Αισθητήρια Όργανα - Αισθήσεις

Τι είναι η αίσθηση 👁️

Κάθε στιγμή το σώμα δέχεται δεκάδες μηνύματα από το περιβάλλον: φως, ήχους, μυρωδιές, ζέστη, πίεση. Όμως κανένα από αυτά δεν είναι από μόνο του «αίσθηση».

Αίσθηση είναι το συνειδητό αποτέλεσμα ορισμένων νευρικών επεξεργασιών που γίνονται στον εγκέφαλο, με τις οποίες αναγνωρίζονται και γίνονται αντιληπτά τα διάφορα ερεθίσματα (φωτεινά, ηχητικά, χημικά κ.ά.).

Με απλά λόγια: το μάτι δεν «βλέπει» και το αυτί δεν «ακούει». Το μάτι και το αυτί συλλέγουν το ερέθισμα και το μετατρέπουν σε νευρικές ώσεις. Αυτός που τελικά βλέπει και ακούει είναι ο εγκέφαλος.

Οι τρεις απαραίτητες προϋποθέσεις

Για να δημιουργηθεί μια αίσθηση, πρέπει να υπάρχουν και τα τρία παρακάτω. Αν λείψει έστω και ένα, η αίσθηση δεν δημιουργείται.

(α) Το ειδικό υποδεκτικό όργανο. Για κάθε αίσθηση υπάρχει ένα ειδικό υποδεκτικό όργανο, το οποίο βρίσκεται μέσα στο αντίστοιχο αισθητήριο όργανο (π.χ. οι φωτοϋποδοχείς βρίσκονται μέσα στον οφθαλμό).

(β) Το ειδικό αισθητήριο νεύρο και η αισθητική οδός. Για παράδειγμα το οπτικό ή το ακουστικό νεύρο, μαζί με ολόκληρη την αισθητική οδό (οπτική, ακουστική) που συνεχίζει και μετά το νεύρο μέχρι το αντίστοιχο κέντρο του εγκεφάλου.

(γ) Το ειδικό αισθητικό κέντρο του φλοιού του εγκεφάλου. Εκεί, στο οπτικό ή στο ακουστικό κέντρο, γίνεται η μετατροπή του ερεθίσματος σε ειδική αίσθηση.

Αυτό εξηγεί δύο γνωστά καθημερινά φαινόμενα:

• Ένα χτύπημα στο μάτι μπορεί να μας κάνει να «δούμε αστεράκια», αν και δεν υπάρχει φως. Το ερέθισμα ήταν μηχανικό, αλλά οι ώσεις έφτασαν στο οπτικό κέντρο και ερμηνεύτηκαν ως φως.
• Ο βόμβος στα αυτιά μετά από ένα δυνατό χτύπημα ή μια απότομη πίεση: οι ώσεις καταλήγουν στο κέντρο ακοής και ερμηνεύονται ως ήχος.

Τα κύτταρα-υποδοχείς και η ταξινόμησή τους 🔬

Οι υποδοχείς είναι ειδικά κύτταρα ευαίσθητα σε συγκεκριμένα ερεθίσματα. Ταξινομούνται σε τέσσερις βασικούς τύπους. Το κριτήριο ταξινόμησης είναι το είδος του ερεθίσματος στο οποίο είναι ευαίσθητοι (δηλαδή το είδος της ενέργειας ή της μεταβολής που τους διεγείρει).

Πέντε βασικές αισθήσεις

Οι πέντε αισθήσεις που αναγνωρίζονται κλασικά στον άνθρωπο είναι:

1. Όραση 👁️ — αισθητήριο όργανο: ο οφθαλμός (φωτοϋποδοχείς)
2. Ακοή 👂 — αισθητήριο όργανο: το αυτί (μηχανοϋποδοχείς)
3. Όσφρηση 👃 — αισθητήριο όργανο: η μύτη (χημειοϋποδοχείς)
4. Γεύση 👅 — αισθητήριο όργανο: η γλώσσα (χημειοϋποδοχείς)
5. Αφή ✋ — αισθητήριο όργανο: το δέρμα (μηχανοϋποδοχείς, θερμοϋποδοχείς, υποδοχείς πόνου)

Η πορεία της πληροφορίας: από το ερέθισμα στην αντίληψη 🔁

Οι πληροφορίες που χρειάζεται ο άνθρωπος για να προσαρμόζεται στο περιβάλλον συλλέγονται από τα κύτταρα-υποδοχείς, τα οποία βρίσκονται είτε μέσα σε αισθητήρια όργανα είτε διάσπαρτα μέσα σε άλλα όργανα.

