§ 45. Сенсорные системы равновесия, движения, осязания, температуры, боли

Вспомните, что такое сила тяжести; что такое температура. Каково строение головного мозга человека? Что такое соматическая и вегетативная нервная система? Что такое симпатическая и парасимпатическая вегетативная нервная система?

Каковы строение и функции сенсорной системы равновесия? Для нормального функционирования нашего организма важно контролировать его положение в пространстве. Функцию восприятия и регуляции положения тела в пространстве обеспечивает вестибулярный аппарат, который является периферической частью сенсорной системы равновесия. Он состоит из овального и круглого мешочков внутреннего уха и трех полукружных каналов (внимательно рассмотрите на рисунке 171 строение вестибулярного аппарата).

Внутри полукружные каналы и мешочки заполнены студенистым веществом. На внутренней поверхности мешочков и расширений полукружных каналов находятся рецепторы - волосковые клетки, от которых отходят нервы. Кроме волосковых клеток, погруженных в студенистое вещество, в состав вестибулярного аппарата входят кристаллики кальций ортофосфата, так называемые отолиты.

Полукружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, что позволяет воспринимать пространство в трех его измерени-

ях. Каждый канал сообщается с овальным мешочком. С помощью полукружных каналов мы определяем изменения направления движения, вращательные ускорения или замедления.

Как функционирует сенсорная система равновесия? Любые изменения равновесия тела раздражают рецепторы вестибулярного аппарата. При изменениях положения тела или головы отолиты своей массой давят на студенистое вещество. Это давление передается волоскам рецепторов, сгибая их. В результате возникает возбуждение, которое передается к центрам равновесия головного мозга. В ответ на это сокращаются или расслабляются соответствующие группы мышц.

Мембраны овального и округлого мешочков расположены в разных плоскостях. При нормальном положении головы в овальном мешочке мембрана занимает горизонтальное положение, а в округлом - почти вертикальное. Если человек держит голову ровно, жидкость полукружных каналов равномерно давит на волоски вестибулярных рецепторов и возбуждает их. Если человек поворачивает голову, вещество полукружных каналов смещается в сторону, противоположную движению (рис. 172), и соответственно отклоняет волоски вестибулярных рецепторов.

Нервные волокна, которые берут начало от рецепторов вестибулярного аппарата, переплетаясь, образуют вестибулярный нерв. Он проводит нервные импульсы от этих рецепторов к мосту, мозжечку, промежуточному мозгу и соответствующим зонам височной доли коры больших полушарий. Там происходит окончательный анализ и синтез полученной от вестибулярного аппарата информации.

Вестибулярный аппарат связан и с вегетативной (автономной) нервной системой. Люди с повышенной возбудимостью вестибулярного аппарата плохо переносят полеты самолетом, морские путешествия или длительные поездки автотранспортом. У них происходит продолжительное и сильное раздражение рецепторов вестибулярного аппарата. Возбуждение передается в нервные центры, регулирующие деятельность внутренних органов. В результате возникают рефлекторные реакции (побледнение, тошнота или рвота, слабость, головокружение). Такое состояние человека называют укачиванием, или морской болезнью (впервые подобные симптомы наблюдали во время морских путешествий). После поездки эти неприятные ощущения проходят.

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Объяснением возникновения морской болезни является то, что вестибулярный центр находится рядом с центрами дыхания, кровообращения, пищеварения. Поэтому возбуждения из вестибулярного центра передаются на соседние центры и вызывают упомянутые недомогания.

К расстройствам в работе вестибулярного аппарата приводят травмы головного мозга, употребление наркотических веществ и алкоголя.

Что такое двигательная сенсорная система? Кроме вестибулярного аппарата, положение всего тела и отдельных его частей контролируют рецепторы, расположенные в коже, мышцах, сухожилиях, суставах и т. п. Это периферическая часть двигательной сенсорной системы. При изменении положения определенной части тела (сгибание и разгибание рук, наклоны головы и т. п.) возбуждаются соответствующие группы рецепторов. Они сигнализируют нервной системе о степени напряжения мышечных волокон, о положении суставов и разных частей тела в пространстве. Импульсы от этих рецепторов направляются к соответствующим участкам коры больших полушарий.

Благодаря чему мы чувствуем прикосновение, температуру, боль?

