Физиология тактильного восприятия

Нейроны образуют сети. Информация передается от сенсорного нейрона через интернейрон (вставочный), далее на вегетативный и к органу (например, бронхам) или на двигательный нейрон и к мышцам. Информация передается в виде коротких электрических импульсов (потенциал действия). Сигнал от нейрона к следующей клетке передается за счет выделения медиатора из окончания аксона (синапсы), которые воздействуют на следующую клетку. 

Кодирование происходит за счет изменения частоты импульсов, их количества, интервала между группами импульсов. С помощью рецепторов возможна кодировка силы и некоторых качественных характеристик сигнала (например, место прикосновения к коже или частота звукового рецептора). 

Рецепторы используются в 2-х значениях:

1. чувствительные клетки (отростки нейронов или спец клетки) – с т.з. классической физиологии;

2. белок, реагирующий на какое-то воздействие (н-р, на появление гормона или медиатора в синапсе) – пришло из биохимии.

Для каждого вида рецепторов существует свой адекватный раздражитель, т.е. раздражитель, к энергии которого рецептор наиболее чувствителен. 

Как происходит передача сигнала от рецепторов в ЦНС? 

Здесь используется

 1. закон топического принципа: каждый рецептор передает сигнал «своей нервной клетке, при этом соседние рецепторы передают информацию соседним нейронам. Аналогичным образом организована передача и внутри ЦНС от структуры к структуре и так до КБП;

В результате на разных уровнях ЦНС можно наблюдать формирование «карт» рецепторных поверхностей (поверхности – где собраны рецепторы опр. сенсорной системы: н-р, кожа, поверхность языка, сетчатка глаза и др.). От каждого участка восприятия на теле идут свои информационные каналы (от носа свои, от кожи свои и не смешиваются). Это одинаковые импульсы, но разные каналы.

2. закон кодирования сенсорного сигнала: каждый инф стимул различается по кол-ву и качеству. Количество – это энергия (уровень давления на коже или яркость света), качественно разные сигналы – это сигналы, которые действуют на разные рецепторы. Кожная чувствительность: количество – сила прикосновения и качество – место прикосновения. 

Топический принцип, если говорить применительно к коже, это соматотопия – наше тело формирует карту кожной поверхности в теменной коре больших полушарий.

Кожная чувствительность – это прикосновение, давления, вибрации, тепло/холод. 

Кожа – самый большой орган более 2 кв. м поверхность.

Относится к первично-чувствующей системе рецепторов (отросток или его тело). В этом случае проводящий нерв образован аксонами сенсорных нейронов: обонятельная система, системы болевой, кожной и мышечной чувствительности, рецепторы внутренней чувствительности. 

Вторично-чувствующие рецепторы – специализированные клетки (не нервные). Нерв образован отростками особых проводящих путей: слуховая и вестибулярная системы, вкусовая и зрительная системы. 

Как происходит процесс в первично-чувствующей системе?

Стимул (н-р, прикосновение) вызывает открывание каналов для положительно заряженных ионов Na(+) на мембране рецепторов (там находятся чувствительные белковые молекулы, которые отвечают на стимул и они являются белковыми каналами, они имеют цилиндрическую форму и внутри них есть проход для ионов натрия и эти каналы обычно закрыты, но при механическом воздействии створка открывается) – вход ионов натрия приводит к сдвигу внутриклеточного заряда вверх (рецепторный потенциал – активация белков) – РП вызывает генерацию ПД (потенциала действия), распространяющихся по аксону в ЦНС. 

