Informacija

36: Osjetni sustavi - biologija

36: Osjetni sustavi - biologija



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

36: Osjetni sustavi

36: Osjetni sustavi - biologija

Slika 1: Ovaj morski pas koristi svoja osjetila vida, vibracije (sustav bočnih linija) i miris za lov, ali se također oslanja na svoju sposobnost da osjeti električna polja plijena, osjetila koja nema kod većine kopnenih životinja. (kredit: izmjena rada od Hermanus Backpackers Hostel, Južna Afrika)

U naprednijim životinjama osjetila su stalno na djelu, čime životinja postaje svjesna podražaja - poput svjetla, zvuka ili prisutnosti kemijske tvari u vanjskom okruženju - i prati informacije o unutarnjem okruženju organizma. Sve dvostrano simetrične životinje imaju osjetilni sustav, a razvoj osjetilnog sustava bilo koje vrste potaknut je prirodnom selekcijom, pa se osjetilni sustavi razlikuju među vrstama prema zahtjevima njihovog okoliša. Za razliku od većine grabežljivaca, morski pas je elektroosjetljiv - odnosno osjetljiv je na električna polja koja proizvode druge životinje u svom okruženju. Iako je od pomoći ovom podvodnom grabežljivcu, osjetljivost na elektroosjetljivost nije prisutna kod većine kopnenih životinja.


36: Osjetni sustavi - biologija

Slika 1. Ovaj morski pas koristi svoja osjetila vida, vibracije (sustav bočnih linija) i miris za lov, ali se također oslanja na svoju sposobnost da osjeti električna polja plijena, osjetila koja nema kod većine kopnenih životinja. (kredit: izmjena rada od Hermanus Backpackers Hostel, Južna Afrika)

U naprednijim životinjama osjetila su stalno na djelu, čime životinja postaje svjesna podražaja - poput svjetla, zvuka ili prisutnosti kemijske tvari u vanjskom okruženju - i prati informacije o unutarnjem okruženju organizma. Sve dvostrano simetrične životinje imaju osjetilni sustav, a razvoj osjetilnog sustava bilo koje vrste potaknut je prirodnom selekcijom, pa se osjetilni sustavi razlikuju među vrstama prema zahtjevima njihovog okoliša. Za razliku od većine grabežljivaca, morski pas je elektroosjetljiv - odnosno osjetljiv je na električna polja koja proizvode druge životinje u svom okruženju. Iako je od pomoći ovom podvodnom grabežljivcu, osjetljivost na elektroosjetljivost nije prisutna kod većine kopnenih životinja.


Osjetni sustavi

Stanična fiziologija (http://www.driesen.com/sensory_systems.htm http://isc.temple.edu/neuroanatomy/lab/neuexam/sensory.htm)

Još u davna vremena, osjetilni sustavi bili su podijeljeni u pet modaliteta: sluh, miris, okus, dodir i vid. Drugi su prepoznati i spadaju u somatovisceralnu kategoriju koja je prije uključivala dodir (mehanorecepcija), a u novije vrijeme i položaj i kretanje (propriocepcija), toplinu i hladnoću (termorecepcija) i bol (nocicepcija) Gebhart (1995). Iako se za osjećaj može smatrati da potječe iz vanjskog svijeta (eksteroceptivni), postoje osjećaji koji potječu iznutra (interoceptivni). Ove unutarnje osjetne informacije, koje proizlaze iz utrobe, krvnih žila i mišića, a koriste se za regulaciju tjelesne temperature, brzine srca i disanja te krvnog tlaka, možda se neće prepoznati na svjesnoj razini.

Svaki osjetni sustav započinje receptorskom stanicom i njezinim primarnim aferentnim neuronom koji stvara posebne veze s drugim živčanim vlaknima. Skupine neuronskih vlakana i jezgre koje prenose ove periferne informacije u središnji živčani sustav i kroz njega, definiraju osjetni sustav. Ti su neuroni u biti prilagođeni specifičnoj osjetilnoj energiji. Upravo ta specifičnost definira osjećaj. Na primjer, periferni osjetni endorgan može se zamijeniti umjetnim uređajem poput kohlearnog implantata u gluhog pacijenta. U tom slučaju implantat električno stimulira periferne ganglijske stanice koje prenose električne informacije u središnji slušni sustav, proizvodeći osjećaj zvuka.

