Zhodujte názov senzorického systému a jeho receptory. Všeobecná fyziológia senzorických systémov

text_fields

text_fields

arrow_upward

Osoba dostáva informácie o vonkajšom a vnútornom prostredí tela pomocou senzorické systémy(Analyzátory). Termín „analyzátor“ zaviedol do fyziologie I. Pavol v roku 1909 a znamenal systémy citlivých formácií, ktoré vnímajú a analyzujú rôzne vonkajšie a vnútorné podnety. V súlade s modernými koncepciami senzorové systémy   - jedná sa o špecializované časti nervový systémvrátane periférnych receptorov (zmyslové orgány alebo zmyslové orgány), nervových vlákien, ktoré sa od nich odchádzajú (dráhy) a buniek centrálneho nervového systému zoskupených (zmyslové centrá). Každá oblasť mozgu, v ktorej sa nachádza zmyslový centrum (jadro) a vykonáva sa zmena nervových vlákien, foriem hladinasenzorický systém. Po prepnutí sa nervový signál pozdĺž achsonových buniek zmyslových jadier prenáša na nasledujúce úrovne, až do mozgovej kôry - štruktúry obrazovky, kde primárne projekčné zóny analyzátor (podľa Pavlova, kortikálny koniec analyzátora), obklopený sekundárnymi senzorickými a asociatívnymi poľami kôry. Okrem jadrových formácií vo všetkých častiach mozgu, najmä v mozgovej kôre, existujú nervové bunky, ktoré nie sú zoskupené do jadier, tzv. Difúzne nervové prvky.

Recepcia

text_fields

text_fields

arrow_upward

V senzorických orgánoch sa energia vonkajšieho podnetu premení na nervový signál - recepcie.Nervový signál (receptorový potenciál)sa zmení na impulznú aktivitu alebo akčné potenciályneuróny (kódovanie). Akčné potenciály sa dráhami dostávajú do senzorických jadier, na ktorých bunkách dochádza k prepínaniu nervových vlákien a transformácii nervových signálov (Prekódovanie). Na všetkých úrovniach senzorického systému, súčasne s kódovaním a analýzou stimulov, dekódovaniesignály, t.j. čítanie dotykového kódu. Dekódovanie je založené na spojeních senzorických jadier s motorickou a asociatívnou časťou mozgu. Impulzy axonálnych nervov senzorických neurónov v bunkách motorických systémov spôsobujú excitáciu (alebo inhibíciu). Výsledkom týchto procesov je pohyb- akcia alebo zastavenie pohybu - nečinnosť.Konečným prejavom aktivácie asociatívnych funkcií je aj pohyb.

V senzorických systémoch, najmä v zraku a sluchu, patrí dôležitá funkčná úloha k tzv dorereťazový článok(alebo úroveň). Je to systém anatomických formácií špeciálne prispôsobený na efektívny prenos vonkajšieho podnetu do nervových štruktúr. Napríklad vo videní - optický systém oka, v sluchu - vonkajšie a stredné ucho, v koži - kapsuly obklopujúce nervové vlákna. Funkcie predreceptorovej väzby sú amplifikácia, filtrovanie, zaostrovanie a zvýšenie orientácie stimulu.

Hlavné funkcie senzorových systémov

text_fields

text_fields

arrow_upward

Hlavné funkcie senzorických systémov sú:

1. príjem signálu;
2. transformácia receptorového potenciálu na impulzovú aktivitu nervových dráh;
3. prenos nervovej aktivity na senzorické jadrá;
4. transformácia nervovej aktivity v senzorických jadrách na každej úrovni;
5. analýza vlastností signálu;
6. identifikácia vlastností signálu;
7. klasifikácia a rozpoznávanie signálov (rozhodovanie).

Väčšina funkcií sa vykonáva na postupných úrovniach senzorických systémov, ktoré sú spojené s analýzou stimulov a sú ukončené v primárnych projekčných zónach mozgovej kôry. identifikáciaa klasifikácia signáluvyžaduje účasť sekundárnych analytických a asociačných zón mozgu a je spojená so syntézou informácií o signáli. Výsledok identifikácie a klasifikácie vedie k: rozpoznávanie signáluna základe rozhodnutia a je vždy vyjadrená v akejkoľvek reakcii tela (motorická, vegetatívna). Podľa jeho charakteristík sa hodnotí konečný výsledok analýzy a syntézy stimulov.

VŠEOBECNÉ ZÁSADY ŠTRUKTÚRY DOTYKOVÝCH SYSTÉMOV

ROZVOJ SENZOROVÝCH SYSTÉMOV ORGANIZMU

Dráždivosť spoločná pre všetky živé bytosti dostáva špeciál vývojv súvislosti so životne dôležitou úlohou tela, ktorá dostáva informácie o vonkajšom svete ao jeho vnútornom stave, aby mohla včas reagovať. Tento smer vývoja viedol k tvorbe senzorických systémov (lat. sensus- pocit, pocit), vykonanie kvalitatívnej a kvantitatívnej analýzy aktívnych stimulov v rôznych životných podmienkach. Od toho, ako sú vnímané udalosti vonkajšieho sveta, závisí jeho predstava, postoj k nemu a vedomé správanie. Senzorické informácie, ktoré telo prijíma pomocou zmyslov, majú veľký význam pre organizovanie činnosti vnútorných orgánov a správania v súlade s environmentálnymi požiadavkami. Bez zmyslových informácií by sa telo nemohlo rozvinúť.

Jeden z neurofyziológov našej doby, X. Delgado, napísal, že ak by dieťa bolo niekoľko rokov zbavené zmyslových podnetov, potom by také stvorenie postrádalo mentálne funkcie. Jeho mozog by bol prázdny a bez myšlienok; nemal by spomienku a nebol by schopný pochopiť, čo sa deje okolo. Fyzicky dozrievajúce by zostalo intelektuálne rovnako primitívne ako k jeho narodeninám. “*

VŠEOBECNÉ ZÁSADY ŠTRUKTÚRY DOTYKOVÝCH SYSTÉMOV

Ľudská duševná aktivita je dielom dvoch mechanizmov: „... mechanizmus vytvárania dočasných spojení medzi činiteľmi vonkajšieho sveta a činnosťou tela alebo mechanizmus podmienených reflexov ... a mechanizmov analyzátorov, to znamená, takých zariadení, ktorých cieľom je analyzovať komplexnosť vonkajšieho prostredia. svet, rozložte ho na jednotlivé prvky a momenty "**.

V modernej fyziológii vnímania sa používajú dva pojmy, ktoré majú význam: analyzátor a senzorický systém. Termín „analyzátor“ zaviedol do fyziologie I. P. Pavlov v roku 1909. Analyzátor - jednoduchý funkčný systémpočnúc receptormi a končiac bunkami mozgovej kôry, špeciálne prispôsobenými na vnímanie a analýzu podnetov z vonkajšieho alebo vnútorného prostredia, formovanie pocitov a všeobecnú predstavu o subjekte.

Senzorový systém sa nazýva analyzátor s ďalšími anatomickými formáciami, ktoré zabezpečujú prenos energie stimulu na receptory.

Všetky analyzátory a senzorové systémy sa skladajú z troch úzko prepojených oddelení: periférne, vodičové, stredové.   Rozdiel medzi týmito pojmami súvisí s periférnym oddelením, v porovnaní s ostatnými oddeleniami sú synonymá.

Periférna divízia analyzátora- receptory sa evolučne prispôsobili vnímaniu stimulu určitej povahy. Receptory umiestnené v sietnici oka sú teda schopné reagovať na zanedbateľné množstvo svetelného žiarenia. Receptory vnútorného ucha vnímajú účinok vibračného posunutia rádu niekoľkých angstrómov.

Periférny senzorický systémobsahuje kombinácia receptorov a preceptorovej väzby - pomocných formácií, ktoré uľahčujú vnímanie stimulu. Receptory a preceptorové štruktúry tvoria špeciálne orgány - zmyslové orgány.   Napríklad periférnou časťou vizuálneho senzorického systému je oko. Zahŕňa to odkaz na predvolanie   - optický systém a receptory   sietnice - palice a šišky.

Prahové stimuly spôsobujú zmenu elektrických vlastností receptorovej membrány a objavenie sa bioelektrického (receptorového) potenciálu alebo nervového impulzu, ktorý sa potom prenáša nervovými vláknami do centrálneho nervového systému.

Informácie o podnete sa prenášajú hlavne do centrálneho nervového systému frekvenčný (dotykový) kód.V závislosti na biologickom význame, sile a trvaní stimulu receptory vytvárajú nervové biocurrenty rôznymi spôsobmi a prenášajú informácie vo forme impulzov rôznych frekvencií.

Oddelenie dirigenta analyzátora(senzorický systém) prezentované senzorický nerv a množstvo subkortikálnych jadier, cez ktoré prechádzajú informácie z receptorov do mozgovej kôry.

V rámci centrálneho nervového systému rozlíšiť dirigentské oddelenie špecifický   a nešpecifická   diely. Špecifická časť dirigentského oddelenia(špecifická cesta) pre každý analyzátor je individuálna. Informácie vo forme frekvenčného kódu, vnímané receptormi tohto analyzátora, sú distribuované touto cestou. Nešpecifická časť dirigentského oddelenia(nešpecifická cesta) spoločná pre všetky analyzátory, predstavuje systém jadier retikulárnej formácie, ktorý prijíma informácie vnímané receptormi ktoréhokoľvek analyzátora.