Кожные механорецепторы: 

• диски Меркеля (медленно адаптирующиеся) – располагаются поверхностно. Узнавание объекта на ощупь, прикосновение и давление. Расположены на кончиках пальцев, ладони (там, где нет волосков);
• тельца Мейснера (быстро адаптирующиеся рецепторы) – обхватываете и сжимаете (важно сжать с правильной силой – несильно и неслабо, связано с дозированием усилий). Уложенные в спираль нервные окончания. Реагируют на шероховатость поверхности. Контроль силы захвата. Соревнования по перетягиванию каната, руль велосипеда, поводок собаки. Эффект выскальзывания движения; 
• тельца Пачини  - в глубине Дермы, нервное волокно, вибрация с высокой частотой (200-400 Гц), давление. «работа с инструментами. Распространяет кожную чувствительность на конец инструмента (н-р, лопата). Ощущение гладкой поверхности, стекла;
• тельца Руффини (медленно адаптирующиеся рецепторы) – капсулы с нервными волокнами, в глубине кожи, реагируют на растяжение кожи, сгибы суставов. 

Есть другие разные рецепторы – на волосяных луковицах, зуд, щекотка… Особенно щекотка – важно, чтобы другие щекотали, в стае обезьян это способ коммуникации (мама ребенка и он радуется). 

Волос – как продолжение кожи, мертвая структура, отмершие клетки эпидермиса, состоящие из кератина. Реакция нервного волокна на сдвиг волоса очень важна. Основание волоса густо оплетено нервными волокнами, что позволяет управлять тонким движением волоса. 

Как информация обрабатывается в спинном и головном мозге:

А. путь сенсорного сигнала:

1. запустить рефлексы на уровне спинного мозга (н-р, хватательный у младенца, чесательный);

2. по восходящим путям (затние канатики в продолговатый мозг и в таламус, далее в КБП – оценка положительная или отрицательная).

B. обработка в головном мозге:

1. таламус – фильтр информации, пропускает сильные и новые сигналы (непроизвольное внимание), а также сигналы, связанные с деятельностью коры (произвольное внимание);

2. гипоталамус – эмоциональное восприятие информации (центр эндокринной и вегетативной регуляции). Н-р, чувствуем тепло, кора запоминает, где находить тепло (положительные эмоции). А когда мы ощущаем боль, чувствуем негативные эмоции, кора пытается запомнить, чего не надо делать. 

Значимость тактильного восприятия: 

1. познание мира: новизна +активация центров положительных эмоций (еда, запахи, кожная и вестибулярная чувствительность);

2. тактильное прикосновение способствует выработке гормона окситоцина (доверие, удовлетворение, снижение тревоги и чувство спокойствия рядом с близкими людьми) и соматотропина (гормон роста, обновление тканей, костей);

3. средство коммуникации между людьми (эмоциональное, невербальное);

4. антистресс-метод – снижение кортизола за счет активации центров пол эмоций (выделение дофамина, окситоцина, эндорфинов). !!!Тактильный контакт очень важен для развития детей особенно для младенцев. Иногда стрессором может быть и отсутствие тактильного контакта. 

Литература:

1. В.А. Дубынин курс лекций «Физиология сенсорных систем» 

2. В.А. Дубынин «Анатомия центральной нервной системы», учебник изд. 2023

3. Роберт Сапольски «Почему у зебр не бывает инфаркта» 

4. Н.А. Агаджанян, В.М. Смирнов и др. «Нормальная Физиология»

