11.7: Людські почуття
- Page ID
- 5850
Малюнок\(\PageIndex{1}\) здається на перший погляд всього лише візерунком з кольорових листя, але прихована всередині нього тривимірна форма мурашки. Ви бачите мурашку серед листя? Ця цифра є прикладом стереограми, що представляє собою двомірну картинку, яка розкриває тривимірний об'єкт при правильному погляді. Якщо ви не бачите прихованого зображення, це не означає, що з вашими очима щось не так. Все це в тому, як ваш мозок інтерпретує те, що відчувають ваші очі. Очі - це особливі органи чуття, а зір - одне з наших особливих почуттів.
Особливі та загальні почуття
Людське тіло має два основних типи почуттів, які називаються особливими почуттями і загальними почуттями. Особливі органи чуття мають спеціалізовані органи чуття, які збирають чуттєву інформацію і змінюють її в нервові імпульси. Особливі органи чуття включають зір, для якого очі є спеціалізованими органами почуттів, слух (вуха), рівновага (вуха), смак (язик) та запах (носові ходи). Загальні органи чуття, навпаки, всі пов'язані з почуттям дотику і відсутні особливі органи чуття. Натомість сенсорна інформація про дотик збирається шкірою та іншими тканинами тіла, всі з яких мають важливі функції, крім збору сенсорної інформації. Незалежно від того, чи є органи чуття особливими чи загальними, однак, всі вони залежать від клітин, які називаються сенсорними рецепторами.
Сенсорні рецептори
Сенсорний рецептор - це спеціалізована нервова клітина, яка реагує на подразник у внутрішньому або зовнішньому середовищі, генеруючи нервовий імпульс. Потім нервовий імпульс рухається разом з сенсорним (аферентним) нервом до центральної нервової системи для обробки та формування відповіді.
Існує кілька різних типів сенсорних рецепторів, які реагують на різного роду подразники:
- Механорецептори реагують на механічні сили, такі як тиск, шорсткість, вібрація та розтягнення. Більшість механорецепторів знаходяться в шкірі і потрібні для відчуття дотику. Механорецептори також знаходяться у внутрішньому вусі, де вони необхідні для почуттів слуху та рівноваги.
- Терморецептори реагують на коливання температури. Вони знаходяться в основному в шкірі і виявляють температури, які вище або нижче температури тіла.
- Ноцицептори реагують на потенційно шкідливі подразники, які зазвичай сприймаються як біль. Вони знаходяться у внутрішніх органах, а також на поверхні тіла. Різні ноцицептори активуються залежно від конкретного подразника. Наприклад, деякі виявляють шкідливу спеку або холод, інші виявляють надмірний тиск, а все-таки інші виявляють хворобливі хімічні речовини, такі як дуже гарячі спеції в їжі.
- Фоторецептори виявляють і реагують на світло. Більшість фоторецепторів знаходяться в очах і потрібні для відчуття зору.
- Хеморецептори реагують на певні хімічні речовини. Вони зустрічаються в основному в смакових рецепторах на мові, де вони потрібні для відчуття смаку; і в носових ходах, де вони потрібні для нюху.
Дотик
Дотик - це здатність відчувати тиск, вібрацію, температуру, біль та інші тактильні подразники. Ці типи подразників виявляються механорецепторами, терморецепторами і ноцицепторами по всьому тілу, але найбільш помітно в шкірі. Ці рецептори особливо зосереджені на мові, губах, обличчі, долонях рук і підошвах ніг. Різні види тактильних рецепторів в шкірі показані на рис\(\PageIndex{2}\).
Бачення
Зір, або зір, - це здатність відчувати світло і бачити. Око - це особливий орган чуття, який збирає і фокусує світло і формує зображення. Однак очі недостатньо для нас, щоб побачити. Мозок також відіграє необхідну роль в зорі.
Як працює око
\(\PageIndex{3}\)На малюнку показана анатомія людського ока в поперечному перерізі. Око збирає і фокусує світло, щоб сформувати зображення, а потім змінює зображення на нервові імпульси, які рухаються до мозку. Те, як око виконує ці функції, узагальнено в наступних кроках.