Pokretanje receptorskog odgovora ovisi o odgovarajućem podražaju, kako je definirao Sherrington Sherrington (1947.), u kojem je za pokretanje odgovora u specifičnom osjetilnom receptoru potreban specifičan podražaj. Postupak pri kojem se energija podražaja pretvara u elektrokemijsku energiju događa se na razini receptorske stanice i poznat je kao transdukcija. Ovaj proces pretvorbe omogućuje kodiranje osjetnog podražaja od strane živčanog sustava. Na primjer, u sluhu (savijanje stereocilija) i dodiru (deformacija pacinijskih tjelešaca), mehanička se energija pretvara u protok iona (elektrokemijski) kroz ionske kanale u membrani koji stvaraju potencijale stanične membrane poznate kao potencijali receptora. Pokretanje odgovora ovisi o četiri čimbenika: načinu, intenzitetu, lokaciji i vremenu. Kao što je gore naznačeno, u odnosu na specifičnost, vrstu energije podražaja (zvuk, svjetlost itd.) I specifičnost receptora potrebnih za osjećanje te energije definira modalitet. Intenzitet opaženog podražaja na staničnoj razini ogleda se u tome koliko dugo i brzo neuroni pucaju i koliko neurona puca. Dakle, vrijeme ima važnu ulogu u ovom procesu, jer povećanje brzine podražaja rezultira povećanjem brzine okidanja, dok povećanje amplitude podražaja rezultira povećanjem receptorskog potencijala. Za neke osjetilne sustave postoji bliska veza između subjektivnog mjerenja intenziteta, definiranog percepcijom, i objektivnog mjerenja, definiranog neuronskim odgovorom, obje vrste odgovora opisane su funkcijom moći, kako je predložio Stevens Stevens (1957) ). Međutim, ovaj odgovor nije strogo linearan. Na primjer, mjerenje pomaka bazilarne membrane u pužnici Rhode i Robles (1974.) kao odgovor na zvuk, ili mjerenje odgovora FA receptora na dodir na koži Vallbo i Johansson (1984.), pokazuju odnos stimulus-odgovor koji je nelinearno. Štoviše, inherentan odgovoru je prag intenziteta potreban za aktiviranje receptora i, na kraju, osjet. Na primjer, koji je najniži poticaj koji pojedinac može opaziti određeni zvuk? Na staničnoj razini, prag je definiran osjetljivošću receptora i neuronskih stanica. Stimulacija receptorskih stanica događa se na lokalnoj razini i rezultat je pasivnog protoka struje. Stimulacija neurona ovisi o dostizanju praga potrebnog za stvaranje akcijskog potencijala u mnogim neuronima koji kodiraju i prenose signal do središnjeg živčanog sustava i kroz njega. Generiranje akcijskih potencijala generirat će osjećaj ovisno o snazi ​​podražaja.

Nakon što je odgovor iniciran, promjena podražaja neophodna je za održavanje osjećenog osjeta, kao i odgovor receptorske stanice. Ako podražaj ostane konstantan tijekom vremena, odgovor receptorske stanice prolazi adaptaciju, što rezultira smanjenjem receptorskog potencijala, a time i smanjenjem osjeta. Na primjer, postoje dokazi iz receptorskih stanica (tj. Stanica dlaka) slušnog sustava da savijanje stereocilija (vidi zapis o sluhu) rezultira istezanjem vršnih karika ili niti koje otvaraju ionske kanale transdukcije. depolarizacija ili pobuda receptorskih stanica. Savijanje stereocilija konstantnom silom dovodi do smanjenja napetosti vršne veze mehaničkim mehanizmom koji uključuje molekule aktina i miozina Hudspeth i Gillespie (1994.). Ova interakcija resetira napetost vršne karike, uzrokujući smanjenje koje zauzvrat vraća transdukcijski kanal u stanje mirovanja unatoč savijanju stereocilija. Osjetilna stanica, putem transdukcijskog kanala, sada može reagirati na svaku novu promjenu podražaja. Prilagodba se može odvijati polako ili brzo, što je pokazano na receptorima za dodir. Kroz proces prilagodbe, receptori i neuroni mogu kodirati i prenijeti osjetljivo okruženje koje se stalno mijenja u mozak.

Značajka osjetilnih sustava koja doprinosi njihovoj specifičnosti je njihov prostorni raspored. Ovaj raspored doprinosi lokalizaciji podražaja i sposobnosti razaznavanja fizičkih karakteristika tog podražaja (npr. Veličina, oblik, učestalost itd.). Na primjer, receptori dodira u vrhovima prstiju i usnama pojavljuju se u skupinama, nudeći osjetljivije podražaje od receptora u stražnjem dijelu ruke, koji su manje grupisani i nasumično organizirani. Receptori okusa osjetljivi na soli, kiseline, baze, šećere i bjelančevine raspoređeni su na različitim dijelovima jezika, prenoseći te specifične informacije središnjem živčanom sustavu. Bazilarna membrana pužnice je tonotopijski organizirana, reagirajući nisko do visokofrekventno po svojoj dužini, od vrha do baze. Ova organizacija rezultat je njezinih fizičkih karakteristika, jer je tanka i široka na vrhu, a debela i uska pri dnu. Slijedom toga, niskofrekventni ton od 20 Hz maksimalno stimulira bazilarnu membranu blizu apikalnog kraja, dok frekvencija od 20 kHz maksimalno stimulira membranu na bazalnom kraju. Zauzvrat, receptorske stanice koje se nalaze iznad ovih područja i pretvaraju ovu mehaničku energiju u elektrokemijsku energiju maksimalno su stimulirane kao rezultat ovog pomaka. Prostorni raspored receptorskih stanica u različitim listovima epitela definira područje u kojem odgovarajući podražaj pobuđuje određeni receptor. Na primjer, receptor za dodir ima definirano područje ili receptivno polje u koži unutar kojeg podražaj uzbuđuje stanicu. U pužnici je bazilarna membrana, a time i nadređena receptorska stanica, maksimalno stimulirana ili podešena na određenu frekvenciju (najbolju frekvenciju) zbog tonotopskog rasporeda. Prag intenziteta na najboljoj frekvenciji bit će nizak za odgovor receptora. Međutim, uzbuda se i dalje javlja na frekvencijama iznad ili ispod najbolje frekvencije, međutim, za aktiviranje receptora potrebna je veća energija poticaja (visoki prag) (vidi sliku 7 u Sluhu).

