Ειδικές Αισθήσεις 🎯

Οι ειδικές αισθήσεις είναι η όραση, η ακοή, η ισορροπία, η όσφρηση και η γεύση. Σε αντίθεση με τις σωματικές αισθήσεις (αφή, πίεση, πόνος, θερμοκρασία), που έχουν υποδοχείς διάσπαρτους σε όλο το σώμα, οι ειδικές αισθήσεις στηρίζονται σε εξειδικευμένα αισθητήρια όργανα — τον οφθαλμό, το αυτί, τον οσφρητικό βλεννογόνο και τους γευστικούς κάλυκες.

👁️ Όραση

Δομή του οφθαλμικού βολβού

Ο οφθαλμικός βολβός έχει σχήμα πεπλατυσμένης σφαίρας, με διάμετρο περίπου 2,5 cm στον ενήλικα. Το τοίχωμά του αποτελείται από τρεις χιτώνες (στρώματα):

Πίσω από την κόρη βρίσκεται ο κρυσταλλοειδής φακός. Ανάμεσα στον φακό, την ίριδα και τον κερατοειδή υπάρχει κοιλότητα γεμάτη με διαφανές υδατοειδές υγρό, ενώ πίσω από τον φακό υπάρχει το παχύρρευστο υαλώδες σώμα.

Ο αμφιβληστροειδής περιέχει τροποποιημένα νευρικά κύτταρα με αποφυάδες που ονομάζονται ραβδία και κωνία και περιέχουν φωτοευαίσθητες χρωστικές:

• Τα ραβδία είναι πολυάριθμα (περίπου 150 εκατομμύρια) και βρίσκονται κυρίως στην περιφέρεια του αμφιβληστροειδούς.
• Τα κωνία είναι λιγότερα (περίπου 3 εκατομμύρια) και συγκεντρώνονται στο κέντρο, κυρίως στην ωχρή κηλίδα.

Ραβδία και κωνία συνάπτονται με διπολικά νευρικά κύτταρα, αυτά με άλλα νευρικά κύτταρα, και οι αποφυάδες των τελευταίων σχηματίζουν το οπτικό νεύρο, που εξέρχεται από το μάτι στην οπτική θηλή.

Έλεγχος του φωτός και εστίαση

Οι λείες μυϊκές ίνες της ίριδας μεταβάλλουν τη διάμετρο της κόρης και άρα την ποσότητα του φωτός που φτάνει στον αμφιβληστροειδή. Το έντονο φως μικραίνει αντανακλαστικά την κόρη, ενώ το ασθενές φως τη μεγαλώνει.

Για να σχηματιστεί ευκρινές είδωλο, οι ακτίνες φωτός πρέπει να διαθλαστούν κατά τη διέλευσή τους από τον κερατοειδή, το υδατοειδές υγρό, τον κρυσταλλοειδή φακό και το υαλώδες σώμα (η «διαθλαστική συσκευή» του οφθαλμού). Για αντικείμενα σε απόσταση μικρότερη των 6 m, χρειάζεται μεγαλύτερη κυρτότητα του φακού· αυτό επιτυγχάνεται με σύσπαση των μυών του ακτινωτού σώματος και ονομάζεται προσαρμογή.

Το είδωλο σχηματίζεται στον αμφιβληστροειδή ανεστραμμένο, αλλά μαθαίνουμε, μέσα από την εμπειρία, να αντιλαμβανόμαστε τα είδωλα ανορθωμένα.

Προβλήματα εστίασης

Μυωπία και υπερμετρωπία διορθώνονται με κατάλληλους φακούς (γυαλιά ή φακούς επαφής).

Γλαύκωμα

Το γλαύκωμα εμφανίζεται συνήθως σε άτομα άνω των 35 ετών. Οφείλεται σε μειωμένο ρυθμό απομάκρυνσης του υδατοειδούς υγρού σε σχέση με τον ρυθμό παραγωγής του, με αποτέλεσμα συσσώρευση υγρού και αύξηση της ενδοφθάλμιας πίεσης. Η πίεση συμπιέζει τα αγγεία του χοριοειδούς, τα ραβδία και τα κωνία δεν τρέφονται επαρκώς, και μπορεί να προκληθεί βλάβη στο οπτικό νεύρο και σταδιακή απώλεια όρασης.

