Механизмы соматосенсорных ощущений

Содержание:

  1. Соматосенсорная система: тактильное восприятие
  2. Соматосенсорная кора головного мозга
  3. Вторичные и ассоциативные соматосенсорные зоны
Предмет: Экономика
Тип работы: Реферат
Язык: Русский
Дата добавления: 16.02.2019

 

 

 

 

  • Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой работой!
  • Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

 

По этой ссылке вы сможете посмотреть образец титульного листа для реферата по ГОСТ:

 

Образец титульного листа реферата по ГОСТу

 

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

 

 

Хранение и переработка наиболее опасных биологических отходов

 

Распределительная функция финансов и ее значение в условиях специфики экономических отношений

 

Денежные доходы и расходы населения

 

Анализ основополагающих стандартов

 

Введение:

Сенсорная система, соматосенсорная и слуховая, генерирует сигналы, анализирует соматическую и звуковую информацию. Обе системы являются сенсорными рецепторами, которые реагируют на механические раздражители, главным образом из-за деформации непосредственно от дислокаций, вызванных тактильными движениями, или движениями конечностей, или звуковыми волнами. она определяется как периферийная область, которая приводит к изменению активности Эурона. Рецептивное поле может быть очень маленьким или обширным, как кончики пальцев, как центральная область спины.

Понятие рецептивного поля слуховых сенсорных нейронов является более абстрактным. Первичные сенсорные афференты кодируют частотные составляющие звука с предельной чувствительностью и избирательностью, но не определяют его пространственную локализацию. Скорее всего, карта звукового пространства выводится центральным нейроном из анализа временного хода и интенсивности входного сигнала, проходящего через оба уха.

Эти различия между двумя системами влияют на организацию путей и обработку сигналов в ЦНС. Соматосенсорная информация передается от периферического афферентного нерва к нейронам брюшного комплекса таламуса без каких-либо существенных изменений через вторичные нейроны в ядре заднего полюса спинного мозга и, следовательно, непосредственно к нейронам первичной соматосенсорной коры, которые получают вход от таламуса, или те из сенсорных клеток, которые иннервируют суставы, тесно связаны с нейронами сенсорной коры.

Клетки первичной соматосенсорной коры, которые связываются в вертикальные колонки, имеют сходную локализацию и сходный набор модальностей стимулов в рецептивном поле. Вторичные (и ассоциативные) соматосенсорные области также отображаются соматически оптически, но они предполагают иерархический способ выделения признаков, а "значение" стимулов в клеточной соматосенсорной системе первичной соматосенсорной коры в основном зависит от положения на поверхности тела.

Величина звука определяется путем анализа его спектральных (частотных) и временных характеристик. Частотная избирательность слуховых волосковых клеток определяется их механическими и электрическими установками. Эпителий волосяных клеток организационно организован. Афферентные волокна избирательно иннервируют волосковые клетки, и поэтому характеризуются оптимальной звуковой частотой, с которой они лучше всего реагируют.

Эфферентная отрицательная обратная связь улитки с волосковыми клетками снижает их чувствительность и частотную селективность. Центростремительные волокна улитки образуют синаптический контакт в ядре ствола головного мозга.

Вторичный нейрон проецируется в комплекс верхних олив или проходит как часть пути, который поднимается к таламическому ядру медиального черепного тела через нижний бугорок конечностей. Нейроны первичной слуховой коры получают информацию от обоих ушей и кодируют свойства звуков, которые являются более сложными, чем те, которые воспринимаются на периферии. Локализация звуков определяется обработкой нервов, которая включает в себя сравнение входных сигналов от обоих ушей. Таким образом, центральный слуховой путь включает в себя сложный набор синаптических переключателей и обратной связи, в которых происходит бинауральное сравнение, или временную структуру и частоту стимуляции.

Наши знания о мире основаны на преобразовании энергии окружающей среды в нейронные сигналы. Как определяется величина электрического сигнала? Четыре принципа организации важны для сенсорной обработки информации.