Prostorni raspored na osjetilnoj periferiji održavaju neuroni dok prenose informacije u moždanu koru. Na primjer, u slušnom sustavu, neuroni ili ganglijske stanice prvog reda inerviraju specifičnu receptorsku stanicu koja se nalazi iznad specifično prilagođene regije bazilarne membrane. Dok slušni neuron napušta pužnicu, svaki od njih leži u blizini živaca koji inerviraju susjedna područja, jedan s višom, a drugi s nižom frekvencijskom specifičnošću. Dakle, svako vlakno prenosi informacije iz određene frekvencijske regije. Ta se specifičnost može vidjeti u električnim snimkama pojedinih neuronskih vlakana, koja pokazuju da je svako od njih podešeno ili najosjetljivije na određenu ili najbolju frekvenciju. Dok se relejni neuroni centralno uspinju kroz sustav, oni održavaju tonotopske informacije. Električni snimci različitih jezgri moždanog debla, srednjeg mozga i korteksa pokazuju područja s izrazitom frekvencijskom selektivnošću. Tako se mapa frekvencija na periferiji održava centralno. Slično slušnom sustavu, svaki osjetilni sustav održava topografsku kartu, pri čemu se strogo uređen odnos sa susjednim neuronima na periferiji održava u cijelom sustavu centralno. Međutim, informacije koje se prenose i integriraju u različite osjetilne jezgre postaju složenije. Osjetni se signali kontrastiraju i pročišćavaju divergencijom vlakana u više regija jezgre ili konvergencijom više sinapsi na jednoj stanici. U ovaj proces uključeni su inhibitorni neuroni koji doprinose funkcijama poput lokalizacije niskofrekventnog podražaja u sluhu ili regulacije selektivne pozornosti u vidu. Osim toga, vlakna unutar određenog osjetilnog puta dekusiraju pa se informacije dijele s obje strane mozga. To dijeljenje signala može biti dio integracijskog procesa, kao u lokalizaciji zvuka, u kojoj se uzbuđenje održava s jedne strane moždanog debla, dok se inhibicija aktivira s druge strane. Također, ukrštanje vlakana može pružiti suvišnost u nekim sustavima tako da oštećenja na dijelu puta mogu imati manje ozbiljne posljedice. Konačno, sam mozak može pridonijeti regulaciji i integraciji osjetilnih podražaja slanjem signala natrag na periferiju. Pokreti očiju regulirani su kao odgovor na različite podražaje i kao odgovor na različite zvukove, koristeći različite mišiće. Na staničnoj razini, studije unutarnjeg uha pokazuju da eferentne projekcije, koje potječu iz moždanog debla i sinapse na receptorskim stanicama pužnice, reguliraju i doprinose dinamici obrade slušnog signala. Dakle, organizmi nisu pasivni receptori osjeta, već aktivni ometači u obradi osjetilnih informacija kao percepcija i ideja na temelju vanjskog okruženja.

Stol 1 . Osjetni sustavi, modaliteti i tipovi stanica.

Osjetni sustaviModalitetPoticajVrste receptoraTipovi receptorskih stanica
VizualnoVizijaSvjetloFotoreceptoriŠipke, čunjevi
GledaociSluhZvukMehanoreceptorStanice za kosu
VestibularniRavnotežaGravitacijaMehanoreceptorStanice za kosu
SomatosenzorniSomatska osjetila Ganglijski neuroni leđnih korijena
DodirPritisakMehanoreceptorKožni mehanoreceptor
PropriocepcijaPomakMehanoreceptorReceptori mišića i zglobova
Osjetnik temperatureToplinskiTermoreceptorHladni i topli receptori
BolKemijski, toplinski, mehaničkiKemoreceptor, termoreceptor, mehanoreceptorPolimodalni, termički i mehanički nociceptori
SvrbiKemijskiKemoreceptorKemijski nociceptor
UkusniUkusKemijskiKemoreceptorOkusni pupoljci
MirisniMirisKemijskiKemoreceptorMirisni osjetni neuroni

Prilagođeno prema Kandel et al. (2000) Principles of Neural Science, McGraw-Hill, New York, N Y. str. 414.


Biologija osjetilnih sustava, 2. izdanje

Biologija osjetilnih sustava  je stoga potpuno revidiran te ima molekularni, evolucijski i usporedni pristup, pružajući pregled osjetilnih sustava u kralježnjaka, beskralježnjaka i prokariota, sa snažnim fokusom na ljudska osjetila.

Napisao je poznati autor s bogatim učiteljskim iskustvom, a knjiga u šest dijelova pokriva opće značajke osjetilnih sustava, mehanosenze, kemosenzije, osjetila koja detektiraju elektromagnetsko zračenje, druge osjetilne sustave uključujući bol, termoosjetljivost i neke manjine osjetila i, konačno, daje pregled i raspravu o filozofskim implikacijama.

