Zmysły

Wzrok

Oko ma o wiele bardziej złożoną budowę, niż aparat fotograficzny. Aparat umożliwia proste zarejestrowanie obrazu na kliszy, natomiast ludzie i zwierzęta potrafią nie tylko odbierać obrazy uzyskiwane na siatkówce, ale także odpowiednio je interpretować.

Dzieje się tak dlatego, że oko jest połączone z mózgiem poprzez nerw wzrokowy, który znajduje się wewnątrz niewielkiej szypuły w tylnej części gałki ocznej. Informacje z siatkówki są błyskawicznie przenoszone wzdłuż nerwu wzrokowego do mózgu. Te wszystkie informacje przybierają postać impulsów, które mózg następnie przetwarza (dekoduje).

Każde oko widzi przedmiot pod nieco innym kątem, dlatego przesyła do mózgu odmienną informację. We wczesnym dzieciństwie mózg uczy się składać te dwa obrazy w jedną całość, dlatego widzimy pojedynczy obraz, a nie podwójny. Ten powstały obraz pozwala nam stwierdzić, czy dany obiekt jest bryłą oraz jak położony jest względem innych przedmiotów. Taki sposób widzenia nosi nazwę widzenia trójwymiarowego.

Nasz mózg zatem umożliwia prawidłowe widzenie. Światło przechodzące przez soczewkę zatamuje się, czyli ulega refrakcji, a to powoduje, że obraz padający na siatkówkę jest odwrócony. Dlatego mózg odpowiednio odczytuje docierające do niego impulsy i natychmiast odwraca obraz. Nauczenie się tego wymaga jednak trochę czasu, dlatego maleńkie dzieci w rzeczywistości widzą „odwrotnie".


Smak

Zmysł smaku, podobnie jak węchu, jest reak- cją na substancje chemiczne. Tak jak związki chemiczne obecne podczas wąchania, tak i te dające uczucie smaku muszą być rozpuszczone w wodzie. Smak czujemy dopiero wtedy, gdy su- che pożywienie zostanie rozpuszczone w ślinie. Obecność soli wyczuwamy bardzo szybko, po- nieważ sól bardzo szybko rozpuszcza się w ślinie, podczas gdy bardziej złożone substancje rozpuszczają się dłużej w ustach i nie zdradzają swego smaku tak szybko, jak potrawy słone.

Receptory, które wychwytują informacje z rozpuszczonych w wodzie substancji chemicznych, z jakich składa się nasze pożywienie, nazywają się kubkami smakowymi. Są to kępki maleńkich komórek albo zakończeń nerwowych, usytuowane na małych wzgórkach zwanych brodawkami. Można je znaleźć na języku, a także na podniebieniu i gardle. Każdy kubek smakowy składa się z kępki około 50 komórek, połączonych z włóknami nerwowymi prowadzącymi do mózgu.

Każdy kubek smakowy potrafi reagować na cztery podstawowe smaki. Niektóre z kubków smakowych są jedynie komórkami podporowymi, ale większość to główne komórki zmysłowe. Podobnie jak receptory zapachu, każda komórka zmysłowa wyposażona jest w mikroskopijny wiosek (zwany mikrokosmkiem komórkowym). Zewnętrzne części kubków smakowych są połączone z nerwami, które zaangażowane są w zmysł dotyku, zatem smak i odczucie fizycznej obecności pożywienia na języku są ściśle ze sobą związane. Zasłyszane czasem dyskusje, czy wołowina smakuje lepiej, gdy jest cienko czy grubo pokrojona, mogą wydawać się dziwne, ale odczucie jedzenia na języku faktycznie zmienia jego walory smakowe.


Zmyslł wechu


Wiadomo, że jesteśmy w stanie rozróżniać daleko więcej zapachów niż dźwięków, ale naukowcy mają duże trudności w ustaleniu, jakie procesy zachodzą podczas wąchania. Wiele jeszcze nie wiemy na temat sposobu, w jaki związki chemiczne są odbierane przez nos i interpretowane przez mózg jako zapachy miłe lub nieprzyjemne. Nie rozumiemy też do końca, jak substancje chemiczne znajdujące się w ustach zostają zmienione w języku w informacje, które można zinterpretować jako rozmaite smaki.

Wiemy jednak, ze na miewielkim obszarze z tyłu jamy nosowej znajdują się zakończenia nerwów wykorzystywane do odbierania zapachów. Ten obszar, zwany polem węchowym, jest wypełniony milionami zakończeń nerwowych - małych komórek, zwanych komórkami węchowymi. Każda z komórek wyposażona jest w co najmniej tuzin delikatnych włosków, zwanych rzęskami. Rzęski są stale wilgotne dzięki śluzowi, który także zajmuje się wychwytywaniem substancji wydzielających zapach. Jednak z uwagi na to, że pole zapachowe znajduje się w trudno dostęp nym miejscu, naukowcy z trudnością zdobywają niepodważalne informacje na ten temat.

Przypuszcza się, że kiedy substancje chemiczne zostają wciągnięte z powietrzem do nosa, rozpuszczają się w śluzie zwilżającym rzęski, przez co te maleńkie włoski pokrywa roztwór związków chemicznych. Rzęski reagują wysyłaniem do komórek węchowych odpowiednich sygnałów, które następnie wędrują do włókien nerwowych, zwanych nerwami węchowymi. Te informacje są przekazywane do węchomózgowia - części mózgu, która u człowieka jest o wiele słabiej rozwinięta niż u zwierząt.


Sluch

Narząd słuchu dzieli się na trzy części - ucho zewnętrzne, środkowe i wewnętrzne. Ucho zewnętrzne tworzy małżowina (jedyna widoczna część ucha) oraz przewód słuchowy zewnętrzny, prowadzący do ukrytych w czaszce części ucha.

Widoczna część ucha działa jak odbiornik fal dźwiękowych, które są następnie przewodzone do ucha środkowego. Fale akustyczne wprawiają w drgania błonę bębenkową, która rozciąga się w poprzek wejścia do ucha środkowego, oddzielając je od ucha zewnętrznego.

Ucho środkowe stanowi tylko ok.1/8 wielkości ucha zewnętrznego i składa się z małego zagłębienia w kości skroniowej, zwanego jamą bębenkową. W jamie znajdują się kosteczki słuchowe. Wąskim przewodem zwanym trąbką słuchową (Eustachiusza) jest ono połączone z gardłem. To połączenie umożliwia utrzymanie takiego samego ciśnienia powietrza w uchu wewnętrznym, jakie panuje na zewnątrz.

W jamie bębenkowej są trzy małe kosteczki o różnym kształcie - młoteczek, kowadełko i strzemiączko. Błona bębenkowa ma zagłębienie połączone z młoteczkiem. Wibracje błony bębenkowej są przenoszone na młoteczek, z niego na strzemiączko, następnie na kowadełko, a stąd przez okienko owalne łączące ucho środkowe z wewnętrznym do płynów ucha wewnętrznego.

Ucho wewnętrzne (błędnik) składa się z błędnika kostnego, wewnątrz którego znajduje się błędnik błoniasty. Przestrzeń pomiędzy błędnikami wypełniona jest płynem (przychłonką). Błędnik składa się z przedsionka, kanałów półkolistych - trzech wypełnionych płynem przewodów, stanowiących nasz zmysł równowagi, oraz niewielkiego, skręconego spiralnie przewodu - ślimaka. Wewnątrz niego jest płyn oraz rzędy drobniutkich, włosowatych, czuciowych komórek słuchowych i komórek podporowych, leżących na błonie podstawowej. Tworzą one właściwy receptor zmysłu słuchu - narząd Cortiego. Wibracje, które zostały przeniesione do okienka owalnego docierają następnie do ślimaka, poruszając błoną podstawową do przodu i do tyłu. Poruszająca się membrana porusza „włoski" narządu Cortiego. Komórki czuciowe odbierają te drgania i przetwarzają na impulsy nerwowe wysyłane do mózgu nerwem słuchowym. Mózg odpowiednio odczytuje te sygnały i interpretuje je jako dźwięki.

Fale dźwiękowe wywołują wibracje błony bębenkowej. Fale powietrza, rozchodzące się w ślimaku, pobudzają włosowate komórki czuciowe w narządzie Cortiego. Nerw słuchowy przenosi wytworzone przez nie impulsy do mózgu, gdzie są rozpoznawane jako dźwięki

DotykRejon mózgu, który zajmuje się interpretacją wrażeń płynących z dotyku, bólu, nazywa się częścią czuciową kory mózgowej. Wrażenia odczuwane przez lewą część ciała są odbierane przez prawą stronę kory mózgowej i odwrotnie. Każda część ciała jest ściśle połączona z określonym rejonem tej części mózgu. Im bardziej czuly fragment mózgu, tym więcej komórek musi interpretować przesyłane informacje. Na rysunku obok zaznaczono proporcjonalna ilość komórek moógu, odpowiadajacych odpowiednim częściom organizmu.

W przeciwieństwie do zmysłów: wzroku, słuchu, zapachu i smaku, które są umieszczone w jednym, określonym organie - narządy dotyku są rozmieszczone na powierzchni całego ciała. Poza tym inne zmysły reagujĄ na jeden rodzaj bod«ca, podczas gdy dotyk jest czuły na temperaturę i ból. Właściwie najlepiej uważać dotyk za grupę zmysłów, z których część jest wyposażona w wyspecjalizowane zakończenia nerwowe, czyli receptory, umieszczone w skórze, mięśniach i innych punktach ciała, reagujące na różne bodźce i przekazujące do mózgu wrażenia otrzymywane z zewnątrz.

