Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

36.2: Сенсорні процеси - трансдукція та сприйняття

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    4957

    • Boundless
    • Boundless
    \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Цілі навчання
    • Поясніть, як подразники перетворюються в сигнали, які переносяться в центральну нервову систему

    Трансдукція

    Найбільш фундаментальною функцією сенсорної системи є трансляція сенсорного сигналу на електричний сигнал в нервовій системі. Це відбувається у сенсорного рецептора. Зміна електричного потенціалу, яке виробляється, називається рецепторним потенціалом. Як сенсорний вхід, такий як тиск на шкіру, змінюється на рецепторний потенціал? Як приклад, тип рецептора, званий механорецептором, має спеціалізовані мембрани, які реагують на тиск. Порушення цих дендритів шляхом їх стиснення або згинання відкриває закриті іонні канали в плазматичній мембрані сенсорного нейрона, змінюючи його електричний потенціал. У нервовій системі позитивна зміна електричного потенціалу нейрона (його також називають мембранним потенціалом), деполяризує нейрон. Рецепторні потенціали - це градуйовані потенціали: величина цих градуйованих (рецепторних) потенціалів змінюється залежно від сили подразника. Якщо величина деполяризації достатня (тобто, якщо мембранний потенціал досягає порогу), нейрон вистрілить потенціал дії. У більшості випадків правильний подразник, що впливає на сенсорний рецептор, буде керувати мембранним потенціалом у позитивному напрямку, хоча для деяких рецепторів, таких як у зоровій системі, це не завжди так.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Активація механорецепторів: (а) Механочутливі іонні канали - це закриті іонні канали, які реагують на механічну деформацію плазматичної мембрани. Механочутливий канал з'єднаний з плазматичною мембраною і цитоскелетом волосоподібними тросами. Коли тиск змушує рухатися позаклітинний матрикс, канал відкривається, дозволяючи іонам увійти або вийти з клітини. (б) Стереоцилії в людському вусі пов'язані з механочутливими іонними каналами. Коли звук змушує стереоцилії рухатися, механочутливі іонні канали передають сигнал на кохлеарний нерв.

    Сенсорні рецептори для різних органів почуттів працюють по-різному один від одного. Вони спеціалізуються відповідно до типу подразника, який вони відчувають; таким чином, вони мають рецепторну специфічність. Наприклад, рецептори дотику, світлові рецептори та звукові рецептори активуються різними подразниками. Сенсорні рецептори не чутливі до світла або звуку; вони чутливі лише до дотику або тиску. Однак подразники можуть поєднуватися на більш високих рівнях мозку, як це відбувається з нюхом, сприяючи нашому почуттю смаку.

    Кодування та передача сенсорної інформації

    Чотири аспекти сенсорної інформації кодуються сенсорними системами: тип подразника, розташування подразника в рецептивному полі, тривалість подразника та відносна інтенсивність подразника. Таким чином, потенціали дії, що передаються через аферентні аксони сенсорного рецептора, кодують один тип подразника. Ця сегрегація почуттів зберігається в інших сенсорних схемах. Наприклад, слухові рецептори передають сигнали по власній виділеній системі. Електрична активність в аксоні слухових рецепторів буде трактуватися мозком як слуховий подразник: звук.

    Інтенсивність подразника часто кодується в швидкості потенціалів дії, що виробляються сенсорним рецептором. Таким чином, інтенсивний подразник буде виробляти більш швидкий поїзд потенціалів дії. Зменшення стимулу також сповільнить швидкість вироблення потенціалів дії. Другий спосіб, при якому інтенсивність кодується, - це кількість активованих рецепторів. Інтенсивний стимул може ініціювати потенціали дії у великій кількості сусідніх рецепторів, тоді як менш інтенсивний стимул може стимулювати меншу кількість рецепторів. Інтеграція сенсорної інформації починається, як тільки інформація надходить в центральну нервову систему.

    сприйняття

    Сприйняття - це інтерпретація сенсації індивідом. Хоча сприйняття спирається на активацію сенсорних рецепторів, сприйняття відбувається не на рівні сенсорного рецептора, а на рівні мозку. Мозок розрізняє сенсорні подразники через сенсорний шлях: потенціали дії від сенсорних рецепторів подорожують по нейронам, які присвячені певному стимулу.

    Всі сенсорні сигнали, крім нюхової системи, передаються через центральну нервову систему: вони направляються до таламуса і до відповідної області кори. Таламус - це структура в передньому мозку, яка служить кліринговим і релейним станцією для сенсорних (а також рухових) сигналів. Коли сенсорний сигнал виходить з таламуса, він проводиться до певної області кори, присвяченій обробці цього конкретного сенсу.

    зображення
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Обробка відчуттів: Мозок має виділені області для обробки подразників, включаючи: (а) таламус і (б) слухову, зорову та соматосенсорну області обробки.

    Ключові моменти

    • Сенсорні сигнали перетворюються в електричні сигнали через деполяризацію сенсорних нейронних мембран при подразненні рецептора, що спричиняє відкриття закритих іонних каналів, які змушують мембранний потенціал досягти свого порогу.
    • Рецепторні потенціали класифікуються як градуйовані потенціали; величина цих потенціалів залежить від сили подразника.
    • Сенсорна система показує рецепторну специфічність; хоча подразники можуть поєднуватися в обробних ділянках мозку, специфічний рецептор буде активований лише його специфічним подразником.
    • Мозок містить специфічні області обробки (такі як соматосенсорна, зорова та слухова області), які призначені для обробки інформації, яка раніше проходила через таламус, «кліринговий дім та релейну станцію» як для сенсорних, так і рухових сигналів.
    • Чотири основні компоненти кодування та передачі сенсорної інформації включають: тип подразника, розташування подразника в рецептивному полі, тривалість та інтенсивність подразника.

    Ключові умови

    • мембранний потенціал: різниця електричного потенціалу через огороджувальну мембрану клітини
    • потенціал дії: короткочасна зміна електричного потенціалу, який рухається вздовж комірки
    • трансдукція: трансляція сенсорного сигналу в сенсорній системі на електричний сигнал в нервовій системі

    Внески та віднесення