные знаки, разметка, показания контрольных приборов являются условными сигналами, несущими информацию, необходимую для выполнения целенаправленных управляющих действий или их прекращения. Нервная система в процессе всей деятельности непрерывно расчленяет сложные раздражители, действующие на наши органы чувств, на более простые составные элементы (анализ) и тут же объединяет их соответствующие обстановке системы (синтез).
Любой рефлекторный акт связан с определённой областью коры головного мозга. Все процессы, протекающие в головном мозге, материальны (в их основе лежат материальные процессы, протекающие в определённых частях нервной системы).
Всю информацию, необходимую для управления автомобилем, водитель получает с помощью анализаторов. Каждый анализатор состоит из трех отделов. Первый отдел - наружный, воспринимающий аппарат, в котором происходит превращение энергии воздействующего раздражителя в нервный процесс. Эти наружные анатомические образования и есть органы чувств. Второй отдел - это чувствительные нервы. Третий отдел - центр, который представляет собой специализированный участок коры головного мозга, превращающий нервные раздражения в соответствующее ощущение. Так, в зрительном анализаторе первым, наружным отделом является внутренняя оболочка глазного яблока, состоящая из светочувствительных клеток - колбочек и палочек. Раздражение этих клеток, передаваемое по зрительному нерву в центр зрительного анализатора, дает ощущение света, цвета и зрительное восприятие предметов внешнего мира. Центр зрительного анализатора находится в затылочной области головного мозга .
Кроме специфических свойств анализаторы имеют и общие свойства. Общим свойством анализатора является их высокая возбудимость, выражающаяся в возникновении очага возбуждения в коре головного мозга даже при небольшой силе раздражителя. Всем анализаторам присуща иррадиация возбуждения, при которой возбуждение из центра анализатора распространяется на соседние участки коры головного мозга. Следующей особенностью анализаторов является адаптация, т.е. способность в большом диапазоне воспринимать раздражители различной силы. Фоторецепторы - это один из видов сенсорных органов (систем), отвечающие за зрение. Именно возможностями фоторецепторов определяется оптическая ориентация.
Фоторецепторные клетки содержат пигмент (обычно это родопсин), который под действием света обесцвечивается. При этом изменяется форма молекул пигмента, причем в отличие от выцветания, с каким мы встречаемся в повседневной жизни, такой процесс обратим. Он ведет к еще не совсем понятным электрическим изменениям в рецепторной мембране.
Человеческого глаз окружен плотной оболочкой - склерой, прозрачной в передней части глаза, где она называется роговицей. Непосредственно изнутри роговица покрыта черной выстилкой - сосудистой оболочкой, которая снижает пропускающую и отражающую способность боковых частей глаза. Сосудистая оболочка выстлана изнутри светочувствительной сетчаткой. Спереди сосудистая оболочка и сетчатка отсутствуют. Здесь находится крупный хрусталик, делящий глаз на переднюю и заднюю камеры, заполненные соответственно водянистой влагой и стекловидным телом. Перед хрусталиком расположена радужка - мышечная диафрагма с отверстием, называемым зрачком. Радужка регулирует размеры зрачка и тем самым количество света, попадающее в глаз. Хрусталик окружен ресничной мышцей, которая изменяет его форму. При сокращении мышцы хрусталик становится более выпуклым, фокусируя на сетчатке изображение предметов, рассматриваемых вблизи. При расслаблении мышцы хрусталик уплощается, и в фокус попадают более отдаленные предметы.
Фоторецепторы делятся на два типа - палочки и колбочки. Палочки, более вытянутые по сравнению с колбочками, очень чувствительны к слабому освещению и обладают только одним типом фотопигмента -родопсином. Поэтому палочковое зрение бесцветное. Оно также отличается малой разрешающей способностью (остротой), поскольку много палочек соединено только с одной ганглиозной клеткой. То, что одно волокно зрительного нерва получает информацию от многих палочек, повышает чувствительность в ущерб остроте. Палочки преобладают у ночных видов, для которых важнее первое свойство.
Колбочки наиболее чувствительны к сильному освещению и обеспечивают острое зрение, так как с каждой ганглиозной клеткой связано лишь небольшое их число. Они могут быть разных типов, обладая специализированными фотопигментами, поглощающими свет в различных частях спектра. Таким образом, колбочки служат основой цветового зрения. Они наиболее чувствительны к тем длинам волн, которые сильнее всего поглощаются их фотопигментами. Зрение называют монохроматическим, если активен лишь один фотопигмент, например, в сумерках у человека, когда работают только палочки.