  • Veći naglasak na molekularnoj biologiji i unutarstaničnim mehanizmima
  • Novo poglavlje o genomici i osjetilnim sustavima
  • Odjeljci o TRP kanalima, sinaptički prijenos, evolucija živčanog sustava, paukinoidni mehanoosjetljivi senzili i fotoreceptori, elektrorecepcija u monotrematama, jezik i gen FOXP2, zrcalni neuroni i molekularna biologija boli

Ažurirani odlomci o ljudskom mirisu i gutanju.  

Preko četiri stotine ilustracija, kutija s dodatnim materijalom i pitanjima za samoocjenjivanje te potpuna bibliografija na kraju svakog dijela čine Biologija osjetilnih sustava bitno štivo za studente preddiplomskog studija biologije, zoologije, fiziologije životinja, neuroznanosti, anatomije i fiziološke psihologije. Knjiga je također pogodna za studente poslijediplomskih studija na specijaliziranijim kolegijima kao što su znanosti o vidu, optometrija, neurofiziologija, neuropatologija, razvojna biologija.

Pohvale iz recenzija prvog izdanja:

"Izvrstan napredni udžbenik za preddiplomske/poslijediplomske studije." VODIČ ZA ASLIB KNJIGE

"Naglasak na usporednoj biologiji i evoluciji jedna je od značajki ove samostalne knjige ... ovo je informativan tekst koji potiče na razmišljanje." VRIJEME VIŠI OBRAZOVNI DOPUNA


Poglavlje 17. Osjetni sustavi

Slika 17.1. Ovaj morski pas koristi svoja osjetila vida, vibracije (sustav bočnih linija) i miris za lov, ali se također oslanja na svoju sposobnost da osjeti električna polja grabljivica, osjećaj koji nema kod većine kopnenih životinja. (kredit: izmjena rada od Hermanus Backpackers Hostel, Južna Afrika)

Uvod

U naprednijim životinjama osjetila su stalno na djelu, čime životinja postaje svjesna podražaja - poput svjetla, zvuka ili prisutnosti kemijske tvari u vanjskom okruženju - i prati informacije o unutarnjem okruženju organizma. Sve dvostrano simetrične životinje imaju osjetilni sustav, a razvoj osjetilnog sustava bilo koje vrste potaknut je prirodnom selekcijom, pa se osjetilni sustavi razlikuju među vrstama prema zahtjevima njihovog okoliša. Za razliku od većine grabežljivaca, morski pas je elektroosjetljiv - odnosno osjetljiv je na električna polja koja proizvode druge životinje u svom okruženju. Iako je od pomoći ovom podvodnom grabežljivcu, osjetljivost na elektroosjetljivost nije prisutna kod većine kopnenih životinja.


Sadržaj

Osjetni sustavi kodiraju četiri aspekta vrste podražaja (modalitet), intenzitet, mjesto i trajanje. Vrijeme dolaska zvučnog impulsa i fazne razlike kontinuiranog zvuka koriste se za lokalizaciju zvuka. Određeni receptori osjetljivi su na određene vrste podražaja (na primjer, različiti mehanoreceptori najbolje reagiraju na različite vrste podražaja dodira, poput oštrih ili tupih predmeta). Receptori šalju impulse u određenim obrascima kako bi poslali informacije o intenzitetu podražaja (na primjer, koliko je glasan zvuk). Položaj receptora koji je stimuliran daje mozgu informacije o mjestu podražaja (na primjer, stimulacija mehanoreceptora u prstu će poslati informacije u mozak o tom prstu). Trajanje podražaja (koliko dugo traje) prenosi se obrascima paljenja receptora. Ti se impulsi prenose u mozak putem aferentnih neurona.

Dok među neurolozima postoji rasprava o specifičnom broju osjetila zbog različitih definicija onoga što čini osjećaj, Gautama Buddha i Aristotel klasificirali su pet 'tradicionalnih' ljudskih osjetila koja su postala općeprihvaćena: dodir, okus, miris, vid i sluh. Ostala osjetila koja su dobro prihvaćena kod većine sisavaca, uključujući ljude, uključuju nocicepciju, ravnotežnu recepciju, kinesteziju i termocepciju. Nadalje, pokazalo se da neke neljudske životinje posjeduju zamjenska osjetila, uključujući magnetocepciju i elektrorecepciju. [4]

Receptori Uređivanje

Inicijalizacija osjeta proizlazi iz odgovora određenog receptora na fizički podražaj. Receptori koji reagiraju na podražaj i pokreću proces osjeta obično se karakteriziraju u četiri različite kategorije: kemoreceptori, fotoreceptori, mehanoreceptori i termoreceptori. Svi receptori primaju različite fizičke podražaje i pretvaraju signal u električni akcijski potencijal. Taj akcijski potencijal zatim putuje duž aferentnih neurona do određenih regija mozga gdje se obrađuje i tumači. [5]

Kemoreceptori Edit

Kemoreceptori ili kemosenzori detektiraju određene kemijske podražaje i pretvaraju taj signal u električni akcijski potencijal. Dvije primarne vrste kemoreceptora su:

  • Kemoreceptori na daljinu sastavni su dio primanja podražaja u plinovima u mirisnom sustavu kroz neurone receptora mirisa i neurone u vomeronazalnom organu.
  • Izravni kemoreceptori koji otkrivaju podražaje u tekućinama uključuju okusne pupoljke u sustavu okusa, kao i receptore u aortnim tijelima koji detektiraju promjene koncentracije kisika. [6]

