25. Vispārējā sensoro sistēmu fizioloģija.

Sensoro sistēmu fizioloģija ir saistīta ar:

1.uzvedības reakcijām (apzinātām un neapzinātām);

2.refleksiem (beznosacījuma un nosacījuma);

3.psihofizioloģiju (sensoro signālu saistība ar mentāliem procesiem galvas smadzenēs (GS)).

Sajūtas =?

= procesi, kas atpazīst sensoros signālus

• Sajūtas ir subjektīvas, jo tajās individuāli atšķirīgi atspoguļojas reakcijas uz stimuliem;

• Sajūtām ir ietekme uz izturēšanās reakcijām, emocionālo stāvokli, utt..

Ko ietver jušanas process? Un ko tas nodrošina?

Jušanas process ietver iekšējās vai ārējās vides informācijas (signālu) uztveršanu RECEPTOROS, nodrošinot percepciju GS.

MAŅAS jeb - apzināto SAJŪTU modalitātes:

1. vizuālā (sight)

2. auditorā (skaņa)

3. olfakcijas (oža)

4. garša

5. tauste

Sajūtas raksturo modalitātes...

a) kvalitāte, piem., attiecībā uz REDZI (elektromagnētiskie viļņi 320-760 nm): sarkans, zils, u.c.

b) modalitātes kvalitātes intensitāte, piem., attiecībā uz redzi: spilgti sarkans, zilgans, u.c. (intensitāte atkarīga no specifiskā sensoriskā signāla stipruma)

c) tās rašanās vieta un laiks, atbilstoši signāla (tā «koda») telpiskajam un laika raksturojumam.

Sensoro signālu UZTVERI(uztveres procesi galvas smadzenēs sajūtas organizē priekšstatos) ietekmē:

1) signāla iedarbība uz receptoru, arī

maņas orgāna funkcionālais stāvoklis;

2) centrālās nervu sistēmas centru

funkcionālais stāvoklis;

3) apziņas stāvoklis;

4) pieredze, kognitīvie procesi, personība, u.c..

Sensorās sistēmas komponentes

Objektīvās: notikums vidē, jušanas informatīvais signāls, jušanas nervu uzbudinājums, procesi CNS

subjektīvās: jušana, sajūtas (vienkāršas) + sajūtu uztvere kopumā - tēls

Kas nosaka sajūtas uztveri kopumā (percepcijas rezultātu)?

to nosaka ne tikai specifiskā sensorā signāla intensitāte, bet arī signāla INTERPRETĀCIJA, kas ir saistīta ar indivīda pieredzi, temperamentu, personību

Kas ir percepcija? (perception - uztvere)

Percepcija - uztvertās sensorā informācijas interpretācija smadzenēs.

SAJŪTU ģenerēšanas secība: (pirmie 4 soļi līdz galvas smadzenēm)

1) recepcija - sensoriskā signāla uztvere receptoros (t.sk. maņu orgānos)

2) ģeneratoriskā potenciāla (receptoriskā potenciāla) un izrietoši DARBĪBAS potenciāla (DP) veidošanās

3) sensorās informācijas (DP «koda») ascendējoša pārvade,

4) pārvades ceļā uz GS garozu notiek informatīvā signāla modificēšana (DP «koda» pārkodēšana) katrā pārvades līmenī, kad notiek pārslēgšanās

SAJŪTU ģenerēšanas secība: (procesi galvas smadzenēs)

5) informatīvā signāla atpazīšana un klasifikācija

6) dziļāka informatīvā signāla īpašību identifikācija un analīze

7) lēmuma pieņemšana, kas tālāk var izpausties noteiktās reakcijās (t.sk. somatiskās, veģetatīvās)

Sajūtu veidošanās

❑Vispārējās sajūtas (vienkāršu signālu analīze) rodas GS primārajā SENSORAJĀ (somatosensoriskajā) garozā

❑sensorisko signālu īpašību identifikācijā, analīzē, u.c. iesaistās sekundārās asociatīvās garozas un galvas smadzeņu centri/sistēmas ===> respektīvi, sajūtas ir komplicētu procesu rezultāts.

Receptoriem ir raksturīga specializācija, lai uztvertu: (kādus signālus?)