Mediátor, v ktorom sa zbližujú všetky podráždenia vonkajšieho a vnútorného sveta, je talamus nachádzajúci sa v diencephalone. Senzorické signály, mutujúce v talame a prijímajúce zodpovedajúcu emocionálnu farbu, sa posielajú do subkortikálnych a kortikálnych centier, aby sa telo mohlo primerane prispôsobiť meniacemu sa prostrediu. Rozlišujte medzi špecifickými a nešpecifickými jadrami talamu.

Špecifické jadrá talamusú súčasťou špecifických ciest analyzátora. Siahajú svojimi vláknami primárne (špecifické) zmyslové oblasti kôrymozgové hemisféry a tvoria synapsie na obmedzenom počte svojich buniek. So stimuláciou špecifických jadier jednotlivo elektrické impulzy   v zodpovedajúcich oblastiach mozgovej kôry dochádza rýchlo k reakcii vo forme primárnej reakcie (po 1-6 ms). Bez šírenia nervového impulzu po špecifickej ceste teda nie je možný vznik špecifických pocitov.

Nešpecifické talamské jadrású súčasťou retikulárnej formácie. Cez nimi prechádza cesta nešpecifického analyzátora. Pulzy z nešpecifických talamických jadier dorazia súčasne do rôznych častí mozgovej kôry. Odpoveď sa vyskytuje takmer na celom povrchu kôry, difúzne, ale neskôr, až po 10 až 50 ms. Potenciály zaznamenané v kortikálnych bunkách sú vlnovité.

Impulzy z receptorov rôznych analyzátorov, ktoré prechádzajú štruktúrami nešpecifickej dráhy, poskytujú dlhodobú aj krátkodobú aktiváciu kortikálnych buniek mozgových hemisfér, čo uľahčuje aktivitu kortikálnych neurónov po prijatí impulzov zo špecifických jadier. Preto je potrebné šíriť nervové impulzy nešpecifickou cestou, aby sa udržala optimálna úroveň excitability kôry, tónbez ktorých je vedomá duševná činnosť človeka nemožná.

Analyzátor Central(senzorický systém) je predstavovaná zmyslovou oblasťou mozgovej kôry, kde prichádzajú aferentné vlákna stúpajúcich senzorických dráh. I.P. Pavlov sa vyznačoval v ústrednom oddelení každého analyzátora jadrovýa periférne zóny.

V modernej fyziológii sú analyzátory izolované v jadrovej zóne primárnya sekundárna senzorická kôra,a periférna zóna je terciárna senzorická kôra(Obr. 5.1). ,

Senzorický kód z receptorov sa prenáša cez oddelenie vodičov do primárnej kôry tohto analyzátora. V primárnej kôre dostáva každá skupina neurónov informácie podľa aktuálneho princípuz presne definovanej skupiny periférnych receptorov sa preto nazýva primárna senzorická kôra projekcie.Tu vzniká primárna senzorická odpoveď - výsledok najvyššej, najjemnejšej analýzy mozgovej kôry. Výsledkom tejto analýzy sú pocity, na základe ktorých je možné rozpoznať konkrétny objekt vonkajšieho sveta.

pocit - odraz jednotlivých vlastností predmetov objektívneho sveta v mozgovej kôre, ku ktorým dochádza v dôsledku ich priameho účinku na receptory. Sensation je základný mentálny proces, ktorý je základom všetkých typov vedomej mentálnej činnosti. Sensation je počiatočný a neporušiteľný prvok poznania.

Zvláštnosťou pocitov je ich modality.Pocity sa líšia v kvalite, nie sú medzi sebou porovnateľné (hmatové, vizuálne, sluchové, čuchové, chuťové, bolestivé, svalovo-kĺbové atď.). Napríklad v primárnej vizuálnej kôre sa formujú pocity farby, čiary, pohybu.

V primárnej zóne každého analyzátora sa teda vytvárajú pocity jednej modality.

Podľa fyziologické mechanizmy   pocit je holistický reflexný akt, ktorý kombinuje priamu a spätnú väzbu v práci periférnych a centrálnych oddelení analyzátorov.

Rôznorodosť pocitov odráža kvalitatívnu rozmanitosť sveta. Teória reflexie považuje pocity za kópiu reality, za subjektívny obraz objektívneho sveta. Ako zdroj ľudských vedomostí o objektívnom svete sú pocity zahrnuté ako súčasť holistického procesu poznávania vrátane vnímania, čo je zložitejšia, jasne figuratívna reflexia objektov a javov, myšlienok, konceptov.

Analyzátory sekundárnej senzorickej kôryje umiestnená okolo primárnej kôry a je s ňou úzko spojená anatomicky a funkčne. Preto sa nazýva sekundárna kôra projekcia-asociatívne.Jeho plocha presahuje plochu primárnej senzorickej kôry a funkcie majú kombinovať, syntetizovať informácie analyzované v primárnej kôre. Výsledkom tejto syntézy je tvorba monomodálnych (jedno-kvalitných) obrazov (vizuálnych, zvukových, čuchových, atď.) Na základe pocitov. Počiatočné fázy vnímania sa vykonávajú v sekundárnej kôre analyzátorov.

vnímanie- mentálny proces, ktorý spočíva vo vytvorení holistického subjektívneho obrazu subjektu, ktorý má priamy vplyv na receptory analyzátorov.

Následné, komplexnejšie fázy vnímania sú realizované terciárnou zmyslovou kôrou.

Terciárna senzorická kôra(asociatívne) je interanalytický, pretože integruje excitáciu pochádzajúcu z rôznych analyzátorov a porovnáva sa so štandardom vytvoreným na základe minulých skúseností. Výsledkom tejto integrácie je vytváranie komplexných obrazov,ktoré zahŕňajú vizuálne, sluchové, čuchové a iné zložky, rozpoznávanie, podnety, určovanie ich významu. Schopnosť rozpoznať sa rozvíja prostredníctvom kondicionovaného reflexu a zlepšuje sa, keď je kondicionovaná reflexná aktivita komplikovanejšia.

V terciárnej kôre sa tiež vyskytuje nákupnýholistické obrazy, nadviazanie ich vzťahov v priestore a čase (menej - viac; bližšie - ďalej; skôr - neskôr atď.). Výsledkom tejto činnosti je vytvorenie holistického pohľadu na svet.

Analýza externých signálov teda začína na receptore a paralelne so syntézou pokračuje na rôznych úrovniach centrálneho nervového systému. To platí rovnako pre nepodmienené a podmienené reflexné procesy. V druhom prípade je však účasť mozgovej kôry nevyhnutná, ak sa uskutočňuje konečná, najpresnejšia a najjemnejšia analýza a syntéza stimulov.

Myšlienku zmyslových systémov formuloval I.P. Pavlov v doktríne analyzátorov v roku 1909, keď študoval vyššiu nervovú aktivitu. analyzátor- súbor centrálnych a periférnych útvarov, ktoré vnímajú a analyzujú zmeny vo vonkajšom a vnútornom prostredí tela. Koncept senzorický systémktorý sa objavil neskôr, nahradil koncept analyzátora vrátane mechanizmov regulácie jeho rôznych oddelení pomocou priamej a spätnej väzby. Spolu s tým stále existuje koncept zmyslový orgánako periférna formácia, vnímajúca a čiastočne analyzujúca environmentálne faktory. Hlavnou časťou senzorického orgánu sú receptory vybavené pomocnými štruktúrami, ktoré poskytujú optimálne vnímanie. Orgán výhľadu teda pozostáva z očnej gule, sietnice, ktorá obsahuje vizuálne receptory, a množstva pomocných štruktúr: viečka, svaly a slzný aparát. Sluchový orgán pozostáva z vonkajšieho, stredného a vnútorného ucha, kde popri špirálovom (Corti) orgáne a jeho vlasových (receptorových) bunkách existuje aj množstvo pomocných štruktúr. Orgánom chuti je jazyk. S priamym vplyvom rôznych faktorov prostredia za účasti analyzátorov v tele, pocitktoré sú odrazom vlastností predmetov objektívneho sveta. Rysom pocitov je ich metódatj celkový počet pocitov poskytnutých ktorýmkoľvek jedným analyzátorom. V rámci každej modality je v súlade s typom (kvalitou) zmyslového zážitku možné rozlíšiť rôzne kvality, alebo valencie.Modality sú napríklad zrak, sluch, chuť. Kvalitatívne druhy modality (valencie) pre videnie sú rôzne farby, pre chuť - pocit kyslej, sladkej, slanej, horkej.

Činnosť analyzátorov je zvyčajne spojená so vznikom piatich zmyslov - zraku, sluchu, chuti, zápachu a dotyku, pomocou ktorých je telo spojené s vonkajším prostredím. V skutočnosti sú však omnoho viac. Napríklad pocit dotyku v širšom zmysle, okrem hmatových pocitov vyplývajúcich z dotyku, zahŕňa aj pocit tlaku a vibrácií. Pocit teploty zahŕňa pocity tepla alebo chladu, ale existujú aj komplexnejšie pocity, ako sú pocity hladu, smädu, sexuálnej potreby (libido), kvôli špeciálnemu (motivačnému) stavu tela. Pocit postavenia tela v priestore súvisí s aktivitou vestibulárnych, motorických analyzátorov a ich interakciou s vizuálnym analyzátorom. Osobitné miesto v senzorickej funkcii je pocit bolesti. Okrem toho, aj keď „nejasne“, môžeme vnímať ďalšie zmeny, nielen vonkajšieho, ale aj vnútorného prostredia tela, zatiaľ čo sa vytvárajú emocionálne zafarbené pocity. Koronárny spazmus v počiatočnom štádiu choroby, keď sa bolesti ešte nevyskytujú, môže spôsobiť pocit melanchólie a skleslosti. Štruktúry, ktoré vnímajú podráždenie zo životného prostredia a vnútorného prostredia tela, sú teda v skutočnosti omnoho väčšie, ako sa všeobecne predpokladá.