Uređivači fotoreceptora

Fotoreceptori su sposobni za fototransdukciju, proces koji pretvara svjetlost (elektromagnetsko zračenje) u, između ostalih vrsta energije, membranski potencijal. Tri primarne vrste fotoreceptora su: Češeri su fotoreceptori koji značajno reagiraju na boju. Kod ljudi tri različite vrste čunjeva odgovaraju primarnom odgovoru na kratku valnu duljinu (plava), srednju valnu duljinu (zelena) i dugu valnu duljinu (žuta/crvena). [7] Štapovi su fotoreceptori koji su vrlo osjetljivi na intenzitet svjetla, što omogućuje vid pri slabom osvjetljenju. Koncentracije i omjer štapova prema češerima snažno su povezani s time je li životinja dnevna ili noćna. Kod ljudi štapići nadmašuju češere za približno 20: 1, dok je kod noćnih životinja, poput ružičaste sove, omjer bliži 1000: 1. [7] Ganglijske stanice se nalaze u nadbubrežnoj moždini i retini gdje su uključene u simpatički odgovor. Od

1,3 milijuna ganglijskih stanica prisutnih u mrežnici, za 1-2% se vjeruje da su fotoosjetljivi gangliji. [8] Ovi fotoosjetljivi gangliji igraju ulogu u svjesnom vidu nekih životinja [9], a vjeruje se da to isto rade i kod ljudi. [10]

Mehanoreceptori Edit

Mehanoreceptori su osjetni receptori koji reagiraju na mehaničke sile, poput pritiska ili izobličenja. [11] Iako su mehanoreceptori prisutni u stanicama dlake i imaju integralnu ulogu u vestibularnom i slušnom sustavu, većina mehanoreceptora je kožna i grupirana je u četiri kategorije:

  • Polako se prilagođavaju receptori tipa 1 imaju mala receptivna polja i reagiraju na statičku stimulaciju. Ti se receptori prvenstveno koriste u osjećaju oblika i hrapavosti.
  • Polako se prilagođavaju receptori tipa 2 imaju velika receptivna polja i reagiraju na istezanje. Slično kao i tip 1, oni proizvode trajne reakcije na kontinuirane podražaje.
  • Brzo prilagođavanje receptora imaju mala receptivna polja i u osnovi su percepcije klizanja.
  • Pacinijski receptori imaju velika receptivna polja i dominantni su receptori za visokofrekventne vibracije.

Termoreceptori Edit

Termoreceptori su osjetni receptori koji reagiraju na različite temperature. Iako su mehanizmi kroz koje ti receptori djeluju nejasni, nedavna su otkrića pokazala da sisavci imaju najmanje dvije različite vrste termoreceptora: [12] [ trajna mrtva karika ] [ neuspješna provjera ]

  • Krajnja žarulja Krause, ili bulboidno tijelo, detektira temperature iznad tjelesne temperature. detektira temperature ispod tjelesne temperature.

TRPV1 je toplinski aktivirani kanal koji djeluje kao mali termometar za detekciju topline u membrani koji započinje polarizaciju živčanog vlakna kada je izložen promjenama temperature. U konačnici, to nam omogućuje detekciju temperature okoline u području toplo/vruće. Slično, molekularni rođak TRPV1, TRPM8, je hladno aktivirani ionski kanal koji reagira na hladnoću. I hladni i vrući receptori odvojeni su različitim subpopulacijama osjetnih živčanih vlakana, što nam pokazuje da su informacije koje dolaze u leđnu moždinu izvorno odvojene. Svaki osjetni receptor ima svoju "označenu liniju" koja prenosi jednostavan osjećaj koji primatelj doživi. U konačnici, TRP kanali djeluju kao termosenzori, kanali koji nam pomažu u otkrivanju promjena temperatura okoline. [13]

Nociceptori Uređivanje

Nociceptori reagiraju na potencijalno štetne podražaje slanjem signala u leđnu moždinu i mozak. Taj proces, nazvan nocicepcija, obično uzrokuje percepciju boli. [14] Nalaze se u unutarnjim organima, kao i na površini tijela. Nociceptori otkrivaju različite vrste štetnih podražaja ili stvarno oštećenje. Oni koji reagiraju samo kada su tkiva oštećena poznati su kao "usnuli" ili "tihi" nociceptori.

  • Toplinski nociceptori aktiviraju se štetnom toplinom ili hladnoćom na različitim temperaturama.
  • Mehanički nociceptori reagiraju na prekomjerni tlak ili mehaničku deformaciju.
  • Kemijski nociceptori reagiraju na veliki broj kemikalija, od kojih su neki znakovi oštećenja tkiva. Uključeni su u otkrivanje nekih začina u hrani.