Η σειρά των γεγονότων είναι πάντοτε η ίδια:

1. Συλλογή της πληροφορίας. Τα ειδικά κύτταρα-υποδοχείς, που είναι ευαίσθητα σε αλλαγές-ερεθίσματα, συλλέγουν τις πληροφορίες που αφορούν την κατάσταση μέσα στο σώμα ή τις μεταβολές στο εξωτερικό περιβάλλον.
2. Μεταφορά. Από τους υποδοχείς ξεκινούν νευρικές ώσεις, οι οποίες μεταφέρουν τις πληροφορίες μέσω των αισθητικών οδών στο αντίστοιχο κέντρο του Κ.Ν.Σ.
3. Επεξεργασία. Στο κέντρο πραγματοποιείται η ανάλυση και επεξεργασία τους και «επιλέγεται» η κατάλληλη απάντηση.
4. Αντίληψη. Γίνονται αντιληπτές οι μεταβολές στο εξωτερικό και στο εσωτερικό περιβάλλον.

Ο οφθαλμός: το αισθητήριο της όρασης 👁️

Ο οφθαλμικός βολβός (το βολβοειδές σώμα του ματιού) αποτελείται από τρεις χιτώνες, δηλαδή τρία στρώματα τοποθετημένα το ένα μέσα στο άλλο.

1. Σκληρός χιτώνας

Είναι ο εξωτερικός χιτώνας — το γνωστό «λευκό του ματιού». Είναι ανθεκτικός και δίνει σχήμα και προστασία στο μάτι.

Το πρόσθιο (μπροστινό) τμήμα του ονομάζεται κερατοειδής χιτώνας. Είναι διάφανος και πολύ κυρτός, ώστε να αφήνει το φως να περάσει και ταυτόχρονα να το «λυγίζει» προς το εσωτερικό του ματιού.

2. Χοριοειδής χιτώνας

Είναι ο μεσαίος χιτώνας. Διαθέτει πολλά αγγεία (τρέφουν το μάτι) και χρωστικές, οι οποίες απορροφούν το φως, ώστε αυτό να μην αντανακλάται μέσα στο μάτι. Χωρίς αυτές τις σκούρες χρωστικές το φως θα «χοροπηδούσε» μέσα στον βολβό και η εικόνα θα ήταν θολή.

Το πρόσθιο τμήμα του χοριοειδούς σχηματίζει την ίριδα — το έγχρωμο μέρος του ματιού. Η ίριδα περιέχει λείους μύες, με τους οποίους ρυθμίζει το πλάτος μιας οπής, της κόρης του οφθαλμού. Έτσι ελέγχεται πόσο φως μπαίνει: στο σκοτάδι η κόρη ανοίγει, στο δυνατό φως κλείνει.

3. Αμφιβληστροειδής χιτώνας

Είναι ο εσωτερικός χιτώνας και ο πιο σημαντικός για την όραση. Διαθέτει ειδικού τύπου νευρώνες, τους φωτοϋποδοχείς.

Οι απολήξεις των φωτοϋποδοχέων ονομάζονται ραβδία και κωνία και περιέχουν φωτοευαίσθητες χρωστικές. Όταν πάνω τους προσπίπτει φωτεινή ακτινοβολία, οι χρωστικές μεταβάλλονται και στα κωνία και τα ραβδία δημιουργούνται νευρικές ώσεις.

Οι νευρικές ώσεις μεταφέρονται μέσω της οπτικής οδού στον ινιακό λοβό του εγκεφάλου, όπου γίνεται αντιληπτό το αντικείμενο.

Η διαδρομή του φωτός μέσα στο μάτι 💡

Πριν φτάσει στον αμφιβληστροειδή χιτώνα, το φως διασχίζει με τη σειρά τα εξής διαφανή τμήματα:

Και μετά από αυτά: αμφιβληστροειδής χιτώνας → οπτικό νεύρο → οπτική οδός → ινιακός λοβός.