Значение тактильного восприятия в жизни человека

Осязание — самое примитивное чувство. Оно развивается первым, уже на восьмой неделе беременности. Кожа — это самый большой орган: площадь ее у взрослого составляет около двух метров. Тактильные ощущения критически важны для ребенка с первых минут его жизни. В 2021 году на сайте ВОЗ появились данные исследования, которые доказывают, что для недоношенных детей жизненно необходим телесный контакт с матерями и как в целом важен “золотой час” после родов. Сразу после появления ребенка на свет, еще до того, как перережут пуповину, ребенка кладут маме на живот - первое прикосновение, первые минуты сильнейшей близости. Это «пусковой механизм» материнства и на психологическом, и на гормональном уровнях. Контакт кожа-к-коже снижает у женщины выработку адреналина после родов. Его уровень падает — и запускается синтез других «гормонов материнства»: пролактина и окситоцина. Один отвечает за лактацию, другой — за сокращение матки. У ребенка происходит импринтинг: запечатление образа матери в сознании - первое тепло - мамино тело, первый запах - мамы. Сразу после холода, яркого света, громкого звука, после боли рождения - безопасное, буквально спасительное тепло человека, который и дальше будет кормить, защищать, согревать. Начинается приспособление ребенка к новой среде. И эти первые ощущения остаются с нами на всю жизнь - где-то глубоко, в подсознании, тончайшими ассоциативными связями, первыми нейронными связями в глубинах продолжающего формироваться мозга. В отличие от слуха и зрения, осязание и обоняние у новорожденного развиты значительно: новорожденные реагируют на прикосновения так же, как и взрослые. На самом деле, даже новорождённый способен понять, что к нему прикоснулась именно его мама. 

Для ребенка быть в контакте с родителем - особенная радость и источник позитива безотносительно еды, безопасности и т.д. Просто идти и держаться за мамин палец - уже замечательно, уже срабатывают структуры гипоталамуса, отвечающие за родительско-детские отношения, вырабатываются дофамин и эндорфины, усиливающие детскую привязанность. В 50-е гг. Гарри Харлоу провел серию экспериментов с детенышами макаки-резуса: детеныша отделяли от мамы и помещали в клетку с двумя ее “заменителями” - плюшевой мягкой игрушкой и проволочной конструкцией с бутылочкой молока. И несмотря на то, что еда была рядом, детеныши предпочитали сидеть, обнимая плюшевую “маму”, изредко перебираясь ко второй “проволочной маме” только поесть - и сразу возвращались обратно. При таком тактильном контакте выделяется большое количество окситоцина, гормона, отвечающего за чувство удовольствия, без которого мозг развивается гораздо хуже, медленнее возникают нейронные связи между отдельными клетками и целыми отделами, возникает постоянный стресс.

Всестороннее представление об окружающем предметном мире у ребенка не может сложиться без тактильно-двигательного восприятия, так как именно оно лежит в основе чувственного познания. Чем тоньше тактильные ощущения малыша, тем точнее он может сравнить, объединить или различить окружающие его предметы и явления, то есть наиболее успешно упорядочить мышление. Стимулирование тактильных чувств также оказывает положительное влияние на координацию, внимание, мышление, воображение, зрительную и двигательную память.

При этом если у ребенка наблюдается тактильная пониженная чувствительность (гипочувствительность), то есть он ощущает прикосновения только, если они очень сильные, то это скажется и на его развитии и поведении. Такие дети пассивны в поведении, имеют трудности с планированием своих действий, ощущение боли заторможено, например, ребенок может не заметить, что испачкался или у него течет из носа, может наступить на игрушку и не заметить этого. Зачастую ребенок с гипочувствительностью может не замечать раны и ссадины. Может проявлять аутоагрессию: кусает, щипает, царапает себя, а впоследствии не понимает, что эти действия, не приносящие ему большого дискомфорта, могут быть неприятны и болезненны другим. В результате ребенку будет сложно проявлять эмпатию, сопереживание.

Если физическое развитие тела происходит примерно линейным образом от рождения до ранней юности, то мозг развивается совсем иначе. Самый быстрый рост его происходит в утробе, а от рождения до 4 лет мозг развивается по экспоненте. Объем мозга четырехлетнего ребенка имеет 90% от мозга взрослого человека. В этот период происходит значительная часть развития основных нейронных сетей. Это время величайшей податливости и уязвимости, поскольку жизненный опыт активно накапливается и упорядочивается в мозге. Безопасные, предсказуемые, питательные и многократные переживания позволяют ему раскрыть свой генетический потенциал. Мозг развивается последовательно примерно в таком же порядке, как развиваются его отделы. Самые примитивные области, начиная от ствола мозга, растут в первую очередь. По мере взросления ребенка каждый следующий отдел мозга (от ствола к лобным долям) в свою очередь претерпевает важные изменения. Но для правильного развития каждая область требует соответствующего по времени, упорядоченного и неоднократного восприятия внешних стимулов. И если на каком-то из этапов по каким-то причинам будет превалировать стрессовое возбуждение, невозможность удовлетворить базовую потребность (в еде, защите, тепле, привязанности) он будет формироваться с “пробелами”, а реакции на стресс и дальнейшее поведение будут формироваться с учетом этих упущенных стимуляций.

