Bộ não con người liên tục nhận và xử lý các tín hiệu đến từ thế giới bên ngoài với sự hỗ trợ của các hệ thống đặc biệt được gọi là máy phân tích. Cấu trúc và tính năng làm việc của chúng đã được nghiên cứu chi tiết bởi nhà khoa học người Nga I. P. Pavlov. Hóa ra thành phần của tất cả các hệ thống cảm giác bao gồm ba cấu trúc: phần ngoại vi, dẫn truyền và vỏ não.
Ví dụ, trong máy phân tích nhận biết mùi, phần đầu tiên được đại diện bởi các thụ thể khứu giác, sau đó là các dây thần kinh, và cuối cùng, phần cuối cùng bao gồm một vùng trong vỏ não. Các tế bào thần kinh đầu tiên cảm nhận được các kích thích (các mùi khác nhau) nằm trong màng nhầy của khoang mũi, và các thụ thể phân biệt mùi vị nằm trên bề mặt của màng nhầy của miệng và lưỡi. Hơn nữa, chúng tôi cảm nhận được vị đắng, ngọt, mặn và chua trong các bộ phận khác nhau của chúng.
Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu các thụ thể vị giác và khứu giác là gì, đồng thời xác định cơ chế sinh lýxuất hiện các cảm giác tương ứng trong cơ thể con người.
Thụ thể là gì?
Thuật ngữ này, được sử dụng trong sinh lý học của hoạt động thần kinh cao hơn, bắt đầu từ các nghiên cứu của P. Erlich và P. Anokhin, có một số ý nghĩa. Thông tin chính xác nhất là như sau: thụ thể là một phần tử của hệ thần kinh hoặc nội tiết, có khả năng gắn và liên kết các chất trung gian sinh học có bản chất hóa học hoặc thần kinh. Theo lý thuyết về các đầu dây thần kinh, sự hình thành này trùng khớp về mặt không gian với phân tử của một chất có mùi hoặc khí, giống như một chiếc chìa khóa và một ổ khóa. Đây là tín hiệu cho thấy sự xuất hiện của một quá trình kích thích trong các thụ thể khứu giác nằm ở phần ngoại vi của máy phân tích. Nó được truyền thêm đến các phần sau của hệ thống nhận thức khứu giác, trong đó quá trình phân tích thông tin nhận được sẽ diễn ra.
Cấu trúc của tế bào thần kinh
Tế bào thần kinh không chỉ có một cơ thể, mà còn có hai loại quá trình. Sợi trục là một đoạn cuối rất dài dùng để truyền các xung thần kinh đã phát sinh trong các nhánh ngắn (đuôi gai). Phức hợp của chúng với các tế bào hỗ trợ có nguồn gốc biểu mô và chất gian bào, glia, sẽ giống như một sự hình thành thụ thể. Nguyên tắc hoạt động của nhiều loại khác nhau, ví dụ, các đầu dây thần kinh cảm nhận các chất hóa học, bao gồm các thụ thể khứu giác, cuối cùng là chuyển giao kích thích đến vùng vỏ não. Hãy xem xét nó thêm.
Cơ chế hoạt động của thụ thể
Nó có thể được trình bày dưới dạng sau: đầu tiên, có nhận thức về các kích thích và sự thay đổi dưới tác động của chúng đối với sự phân cực của màng của nó. Cũng có thể sửa đổi cấu hình không gian của các protein tín hiệu nằm trên bề mặt của đuôi gai. Tất cả điều này gây ra việc tạo ra các điện thế hoạt động và kết quả là sự xuất hiện của các xung thần kinh trong tế bào thần kinh. Hóa ra, các thụ thể khứu giác có thể bắt giữ một lượng nhỏ các phân tử của nhiều chất khí khác nhau, tức là chúng có ngưỡng nhạy cảm thấp. Nhận thức về các hợp chất này ảnh hưởng như thế nào đến trạng thái của cơ thể chúng ta?
Thế giới của các mùi
Trong tác phẩm "The Fragrant Symphony of Life" của V. Pikul, người thợ làm nước hoa tội nghiệp đã không thành công trong việc tìm kiếm bàn tay và trái tim của nhân vật chính. Để làm phiền đối thủ của mình (một ca sĩ nổi tiếng), anh đã nghĩ ra cách sau. Chàng trai trẻ mang đến buổi hòa nhạc một giỏ hoa violet lớn và đặt trên cây đàn piano. Người nghệ sĩ không đánh nổi một nốt cao nào và buổi ra mắt của anh ấy thất bại. Hóa ra, người làm nước hoa biết chắc rằng các thụ thể khứu giác của con người, bắt được mùi hoa violet, ảnh hưởng đến dây thanh quản, làm gián đoạn công việc của họ.
Thật vậy, máy phân tích khứu giác là một trong những loại hệ thống giác quan nhạy cảm nhất và chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Hoạt động của nó liên quan mật thiết đến nhận thức về mùi vị và ảnh hưởng mạnh mẽ đến trạng thái tình cảm và thể chất của cơ thể con người. Trên đặc tính của mùi này, một nhánh dược phẩm như dầu thơm đã nảy sinh. Được biết, mùi của hoa oải hương và hương thảo, màcảm nhận các thụ thể khứu giác, làm dịu hệ thần kinh và giảm căng thẳng. Hương thơm của chanh giúp tập trung, trong khi khuynh diệp và hoa nhài giúp tăng hiệu quả.
