Ситуационные задачи с решением. 1. При передаче информации в сенсорных системах используется, в частности, принцип частотной модуляции

1. При передаче информации в сенсорных системах используется, в частности, принцип частотной модуляции. Можно ли утверждать, что одна и та же группа рецепторов передавала одинаковую информацию в двух разных экс­периментах, если в каждом случае были заре­гистрированы пачки импульсов, общее количество которых за единицу времени в каждой пачке было одинаково?

Решение. А. Частотная модуляция состоит в том, что при передаче конкретной информации изменяется частота фоновой активности нейронов, а также распределение импульсов в пачках импульсов (рисунка пачки). Б. Следовательно, при одной и той же средней частоте передаваемых импульсов в двух разных экспериментах их распределение внутри временных интервалов могло быть разным (например, в первом эксперименте более частые импульсы в начале, во втором – более частые импульсы в конце). Значит, информация, переданная в двух экспериментах, могла быть разной, но могла быть и одинаковой. В принципе утверждение в задаче неверно, для решения вопроса о характере информации в задаче недостаточно данных.

2. После частичной или полной ампутации конечности большинство больных еще долго, а часто до конца жизни ощущают удаленную конечность. Такая иллюзия бывает так убедительна, что фантомная конечность ощущается лучше, чем сохранившаяся. Как это объяснить?

Решение. А. Интегративная оценка сигналов от кожных рецепторов и проприорецепторов позволяет построить в мозге трехмерную модель положения нашего тела и его частей в пространстве. Эту модель условно можно назвать «схемой тела». Схема тела формируется у человека в первые годы жизни. Через каналы обратной связи импульсы постоянно поступают в высшие отделы сенсорных систем, корректируя и дополняя эту модель. Главными источниками информации служат руки, когда они движутся, прикасаясь к частям тела и различным предметам, ощупывая их. Пространственные представления о собственном теле фиксируются в памяти. Они позволяют человеку во время выполнения различных двигательных программ точно знать, какое положение в пространстве должны занимать голова, тело, конечности в каждом конкретном случае. Б. В случае удаления конечности в высших отделах мозга сохраняется исходная схема тела, поэтому человек ощущает утраченную конечность. Более того, у больного могут появляться ощущения воздействия на утраченную конечность, в том числе и ощущение боли (фантомная боль).

3. Если при закрытых глазах катать двумя соседними не перекрещенными пальцами горошину, то возникает ощущение одной горошины. Если сделать то же самое, но пальцы перекрестить, то возникнет ощущение двух горошин (опыт Аристотеля). Как объяснить разницу в ощущениях?

Решение. А. В первом случае раздражаются внутренние соприкасающиеся поверхности пальцев. Во втором случае наружные не соприкасающиеся поверхности. В естественных условиях наружные поверхности пальцев могут раздражаться только двумя предметами, поэтому и возникает два ощущения. Б. Опыт показывает, что в мозге существует модель пространственного расположения пальцев рук, фиксированная в памяти. Сопоставление текущей информации из окружающей среды (обстановочной афферентации) с сенсорной моделью «схемы тела» (смотри задачу 2) лежит в основе распознания предметов окружающего мира.

4. Почему мы не ощущаем кольцо, которое постоянно носим на паль­це, но, в то же время, отчетливо чувствуем, что на этот палец села муха?

Решение. А. При постоянном воздействии тактильного раздражителя (кольца) происходит адаптация рецепторов, и раздражитель не восприни­мается, поэтому мы не ощущаем кольца. Б. При адаптации абсолютные пороги чувствительности повышаются, что приводит к снижению чувствительности. В то же время дифференциальные пороги уменьшаются. Следовательно, увеличивается способность ощутить изменения раздражителя, поэтому прикосновение лапок мухи, хотя и слабое, но достаточное, чтобы человек его ощутил.

5. При быстром погружении в горячую ванну у человека возникает острое ощущение холода. Почему?

Решение. А. Терморецепторы имеют фоновую активность. Постоянная импульсация наблюдается у рецепторов в диапазоне: у тепловых - от 20 до 50 ⁰С, у холодовых - от 10 до 41⁰С. При повышении температуры увеличивается частота импульсов у тепловых рецепторов, при снижении температуры возрастает частота у холодовых рецепторов. Б. Холодовые и тепловые терморецепторы сосредоточены в температурных точках кожи. Холодовых точек больше и они располагаются ближе к поверхности кожи, чем тепловые, поэтому у холодовых рецепторов порог активации меньше. Степень активации рецепторов зависит не только от величины действующей температуры, но и от скорости ее изменения. В. В целом при воздействии температурных раздражителей на кожу холодовые рецепторы возбуждаются быстрее. Следовательно, при резком воздействии высокой температуры холодовые терморецепторы раньше успели изменить активность, а тепловые еще не отреагировали на раздражитель, поэтому в центральные части сенсорной системы, где в памяти имеется «температурная схема тела», поступает неполная информация о раздражителе. В результате сравнения текущей температурной информации (обстановочной афферентации) с моделью возникает неверное ощущение.

Поиск по сайту: