Арнайы сезім органдары және көру қабілеті

Кіріспе

Мамандандырылған мүшелері бар сезімдер

Медицина және анатомияда арнайы сезімдер – оларға арналған мамаи мүшелері бар сезімдер:

көру (көз)
есту және тепе-теңдік (құлақ, оның ішінде есту жүйесі және вестибулярлық жүйе)
иіс (мұрын)
дәм (тіл)

Арнайы және жалпы сезімдер арасындағы айырмашылық орталық жүйке жүйесіне және одан келіп-кетуші жүйке талшықтарын жіктеу үшін қолданылады. Арнайы сезімдерден түсетін ақпарат арнайы соматикалық афференттер және арнайы висцеральді афференттер арқылы беріледі. Ал жанасу сезімі – бұл соматикалық сезім, ол мамаи мүшеге ие емес, бүкіл денеден, әсіресе теріден, сондай-ақ ішкі органдардан (ішкі мүшелерден) келеді. Жанасуға механизмдік қабылдау (басым, діріл және проприоцепция), ауырсыну (ноцицепция) және жылу (термоцепция) жатады, ал мұндай ақпарат жалпы соматикалық афференттер және жалпы висцеральді афференттер арқылы беріледі.

Көрініс

Көрнекі қабылдау – қоршаған ортадағы заттар шағылыстырған көрінетін спектрдегі жарықты пайдаланып, қоршаған ортаны түсіндіру қабілеті. Осының нәтижесінде пайда болатын қабылдау, көру қабілеті, көз немесе көру деп аталады (сөздердің визуалды, оптикалық немесе көздік формалары да қолданылады). Көруге қатысты барлық физиологиялық компоненттер жиынтығы көру жүйесі деп аталады. Жануарлардың көру жүйесі, ағзаларға қоршаған ортадан ақпарат алуға мүмкіндік береді. Көру процесі, көздің мүйіз қабығы, содан кейін көздің линзасы арқылы қоршаған ортадан келетін жарықты, көздің артқы жағында орналасқан, жарыққа сезімтал торша қабығына бағыттайды. Торша қабығы – бұл мидың бір бөлігі, ол жарықты нейрондық сигналдарға түрлендіретін түрлендіргіш ретінде жұмыс істейді. Көздің линзасы, көру жүйесінен келетін кері байланысқа сүйене отырып, қалыңдығын реттейді, осылайша жарықты торша қабығының фоторецепторлық жасушаларына – яғни, жарық фотондарын анықтап, нейрондық импульстар тудыратын таяқшалар мен конустарға бағыттайды. Бұл сигналдар мидың әртүрлі бөліктерінде күрделі алға және кері байланыс процестері арқылы өңделеді, торша қабығынан мидың орталық ганглияларына дейін. Ескеріңіз, жоғарыда айтылғандардың көп бөлігі сегізқұбыршақтыларға, моллюскаларға, құрттарға, жәндіктерге және одан да қарапайым жандарға қатысты; яғни, дамыған нерв жүйесі мен медузадан жақсы көретін кез келген ағзаға. Алайда, төмендегі мәліметтер көбінесе сүтқоректілерге және құстарға (біраз өзгерістермен) қатысты: Бұл күрделі жануарлардың торша қабығынан талшықтар (көз жүйкесі) бүйірлік тізелі ядроға, содан кейін мидың бірінші және екінші көру қабығына жіберіледі. Торша қабығынан келетін сигналдар тікелей жоғарғы төбешікке де жетеді. Заттарды қабылдау және көріністің толық суретін құру көру ассоциациясы қабығы арқылы жүзеге асырылады. Көру ассоциациясы қабығы, жолақты қабықтан түсетін барлық сезімдік ақпаратты біріктіреді, ал жолақты қабықта модульдік нейрондық желілердің құрамындағы мыңдаған модульдер орналасқан. Жолақты қабықтың нейрондары аксондарды экстрастриаттық қабыққа жібереді, ол көру ассоциациясы қабығының жолақты қабықты қоршап тұрған аймағы болып табылады. Адамның көру жүйесі электромагниттік спектрдің 370 мен 730 нанометр (0,00000037 – 0,00000073 метр) арасындағы толқын ұзындығындағы көрінетін жарықты қабылдайды.