Используемые нейронные системы становятся доминирующими, неиспользуемые уходят на второй план. По мере взросления ребенка многие системы мозга нуждаются в стимуляции для дальнейшего развития, и это развитие должно происходить в определенные периоды, чтобы системы функционировали наилучшим образом. Если такой чувствительный период оказывается пропущенным, некоторые системы могут так и не раскрыть свои возможности. В некоторых случаях такие изъяны, связанные с пренебрежением, становятся постоянными. В нормальных обстоятельствах на раннем этапе жизни дети получают внимание, уход, заботу и защиту, что приводит к одновременной стимуляции двух крупных нейронных сетей в развивающемся мозге. Первая сеть представляет собой взаимосвязанный набор сенсорных восприятий, который ассоциируется с человеческими взаимоотношениями (запах, прикосновения, знакомые голоса, мимика). Во втором случае происходит стимуляция нейронных систем, связанных с ощущением удовольствия. Ребенок голоден, плачет, на его зов приходит мама, ее ласковые прикосновения, покачивания, голос, теплая еда, запах - все это вкупе приносит избавление от неприятных ощущений, становится источником удовольствия. И если эта схема повторяется с достаточной регулярностью, то между отдельными системами - удовольствие и человеческие отношения, выраженные через сенсорные восприятия - устанавливается прочная ассоциация. Дети, не получившие регулярной физической ласки (объятий, укачиваний, телесного контакта) и внимания или возможности создать теплые отношения, просто не имеют последовательной и упорядоченной стимуляции, необходимой для развития нейронных систем, объединяющих удовольствие, вознаграждение и человеческие отношения. 

При этом важны не только “технические” прикосновения во время смены подгузников или купания, а обычные нежные прикосновения, поглаживания и касание “кожа к коже”. С точки зрения новорожденного, громким плачем зовущего родителя (а как еще ему позвать на помощь и привлечь внимание?), остаться без внимания = остаться в опасности. Это сильнейший стресс. Прикосновения для малыша - не прихоть, баловство или каприз, а средство общения и возможность удовлетворения базовой потребности в безопасности и по сути выживании. Стоит маме взять на руки плачущего малыша, прижать к себе, добавить к этому ласковое воркование, улыбку, покачивания - и ребенок начинает успокаиваться. Даже при коликах, которые вызваны не только особенностями созревания ЖКТ новорожденного, но и в большей степени психическими особенностями, стрессом и незрелостью нервной системы, рекомендуется не только теплая грелка на животик, но и обеспечить ребенку контакт “кожа к коже”, когда родитель кладет на свой голый живот малыша - тепло от тела, знакомый запах, мерные покачивания от глубокого дыхания успокаивают и расслабляют. Игнорирование плача ребенка из разряда “пусть проорется и успокоится” - не метод воспитания, а настоящее суровое наказание, которое может отразиться на формировании мозга ребенка. 