Zasada działania

Zmysł dotyku umożliwia nam wykonywanie wielu czynności. Dzięki niemu czujemy, jak ktoś nas dotyka lub głaszcze, możemy ocenić, nie patrząc, rozmiar i kształt przedmiotów, jak również ich ciężar; wiemy, czy coś jest twarde czy miękkie, gorące czy zimne i czy może być źródłem bólu. Dotyk zapewnia też orientację przestrzenną, co oznacza, że nie musimy patrzeć, by wiedzieć, gdzie znajduje się dowolna część naszego ciała.

Dotyk spełnia też funkcję systemu wczesnego ostrzegania: informacje o temperaturze i bólu często ostrzegają mózg, że organizm znajduje się w niebezpieczeństwie, zanim sami będziemy tego świadomi. W takiej sytuacji ciało natychmiast uruchamia reakcję obronną, na przykład zmuszając nas do oderwania ręki od gorącej powierzchni, nim dojdzie do poważnego oparzenia. Przeprowadzono wiele badań poświęconych działaniu zmysłu dotyku. Kiedy po raz pierwszy ustalono, że wykorzystuje on informacje otrzymywane przez kilka różnych wyspecjalizowanych zakończeń nerwów, sądzono, że każdy z nich reaguje na wyłącznie jeden, określony bodziec, na przykład ból, nacisk, zimno czy gorąco.

Jednakże to wyjaśnienie szybko okazało się niedoskonale. Chociaż niektóre zakończenia nerwowe są faktycznie wyjątkowo wrażliwe na jakiś określony bodziec, stwierdzono, że niektóre reagują na więcej niż jeden rodzaj bodźca, a co więcej, różnice między nimi wydają się być trudne do ustalenia. W dodatku rozmaite wrażenia zidentyfikowane przez naukowców wydają się być zaledwie niewielką częścią wszystkich, jakie zakończenia nerwowe są w stanie odbierać.
Dalsze badania odkryły, że każde zakończenie nerwowe ma swoje własne „pole odbioru", czyli obszar skóry, którego stymulacja pobudza ten nerw do działania. Jednak pola odbioru nakładają się na siebie, zatem jeśli wywrzemy nacisk na określone miejsce na powierzchni skóry, kilka nerwów czuciowych równocześnie ulegnie stymulacji. W dodatku każdy pojedynczy nerw czuciowy mogą pobudzić do działania zmiany zarówno temperatury, jak i nacisku, zachodzące w jego polu odbioru.

Przekazywanie informacji

Włókna nerwowe właściwie nieustannie reagują na rozmaite bodźce, ale tylko bodźce związane z temperaturą i naciskiem są wystarczająco intensywne, by odebrał je mózg. Temperatura i nacisk pobudzają włókna nerwowe do ożywionej działalności, zatem te właśnie impulsy z większą prędkością docierają do centralnego systemu nerwowego. Prędkość, z jaką impuls przemieszcza się do mózgu, stanowi informację o rodzaju bodźca. Informacje o dotyku są przekazywane z zakończeń nerwowych przez włókna nerwów somatycznych do centralnego systemu nerwowego.Różne pola odbioru mają różną wrażliwość, zależną od koncentracji zakończeń nerwowych w rozmaitych częściach skóry. Na przykład, końce dwóch naostrzonych ołówków oddalone od siebie o l mm odczujemy na czubku języka jako dwa osobne wrażenia, podczas gdy na plecach musiałyby być oddalone o 50 mm, żeby można odebrać je jako osobne dotknięcia. Przeprowadzono różne eksperymenty w celu ustalenia, czy każdy rodzaj włókna nerwowego przenosi informacje o innego rodzaju bodźcu. Niewątpliwie niektóre włókna przekazują informacje tylko w wypadku uszkodzenia, ocieplenia, uszczypnięcia skóry, i tak dalej. Jednak to nie zakończenie nerwowe reaguje w ten sposób, tylko odpowiedni uktad bodźców we włóknach nerwowych, tworzących łańcuch transmisyjny informacji dotykowych od zakończeń nerwowych do mózgu. Chociaż niektóre rodzaje zakończeń nerwowych mogą być bardziej wrażliwe na pewne rodzaje zewnętrznego nacisku, większość badaczy jest obecnie zgodna, że raczej prędkość i rozmieszczenie impulsów w długich i krótkich włóknach układają się w charakterystyczny model, rozpoznawany przez mózg jako konkretne wrażenie. Skoro nasz zmysł dotyku jest taki czuły, może rekompensować brak innego zmysłu. Najlepszym przykładem jest tutaj alfabet Braille'a, pozwalający niewidomym czytać za pośrednictwem palców.