Первый из них - это сохранение наиболее тесных отношений близости в тканях нервной системы от рецептивной поверхности до коры головного мозга. Возникающая из этого принципа соматотопия (тонотопия в слуховой системе) лежит в основе такого синаптического процесса, как латеральное торможение, при котором центральная область рецептивного поля более четко идентифицируется. Второй принцип основан на том, что нервная система уделяет особое внимание сигналам, которые меняются с течением времени. Поэтому главным фактором сенсорного анализа является установка времени или частоты. Третий принцип -это принцип параллельной обработки различных функциональных аспектов стимула. В-четвертых, более высокий уровень сенсорных путей, объединяя входные сигналы с более низких уровней для создания новых, более сложных сенсорных конструкций, в этой главе исследуются соматосенсорные и слуховые системы.

Сходные принципы работы нервной ткани можно проследить в обеих системах. В то же время различные функциональные потребности восприятия и слуха тела служат наглядным примером различных сенсорных механизмов.

Соматосенсорная система: тактильное восприятие

Когда вы проводите кончиками пальцев по своей одежде или касаетесь кончика карандаша, работают тактильные рецепторы, которые передают текстуру объекта и расположение точек раздражения. Понятно, что в этих разных ситуациях возникают совершенно разные ощущения к силе давления и растяжения, возникающей при таком контакте, когда насильственный захват рукоятки молотка или теннисной ракетки активизирует рецепторы, расположенные глубоко в коже.

Как мы отличаем грубое от мягкого, яйцо от гранаты, какие рецепторы предлагаются и с такими разнообразными ощущениями, какие достижения? Осязание, вибрация и проприоцепция (положение конечностей) обеспечиваются механорецепторными сигналами, которые проецируются через заднюю колонку спинного мозга на часть соматосенсорной системы. В этом разделе мы опишем лечение механического приятия кожи этой системой. Обсуждается роль рецепторов мышечного напряжения и суставных рецепторов, играющих роль проприоцепторов, в связи с функцией двигательного контроля.

Тонкая сенсорная рецепторная ткань.

Безволосая поверхность рук и пальцев является одной из самых чувствительных частей тела и иннервируется примерно 17 000 кожными рецепторами! Афферентные волокна от этих рецепторов были изучены у обезьян и людей с помощью метода, называемого микронейрографией. Вольфрамовый электрод вводится в нерв и помещается для записи импульсов от отдельных центростремительных аксонов во время механической стимуляции поверхности кожи.

Участок кожи, соприкасающийся с активностью этого волокна, определяет его рецептивное поле. Зона отслаивания имеет очень низкий порог отклика на прогиб около 3 мм в диаметре. Границы этого рецептивного поля отмечены резким повышением порога отклика прогиба;за пределами этой области гораздо более сильные кожные прогибы располагаются внутри рецептивного поля, которое является локальной горячей точкой, где разряд имеет особенно высокую чувствительность (низкий порог). Они могут соответствовать положению окончаний отдельных рецепторов.

 

В тактильном афференте гладкой (безволосой) кожи мы можем различить, что мы быстро адаптируемся, медленно адаптируемся и имеем небольшое или большое рецептивное поле.

 

Рецепторы с быстро уменьшающимися рецептивными полями приспосабливаются к поверхностному слою кожи, заканчивающемуся телом Мейснера;микрочастицы Пачини, которые медленно адаптируют афферент с малым рецептивным полем, находятся в более глубоких слоях кожи, причем вибрационно-чувствительные, быстроадаптивные рецепторы прикреплены к большому рецептивному полю. Афферентные окончания корпускул Руффини медленно приспосабливаются к большому рецептивному полю.

Медленная и быстрая адаптация механорецепторов с небольшим рецепторным полем расположена с наибольшей плотностью на кончике пальца (100/см2), и ее плотность указывает на то, что этот дифференциальный паттерн иннервации в средней пальцевой кости пальца объясняет, что экспрессия пальцевой коры кончика пальца имеет широкую область (как мы сразу видим) и преимущественное использование ее преобладает.

Кодирование стимулов.