Klasifikácia analyzátorov môže byť založená na rôznych znakoch: povaha aktívneho stimulu, povaha vznikajúcich pocitov, úroveň citlivosti receptorov, miera adaptácie a oveľa viac.

Najvýznamnejšia je však klasifikácia analyzátorov, ktorá je založená na ich účele (úlohe). V tejto súvislosti sa rozlišuje niekoľko typov analyzátorov.

Externé analyzátoryvnímať a analyzovať zmeny v prostredí. To by malo zahŕňať vizuálne, sluchové, čuchové, chuťové, hmatové a teplotné analyzátory, ktorých excitácia je subjektívne vnímaná vo forme pocitov.

Interné (viscerálne) analyzátory,vnímanie a analýza zmien vo vnútornom prostredí tela, ukazovatele homeostázy. Kolísanie ukazovateľov vnútorného prostredia vo fyziologickej norme u zdravého človeka sa zvyčajne nevníma vo forme pocitov. Preto nemôžeme subjektívne určiť hodnotu krvného tlaku, najmä ak je to normálne, stav zvieračov atď. Avšak informácie pochádzajúce z vnútorného prostredia zohrávajú dôležitú úlohu pri regulácii funkcií vnútorných orgánov a zabezpečujú prispôsobenie tela rôznym podmienkam jeho života. Hodnota týchto analyzátorov sa študuje v rámci kurzu fyziológie (adaptívna regulácia aktivity vnútorných orgánov). Zároveň je však možné subjektívne vnímať zmenu niektorých konštánt vnútorného prostredia tela vo forme pocitov (smäd, hlad, sexuálne túžby), ktoré vznikajú na základe biologických potrieb. Na splnenie týchto potrieb sú zahrnuté behaviorálne reakcie. Napríklad, keď sa objaví pocit smädu v dôsledku excitácie receptorov pre osmo alebo objem, vytvorí sa správanie zamerané na hľadanie a prijímanie vody.

Analyzátory polohy telavnímať a analyzovať zmeny polohy tela v priestore a časti tela vo vzťahu k sebe navzájom. Patria sem vestibulárne a motorické (kinestetické) analyzátory. Pretože hodnotíme polohu nášho tela alebo jeho častí voči sebe navzájom, tento impulz sa dostáva do nášho vedomia. Svedčí o tom najmä skúsenosť D. Makloského, ktorého si sám stanovil. Primárne aferentné vlákna zo svalových receptorov boli podráždené prahovými elektrickými stimulmi. Zvýšenie frekvencie impulzov týchto nervových vlákien spôsobilo subjektívne subjektívne pocity zmeny polohy zodpovedajúcej končatiny, hoci jej poloha sa v skutočnosti nezmenila.

Analyzátor bolestisamostatne by sa mal zdôrazniť v súvislosti s jeho osobitným významom pre telo - nesie informácie o škodlivých účinkoch. Bolesť sa môže objaviť pri podráždení vonkajších aj interoreceptorov.

Štrukturálna a funkčná organizácia analyzátorov

Podľa predloženia I.P. Pavlova (1909) má akýkoľvek analyzátor tri oddelenia: periférne, dirigentské a centrálne alebo kortikálne. Periférnu časť analyzátora predstavujú receptory. Jeho účelom je vnímanie a primárna analýza zmien vonkajšieho a vnútorného prostredia tela. V receptoroch sa energia stimulu transformuje na nervový impulz, ako aj na zosilnenie signálu vďaka vnútornej energii metabolických procesov. Receptory sa vyznačujú špecifickosťou (modalitou), t.j. schopnosť vnímať určitý druh stimulu, na ktorý sa prispôsobili v procese vývoja (primerané stimuly), na ktorom je založená primárna analýza. Receptory vizuálneho analyzátora sú teda prispôsobené vnímaniu svetla a sluchové receptory sú prispôsobené zvuku, atď. Časť receptorového povrchu, z ktorej signál prijíma jedno aferentné vlákno, sa nazýva jeho receptívne pole. Recepčné polia môžu mať rôzny počet receptorových formácií (od 2 do 30 alebo viac), medzi ktorými je vedúci receptor a vzájomne sa prekrývajú. Ten poskytuje väčšiu spoľahlivosť funkcie a hrá významnú úlohu v kompenzačných mechanizmoch.

Receptory sú veľmi rozmanité.

V klasifikáciireceptory centrálne pre ich delenie, v závislosti od typu vnímaného stimulu. Existuje päť typov takýchto receptorov.

1. Mechanoreceptory sú počas svojej mechanickej deformácie vzrušené a nachádzajú sa v koži, krvných cievach, vnútorné orgány, pohybový aparát, sluchové a vestibulárne systémy.

2. Chemoreceptory vnímajú chemické zmeny vo vonkajšom a vnútornom prostredí tela. Patria medzi ne recepty chuti a čuchu, ako aj receptory, ktoré reagujú na zmeny v zložení krvi, lymfy, medzibunkových a mozgomiechových tekutín (zmeny napätia O2 a CO2, osmolarita a pH, glukóza a ďalšie látky). Takéto receptory sa nachádzajú v sliznici jazyka a nosa, karotických a aortálnych telies, hypotalamu a medulla oblongata.

3. Termoreceptory vnímajú zmeny teploty. Rozdeľujú sa na tepelné a chladové receptory a nachádzajú sa v koži, slizniciach, krvných cievach, vnútorných orgánoch, hypotalame, strednom, podlhovastom a mieche.

4. Fotoreceptory v sietnici vnímajú svetelnú (elektromagnetickú) energiu.

5. Nociceptory, ktorých excitácia je sprevádzaná bolesťou (receptory bolesti). Dráždivými látkami týchto receptorov sú mechanické, tepelné a chemické (histamín, bradykinín, K +, H +, atď.) Faktory. Bolestivé podnety sú vnímané voľnými nervovými zakončeniami, ktoré sú prítomné v koži, svaloch, vnútorných orgánoch, dentíne, krvných cievach.

Z psychofyziologického hľadiskareceptory sú rozdelené podľa zmyslových orgánov a generované pocity na vizuálne, sluchové, chuťové, čuchové a hmatové.

Podľa umiestnenia v telereceptory sa delia na extero- a interoreceptory.

Exteroreceptory zahŕňajú receptory kože, viditeľné sliznice a zmyslové orgány: zrakové, sluchové, chuťové, čuchové, hmatové, bolesť a teplota. Intoreceptory zahŕňajú receptory vnútorných orgánov (visceroreceptory), krvných ciev a centrálneho nervového systému. Rôzne interoreceptory sú receptory muskuloskeletálneho systému (proprioreceptory) a vestibulárne receptory. Ak je rovnaký druh receptorov (napríklad chemoreceptory citlivé na CO 3) lokalizovaný tak v centrálnom nervovom systéme (v drieku oblongata), ako aj na iných miestach (cievach), potom sa tieto receptory delia na centrálny a periférny.

Podľa rýchlosti prispôsobeniareceptory sú rozdelené do troch skupín: rýchlo sa prispôsobujúce (fáza), pomaly sa prispôsobujúce (tonické) a zmiešané (fázovo tonické), prispôsobujúce sa strednou rýchlosťou. Príkladom rýchlo sa adaptujúcich receptorov sú receptory vibrácií (Paciniho telieska) a dotyk (Meissnerove telieska) pokožky. Medzi pomaly sa adaptujúce receptory patria proprioreceptory, pľúcne protahovacie receptory a receptory bolesti. Fotoreceptory sietnice, kožné termoreceptory sa prispôsobujú priemernej rýchlosti.

Štrukturálnou a funkčnou organizáciourozlišovať medzi primárnymi a sekundárnymi receptormi. Primárne receptory sú citlivé konce dendritu aferentného neurónu. Telo neurónu je umiestnené v gangliu miechy alebo v gangliu lebečných nervov. V primárnom receptore stimul pôsobí priamo na konce senzorického neurónu. Primárne receptory sú fylogeneticky staršie štruktúry, medzi ktoré patria čuchové, hmatové, teplotné, receptory bolesti a proprioreceptory.

Sekundárne receptory majú špeciálnu bunku synapticky asociovanú s koncom dendritického senzorického neurónu. Toto je bunka, napríklad fotoreceptor, epitelovej povahy alebo neuroektodermálneho pôvodu.

Táto klasifikácia nám umožňuje pochopiť, ako dochádza k excitácii receptorov.

