Интегративная сенсорная физиология - с точки зрения физиологии человека

Оглавление статьи:
  1. Отношения между физиологическими процессами и процессами восприятия
  2. Надежность передачи и функции сенсорных систем
  3. Резюме
  4. Список использованной литературы

а) Отношения между физиологическими процессами и процессами восприятия. Современное исследование в области физиологии чувств часто сфокусировано на вопросах интеграции, т. е. изучает взаимосвязь физиологических процессов и процессов восприятия.

1. Двойная задача сенсорной физиологии. В начале этой главы было установлено, что физиология чувств связана с двумя областями, «объективной» сенсорной физиологией и психологией восприятия. Обе области имеют дело с разными объектами, с одной стороны, с функцией сенсорных систем, с другой стороны, с субъективным восприятием. Задача сенсорной физиологии не может исчерпываться лишь одной из этих областей, обе должны быть связаны друг с другом.

2. Сравнение сенсорных порогов и порогов восприятия. Пример того, как нейрофизиологические функциональные взаимосвязи влияют на восприятие, можно получить из исследования порогов. В предыдущем разделе была введена гипотеза о пороге раздражения (ПР), которая происходит из области нейрофизиологии, т. е. объективной сенсорной физиологии.

Согласно гипотезе, порог превышается тогда, когда в сенсорном канале возникает возбуждение, заметно превосходящее спонтанную активность в этом канале. Сигмоидная форма психометрической функции (рис. ниже) показывает, что при восприятии слабого раздражения действительно имеет место статистический процесс. Отвечает за это вариативность функции рецепторов или спонтанная активность нейронов в ЦНС?

Интегративная сенсорная физиология
Психометрическая функция, получаемая при интенсивности порогового стимула с помощью метода констант. Порог определяется как точка на графике, которая соответствует 50% обнаруженных стимулов. А. Изображение относительной частоты распознавания стимулов (ордината) в зависимости от силы стимула (абсцисса). Б. Часто сигмоидные психомоторные функции соответствуют интегралу нормального разделения. Если относительные частоты попадания преобразуют в Z-показатели (например, на вероятностной бумаге), то психометрическая функция превращается в прямую линию

3. Точность передачи в различных чувственных каналах. Если вы изучаете реакции (например, частоту потенциалов действия) быстро адаптирующихся механорецепторов кожи руки (RA-рецепторов) на слабую контролируемую стимуляцию прикосновением, то получаете S-образную кривую порогов, напоминающую «психометрическую функцию» ощущения (рис. ниже).

Интегративная сенсорная физиология
Пороговые функции быстро адаптирующихся механорецепторов кожи (RA-рецепторы) и психометрические функции. А. Психофизические измерения порога и проводимость афферентов кожи одновременно измеряли в микронейрографическом эксперименте. Б. Плотность иннервации RA-рецепторов в различных участках ладони

Из полученной сигмоидной кривой можно вывести порог (ПР) для данного типа рецепторов. Кроме того, S-образная функция сенсорных порогов доказывает, что, по меньшей мере, часть разброса значений при измерении порогов связана с самими рецепторами и их локализацией в окружающей ткани.

Поскольку электрофизиологические исследования RA-рецепторов могут проводиться на бодрствующих испытуемых (микронейрография), то одновременно можно определить их субъективную психометрическую функцию. При проведении такого эксперимента с RA-рецепторами на подушечке пальца обе функции в значительной степени совпадают. Центрально-нервная спонтанная активность, таким образом, по всей видимости, в этом случае не вносит вклада в вариативность порога ощущений.

Совершенно иной результат можно получить, если пороговые функции RA-рецепторов ладони, которые являются столь же чувствительными, как и подушечки пальцев, сравнивать с соответствующими психометрическими функциями испытуемых. Здесь психометрическая функция порога ощущений сдвинута вправо, т. е. в ЦНС возникает последующая потеря информации. Причина этого, предположительно, заключается во внерецепторном влиянии на синаптическую передачу, которое приводит к спонтанной активности центральных нейронов.

б) Надежность передачи и функции сенсорных систем. С точки зрения структуры надежность передачи в сенсорной системе зависит от числа нейронов, одновременно возбуждаемых стимулом, т. е. от степени их избыточности; функционально надежность передачи повышается при увеличении надежности синаптической передачи.

Примером задач интегративной сенсорной физиологии служит исследование надежности передачи в сенсорных системах, которую невозможно оценить, используя только нейрофизиологический подход или исключительно с точки зрения психологии восприятия. Надежность передачи тесно связана с избыточностью. Даже небольшой по площади механический стимул, возбуждающий рецепторы на подушечках пальцев и на ладони, всегда будет возбуждать несколько RA-рецепторов.

Подушечки пальцев в отличие от ладони относятся к важнейшим осязательным органам. Плотность рецепторов на подушечке пальца соответственно больше, чем на ладони (рис. выше).

В соматосенсорном проекционном поле коры подушечки пальцев также представлены большим числом нейронов. Следовательно, информация из этой части тела передается через большее число параллельных каналов, и это может компенсировать потерю информации в центрально-нервных синаптических передачах благодаря их значительному избытку.

1. Надежность передачи. Сравнение порогов афферентных нервных волокон с порогами ощущений показывает, что в сенсорных системах с наилучшей разрешающей способностью практически нет потери информации при передаче ее в ЦНС. В других сенсорных системах «потеря», напротив, может быть очень значительной. В ноцицептивной системе, например, такая «потеря» может быть преимуществом. Возбуждение одного ноцицептивного афферента в таком случае не вызывает болевых ощущений.

С функциональной точки зрения надежность передачи повышается за счет нейронных процессов, связанных с фокусировкой внимания. Эти процессы уменьшают потери информации в отдельных сенсорных каналах посредством усиления процессов синаптической передачи.

в) Резюме. Интегративная сенсорная физиология. Современные исследования в области сенсорной физиологии изучают связь физиологических процессов и процессов восприятия. Примером того, как нейрофизиологические функциональные взаимосвязи влияют на восприятие, является сравнение сенсорных порогов с порогами восприятия. Порог ощущений в сенсорной системе зависит не только от чувствительности рецепторов, но и от надежности передачи в каждом сенсорном канале.

Чем больше нейронов в нейронной сети сенсорного канала передают информацию и чем больше степень ее избыточности, тем выше надежность передачи.

- Вернуться в раздел "Физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 29.1.2025