Обонятельная сенсорная система

                                               СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

1. Структурно-функциональная характеристика обонятельной сенсорной системы…………………………………………………………………………….4

1.1 Периферический отдел обонятельной сенсорной системы………………...4

1.2 Проводниковый отдел обонятельной сенсорной системы……………........5

1.3 Центральный, или корковый, отдел обонятельной сенсорной системы…..5

2. Восприятие запахов…………………………………………………………….6

2.1 Волновая теория восприятия запахов………………………………………..6

2.2 Контактные теории восприятия запахов…………………………………….7

3. Классификация пахучих веществ и запахов………………………………….9

4. Особенности кодирования обонятельной сенсорной системы…………….12

5. Особенности адаптации обонятельной сенсорной системы……………….14

Заключение……………………………………………………………………….15

Список использованной литературы…………………………………………...16

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Все живые организмы  существуют в неразрывной связи  с внешней средой. Из внешней среды  на организм постоянно действуют  самые разнообразные сигналы  в виде определенного вида энергии: тепловой, химической, электрической, механической, световой. Эти воздействия необходимо воспринимать и распознавать их характер для адекватных ответных реакций организма, для способности организма ориентироваться в пространстве и оценивать его важнейшие свойства. Эту возможность обеспечивают сенсорные системы организма. Способность организма воспринимать и распознавать различные внутренние и внешние воздействия являются основой адаптивного поведения живых организмов. Особенности адаптивного поведения человека связаны с его социальной сущностью жизнью в человеческом обществе.

Сенсорная организация  личности — это уровень развития отдельных систем чувствительности и возможность их объединения. Сенсорные системы человека — это его органы чувств, как бы приемники его ощущений, в которых происходит преобразование ощущения в восприятие.

Представление о сенсорных системах было сформулировано И.П. Павловым в  учении об анализаторах при исследовании им высшей нервной деятельности. Анализатор – совокупность центральных и периферических образований, которые воспринимают и анализируют изменения внешней и внутренней сред организма. Понятие «сенсорная система», которая появилась позже, заменило понятие «анализатор», включив механизмы регуляции различных его отделов с помощью прямых и обратных связей.

Сенсорная система  выполняет следующие основные функции, или операции, с сигналами: 1) обнаружение 

2) различение 

3) передачу и  преобразование 

4) кодирование 

5) детектирование  признаков 

6) опознание  образов

Обнаружение и  первичное различение сигналов обеспечивается рецепторами, а детектирование и опознание сигналов — нейронами коры больших полушарий. Передачу,

 

преобразование  и кодирование сигналов осуществляют нейроны всех слоев сенсорных  систем.

С участием обонятельной сенсорной системы осуществляется ориентация в окружающем пространстве и происходит процесс познания внешнего мира. Она оказывает влияние на пищевое восприятие, поведение, принимает участие в проверке пищи на съедобность, в настройке пищеварительного аппарата на обработку пищи, а также помогает избежать опасности благодаря способности различать вредные для организма вещества.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Структурно-функциональная характеристика обонятельной сенсорной системы

Согласно представлению И.П. Павлова, любая сенсорная система имеет три отдела:

 

1. периферический
2. проводниковый
3. центральный, или корковый

 

1.1 Периферический отдел сенсорной системы представлен рецепторами. Он отвечает за восприятие и первичный анализ изменений внешней и внутренней сред организма. В рецепторах происходит трансформация энергии раздражителя в нервный импульс, а также усиление сигнала за счет внутренней энергии метаболических процессов.

 

Периферический отдел обонятельной сенсорной системы – это первично-чувствующие  рецепторы, которые являются окончаниями дендрита так называемой нейросекреторной клетки. На поверхности каждой обонятельной клетки имеется сферическое утолщение – обонятельная булава, из которой выступают 6-12 ресничек длиной до 10 мкм. Обонятельные волоски погружены в жидкую среду, вырабатываемую боуменовыми железами. Наличие подобных волосков в десятки раз увеличивает площадь контакта рецептора с молекулами пахучих веществ. Движение волосков обеспечивает активный процесс захвата молекул пахучего вещества и контакта с ним, что лежит в основе целенаправленного восприятия запахов. Рецепторные клетки обонятельного анализатора погружены в обонятельный эпителий, выстилающий полость носа, в котором кроме них имеются опорные клетки, выполняющие механическую функцию и активно участвующие

в метаболизме обонятельного эпителия. Часть опорных клеток, располагающихся  вблизи

базальной мембраны, носит название базальных. От нижней части рецепторной  клетки отходит аксон. Аксоны всех рецепторов образуют обонятельный нерв, который  проходит через основание черепа и вступает в обонятельную луковицу.