Mechanizmus excitácie receptorov.Prostredníctvom pôsobenia stimulu na receptorovú bunku vo vrstve proteín-lipid membrány sa mení priestorová konfigurácia molekúl proteínového receptora. To vedie k zmene membránovej permeability pre určité ióny, najčastejšie pre sodné ióny, ale v posledných rokoch bola tiež objavená úloha draslíka v tomto procese. Vznikajú iónové prúdy, mení sa náboj membrány a generuje sa receptorový potenciál (RP). A potom proces excitácie prebieha odlišne v rôznych receptoroch. V primárnych senzorických receptoroch, ktoré sú voľnými holými koncami citlivého neurónu (čuchové, hmatové, proprioceptívne), pôsobí RP na susedné, najcitlivejšie časti membrány, kde sa vytvára akčný potenciál (PD), ktorý sa potom šíri vo forme impulzov pozdĺž nervového vlákna. Konverzia energie externého stimulu na PD v primárnych receptoroch môže nastať buď priamo na membráne, alebo za účasti niektorých pomocných štruktúr. Napríklad sa to deje v Pacininom malom tele. Receptor je tu predstavovaný holým koncom axónu, ktorý je obklopený kapsulou spojivového tkaniva. Keď sa telo Pacini stlačí, zaznamená sa RP, ktorý sa potom prevedie na impulznú odozvu aferentného vlákna. V sekundárnych senzorických receptoroch, ktoré sú špecializovanými bunkami (zrakové, sluchové, chuťové, vestibulárne), vedie RP k tvorbe a uvoľňovaniu mediátora z presynaptickej sekcie receptorovej bunky do synaptickej štrbiny syntesy aferentnej na receptor. Tento mediátor pôsobí na postsynaptickú membránu citlivého neurónu, spôsobuje jeho depolarizáciu a tvorbu postsynaptického potenciálu, ktorý sa nazýva generátorový potenciál (GP). GP, ktorý pôsobí na extrasynaptické rezy membrány citlivého neurónu, určuje tvorbu PD. GP môže de- alebo hyperpolarizovať a podľa toho spôsobiť excitáciu alebo inhibovať impulznú odozvu aferentného vlákna.

Vlastnosti a vlastnosti potenciálov receptora a generátora

Potenciály receptora a generátora sú bioelektrické procesy, ktoré majú vlastnosti miestnej alebo miestnej reakcie: množia sa s úbytkom, t. s útlmom; hodnota závisí od sily podráždenia, pretože sa riadi „zákonom sily“; hodnota závisí od rýchlosti nárastu amplitúdy stimulu v priebehu času; schopný zhrnúť, keď sa aplikuje rýchlo po vzájomnom podráždení.

Takže v receptoroch je stimulačná energia premenená na nervový impulz, t.j. primárne kódovanie informácií, konverzia informácií na dotykový kód.

Väčšina receptorov má takzvanú aktivitu na pozadí, t.j. vzrušenie v nich vzniká bez akýchkoľvek stimulov.

Oddelenie dirigenta analyzátora"Aferentné" (periférne) a stredné neuróny kmeňa a subkortikálnych štruktúr centrálneho nervového systému (CNS), ktoré tvoria reťazec neurónov nachádzajúcich sa v rôznych vrstvách na každej úrovni centrálneho nervového systému. Oddelenie dirigentov poskytuje excitáciu z receptorov v mozgovej kôre a čiastočné spracovanie informácií. Budenie v dirigentskom oddelení sa uskutočňuje dvoma aferentnými spôsobmi:

1) špecifická projekčná dráha (priame aferentné dráhy) z receptora pozdĺž presne určených špecifických dráh s prepínaním na rôznych úrovniach centrálneho nervového systému (na úrovni miechy a medully oblongata, vo vizuálnych tuberkulózach a v zodpovedajúcej projekčnej zóne mozgovej kôry);

2) nešpecifickým spôsobom, s účasťou retikulárnej formácie. Na úrovni mozgového kmeňa sa kolaterály odchyľujú od špecifickej dráhy k bunkám retikulárnej formácie, na ktorú sa môžu konvertovať rôzne aferentné excitácie, čo poskytuje interakciu analyzátorov. V tomto prípade aferentné excitácie strácajú svoje špecifické vlastnosti (zmyslová modalita) a menia excitabilitu kortikálnych neurónov. Budenie sa vykonáva pomaly pomocou veľkého počtu synapsií. V dôsledku kolaterálov sú do excitačného procesu zahrnuté hypotalamus a ďalšie časti limbického systému mozgu, ako aj motorické centrá. To všetko poskytuje vegetatívne, motorické a emocionálne zložky zmyslových reakcií.

central,alebo kortikálne, analytické oddelenie,podľa I.P. Pavlov, pozostáva z dvoch častí: strednej časti, t.j. „Jadro“ predstavované špecifickými neurónmi, ktoré spracúvajú aferentný impulz z receptorov a periférnej časti, t.j. „Rozptýlené prvky“ - neuróny rozptýlené po mozgovej kôre. Kortikálne konce analyzátorov sa tiež nazývajú „senzorické zóny“, ktoré nie sú presne vymedzenými oblasťami, vzájomne sa prekrývajú. V súčasnosti sa v súlade s cytoarchitektonickými a neurofyziologickými údajmi rozlišuje projekcia (primárna a sekundárna) a asociatívne terciárne zóny kôry. Excitácia zo zodpovedajúcich receptorov v primárnych zónach je zameraná pozdĺž rýchlo vodivých špecifických dráh, zatiaľ čo k aktivácii sekundárnych a terciárnych (asociačných) zón dochádza pozdĺž polysynaptických nešpecifických dráh. Okrem toho, kortikálne zóny   prepojené mnohými asociatívnymi vláknami. Neuróny sú pozdĺž hrúbky kôry nerovnomerne rozdelené a zvyčajne tvoria šesť vrstiev. Hlavné aferentné dráhy ku kôre končia na neurónoch horných vrstiev (III - IV). Tieto vrstvy sú najsilnejšie vyvinuté v centrálnych oddeleniach vizuálnych, zvukových a kožných analyzátorov. Kondenzačné impulzy zahŕňajúce hviezdicové bunky kôry (IV vrstva) sú prenášané do pyramidálnych neurónov (vrstva III), odkiaľ spracovaný signál opúšťa kôru do iných mozgových štruktúr.

V kôre tvoria vstupné a výstupné prvky spolu s hviezdicovými bunkami tzv. Stĺpce - funkčné jednotky kôry usporiadané vo vertikálnom smere. Stĺpec má priemer asi 500 um a je určený distribučnou zónou kolaterálov stúpajúceho aferentného talamo kortikálneho vlákna. Susedné stĺpce majú prepojenia, ktoré organizujú účasť mnohých stĺpcov na vykonávanie konkrétnej reakcie. Excitácia jedného zo stĺpcov vedie k inhibícii susedných stĺpcov.

Kortikálne projekcie senzorických systémov majú aktuálny princíp organizácie. Objem kortikálnej projekcie je úmerný hustote receptorov. Z tohto dôvodu je napríklad stredná sietnicová fossa v kortikálnej projekcii predstavovaná väčšou oblasťou ako okraj sietnice.

Na určenie kortikálnej reprezentácie rôznych senzorických systémov sa používa metóda zaznamenávania evokovaných potenciálov (VP). VP je typ elektrickej aktivity indukovanej mozgom. Senzorické EP sa zaznamenávajú počas stimulácie receptorových formácií a používajú sa na charakterizáciu takej dôležitej funkcie, ako je vnímanie.

Zo všeobecných zásad organizovania analyzátorov je potrebné zdôrazniť viacúrovňovú a viackanálovú úroveň.

Viacúrovňové poskytuje schopnosť špecializovať sa na rôznych úrovniach a vrstvách centrálneho nervového systému na spracovanie určitých druhov informácií. To umožňuje telu rýchlejšie reagovať na jednoduché signály, ktoré sú už analyzované na jednotlivých stredných úrovniach.

Existujúce systémy viackanálového analyzátora sa prejavujú v prítomnosti paralelných neurálnych kanálov, t.j. prítomnosť množstva nervových prvkov v každej z vrstiev a úrovní spojených s množstvom nervových prvkov nasledujúcej vrstvy a úrovne, ktoré zasielajú nervové impulzy do prvkov vyššej úrovne, čím sa zabezpečuje spoľahlivosť a presnosť analýzy pôsobiaceho faktora.

V rovnakej dobe, existujúce hierarchický princípkonštrukcia senzorických systémov vytvára podmienky na jemnú reguláciu vnímacích procesov prostredníctvom vplyvov z vyšších úrovní na nižšie.

Tieto štrukturálne vlastnosti ústredného oddelenia zabezpečujú interakciu rôznych analyzátorov a proces kompenzácie narušených funkcií. Na úrovni kortikálneho oddelenia sa vykonáva najvyššia analýza a syntéza aferentných excitácií, čo poskytuje ucelený obraz o prostredí.

Hlavné vlastnosti analyzátorov sú nasledujúce.

1. Vysoká citlivosť na primeraný stimul.Všetky časti analyzátora, a najmä receptory, sú veľmi vzrušujúce. Sietnicové fotoreceptory môžu byť teda vzrušené pôsobením iba niekoľkých kvanta svetla, čuchové receptory informujú telo o vzhľade jednotlivých molekúl zapáchajúcich látok. Pri posudzovaní tejto vlastnosti analyzátorov je však lepšie používať termín „citlivosť“ ako „excitabilita“, pretože u ľudí je určený výskytom pocitov.

Posúdenie citlivosti sa vykonáva pomocou niekoľkých kritérií.

Prah snímania(absolútna prahová hodnota) - minimálna sila podráždenia, ktorá spôsobuje také vzrušenie analyzátora, ktorý je subjektívne vnímaný vo forme senzácie.

Prah diskriminácie(rozdielový prah) - minimálna zmena sily aktívneho stimulu vnímaná subjektívne v podobe zmeny intenzity pocitu. Tento profil bol stanovený E. Weberom v experimente so stanovením tlaku dlane testovaným subjektom. Ukázalo sa, že pri pôsobení zaťaženia 100 g bolo potrebné pridať zaťaženie 3 g, aby sa zaznamenalo zvýšenie tlaku, pri zaťažení 200 g bolo potrebné pridať 6 g, 400 g - 12 g atď. V tomto prípade je pomer zvýšenia sily podráždenia (L) k sile aktívneho stimulu (L) konštantná hodnota (C):

Pre rôzne analyzátory je táto hodnota odlišná, v tomto prípade je to približne 1/30 sily aktívneho stimulu. Podobný vzorec sa pozoruje so znížením sily aktívneho stimulu.