- Світло проходить спочатку через рогівку, яка є чітким зовнішнім шаром, який захищає око і допомагає сфокусувати світло, заломлюючи або згинаючи його.
- Світло далі потрапляє всередину ока через отвір, зване зіницею. Розмір цього отвору контролюється кольоровою частиною ока, званої райдужною оболонкою, яка регулює розмір виходячи з яскравості світла. Райдужна оболонка змушує зіницю звужуватися при яскравому світлі і розширюватися при тьмяному світлі.
- Потім світло проходить через лінзу, яка ще більше заломлює світло і фокусує його на сітківці в задній частині ока як перевернуте зображення.
- Сітківка містить фоторецепторні клітини двох типів, звані стрижнями і конусами. Стрижні, які зустрічаються в основному у всіх областях сітківки, крім самого центру, особливо чутливі до низького рівня світла. Шишки, які знаходяться в основному в центрі сітківки, чутливі до світла різного кольору і дозволяють кольоровий зір. Стрижні і конуси перетворюють світло, що вражає їх, в нервові імпульси.
- Нервові імпульси від стрижнів і конусів проходять до зорового нерва через диск зорового нерва, який є круговою областю в задній частині ока, де зоровий нерв з'єднується з сітківкою.
Роль мозку в зорі
Зорові нерви з обох очей зустрічаються і перетинаються трохи нижче дна гіпоталамуса в мозку. Інформація з обох очей направляється в зорову кору в потиличній частці головного мозку, що входить до складу кори головного мозку. Зорова кора є найбільшою системою в мозку людини і відповідає за обробку зорових образів. Він інтерпретує повідомлення з обох очей і «розповідає» нам, що ми бачимо.
Проблеми із зором
Проблеми із зором дуже поширені. Дві з найпоширеніших - короткозорість і далекозорість, і вони часто починаються в дитячому або підлітковому віці. Ще одна поширена проблема, звана пресбіопія, виникає у більшості людей, починаючи з середнього дорослого віку. Всі три проблеми призводять до затуманення зору через нездатність очей правильно фокусувати зображення на сітківці.
короткозорість
Короткозорість, або короткозорість, виникає, коли світло, що потрапляє в око, безпосередньо фокусується не на сітківці, а перед нею, як показано на малюнку\(\PageIndex{4}\). Це призводить до того, що зображення віддалених об'єктів знаходиться поза фокусом, але не впливає на фокус близьких об'єктів. Короткозорість може виникнути через те, що очне яблуко витягнуте спереду назад або через те, що рогівка занадто вигнута. Короткозорість може бути виправлена за допомогою коригуючих лінз, або окулярів, або контактних лінз. Короткозорість також може бути виправлена за допомогою рефракційної операції, проведеної за допомогою лазера.
Далекозорість
Далекозорість, або далекозорість, виникає, коли світло, що потрапляє в око, безпосередньо фокусується не на сітківці, а за нею, як показано на малюнку\(\PageIndex{5}\). Це призводить до того, що зображення близьких об'єктів знаходиться поза фокусом, але не впливає на фокус віддалених об'єктів. Далекозорість може виникнути через те, що очне яблуко занадто коротке спереду назад або через те, що лінза недостатньо вигнута. Далекозорість може бути виправлена за допомогою використання коригуючих лінз або лазерної хірургії.
Пресбіопія
Пресбіопія - це проблема зору, пов'язана зі старінням, при якій око поступово втрачає здатність зосереджуватися на близьких предметах. Точна причина пресбіопії достеменно не відома, але дані свідчать про те, що кришталик може стати менш еластичним з віком, а м'язи, які контролюють кришталик, можуть втрачати силу в міру дорослішання людей. Перші ознаки пресбіопії — напруга очей, утруднення бачення при слабкому освітленні, проблеми з фокусуванням на дрібних предметах і дрібний шрифт - зазвичай вперше помічаються у віці від 40 до 50 років. Більшість людей похилого віку з цією проблемою використовують коригувальні лінзи, щоб зосередитися на близьких об'єктах, оскільки хірургічні процедури для виправлення пресбіопії не були настільки успішними, як ті, що стосуються короткозорості та далекозорості.
