Анализаторы и рецепторы

Роздратування вестибулярних  рецепторів викликає цілий ряд вегетативних і соматических реакцій. Спостерігається частішання серцевої діяльності, зміна подиху, підсилюється кишкова перистальтика. Порушення ядер вестибулярного нерва поширюється на центри блювоти, потоотделения, а також на ядра глазодвигательных нервів. Внаслідок цього й з'являються вегетативні розлади: нудота, блювота, посилене потоотделение.

У практично здорових людей виражені вегетативні розлади  при  роздратуванні  вестибулярного  апарата, як правило, не залежать від  функції рецепторного відділу вестибулярної системи. Інакше кажучи, це приватна форма порушення адаптації організму до кутових прискорень. Вона обумовлена особливостями роботи деяких відділів мозку. Провідна роль у виникненні вестибулярних расстро йств належить лимбической системі мозку й ретикулярної формації.

Вегетативні розлади  варто розглядати як наслідок порушення  підкіркової регуляції вегетативних функцій (на рівні лимбического комплексу  й ретикулярної формації). Очевидно, тільки вродженою конституціональною недостатністю лимбико-ретикулярной системи можуть бути пояснені випадки неминущих явищ заколисування в деяких людей, що постійно піддаються дії вестибулярних подразників. Відомо, що легендарний адмірал Нельсон не переносив хитавиці .

Хитавиця , надзвичайно  сильний подразник для вестибулярного апарата, безсумнівно, підвищує його стійкість. Однак для лимбико-ретикулярного комплексу ці подразники не несуть  навантаження, що тренує. Він виконує роль біологічного регулятора вестибулярних подразників. Щоб позбавити організм від їхнього надлишку, включаються потужні вегетативні заслони. Людина, перенесший один раз морську хворобу, навряд чи зважиться піддавати себе повторному випробуванню.

Вестибулярна нестійкість - це скоріше функціональна недостатність  систем мозку, що регулюють взаємодію організму з факторами зовнішнього середовища.

Роль вестибулярного апарата в керуванні рухами.

Вестибулярному апарату - периферичній ланці аналізатора  положення й рухи голови - належить важлива роль у керуванні руховою  діяльністю. Вплив вестибулярного апарата на кістякову мускулатуру здійснюється через спинний мозок. Імпульси від ядер вестибулярних нервів забезпечують керування позою, орієнтацію тіла в просторі й рівновага.

Вестибулярні імпульси надходять до мотонейронам по спадної  вестибуло-спинальному (від ядер Дейтерса) і поздовжньому (від ядер Швальбе) шляхам. Вони роблять переважно гальмовий вплив на мотонейроны. Однак при певній частоті й силі цих впливів може спостерігатися й ефект полегшення в проведенні рухових імпульсів по мотонейронам. На вставних нейронах спинного мозку здійснюється взаємодія вестибулярних сигналів з руховими імпульсами, що регулюють положення тіла й кінцівок.

Вестибулярні нервові  центри перебувають під прямим впливом  ядер мозочка (шатрове ядро). У вестибулярному ядрі Дейтерса й шатровому ядрі мозочка    є    однозначні соматотонические зони. Так, область регуляції тонусу нижніх кінцівок є й у мозочку й у вестибулярних ядрах. Мозочок регулює м'язовий тонус через відповідні зони вестибулярних центрів. Додамо, що й класичний шлях регуляций тонусу - мозжечковокрасноядерны'й - також одержує імпульси від вестибулярного апарата.

Взаємодія вестибулярного апарата з руховими центрами кори більших півкуль відбувається на вставних нейронах спинного мозку. Моторна  зона кори регулює м'язовий тонус відповідно до  частоти й силою висхідної импульсации від вестибулярного й рухового апаратів. Інакше кажучи, вестибулярний контроль м'язового тонусу - лише частина системного керування тонусом, що включає кору більших півкуль, мозочок, червоне ядро й, нарешті, самі вестибулярні ядра.

Системний характер регуляторних впливів є необхідною умовою формування рухових поведінкових реакцій. Сигнали  від лабіринтових рецепторів диференціюють  напрямок руху, повороти, нахили, орієнтовні рефлекси. Лабіринти контролюють положення центра ваги.

Цей процес коректувальних впливів можливий завдяки тому, що самі анатомічні структури вестибулярного апарата строго орієнтовані стосовно   загального центра ваги.

Роздратування вестибулярних  ядер приводить до ритмічного повороту очних яблук: швидкому -убік  обертання й повільному - убік , зворотну обертанню. Це так званий очний ністагм. Порушення від вестибулярних ядер передається на ядра  нерва, що відводить, через волокна ретикулярної формації. Специфічних шляхів, що зв'язують вестибулярні ядра із глазодвигательными нейронами, не існує. Отже, ністагм може розглядатися як результат іррадіації порушення по неспецифічних шляхах ретикулярної формації стовбурної частини мозку.