1) fizikālus,

2) termisku,

3) ķīmiskus,

4) elektromagnētiskus u.c.

signālus.

Ko veido receptori sadarbībā ar citām šūnām un audiem?

veido sensoros (maņu) orgānus

Receptoru iedalījums atkarībā no MODALITĀTES (pic)

Receptoru iedalījums atkarībā no novietojuma:

1. Eksteroreceptori uztver informāciju no ārējās vides piem., redzes, dzirdes, ožas, garšas;

2. Interoreceptori uztver informāciju no organisma iekšējās vides, piem., hemoreceptori, kas atrodas karotīdes un aortas ķermenīšos.

RECEPTORI, kas uztver iekšējās un ārējas vides izmaiņas: (3 veidi)

1. somato-sensorie

2. viscero-sensorie

3. specifiskie

1. Somato-sensorie receptori (ādā un skeleta muskuļos) - ko tie uztver?

• Pozīciju (proprioreceptori)

• Pieskārienu (taktīlie, spiediena receptori)

• Sāpes (nociceptori)

• Temperatūru (termoreceptori)

2. Viscero-sensorie receptori (iekšējos orgānos) = tie uztver:

• Spiedienu (baroreceptori)

• Deformāciju (mehanoreceptori)

• Ķīmisko sastāvu (hemoreceptori)

• Sāpes (nociceptori)

• Temperatūru (termoreceptori)

3. Specifiskie receptori (maņu orgānos) - tie uztver:

1) Garšu (gustatoriereceptori)

2) Smaržu (olfaktoriereceptori)

3) Redzi (fotoreceptori)

4) Dzirdi (spec. dzirdes mehanoreceptori)

5) Līdzsvaru (līdzsvara

mehanoreceptori)

Sensorie receptori (sensoro neironu tipi):

• 1. brīvie (kailie) nervgaļi ādā, cīpslās, locītavās, saitēs u.c.

• 2. iekapsulētie nervgaļi, piem., Pačīni ķermenīši, Rufīni ķermenīši

• 3. modificētas nervu šūnas vai neiroepiteliālās šūnas, piem., fotoreceptori: nūjiņas, vālītes (a photoreceptor cell is a specialized type of neuroepithelial cell)

• 4. modificētas epitēlijšūnas, piem., garšas receptori (gustatory epithelial cells ).

Maņas, receptori un maņu orgāni (pic) - APZINĀTĀS MAŅAS

receptori ādā - pic

Maņas, receptori un maņu orgāni (pic) - NEAPZINĀTĀS MAŅAS

Kairinājuma slieksnis (tas kvantitatīvi raksturo sajūtas) - absolūtais un atšķiršanas slieksnis

• ABSOLŪTAIS kairinājuma slieksnis => vismazākais kairinātāja stiprums, kurš izraisa tikko manāmu specifisku sajūtu (bet to grūti precīzi izmērīt).

• ATŠĶIRŠANAS slieksnis => vismazākā kairinātāja atšķirība (starpība), kuru sajūt indivīds.

Kairinātāja recepcijas veidi:

• primārā recepcija

• sekundāru recepcija

PRIMĀRĀ recepcija (somatoviscerālajām maņām, piem., taustei, temperatūrai, sāpēm)

• kairinātājs izraisa jonu caurlaidības pārmaiņas NERVGALĪ

un

• veidojas ģeneratoriskais potenciāls (ĢP)

un

• ja tiek sasniegts depolarizācijas slieksnis - veidojas darbības potenciāls (DP), tas izplatās pa sensoro neironu uz CNS.

SEKUNDĀRĀ recepcija (speciālām maņām, piem., redzei, dzirdei, līdzsvara sajūtām, garšai)

• Kairinātāju uztver RECEPTORŠŪNA un veidojas receptoriskais potenciāls (RP), rezultātā

===>

• sinapsē starp receptoršūnu un sensoro nervgali izdalās mediators (piem., glutamāts), tas izraisa uzbudinātāj-post-sinaptisko potenciālu (UPSP),

• ja tiek sasniegts depolarizācijas slieksnis → veidojas darbības potenciāls (DP), kas pa sensoro neironu tiek aizvadīts uz CNS

Receptoru iedalījums, ja stimula ietekme ir ilgstoša (iedalījums pēc adaptācijas

• Ātrās adaptācijas (fāziskie) receptori, piem., tie ir ožas vai taustes receptori (arī Meisnera, Pačīni ķermenīši).

