§ 45. Сенсорні системи рівноваги, руху, дотику, температури, болю

Пригадайте, що таке сила земного тяжіння; що таке температура. Яка будова головного мозку людини? Що таке ядра головного мозку? Що таке соматична та вегетативна нервова система? Що таке симпатична та парасимпатична вегетативна нервова система?

Яка будова і функції сенсорної системи рівноваги? Для нормального функціонування нашого організму важливо контролювати його положення в просторі. Функцію сприйняття та регуляції положення тіла в просторі забезпечує вестибулярний апарат, який становить собою периферичну частину сенсорної системи рівноваги. Він складається з овального і круглого мішечків і трьох півколових каналів (завдання: уважно розгляньте малюнок 171 і знайдіть на ньому складові вестибулярного апарату).

Усередині півколові канали і мішечки заповнені рідиною. На внутрішній поверхні мішечків і розширень півколових каналів є рецептори - волоскові клітини, від яких відходять нерви. Крім волоскових клітин, занурених у драглисту рідину, до складу вестибулярного апарату входять особливі кристалики з кальцій ортофосфату, так звані отоліти. Півколові канали розташовані в трьох взаємно перпендикулярних площинах, що дає змогу сприймати простір у трьох його вимірах. Кожен канал сполучається з овальним мішечком. За допомогою півколових каналів ми визначаємо зміни напрямку руху, обертальні прискорення або сповільнення.

Як функціонує сенсорна система рівноваги? Будь-які зміни рівноваги тіла подразнюють рецептори вестибулярного апарату. Так, за змін положення тіла чи голови кристалики отолітового апарату своєю масою тиснуть на драглисту речовину. Цей тиск передається волоскам рецепторів, згинаючи їх. У результаті цього виникає збудження, яке передається до центрів рівноваги головного мозку. У відповідь на це скорочуються чи розслаблюються відповідні групи м’язів.

Мембрани овального й округлого мішечків розташовані в різних площинах. За нормального положення голови в овальному мішечку мембрана займає горизонтальне положення, а в округлому - майже вертикальне. Якщо людина тримає голову рівно, тоді рідина півколових каналів рівномірно тисне на волоски вестибулярних рецепторів і збуджує їх. Якщо людина повертає голову, рідина півколових каналів зміщується в бік, протилежний рухові (мал. 172), і відповідно нахиляє волоски вестибулярних рецепторів.

Нервові волоконця, які беруть початок від рецепторів вестибулярного апарату, переплітаючись, утворюють вестибулярний нерв. Він проводить нервові імпульси від цих рецепторів до моста, мозочка, проміжного мозку та відповідних зон скроневої частки кори великих півкуль. Там відбувається остаточний аналіз та синтез отриманої від вестибулярного апарату інформації.

Вестибулярний апарат пов’язаний і з вегетативною нервовою системою. Люди з підвищеною збудливістю вестибулярного апарату погано витримують

польоти літаком, морські подорожі чи тривалі поїздки автотранспортом. У них відбувається тривале і сильне подразнення рецепторів вестибулярного апарату. Збудження передається на нервові центри, що регулюють діяльність внутрішніх органів. У результаті виникають рефлекторні реакції (зблід -нення, напади нудоти чи блювання, кволість, запаморочення). Такий стан людини називають захитуванням, або морською хворобою (вперше такі симптоми спостерігали під час морських подорожей). Після припинення поїздки ці неприємні відчуття минають.

ЦІКАВО ЗНАТИ! Поясненням виникнення морської хвороби є те, що вестибулярний центр, який знаходиться в мості, розміщений недалеко від центрів дихання, кровообігу, травлення. Тому збудження з вестибулярного центру передаються на сусідні і спричиняють згадані раніше нездужання.

Здоров’я людини. Підвищити стійкість вестибулярного апарату до дії незвичних факторів можна спеціальними фізичними вправами з різними обертаннями, швидкими поворотами. Тому пілоти надзвукових літаків чи космонавти проводять тривалі тренування перед польотами. Відомо, що дітям подобається гойдатися на гойдалках. Це природна потреба розвивати вестибулярний апарат.

Розлади в роботі вестибулярного апарату можуть бути спричинені травмами головного мозку, вживанням наркотичних речовин та алкоголю.

Що таке рухова сенсорна система? Крім вестибулярного апарату, положення всього тіла й окремих його частин контролюють рецептори, розташовані в шкірі, м’язах, сухожиллях, суглобах тощо. Це периферична частина рухової сенсорної системи. Під час зміни положення певної частини тіла (згинання й розгинання рук, нахили голови тощо) збуджуються відповідні групи рецепторів. Вони сигналізують нервовій системі про ступінь напруження м’язових волокон, про положення суглобів і різних частин тіла в просторі. Імпульси від цих рецепторів прямують до відповідних ділянок кори великих півкуль.