Βιοχημεία της όρασης

Τα ραβδία και τα κωνία περιέχουν φωτοευαίσθητες χρωστικές που διασπώνται όταν απορροφούν φωτεινή ενέργεια, δημιουργώντας νευρική ώση.

Ραβδία:

• Εξαιρετικά ευαίσθητα στο φως· υπεύθυνα για την όραση σε χαμηλό φωτισμό.
• Δίνουν όραση θολή, χωρίς σαφή όρια, σε αποχρώσεις του γκρι.
• Περιέχουν τη χρωστική ροδοψίνη: πρωτεΐνη (οψίνη) συνδεδεμένη με παράγωγο της βιταμίνης Α (ρετινίνη). Το φως τη διασπά σε οψίνη και ρετινίνη, παράγοντας νευρική ώση προς τον ινιακό λοβό. Η επανασύνθεσή της (με κατανάλωση ATP) χρειάζεται περισσότερο χρόνο απ' ό,τι η διάσπασή της.

Κωνία:

• Ενεργοποιούνται μόνο με επαρκή φωτισμό· δίνουν έγχρωμη, λεπτομερή όραση.
• Περιέχουν τη χρωστική ιωδοψίνη, λιγότερο ευαίσθητη στο φως από τη ροδοψίνη — γι' αυτό χρειάζεται περισσότερο φως για να διεγερθούν.
• Υπάρχουν τρεις τύποι ιωδοψίνης, με μέγιστη απορρόφηση στο κυανό, το πράσινο και το κόκκινο. Σύμφωνα με την τριχρωματική θεωρία, η διέγερση ενός μόνο τύπου κωνίων γίνεται αντιληπτή ως το αντίστοιχο χρώμα, ενώ τα υπόλοιπα χρώματα προκύπτουν από ταυτόχρονη διέγερση, σε διαφορετικό ποσοστό, και των τριών τύπων.

Το ανθρώπινο μάτι ανιχνεύει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία περίπου 400-700 nm (το ορατό φάσμα).

Μεταμόσχευση κερατοειδούς

Η καταστροφή του κερατοειδούς προκαλεί τύφλωση, ακόμη κι αν όλα τα υπόλοιπα τμήματα του ματιού λειτουργούν φυσιολογικά. Αντιμετωπίζεται με μεταμόσχευση κερατοειδούς από δότη. Επειδή ο κερατοειδής δεν έχει αιμοφόρα αγγεία (άρα δεν φτάνουν εκεί λευκά αιμοσφαίρια), το μόσχευμα σπάνια απορρίπτεται, γι' αυτό μπορεί να προέρχεται και από δότη χωρίς καμία συγγένεια με τον δέκτη.

Στερεοσκοπική όραση

Το είδωλο στον αμφιβληστροειδή έχει δύο διαστάσεις, όμως αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο τρισδιάστατα. Αυτό οφείλεται στο ότι τα δύο μάτια απέχουν 6-7 cm μεταξύ τους: κάθε αντικείμενο σε απόσταση μικρότερη των 6 m σχηματίζει ελαφρώς διαφορετικό είδωλο σε καθέναν από τους δύο αμφιβληστροειδείς. Ο εγκέφαλος συνδυάζει, συνθέτει και ερμηνεύει τις δύο εικόνες, παράγοντας την τρισδιάστατη αντίληψη του χώρου.

👂 Ακοή και ισορροπία

Το αυτί είναι υπεύθυνο και για την ακοή και για την ισορροπία. Χωρίζεται σε τρία τμήματα: εξωτερικό, μέσο και εσωτερικό αυτί. Τα υποδεκτικά όργανα και για τις δύο αισθήσεις βρίσκονται στο εσωτερικό αυτί και αποτελούνται κυρίως από τριχοφόρα κύτταρα.

