Сетивни системи

Сетивните системи представляват сензорния дял на нервната система и дават информация за състоянието на околната среда (светът, който ни заобикаля) и вътрешната среда на организма. Сетивният дял на нервната система включва:

• соматосетивна система;
• зрителна система;
• слухова система;
• равновесна система;
• обонятелна система;
• вкусова сетивна система.

Зрението, слухът, обонянието, осезанието и вкусът са основните сензорни модалности, чрез които човек получава информация за качеството и количеството на предметите, тяхното разположение в пространството и влиянието, което оказват върху тялото. Сетивният дял на нервната система дава информация от вътрешната среда, което включва и чувството за болка, свързана с проблеми и на вътрешните органи. Болката има важно сигнално значение и защитна функция.

Всяка една сетивна система се състои от определен вид рецептори и множество от сетивни неврони. Сетивните неврони провеждат и обработват информацията, която идва от рецепторите. В повечето случаи в резултат на дразненето на даден вид рецептори се получава определено усещане. С появата на усещането завършват процесите, които протичат в границите на разглежданата сетивна система. Ако в обработката на получената информация се включат и допълнителни мозъчни структури и усещането се сравни с предишни усещания, които са вече запаметени се развива по-сложен процес, наречен възприятие. При възприятието се наблюдава разпознаване и осмисляне на усещането. Невинаги дразненето на рецепторите е свързано с пораждане на усещане. Усещането е едно осъзнато явление, а понякога информацията, която сетивните системи доставят на мозъка, не достига до съзнанието. Пример за това е дразненето на барорецепторите в артериите, което всъщност не се осъзнава, т. е. не води до появата на усещане. На латински език сензус (sensus) означава усет (усещане). Поради широкото използване на латинския език в медицината, думата "сетивен" често се заменя със "сензорен". Същата дума (усет, усещане) на гръцки език е естезия. Тази гръцка дума също се използва, особено в клиниката. Например загубата на даден вид сетивност се нарича анестезия, а повишената чувствителност - хиперестезия.

Сетивните системи са изградени от следните части:

• рецепторна част;
• аферентни пътища;
• корово представителство.

Видове рецептори

Рецепторите са крайни разклонения на периферните израстъци на сетивните (аферентни) неврони или специализирани клетки. Рецепторите се характеризира с много висока чувствителност към определен вид дразнители (стимули). Всеки сензорен рецептор е много чувствителен само към един вид дразнители (само към светлина, само към температурна промяна или само към някакво химично вещество и т. н. Към всички дразнители от друг вид рецепторът има малка чувствителност.

Дразнителят, към който рецепторите са максимално чувствителни се нарича адекватен дразнител. В зависимост от естеството на адекватния си дразнител рецепторите могат да се разделят и класифицират.

• Механорецептори - рецептори, които са силно чувствителни към механични деформации на клетъчната си мембрана. Към механорецепторите се отнасят рецепторите за допир, натиск, вибрации, слуховите рецептори и проприорецепторите;
• Терморецептори - рецептори, които възприемат промените в температурата;
• Ноцирецептори - рецептори, които реагират на тъканно увреждане. Ноцирецепторите са рецепторите за болка;
• Химиорецептори - рецептори, които имат висока чувствителност към определени химични вещества;
• Фоторецептори - рецептори, които имат висока чувствителност към светлинните вълни, които са електромагнитни вълни с дължина на вълната от 400 nm до 700 nm;
• Осморецептори - рецепторите, които са чувствителни към осмолалитета на ЕЦТ, която ги заобикаля. Осморецепторите не са избирателно чувствителни към определено химично вещество. Някъде могат да се причисляват към групата на химиорецепторите.

Рецепторите се означават като първични рецептори, когато в морфологично отношение представляват свободни нервни окончания. Нервните окончания са крайни разклонения на периферните израстъци на сетивните неврони. Първичните рецептори включват ноцирецепторите, рецепторите за допир и натиск и терморецепторите. Около някои първични рецептори може да има допълнителни образувания, които определят специфичността на рецепторите. Такива се рецепторите за допир, натиск и вибрации (телца на Фатер-Пачини, окончания на Руфини, телца на Майнснер и други). Рецепторите се означават като вторични рецептори, когато в морфологично отношение представляват специализирани рецепторни клетки. Към тях спадат слуховите, зрителните, равновесните и вкусовите рецептори. Специализираната клетка осъществява синаптичен контакт със сетивното нервно влакно. Предаването на информация от рецепторната клетка към аферентното влакно се осъществява посредством медиатор.

Според мястото в организма, където са разположени и според произхода на техния адекватен дразнител рецепторите се делят на екстерорецептори и интерорецептори.

Екстерорецепторите се намират по повърхността на тялото, в кожата и в някои лигавици. Те възприемат дразнения, които идват от околната среда. Слуховите рецептори не се намират на повърхността на тялото, но те възприемат дразнители, които идват от околната среда. Затова слуховите рецептори спадат към екстерорецепторите.

Интерорецепторите се намират във вътрешността на тялото. Тези от тях, които са разположени във вътрешните органи, кръвоносните съдове и мозъка, се наричат висцерорецептори, а рецепторите, които се намират в двигателния апарат (в мускулите, ставите и сухожилията) се наричат проприорецептори. Проприорецепторите дават информация за позата на тялото и за движението на неговите части.

Рецепторен потенциал

При дразнене рецепторите генерират рецепторен потенциал. Процесът, при който енергията на дразнителя се превръща в биоелектричен потенциал се означава като трансформация или трансдукция. Рецепторите, както и възбудимите тъкани, имат определен потенциал на покой. Под влияние на дразнителите стойността на мембранния потенциал се променя и се генерира рецепторен потенциал. При по-голяма част от рецепторите мембранния потенциал се изменя в посока на деполяризация, а при някои както при зрителните рецептори се изменя в посока на хиперполяризация.