Svi podražaji koje primaju gore navedeni receptori pretvaraju se u akcijski potencijal, koji se prenosi duž jednog ili više aferentnih neurona prema određenom području mozga. Dok se izraz senzorni korteks često koristi neformalno za označavanje somatosenzornog korteksa, izraz se točnije odnosi na više područja mozga na kojima se primaju osjetila za obradu. Za pet tradicionalnih osjetila kod ljudi, to uključuje primarne i sekundarne kortekse različitih osjetila: somatosenzorni korteks, vizualni korteks, slušni korteks, primarni mirisni korteks i gustacijski korteks. [15] Ostali načini također imaju odgovarajuća područja osjetilnog korteksa, uključujući vestibularni korteks radi osjećaja ravnoteže. [16]

Somatosenzorni korteks Edit

Smješten u tjemenom režnju, primarni somatosenzorni korteks primarno je receptivno područje za osjet dodira i propriocepciju u somatosenzornom sustavu. Ovaj se korteks dalje dijeli na Brodmannova područja 1, 2 i 3. Brodmannovo područje 3 smatra se primarnim procesirajućim centrom somatosenzornog korteksa jer prima znatno više inputa iz talamusa, ima neurone koji vrlo reagiraju na somatosenzorne podražaje i može izazvati somatsko senzacije električnom stimulacijom. Područja 1 i 2 većinu svog unosa primaju iz područja 3. Postoje i putevi za propriocepciju (preko malog mozga) i kontrolu motora (preko Brodmannova područja 4). Vidi također: S2 Sekundarni somatosenzorni korteks.

Vizualni korteks Uređivanje

Vizualni korteks odnosi se na primarni vidni korteks, označen kao V1 ili Brodmannovo područje 17, kao i na izvanstranična vidna kortikalna područja V2-V5. [17] Smješten u zatiljnom režnju, V1 djeluje kao primarna relejna stanica za vizualni unos, prenoseći informacije na dva primarna puta označena dorzalnim i ventralnim strujanjem. Dorzalni tok uključuje područja V2 i V5, a koristi se za tumačenje vizualnog "gdje" i "kako." Ventralni tok uključuje područja V2 i V4, a koristi se za tumačenje "što". [18] Povećanje aktivnosti negativne za zadatak promatraju se u ventralnoj mreži pažnje, nakon naglih promjena osjetilnih podražaja, [19] na početku i pomaku blokova zadataka [20], te na kraju završenog ispitivanja. [21] [ relevantno? ]

Slušni korteks Edit

Slušni korteks smješten u sljepoočnom režnju primarno je receptivno područje za zvučne informacije. Slušni korteks sastoji se od Brodmannovih područja 41 i 42, poznatih i kao prednje poprečno temporalno područje 41, odnosno stražnje poprečno temporalno područje 42. Oba područja djeluju slično i sastavni su dio primanja i obrade signala koji se prenose iz slušnih receptora.

Primarni mirisni korteks Edit

Smješten u temporalnom režnju, primarni olfaktorni korteks primarno je receptivno područje za miris ili miris. Jedinstveno za mirisne i okusne sustave, barem kod sisavaca, jest implementacija perifernih i središnjih mehanizama djelovanja. [ potrebno pojašnjenje ] Periferni mehanizmi uključuju neurone receptora mirisa koji prenose kemijski signal duž mirisnog živca, koji završava u mirisnoj žarulji. Kemoreceptori u receptorskim neuronima koji započinju signalnu kaskadu su receptori povezani s G proteinom. Središnji mehanizmi uključuju konvergenciju aksona olfaktornih živaca u glomerule u mirisnoj žarulji, gdje se signal zatim prenosi do prednje olfaktorne jezgre, piriformnog korteksa, medijalne amigdale i entorhinalnog korteksa, a svi oni čine primarni miris korteks.

Za razliku od vida i sluha, olfaktorne žarulje nisu unakrsne hemisfere, desna se žarulja spaja s desnom, a lijeva s lijevom.

Gustatory cortex Edit

Okusni korteks primarno je receptivno područje za okus. Riječ ukus koristi se u tehničkom smislu da se odnosi posebno na osjećaje koji dolaze od okusnih pupoljaka na jeziku. Pet kvaliteta okusa koje je jezik otkrio uključuju kiselost, gorčinu, slatkoću, slanost i okus okusa proteina, nazvan umami. Nasuprot tome, pojam okus odnosi se na iskustvo nastalo integracijom okusa s mirisom i taktilnim podacima. Gustacijski korteks sastoji se od dvije primarne strukture: prednje insule, smještene na otočnom režnju, i frontalnog operkuluma, smještenog na čeonom režnju. Slično olfaktornom korteksu, okusni put djeluje kroz periferne i središnje mehanizme. [ potrebno pojašnjenje ] Periferni receptori okusa, smješteni na jeziku, mekom nepcu, ždrijelu i jednjaku, odašilju primljeni signal primarnim osjetilnim aksonima, gdje se signal projicira u jezgru usamljenog trakta u meduli, ili u okusnu jezgru usamljenog kompleks trakta. Signal se zatim prenosi u talamus, koji zauzvrat projicira signal u nekoliko regija neokorteksa, uključujući gustacijski korteks. [22]

Na neuronsku obradu okusa utječe gotovo svaka faza obrade istovremenim somatosenzornim informacijama s jezika, odnosno osjećajem u ustima. Nasuprot tome, miris se ne kombinira s okusom radi stvaranja okusa sve do viših regija kortikalne obrade, poput insule i orbitofrontalnog korteksa. [23]


