37 ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ ОРГАНОВ ЧУВСТВ

Привет, Вы узнаете о том , что такое психофизиология органов чувств, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое психофизиология органов чувств , настоятельно рекомендую прочитать все из категории История психологии.

Органы чувств – это находящиеся на теле и внутри организма специализированные органические структуры, предназначенные для восприятия внешней информации, ее переработки и хранения. Они содержат в себе:

1) рецепторы – размещены на его поверхности. Предназначены для восприятия раздражителей любой природы и реорганизации их в нервные импульсы;

2) нервные пути – специализированные нервные волокна, проводящие приобретаемые от разнообразных рецепторов возбуждения в определенные отделы мозга и обратно;

3) отделы центральной нервной системы (ЦНС), предназначенные для переработки поступающей информации (возбуждения) для цели обратной ответной реакции на раздражитель. Органы чувств иначе называют сенсорными органами, которые входят в общую сенсорную систему восприятия поступающей информации.

По И. П. Павлову, сенсорная система – часть нервной системы, состоящая из воспринимающего внутренние или внешние раздражители рецепторного аппарата, проводящего нервные пути и части центральной нервной системы, преобразовывающего поступающую по ним информацию от рецепторов.

Проводящие нервные пути можно разделить на:

1) афферентные – прохождение нервного возбуждения от рецепторов к конкретному отделу головного мозга;

2) эфферентные – прохождение нервного импульса из центральной нервной системы к периферии.

Общность афферентных и эфферентных проводящих путей, включая рецепторы конкретного органа чувств и преобразовывающих информацию подкорковых и корковых отделов центральной нервной системы, называют анализатором.

Существуют пять органов чувств человека, устанавливающих его связь с окружающей действительностью. Они делятся на контактные (при прямом контакте с раздражителем) и дистантные, которые реагируют на удаленные раздражители:

1) контактные: вкус и осязание;

2) дистантные: зрение, слух и обоняние. Деятельность каждого из органов чувств

представляет собой элементарный психический процесс – ощущение. Сенсорная информация от внешних раздражителей поступает в центральную нервную систему двумя путями:

1) характерные сенсорные пути:

а) зрение – через сетчатку, латеральное коленчатое тело и верхние бугорки четверохолмия в первичную и вторичную зрительную кору;

б) слух – через ядра улитки и четверохолмия, медиальное коленчатое тело в первичную слуховую кору;

в) вкус – через продолговатый мозг и тала-мус в соматосенсорную кору;

г) обоняние – через обонятельную луковицу и пириформную кору в гипоталамус и лим-бическую систему;

д) осязание – проходит через спинной мозг, ствол мозга и таламус в соматосенсорную кору;

2) неспецифические сенсорные пути: болевые и температурные ощущения, расположенные в ядрах таламуса и ствола мозга.

Экспериментальное подтверждение положения об ощущении как функции коры головного мозга дано И.П. Павловым в учении об анализаторах.

Анализатор — это единая физиологическая система, которая приспособлена к восприятию раздражителей внешнего или внутреннего мира, их переработке в нервный импульс и формированию ощущения и общего представления о предмете.

Различают следующие анализаторы: болевой, вестибулярный, двигательный, зрительный, интроцептивный, кожный, обонятельный, слуховой, температурный и другие. Любой анализатор имеет принципиально одинаковое строение (рис. 5.6). Он состоит из трех частей.

1. Воспринимающая часть анализатора представлена рецепторами. Они развились в процессе эволюции в результате повышенной чувствительности некоторых клеток к определенному виду энергии (тепловой, химической, механической и т.д.). Тот раздражитель, к которому рецептор специально приспособлен, называется адекватным, все остальные будут неадекватными. В зависимости от локализации

Рис. 5.6. Общий принцип строения анализаторов (Р.И. Айзман и соавт., 2010) выделяют следующие. Экстерорецепторы (зрительные, слуховые, обонятельные, вкусовые, осязательные), которые лежат на поверхности тела и реагируют на внешние воздействия, таким образом обеспечивая приток сенсорной информации из внешней среды. Ин- терорецепторы располагаются в тканях внутренних органов (например, хеморецепторы), в просвете крупных сосудов (барорецепторы) и чувствительны к тем или иным параметрам внутренней среды (концентрации химически активных веществ, давлению крови и т.д.); они важны для получения информации о функциональном состоянии организма и его внутренней среды. Проприорецепторы лежат в мышцах, сухожилиях и суставных сумках и воспринимают информацию о степени растяжения и сокращения мышц, благодаря которой формируются «чувство тела» (ощущение собственного тела) и восприятие относительного расположения его частей.