Завдяки чому ми відчуваємо дотик, температуру, біль? Розрізняють чотири основні види шкірної чутливості: відчуття дотику та тиску, болю, тепла, холоду. їх забезпечують відповідні рецептори (мал. 173).

Рецептори сенсорної системи дотику та тиску розташовані на поверхні шкіри або пов’язані з волосяними сумками. Вони реагують на розтягнення шкіри чи зміну положення волосків.

Відносно низькою дотиковою чутливістю характеризується шкіра стопи, живота, спини. Найбільше рецепторів дотику розміщено на долонях і кінчиках пальців. Саме тому сліпі люди, у яких підвищена дотикова чутливість, аналізують предмети, обмацуючи їх руками.

Збудження, яке виникає в рецепторах дотику, нервами надходить до тім’яних часток кори великих півкуль у зону шкірно-м’язового чуття (мал. 174). Тут формуються відчуття предметів, до яких доторкається людина.

ЗАПАМ’ЯТАЙТЕ! Відчуття, які формуються в корі великих півкуль, найчастіше є результатом взаємодії центральних відділів різних сенсорних систем.

Біль людина сприймає внаслідок подразнення рецепторів, які в значній кількості містяться в шкірі та внутрішніх органах. Вони входять до складу периферичного відділу сенсорної системи болю.

Больові сигнали від рецепторів через підкіркові центри, розташовані в таламусі (пригадайте, це структура проміжного мозку), надходять у зону шкірно-м’язового чуття великих півкуль, зокрема в тім’яну ділянку центральної борозни. Вони дають змогу організмові миттєво зреагувати на небезпеку, що загрожує.

Здоров’я людини. Больові відчуття можна знизити штучно, використовуючи знеболювальні препарати. За їхньою допомогою в медицині штучно здійснюють анестезію - тимчасову втрату чутливості (зокрема, під час хірургічних операцій).

ЦІКАВО ЗНАТИ! Проблему знеболювання під час хірургічних операцій вперше запропонував розв’язати український хірург Микола Іванович Пирогов (мал. 175).

Зміни температури, як в довкіллі, так і всередині тіла, сприймають рецептори, що входять до складу температурної сенсорної системи. Одні з них збуджуються під впливом холоду, інші - тепла. Крім шкіри, ці рецептори розміщені також на слизових оболонках.

ЦІКАВО ЗНАТИ! Рецептори, які сприймають холод і тепло, здатні адаптуватись, тобто пристосовуватися до змін температури навколишнього середовища. Так, якщо опустити руку в холодну воду (+10 °С), то відчуття холоду через певний час зникає. Якщо руку перенести у воду, температура якої вище на 1-2 °С, то спочатку виникає відчуття тепла, яке також згодом минає. Саме на цій властивості базується здатність організму до загартовування.

Ключові терміни і поняття: вестибулярний апарат, рухова сенсорна система, сенсорні системи дотику, температури, болю.

УЗАГАЛЬНИМО ЗНАННЯ

• Тіло та його частини переміщуються у просторі взаємоузгоджено завдяки діяльності сенсорних систем рівноваги, руху та зору. Вестибулярний апарат відіграє провідну роль у регуляції рівноваги тіла в просторі, сприйнятті прискорення.

Є спеціальні сенсорні системи дотику, температури і болю, рецептори яких насамперед пов'язані зі шкірою.

ПЕРЕВІРТЕ ТА ЗАСТОСУЙТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ Дайте відповідь на запитання

1. Яку будову має вестибулярний апарат? Які функції він виконує? 2. Як можна тренувати вестибулярний апарат? 3. Які рецептори містяться у шкірі і які основні їхні функції? 4. Як ми сприймаємо дотик? 5. Яке значення для людини має температурна чутливість? 6. Що таке біль? Яке його значення?

Виберіть одну правильну відповідь

1. Укажіть складову вуха, у якій міститься вестибулярний апарат: а) зовнішнє вухо; б) середнє вухо; в) внутрішнє вухо.

2. Виберіть сенсорну систему, до якої належить вестибулярний апарат: а) слухова; б) зорова; в) рухова; г) рівноваги.

3. Укажіть орган, де найбільше міститься больових рецепторів: а) артерії; б) шкіра; в) шлунок; г) вени.

ОБГОВОРІТЬ У ГРУПАХ. Розкрийте взаємозв’язок будови та функції вестибулярного апарату.

ПОМІРКУЙТЕ . Чому в результаті загартовування знижується відчуття холоду? Виконайте дослідницький практикум.

Дослідження температурної адаптації рецепторів шкіри Обладнання: три посудини з водою, температура якої +10 °С, +25 °С, +40 °С.

1. Для демонстрації температурної адаптації в три посудини наливають воду температурою +10 °С, +25 °С, +40 °С.

2. Опустіть праву руку в першу посудину, температура води в якій +10 °С, а ліву - в третю посудину - температура води +40 °С.

3. Потім обидві руки опустіть у середню посудину, температура води в якій +25 °С. Що відчуваєте? Чому?

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Матяш