Как природа отдельных тактильных афферентных нейронов связана с восприятием? Существуют ли такие свойства, как твердость и мягкость, кодируемые определенными типами рецепторов, или эти ощущения, которые происходят от сближения некоторых тактильных стилей, ощущают вибрацию кожи на частотах ниже 40 Гц как тремор, и стимулируют ее как зуд на частоте 80-300 Гц. Частотная зависимость этих ощущений коррелирует с установкой группы быстро адаптирующихся рецепторов. Афферентность Мейснера лучше всего реагирует на стимулы с частотой 30 Гц; афферентность тела Пачини оптимально реагирует на вибрацию кожи с частотой 250 Гц. Таким образом, между характеристиками реакции идентифицированного рецепторного типа и психофизически различимыми стимулами существует постулируемая корреляция.

Однако пассивная вибрация кожи имеет ограниченное значение для когнитивных процессов активного контакта, поэтому рука и палец, тростник активности от центафинальных волокон обезьяны обучены распознавать поверхностные контуры (выпуклые знаки), быстро перемещающиеся по объекту, медленные адаптивные рецепторы с небольшим рецептивным полем этот процесс данного класса рецепторов является объектом ее также значительно способствует восприятию. Рецептор чувствителен к вибрации, потому что скольжение схваченного предмета может вибрировать кожу, может быть связано с оценкой твердости предмета захвата, чтобы медленно адаптировать рецепторы, расположенные глубоко в коже, не только к другим стимулам, возникающим при захвате предмета, но и к растяжению в определенном направлении.

Центральные пути проведения.

Определение порога стимуляции различных типов афферентных нейронов методом Микронейрографии можно сравнить с психофизической реакцией человека. Существует четкая корреляция между чувствительностью периферических афферентов и восприятием уровня стимуляции, особенно с пороговой чувствительностью. Это один из классов механорецепторных афферентов (быстро адаптирующихся), у которых единичный потенциал действия вызывает описательное ощущение, соответствующее прогибу кожной поверхности всего на 10 мкм, то есть внушительной чувствительности кончиков пальцев, а также процессу передачи информации в мозг. Передача информации от внешних раздражителей к сознательному восприятию осуществляется с очень высокой достоверностью.

Поскольку на этом пути к коре головного мозга присутствует лишь небольшое количество синаптических контактов, и каждый из них действует с высоким коэффициентом надежности, передача осуществляется без искажений. Тот факт, что стимулы, воздействующие непосредственно на поверхность тела, имеют быстрый доступ к сознанию, является очевидным преимуществом.

Основные соматосенсорные пути для передачи ощущений прикосновения, давления и вибрации в мозг. Периферические аксоны афферентных нейронов соединяются с телом клеток, расположенных в спинномозговых ганглиях.

Центральный отросток афферентных нервов из кожи, глубоких тканей, мышц и суставов входит в задние корни и дает коллатеральные ветви для синаптического образования спинномозговых нейронов, а аксоны вторичных клеток в ядре заднего столба и заднем столбе проходят через противоположную сторону и поднимаются к медиальному лемниску, который оканчивается в клетках головы и шеи, хотя пути от головы и шеи анатомически различны, они функционально сходны со спинномозговыми путями и заканчиваются в вентро-задне-срединном (ВПМ) отделе позвоночника.ядро таламуса. Клетки третьего порядка из ядер ВПЛ и ВПМ проекта таламуса находятся в заднем извилистом центре коры головного мозга—первичной соматосенсорной области.

Только три синапса расположены между возбуждением первичных кожных афферентных нервных окончаний и активацией корковых нейронов. Принцип поддержания ближайших соседских отношений поддерживается на всех уровнях этого пути, обеспечивая соматотопическую проекцию тела на кортикальном уровне. Левая сторона тела сопоставляется с правой соматосенсорной областью коры головного мозга, а противоположная ткань возникает в результате пересечения аксонов, являющихся частью внутреннего лемниска.

Соматосенсорная кора головного мозга

Первичная соматосенсорная кора (S1) расположена в кортикальной извилине непосредственно за центральной бороздой. Серое вещество земной коры имеет толщину в несколько миллиметров и состоит из шести отдельных слоев. В отличие от других областей первичной сенсорной области, S1 характеризуется высокой плотностью гранулярных (звездчатых) клеток 4-го слоя, которые являются основным местом назначения таламического входа.