Различают четыре основных вида кожной чувствительности: ощущение прикосновения и давления, боли, тепла, холода. Их обеспечивают соответствующие рецепторы (рис. 173).

Рецепторы сенсорной системы осязания и давления расположены на поверхности кожи или связаны с волосяными сумками. Они реагируют на растяжение кожи или изменение положения волосков.

Больше всего осязательных рецепторов находится на ладонях и кончиках пальцев. Поэтому слепые люди, у которых повышено чувство осязания, анализируют предметы, ощупывая их руками.

Возбуждение, возникающее в рецепторах осязания, по нервам поступает к теменным долям коры больших полушарий в зону кожно-мышечной чувствительности (рис. 174). Тут формируются ощущения от предметов, к которым прикасается человек.

Боль человек воспринимает в результате раздражения рецепторов, расположенных преимущественно в коже и внутренних органах. Они входят в состав периферического отдела сенсорной системы боли. Болевые сигналы от рецепторов через подкорковые центры, расположенные в таламусе (вспомните, это структура промежуточного мозга), поступают в зону кожно-мышечной чувствительности больших полушарий. Они помогают организму мгновенно реагировать на угрожающую опасность.

Здоровье человека. Болевые ощущения можно снизить искусственно, используя обезбаливающие препараты. С их помощью в медицине осуществляют анестезию - временную потерю чувствительности (в частности, во время хирургических операций).

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Проблему обезболивания во время хирургических операций впервые предложил решить украинский хирург Николай Иванович Пирогов (рис. 175).

Изменения температуры, как в окружающей среде, так и внутри тела, воспринимают рецепторы, входящие в состав температурной сенсорной системы. Одни из них возбуждаются под воздействием холода, другие -тепла. Кроме кожи, эти рецепторы расположены также на слизистых оболочках.

ИНТЕРЕСНО ЗНАТЬ! Рецепторы, воспринимающие холод и тепло, способны приспосабливаться к изменениям температуры окружающей среды. Так, если опустить руку в холодную воду (+10 °С), то ощущение холода через некоторое время исчезает. Если руку перенести в воду, температура которой выше на 1-2 °С, то сначала возникает ощущение тепла, которое также впоследствии проходит. Именно на этом свойстве основана способность организма к закаливанию.

Ключевые термины и понятия: вестибулярный аппарат, двигательная сенсорная система, сенсорные системы осязания, температуры, боли.

ОБОБЩИМ ЗНАНИЯ

Тело и его части взаимосогласованно перемещаются в пространстве благодаря деятельности сенсорных систем равновесия, движения и зрения. Вестибулярный аппарат играет ведущую роль в регуляции равновесия тела в пространстве, восприятии ускорения.

Существуют специальные сенсорные системы осязания, температуры и боли, рецепторы которых связаны в основном с кожей.

ПРОВЕРЬТЕ И ПРИМЕНИТЕ ПОЛУЧЕННЫЕ ЗНАНИЯ

Ответьте на вопросы

1.    Каково строение вестибулярного аппарата? Какие функции он выполняет?

2.    Какие рецепторы находятся в коже и каковы их основные функции? Выберите один правильный ответ

1.    Укажите составляющую уха, в которой находится вестибулярный аппарат: а) наружное ухо; б) среднее ухо; в) внутреннее ухо.

2.    Выберите сенсорную систему, к которой относится вестибулярный аппарат:

а)    слуховая; б) зрительная; в) двигательная; г) равновесия.

3.    Укажите орган, в котором больше всего болевых рецепторов: а) артерии;

б)    кожа; в) желудок; г) вены.

ОБСУДИТЕ В ГРУППАХ. Раскройте взаимосвязь строения и функции вестибулярного аппарата.

Выполните исследовательский практикум.

Исследование температурной адаптации рецепторов кожи Оборудование: три сосуда с водой, температура которой +10 °С, +25 °С, +40 °С.

1.    Налейте в три сосуда воду с разной температурой: +10 °С, +25 °С, +40 °С.

2.    Опустите правую руку в первый сосуд, температура воды в которой +10 °С, а левую - в третий сосуд, где температура воды +40 °С.

3.    Потом обе руки опустите в средний сосуд, температура воды в которой +25 °С. Что чувствуете? Почему?

Этот материал взят из учебника Биология 8 класс Матяш