Hệ thống giác quan Chemoreceptor
Máy phân tích khứu giác biến những kích ứng do các hạt hóa học gây ra thành cảm giác mùi. Nó giúp một người bẫy các hợp chất độc hại trong không khí hoặc xác định các loại thực phẩm không phù hợp. Đây là điều quan trọng và là đặc tính thích nghi bảo vệ của sinh vật. Vì vậy, cơ quan cảm thụ khứu giác nhận biết màng nhầy gây khó chịu của đường hô hấp và phổi, mùi amoniac với liều lượng chỉ 70 phân tử trên 1 ml nước. Là một cơ quan thụ cảm hóa học, nó truyền kích thích đến dây thần kinh khứu giác. Từ đó, các xung thần kinh đi vào độ sâu của thùy thái dương của vỏ não, nơi khu trú của khứu giác. Cũng lưu ý rằng nhung mao của các thụ thể mùi có thể đáp ứng với nồng độ hóa chất tối thiểu: từ 2 đến 8 phân tử trong 1 ml không khí.
Mũi là cơ quan của mùi
Trong màng nhầy của đường mũi trên và một phần giữa, trên diện tích từ 2,6 đến 5 cm2, có các tế bào thần kinh, theo nhóm 8-10 tế bào. Chúng liên kết với các yếu tố hỗ trợ tế bào và có lông chứa các sợi bên trong. Tế bào khứu giác chứa một số lượng lớn các phân tử RNA trong tế bào chất. Điều này là do sự trao đổi chất cao và các phản ứng tích cực xảy ra trong quá trình sinh tổng hợp protein. Xử lý-dendritestiếp xúc trực tiếp với các phân tử của chất khí có mùi. Đây là những thụ thể khứu giác. Các hợp chất hóa học đóng vai trò kích thích, dưới ảnh hưởng của nó, màng tế bào thần kinh sẽ khử cực. Quá trình này có thể bị chậm lại do các phản ứng viêm do các bệnh đường hô hấp hoặc dị ứng của đường hô hấp trên gây ra. Biểu mô của mũi sưng lên, tiết ra chất nhờn dư thừa. Điều này dẫn đến giảm độ nhạy của các đầu dây thần kinh và suy giảm khả năng phân biệt mùi, dẫn đến mất hoàn toàn khứu giác và vị giác.
Điều gì quyết định độ nhạy của các thụ thể?
Các thụ thể khứu giác nằm trong màng nhầy của đường hô hấp trên, vì vậy việc xuất hiện một số cảm giác mùi chủ yếu bị ảnh hưởng bởi nồng độ của chất có mùi trong không khí hít vào. Vì vậy, chất dầu đặc quánh ép ra từ cánh hoa hồng có mùi khó chịu, khó phát hiện. Hương thơm tinh tế của hoa hồng chỉ xuất hiện khi cô đặc dầu được pha loãng mạnh mẽ.
Chuyên gia xác định sáu cảm giác cơ bản. Chúng bao gồm các mùi: nhựa, hoa, cay, thối, trái cây, cháy. Theo đặc điểm sinh lý của tri giác, mùi sạch sẽ, khó chịu và hỗn hợp được phát hiện. Độ nhạy của các đầu dây thần kinh đối với chúng sẽ giảm nếu một người hút thuốc hoặc lạm dụng rượu.
Các lý thuyết khoa học về nguồn gốc của mùi
Trong số các nhà khoa học, không có quan điểm nào về bản chất của cơ chếcảm nhận mùi. Lý thuyết được công nhận nhiều nhất có thể được coi là lý thuyết lập thể, theo đó vai trò chính trong việc xác định kích thích hóa học thuộc về các đầu dây thần kinh của tế bào thần kinh. Các thụ thể khứu giác là một loại ăng ten bắt giữ các phân tử mùi và thay đổi cấu trúc của các protein màng của chính chúng phù hợp với cấu hình không gian của các phần tử của hợp chất hóa học. Kết quả của quá trình này, màng tế bào thần kinh bị phân cực và xảy ra xung thần kinh, tức là sự xuất hiện của mùi có bản chất kép: hóa học và sinh thần kinh.
Chúng tôi cũng lưu ý rằng các nhà khoa học sử dụng khái niệm sắc tố khứu giác để giải thích sự xuất hiện của mùi. Chất này có nguyên tắc hoạt động tương tự như rhodopsin và iodopsin - những hợp chất là một phần của các thụ thể thị giác của võng mạc: hình que và tế bào hình nón. Các phân tử hoạt động của sắc tố khứu giác chứa các điện tử ở trạng thái kích thích, vì các chất có mùi cũng gây ra sự chuyển đổi của các hạt mang điện lên mức năng lượng cao hơn. Quay trở lại quỹ đạo đứng yên, các điện tử phát ra một lượng tử năng lượng, đảm bảo sự kích thích ở đầu tận cùng của nơ-ron khứu giác.
Phương pháp xác định độ nhạy của mùi
Một số nghề (ví dụ, thợ pha chế nước hoa hoặc nếm thử) đòi hỏi sự nhạy cảm của khứu giác và vị giác. Sự nhạy cảm mạnh mẽ của các thụ thể của máy phân tích khứu giác đối với mùi thường là một đặc tính bẩm sinh của cơ thể con người, nhưng nó cũng có thể phát triển sau một thời gian dàitập luyện. Có một bài kiểm tra được thực hiện với một thiết bị - máy đo khứu giác. Nó xác định ngưỡng tri giác: lượng tối thiểu của một chất có thể gây ra cảm giác khứu giác tương ứng.
Nó được sử dụng trong chẩn đoán chứng thiếu máu, để tính toán nồng độ tối đa cho phép của các chất dễ bay hơi độc hại trong khí thải công nghiệp. Cần sử dụng phương pháp đo khứu giác trong công việc của các phòng thí nghiệm vệ sinh và dịch tễ học để xác định nguyên nhân gây ra ngộ độc hàng loạt tại các xí nghiệp, nơi phục vụ ăn uống công cộng và trong trường học.