Основной частью органов чувств являются рецепторы (зрительные, слуховые), которые воспринимают адекватный раздражитель. Функция рецепторов состоит в том, чтобы воспринять энергию определенного вида и преобразовать ее в нервные импульсы определенной частоты (сенсорный код). Поэтому любой рецептор состоит из двух частей: собственно воспринимающей и трансформирующей. Первая представлена специфическими клетками или другими простыми или сложными структурами, приспособленными к взаимодействию с раздражителем. Эта часть рецептора специфична и взаимодействует только с определенным видом энергии. Трансформирующая часть у всех рецепторов одинакова и представлена окончанием чувствительного нерва. В этой части формируется поток нервных импульсов, который направляется в ЦНС.

2. Проводниковый отдел каждого анализатора представлен чувствительным нервом, по которому возбуждение идет от рецепторов к подкорковым и корковым центрам данного анализатора. При этом различают два пути, связанных коллатералями. Первый, так называемый специфический путь анализатора, идет через специфические ядра ствола головного мозга и играет основную роль в передаче сенсорной информации и возникновении ощущений определенного вида. Второй, неспецифический путь, представлен нейронами рети- куляторной формации; поток импульсов, идущих по нему, изменяет функциональное состояние структур спинного и головного мозга, т.е. оказывает регулирующее влияние. Хорошо известно, что ретикулярная формация повышает активность коры больших полушарий, создает более высокий уровень ее возбуждения, что способствует увеличению интенсивности возникающего ощущения. Активность же самой неспецифической системы поддерживается благодаря тому, что от тех или иных рецепторов по специфическому пути постоянно идут нервные импульсы, которые по коллатералям достигают ретикулярной формации. Роль проводникового отдела каждого анализатора не сводится лишь к передаче возбуждения от рецепторов к коре: он принимает участие и в возникновении ощущений. Например, подкорковые центры зрительного анализатора, расположенные в среднем мозге (в верхних буграх четверохолмия), получают информацию от зрительных рецепторов и изменяют кривизну хрусталика и ширину зрачка, тем самым настраивают орган зрения на более точное восприятие визуальной информации. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Кроме того, уже на уровне промежуточного мозга возникают неясные, грубые ощущения (например, в центрах наружных коленчатых тел формируются ощущения света и тени, светлых и темных объектов). Рассматривая в целом проводниковую часть анализаторов, следует обратить внимание на таламус. В этом отделе промежуточного мозга сходятся афферентные пути всех анализаторов (за исключением обонятельного). Это значит, что таламус получает информацию от экстеро-, проприо- и интеро- рецепторов об окружающей обстановке и состоянии организма.

Около сорока ядер участвуют в обработке импульсов всех видов чувствительности. Различают четыре типа таламических ядер. Первый тип — специфические ядра-реле для различных сенсорных систем. К ним приходит от соответствующих рецептивных полей информация определенной модальности (зрительная, вкусовая, тактильная, болевая и т.д.). Переключаясь здесь, она четко проецируется на соответствующую сенсорную зону коры, а точнее, — в первичное поле этой зоны. В специфических ядрах осуществляется не только переключение, как первоначально считалось (функция реле), но и анализ сконцентрированной здесь специализированной информации, отделяется существенное от несущественного.

Второй тип таламических ядер — неспецифические. Приходящая сюда сенсорная информация переключается на нейроны ретикулярной формации (т.е. здесь проходят неспецифические пути анализаторов). Неспецифические ядра связаны со всеми областями коры, а также с гипоталамусом (высшим подкорковым центром регуляции вегетативных функций) и лимбической системой. В этой связи различные ощущения вызывают те или иные эмоции, а также сопровождаются изменением работы внутренних органов.

Третий тип — ассоциативные ядра. Само их название (лат. association — соединение, объединение, связь) указывает на то, что здесь сходится информация различных модальностей, которая идет по коллатералям от специфических ядер. По-видимому, процессы интеграции и анализа, происходящие в ядрах с ассоциативными функциями, можно рассматривать как подкорковый этап формирования целостных образов. Отсюда информация по восходящим нейронам приходит во вторичные корковые поля (проекционно-ассоциативные). И, наконец, в таламусе есть моторные ядра, имеющие связи с моторными зонами коры.