В книге американского психиатра Брюса Перри “Мальчик, которого растили как собаку” приведен интересный клинический случай. Лаура в свои 4 года весила всего 12 кг, проведенная масса обследований и анализов не выявили никаких нарушений со стороны ЖКТ, но высококалорийное питание, которым девочка питалась через зонд. никак не отражалось на ее состоянии. Изучив историю жизни не только девочки, но и ее мамы, Перри обнаружил, что в отношении мамы и дочки отсутствовало самое важное - физическая и эмоциональная близость. Поскольку мама Лауры все детство провела по приютам и не единожды меняла опекунов, так ни к кому и не привязавшись, то и дочь воспитывала также: делала, что полагается (кормила, купала, одевала), но не более - не обнимала, не садила на колени, чтобы посмотреть книжку, не укачивала, а наказывала полным игнорированием, как будто выключала на время ребенка из своего сознания. Не получив в своем детстве человеческого тепла и заботы, она не смогла дать ее и своему собственному ребенку - у нее не развилась базовая нейробиологическая способность сопереживать потребностям собственного ребенка, нуждающегося в материнской любви. Она понимала, что “должна любить” дочку, но не ощущала этой любви так, как происходит у большинства людей (через сформированную связь человеческого контакта и удовольствия), поэтому не проявляла свои чувства через физический контакт с ребенком. 

Для Лауры отсутствие такой стимуляции стало разрушительным: ее организм отреагировал гормональной дисфункцией, заморозившей нормальное развитие, несмотря на более чем достаточное питание. Эта проблема сходна с так называемым “синдромом атрофии” у других млекопитающих. Так, например, у крыс, мышей, даже у котят и щенков самое маленькое и слабое животное (в отсутствие постороннего вмешательства) часто умирает в течение нескольких недель после рождения. Такому малышу часто не хватает сил дотянуться до соска, чтобы получить молоко или добиться материнского внимания. Мать физически пренебрегает им, не холит, не вылизывает его так же, как остальных. В свою очередь это еще больше тормозит его рост - гормоны роста просто “отключаются”. У животных этот природный механизм жестко обходится с таким детенышем, направляя ресурсы матери на более здоровых и крепких малышей, имеющих больше шансов на выживание. 

И у человека дело обстоит похожим образом: без физической стимуляции, необходимой для выработки гормона роста, организм девочки относился к еде как к отходам. Без любви и ласки дети в буквальном смысле перестают расти. Так в детских домах и приютах дети, живущие в условиях очень ограниченного внимания со стороны взрослого (даже самый заботливый и внимательный воспитатель не заменит “своего” родного родителя, даже хотя бы потому, что таких детей на его попечении не один и не два, и в приют он приходит на работу, в отведенное для этого рабочее время), часто растут с серьезными задержками как в физическом, так и психическом развитии.

Дети, пережившими насилие или пренебрежение в самом раннем возрасте, нуждаются в физической стимуляции, такой как укачивание, поглаживания, нежные объятия, даже тогда, когда они уже, казалось бы, повзрослели, должны бы проявлять самостоятельность. В таком случае нужно взаимодействовать с детьми не на основании их возраста, а на основании того, в чем они нуждаются, буквально заполняя лакуны в тех участках мозга, которые образовались в период их созревания. Поскольку речь идет о самых базовых потребностях, которые лежат в самых нижних и глубоких отделах и формируются поэтому, как говорилось выше, первыми, то буквально надо вернуться к младенческому состоянию ребенка, восполнив те нехитрые детские переживания и ощущения (мне тепло, я не голоден, я защищен). Такие дети не получали регулярной и целенаправленной физической ласки, необходимой для развития сбалансированной и отзывчивой системы реакции на стресс. Их буквально не научили, что они могут быть любимыми и надежно защищенными, они изголодались по прикосновениям (мягким, успокаивающим, нежным, безопасным). И работа психиатров с такими детьми включает в себя в том числе постепенное выстраивание физического контакта с ребенком, понятного и безопасного для него, чтобы со временем вырабатывалась и закреплялась ассоциативная связь между физическими прикосновениями, удовольствием и безопасностью.

Список литературы:

1. Перри Б., Салавиц М. Мальчик, которого растили как собаку. М.: Бомбора, 2021. 

2. Шокурова, Н. Ю. Развитие тактильных ощущений у детей / Инновационные педагогические технологии : материалы III Междунар. науч. конф. (г. Казань, октябрь 2015 г.). — Казань : Бук, 2015. — С. 84-86.