В 1825 г. чешский физиолог Ян Пуркинье заметил, что красные цвета кажутся ярче синих днем, но с наступлением сумерек их окраска блекнет раньше, чем у синих. Как показал в 1866 г. Щульц, это изменение спектральной чувствительности глаза, названное сдвигом Пуркинъе, объясняется переходом от колбочкового зрения к палочковому во время темповой адаптации. Это изменение чувствительности при темповой адаптации можно измерить у человека, определяя порог обнаружения едва видимого света через разные промежутки времени пребывания в темной комнате. По мере адаптации этот порог постепенно снижается.
Долю колбочкового зрения можно определить, направляя очень слабый свет на центральную ямку на сетчатке, в которой палочки отсутствуют. Долю участия в восприятии палочек определяют у «палочковых монохроматов», т. е. у редких индивидуумов, лишенных колбочек. Палочки гораздо чувствительнее к свету, чем колбочки, но содержат только один фотопигмент-родопсин, максимальная чувствительность которого лежит в синей части спектра. Поэтому синие предметы кажутся в сумерках ярче предметов других цветов. Для нескольких миллионов людей на земле нет почти никакой разницы между красным сигналом и зеленым. Это дальтоники - люди с нарушенным цветным зрением. Среди мужчин дальтоники составляют - 4 - 6%, а среди женщин 0,5%.
Раздражителем зрительного анализатора является свет, и рецептором является позитивная энергия. Зрение позволяет воспринимать цвет, форму, яркость и движение предмета. Возможности зрительного восприятия определяются следующие характеристики:
- 1) энергетическими;
- 2) пространственными;
- 3) временными;
- 4) информационными.
Энергетические характеристики зрительного анализатора определяются мощностью или интенсивностью светового тока (диапазон яркости, контраст). Яркость предмета - это величина (3
где J - сила света;
S - величина светящейся поверхности;
а - угол, под которым рассматривается поверхность.
В общем случае яркость определяется двумя составляющими:
- 1) яркость излучения;
- 2) яркость отражения.
Яркость излучения определяется мощностью источника света, а яркость отражения уравнением освещенностью данной поверхности.
Коэффициент отражения определяется цветом поверхности: белый-0,9; желтый - 0,75; зеленый - 0,52; синий - 0,40; коричневый-0,10; черный-0,05.
Под адаптирующей яркостью понимают ту яркость, на которую настроен в данное время зрительный анализатор.
Видимость предметов определяется также контрастностью, которая бывает:
- - прямая (предмет темнее фона);
- - обратная (предмет ярче фона).
Для обеспечения необходимого контраста вводится понятие порогового контраста, т.е. min разница яркости предмета и фона впервые, обнаруживаемая глазом.
Для получения оперативного порога (нормальная видимость) необходимо, чтобы фактическая разница в яркости предмета и фона была выше пороговой в 10 - 15 раз. Большое влияние на условие видимости оказывает величина внешней освещенности.
Для создания оптимальных условий зрение необходимо обеспечивать:
- 1. Требуемую яркость;
- 2. Контраст;
- 3. Равномерное распределение яркости в поле зрения.
Глаз человека воспринимает электромагнитные волны в диапазоне от 380 до 760 Нм.
Самую нужную от 500 до 600 Нм (желто-зеленое излучение).
Важнейшей характеристикой глаза является относительная характеристика
S - ощущение, вызываемое источником мощности для 550 длины.
Sx - ощущение, вызывающие источником той же мощности данной х.
Кривая относительной видимости показывает, что для обеспечения одинакового зрительного ощущения необходимо, чтобы мощность синего излучения была в 16 раз, а красного в 9 раз больше мощности желто-зеленого.
Восприятие цвета в действительности водителем важно по 2 причинам:
- 1) цвет может использоваться как один из способов кодирования информации;
- 2) эстетическое оформление для улучшения зрительного восприятия.
Основной информационной характеристикой зрительного анализатора
является его пропускная способность (количество информации, которую он способен воспринять в единицу времени) - воронка.
Реторецепторы способны воспринимать 5,6-109 движения в секунду.
В подобном принципе работы зрительного восприятия заложен глубокий биологический смысл. «Информационная воронка» повышает надежность смены передач и резко сокращает вероятность ошибочного финала.