Важной организационной особенностью S1 является то, что точки, прилегающие к поверхности коры головного мозга, представляют собой смежные участки поверхности тела. Ноги и туловище проецируются более медиально, затем появляются руки, за которыми следуют голова и язык. Стимуляция постцентоцентрической извилины у пациентов, перенесших операцию по удалению эпилептических очагов, является важным ранним показанием для построения этой соматотопической карты более детальная карта коры головного мозга основана на изучении индуцированных потенциалов (реакция местной стимуляции на стимуляцию кожи), выполненных у крыс, кроликов, кошек и обезьян.

Важным наблюдением было то, что пропорции кортикальной карты тела постоянно искажались. У обезьян и людей область S1, которая отображает руки, пальцы и губы, больше, чем та, которая связана с туловищем и ногами. У других животных преобладают различные участки тела: усы крысы или мыши, ноги енота или нос утконоса.

Напряженность соматотопической карты обусловлена более высокой плотностью иннервации тактильными рецепторами периферических областей в области кончиков пальцев, губ и языка. В то же время экспрессия коры головного мозга остается неизменной, но показано, что она может быть модифицирована повреждениями, которые изменяют сенсорное воздействие на кору, или даже периферической дифференциальной стимуляцией.

Например, оказалось, что кортикальное выражение левой руки музыканта, играющего на струнном инструменте (например, скрипке), больше, чем у людей из контрольной группы. Такие наблюдения показывают, что таламические входы в кору головного мозга пластичны, и объем или эффективность синаптических полей, формируемых ими, может изменяться в результате активности.

Характеристика реакции кортикальных нейронов.

Как обрабатывается информация в соматосенсорной коре головного мозга? Ранее мы описали свойства механических рецепторов в коже, регистрируя потенциалы действия при стимуляции кожи. Аналогичный эксперимент был проведен и на коре головного мозга, где нервные клетки реагируют на раздражение кожи. Потенциалы действия отдельных кортикальных нейронов регистрировались с помощью металлических или стеклянных микроэлектродов, вводимых в мозг с помощью микроманипулятора.

 

В 1950-х годах Пауэлл и Маунткасл получили свинец от S1 с помощью таких электродов, которые были расположены перпендикулярно поверхности земной коры.

 

Они обнаружили, что клетки, зарегистрированные вдоль процесса одного вертикального прохода (дорожки) электрода, перекрывают рецептивное поле на поверхности тела. Кроме того, каждая клетка предпочтительно реагирует на один и тот же тип стимуляции, например, вибрацию кожи. Проходя через новую область коры на расстоянии нескольких миллиметров, рецептивные поля регистрируемых нейронов перемещаются в другую область тела, иногда меняя модальность эффективных стимулов, таким образом, Пауэлл и Маунткасл установили важный принцип, который можно проследить по всей коре: клетки перемещаются в пределах подкоркового (соматопического) расположения и режима стимула.

Латеральное торможение.

Рецептивное поле кортикального нейрона заметно отличается от поля первичного афферентного нейрона. Рецептивное поле первичных тактильных афферентных нейронов-это просто участок кожи, где раздражитель вызывает возбуждение. Однако рецептивное поле корковых нейронов более сложное. Часто центральная область кожи, которая вызывает возбуждение, окружена тормозными участками. Эта тормозящая среда обусловлена синаптическими взаимодействиями по соматосенсорным путям. Ингибирование осуществляется ингибирующими интернейронами, которые связываются со всеми соседними клетками, называемыми латеральным ингибированием.

Боковое торможение является важным механизмом для улучшения тактильного разрешения. Но афферентные волокна, которые доминируют в окружающих участках кожи, также возбуждаются в результате распространения упругого отклонения кожи. Когда каждое афферентное волокно пропорционально взаимодействует с тормозными интернейронами в ядре заднего столба, наиболее активированные афференты подавляют импульсы в волокнах, которые активируются в результате стимуляции окружающей области кожи в результате их активации. Это улучшает способность коры головного мозга отличать один большой зонд от другого маленького.

Боковое торможение также может рассматриваться как средство улучшения разделения границ. Стимуляция, которая падает как на возбужденный центр, так и на тормозящую среду, менее эффективна, чем стимуляция, которая останавливается (имеет границу) внутри возбужденного Центра. Это, опять же, указывает на то, что нервная система зависит от изменений, в данном случае распознающих пространственные границы.