Слухання
Слух - це здатність відчувати звукові хвилі, а вухо - орган, який відчуває звук. Звукові хвилі потрапляють у вухо через слуховий прохід і рухаються до барабанної перетинки (див. Схему вуха на малюнку\(\PageIndex{6}\)). Звукові хвилі вражають барабанну перетинку і змушують її вібрувати. Потім вібрації проходять через три крихітні кістки (молоток, ковадло та стремено) середнього вуха, які посилюють вібрації. Від середнього вуха вібрації переходять до равлики у внутрішньому вусі. Равлик являє собою згорнуту трубку, наповнену рідиною. Рідина рухається у відповідь на вібрації, змушуючи крихітні клітини волосся (які є механорецепторами), що вистилають равлику, згинатися. У відповідь волосяні клітини посилають нервові імпульси до слухового нерва, який несе імпульси в мозок. Мозок інтерпретує імпульси і «говорить» нам, що ми чуємо.
Смак і запах
Смак і запах - це обидва здібності до чутливих хімічних речовин, тому смакові і нюхові (запахові) рецептори є хеморецепторами. Обидва типи хеморецепторів посилають нервові імпульси в мозок по сенсорних нервах, і мозок «говорить» нам, що ми пробуємо або пахнемо.
Смакові рецептори знаходяться в крихітних шишках на мові, які називаються смаковими рецепторами. Ви можете побачити діаграму клітини рецептора смаку і пов'язаних з ними структур на малюнку\(\PageIndex{7}\). Клітини рецепторів смаку контактують з хімічними речовинами в їжі через крихітні отвори, які називаються смаковими порами. Коли певні хімічні речовини зв'язуються з клітинами рецепторів смаку, він генерує нервові імпульси, які проходять через аферентні нерви до ЦНС. Існують окремі смакові рецептори солодкого, солоного, кислого, гіркого та м'ясного смаків. М'ясистий або пікантний смак називається умами.
Нюхові рецептори вистилають ходи всередині носових ходів (рис.\(\PageIndex{8}\)). Існують мільйони нюхових рецепторів, які відчувають хімічні речовини в повітрі. На відміну від смакових рецепторів, які можуть відчувати тільки п'ять різних смаків, нюхові рецептори можуть відчувати сотні різних запахів і посилати сигнали в нюхову цибулину мозку. Ви коли-небудь помічали, що їжа, здається, має менший смак, коли у вас закладений ніс? Це відбувається тому, що нюх сприяє почуттю смаку, а закладений ніс заважає здатності нюхати.
Найпоширенішою причиною сліпоти в Західній півкулі є вікова дегенерація жовтої плями (ВМД). Близько 15 мільйонів людей у Сполучених Штатах мають такий тип сліпоти, і 30 мільйонів людей страждають у всьому світі. В даний час не існує ліків від AMD. Захворювання виникає з відмиранням шару клітин, званого пігментним епітелієм сітківки, який в нормі забезпечує поживні речовини та іншу підтримку макули ока. Макула - це пігментована область овальної форми біля центру сітківки, яка спеціалізується на високій гостроті зору і має найбільшу концентрацію шишок сітківки. Коли епітеліальні клітини гинуть, а макула більше не підтримується і не харчується, макула також починає відмирати. Хворі відчувають чорну пляму в центрі зору, і в міру прогресування захворювання чорна пляма виростає назовні. Пацієнти з часом втрачають здатність читати і навіть розпізнавати знайомі обличчя, перш ніж розвинутися тотальна сліпота.
