Занятие № 2. Тема: общие закономерности работы органов чувств

ТЕМА: Общие закономерности работы органов чувств

Цель: Изучить общие принципы рецепции и преобразования сигнала в органах чувств

Организм представляет собой сложную саморегулирующуюся систему, которая характеризуется обменом веществ, энергии и информации с окружающей средой.

Целесообразное реагирование организма при постоянно меняющихся условиях внешней среды возможно только при наличии непрерывного поступления в организм информации от этой среды. Функцию получения и переработки информации об условиях внешней среды в организме выполняют органы чувств. По существу органы чувств представляют собой измерительные устройства для анализа внешних физических стимулов, а также для оценки эффективности действий, произведенных организмом. Таким образом, органы чувств выполняют роль обратной информационной связи в системе организм – среда.

При исследовании работы органов чувств представляют интерес два аспекта: кибернетический и биофизический. Кибернетический аспект заключается в изучении принципов кодирования и переработки информации в органах чувств, а биофизический – в исследовании конкретных физико-химических процессов взаимодействия факторов внешней среды с органами чувств, приводящий к трансформации энергии внешнего воздействия в специфические сигналы, пригодные для анализа нервной системой.

Схема, показывающая взаимодействие организма и внешней среды.

Фосфорилирование белков протеинкиназами и дефосфорилирование их многочисленными клеточными ферментами гидролиза – фосфатазами оказалось универсальным механизмом мгновенного ответа клетки на внешнее воздействие. В результате фосфорилирования мембранных белков открываются каналы проводимости катионов, и как следствие мгновенно меняется поверхностный потенциал клетки, в результате чего возникает вместо потенциала покоя потенциал действия. Он передается по аксону в обонятельную луковицу, где и происходит отбор биологически значимых сигналов от обонятельного «шума», а затем путь сигнала ведет в мозг и вызывает поведенческий ответ животного.

Вопросы для рассмотрения на занятии:

11. Общие закономерности работы органов чувств.

12. Теории восприятия вкуса.

· Химические рецепторы возбуждений вкуса.

13. Теория обоняния.

· Секреторные железы Боумена, роль щелочных фосфатаз.

· Схема строения адреналинового и запахового рецепторов.

14. Теории восприятия звука.

· Физическая природа звука. Частотная зависимость чувствительности уха.

· Механические свойства барабанной перепонки и базилярной мембраны улитки.

· Методы исследования колебаний базилярной мембраны.

· Рецепция колебаний базилярной мембраны волосковыми клетками.

· Механизм распознавания чистых тонов.

· Резонансная теория слуха Гельмгольца. Теории Флетчера, Эвальда

Самостоятельная работа

Наружный слуховой проход у человека, являющийся резонатором звуковых волн, имеет длину 2, 7 см. Резонанс наблюдается, если длина резонатора составляет одну четвертую длины волны. Рассчитайте резонансную частоту, которая будет соответствовать максимальной чувствительности слуха.

Литература

· Владимиров Ю.А. Биофизика. – М., 1983, стр. 252-258

· Губанов Н.И. Медицинская биофизика. – М., 1978, стр. 25-39, 283-304

· Seeing, hearing and smelling the world. A report from the Howard Hughes medical institute. 1995