Таким образом, в таламусе собирается и анализируется вся сенсорная информация. Здесь она частично перерабатывается и в таком обработанном виде передается в различные области коры. Большая часть сенсорной информации не доходит до высшего отдела ЦНС (а следовательно, не вызывает четких и осознанных ощущений), но становится компонентом двигательных и эмоциональных ответных реакций и, возможно, «материалом» для интуиции.

3. Центральный отдел каждого анализатора представлен определенным участком коры больших полушарий (рис. 5.7). К первичным

Рис. 5.7. Корковая локализация центральных отделов анализаторов (по К. Быкову, 1956; цит. А.В. Коробков, С.А. Чеснокова, 1986):

7 — специфические ядра стволовой части мозга; 2 — специфические ядра таламуса; 3 — корковые центры анализаторов полям идут нейроны непосредственно от специфических ядер таламуса, они построены по топическому принципу, т.е. являются проекцией каждого участка рецептивного поля («точка в точку»), за что получили название проекционных. Первичные поля обеспечивают возникновение специфичных ощущений и максимально тонкий, детальный анализ отдельных параметров раздражителя. Вторичные поля анализаторов располагаются вокруг первичных и связаны с ними анатомически и функционально. Они имеют более сложные связи с подкоркой. К ним поступает более обработанная информация, так как она идет не напрямую от релейных ядер таламуса, а через ассоциативные. Вторичные поля имеют развитый третий слой, в котором нейроны одного участка коры переключаются на нейроны другого, т.е. обеспечивается ассоциативная функция. Благодаря синтезу информации здесь возникают не отдельные ощущения, а целостные сенсорные образы. Например, во вторичных полях зрительной системы возникают не просто ощущения света, различных цветов, линий, а образы объектов — лица, картины природы и т.п., и происходит их узнавание. Поскольку вторичные поля связывают между собой первичные (проекционные) и третичные (ассоциативные), их называют проекционно-ассоциативными.

Третичные поля — ассоциативные. Они расположены между ядер- ными зонами различных анализаторов, обеспечивают сложные взаимосвязи между ними, не имеют прямых контактов с подкоркой, но связаны с ней опосредованно, через вторичные.

Развитие высших психических функций связано не только с интеграцией сенсорных компонентов между собой, но и сенсорных с моторными. В составе каждого анализатора есть нисходящие, эфферентные нейроны, «включающие» двигательные реакции. Например, зрительная информация, приходящая в верхние бугры четверохолмия, вызывает «местные» рефлексы — непроизвольные движения глаз за движущимся объектом, один из элементов ориентировочного рефлекса. В коре центральные концы всех анализаторов связаны с моторной зоной, которая расположена в прецентральной извилине и премоторной области и является центральным отделом двигательного анализатора. Таким образом, двигательная кора получает информацию от всех афферентных систем организма и служит связующим звеном в межанализаторных отношениях. Тем самым обеспечивается связь ощущений и движений.

В настоящее время во многих зарубежных лабораториях учение об анализаторах называют физиологией общих сенсорных (чувствительных) систем. Сенсорная система состоит из двух частей: объективная сенсорная система, в которую входит весь комплекс физиологических процессов, развивающихся во всех сенсорных (чувствительных) системах, независимо от того, возникают они у человека или у животных. Субъективная сенсорная система присуща только человеку и связана с возникновением ощущения или восприятия. Эти системы у человека связаны между собой.

Итак, несмотря на специфику, все анализаторы имеют общую схему строения (рецепторный, проводниковый и корковый отделы). Для этой структуры характерны:

• 1) многослойность (многоэтажность) — наличие нескольких этапов в проведении информации, ее переключение и переработка на разных уровнях ЦНС;
• 2) многоканальность — проведение информации по разным нервным элементам, идущим «параллельно» в составе одного анализатора.

Таким образом, структурные элементы анализаторов не изолированы в нервной системе, а анатомически и функционально связаны с центрами речи, с лимбической системой, древней и старой корой, с вегетативными центрами ствола и т.д., что обеспечивает взаимосвязь ощущений с эмоциями, движениями, поведением, речью, объясняет влияние сенсорной информации на организм человека.

Анализаторы образно называют окнами в мир, или каналами связи человека с внешним миром и собственным организмом. Уже «на входе» происходит анализ информации, что достигается избирательным реагированием рецепторов. Не только рецепторы, но и все структурные элементы каждой сенсорной системы приспособлены к наилучшему улавливанию и передаче адекватных сигналов, к которым наиболее высока их чувствительность. Таким образом, анализаторы выполняют функцию обнаружения сигналов.