Πώς συνεργάζονται τα κέντρα του εγκεφάλου: ο αθλητής και το καλάθι 🏀

Ένα καλό παράδειγμα για να καταλάβει κανείς πώς λειτουργεί όλο το σύστημα μαζί είναι ο καλαθοσφαιριστής που σουτάρει από απόσταση και βάζει καλάθι.

Εκ πρώτης όψεως υπάρχει ένα «μυστήριο»: η αίσθηση της όρασης δημιουργείται στον ινιακό λοβό, ενώ οι εντολές προς τους μύες (χεριών, ποδιών, κορμού) ξεκινούν από άλλο κέντρο, την κινητική περιοχή του μετωπιαίου λοβού. Πώς λοιπόν η εικόνα του καλαθιού καταλήγει σε μια τόσο ακριβή κίνηση;

Η εξήγηση βρίσκεται στο ότι τα κέντρα του εγκεφάλου δεν λειτουργούν απομονωμένα: συνδέονται μεταξύ τους με πλήθος νευρώνων (συνδετικούς νευρώνες) και ανταλλάσσουν συνεχώς πληροφορίες. Η αλληλουχία είναι:

1. Το φως από το καλάθι μπαίνει στο μάτι και διεγείρει τους φωτοϋποδοχείς του αμφιβληστροειδούς.
2. Οι νευρικές ώσεις ταξιδεύουν μέσω της οπτικής οδού στον ινιακό λοβό, όπου ο αθλητής αντιλαμβάνεται το καλάθι, την απόσταση και τη θέση του.
3. Η πληροφορία αυτή διαβιβάζεται σε άλλες περιοχές του εγκεφάλου, όπου γίνεται ανάλυση, σύγκριση με προηγούμενες εμπειρίες και μνήμη των κινήσεων (πόση δύναμη, ποια γωνία).
4. Στην επεξεργασία συμμετέχει και η παρεγκεφαλίδα, που ρυθμίζει τον συντονισμό, την ισορροπία και την ακρίβεια της κίνησης.
5. Το κινητικό κέντρο του μετωπιαίου λοβού «επιλέγει» την κατάλληλη απάντηση και στέλνει τις εντολές μέσω κινητικών νευρώνων στους μύες των χεριών, των ποδιών και του κορμού.
6. Οι μύες συστέλλονται συντονισμένα και η μπάλα φεύγει με τη σωστή δύναμη και κατεύθυνση.

Ταυτόχρονα, όσο η μπάλα ταξιδεύει, ο αθλητής συνεχίζει να βλέπει το αποτέλεσμα. Αυτή η πληροφορία επιστρέφει στον εγκέφαλο και χρησιμοποιείται για να διορθωθεί η επόμενη προσπάθεια.

Σύνοψη 📌

• Αίσθηση = το συνειδητό αποτέλεσμα της επεξεργασίας των νευρικών ώσεων στον εγκέφαλο.
• Χρειάζονται τρία πράγματα: υποδεκτικό όργανο, αισθητήριο νεύρο και αισθητική οδός, ειδικό αισθητικό κέντρο στον φλοιό.
• Οι υποδοχείς χωρίζονται σε 4 τύπους ανάλογα με το είδος του ερεθίσματος: χημειοϋποδοχείς, θερμοϋποδοχείς, φωτοϋποδοχείς, μηχανοϋποδοχείς.
• Η νευρική ώση είναι ίδια για όλες τις αισθήσεις· η διαφορά βρίσκεται στην περιοχή του φλοιού που την ερμηνεύει.
• Ο οφθαλμός έχει τρεις χιτώνες: σκληρό (με τον κερατοειδή μπροστά), χοριοειδή (με την ίριδα και την κόρη) και αμφιβληστροειδή (με τα ραβδία και τα κωνία).
• Διαδρομή του φωτός: κερατοειδής → υδατοειδές υγρό → κόρη → κρυσταλλοειδής φακός → υαλώδες σώμα → αμφιβληστροειδής, και από εκεί με νευρικές ώσεις στον ινιακό λοβό.
• Κάθε σύνθετη πράξη (όπως ένα σουτ στο καλάθι) απαιτεί συνεργασία πολλών κέντρων του εγκεφάλου.