Вестибулярний контроль м'язової діяльності залежить від функціонального стану спортсмена. Наприклад, при перетренуванні погіршується переносимость обертальних прдб. Виражені вегетативні реакції на обертальну пробу при високому рівні тренованості спостерігаються значно рідше, ніж у малотренированных спортсменів.

Висока стійкість вестибулярного, апарата має  особливе значення в  умовах невагомості. Відсутність дії  сил ваги приводить до вимикання  функцій вестибулярного апарата  в стані спокою. При обертаннях, пов'язаних з додатковими прискореннями  при нахилах голови, збудливість вестибулярного апарата підвищується. Це приводить до рясному потоотделению, нудоти, блювоті.

2. Слуховой аналізатор.                                 

2.1 Структурні основи звукової рецепції.

 Сприйняття звукових  коливань здійснюється дистантными рецепторами внутрішнього вуха. Первинний аналіз звукових коливань повітря відбувається в кортиевом органі. Тонкий аналіз і формування слуховых відчуттів відбуваються в підкіркових і коркових проекціях слуховой рецепції.

Коливання барабанної перетинки, викликувані звуками різної висоти, тривалості й гучності, сприймаються звукопровідним апаратом середнього вуха по-різному. Без загасання передаються коливання в межах до 1000 Гц. При частоті більше 1000 Гц инерционность звукопровідного апарата середнього вуха барабанної перетинки, ковадла, молоточка й стремени- стає помітною.

Слуховые кісточки підсилюють звукові коливання, передані на внутрішнє  вухо, приблизно в 60 разів. Вони зм'якшують  силу високих звукових тисків. Як тільки тиск звукової хвилі виходить за межі 110-120 дб, змінюється тиск стремени на кругле вікно внутрішнього вуха. Це зміна тиску відбувається за рахунок скорочення двох м'язів молоточка й стремени й зменшення амплітуди коливання стремени.

Граничний подразник  для м'язів слуховых кісточок - звук силою 40 дб. Часовий поріг його дії не менш 10 мс. Короткочасний сильний звук (наприклад, гарматний постріл) повинен був би викликати ушкодження вуха. Цього, однак, не відбувається, тому що середнє вухо з'єднується евстахиевой трубою з порожниною носоглотки. Тому тиск по обох сторони барабанної перетинки зрівнюється.

М'яза середнього вуха виконують й іншу функцію: вони зменшують  резонанс у порожнині середнього вуха, знижують низькочастотний шум (наприклад, при жуванні). Отже, ці м'язи  сприяють виявленню корисного сигналу в шумі. У внутрішнім вусі виробляється аналіз звуку по частоті й силі. Внутрішнє вухо відділене від середнього перетинками овального й круглого вікон.

Орган слуху (кортиев  орган) розташований у равлику спірально  закрученої форми. На поперечному розрізі равлика добре видні три розділених мембрани каналу: верхній - вестибулярний, середній - эндолимфатический і нижній - барабанныйный. На вершині равлика (верхній і нижній канали зливаються через отвір - геликотрему. У середньому каналі, відділеному від верхнього рейснеровой мембраною, а від нижнього - основною мембраною, розташований кортиев орган.

Кортиев орган являє  собою систему поперечних волокон  основної мембрани й чутливих волосковых кліток, розташованих на цій мембрані. Коливання волокон основної мембрани передаються на волосковые клітки, у яких при зіткненні з нависаючої над ними текториальной мембраною виникає рецепторний потенціал. Нервові імпульси, генерируемые волосковыми клітками, передаються по равликовому нерві до вищих центрів звукового аналізу.

2.2. Механізми рецепції й аналізу звуків. Перші плідні спроби створити теорію слуху належать Гельмгольцу (1863). Відповідно до подань Гельмгольца, волокна основної мембрани є резонаторами: вони настроєні на звуки різної висоти. Волокна коливаються із частотою, резонансної звуку, і є початковою ланкою у визначенні висоти й сили чутних частот.

Підтвердженням резонансної  теорії є так званий мікрофонний  ефект равлика. В 1930 р. Уивер і  Голи виявили, що при подачі звукових сигналів з одночасним відведенням біострумів від різних ділянок равлика їх можна було прослухати, приймаючи телефонним пристроєм. Виявилося, що генерируемые равликом потенціали залежать від величини стиску волосковых кліток, викликуваного коливанням волокон основної мембрани. Дійсно, соединительнотканные волокна основної мембрани можуть розглядатися як резонатори. Вони мають неоднакову довжину й товщину. У підстави равлика вони в 3-4 рази тонше й коротше, ніж у верхівки.