Εξωτερικό και μέσο αυτί

Το εξωτερικό αυτί αποτελείται από το πτερύγιο και τον ακουστικό πόρο. Η είσοδος του ακουστικού πόρου έχει τριχίδια και κύτταρα που εκκρίνουν κυψελίδα, εμποδίζοντας την είσοδο σκόνης και μικροοργανισμών. Το πτερύγιο συλλέγει τους ήχους και τους κατευθύνει στον ακουστικό πόρο, στο τέλος του οποίου βρίσκεται ο τυμπανικός υμένας, ο οποίος τίθεται σε παλμική κίνηση από τους ήχους.

Το μέσο αυτί αποτελείται από την τυμπανική κοιλότητα (γεμάτη αέρα), τον τυμπανικό υμένα και τρία ακουστικά οστάρια: τη σφύρα, τον άκμονα και τον αναβολέα. Στην τυμπανική κοιλότητα καταλήγει η ευσταχιανή σάλπιγγα. Η σφύρα, σε επαφή με τον τυμπανικό υμένα, μεταδίδει μέσω του άκμονα τις παλμικές κινήσεις στον αναβολέα, ο οποίος συνδέεται με την ωοειδή μεμβράνη που καλύπτει την ωοειδή θυρίδα, στη βάση του κοχλία.

Εσωτερικό αυτί — μηχανισμός της ακοής

Το εσωτερικό αυτί αποτελείται από τον κοχλία, την αίθουσα και τους τρεις ημικύκλιους σωλήνες. Ο κοχλίας έχει σχήμα κελύφους σαλιγκαριού και εσωτερικά χωρίζεται σε τρία κανάλια — το αιθουσαίο, το τυμπανικό και τον κοχλιακό πόρο — γεμάτα με λέμφο. Το υποδεκτικό όργανο της ακοής είναι το όργανο του Corti, στον κοχλιακό πόρο, φτιαγμένο κυρίως από τριχοφόρα κύτταρα (μηχανοϋποδοχείς) πάνω στη βασική μεμβράνη.

Όταν η ωοειδής θυρίδα δονείται, η κίνηση μεταβιβάζεται πρώτα στη λέμφο του αιθουσαίου καναλιού, μετά σε αυτή του τυμπανικού καναλιού, προκαλώντας δονήσεις στη βασική μεμβράνη. Αυτές διεγείρουν τα τριχοφόρα κύτταρα του οργάνου του Corti, που παράγουν νευρικές ώσεις. Οι ώσεις φτάνουν, μέσω του κοχλιακού νεύρου, στον κροταφικό λοβό, όπου ερμηνεύονται ως ήχος. Οι κινήσεις της λέμφου εξαλείφονται τελικά μέσω της μεμβράνης της στρογγυλής θυρίδας.

Ήχοι

Οι ήχοι παράγονται από σώματα που πάλλονται και μεταδίδονται ως ηχητικά κύματα μέσω ενός μέσου, όπως ο αέρας ή το νερό. Η ταχύτητα διάδοσης στον αέρα είναι 340 m/sec. Δύο χαρακτηριστικά περιγράφουν έναν ήχο: η ένταση και η συχνότητα. Το ανθρώπινο αυτί αντιλαμβάνεται ήχους συχνότητας 16-20.000 Hz· η ελάχιστη ανιχνεύσιμη ένταση εξαρτάται από τη συχνότητα (στα 1.000 Hz είναι 4 dB).

Ισορροπία

Οι υποδοχείς της ισορροπίας είναι οι ακουστικές ακρολοφίες (στις βάσεις των ημικύκλιων σωλήνων) και οι ακουστικές κηλίδες (στην αίθουσα).

• Στις ακουστικές ακρολοφίες, οι βλεφαρίδες των τριχοφόρων κυττάρων είναι στερεωμένες σε ζελατινώδη ουσία. Κατά την περιστροφική κίνηση της κεφαλής, η λέμφος των ημικύκλιων σωλήνων μετατοπίζεται, κάμπτει τις βλεφαρίδες και δημιουργείται νευρική ώση.
• Στις ακουστικές κηλίδες, οι βλεφαρίδες είναι επίσης σε ζελατινώδη ουσία, πάνω στην οποία υπάρχουν κρύσταλλοι ανθρακικού ασβεστίου (ωτόλιθοι). Όταν το σώμα δεν κινείται, οι ωτόλιθοι ηρεμούν· κατά την κάμψη της κεφαλής ή την επιτάχυνση του σώματος μετακινούνται, κάμπτουν τις βλεφαρίδες και δημιουργείται νευρική ώση.

