Биосенсоры - датчики для получения информации о процессах, происходящих во внешней среде.

Термин "биосенсоры" - скорее технический, чаще всего под ним подразумеваются прежде всего создаваемые современной биотехнологией на основе биомолекул искусственные датчики.

Для физиологии "биосенсоры" - это просто рецепторные, или сенсорные, клетки. Они располагаются в органах чувств и предназначены для решения сложной диалектической задачи: изменяться под влиянием внешнего сигнала (иначе он не дойдет до нервной системы), оставаясь, однако, самими собой даже при очень сильных воздействиях.

В качестве семантического курьеза стоит отметить, что по мере развития представлений о межклеточной и внутриклеточной сигнализации термин "рецепторы", широко применявшийся для обозначения рецепторных клеток органов чувств в 60-70-е годы, постепенно взяли на вооружение специалисты по молекулярной биологии. Теперь под словом "рецептор" они однозначно подразумевают белковую молекулу, избирательно взаимодействующую с гормоном, нейромедиатором или феромоном, то есть с сигнальным веществом.

Что же касается понятия "сенсорные системы", то оно включает в себя не только рецепторные клетки, но и всю систему обработки передаваемых ими сигналов, то есть мозг.

Таким образом, например, оптические биосенсоры, или фоторецепторы, превращают видимое изображение в "нейроизображение".

Чтобы почувствовать, как наш мозг "видит" и обрабатывает информацию, заключенную в нейроизображении, поставим простой эксперимент. (Этот опыт много лет назад продемонстрировали сотрудники Института проблем передачи информации РАН Г. М. Зенкин и А. П. Петров.) Войдем в хорошо затемненную комнату и, оставаясь там в течение 10-15 минут, привыкнем к темноте. Затем возьмем в правую руку заранее приготовленную импульсную фотовспышку, направим ее на ближайший предмет, скажем на собственную свободную руку, и нажмем спусковую кнопку. Вспышка длительностью около миллисекунды давно кончилась, свет уже не действует на сетчатку, но мы четко видим... нейроизображение собственной руки. Уберем ее за спину: где же она на самом деле? Глаз (точнее, зрительная система!) говорит, что рука перед нашим лицом, а соматосенсорная система утверждает, что рука за спиной... В течение примерно 10 секунд мы еще видим так называемый последовательный образ. Смотрим глазом, а видим мозгом.

Это давным-давно известное человечеству свойство сенсорных систем нашло отражение в языке: "смотреть" и "видеть", если речь идет о зрении, "слушать" и "слышать" - о слухе, "нюхать" и "чуять" - это уже об обонянии.

Таким образом, в основе восприятия информации извне лежат сенсорные рецепторы, которые "понимают" язык внешней среды. За ними располагаются более или менее совершенные звенья анализа информации, но они общаются и друг с другом, и с сенсорными рецепторами исключительно на языке нервных сигналов.

В зависимости от физической природы воспринимаемых стимулов известные рецепторные клетки включают в себя: фоторецепторы (зрительная система), хеморецепторы (обонятельная и вкусовая системы), механорецепторы (фонорецепторы в слуховой системе, рецепторы органов равновесия, рецепторы наружных покровов тела), терморецепторы, гигро- и электрорецепторы. Возможно, в будущем этот список пополнится.

С разными стимулами работают разные сенсорные системы: со светом - зрительная, с механическими колебаниями в среде - слуховая и акустико-латеральная (органы боковой линии у некоторых водных животных), с идентификацией пищевых веществ - вкусовая, с пахучими сигналами - обонятельная; положение организма в пространстве и установку тела определяет система органов равновесия; механические, температурные и ряд иных характеристик внешней среды оценивает соматосенсорная система ("осязание"), а электрическую "погоду" в водоемах - электросенсорная.

Как уже говорилось, этими системами в том или ином сочетании снабжены живые организмы, но не все они представлены у человека. Подробнее см.: https://www.nkj.ru/archive/articles/8765/ (Наука и жизнь, БИОСЕНСОРЫ ОРГАНОВ ЧУВСТВ)

Просмотров: 1961

Дата: Вторник, 30 Апреля 2019