• Lēnās adaptācijas (toniskie) receptori, piem., tie ir sāpju (nociceptori), aukstuma u.c. receptori (t.sk., Merkela un Rufīni ķermenīši; muskuļvārpsta).

ADAPTĀCIJA var būt pilnīga vai nepilnīga, var noritēt ātri vai lēni.

Parasti pilnīga adaptācija norit ātri, bet nepilnīga - lēni.

- Pilnīgi adaptējas piem., ožas receptori un taustes receptori ādā.

RECEPCIJU kontrolē CNS:

• a) regulējot receptīvo lauku;

• b) ietekmējot sensoro šķiedru funkcionālo stāvokli;

• c) regulējot receptoru un/vai blakus esošo audu asins apgādi;

• d) ietekmējot maņu orgāna palīgstruktūru īpašības.

Receptoru kairinājums (informatīvais signāls) tiek transformēts nervu impulsos - notiek KODĒŠANA:

• 1) ar atbilstošu impulsu frekvenci

(analogais jeb nepārtrauktais

kodēšanas veids); vai

• 2) ar neritmiskām impulsu sērijām

(digitālais jeb pārtrauktais kodēšanas

veids);

• 3) ar dažādu aktivizēto sensoro

nervu šķiedru skaitu (atbilstoši

kairinātāja stiprumam, saistīts ar

aktivēto receptoru skaitu).

KAS TIEK KODĒTS?

A) signāla veids,

B) signāla intensitāte,

C) signāla lokalizācija un

D) darbības potenciāla (DP) "valoda"

A) Ar ko saistīts signāla veids?

1) ar aktivizētajiem specifiskajiem receptoriem

2) ar iesaistītajiem ascendējošiem specifiskajiem vadītājceļiem uz CNS centriem

B) Kas nosaka signāla intensitāti?

aktivizēto (iesaistīto) receptoru skaits:

--> jo spēcīgāks kairinājums, jo intensitāte lielāka, piem., lielāks spiediens iesaista lielāku virsmu aktivējot lielāku receptoru skaitu.

C) Ar ko saistīta signāla lokalizācija?

• ar noteiktas lokalizācijas receptīvo lauku, kas ietver noteiktu receptoru daudzumu (to blīvums ir lielāks lauka centrā);

• ar noteiktas lokalizācijas ascendējošiem specifiskajiem vadītājceļiem.

Analogais jeb nepārtrauktais kodēšanas veids (pic)

Ko vēl kodē (sakarā ar stimulu) sensorā sistēmā?

Sensorā sistēmā kodē stimula:

MODALITĀTI (tauste - 4 spiediena receptori);

LOKALIZĀCIJU (receptīvie lauki);

INTENSITĀTI, DP organizāciju laikā

Sensorā vienība (SV) =?

1) viens sensorais (aferentais) neirons

+

2) noteikts (liels) receptoru skaits.

SV ir receptīvais lauks

Tas ir lauks ar receptoriem, piem., ādas virsmā, kuru kairinot, aktivizējas sensorais neirons.

• Notiek receptīvo lauku pārklāšanās, ja tiek aktivizētas vairākas SV (tas palielina signāla uztveršanas drošību).

Trīs sensoro vienību receptīvo lauku pārklāšanās un DP frekvence trijos aferentajos neironos (pic)

Kodēta tiek arī DP valoda: (laterālā kavēšana =?)

• aferentā impulsācija tiek kavēta pa kolaterālēm no blakus esošajiem aferentajiem neironiem

=>

tiek īstenota laterālā kavēšana, REZULTĀTĀ: (a).augstākās frekvences tiek saglabātas, bet

(b).zemākās - samazinātas

Nozīme → saglabāt svarīgāko informāciju, bet dzēst nenozīmīgo.