                                                                                                                

 

 

 

 

 

                                             

1.2. Проводниковый отдел сенсорной системы включает периферические и промежуточные нейроны стволовых и подкорковых структур центральной нервной системы, которые составляют цепь нейронов, находящихся в разных слоях на каждом уровне ЦНС. Этот  отдел обеспечивает проведение возбуждения от рецепторов в кору большого мозга и частичную переработку информации.

 

Проводниковый отдел обонятельной сенсорной системы представлен  нейросенсорными или нейрорецепторными  клетками (первый нейрон). Аксоны этих клеток образуют синапсы, называемые гломерулами, с главным дендритом митральных клеток обонятельной луковицы, которые представляют второй нейрон. Аксоны митральных клеток обонятельных луковиц образуют обонятельный тракт, обонятельный треугольник, состоящий из несколько пучков. Волокна обонятельного тракта отдельными пучками идут в передние ядра зрительного бугра. Правда, некоторые исследователи считают, что отростки второго нейрона идут прямо в кору большого мозга, минуя зрительные бугры.

Эфферентный контроль осуществляется с участием перигломерулярных клеток и клеток зернистого слоя, находящихся в обонятельной луковице, которые образуют эфферентные синапсы с первичными  и вторичными дендритами митральных клеток. При этом может быть эффект возбуждения или торможения афферентной передачи.

Некоторые эфферентные волокна приходят из контралатеральной луковицы через переднюю комиссуру. Нейроны, отвечающие на обонятельные стимулы, обнаружены в ретикуляроной формации, имеется связь с гиппокампом и вегетативными ядрами гипоталамуса. Связь с лимбической системой объясняет присутствие эмоционального компонента в обонятельном восприятии.

 

1.3. Центральный, или корковый, отдел сенсорной системы, согласно И.П. Павлову, состоит из двух частей: центральной части, т.е. «ядра», представленной специфическими нейронами, перерабатывающими афферентную импульсацию от рецепторов, и периферической части, т.е. «рассеянных элементов» - нейронов, рассредоточенных по коре большого мозга. Корковые концы анализаторов называют также «сенсорными зонами», которые не являются строго ограниченными участками, они перекрывают друг друга.

 

Центральный, или корковый, отдел  обонятельной сенсорной системы  локализуется в передней части грушевидной  доли коры в области извилины морского коня.

 

                                   2. Восприятие запахов

Структура обонятельной сенсорной  системы понятна, но непонятно другое:  почему мы чувствуем запахи. Каким  образом запахи воздействуют на рецепторные  клетки?

Впервые ответ  на этот вопрос попытался дать 2000 лет  назад римский поэт Лукреций Кар  в своей поэме «О природе вещей». Он думал, что на нёбе имеются маленькие поры различной величины и формы. Каждое пахучее вещество, говорил он, испускает мельчайшие «молекулы» определенной формы, и запах ощущается тогда, когда эти молекулы входят в поры на нёбе. По-видимому, опознание каждого запаха зависит от того, к каким порам подходят его молекулы.

С тех пор было предложено порядка 30 теорий. Наибольшую дискуссию вызывал  вопрос, должны ли молекулы пахучего вещества приходить в контакт с рецепторами  или же оно излучает волны, которые и раздражают рецепторы. Вследствие этого все теории разделились на контактные и волновые.