Пространственные и временные характеристики зрительного анализатора.
- 1) острота зрения;
- 2) поле зрения;
- 3) объем зрительного восприятия.
Острота зрения - способность глаза различать мелкие детали предмета, она зависит от уровня освещенности, от расстояния до предмета, его положения относительно наблюдателя, от возраста.
Пороговый уровень восприятия составляет 15 смен. Для простых предметов 30-40 смен для сложных форм.
Каждый характер зрительного восприятия является его объем, т.е. количество предметов, который может охватить человек во время одного взгляда.
Поле зрение человека можно разделить на 3 зоны
- 1 зона: 4 градуса.
- 2 зона: 40 градусов.
- 3 зона: 90 градусов.
- 1 зона - зона центрального видения (наиболее четкое различение деталей);
- 2 зона - зона ясного видения;
- 3 зона - зона переферийного видения.
Большую роль в зрении играет движение глаз, которое подразделяются:
- 1) гностические (познавательные);
- 2) поисковые (установочные).
Время, в течение которого глаз познает предмет, составляет от 0,2 до 0,4 секунды.
Время, в течение которого переносится взгляд - 0,025 - 0,03 секунды.
Временные характеристики зрительного анализатора определяются временем, необходимым для возникновения зрительного оснащения.
- 1) латентный (скрытый) период зрительной реакции.
- 2) длительность инерции ощущению;
- 3) критическая частота мелькания.
Латентным периодом называют промежуток времени от момента подачи сигнала до возникновения ощущения. Этот период зависит от интенсивности сигнала; от его значимости; от сложности работы оператора. Для большинства людей от 160 до 240.
Если возникает необходимость в последовательном реагировании на появляющиеся сигналы, то период их следования должен быть не меньше времени сохранения ощущения 0,2-0,5 секунды.
Критической частотой мелькания называется та min частота проблесков, при которой возникает слитное восприятие. Она зависит от яркости, размеров, и конфигурации от 15 до 25 Герц.
Вопрос о частоте мелькания имеет значение при решении 2 задач:
- 1) в тех случаях, чтобы эта частота мелькания не замечалась.
- 2) для привлечения внимания операторов (аварийная ситуации) 8 Герц - оптимальная частота.
К временным характеристикам зрительного анализа относится - время при переходе от света к темноте.
Что называют анализатором? Из каких частей состоит анализатор? Где расположены области коры головного мозга, отвечающие за анализ зрительной и слуховой информации? Приведите примеры, показывающие важность процесса обработки информации от органов чувств в коре полушарий головного мозга.
Ответы:
Сигнал от рецепторов через несколько промежуточных этапов проходит в кору больших полушарий головного мозга. За обработку информации, приходящие от каждого из органов чувств, отвечает определенный участок коры больших полушарий. Рецепторы, проводящие пути нервной системы и участок коры больших полушарий вместе образуют анализатор. В затылочной зоне лежит зрительная область коры больших полушарий, в височной - слуховая, в теменной - область, отвечающая за восприятие прикосновений. Повреждение соответствующих зон коры больших полушарий приводит к потере способности анализировать сигналы. Так, при повреждении затылочной области коры человек не может анализировать зрительную информацию: он почти не отличается от слепого. Учёные назвали это нарушение «центральной слепотой». О важности анализа информации от органа чувств в коре больших полушарий говорят такие примеры. Рецепторы органов слуха у разных млекопитающих имеет сходное строение. В головном мозге летучей мыши происходит анализ испускаемого и отраженного звуков, и она в темноте точно определяет расположение предметов, чего не может сделать человек. Но, благодаря слуховой коре и центрам речи, расположенных в коре больших полушарий, у человека последовательность звуков сопоставляется с определенным смысловым значением. Человек легко узнает знакомые мелодии, сопоставляя звуковой сигнал с образцами мелодий (музыкальная память).
Анализатор (от греч. analysis - разложение, расчленение) - термин, введенный И.П. Павловым, для обозначения целостного нервного механизма, осуществляющего прием и анализ сенсорной информации определенной модальности. Син. сенсорная система. Выделяют зрительный (см . Зрение ), слуховой, обонятельный, вкусовой, кожный А., анализаторы внутренних органов и двигательный (кинестетический) А., осуществляющий анализ и интеграцию проприоцептивной, вестибулярной и др. информации о движениях тела и его частей.