KOMUNIKACIJA I ŽIVČANI I OSJETNI SUSTAVI

The živčani sustav je brzi komunikacijski sustav koji kontinuirano komunicira s endokrilni sustav kontrolirati koordinaciju tjelesnih funkcija. U kralježnjaka ima tri osnovne uloge: (i) upoznaje organizam s vanjskim okruženjem i potiče organizam da se povoljno orijentira na to okruženje (ii) sudjeluje u regulaciji unutarnjeg okruženja i (iii) služi kao spremište za informacije Ove funkcije ostvaruje živci, leđna moždina i mozak u suradnji sa receptori (osjetilni organi) i efektori (mišići i žlijezde). Osnovna jedinica živčane integracije u svih životinja je neuron, visoko specijalizirana stanica dizajnirana za provođenje samoproširujućih impulsa, nazvanih akcijski potencijali, do drugih stanica. Akcijski potencijali prenose se s jednog neurona na drugi preko sinpsi koji mogu biti električni ili kemijski. Tanki jaz između neurona u kemijskim sinapsama premošćen je molekulom kemijskog neuro-odašiljača, koja se oslobađa iz sinaptičkog gumba, a može biti stimulativna ili inhibitorna.

Najjednostavnija organizacija neurona u sustav je živčana mreža Knidaraca, u osnovi pleksus živčanih stanica koji je, uz dodatke, osnova živčanog sustava nekoliko vrsta beskralježnjaka. Pojavom ganglija (živčanih centara) u bilateralnih plosnatih crva živčani sustav se diferencira na središnji i periferni odjel. U kralježnjaka je središnji živčani sustav sastoji se od a mozga i leđne moždine. Ribe i vodozemci imaju trodjelni linearni mozak, dok je u sisavaca kora velikog mozga postala znatno povećana višekomponentna struktura koja je preuzela najvažnije integrativne aktivnosti živčanog sustava. Potpuno zasjenjuje drevni mozak, koji je zadužen za ulogu relejnog centra i za opsluživanje brojnih nesvjesnih, ali unatoč tome vitalnih funkcija kao što su disanje, krvni tlak i broj otkucaja srca.

U ljudi je lijeva hemisfera mozga obično specijalizirana za jezik i matematičke vještine, dok je desna hemisfera specijalizirana za vizualne, prostorne i glazbene vještine.

The periferni živčani sustav povezuje središnji živčani sustav s receptorima i efektorskim organima. Općenito se dijeli na aferentni sustav, koji provodi osjetilne signale do središnjeg živčanog sustava i an eferentni sustav, koji prenosi motorne impulse do efektorskih organa. Ovaj efektivni sustav podijeljen je na somatski živčani sustav, koji inervira skeletne mišiće i autonomni živčani sustav, koji inervira glatki i srčani mišić i žlijezde. Autonomni živčani sustav podijeljen je na anatomski različite suosjećajan i parasimpatički sustavi, od kojih svaka šalje vlakna većini tjelesnih organa. Općenito, simpatički sustav upravlja uzbudljivim aktivnostima, a parasimpatički sustav održava i obnavlja tjelesne resurse.

Osjetni organi su receptori posebno dizajnirani da odgovore na unutarnje ili promjene okoline. Najprimitivniji i sveprisutni smisao je kemorecepcija. Kemoreceptori mogu biti kontaktni receptori, poput čula okusa kralježnjaka, ili receptori za udaljenost poput mirisa, koji detektiraju molekule u zraku. U oba slučaja, određena kemikalija stupa u interakciju s određenim receptorom i rezultira impulsima koji se prenose u mozak i tumače. Unatoč sličnosti ova dva osjetila, njuh je daleko osjetljiviji i složeniji.

Receptori za dodir, bol, ravnotežu i sluh su svi receptori mehaničkih sila. Receptori dodira i boli karakteristično su jednostavne strukture, ali sluh i ravnoteža su visoko specijalizirana osjetila temeljena na posebnim stanicama dlake koje reagiraju na mehaničku deformaciju. Zvučni valovi koje prima uho mehanički se pojačavaju i prenose u unutarnje uho gdje različita područja pužnice reagiraju na različite frekvencije zvuka. Ravnotežni receptori, također smješteni u unutarnjem uhu, sastoje se od dva statička organa ravnoteže nalik vrećici i tri polukružna kanala koji detektiraju rotacijsko ubrzanje.

Receptori vida (fotoreceptori) are associated with special pigment molecules that photochemically decompose in the presence of light and, in doing so, trigger nerve impulses in optic fibers. The advanced compound eye of arthropods is especially well suited to detecting motion in the visual field. Vertebrates have a camera eye with focusing optics. The photoreceptor cells of the retina are of two kinds: rods, designed for high sensitivity with dim light, and cones, designed for color vision in daylight. Cones predominate in the fovea centralis of human eyes, the area of keenest vision. Rods are more abundant in peripheral areas of the retina.


Sensory systems - Biology bibliographies - in Harvard style

Your Bibliography: Butler, J. and Maruska, K., 2016. Mechanosensory signaling as a potential mode of communication during social interactions in fishes. Journal of Experimental Biology, 219(18), pp.2781-2789.

Engelmann, J., Hanke, W., Mogdans, J. and Bleckmann, H.