В пределах одной модальности существует огромное разнообразие сигналов: так, звуки варьируют по высоте, тембру, происхождению; визуальная информация — по цвету, яркости, формам, размерам и т.д. Способность ощущать разницу между ними на физиологическом уровне обусловлена тем, что в анализаторах на разные раздражители возникают различные сенсорные сигналы. Эта функция получила название различения сигналов. Она достигается формированием на уровне рецепторов нервных импульсов с неодинаковыми частотными характеристиками (сенсорный код) и включением разных элементов сенсорной системы. Количественную сторону различения ощущений отражает дифференциальный порог. Функция различения сигналов осуществляется всеми отделами анализаторов — от рецепторов до коры. По существу, она — неотъемлемая часть процесса анализа. По мере развития ребенка и усложнения его взаимодействия с внешним миром дифференцировки становятся все более тонкими. Этому способствует развитие как каждого анализатора в отдельности, так и усложнение их взаимодействия. Тонкое различение сложных сигналов на уровне коры проявляется в снижении генерализации и усилении дифференцировочного торможения. Большую роль в этом процессе играют движения: двигательные диффе- ренцировки помогают сенсорным. Так, для различения визуальной информации необходимы движения глаз, которые неизбежно сопровождают процесс рассматривания объекта, а также различные положения рук, возникающие при его ощупывании. Для развития музыкального слуха, т.е. умения слышать малейшую разницу в высоте звуков, необходимо не только воспринимать их на слух, но и воспроизводить собственным голосом, чтобы ощутить разницу в положении гортани и степени натяжения голосовых связок. Тот же принцип имеет место и при формировании фонематического слуха. Чтобы хорошо различать речевые звуки — фонемы, — мало слышать речь другого человека (даже при отличной дикции говорящего), необходимо также хорошо почувствовать собственный артикуляционный аппарат (губы, язык, небо, гортань, щеки), ощутить различия в его позициях при воспроизведении звуков. Многие методы обучения детей дошкольного и младшего школьного возраста, а также коррекционные техники опираются на этот механизм.

Следует заметить, что дифференцирование отдельных ощущений и целостных образов не является следствием автоматического включения соответствующих физиологических механизмов. Тонкий анализ раздражителей требует активности самого субъекта познания. Если сам человек хочет участвовать в той или иной деятельности, и она вызывает положительные эмоции (интерес, радость), то его сенсорная чувствительность к различным сигналам значительно повышается. Активную роль в этом процессе играет произвольное внимание. Подтверждением этому может служить следующий пример. Экспериментальным путем было установлено, что активность центральных и периферических нейронов сенсорной системы зависит не только от наличия специфичного раздражителя, действующего на рецепторы, но и от поведения индивида, внутри которого осуществляется сенсорный процесс. Изменение поведения влияет на степень вовлеченности различных элементов анализатора в работу, несмотря на то, что раздражитель остается прежним. Этот результат достигается вследствие контроля со стороны коры больших полушарий и ближайшей подкорки нижележащих отделов анализаторов с помощью эфферентных нейронов.

Таким образом, сенсорные процессы нельзя рассматривать всецело как физиологический коррелят объективных свойств объектов, поскольку в них отражается и субъективный фактор — потребности, эмоции и связанное с ними поведение субъекта, которые оказывают влияние на возникающие сенсорные образы.

Психофизиологический механизм различения даже относительно простых сигналов не может быть рассмотрен лишь в пределах отдельного анализатора, так как он связан с активизацией интегративных процессов мозга, и следовательно, — с сознанием, речью, мышлением.

Один из вопросов, который возникает при изучении сенсорных систем, состоит в том, каким образом передается информация в анализаторах. В рецепторах под влиянием раздражителя формируются нервные импульсы определенной частоты, которые распространяются по афферентным путям группами — «залпами», или «пачками» (сенсорный частотный код). Считается, что количество импульсов и их частота — это тот язык, с помощью которого мозг фиксирует, «записывает» и передает сообщение о свойствах отражаемого объекта. В духе времени этот процесс называют кодированием информации.