Анализатор состоит из 3 отделов:
- рецепторного, преобразующего энергию раздражения в процесс нервного возбуждения;
- проводникового (афферентные нервы, проводящие пути), по которому сигналы, возникшие в рецепторах, передаются к вышележащим отделам ц. н. с;
- центрального, представленного подкорковыми ядрами и проекционными отделами коры больших полушарий (см . ).
Анализ сенсорной информации осуществляется всеми отделами А., начиная с рецепторов и кончая корой больших полушарий. Помимо афферентных волокон и клеток, передающих восходящие импульсы, в составе проводникового отдела имеются и нисходящие волокна - эфференты. По ним проходят импульсы, регулирующие активность нижележащих уровней А. со стороны его высших отделов, а также др. мозговых структур.
Все А. связаны друг с другом двусторонними связями, а также с моторными и др. областями мозга. Согласно концепции А.Р. Лурия , система А. (или, что точнее, система центральных отделов А.) образует 2-й из 3 блоков мозга. Иногда в обобщенную структуру А. (Е.Н. Соколов) включается активирующая система мозга (ретикулярная формация), которую Лурия рассматривает в виде отдельного (первого) блока мозга. (Д.А. Фарбер)
Психологический словарь. А.В. Петровского М.Г. Ярошевского
Анализатор - нервный аппарат, осуществляющий функцию анализа и синтеза раздражителей, исходящих из внешней и внутренней среды организма. Понятие Анализатор введено И. П. Павловым.
Анализатор состоит из трех частей:
- периферический отдел - рецепторы, преобразующие определенный вид энергии в нервный процесс;
- проводящие пути - афферентные, по которым возбуждение , возникшее в рецепторе, передается к вышележащим центрам нервной системы, и эфферентные, по к-рым импульсы из вышележащих центров, особенно из коры больших полушарий головного мозга, передаются к нижним уровням А., в том числе к рецепторам, и регулируют их активность;
- корковые проекционные зоны.
Словарь психиатрических терминов. В.М. Блейхер, И.В. Крук
Анализатор - функциональное образование ЦНС , осуществляющее Восприятие и анализ информации о явлениях, происходящих во внешней среде и самом организме. Деятельность А. осуществляется определенными мозговыми структурами. Понятие введено И.П. Павловым, согласно концепции которого анализатор состоит из трех звеньев: рецептора; проводящих импульсы от рецептора к центру афферентных путей и обратных, эфферентных, по которым импульсы идут из центров на периферию, к нижним уровням А.; корковых проекционных зон.
Физиологические механизмы деятельности анализаторов изучались П.К. Анохиным, создавшим (см.) концепцию функциональной системы. Различают Анализатор: болевой, вестибулярный, вкусовой, двигательный, зрительный, интероцептивный, кожный, обонятельный, проприоцептивный, речедвигатеяьный, слуховой.
Неврология. Полный толковый словарь. Никифоров А.С.
Анализатор
- Структуры периферической и центральной нервной системы, осуществляющие Восприятие и анализ информации о внешней и внутренней среде. Каждый анализатор обеспечивает определенный вид ощущений и переработку (
Согласно представлению И.П.Павлова (1909), любой анализатор имеет три отдела.
1. Периферический отдел анализатора представлен рецепторами. Его назначение -восприятие и первичный анализ изменений внешней и внутренней сред организма. Восприятие раздражителей в рецепторах происходит благодаря трансформации энергии раздражителя в нервную импульсацию, а также ее усиления за счет внутренней энергии метаболических процессов. Для рецепторов характерна специфичность, т.е. способность воспринимать определенный вид раздражителя (адекватные раздражители), которую они развили в процессе эволюции. Так, рецепторы зрительного анализатора приспособлены к восприятию света, а слуховые рецепторы - звука и др.
2. Проводниковый отдел анализатора включает афферентные (периферические) и промежуточные нейроны стволовых и подкорковых структур ЦНС. Он обеспечивает проведение возбуждения от рецепторов в кору большого мозга. В проводниковом отделе происходит частичная переработка информации, при этом важную роль играет взаимодействие возбуждений от различных рецепторных аппаратов, принадлежащих различным анализаторам.
Проведение возбуждения по проводниковому отделу осуществляется двумя афферентными путями. Специфический проекционный путь идет от рецептора по строго обозначенным специфическим путям с переключением на различных уровнях ЦНС (на уровне спинного и продолговатого мозга, в зрительных буграх и в соответствующей проекционной зоне коры большого мозга).