Число волокон, обчислювальне  приблизно 24 000, у принципі могло б забезпечити резонансне сприйняття звукових частот від декількох до 24 000 Гц. Однак для сприйняття такого діапазону частот пружність волокон основної мембрани в різних її частинах повинна мінятися в десятки тисяч разів! Крім того, волокна "основної мембрани виявляються не повністю ізольованими друг від" друга й тому не можуть здійснити виборчого резонансу до чутного діапазону частот.

Усунення цих протиріч можливо, якщо припустити, що резонують  не окремі волокна, а омывающий їхній  стовп рідини. Причому чим длиннее звукова хвиля, тим більше інерційні ділянки основної мембрани їй вдається розгойдати. Короткі звукові хвилі високочастотного діапазону збуджують ділянки мембрани, що лежать у підстави равлики, тобто  ділянки з короткими й тонкими волокнами. Передача коливання перилимфатического стовпа рідини в початкових відділів равлика на эндолимфу й кортиев орган відбувається через рейс-нерову мембрану. Довгі хвилі досягають вершини равлика. При цьому коливання перилимфы                                 передаються эндолимфе кортиева органа на всьому протязі основної мембрани.

Вухо людини сприймає звукові коливання із частотою від 16 до 20 000 Гц. Найбільшою збудливістю  воно володіє в діапазоні 1000-4000 Гц. Частоти вище 20000 Гц і нижче 16 Гц ставляться до ультра- і инфразвуковым. Чому ж людина не чує звуки із частотою більше 20 000 Гц? Адже собака, наприклад, розрізняє звуки із частотою 35 000 Гц, а кішка навіть 70 000 Гц. Причина цього -у морфологічних особливостях органа слуху, а також у можливостях генерації нервових імпульсів сприймаючими  клітками  кортиева  органа.

Максимальна частота  генерації нервових імпульсів на звук у людини не перевищує 800 имп/с. Сприйняття звуків більше високих частот здійснюється на різних рівнях нервової системи (ефект "загострення слуху"). Це загострення пов'язане з більше високою вибірковістю слухового нерва й центральних відділів слуховой системи, чим у коливальної системи внутрішнього вуха.

На рівні другого  й третього нейронів слухового шляхи  відбувається подальша дифференцировка звукових коливань, що закінчується в скроневих областях кори. Вищим корковим відділам слухового аналізатора належить вирішальна роль в аналізі частоти й напрямку звуку, а також фонемний аналіз мовних сигналів.

Напрямок звуку визначається завдяки бінауральному слуху. Вухо, що ближче до джерела звуку, сприймає його раніше й, отже, більше інтенсивним по звучанню. При цьому визначається й час затримки звуку на шляху до іншого вуха.

Запропоновано гіпотетичну  модель парного центра, нейрони якого рівномірно розподілені на лівій і правій половині центральних проекцій слухового аналізатора. Якщо джерело звуку розташоване, наприклад, ліворуч, то сила звукового сигналу буде більшої із цієї ж сторони. Визначення напрямку джерела звуку в цьому випадку зводиться до обчислення різниці кількості  нейронів, що збуджуються, лівої й правої сторони.

2.2. Фонемний аналіз сигналів мови.

 Сприйняття мови  починається з перших етапів  перетворення звукового сигналу  в його фонетичний образ, тобто   у відтворене мовною апарат слово. Перетворення звуку у фонетичний образ пов'язане з морфологічним і синтаксичним його аналізом. Отже, система сприйняття це не що просто звуково-принимают система. На вході "словесного аналізатора" повинне бути опис слова у вигляді його послідовних фонетичних образів - фонем.

Мозкові образи слів повинні, очевидно, відповідати лінгвістичним, тобто  в них повинен утримуватися не просто набір звуків різної висоти, але й значеннєве навантаження, синтаксичний і морфологічний лад. Яким нервовим сигналам відповідає фонема? Перші спроби з'ясувати це завершилися тим, що фонемний образ мовних сигналів був ототожнений із проприоцептивным, а потім з моторним його описом. Інакше кажучи, фонема-це зворотний кинестетический сигнал, що виникає при схованому проказуванні повідомлення.

Корковий  пристрій, що фонемно-воспринимает, чутної мови при цьому заперечується. Людина, позбавлений можливості до рухового опису чутних слів, не може їх сприйняти. Однак на практиці це не підтверджується, вірніше, підтверджується не повністю. Для точного розуміння змісту слова дитина повинен його неодмінно проговорити. Запропонуєте дитині "прикусити" мова - і багато чого, зі сказаного вами не буде їм зрозуміло. І все-таки фонемний аналіз- це надбання коркових слуховых проекцій. Слуховое опис мови є сигналом для лінгвістичного аналізу, після попереднього складання коркової "інструкції": до синтезу артикуляційного комплексу. "Мозкова" фонема стає в цьому випадку надсенсорним і надмоторним, абстрактним описом мовних елементів.