Intenzita snímaniapri rovnakej sile stimulu sa môže líšiť, pretože to závisí od úrovne excitability rôznych štruktúr analyzátora na všetkých jeho úrovniach. G. Fechner študoval túto pravidelnosť a preukázal, že intenzita pocitu je priamo úmerná logaritmu sily podráždenia. Táto pozícia je vyjadrená vzorcom:

kde E je intenzita pocitov,

K je konštanta

L je sila aktívneho stimulu,

L 0 je prahová hodnota senzácie (absolútna prahová hodnota).

Zákony Webera a Fechnera nie sú dostatočne presné, najmä s malou silou podráždenia. Metódy psychofyzikálneho výskumu, hoci trpia nejakou nepresnosťou, sa často používajú pri výskume analyzátorov v praktickej medicíne, napríklad pri určovaní zrakovej ostrosti, sluchu, čuchu, hmatovej citlivosti a chuti.

2. oneskorenie- relatívne pomalý nástup a vymiznutie pocitov. Latentný čas výskytu senzácie je určený latentným obdobím excitácie receptora a časom potrebným na prechod excitácie v synapsiách z jedného neurónu do druhého, časom excitácie retikulárnej formácie a generalizáciou excitácie v mozgovej kôre. Pretrvávanie pocitov po určité obdobie po vypnutí stimulu sa vysvetľuje následkom v centrálnom nervovom systéme - hlavne cirkuláciou excitácie. Vizuálny pocit teda nevzniká a nezmizne okamžite. Latentná perióda vizuálneho vnímania je 0,1 s, následný efekt je -0,05 s. Svetelné podnety (blikanie), ktoré nasledujú rýchlo po sebe, môžu vyvolať pocit nepretržitého svetla (jav „blikania“). Maximálna frekvencia svetelných zábleskov, ktoré sa vnímajú aj samostatne, sa nazýva kritická frekvencia blikania, ktorá je väčšia, čím silnejšia je jas stimulu a vyššia excitabilita CNS, a je približne 20 bliknutí za sekundu. Spolu s tým, ak sa dva stacionárne stimuly premietajú postupne v intervaloch 20-200 ms na rôzne časti sietnice, vzniká pocit pohybu objektu. Tento jav sa nazýva „Phi-fenomén“. Takýto účinok sa pozoruje, aj keď sa jeden stimul trochu líši od druhého. Tieto dva fenomény: „blikajúca fúzia“ a „Phi-fenomén“ - sú základom kinematografie. Kvôli zotrvačnosti vnímania trvá vizuálny pocit z jedného snímky, kým sa neobjaví ďalší, a preto vzniká ilúzia nepretržitého pohybu. Tento efekt sa zvyčajne vyskytuje pri rýchlom postupnom zobrazovaní statických obrázkov na obrazovke rýchlosťou 18 - 24 snímok za sekundu.

3. kapacitasenzorický systém prispôsobiť sapri konštantnej sile dlhodobo pôsobiaceho stimulu spočíva hlavne v znížení absolútnej hodnoty a zvýšení diferenciálnej citlivosti. Táto vlastnosť je inherentná vo všetkých oddeleniach analyzátora, ale prejavuje sa najvýraznejšie na úrovni receptorov a spočíva v tom, že sa mení nielen ich excitabilita a impulz, ale aj ukazovatele funkčnej mobility, t. pri zmene počtu funkčných receptorových štruktúr (P.G.Snyakin). Podľa rýchlosti adaptácie sú všetky receptory rozdelené na rýchle a pomaly adaptívne, niekedy tiež rozlišujú skupinu receptorov, ktorá je priemerná v rýchlosti adaptácie. V dirigentských a kortikálnych častiach analyzátorov sa adaptácia prejavuje znížením počtu aktivovaných vlákien a nervové bunky.

Pri zmyslovej adaptácii hrá dôležitú úlohu efferentná regulácia, ktorá sa vykonáva zostupnými vplyvmi, ktoré menia aktivitu základných štruktúr senzorického systému. V dôsledku toho vzniká jav „vyladenia“ zmyslových systémov na optimálne vnímanie stimulov v meniacom sa prostredí.

4. Interakcia analyzátorov.Pomocou analyzátorov sa telo dozvie vlastnosti objektov a fenomény prostredia, prospešné a negatívne aspekty ich vplyvu na organizmus. Preto dysfunkcie funkcie externých analyzátorov, najmä vizuálnych a sluchových, výrazne bránia poznaniu vonkajšieho sveta (okolitý svet je veľmi slabý pre nevidiacich alebo nepočujúcich). Skutočnú predstavu o prostredí však nemôžu vytvoriť iba analytické procesy v centrálnom nervovom systéme. Schopnosť analyzátorov vzájomne interagovať poskytuje obrazový a holistický pohľad na objekty vonkajšieho sveta. Napríklad pomocou vizuálnych, čuchových, hmatových a chuťových analyzátorov hodnotíme kvalitu citrónových klinov. V tomto prípade sa vytvorí predstava o individuálnych kvalitách - farbe, štruktúre, vôni, chuti a vlastnostiach objektu ako celku, t. vytvorí sa určitý holistický obraz vnímaného objektu. Interakcia analyzátorov pri posudzovaní javov a predmetov spočíva aj na základe kompenzácie za narušené funkcie v prípade straty jedného z analyzátorov. V slepom prípade sa zvyšuje citlivosť zvukového analyzátora. Takíto ľudia môžu lokalizovať veľké objekty a obísť ich, ak nedochádza k nadmernému hluku. Je to spôsobené odrazom zvukových vĺn od objektu vpredu. Americkí vedci pozorovali slepého človeka, ktorý presne určil umiestnenie veľkej lepenkovej dosky. Keď boli uši objektu pokryté voskom, už nemohol určiť umiestnenie lepenky.

Interakcie senzorických systémov sa môžu prejavovať vo forme vplyvu excitácie jedného systému na stav excitability iného podľa dominantného princípu. Takže počúvanie hudby môže spôsobiť úľavu od bolesti počas stomatologických výkonov (audio analgézia). Hluk zhoršuje vizuálne vnímanie, jasné svetlo zvyšuje vnímanie hlasitosti zvuku. Proces interakcie senzorických systémov sa môže prejavovať na rôznych úrovniach. Mimoriadne dôležitú úlohu tu hrá retikulárna tvorba mozgového kmeňa, mozgovej kôry. Mnoho kortikálnych neurónov má schopnosť reagovať na komplexné kombinácie signálov rôznych spôsobov (multisenzorická konvergencia), čo je veľmi dôležité pre pochopenie prostredia a hodnotenie nových stimulov.

Kódovanie informácií v analyzátoroch

Koncepty. kódovanie- proces prevodu informácií na konvenčnú formu (kód) vhodný na prenos cez komunikačný kanál. Akákoľvek transformácia informácií v oddeleniach analyzátora je kódovanie. Vo sluchovom analyzátore sa mechanická vibrácia membrány a ďalších zvukovo vodivých prvkov v prvom stupni premení na receptorový potenciál, ktorý zaisťuje uvoľnenie mediátora do synaptickej štrbiny a vznik potenciálu generátora, čoho výsledkom je nervový impulz v aferentnom vlákne. Akčný potenciál dosahuje nasledujúci neurón, v ktorého synapsii sa elektrický signál znova premieňa na chemický, to znamená, že kód sa mnohokrát mení. Je potrebné poznamenať, že na všetkých úrovniach analyzátorov nedochádza k obnoveniu stimulu v jeho pôvodnej podobe. Toto fyziologické kódovanie sa líši od väčšiny technických komunikačných systémov, kde sa správa zvyčajne obnovuje do svojej pôvodnej podoby.

Kódy nervového systému.počítačová technológia používa binárny kód, keď sa vždy používajú dve znaky na vytvorenie kombinácií - 0 a 1, čo sú dva stavy. Kódovanie informácií v tele je založené na binárnych kódoch, ktoré umožňujú, aby rovnaká dĺžka kódu získala väčší počet kombinácií. Univerzálny kód pre nervový systém sú nervové impulzy, ktoré prechádzajú nervovými vláknami. Okrem toho obsah informácie nie je určený amplitúdou impulzov (dodržiavajú zákon „Všetko alebo nič“), ale frekvenciou impulzov (časové intervaly medzi jednotlivými impulzmi), ich kombináciou do balíčkov, počtom impulzov v balení, intervalmi medzi balíčkami. Signál je prenášaný z jednej bunky do druhej vo všetkých častiach analyzátora pomocou chemického kódu, t.j. rôznych sprostredkovateľov. Na ukladanie informácií do centrálneho nervového systému sa kódovanie vykonáva pomocou štrukturálnych zmien v neurónoch (pamäťové mechanizmy).

Kódované charakteristiky stimulu.V analyzátoroch je kódovaná kvalitatívna charakteristika stimulu (napríklad svetlo, zvuk), sila stimulu, jeho trvanie a tiež priestor. miesto pôsobenia stimulu a jeho lokalizácia v životnom prostredí. Všetky oddelenia analyzátora sa podieľajú na kódovaní všetkých charakteristík stimulu.

