Нейро-биология Том 1 - Шеперд Г.
Скачать (прямая ссылка):
Эти данные ясно свидетельствуют о том, что продолжительное пребывание в невесомости (8—10 недель) оказывает влияние на механизмы поддержания позы. Возможно, что в этом играет роль несколько систем. Во-первых, мышцы ног во время полета в какой-то степени атрофируются без употребления, что может сказываться на способности стоять в самый первый период восстановления. Во-вторых, мышечно-сухожильные рефлексы находятся в гиперактивном состоянии; это может вызвать нарушение координированной работы мышц при стоянии. Наконец, было высказано предположение, что в течение полета некоторый «паттерн-центр» в центральной нервной системе подвергается изменениям, связанным с привыканием к полету, и при возвращении на землю должны произойти обратные изменения. Указанный паттерн-центр интегрирует сигналы от вестибулярного органа, мышечных и сухожильных рецепторов, а также механорецепторов кожи и глубоких структур. Он представляет собой распределенную систему для поддержания стоячей позы. Способность всей этой системы приспосабливаться к переходам от нормальной силы тяжести к нулевой согласуется с удивительной степенью пластичности, которая свойственна нервным сетям вообще и уже демонстрировалась, в частности, для вестибулярной системы (см. выше о вестибуло-окуляр-
392
///. Сенсорные системы
ной системе). Можно надеяться, что в недалеком будущем представится возможность проверить эту гипотезу экспериментально и на животных, и на людях в процессе дальнейших космических полетов.
Литература
Alexander R. McN.t 1979. The Invertebrates, Cambridge, Cambridge University Press.
Carpenter M. B.> 1976. Human Neuroanatomy, Baltimore, Williams and Wilkins. Fernandez C.t Goldberg У. M. (1976). Physiology of peripheral neurons innervating otolith organs of the squirrel monkey. III. Response dynamics, J. Neurophysiol., 39, 996—1008.
Grossman УAlkon D. L.t Heldman E. (1979). A common origin of voltage noise and generator potentials in statocyst hair cells, J. Gen, Physiol., 73, 23—48.
Homick J. L.t Reschke M. F., Miller E. F. II, 1977. The effects of prolonged exposure to weightlessness on postural equilibrium. In: Biomedical Results from Skylab (ed. by R. S. Johnston and L. F. Dietlein), Washington, D, C., National Aeronautics and Space Administration, pp. 104—112.
Hudspeth A. Jacobs R. (1979). Stereocilia mediate transduction in vertebrate
hair cells, Proc. Natl. Acad. Sci., 76, 1506—1509.
Kerwin J. P.f 1977. Skylab 2 crew observations and summary. In: Johnston and Dietlein (eds.) op. cit., pp. 27—29.
Loewenstein О. E. (1974). Comparative morphology and physiology. In: Handbook of Sensory Physiology, Vol. VI/I, Vestibular System, Part 1, Basic Mechanisms (ed. by H. H. Kornhuber), New York, Springer, pp. 75—123. Markt //., 1974. The perception of gravity and of angular acceleration in invertebrates. In: Kornhuber (op. cit.), pp. 17—74.
Wersall Л, Bagger-Sjoback 1974. Morphology of the vestibular sense organ, In: Kornhuber (op. cit.), pp. 123—170.
Wilson V. Melvill-Jones G., 1979. Mammalian Vestibular Physiology, New York, Plenum.
Рекомендуемая дополнительная литература Precht W. (1979). Vestibular mechanisms, Ann. Rev. Neurosci., 2, 265—289.
16
Слух
Органы чувств, которые мы рассматривали, широко распространены в животном мире. Информацию о молекулах и химических веществах, о физической внешней среде, о состоянии мышц и пространственной ориентации можно считать обязательной для любого многоклеточного организма, ведущего активную жизнь. Теперь мы познакомимся с менее распространенным типом информации. Слух, т. е. чувствительность к звукам, свойствен главным образом насекомым и позвоночным. Разумеется, это не значит, что он менее важен; напротив, виды, обладающие этим чувством, используют его весьма эффективно с разными целями, например чтобы избегать хищников, находить себе пару, общаться с другими особями. И вряд ли можно сомневаться, что у людей слух послужил ключом для развития речи и через нее — значительной части нашей культуры.
Хорошо начать рассмотрение этой модальности с некоторых определений. Слух в самом широком понимании — это чувство звука. В общем виде звук состоит из волн сжатия воздуха или воды. Звуковые волны создаются множеством разнообразных естественных явлений, в том числе многими движениями животных, например взмахами крыльев или топотом копыт. Такие звуки очень важны: когда они предупреждают о приближении хищника, то решается вопрос жизни или смерти.
Механизмы, которые развились у животных, чтобы издавать звуки для общения, будут рассмотрены в главе 24. Здесь же мы отметим, что звуки очень широко варьируют по частоте; диапазон их для разных животных показан на рис. 16.1. У некоторых видов этот диапазон сравнительно узок (у сверчков, лягушек, птиц). В некоторых случаях они распространяются на чрезвычайно низкие частоты (у рыб, китов и дельфинов, у человека), К самым низким частотам относятся вибрации, которые служат стимулами для разного рода механорецепторов, а также для слуховых рецепторов. Некоторые виды животных способны ощущать чрезвычайно высокие частоты, доходящие до 100 кГц (различные млекопитающие и насекомые). Интересно сравнить длину волн при этой частоте (не-