Hydrodynamic stimuli and the fish lateral line

2000 - Nature

In-text: (Engelmann, Hanke, Mogdans and Bleckmann, 2000)

Your Bibliography: Engelmann, J., Hanke, W., Mogdans, J. and Bleckmann, H., 2000. Hydrodynamic stimuli and the fish lateral line. Priroda, 408(6808), pp.51-52.

Hanke, W., Wieskotten, S., Marshall, C. and Dehnhardt, G.

Hydrodynamic perception in true seals (Phocidae) and eared seals (Otariidae)

2012 - Journal of Comparative Physiology A

In-text: (Hanke, Wieskotten, Marshall and Dehnhardt, 2012)

Your Bibliography: Hanke, W., Wieskotten, S., Marshall, C. and Dehnhardt, G., 2012. Hydrodynamic perception in true seals (Phocidae) and eared seals (Otariidae). Journal of Comparative Physiology A, 199(6), pp.421-440.

Kremers, D., Célérier, A., Schaal, B., Campagna, S., Trabalon, M., Böye, M., Hausberger, M. and Lemasson, A.

Sensory Perception in Cetaceans: Part I—Current Knowledge about Dolphin Senses As a Representative Species

2016 - Frontiers in Ecology and Evolution

In-text: (Kremers et al., 2016)

Your Bibliography: Kremers, D., Célérier, A., Schaal, B., Campagna, S., Trabalon, M., Böye, M., Hausberger, M. and Lemasson, A., 2016. Sensory Perception in Cetaceans: Part I—Current Knowledge about Dolphin Senses As a Representative Species. Granice u ekologiji i evoluciji, 4.

Levenson, D. and Dizon, A.

Genetic evidence for the ancestral loss of short-wavelength-sensitive cone pigments in mysticete and odontocete cetaceans

2003 - Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences

In-text: (Levenson and Dizon, 2003)

Your Bibliography: Levenson, D. and Dizon, A., 2003. Genetic evidence for the ancestral loss of short-wavelength-sensitive cone pigments in mysticete and odontocete cetaceans. Proceedings of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 270(1516), pp.673-679.

Lundmark, C.

Fish Vision

2010 - BioScience

In-text: (Lundmark, 2010)

Your Bibliography: Lundmark, C., 2010. Fish Vision. Bioznanost, 60(1), pp.88-88.

Mogdans, J.

Sensory ecology of the fish lateral‐line system: Morphological and physiological adaptations for the perception of hydrodynamic stimuli

2019 - Journal of Fish Biology

In-text: (Mogdans, 2019)

Your Bibliography: Mogdans, J., 2019. Sensory ecology of the fish lateral‐line system: Morphological and physiological adaptations for the perception of hydrodynamic stimuli. Časopis za biologiju ribe,.

NEWMAN, L. A. and ROBINSON, P. R.

Cone visual pigments of aquatic mammals

2005 - Visual Neuroscience

In-text: (NEWMAN and ROBINSON, 2005)

Your Bibliography: NEWMAN, L. and ROBINSON, P., 2005. Cone visual pigments of aquatic mammals. Visual Neuroscience, 22(6), pp.873-879.

Peichl, L., Behrmann, G. and Kröger, R. H. H.

For whales and seals the ocean is not blue: a visual pigment loss in marine mammals*

2001 - European Journal of Neuroscience

In-text: (Peichl, Behrmann and Kröger, 2001)

Your Bibliography: Peichl, L., Behrmann, G. and Kröger, R., 2001. For whales and seals the ocean is not blue: a visual pigment loss in marine mammals*. European Journal of Neuroscience, 13(8), pp.1520-1528.

Yokoyama, S. and Yokoyama, R.

ADAPTIVE EVOLUTION OF PHOTORECEPTORS AND VISUAL PIGMENTS IN VERTEBRATES

1996 - Annual Review of Ecology and Systematics

In-text: (Yokoyama and Yokoyama, 1996)

Your Bibliography: Yokoyama, S. and Yokoyama, R., 1996. ADAPTIVE EVOLUTION OF PHOTORECEPTORS AND VISUAL PIGMENTS IN VERTEBRATES. Godišnji pregled ekologije i sistematike, 27(1), pp.543-567.


36: Sensory Systems - Biology

The Sensory Biology Unit is focused on understanding the fundamental processes underlying the sensory innervation with particular focus on pain-related sensory neurons. The research is based on the knowledge that sensory systems use similar biological processes for signaling, adaptation and modulation, and for protection from injury. Important current projects include the understanding of migraine pain and its associated sensory disturbances. Furthermore, we apply molecules from the sensory system enhance ischemic protection in the eye and heart.

The current lab has several methods availbale that is used to study sensory biology these include:

  1. Cellular/molecular methods: western blot, immunohistochemistry, PCR, fluorescent microscopy.
  2. Ex vivo methods: myograph of rodent/human arteries and organ culture.
  3. In vivo methods: ERG OCT Fundus PV-loop, myocardial infarction, intravitreal microscopy and inflammatory model of migraine.

The Sensory Biology Unit a subdivision under the Department of Clinical Experimental Research (lead by Prof. Lars Edvinsson).at Rigshospitalet Glostrup


Gledaj video: जव वजञन क 151 महतवपरण परशन ज बर बर परकष म पछ जत ह (Kolovoz 2022).