V periférnej časti analyzátorakódovanie kvality stimulu (typu) sa uskutočňuje kvôli špecifickosti receptorov, t.j. schopnosť vnímať stimul určitého typu, na ktorý je prispôsobený v procese vývoja, t.j. na primeraný stimul. Svetelný lúč tak excituje iba receptory sietnice, iné receptory (zápach, chuť, hmatové atď.) Na ne zvyčajne nereagujú.

Intenzita stimulu môže byť kódovaná zmenou frekvencie impulzov v generovaných receptoroch pri zmene sily stimulu, ktorá je určená celkovým počtom impulzov za jednotku času. Toto sa nazýva frekvenčné kódovanie. Navyše, so zvyšujúcou sa stimulačnou silou sa zvyčajne zvyšuje počet impulzov vznikajúcich v receptoroch a naopak. Keď sa zmení sila stimulu, môže sa zmeniť aj počet excitovaných receptorov, navyše sa kódovanie sily stimulu môže vykonať pomocou rôznych latenčných období a reakčných časov. Silné dráždidlo znižuje latentné obdobie, zvyšuje počet impulzov a predlžuje reakčný čas. Priestor je kódovaný veľkosťou oblasti, na ktorej sú receptory excitované, je to priestorové kódovanie (napríklad môžeme ľahko určiť, či sa ceruzka dotýka ostrého alebo tupého konca povrchu pokožky). Niektoré receptory sa ľahšie excitujú, keď na ne stimul pôsobí na určitý uhol (Paciniho telieska, retinálne receptory), čo je odhad smeru pôsobenia stimulu na receptor. Lokalizácia pôsobenia stimulu je kódovaná skutočnosťou, že receptory rôznych častí tela vysiela impulzy do určitých oblastí mozgovej kôry.

Trvanie pôsobenia stimulu na receptor je kódované skutočnosťou, že sa začína excitovať na začiatku pôsobenia stimulu a prestane sa budiť okamžite po vypnutí stimulu (dočasné kódovanie). Malo by sa poznamenať, že čas pôsobenia stimulu v mnohých receptoroch nie je dostatočne presne kódovaný kvôli ich rýchlej adaptácii a zastaveniu excitácie s neustále pôsobiacou silou stimulu. Táto nepresnosť je čiastočne kompenzovaná prítomnosťou receptorov zapínania, vypínania a vypínania, ktoré sú vzrušujúce pri zapnutí a vypnutí, ako aj pri zapnutí a vypnutí stimulu. Pri dlhodobo pôsobiacom stimule, keď dôjde k adaptácii receptorov, dôjde k strate určitého množstva informácií o stimulu (jeho sile a trvaní), ale to zvyšuje citlivosť, t. J. Zvyšuje sa senzibilizácia receptora na zmenu tohto stimulu. Posilnenie stimulu pôsobí na prispôsobený receptor ako nový stimul, ktorý sa odráža aj v zmene frekvencie impulzov prichádzajúcich z receptora.

Vo vodivej časti analyzátora sa kódovanie vykonáva iba na „spínacích staniciach“, to znamená, keď sa signál prenáša z jedného neurónu do druhého, kde sa zmení kód. Informácie nie sú kódované v nervových vláknach, hrajú úlohu vodičov, ktoré prenášajú informácie kódované v receptoroch a spracovávané v centrách nervového systému.

Medzi impulzmi v jednotlivom nervovom vlákne môžu byť rôzne intervaly, impulzy sa formujú do paketov s rôznymi číslami a medzi jednotlivými paketmi môžu byť aj rôzne intervaly. To všetko odráža povahu informácií kódovaných v receptoroch. V tomto prípade sa počet nervových vlákien excitovaných v nervovom kmeni môže tiež meniť, čo je určené zmenou počtu excitovaných receptorov alebo neurónov pri predchádzajúcom prechode signálu z jedného neurónu na druhý. V rozvodniach, napríklad vo vizuálnom tuberkule, sú informácie kódované jednak zmenou množstva pulzácie na vstupe a výstupe, a jednak zmenou priestorového kódovania, t.j. kvôli spojeniu určitých neurónov s určitými receptormi. V oboch prípadoch platí, že čím silnejší je stimul, tým väčší je počet neurónov.

V prekrývajúcich sa častiach centrálneho nervového systému sa pozoruje pokles frekvencie výtokov neurónov a transformácia dlhodobej pulzácie na krátke impulzy pulzov. Existujú neuróny, ktoré sú vzrušené nielen vtedy, keď sa objaví stimul, ale aj keď je vypnutý, čo je tiež spojené s aktivitou receptorov a interakciou samotných neurónov. Neuróny, nazývané „detektory“, selektívne reagujú na jeden alebo iný parameter stimulu, napríklad na stimul pohybujúci sa vo vesmíre alebo na jasný alebo tmavý pásik umiestnený v určitej časti zorného poľa. Počet takýchto neurónov, ktoré iba čiastočne odrážajú vlastnosti stimulu, stúpa na každej nasledujúcej úrovni analyzátora. Zároveň však na každej nasledujúcej úrovni analyzátora existujú neuróny, ktoré duplikujú vlastnosti neurónov z predchádzajúcej časti, čo vytvára základ pre spoľahlivosť funkcie analyzátorov. V senzorických jadrách sa vyskytujú inhibičné procesy, ktoré filtrujú a diferencujú senzorické informácie. Tieto procesy poskytujú kontrolu zmyslových informácií. To znižuje hluk a mení pomer spontánnej a indukovanej aktivity neurónov. Takýto mechanizmus je realizovaný kvôli typom inhibície (bočné, návratové) v procese vzostupných a zostupných vplyvov.

Na kortikálnom konci analyzátoraprebieha frekvenčne priestorové kódovanie, ktorého neurofyziologickým základom je priestorové rozdelenie súborov špecializovaných neurónov a ich spojenie s určitými typmi receptorov. Impulzy pochádzajú z receptorov v určitých zónach kôry v rôznych časových intervaloch. Informácie prijaté vo forme nervových impulzov sú kódované do štrukturálnych a biochemických zmien v neurónoch (pamäťové mechanizmy). V mozgovej kôre sa vykonáva vyššia analýza a syntéza získaných informácií.

Analýza spočíva v tom, že pomocou vznikajúcich pocitov rozlišujeme medzi aktívnymi stimulmi (kvalitatívne - svetlo, zvuk atď.) A určujeme silu, čas a miesto, t. priestor, na ktorý stimul pôsobí, ako aj jeho lokalizácia (zdroj zvuku, svetla, zápachu).

Syntéza sa realizuje rozpoznaním známeho objektu, fenoménu alebo pri tvorbe obrazu, prvého stretnutého objektu, fenoménu.

Existujú prípady, keď sa zrak slepý od narodenia objavil iba v dospievaní. Dievčatko, ktoré získalo zrak iba vo veku 16 rokov, nedokázalo pomocou svojej vízie rozpoznať predmety, ktoré už mnohokrát používala. Len čo však vzala predmet do svojich rúk, šťastne ho volala. Preto musela za účasti vizuálneho analyzátora prakticky znovu preskúmať svet okolo nej a posilniť informácie od iných analyzátorov, najmä od taktilného. Zároveň boli rozhodujúce hmatové pocity. Dôkazom toho sú napríklad dlhoročné skúsenosti spoločnosti Straton. Je známe, že obraz na sietnici oka je zmenšený a obrátený. Novorodenec vidí svet rovnako. Avšak v skorej ontogenéze sa dieťa dotkne všetkého svojimi rukami, porovnáva a porovnáva vizuálne pocity s taktilnými. Interakcia hmatových a vizuálnych pocitov postupne vedie k vnímaniu usporiadania objektov, čo je v skutočnosti, hoci obraz na sietnici zostáva hore nohami. Straton nasadil okuliare so šošovkami, ktoré zmenili obraz na sietnici do polohy zodpovedajúcej realite. Pozorovaný svet sa obrátil hore nohami. Avšak do 8 dní porovnaním hmatových a vizuálnych pocitov začal znova vnímať všetky veci a objekty ako obvykle. Keď experimentant zložil okuliare na šošovky, svet sa „obrátil“ znova, normálne vnímanie sa vrátilo po 4 dňoch.

Ak sa informácie o objekte alebo fenoméne dostanú do kortexu analyzátora prvýkrát, vytvorí sa obraz interakcie viacerých analyzátorov s obrazom nového objektu, fenoménu. Zároveň sa však porovnávajú prichádzajúce informácie so stopami pamäte iných podobných objektov alebo javov. Informácie prijaté vo forme nervových impulzov sú kódované pomocou mechanizmov dlhodobej pamäte.

Proces prenosu senzorickej správy je teda sprevádzaný viacnásobným transkódovaním a končí vyššou analýzou a syntézou, ktorá sa vyskytuje v kortikálnom oddelení analyzátorov. Potom už prebieha výber alebo vývoj programu reakcie pre telo.

vizuálny analyzátor senzorického receptora

Všeobecný plán senzorových systémov

Typy senzorových systémov

U [Mf20] vysoko rozvinutých zvierat sa tieto rozlišujú podľa prítomnosti špecializovaných receptorov vizuálne, sluchové, vestibulárne, čuchové, chuťové, hmatové a proprioceptívne senzorické systémy, z ktorých každý obsahuje špecializované štruktúry hlavných oddelení centrálneho nervového systému.

Zástupcovia rôznych tried, rád zvierat majú jednu alebo dve hlavné zmyslové systémy prostredníctvom ktorých sa získavajú základné informácie z vonkajšieho prostredia [B21].

Avšak ako vývojový   vývoj, hlavnú úlohu majú vizuálne a zvukové systémy. Tieto analyzátory sa nazývajú progresívne senzorové systémy .