Visual perception is the ability to interpret the surrounding environment using light in the visible spectrum reflected by the objects in the environment. The resulting perception is also known as visual perception, eyesight, sight, or vision (adjectival form: visual, optical, or ocular). The various physiological components involved in vision are referred to collectively as the visual system. The visual system in animals allows individuals to assimilate information from their surroundings. The act of seeing starts when the cornea and then the lens of the eye focuses light from its surroundings onto a light sensitive membrane in the back of the eye, called the retina. The retina is actually part of the brain that is isolated to serve as a transducer for the conversion of light into neuronal signals. Based on feedback from the visual system, the lens of the eye adjusts its thickness to focus light on the photoreceptive cells of the retina, also known as the rods and cones, which detect the photons of light and respond by producing neural impulses. These signals are processed via complex feedforward and feedback processes by different parts of the brain, from the retina upstream to central ganglia in the brain. Note that up until now much of the above paragraph could apply to octopuses, mollusks, worms, insects and things more primitive; anything with a more concentrated nervous system and better eyes than say a jellyfish. However, the following applies to mammals generally and birds (in modified form): The retina in these more complex animals sends fibers (the optic nerve) to the lateral geniculate nucleus, to the primary and secondary visual cortex of the brain. Signals from the retina can also travel directly from the retina to the superior colliculus. The perception of objects and the totality of the visual scene is accomplished by the visual association cortex. The visual association cortex combines all sensory information perceived by the striate cortex which contains thousands of modules that are part of modular neural networks. The neurons in the striate cortex send axons to the extrastriate cortex, a region in the visual association cortex that surrounds the striate cortex. The human visual system perceives visible light in the range of wavelengths between 370 and 730 nanometers (0.00000037 to 0.00000073 meters) of the electromagnetic spectrum.

Есту

Есту, немесе дыбыстық қабылдау – бұл дыбысты тербелістерді анықтау арқылы, уақыт өте келе қоршаған ортаның қысымындағы өзгерістерді, құлақ сияқты орган арқылы сезіну қабілеті. Дыбыс қатты, сұйық немесе газ тәрізді заттар арқылы естіле алады. Бұл дәстүрлі бес сезімнің бірі; есту қабілетінің толық немесе ішінара жоғалтылуы есту қабілетінен айырылу деп аталады. Адамдарда және басқа омыртқалы жануарларда есту негізінен есту жүйесі арқылы жүзеге асырылады: механикалық толқындар, яғни тербелістер, құлақпен анықталып, миға (негізінен уақытша бөлігіне) жіберілетін жүйке импульстарына айналады. Есту, сияқты, сезіну де сыртқы ортадағы молекулалардың қозғалысына сезімталдықты қажет етеді. Есту де, сезіну де механосезінудің түрлері. Адам құлағының үш негізгі бөлігі бар: сыртқы құлақ, ортаңғы құлақ және ішкі құлақ.