Существуют и другие способы кодирования. Например, в зависимости от силы воздействия включается разное количество нервных элементов, при изменении того или иного качества может меняться локализация возбужденных элементов. Тот или иной признак объекта может вызвать возбуждение строго определенного нейрона или группы нейронов (позиционное кодирование). Передвижение раздражителя по рецепторному полю регистрируется с помощью последовательного включения разных нейронных каналов анализатора (разных проекционных волокон), что приводит к перемещению участков возбуждения и вызывает соответствующее ощущение движения объекта.

Нервная система фиксирует не только особенности раздражителя, но и временные границы воздействия с помощью специальных нейронов, которые реагируют только на начало воздействия (ол-ней- роны) и его конец (о^-нейроны) или же на резкое изменение в процессе воздействия. Например, в зрительной системе есть ол-ней- роны, которые реагируют на включение света, off-нейроны, которые возбуждаются в момент выключения, а также ол-о/Г-нейроны, дающие разряд в обоих случаях.

На современном этапе невозможно установить четкое соответствие между тем или иным свойством раздражителя и способом его фиксации в нервной системе. Существующие научные сведения описывают лишь некоторые принципы передачи информации в нервной системе (рис. 5.8).

Помимо таких функций, как обнаружение сигналов, их различение, передача, кодирование, сенсорные системы производят опознание образов, которое условно считают конечной операцией каждого анализатора. «Опознать» — это значит понять, что это или кто это, осознать значение возникающего сенсорного образа, отнести его к определенному классу, идентифицировать с другим образом (а в дальнейшем — со словом).

Схема этого процесса такова. Специфичные нервные импульсы, пришедшие от рецепторов в проекционную область коры

Рис. 5.8. Общий принцип функционирования сенсорных систем (Р.И. Айзман и соавт., 2010)

(в первичное поле анализатора, где рождаются ощущения), поступают в ассоциативные поля (вторичные и третичные, где происходит синтез различных ощущений), оттуда направляются к гиппокампу (память) и структурам лимбической системы (эмоции), а затем возвращаются в кору, доходя до проекционного поля. К нейронам проекционной коры, сохраняющим следы сенсорного возбуждения, приходят также импульсы от подкорковых центров. Возбуждение суммируется. Построенный сенсорный образ опознается и тем самым становится уже актом сознания с помощью физиологического механизма, названного информационным синтезом. В этот момент к процессу подключается лобная кора (движения).

Таким образом, в построении целостного образа объекта и его опознании участвуют не только ощущения, но и движения, память и эмоции. В памяти хранятся ранее встречавшиеся впечатления (сенсорные образы), а эмоции сигнализируют о значимости полученной информации.

Если рассматривать процесс опознания образа на клеточном уровне, то следует обратить внимание на детекторную теорию. Ее название происходит от латинских слов detectio — обнаружение, detector — открыватель. Дело в том, что во всех сенсорных системах были обнаружены нейроны, реагирующие только на какой-то определенный, «свой» признак. Нейроны-детекторы располагаются на всех уровнях анализатора по иерархическому принципу. На периферии анализатора расположены нейроны, которые распознают самые простые, отдельные признаки отражаемого объекта. От них информация сходится к нейронам-детекторам более сложных свойств отражаемого объекта, расположенных на более высоких уровнях, а они, в свою очередь, конвергируют к тем, которые отражают целостный образ.

Наиболее хорошо изучена в этом плане зрительная система. В ней найдены нейроны, возбуждение в которых возникает, например, только на вертикальные или горизонтальные линии, на определенный угол их наклона, на разрывы в контурах предмета, на определенный цвет, на направление и скорость движущегося объекта. Детектированию подлежат и более сложные сигналы. Так, в височной доле приматов (в средней ее части) и человека (в височно-затылочной области) были найдены нейроны, «узнающие» лица и отдельные черты (глаза, нос, рот). При поражении этой области человек перестает узнавать знакомые лица.

Восприятие не возникает механически или сугубо физиологически. Активное участие в его формировании принимает сам субъект, его сознание, его внимание. Иными словами, сам человек должен обратить внимание на объект, вычленить его, произвольно переключать внимание с целого на части и иметь для этого желание, какую- то цель. Вот почему обучение детей может быть успешным только тогда, когда оно вызывает у них желание познать то, что им предлагается, если оно представляет для них интерес.

Представленные результаты и исследования подтверждают, что применение искусственного интеллекта в области психофизиология органов чувств имеет потенциал для революции в различных связанных с данной темой сферах. Надеюсь, что теперь ты понял что такое психофизиология органов чувств и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории История психологии