Рецепторните потенциали възникват по различен начин в отделните рецептори. Под влиянието на дразнителя се променя йонната проницаемост на мембраната на рецептора. При различните рецептори се активират различни йонни каналчета. Например при рецепторите за допир и натиск се активират механо-зависимите йонни каналчета, а при вкусовите и обонятелните – лиганд-зависими йонни каналчета. Проникналите през мембраната йони променят потенциала на покой и това води до възникване на рецепторен потенциал, който притежава градуален (степенен) характер. Рецепторният потенциал е бавен потенциал, като неговата продължителност е от порядъка на десетки милисекунди. Той се разпространява пасивно по мембраната и когато достигне до електровъзбудим участък се трансформира в акционен потенциал. Така под формата на акционни потенциали информацията се предава до централната нервна система. При вторичните рецептори (слуховите, зрителните, равновесните и слуховите) възникналият рецепторен потенциал предизвиква отделяне на медиатор.

Рецептори реагират по различен начин на продължително действащи стимули. По тази причина те се разделят на бързо- и бавно-адаптиращи се рецептори. Бързо-адаптиращите се рецептори генерират рецепторен потенциал с малка продължителност. Към тази група принадлежат телцата на Фатер-Пачини. Бавно-адаптиращите се рецептори реагират през цялото време на действието на стимула.

Аферентни пътища

Аферентни пътища са поредица от неврони, които свързват сетивната система с коровото (централното) и представителство. Невроните, чиито крайни окончания изпълняват рецепторна функция или са свързани със специализираните рецепторни клетки, се означават като сетивни неврони от I ред. Невроните от I ред осъществяват синаптична връзка с неврони от II ред, които от своя страна се свързват с неврони от III ред и т.н. Междинно звено във всяка една от сетивните системи е хипоталамусът. На ниво хипоталамус се обработва сетивната информация и се насочва към кората на главния мозък.

Корови представителства на сетивните системи

Различните сетивни системи имат корови представителства в различни части на кората. Всяко корово представителство се състои от първични и вторични корови зони. Първичните зони са тези, които получават информацията директно от подкоровите звена на съответните сетивни системи. Вторичните зони се намират в съседство с първичните и получават информация както от първичните зони, така и от подкоровите звена. В кората на главния мозък има асоциативни зони, които могат да получават информация едновременно от няколко сетивни системи. Коровите зони имат отношение към съзнателното възприемане на сетивната информация. Възприемането на стимула като цяло, неговото разграничаване и оценяване на качествата му се означава като перцепция.

Обработка на информацията в сетивните системи

Обработка на информацията в сетивните системи се извършва в рецептивни полета. Рецептивното поле на даден неврон е съвкупността от всички рецептори, при дразненето на които се предизвиква промяна в активността на неврона. Рецептивните полета на различните неврони се характеризират с различна големина, форма и пространствена организация.

Големината на рецептивното поле зависи от броя на рецепторите, които се насочват към неврона. Големите рецептивни полета създават условия за пространствена сумация. Те отговарят на по-слаби стимули и имат по-висока абсолютна чувствителност. Малките рецептивни полета са с по-ниска абсолютна чувствителност и притежават висока разделителна способност. Те могат да разграничат два съседни стимула като отделни при сравнително малко отстояние между тях. Формата на рецептивното поле зависи от пространствената организация на насочващите се към един неврон нервни елементи. Различават се рецептивни полета с кръгла, овална, правоъгълна и други форми.

Наблюдават се разнородни по характер зони по протежение на рецептивното поле. Различават се възбудни и задръжни зони. Участъците на полето, при стимулирането на които невронът се възбужда се наричат възбудни зони. Те отговарят с повишена честота на генериране на акционни потенциали. При стимулирането на задръжни зони се наблюдава понижение на честотата на генериране на потенциали. Всяка сетивна система предава информация за вида на стимула и за различните негови признаци, за интензитета, за продължителността на действие на дразнителя и местоположението му.

Кодиране на информацията на вида на стимула и неговите качества

С модалност се означава група от сходни усещания, които се реализират с участието на определена сетивна система. Петте класически модалности са зрението, слуха, осезанието, обонянието и вкуса. Всяка сензорна модалност се характеризира с няколко субмодалности, които я описват по-точно. На модалността зрение съответстват субмодалности като възприемането и различаването на отделните цветове (цветното зрение) и възприемането на формата на предметите (формено зрение). Информацията за отделните качества се предава по различни маркирани линии или канали, разположени в рамките на една и съща сетивна система. Обработката на информация за сетивния стимул се означава като извличане на признаци. Анализът се синтезира във висшите корови зони. Местата на ресинтезиране на сетивния стимул не са точно установени, но най-вероятно се касае за асоциативните зони на кората.

Кодиране на информацията за интензитета на стимула

Информацията за силата на стимула се кодира по два начина – чрез броя на възбудените нервни влакна и чрез честотата на предаваните от тях потенциали. С нарастване на силата на дразнителя се увеличава броя на възбудените рецептори и на възбудените нервни влакна. Това е начин за кодиране на силата на дразнителя, който се означава като популационен код. Кодирането на силата на дразнителя въз основа на честотата на генерираните акционни потенциали се означава като честотен код. С увеличаване на силата на дразнителя нараства и честотата на акционните потенциали.

Информацията за продължителността и локализацията на стимула се кодира посредством бързо- и бавно-адаптиращите се рецептори и пространственото разположение на възбудените рецептори.