Иісі

Иіс сезу – иіс сезімін қалыптастыратын хеморецепция. Иіс сезудің көптеген мақсаттары бар, мысалы, қауіпті жағдайларды, феромондарды және тамақты анықтау. Ол басқа сезімдермен бірігіп, дәм сезімін құрайды. Иіс сезу, иіс молекулалары мұрын қуысында орналасқан иіс рецепторларының белгілі бір жерлеріне байланысқанда пайда болады. Гломерулалар осы рецепторлардан сигналдарды жинап, иіс бағанасына (olfactory bulb) жібереді, онда сенсорлық ақпарат мидың иіс тану, есте сақтау және эмоция үшін жауапты бөліктерімен өзара әрекеттеседі. Көбінесе құрлықтағы организмдерде иіс және дәмді сезу жүйелері бөлек болады (ортонозальдық және ретроназальдық иіс), ал суда тіршілік ететін организмдерде көбінесе бір ғана жүйе болады. Омыртқалы жануарларда иіс сезу эпителийіндегі иіс сезу нейрондары арқылы сезіледі. Иіс сезу эпителийі кем дегенде алты морфологиялық және биохимиялық түрлі жасушадан тұрады. Иіс сезу эпителийінің тыныс алу эпителийімен (иннервацияланбаған, яғни жүйкелермен қамтамасыз етілмеген) салыстырылған арақатынасы жануардың иіс сезу қабілетін көрсетеді. Адамның иіс сезу эпителийінің ауданы шамамен 100 шаршы сантиметр, ал кейбір иттерде ол 100 есе артық. Иттердің иіс сезу эпителийі де әлдеқайда тығыз иннервацияланған, әр шаршы сантиметріне жүз есе көп рецепторлар орналасқан. Мұрын қуысының жоғарғы бөлігі арқылы өтетін иіс молекулалары, қуыстың жоғарғы жағын жабатын шырышқа еріп, иіс сезу нейрондарының дендриттеріндегі иіс рецепторларымен анықталады. Бұл диффузия арқылы немесе иіс молекулаларының иіс байланыстырушы ақуыздармен байланысуы арқылы жүзеге асуы мүмкін. Эпителийдің үстіндегі шырыш құрамында мукополисахаридтер, тұздар, ферменттер және антиденелер болады (олар өте маңызды, себебі иіс сезу нейрондары инфекцияның миға тікелей өтуіне мүмкіндік береді). Бұл шырыш иіс молекулалары үшін еріткіш ретінде қызмет етеді, үнемі ағып тұрады және шамамен он минут сайын жаңарып отырады.

Дәмділігі

Дәм – ауыздағы заттың ауыз қуысындағы дәм түйіршіктерінде, көбінесе тілде орналасқан дәм қабылдағыш жасушалармен химиялық реакцияға түскен кезде туындайтын сезім. Дәм сезімі, иіс сезу (олфакция) және үштік нервтің стимуляциясы (текстура, ауырсыну және температураны тіркеу) бірге тағамның немесе басқа заттардың дәмін анықтайды. Адамдардың дәмді рецепторлары дәмді түйіршіктерінде (густаторлық каликулалар) және тілдің жоғарғы беті мен жұтқыншақты қоса алғанда, басқа да аймақтарда орналасқан. Дәмді сезіну үшін густаторлық қабық жауапты. Тілдің беті мыңдаған кішкентай дөңгелектермен – папиллалармен қапталған, оларды жалаң көзбен көруге болады. Әрбір папилланың ішінде жүздеген дәмді түйіршіктер орналасқан. Бірақ филиформды папиллалар дәмді түйіршіктерді қамтымайды. Тілдің артқы және алдыңғы бөлігінде 2000-нан 5000-ға дейін дәмді түйіршіктер орналасқан. Басқалары ауыздың төбесінде, бүйірлерінде, артқы жағында және жұтқыншақта орналасқан. Әрбір дәмді түйіршікте 50-ден 100-ге дейін дәмді рецепторлық жасушалар болады. Дәм сезімінің бес негізгі түрі бар: тәттілік, қышқылдық, тұздық, ащылық және умами. Ғылыми тәжірибелер осы бес дәмнің бар екенін және бір-бірінен ерекшеленетінін дәлелдеді. Дәмді түйіршіктер әртүрлі молекулалар мен иондармен өзара әрекеттесуді анықтау арқылы әртүрлі дәмдерді ажырата алады. Тәтті, умами және ащы дәмдер дәмді түйіршіктердің жасушалық мембраналарындағы G белоктарымен байланысқан рецепторларға молекулалардың байланысуымен туындайды. Тұздық пен қышқылдық сілтілі металл немесе сутегі иондары дәмді түйіршіктерге енгенде сезіледі. Тағамның ауыздағы дәмін сезінуге негізгі дәмдер ғана емес, сонымен қатар иіс, текстура (әртүрлі механорецепторлар, бұлшықет нервтері арқылы анықталады), температура (терморецепторлар арқылы анықталады) және «салқындау» (мысалы, ментол) мен «қызу» (тітіркендіру) сияқты факторлар да әсер етеді. Дәм сезімі зиянды да, пайдалы да нәрселерді сезінетіндіктен, барлық негізгі дәмдер олардың денемізге тигізетін әсеріне байланысты жегіш немесе аверсивті деп жіктеледі. Тәттілік энергияға толы тағамдарды анықтауға көмектеседі, ал ащылық – удың бар екенін ескертеді. Адамдарда дәмді қабылдау 50 жасқа жеткенде тілдің папиллаларының жоғалуы және сілекей өндірісінің жалпы төмендеуі салдарынан әлсірей бастайды. Адамдар дисгеузия арқылы дәмді бұрмалау сезімін де бастан өткере алады. Барлық сүтқоректілердің бірдей дәм сезімдері болмайды: кейбір кеміргіштер крахмалдың дәмін сезе алады (адамдар олай істей алмайды), мысықтар тәттіліктің дәмін сезе алмайды, бірақ АТФ-ны сезе алады, ал гиеналар, дельфиндер және теңіз арыстандары сияқты бірнеше етқоректілер ата-бабаларының бес дәм сезімінің төртеуін сезу қабілетін жоғалтқан.