Параллельная обработка сенсорных модальностей.

Предыдущая-центральная извилина может быть разделена на несколько областей, основанных на различии между клеточной тканью и сенсорной модальностью. Эти области непосредственно примыкают к первичной моторной коре, где специфическая локализация рецепторного тела в пределах субдомена S1 представляет собой концепцию параллельной обработки в каждой сенсорной системе, каждая область тела представлена в области кожи и глубокой рецепторной области. Таким образом, соматотопическая кортикальная карта фактически состоит из нескольких представлений плана тела, по одному для каждой сенсорной модальности.

Точная анатомическая и функциональная организация соматосенсорной коры особенно заметна в проекции сенсорной иннервации от мышиного тремора. Подобно людям, лицевая кортикальная область мышей непропорционально велика. Гистологические исследования Вулси и Ван дер Луса показали, что соматосенсорная кора мышей содержала характерную группу нейронов, которые были собраны вместе в пучки в виде круглой колонны, перпендикулярной коре, и эти скопления были сформированы в виде бочонка, из которого происходила отчетливая реконструкция мозга. Каждый ствол-от 100 до 400 мкм в диаметре-состоит из кольца ячеек, окружающих ядро, содержащее несколько ячеек.

Массив бочковых мышей обычно организован в пять рядов. Примечательно, что этот рисунок точно соответствует столбику жгутиков на мордочке мыши. Когда усы удаляются сразу после рождения, соответствующий ствол исчезает из коры. Афферентная блокада на более позднем этапе приводит к различным изменениям, в том числе к измененной экспрессии рецепторов нейромедиаторов в"стволовой" коре головного мозга. Функциональное значение ствола подтверждается выделениями из отдельных клеток коры головного мозга.

Каждая клетка реагирует на движение соответствующих усов—когда усы движутся в определенном направлении, некоторые из них избирательно возбуждаются. Таким образом, значительная часть соматосенсорной коры головного мозга мыши занята обработкой информации от механорецепторов, расположенных в морде. Мышь использует свои вибрации в качестве чувствительной антенны и перемещает их вперед и назад, когда они перемещаются, чтобы обнаружить объекты по обе стороны от своего пути.

Вторичные и ассоциативные соматосенсорные зоны

Множественные представления тела расположены в первичной соматосенсорной коре (S1). Когда мы удаляемся от центральной борозды, от области 3b к области 1 и 2, рецептивное поле становится больше, и центр интеграции экологической организации, направленной селективности и субмодальности в нейронном ответе, от активации, которая находится за ним, получает область 3b. область 2 получает вход как от 3a, так и от 3b.

В дополнение к первичной соматосенсорной коре существуют многочисленные представления о теле в других вторичных областях. В общем случае это зоны или полосы коры головного мозга, которые являются задними и вентролатеральными по отношению к S1. У приматов вторичная соматосенсорная кора (S2) расположена на передней стенке латеральной борозды, которая является более вентральной, чем S1. S2 также организован соматотопически и получает входной сигнал как от таламуса, так и от S1.

При хирургическом удалении S1 у приматов активность S2-клеток значительно снижается. Если из S1 удаляются только области 3b и 2(обрабатывается поверхностное или кожное раздражение), то количество клеток S2, реагирующих на раздражение кожи, специфически уменьшается. Результаты этих экспериментов показывают, что соматосенсорная информация течет от S1 к S2. У других видов более важен прямой путь таламуса к S2. Поток информации от S1 к S2 иерархичен в том смысле, что эта информация обрабатывается S1, а S2 имеет дело с производными свойствами соматосенситивности.

Например, если обезьяна касается вращающегося барабана кончиком пальца, то во многих нейронах S1 импульс увеличивается пропорционально увеличению шероховатости поверхности барабана. Однако в S2 многие нейроны демонстрируют изменения текстуры независимо от величины этого изменения. Другими словами, нейроны S2 выводят понятие (различие в качестве поверхности) из более простой информации, поступающей в S1. Другие наблюдения также предполагают, что зона S2 имеет дело со сложными аспектами сенсорного кодирования. Например, многие клетки приматов S2y имеют двусторонние рецептивные области и реагируют на стимуляцию подобных областей с обеих сторон тела.

