Главная » Справочники » Спецкурсы »

Физиология сенсорных систем

Преподаватель: доцент Чернышев Б.В.

Курс «Физиология сенсорных систем» посвящен нейробиологическим механизмам функционирования сенсорных систем животных и человека, включая периферические органы, проводящие пути и центральные звенья. В курсе детально рассматриваются все уровни обеспечения сенсорных функций – от молекулярно-биологических механизмов трансдукции до когнитивных аспектов восприятия. Большое внимание уделяется рассмотрению иерархических и параллельных связей между мозговыми системами, участвующими в сенсорных функциях. В каждой теме рассматриваются психофизика соответствующих модальностей, клинические правления при различных заболеваниях, и практические аспекты применения физиологии сенсорных систем в медицине, технике, эргономике, гигиене труда и отдыха.

Программа курса

Тема 1. Общие принципы организации сенсорных систем. Организация обработки сенсорной информации в ЦНС.

Рецепторы, трансдукция, рецепторный и генераторный потенциал. Виды кодирования сенсорных сигналов в нервной системе. Классификация рецепторов. Сенсорная адаптация. Торможение: латеральное, возвратное, нисходящее. Ощущение и восприятие. Модальность, основные характеристики ощущений. Понятие порога в психофизике. Основные законы психофизики: закон Э.Вебера, закон Г.Фехнера, закон С.Стивенса.

Сенсорные карты и модульность сенсорных структур ЦНС. Детектирование признаков и их связывание (слияние) в целостное восприятие: теория гностических нейронов и теория распределенного кодирования.

Тема 2. Соматосенсорная система. Болевая чувствительность.

Психофизика соматосенсорной чувствительности. Периферические механизмы соматосенсорной рецепции: кожная механочувствительность, проприорецепция, терморецепция. Спинальные и стволовые механизмы соматосенсорной рецепции. Вентробазальный комплекс таламуса. Первичная и вторичная соматосенсорная кора. Дискриминативный и аффективный компоненты восприятия соматосенсорных стимулов.

Классификация видов боли и психофизика боли. Периферические механизмы ноцицепции. Центральные механизмы ноцицепции. Системы регуляции болевой чувствительности и теория воротного контроля. Патофизиология боли и методы обезболивания.

Тема 3. Вестибулярная и слуховая системы.

Боковая линия и ее модификации в эволюции. Волосковые клетки: строение, физиология и механизмы трансдукции. Вестибулярная система: периферические механизмы, центральные механизмы, поражения вестибулярной системы.

Важнейшие характеристики звука и психофизика слухового восприятия. Эволюция периферической части слуховой системы. Наружное и среднее ухо. Внутреннее ухо. Механизмы частотной настройки волосковых клеток кортиева органа. Кодирование звука в слуховых афферентах. Основные причины нарушения слуха. Кохлеарные ядра. Комплекс ядер верхней оливы и локализация направления на источник звука. Нижние бугры четверохолмия. Медиальное коленчатое тело. Слуховая кора.

Тема 4. Зрительная система.

Важнейшие характеристики света и психофизика зрительного восприятия. Движения глаз и зрительное восприятие. Общее устройство глаза. Оптическая система глаза. Фоторецепторы, фоточувствительные пигменты и механизмы фототрансдукции. Скотопическое и фотопическое зрение. Функциональное строение сетчатки. Физиология обработки сигнала в сетчатке. Адаптация в сетчатке. Функциональная роль зрительных проекций в гипоталамус, претектальную область и верхние бугры четверохолмия. Латеральное коленчатое тело. Первичная зрительная кора: строение рецептивных полей нейронов зрительной коры по Д.Хьюбелу и Т.Визелю, пространственная организация зрительной коры (колонки глазодоминантности, ориентационные колонки, капли). Экстрастриарная зрительная кора: основные поля и их функции, понятие о дорсальном и вентральном потоке по М.Мишкину, основные виды оптических агнозий. Механизмы цветового зрения.

Тема 5. Вкусовая и обонятельная системы.

Общие свойства и психофизика вкусовых ощущений. Вкусовые рецепторы. Трансдукция вкусовых стимулов. Центральные механизмы вкусовой системы.

Восприятие запахов и психофизика обоняния. Обонятельный эпителий. Обонятельные рецепторные белки и обонятельная трансдукция. Поиск первичных запахов; современные представления о генах обонятельных рецепторных белков по Р.Акселю и Л.Бак. Функциональная организация обонятельной луковицы. Вомероназальный орган и дополнительная обонятельная луковица. Феромоны. Центральные проекции обонятельной системы.

Рекомендуемая литература

1. Kandel E.R., Schwartz J.H., Jessell T.M., Siegelbaum S.A., Hudspeth A. J. (Eds.) Principles of Neural Science, 5th Edition. McGraw-Hill Professional, 2012
2. Purves D., Augustine G.J., Fitzpatrick D., Hall W.C., LaMantia A.-S., White L.C. (eds.) Neuroscience, 5th edition. Sinauer Associates, 2012.
3. Squire L.R., Berg D., Bloom F. E., du Lac S., Ghosh A., Spitzer N. C. (Eds.). Fundamental Neuroscience, 4th ed. Academic Press, 2013.
4. Вартанян И.А. Физиология сенсорных систем. СПб.: Лань 1999.
5. Николлс Дж., Мартин А., Валлас Б., Фукс П. От нейрона к мозгу: Пер. с англ. Изд. 2-е. М.: Изд-во ЛКИ, 2008 (или М: УРСС, 2003)
6. Психофизиология / Под ред. Ю.И. Александрова. – СПб.: Питер, 2006.
7. Смирнов В.М., Будылина С.М. Физиология сенсорных систем и высшая нервная деятельность. М: Академия, 2003.
8. Смирнов В.М., Яковлев В.Н., Правдивцев В.А. Физиология центральной нервной системы. М: Академия, 2005
9. Смит К. Биология сенсорных систем. М.: Бином, 2005.
10. Физиология сенсорных систем / под ред. Я.А.Альтмана. СПб.: "Паритет", 2003.
11. Физиология сенсорных систем. Учебное пособие для вузов. /Под ред. Я.А.Альтмана. СПб.: «Паритет», 2003.
12. Физиология человека. Под. ред. Р.Шмидта и Г.Тевса, М: Мир, 2004.
13. Шульговский В.В. Основы нейрофизиологии. М: Аспект Пресс, 2000
14. Шульговский В.В. Физиология центральной нервной системы. Изд-во МГУ, 1997.
15. Шульговский В.В., Ерченков В.Г. Сравнительная физиология анализаторов. М., МГУ, 1989.