Οι νευρικές ώσεις από τις δύο αυτές δομές μεταφέρονται μέσω του αιθουσαίου νεύρου, πρώτα στον προμήκη και τελικά στην παρεγκεφαλίδα, η οποία ρυθμίζει αντανακλαστικά την ισορροπία του σώματος.

👃 Όσφρηση και 👅 γεύση

Οι αισθήσεις της γεύσης και της όσφρησης μας επιτρέπουν να αντιλαμβανόμαστε την πληθώρα χημικών μορίων του περιβάλλοντος (αέρας, τροφή). Οι υποδοχείς τους είναι χημειοϋποδοχείς και οι δύο αισθήσεις συνδέονται λειτουργικά, βοηθώντας μαζί με την όραση στην επιλογή της τροφής.

Όσφρηση

Το αισθητήριο της όσφρησης είναι ο οσφρητικός βλεννογόνος, που καλύπτει εσωτερικά το πάνω τμήμα της ρινικής κοιλότητας και έχει επιφάνεια περίπου 5 cm². Αποτελείται από επιθηλιακά κύτταρα και υποδεκτικά τριχοφόρα κύτταρα, με βλεφαρίδες που προεξέχουν στη ρινική κοιλότητα. Οι οσμηρές χημικές ουσίες, σε αέρια μορφή, διαλύονται στα υγρά γύρω από τις βλεφαρίδες, έρχονται σε επαφή μαζί τους και δημιουργείται νευρική ώση. Η ώση μεταφέρεται, μέσω του οσφρητικού νεύρου, στο κέντρο της όσφρησης στη βάση του κροταφικού λοβού.

Διαφορετικές ομάδες υποδοχέων αναγνωρίζουν μία ή περισσότερες ουσίες, επιτρέποντάς μας να διακρίνουμε μεγάλη ποικιλία οσμών με διαφορετική ευαισθησία.

Γεύση

Τα ειδικά όργανα της γεύσης είναι οι γευστικοί κάλυκες, που βρίσκονται κυρίως στις αναδιπλώσεις του βλεννογόνου της γλώσσας (γευστικές θηλές) και, σε μικρότερο αριθμό, στον ουρανίσκο και στον φάρυγγα. Κάθε κάλυκας αποτελείται από στηρικτικά και ειδικά υποδεκτικά τριχοφόρα κύτταρα (50-150 ανά κάλυκα).

Για να ανιχνευτούν, οι χημικές ουσίες πρέπει πρώτα να διαλυθούν στο σάλιο — γι' αυτό δεν αντιλαμβανόμαστε τη γεύση ξηρής τροφής όταν η γλώσσα δεν έχει σάλιο. Η επαφή των διαλυμένων ουσιών με τις βλεφαρίδες των υποδεκτικών κυττάρων δημιουργεί νευρική ώση, η οποία μέσω της γευστικής οδού περνά πρώτα από τον θάλαμο και καταλήγει στο κέντρο της γεύσης, στον βρεγματικό λοβό.

Πιστεύεται πως υπάρχουν τουλάχιστον τέσσερις ομάδες υποδοχέων, υπεύθυνες για τις τέσσερις βασικές γεύσεις: γλυκό, πικρό, ξινό, αλμυρό. Κάθε ομάδα βρίσκεται σε υψηλότερη συγκέντρωση σε συγκεκριμένες περιοχές της γλώσσας. Όπως και στην όσφρηση, η πολυπλοκότητα της γευστικής αντίληψης προκύπτει από τη διέγερση μίας ή περισσότερων ομάδων υποδοχέων ταυτόχρονα.

Οι γευστικοί υποδοχείς εξοικειώνονται πολύ γρήγορα με τις χημικές ενώσεις που ανιχνεύουν· η «απώλεια της γεύσης» κατά το φαγητό αποφεύγεται όταν η τροφή μετακινείται σε όλη την επιφάνεια της γλώσσας, ώστε να διεγείρονται κάθε φορά διαφορετικοί υποδοχείς.