 

Область Бродмана представляет собой 5-ю и 7-ю соматосенсорные ассоциативные зоны коры головного мозга.

 

Нейроны, расположенные здесь, реагируют на раздражение кожи или движение конечностей, но их требования к стимуляции сложны и отличаются от профиля реакции первичного сенсорного афферента. Специфические функции вспомогательных областей соматосенсорной коры до конца не изучены, но склонность к более сложным стимулам возрастает по мере их удаления от центральной борозды.

Болевые и температурные пути.

Информация о вредных раздражителях и температуре передается специфическими рецепторами и Миелинизированными и немиелинизированными афферентами со свободными нервными окончаниями в коже и других тканях, болевыми и температурными ощущениями к высшим центрам способом, который совершенно отличается от ощущения местоположения, контакта и давления. Окончания не являются морфологически специализированными, но ноцицептивные и температурно-чувствительные афферентные аксоны подразделяются на два класса, которые подразделяются на различные подтипы, хорошо реагирующие на тактильную стимуляцию, нагревание или охлаждение, повреждение и боль. А-волокна имеют диаметр 1-4 мкм, возбуждаются со скоростью 6-25 м/с, а немиелинизированные с-аксоны проводят со скоростью 0,1-1 мкм, диаметр-0,5-2 м / с.

Два типа волокон передают различные болевые ощущения. У людей интенсивные, относительно короткие покалывающие электрофизиологические эксперименты, предшествовавшие первоначальному тупому, длительному ощущению жжения (вторичной боли) при коротких, сильных стимулах, приложенных к удаленной части конечности, показывают, что первичная боль связана с активацией мелких миелинизированных волокон, а вторичная боль связана с активацией с-волокон.

Центральные пути боли.

Ноцицептивные и термочувствительные афферентные аксоны образуют синапсы во вторичных клетках заднего отдела спинного мозга. Волокна из второй клетки проходят в противоположную сторону и поднимаются по двум основным путям: боковому и вентральному акроциклу. Поскольку восходящие волокна заканчиваются в вентральном и медиальном ядрах таламуса, они называются позвоночными боковыми проходами. Клетки вентробазального и медиального ядер таламуса проецируются в соматосенсорную кору и далее проецируются по всему мозгу. В отличие от нейронов более высокого порядка задней колонны (лемниски), таламуса и кортикальных путей, получающих ноцицептивное эхо, это путешествие поля относительно нейрофизиологических и клинических аспектов боли начинается в мезенцефале из группы клеток гидроцефальной перигональной области серого вещества. Как было установлено в некоторых случаях, стимуляция этой области имплантированными электродами вызывает избирательное уменьшение выраженной клинической боли.

Считается, что вовлеченные клетки являются энкефалинергическими и проецируются на серотонинергические нейроны в Ростральной части ствола головного мозга (рострал). Стволовые нейроны затем направляют вниз волокна вдоль дорсолатеральных вентральных трактов спинного мозга к заднему Рогу, а именно к I и II слоям. Там они образуют синапсы с интернейронами и афферентными окончаниями волокон и регулируют их передачу по болевому пути. Падение волокна сопровождается норадреналиновыми волокнами, принадлежащими ко второму пути, за счет дорсолатеральной части моста, которая также участвует в регуляции боли. Заключение

Сама боль остается смутным и сложным понятием, выходящим за рамки этой книги. В отличие от анализа зрительной, слуховой и соматосенсорной систем, обсуждение боли при всем ее высоком эмоциональном содержании неизбежно учитывает субъективные вопросы, такие эмоции, как" печаль " и "страдание", но нейронная активность и боль при постоянстве очевидны.

Поэтому хорошо известный опыт острой, четко локализованной пароксизмальной боли с последующим тупым, постепенно распространяющимся, плохо локализованным ощущением жжения, воспринимаемым уровнем боли, который особенно привлекателен для волокна а, представляет собой тип морфиноподобного вещества, которое обычно позволяет солдатам погружаться в бой, чтобы игнорировать язвы и раны, которые становятся очень болезненными.