Taste is the sensation produced when a substance in the mouth reacts chemically with taste receptor cells located on taste buds in the oral cavity, mostly on the tongue. Taste, along with smell (olfaction) and trigeminal nerve stimulation (registering texture, pain, and temperature), determines flavors of food or other substances. Humans have taste receptors on taste buds (gustatory calyculi) and other areas including the upper surface of the tongue and the epiglottis. The gustatory cortex is responsible for the perception of taste. The tongue is covered with thousands of small bumps called papillae, which are visible to the naked eye. Within each papilla are hundreds of taste buds. The exception to this is the filiform papillae that do not contain taste buds. There are between 2000 and 5000 taste buds that are located on the back and front of the tongue. Others are located on the roof, sides and back of the mouth, and in the throat. Each taste bud contains 50 to 100 taste receptor cells. The sensation of taste includes five established basic tastes: sweetness, sourness, saltiness, bitterness, and umami. Scientific experiments have proven that these five tastes exist and are distinct from one another. Taste buds are able to differentiate among different tastes through detecting interaction with different molecules or ions. Sweet, umami, and bitter tastes are triggered by the binding of molecules to G protein coupled receptors on the cell membranes of taste buds. Saltiness and sourness are perceived when alkali metal or hydrogen ions enter taste buds, respectively. The basic tastes contribute only partially to the sensation and flavor of food in the mouth—other factors include smell, texture, detected through a variety of mechanoreceptors, muscle nerves, etc. ; temperature, detected by thermoreceptors; and "coolness" (such as of menthol) and "hotness" (pungency), through chemesthesis. As taste senses both harmful and beneficial things, all basic tastes are classified as either aversive or appetitive, depending upon the effect the things they sense have on our bodies. Sweetness helps to identify energy rich foods, while bitterness serves as a warning sign of poisons. Among humans, taste perception begins to fade around 50 years of age because of loss of tongue papillae and a general decrease in saliva production. Humans can also have distortion of tastes through dysgeusia. Not all mammals share the same taste senses: some rodents can taste starch (which humans cannot), cats cannot taste sweetness but can taste ATP, and several other carnivores including hyenas, dolphins, and sea lions, have lost the ability to sense up to four of their ancestral five taste senses.