Ich hlavná úloha sa odráža v ich dizajne. Vizuálne a zvukové systémy majú:

1. najviac diferencovaná štruktúra receptorového prístroja,

2. veľké množstvo mozgových štruktúr dostáva impulz z vizuálneho a sluchového vstupu,

3. spracovaním akustických a optických informácií zaberá najväčší počet kortikálnych polí,

4. V štruktúre týchto systémov sa vyvíja riadenie fungovania ich jednotlivých štruktúr pomocou spätnej väzby.

5. Výsledky fungovania týchto senzorických systémov sa uznávajú v maximálnom rozsahu.

vývoj druhý signalizačný systém   u ľudí to bolo možné vďaka silnému rozvoju neokortikálnych útvarov frontálnych a parietálno-časových lalokov, ktoré prijímajú už spracované vizuálne, sluchové a proprioceptívne informácie.

Riadenie ľudského správania v prostredí pomocou druhého signalizačného systému určuje maximálny vývoj progresívnych senzorických systémov.

S vývojom progresívnych zmyslových systémov dochádza k potlačeniu činnosti starovekých zmyslových systémov: čuchové, chuťové a vestibulárne.

Všeobecná schéma štruktúry senzorových systémov

I.P. Pavlov vyznamenaný 3 časti analyzátora :

1. periférne   (sada receptorov) ,

2. vodič   (spôsoby vedenia vzrušenia),

3. centrálnej   (kortikálne neuróny, ktoré analyzujú stimul)

Analyzátor začína receptormi a končí neurónmi, ktoré sú spojené neurónmi v motorických oblastiach mozgovej kôry.

Nezamieňajte analyzátory s reflexnými oblúkmi. Analyzátory neobsahujú efektorovú časť.

Hlavné všeobecné zásady   budovanie zmyslových systémov vyšších stavovcov a ľudí je:

1. viacvrstvový

2. viacnásobných

3. odlíšenie   prvky zmyslového systému

3.1. vodorovne

3.2. vertikálne

4. dostupnosť zmyslové zúženia

4.1. skosená

4.2. rozširujúce

viacvrstvovýsenzorický systém - prítomnosť niekoľkých vrstiev nervových buniek medzi receptormi a neurónmi motorických oblastí mozgovej kôry.

Fyziologický význam   viacvrstvový: táto vlastnosť umožňuje telu rýchlo reagovať na jednoduché signály, ktoré sú analyzované už na prvých úrovniach senzorického systému.

Vytvárajú sa tiež podmienky na selektívnu reguláciu vlastností nervových vrstiev vzostupnými vplyvmi z iných častí mozgu.

viacnásobných   senzorický systém - prítomnosť množstva nervových buniek v každej vrstve (od desiatok tisíc až miliónov) spojených s mnohými bunkami nasledujúcej vrstvy, prítomnosť mnohých paralelné kanály   spracovanie a prenos informácií.

Fyziologický význam   multikanálový - poskytuje senzorovému systému spoľahlivosť, presnosť a podrobnosť analýzy signálu.

Senzorické zúženia.   Odlišný počet prvkov v susedných vrstvách tvorí „zmyslové lieviky“. Takže v ľudskej sietnici je 130 miliónov fotoreceptorov a vo vrstve gangliových buniek sietnice sú neuróny stokrát menšie - “ zužujúci sa lievik ».

Na nasledujúcich úrovniach vizuálneho systému « rozširujúci sa lievik»:   počet neurónov v primárnej projekčnej oblasti vizuálnej oblasti kôry je tisíckrát väčší ako gangliové bunky sietnice.

V sluchovom a mnohých ďalších senzorických systémoch „rozširujúci sa lievik“ prechádza z receptorov do mozgovej kôry.

Fyziologický význam   „Úzke zúženie“ je na zníženie redundancie informácií a „rozširovanie“ je poskytnutie čiastkovej a komplexnej analýzy rôznych znakov signálu;

odlíšeniesenzorický systém vertikálne   - morfologický a funkčný rozdiel rôznych vrstiev senzorického systému [B22].

Podľa Pokrovského spočíva vertikálna diferenciácia senzorického systému vo vytvorení oddelení, z ktorých každé pozostáva z niekoľkých nervových vrstiev. Toto oddelenie je teda väčšia morphofunkčná formácia ako vrstva neurónov. Každé oddelenie (napríklad čuchové cibule, kochleárne jadrá sluchového systému alebo kľukové telá) vykonáva špecifickú funkciu.

odlíšenie   senzorický systém vodorovne   - rozdiel v morfologických a fyziologických vlastnostiach receptorov, neurónov a vzájomných spojení v rámci každej z vrstiev.

Vo vizuálnom analyzátore teda existujú dva paralelné nervové kanály vedené z fotoreceptorov do mozgovej kôry a rôzne informácie o procese prichádzajúce zo stredu a z okraja sietnice.

Hlavné funkcie (operácie) senzorického systému:

1. detekcia;

2. rozlíšenie;

3. prenos a transformácia;

4. kódovanie;

5. detekcia znakov;

6. rozpoznávanie vzorov.

Detekcia a primárna diskriminácia signálov sú zabezpečené receptormi a detekcia a rozpoznávanie signálov neurónmi mozgovej kôry. Prenos, konverzia a kódovanie signálov sú vykonávané neurónmi všetkých vrstiev senzorických systémov.

Okolité objekty a javy sa nám vždy nezdajú také
čo v skutočnosti sú. Nie vždy vidieť a počuť
   čo sa skutočne deje.
  P. Lindsay, D. Norman

Jednou z fyziologických funkcií tela je vnímanie okolitej reality. Získanie a spracovanie informácií o okolitom svete je nevyhnutnou podmienkou na udržanie homeostatických konštánt tela a formovanie správania. Medzi podnetmi pôsobiacimi na telo sú zachytené a vnímané iba tie, pre ktoré existujú špecializované formácie. Takéto dráždivé látky sa nazývajú zmyslové podnetya zložité štruktúry určené na ich spracovanie - senzorické systémy, Signály snímača sa líšia modalitou, t.j. forma energie, ktorá je charakteristická pre každú z nich.

  Objektívna a subjektívna stránka vnímania

Pôsobením senzorického stimulu vznikajú v receptorových bunkách elektrické potenciály, ktoré sa prenášajú do centrálneho nervového systému, kde sa spracovávajú, čo je založené na integračnej aktivite neurónu. Usporiadaná sekvencia fyzikálno-chemických procesov, ktoré sa v tele vyskytujú pod vplyvom senzorického podnetu, predstavuje objektívnu stránku fungovania senzorických systémov, ktorú je možné študovať pomocou metód fyziky, chémie, fyziológie.

Fyzikálno-chemické procesy, ktoré sa vyvíjajú v centrálnom nervovom systéme, vedú k vzniku subjektívnych pocitov. Napríklad elektromagnetické vlny s vlnovou dĺžkou 400 nm spôsobujú pocit „Vidím modrú farbu“. Sensation sa zvyčajne interpretuje na základe predchádzajúcich skúseností, čo vedie k vnímaniu „Vidím oblohu“. Výskyt pocitu a vnímania odráža subjektívnu stránku zmyslových systémov. Princípy a vzorce vzniku subjektívnych pocitov a vnemov sú študované metódami psychológie, psychofyziky, psychofyziológie.

Vnímanie nie je jednoduché fotografické zobrazenie okolia zmyslovými systémami. Dobrým príkladom tejto skutočnosti sú dvojciferné obrázky - ten istý obrázok je možné vnímať odlišne (obr. 1A). Objektívna stránka vnímania je u rôznych ľudí v zásade podobná. Subjektívna stránka je vždy individuálna a je určená charakteristikami osobnosti subjektu, jeho skúsenosťami, motiváciou atď. Málokto z čitateľov vníma okolitý svet rovnako, ako ho vnímal Pablo Picasso (obr. 1B).

  Špecifickosť senzorických systémov

Akýkoľvek senzorický signál, bez ohľadu na jeho modalitu, sa v receptore transformuje na určitú sekvenciu (štruktúru) akčných potenciálov. Organizmus rozlišuje typy podnetov iba na základe skutočnosti, že zmyslové systémy majú špecifickosť, t.j. reagujú iba na určitý druh dráždivých látok.

Podľa zákona o „špecifických zmyslových energiách“, ktorý vypracoval Johannes Muller, nie je povaha pocitu určená stimulom, ale podráždeným senzorickým orgánom. Napríklad pri mechanickej stimulácii fotoreceptorov oka dôjde k pocitu svetla, ale nie tlaku.

Špecifickosť senzorických systémov nie je absolútna, avšak pre každý senzorický systém existuje určitý druh stimulu (adekvátne stimuly), ktorého citlivosť je mnohonásobne vyššia ako na iné senzorické stimuly (neprimerané stimuly). Čím viac sú prahy excitácie senzorického systému pre primerané a neadekvátne stimuly odlišné, tým vyššia je jeho špecificita.

Primeranosť stimulu je určená jednak vlastnosťami receptorových buniek a jednak makroštruktúrou zmyslového orgánu. Napríklad, fotoreceptorová membrána je navrhnutá tak, aby vnímala svetelné signály, pretože má špeciálny rodopsínový proteín, ktorý sa pri vystavení svetlu rozkladá. Na druhej strane, adekvátny stimul pre receptory vestibulárneho aparátu a orgán sluchu je jeden a ten istý - tok endolymfy, ktorý odchyľuje riasenie vlasových buniek. Štruktúra vnútorného ucha je však taká, že endolymfa sa uvedie do pohybu pôsobením zvukových vibrácií a vo vestibulárnom aparáte endolymfy sa posunie, keď sa zmení poloha hlavy.