2.1 Особое распространение волновые теории получили в XVIII веке, по аналогии с волновой теорией света и волновой теорией слуха. Сторонники этой теории приводили в качестве аргумента феноменальную способность насекомых различать запахи на огромных расстояниях. Известно, что самец тутового шелкопряда может ощущать запах самки на расстоянии до 10 километров. Трудно предположить, что мельчайшие молекулы вещества могут переноситься на такие расстояния. Буревестники, глупыши и альбатросы чувствуют запах рыбы с расстояния более трех километров, а некоторые акулы способны ощущать запах крови, если ее концентрация в воде составляет одну миллионную долю процента.

Но сейчас от волновых теорий в  основном отказались все исследователи. Объясняется это тем, что волновая теория противоречит двум основным свойствам  запаха:

1. запах не может распространяться в безвоздушной среде
2. вещества с запахом должны быть летучи.

И все-таки сторонники волновых теорий, несмотря на столь сокрушительные аргументы, до сих пор не сложили оружия. Особого упоминания заслуживает теория Бека и Милеса. В ней предполагается, что орган обоняния подобен маленькому инфракрасному спектрофотометру, производящему инфракрасное излучение и замеряющему его поглощение молекулами, находящимися в самом органе обоняния. Экспериментальное подтверждение этой теории содержало интересные факты. Так, было доказано, что пчелы могут чувствовать запах меда, даже если он помещен в запаянный контейнер, который, однако, пропускает инфракрасное излучение.

Если теория верна, это значило бы, что вещества с запахом, запаянные в полиэтилен и помещенные в нос, должны вызывать обонятельные ощущения, поскольку полиэтилен пропускает большую часть инфракрасного излучения. Но эксперименты на человеке показали, что в таких условиях нет никакого ощущения запаха. Поскольку инфракрасное излучение – тепловая энергия, поглощение его молекулами пахучего вещества будет происходить только в том случае, если его температура ниже, чем температура человеческого тела. Это также было опровергнуто.

2.2 Контактные теории, в свою очередь, делятся на две подгруппы в зависимости от того, химическим или физическим путем предположительно воздействуют контактирующие молекулы на обонятельные клетки.

Г. М. Дисон – автор физической контактной вибрационной теории в 1937 г. сформулировал три основных условия  пахучести веществ:

1. летучесть
2. растворимость
3. внутримолекулярные колебания.

Эти три условия дают пик  в  определенном интервале частот, чувствительных для обонятельных рецепторов. В 1956 г. теорию дополнил Райт, он предположил, что идея вибрационных частот верна, но необходимо правильно выбрать интервал частот. Он считал, что колебательные частоты определяют качество запаха, а летучесть веществ, их способность к растворимости и поглощению – его интенсивность. Молекулы обонятельных рецепторов находятся в состоянии возбуждения и вступают во взаимодействие с молекулами пахнущего вещества, при этом меняя частоту своих колебаний. Эти изменения частоты передаются через нервные окончания в головной мозг. Разнообразие запахов объясняется наличием у человека нескольких типов обонятельных клеток.

Что же утверждают сторонники химических контактных теорий?

В 1949 году Р. Монкрифф оформил эти идеи, предложив гипотезу, сильно напоминавшую догадку Лукреция 2000-летней давности. Монкрифф предположил, что обонятельная система построена из рецепторных клеток немногих типов, каждый из которых воспринимает отдельный «первичный» запах, и что пахучие молекулы оказывают свое действие при точном совпадении их формы с формой «рецепторных участков» этих клеток. Он предположил, что существует от 4 до 12 типов рецепторов, каждый из которых отвечает основному запаху. Его гипотеза была новым приложением концепции «ключа и замка», которая оказалась плодотворной для объяснения взаимодействия ферментов с их субстратами, антител с антигенами, молекул ДНК с молекулами РНК.

Дж. Эймур развил и детализировал теорию Р. Монкриффа. Потребовалось два усовершенствования: во-первых, установить, сколько существует видов рецепторов, и, во-вторых, определить размеры и форму каждого из них. Для определения количества видов рецепторов Эймур установил число основных запахов, считая, что каждый из них отвечает форме рецептора. Это было достигнуто при объединении 600 соединений в группы на основе сходности запаха. На основании частоты встречающихся запахов удалось выделить 7 запахов, которые можно рассматривать как первичные.