Aferentā laterālā kavēšana

Kavētāj-starpneironus A un B aktivizē Pirmās pakāpes (I) LATERĀLIE aferentie neironi; rezultātā notiek ❑presinaptiskā kavēšana

kavēšana (pic izprašanai)

Iekodētā sensorā (aferentā) informācija, kas tiek vadīta pa ascendējošiem ceļiem, ir zināmā mērā autonoma.

Uz kurieni impulsus var pārvadīt sensoro neironu kolaterāles un atzari?

• kolaterāles var (tieši vai caur starpneironiem) veidot sinapses ar tā paša vai citu līmeņu muguras smadzeņu motoriskajiem neironiem (spinālo refleksu ceļi)

• atzari var pārvadīt impulsus augšup, veidojot ascendējošus ceļus uz galvas smadzenēm

Iekodētās informācijas ascendējošie ceļi no receptoriem uz GS - CEĻŠ

Iekodētā informācija pa aferentajiem (sensorajiem) ceļiem gan konverģē, gan diverģē (notiek uzbudinājuma procesa sadalījuma reorganizācija).

Ascendējošos ceļos - vairāk-kanālu pārvade (inform. signāla pārvades drošība).

Vadītājceļu funkcija =?

nodrošināt iekodētās informācijas adekvātu pārvadi no receptora uz mērķa centriem CNS

Ascendējošā informācijas PĀRVADES ceļā uz augstākajiem CNS centriem:

1) palielinās to neironu skaits, kuri tiek iesaistīti aferentās informācijas apstrādē;

2) tiek iesaistīti informācijas atlases mehānismi (piedalās arī RAS);

3) notiek daudzkārtīgas pārmaiņas dažādos CNS līmeņos, notiek neironu aktivitātes pārveidošana (t.sk., konverģence un diverģence, kā arī kavēšana)

Neironu aktivitātes pārveidošana notiek

gan telpiski (katrā līmenī mainot "receptīvo skalu"),

gan laikā (augstas frekvences samazina, garākas impulsu «zalves» nomaina ar īsākām)

Izšķir otrās, trešās un tālākas pakāpes neironus -

kur ikreiz palielinās to neironu populācija, kas piedalās KODĒŠANĀ

Otrās un trešās pakāpes neironi

❑vēl atspoguļo sākotnējā informatīvā signāla intensitāti,

❑bet neironu impulsu «zalves» vairs neatbilst signāla iedarbības ilgumam.

Kas notiek katrā nākamajā vadīšanas pakāpē?

• aktivizējas arvien vairāk neironu, kas rada impulsu «zalvi» tikai signāla ieslēgšanās vai izslēgšanās brīdī, un

• tie vairs tikai daļēji atspoguļo signāla īpašības - sākotnējo DP kodējumu

Katrā sensorās sistēmas līmenī ir neironi, kuri dublē iepriekšējā līmeņa neironu īpašības (DP kodējumu). Kas tādējādi tiek radīts?

tiek radīts pamats sensorās sistēmas funkcionēšanas drošumam

Vissarežģītākā aferento impulsu pārvade notiek GS garozā.

tur ir iesaistīti ne tikai primārie, bet arī sekundārie un trešējie garozas lauki. Šeit nervu impulsi transformējas konkrētās sajūtās un tēlā, veidojot arī organisma atbildes reakciju

Neironu specializācija AUGSTĀKAJOS līmeņos nodrošina šādus procesus:

1.Pārslēgšana → kontrolē impulsu plūsmas virzienu.

2.Pastiprināšana, iesaistot vieglinātājneironu grupas, maina impulsu plūsmas apjomu.

3.Filtrācija samazina "troksni" (t.i., attiecības, kas veidojas starp spontānām un izsauktām neironu aktivitātēm), izmantojot kavēšanu.

4.Abstrakcija → tās rezultātā notiek signāla pazīmju detekcija, kad daļa signāla pazīmju atsijājas.

Katrā kodolu līmenī pienākusī impulsu plūsma:

❑vai nu rosina kādu organisma reakciju,

❑vai tiek aizvadīta uz tiem smadzeņu garozas laukiem, kuri ir atbildīgi par:

a) informācijas saglabāšanu (atmiņu),

b) citiem, ļoti daudzveidīgiem augstākajiem integratīvajiem procesiem GS