  Štruktúra senzorového systému

Senzorový systém obsahuje nasledujúce prvky (obr. 2):
  • pomocné prístroje
  • senzorický receptor
  • zmyslové cesty
  • projekčná zóna mozgovej kôry.

Pomocným aparátom je vzdelávanie, ktorého funkciou je primárna premena energie súčasného stimulu. Napríklad pomocné zariadenie vestibulárneho systému prevádza uhlové zrýchlenie tela na mechanické premiestnenie kinocytov vlasových buniek. Pomocné zariadenie nie je typické pre všetky snímacie systémy.

Senzorický receptor premieňa energiu aktívneho stimulu na špecifickú energiu nervového systému, t.j. do usporiadaného sledu nervových impulzov. V primárnom receptore sa táto transformácia uskutočňuje na koncoch citlivého neurónu, v sekundárnom receptore sa vyskytuje v receptorovej bunke. Axón citlivého neurónu (primárny aferent) vedie nervové impulzy do centrálneho nervového systému.

V centrálnom nervovom systéme sa excitácia prenáša pozdĺž reťazca neurónov (tzv. Senzorická dráha) do mozgovej kôry. Axón citlivého (senzorického) neurónu tvorí synaptické kontakty s niekoľkými sekundárnymi senzorickými neurónmi. Axóny posledného z nich nasledujú za neurónmi nachádzajúcimi sa v jadrách vyšších úrovní. Pozdĺž zmyslových ciest sa spracúva informácia, ktorá je založená na integračnej aktivite neurónu. K konečnému spracovaniu senzorických informácií dochádza v mozgovej kôre.

  Zásady organizácie zmyslových ciest

Princíp viackanálových informácií.   Každý neurón zmyslovej dráhy tvorí kontakty s niekoľkými neurónmi vyšších úrovní (divergencia). Preto sú nervové impulzy z jedného receptora vedené do kortexu cez niekoľko reťazcov neurónov (paralelné kanály) (obr. 3). Paralelný viackanálový prenos informácií poskytuje vysokú spoľahlivosť senzorických systémov aj v podmienkach straty jednotlivých neurónov (v dôsledku choroby alebo zranenia), ako aj vysokú rýchlosť spracovania informácií v centrálnom nervovom systéme.

Princíp duality projekcií. Nervové impulzy z každého senzorického systému sa prenášajú do kôry dvoma zásadne odlišnými spôsobmi - špecifickými (monomodálnymi) a nešpecifickými (multimodálnymi).

Špecifické dráhy vedú nervové impulzy z receptorov iba jedného zmyslového systému, pretože neuróny iba jednej zmyslovej modality (monomodálna konvergencia) konvergujú na každom neuróne takejto dráhy. Každý senzorický systém má teda svoju vlastnú špecifickú cestu. Všetky špecifické senzorické dráhy prechádzajú jadrom talamu a vytvárajú lokálne projekcie v mozgovej kôre a končia primárnymi projekčnými zónami kôry. Špecifické senzorické dráhy poskytujú počiatočné spracovanie senzorických informácií a ich prechod do mozgovej kôry.

Na neurónoch nešpecifickej dráhy konvergujú neuróny rôznych senzorických modalít (multimodálna konvergencia). Preto v nešpecifickej senzorickej dráhe sú informácie integrované zo všetkých senzorických systémov tela. Nešpecifický spôsob prenosu informácií prechádza retikulárnou formáciou a vytvára rozsiahle difúzne projekcie v projekčných a asociatívnych zónach kôry.

Nešpecifické dráhy poskytujú multibiologické spracovanie senzorických informácií a udržiavajú optimálnu úroveň excitácie v mozgovej kôre.

Princíp somatotopickej organizácie   charakterizuje iba špecifické senzorické dráhy. Podľa tohto princípu excitácia zo susedných receptorov vstupuje do priľahlých oblastí subkortikálnych jadier a kôry. tj vnímajúci povrch akéhokoľvek citlivého orgánu (sietnice, pokožka) je akoby premietnutý do mozgovej kôry.

Zásada kontroly nadol. Excitácia v senzorických dráhach sa uskutočňuje jedným smerom - od receptorov v mozgovej kôre. Neuróny, ktoré tvoria zmyslové dráhy, sú však pod nadhľadom nad CNS nadol. Takáto komunikácia umožňuje najmä blokovať prenos signálov v senzorových systémoch. Predpokladá sa, že tento mechanizmus môže byť základom javu selektívnej pozornosti.

  Hlavné charakteristiky pocitov

Subjektívny pocit vyplývajúci z pôsobenia senzorického stimulu má množstvo charakteristík, t.j. umožňuje určiť niekoľko parametrov aktívneho stimulu:
  • kvalita (modalita),
  • intenzita
  • časové charakteristiky (okamih začiatku a konca pôsobenia stimulu, dynamika sily stimulu),
  • priestorová lokalizácia.

Kvalitné kódovanie   Stimul v centrálnom nervovom systéme je založený na princípe špecifickosti senzorických systémov a na princípe somatotopickej projekcie. Akákoľvek sekvencia nervových impulzov vznikajúcich v dráhach a kortikálnych projekčných zónach vizuálneho senzorického systému spôsobí vizuálne pocity.

Kódovanie intenzity   - pozri časť prednáškového predmetu „Základné fyziologické procesy“, prednáška 5.

Časové kódovanie nemožné oddeliť sa od kódovania intenzity. So zmenou času sily súčasného stimulu sa zmení aj frekvencia akčných potenciálov vytvorených v receptore. Pri dlhodobom pôsobení stimulu s konštantnou silou sa frekvencia akčných potenciálov postupne znižuje (viac informácií nájdete v časti prednáškového kurzu „Základné fyziologické procesy“, prednáška 5.), preto sa generovanie nervových impulzov môže zastaviť ešte pred ukončením stimulu.

Kódovanie priestorovej lokalizácie. Telo dokáže presne určiť lokalizáciu mnohých podnetov vo vesmíre. Mechanizmus na určovanie priestorovej lokalizácie stimulov je založený na princípe somatotopickej organizácie senzorických dráh.

  Intenzita citlivosti o sile podnetu (psychofyzika)

Absolútna prahová hodnota je najmenej intenzívny stimul, ktorý môže spôsobiť určitý pocit. Absolútna prahová hodnota závisí od
  • charakteristika súčasného stimulu (napríklad absolútna prahová hodnota pre zvuky rôznych frekvencií sa bude líšiť);
  • podmienky, za ktorých sa meranie vykonáva;
  • funkčný stav tela: zameranie pozornosti, stupeň únavy atď.

Diferenčný prah - minimálna hodnota, o ktorú sa jeden stimul musí líšiť od iného, \u200b\u200baby tento rozdiel pocítil človek.

Weberov zákon

V roku 1834 Weber ukázal, že na rozlíšenie hmotnosti 2 položiek by mal byť ich rozdiel väčší, ak sú obe položky ťažké a menšie, ak sú obe položky ľahké. Podľa Weberovho zákona diferenciálna prahová hodnota ( D j) je priamo úmerná sile súčasného stimulu ( j) .

kde Dj - minimálny nárast sily stimulu potrebný na zvýšenie senzácie (diferenciálny prah) , j - sila stimulu.

Graficky je tento obrazec znázornený na obr. 4A. Weberov zákon platí pre stredné a veľké stimulačné intenzity; pri nízkej intenzite stimulu sa musí do vzorca zaviesť korekčná konštanta a.

Obr. 4. Grafické znázornenie Weberovho zákona (A) a Fechnerovho zákona (B).

Fechnerov zákon

Fechnerov zákon stanovuje kvantitatívny vzťah medzi silou súčasného stimulu a intenzitou pocitu. Podľa Fechnerovho zákona pocit je úmerný logaritmu sily súčasného stimulu.

kde Y je intenzita pocitu, k   - koeficient proporcionality, j   - sila súčasného stimulu, j0 - sila stimulu zodpovedajúca absolútnemu prahu

Fechnerov zákon bol odvodený od Weberovho zákona. Pre jednotku intenzity pocitu bola prijatá „sotva vnímateľná pocity“. Pri pôsobení podnetu, ktorého hodnota sa rovná absolútnemu prahu pocitu, vzniká minimálny pocit. Aby bolo možné cítiť jemné zvýšenie pocitu, musí sa sila stimulu zvýšiť o určité množstvo. Aby sme pocítili ďalší ťažko viditeľný pocit zosilnenia, musí byť zvýšenie sily stimulu veľké (podľa Weberovho zákona). Grafické znázornenie tohto procesu vedie k logaritmickej krivke (obr. 4B).

Stevensov zákon

Fechnerov zákon je založený na predpoklade, že sila senzácie spôsobená zvýšením prahu slabého a silného stimulu je rovnaká, čo nie je úplne pravda. Závislosť intenzity pocitu na sile podnetu je preto správne opísaná vzorcom navrhnutým Stevensom. Stevensov vzorec bol navrhnutý na základe experimentov, pri ktorých bol subjekt požiadaný, aby subjektívne zhodnotil intenzitu pocitu spôsobenú stimulmi rôznych síl. Podľa Stevensovho zákona je intenzita pocitu opísaná exponenciálnou funkciou.

,

kde   - empirický exponent, ktorý môže byť viac alebo menej ako 1, zostávajúce označenia sú rovnaké ako v predchádzajúcom vzorci.