Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

4.1: Загальні принципи сенсорних систем

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    72220

    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Кожна сенсорна система, очевидно, досить різна за типом стимуляції, на яку вона реагує, і способом перетворення стимулів навколишнього середовища в нейрональну сигналізацію. Однак існує багато принципів, які можна узагальнити в сенсорних системах.

    Сенсорна трансдукція

    Наші сенсорні системи працюють, перетворюючи різні типи подразників у навколишньому середовищі (тобто видиме світло, звукові хвилі, хімічні молекули) у потенціали дії в нервовій системі. Це перетворення називається сенсорною трансдукцією і відбувається у всіх сенсорних системах.

    Сенсорні рецептори

    Сенсорна трансдукція починається у сенсорних рецепторів. Кожна сенсорна система має спеціалізовані клітини, які здатні виявляти подразники навколишнього середовища. Фоторецептори виявляють світло, хімічні рецептори на мові і носі виявляють запахи і смак, механорецептори виявляють дотик, а клітини волосся виявляють звук.

    рецепторні потенціали

    Ми дізналися про постсинаптичні потенціали в нейроні, рецепторні потенціали - це подібні зміни мембранного потенціалу, які відбуваються в сенсорних рецепторах у відповідь на подразник.

    Сприйнятливі поля

    Сприйнятливі поля найлегше зрозуміти в зоровій і соматосенсорної системах. Сприйнятливе поле для нейрона - це область сітківки або шкіри, де подразник (світло або дотик) буде викликати відповідь у нейрона. Сприйнятливі поля в слуховій системі можуть складатися з певної частоти звуку і/або розташування звуку в просторі.

    Рецептивні поля можуть відрізнятися за розміром і формою залежно від характеристик нейрона (тобто типу, розташування в тілі, розташування на шляху). Сприйнятливі поля стають більш складними, коли інформація потрапляє в мозок.

    Бічне гальмування

    Бічне гальмування - це процес, який використовується сенсорними системами для посилення сприйняття сигналів, особливо на краях, точках або інших змінам подразника. Це відбувається тому, що перекриваються сприйнятливі поля можуть гальмувати один одного. Це гальмування підсилює сприйняті відмінності між подразником і зоною, яка не стимулюється.

    Нейронне кодування

    Існує ряд різних способів, за допомогою яких нервова система кодує складну інформацію. Два, які є загальними в сенсорних системах, - це лінійне кодування та кодування населення.

    Позначені Лінійне кодування

    У маркованому рядковому кодуванні інформації одна комірка кодує для одного типу сенсорної якості. Біль є хорошим прикладом цього. Якщо больовий рецептор активується, то результуючим відчуттям буде біль, незалежно від того, яким чином рецептор стимулюється. Іншими словами, сенсорні нейрони спеціально налаштовані на один сенсорний стимул. Якщо цей тип рецептор-клітин був дисфункціональним, відчуття не будуть сприйняті. Наприклад, існує мутація, яка перешкоджає роботі натрієвих каналів в больових рецепторах (але не інших типах клітин). Коли відбувається ця мутація, суб'єкт не може відчувати біль.

    Кодування населення

    При заповненні кодування одна клітина може кодувати більше однієї сенсорної модальності, і саме поєднання багатьох клітин складають сприйняття. Прикладом цього є колірний зір. Кожен кольоровий фоторецептор найбільш чутливий до певного кольору (синій, зелений або червоний), але діапазон довжин хвиль може викликати зміни швидкості стрільби в нейроні. Тому відповіді від популяції кольорових фоторецепторів повинні поєднуватися, щоб сприймати повний спектр кольору.

    Більш високий рівень обробки смаку і нюху також використовує кодування населення - іноді нюх потрібен крім почуття смаку, щоб повністю сприймати аромат. Ви коли-небудь були перевантажені від застуди, а їжа просто не має однакового смаку? Саме завдяки такому поєднанню почуттів для повноцінного сприйняття.

    Шляхи

    Загалом, маршрут сенсорної інформації, що бере від периферії до центральної нервової системи, схожий серед більшості систем. Екологічні подразники кодуються спеціалізованим рецептором на периферії. Потім інформація потрапляє в центральну нервову систему через спинний мозок або стовбур мозку і ретранслюється через таламус, структуру, яка сидить глибоко в передньому мозку. Єдиною сенсорною системою, яка не ретранслюється через таламус, є нюхова система. Потім таламус посилає проекції до первинних кіркових областей для кожної сенсорної системи.

    роль Таламуса

    Загальноприйнято чути, що сенсорна інформація «ретранслюється» через таламус на шляху до кори (наприклад, в пункті вище). Ця мова може створити враження, що таламус відповідає лише за те, щоб сенсорний сигнал потрапляв від периферії до кори. Це сильно занижує роль таламуса. Відомо, що таламус сприяє обробці та модифікації сенсорного сигналу.