Сенсорные системы, обеспечивающие хеморецепцию. Их значение в поведении человека.

Введение
Информацию об окружающем мире живые существа получают благодаря функционированию органов чувств: слуха, зрения, вкуса, обоняния. Каждая сенсорная система осуществляет восприятие факторов внешней среды за счет функционирования небольшого участка ткани, обладающего чувствительностью к определенным физическим стимулам (в случае зрения – это электромагнитное излучение, механические колебания воздуха в случае слуха, химические вещества участвуют в формировании обоняния и вкуса). У многоклеточных организмов такие специализированные участки ткани определяются как рецепторы. Клетки рецепторов способны к преобразованию улавливаемого света, звука или химических веществ в нервные импульсы, поступающие для обработки полученной информации в головной мозг.
Хеморецепция является важным элементом процесса восприятия и дальнейшего анализа информации из окружающего мира. Химические стимулы помогают получить информацию о вкусовых качествах, безопасности и энергетической ценности пищи.
Восприятие химической информации из внешней среды играет важную роль в жизнеобеспечении животных. В этой связи изучение хеморецепции необходимо для понимания процессов и механизмов ориентации, коммуникации, индивидуального и группового поведения.
Целью работы является изучение сенсорных систем, обеспечивающих хеморецепцию.
В рамках поставленной цели решаются следующие задачи:
− изучить общие механизмы возбуждения рецепторов;
− ознакомиться с механизмами хеморецепции;
− выявить значение сенсорных систем, обеспечивающих хеморецепцию, в поведении человека
 
Общие механизмы возбуждения рецепторов
Воздействие стимула на воспринимающую клетку приводит к преобразованию в рецепторный сигнал энергии внешнего раздражения, т.е. осуществляет трансдукцию сенсорного сигнала. Процесс трансдукции состоит из трех основных этапов:
− взаимодействие стимула, т. е. молекул вкусового или пахучего субстрата с воспринимающей молекулой белка, находящейся в структуре клеточной мембраны рецепторной клетки;
− процессы усиления и передачи сенсорного стимула. Проходящие в рецепторной клетке, не выходящие за ее пределы;
− функционирование ионных каналов, , находящихся в мембране рецептора; через эти каналы начинается движение ионного тока, что, как правило, вызывает деполяризацию клеточной мембраны клетки рецептора, следствием чего является возникновение так называемого рецепторного потенциала.
Потенциал первично-чувствующих рецепторов оказывает воздействие на участки мембраны, обладающие наибольшей чувствительностью и обладающие способностью к генерированию потенциалов действия — электрических нервных импульсов.
Рецепторный потенциал вторично-чувствующих рецепторов приводит к выделению из пресинаптических окончаний рецепторных клеток квантов медиатора.
Оказывая воздействие на постсинаптическую мембрану первого нейрона, медиатор вызывает изменение ее поляризации, происходит выработка постсинаптического потенциала. Постсинаптический потенциал первого нейрона сенсорной системы обозначают как генераторный потенциал, поскольку он приводит к генерации импульсного ответа.
В первично-чувствующих рецепторах имеется совпадение рецепторного и генераторного потенциалов. Абсолютная чувствительность сенсорной системы измеряется определением порога реакции.
Чувствительность и порог являются обратными понятиями: чем выше значение порога, тем ниже показатели чувствительности, и наоборот. Обычно пороговой считают такую силу стимула, который воспринимается с вероятностью 0,5 или 0,75 (возникновение правильного ответа о наличии стимула в половине или в 3/4 случаев его воздействия). Значения интенсивности с более низкими величинами определяются как подпороговые, а более высокие рассматриваются в качестве надпороговых.
Было установлено, что реакция на сверхслабые раздражители является возможной и в подпороговом диапазоне, но она не достигает порога ощущения, т.е. является неосознаваемой.
Предельно высокой является чувствительность рецепторных элементов к адекватным раздражителям, восприятие которых эволюционно обусловлены. Так, возбуждение обонятельного рецептора возможно под воздействием одиночной молекулы пахучего вещества.
Важной характеристикой сенсорной системы является ее способность к определению различий в свойствах раздражителей, действие которых одновременно или последовательно. Дифференциация возникает в рецепторах, но в этом процессе принимают участие все нейроны сенсорной системы. Оно является характеристикой минимального различия стимулов, замечаемых сенсорной системой (разностный, или дифференциальный).
Порог дифференциации раздражителей по интенсивности практически всегда на определенную долю выше действовавшего ранее раздражения (закон Вебера).
Согласно закону Вебера—Фехнера, увеличение ощущения пропорционально логарифму интенсивности раздражения.
Пространственная дифференцировка силы раздражителей основана на распределении возбуждения в нейронных слоях и в слое рецепторов. Так, если двумя раздражителями осуществляется возбуждение двух соседних рецепторов, то дифференциация этих раздражителей неосуществима, и они воспринимаются как единое целое.
Для различения раздражителей необходимо, чтобы между двумя возбужденными рецепторами располагался хотя бы один невозбужденный рецептор.
Для дифференциации двух раздражений во времени необходимо, чтобы нервные процессы, вызванные ими, во времени не сливались, и чтобы сигнал, обусловленный действием второго стимула, не совпадал с рефрактерным периодом от предыдущего раздражения.
В сенсорной системе в результате возникновения процессов преобразования и передачи сигналов до высших центров мозга доносится наиболее важная информация о раздражителе в форме, которая удобна, чтобы его надежно и быстро проанализировать. Преобразования сигналов условно можно разделить на пространственные и временные. Пространственные преобразования включают в себя различия в соотношениях разных частей сигнала.
Во всех сенсорных системах для временного преобразования информации типична временная компрессия, сжатие сигналов: переход от тонической (длительной) импульсации нейронов нижних уровней к фазическим (коротким) разрядам нейронов на высоких уровнях.
Информация, которая передается от различных рецепторов, очень быстро могла бы насытить все информационные резервы мозга. Путем подавления информации о менее существенных сигналах происходит ограничение избыточности сенсорных сообщений. Во внешней среде менее важным и значительным является то, что не изменяется или подвергается медленным изменениям во времени и в пространстве.