Неспецифический путь включает ретикулярную формацию. На уровне ствола мозга от специфического пути отходят коллатерали к клеткам ретикулярной формации, к которым могут конвергировать афферентные возбуждения, обеспечивая взаимодействие информации от различных анализаторов. При этом афферентные возбуждения теряют свои специфические свойства (сенсорную модальность) и изменяют возбудимость корковых нейронов.
Возбуждение проводится медленно через большое число синапсов. За счет коллатералей в процесс возбуждения включаются гипоталамус и другие отделы лимбической системы мозга, а также двигательные центры. Все это обеспечивает вегетативный, двигательный и эмоциональный компоненты сенсорных реакций.
3. Центральный, или корковый, отдел анализатора, согласно И.П.Павлову, состоит из двух частей: центральной части («ядра»), представленной специфическими нейронами, перерабатывающими афферентную импульсацию от рецепторов, и периферической части («рассеянных элементов») - нейронов, рассредоточенных по коре большого мозга. Корковые концы анализаторов называют также «сенсорными зонами», которые не являются строго ограниченными участками, так как они перекрывают друг друга.
Данные особенности строения центрального отдела обеспечивают взаимодействие различных анализаторов и процесс компенсации нарушенных функций. На уровне коркового отдела осуществляются высший анализ и синтез афферентных возбуждений, обеспечивающие формирование полного представления об окружающей среде.
Ощущение возникает как реакция нервной системы на тот или иной раздражитель и имеет рефлекторный характер. Физиологической основой ощущения является нервный процесс, возникающий при действии раздражителя на адекватный ему анализатор.
Анализатор состоит из трех частей:
1. Периферического отдела (рецептора), являющегося специальным трансформатором внешней энергии в нервный процесс;
2. Афферентных (центростремительных) и эфферентных (центробежных) нервов – проводящих путей, соединяющих периферический отдел анализатора с центральным;
3. Подкорковых и корковых отделов (мозговой конец) анализатора , где происходит переработка нервных импульсов, приходящих из периферических отделов.
В корковом отделе каждого анализатора находится ядро, т.е. центральная часть, где сконцентрирована основная масса рецепторных клеток, и периферия, состоящая из рассеянных клеточных элементов, которые в том или ином количестве расположены в различных областях коры. Рецепторные клетки ядерной части анализатора находятся в той области коры головного мозга, куда входят центростремительные нервы от рецептора. Рассеянные (периферические) элементы данного анализатора входят в области, смежные с ядрами других анализаторов. Тем самым обеспечивается участие в отдельном акте ощущения значительной доли коры головного мозга. Ядро анализатора выполняет функцию тонкого анализа и синтеза, например, дифференцирует звуки по высоте. Рассеянные элементы связанные с функцией грубого анализа, например, различение музыкальных звуков и шумов.
Определенным клеткам периферических отделов анализатора соответствуют определенные участки корковых клеток. Так, пространственно разными точками в коре представлены, например, разные точки сетчатки; пространственно разным расположением клеток представлен в коре и орган слуха. То же самое относится и к другим органам чувств.
Многочисленные опыты, проведенные методами искусственного раздражения, позволяют в настоящее время довольно определенно установить локализацию в коре тех или иных видов чувствительности. Так, представительство зрительной чувствительности сосредоточено главным образом в затылочных долях коры головного мозга. Слуховая чувствительность локализуется в средней части верхней височной извилины. Осязательно-двигательная чувствительность представлена в задней центральной извилине и т. д.
Для возникновения ощущения необходима работа всего анализатора как целого. Воздействие раздражителя на рецептор вызывает появления раздражения. Начало этого раздражения выражается в превращении внешней энергии в нервный процесс, который производится рецептором. От рецептора этот процесс по центростремительному нерву достигает ядерной части анализатора. Когда возбуждение достигает корковых клеток анализатора, возникает ответ организма на раздражение. Мы ощущаем свет звук, вкус или другие качества раздражителей.
Анализатор составляет исходную и важнейшую часть всего пути нервных процессов, или рефлекторной дуги. Рефлекторное кольцо состоит из рецептора, проводящих путей, центральной части и эффектора . Взаимосвязь элементов рефлекторного кольца обеспечивает основу ориентировки сложного организма в окружающем мире, деятельность организма в зависимости от условий его существования.