У 2016 році була проведена знакова операція як випробування на пацієнтці з важкою АМД. У першій в історії операції такого роду доктор Піт Коффі з Лондонського університету імплантував крихітну ділянку клітин за сітківкою в очі кожного пацієнта. Клітини були пігментованими епітеліальними клітинами сітківки, які були вирощені в лабораторії зі стовбурових клітин, які є недиференційованими клітинами, які мають здатність розвиватися в інші типи клітин. До шести місяців після операції нові клітини все ще вижили, і лікар сподівався, що втрата зору пацієнта припиниться і навіть зміниться. На той момент вже було заплановано кілька інших операцій для тестування нової процедури. Якщо ці випадки будуть успішними, доктор Коффі прогнозує, що операція стане такою ж звичайною, як хірургія катаракти, і не дасть мільйонам пацієнтів втратити зір.
Рецензія
- Порівняйте і контрастуйте особливі органи чуття і загальні органи чуття.
- Що таке сенсорні рецептори?
- Перерахуйте п'ять типів сенсорних рецепторів та тип подразника, який кожен виявляє.
- Опишіть діапазон тактильних подразників, які виявляються в сенсі дотику.
- Поясніть, як око збирає і фокусує світло, щоб сформувати зображення і перетворює його в нервові імпульси.
- Визначте дві загальні проблеми із зором, включаючи як їх причини, так і їх вплив на зір.
- Поясніть, як структури вуха збирають і підсилюють звукові хвилі і перетворюють їх в нервові імпульси.
- Яку роль відіграє вухо в балансі? Які структури вуха беруть участь в балансі?
- Опишіть два способи, якими тіло відчуває хімічні речовини та спеціальні органи чуття, які беруть участь у цих почуттях.
- Поясніть, чому ваша шкіра може виявляти різні типи подразників, такі як тиск і температура.
- Виберіть один. Сенсорна інформація надсилається в центральну нервову систему через (ефферент/аферентні) нерви.
- Визначте механорецептор, який використовується в двох різних людських почуттях, і опишіть тип механічних подразників, які кожен виявляє.
- Якщо людина сліпа, але її сітківка функціонує належним чином, де, на вашу думку, може бути шкода? Поясніть свою відповідь.
- Коли ви бачите кольори, які рецепторні клітини активуються? Де розташовані ці рецептори? Яка частка мозку в першу чергу використовується для обробки зорової інформації?
- Слуховий нерв несе:
- Інформація про запах
- Інформація про смак
- Інформація про баланс
- Звукова інформація
Дізнатися більше
Деякі люди «бачать» звуки, «чують» кольори або «скуштують» слова. Ця рідкісна здатність називається синестезією, і вважається, що вона викликана перехресним з'єднанням органів почуттів у мозку. Щоб дізнатися більше про це інтригуюче явище, перегляньте цю захоплюючу анімацію TED:
Багато людей відчувають запаморочливі наслідки запаморочення в якийсь момент свого життя. Дізнайтеся більше тут:
Атрибуції
- Бігант від GifTagger припускається CC BY 3.0 через Вікісховище
- Тактильні рецептори шкіри співробітниками Blausen.com (2014). «Медична галерея Блаузена Медікал 2014». Вікіжурнал медицини 1 (2). Коефіцієнт корисної інформації: 10,15347/кв.м/2014.010. ІСН 2002-436. CC BY 3.0 через Вікісховище
- Анатомія очей співробітниками Blausen.com (2014). «Медична галерея Блаузена Медікал 2014». Вікіжурнал медицини 1 (2). Коефіцієнт корисної інформації: 10,15347/кв.м/2014.010. ІСН 2002-436. CC BY 3.0 через Вікісховище
- Короткозорість Національного інституту очей, публічне надбання через Wikimedia Commons
- Далекозорість Національного інституту очей, публічне надбання через Wikimedia Commons
- Людське вухо публічне надбання через Вікісховище
- Смакові рецептори Йонаса Тьоле присвячені CC0 через Вікісховище
- Головний нюховий нерв Патрік Лінч, медичний ілюстратор, CC BY 2.5 через Wikimedia Commons
- Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0