3.2. Нейрофізіологічні механізми сенсорних систем

Сенсорні системи - це анатомічно організована у структу­рах мозку система ядерних утворень і зв'язків, що слугує для віднайдення і кодування інформації певної модальності [1]. У нормі сенсорні системи здійснюють свою діяльність у тісній взаємодії одна з іншою.

Нервову систему людини зазвичай поділяють на перифер­ійну та центральну. Периферійна нервова система складається з нервових волокон, які об'єднують групи клітин, що лежать за межами центральної нервової системи (ганглії), і з одного боку пов'язані з тілом, а з іншого - з центральною нервовою систе­мою. Центральна нервова система поділяється на дві основні частини: 1) спинний мозок, який знаходиться всередині хреб­тового стовпа; 2) головний мозок, що знаходиться всередині черепної коробки.

Передній, середній, і задній відділи головного мозку різнять­ся між собою характером надходження сенсорної інформації Так, передній мозок отримує сигнали від нюхових органів, се­редній - від органів зору, а до заднього мозку сигнали надхо­дять від слухового органа, органів рівноваги і внутрішніх органів.

Основною структурною і функціональною одиницею нерво­вої системи є нейрон - нервова клітина, що складається: 1) з тіла, що містить ядро і біохімічний апарат синтезу ферментів та інших молекул, необхідних для життєдіяльності клітини; 2) з відростків, які відходять від тіла - відносно коротких дендритів і довгого аксона. Нейрони проводять нервові імпульси від рецепторів у центральну нервову систему (чутливі нейро­ни) і від центральної нервової системи до виконавчих органів (рухові нейрони), а також з'єднують між собою кілька інших нервових клітин (вставні нейрони).

У проведенні нервових імпульсів ключову роль відіграють синапси - спеціалізована зона контакту між нейронами (міжнейронний синапс) чи між нейронами й іншими збудли­вими утвореннями (органний синапс), що забезпечує переда­чу збудження зі збереженням, зміною чи зникненням її інфор­маційного значення. Саме синаптичні мережі складають основу нервової організації.

За розташуванням і функціональними ознаками синапси класифікуються на: 1) аксодендричні, аксосоматичні, аксо-аксо- нальні, дендро-дендричні і дендросоматичні; 2) хімічні і елект­ричні; 3) збудливі і гальмівні; 4) нейрональні і нейрорганні; 5) адренергічні і холінергічні.

Перетворення різних форм енергії на єдину мову нервових сигналів у сенсорних системах здійснюється у чотири етапи:

1. Перетворення - виникнення взаємодії між стимулом і спеціальними молекулярними рецепторами.

2. Генералізація рецепторного потенціалу - зміни у молеку­лярному рецепторі, які призводять до перетворень та змін мембранного потенціалу рецепторної клітини, хеморецеп­тора, механо- та фоторецепторів.

3. Електротонічне поширення потенціалу - перехід від ре­цепторного потенціалу до імпульсу (здійснюється всере­дині тіла клітини, у нервовому волокні або між ділянками сенсорної перебудови та ділянкою, де виникає імпульс). Рецепторні та синаптичні потенціали поширюються за рахунок електричних потенціалів.

4. Перекодування відповіді рецептора в імпульсний розряд, що здійснюється в аферентному нервовому волокні, яке є носієм інформації решти відділів нервової системи [3].

Сенсорний провідний шлях складається з ряду специфічно спеціалізованих нейронів, які об'єднані у специфічні сенсорні модулі через різні види синаптичних з'єднань (хімічних, електрич­них, електрохімічних). Всі мережі, які входять до складу провідних шляхів, організовані за модульним принципом і становлять сен­сорну систему. В різних сенсорних системах ці мережі мають ряд спільних властивостей (дивергенцію та конвергенцію). Так, аксо­ни, що надходять, можуть дивергувати до кількох центрів одразу, а аксони з різних джерел - конвергувати в одному конкретному центрі. Формування ланцюгів зв'язку зумовлене наявністю часо­вої послідовності у передачі подразника.

Навіть для найпростішого сприймання потрібна участь су­купності нейронів та їх зв'язків, налаштованих на координова­не поєднання одночасно кількох якостей стимулу. Ця су­купність якостей становить характеристику ознаки, а механізм, завдяки якому нейрон або нейронний ланцюг більше, ніж інші, орієнтований на стимул, можна назвати вилученням або (вид­іленням) ознаки. Ще однією особливістю сенсорних систем є їх здатність до розрізнення якості стимулу. За аналітичного способу розрізнення кожна із субмодальностей зберігає свій індивідуальний характер; при синтетичному - кожна окрема якість істотно відрізняється від сформованого на основі цілого.