Hệ thần kinh của con người thực hiện các quá trình phân tích và tổng hợp phức tạp để đảm bảo các cơ quan và hệ thống thích ứng nhanh chóng với những thay đổi của môi trường bên ngoài và bên trong. Nhận thức về các kích thích từ thế giới bên ngoài xảy ra do cấu trúc, bao gồm các quá trình của tế bào thần kinh hướng tâm có chứa các tế bào thần kinh đệm oligodendrocyte, hoặc tế bào lemmocyte. Chúng biến các kích thích bên ngoài hoặc bên trong thành các hiện tượng điện sinh học được gọi là kích thích hoặc xung thần kinh. Những cấu trúc như vậy được gọi là cơ quan thụ cảm. Trong bài viết này, chúng ta sẽ nghiên cứu cấu trúc và chức năng của các cơ quan thụ cảm trong các hệ thống giác quan khác nhau của con người.
Các loại đầu dây thần kinh
Trong giải phẫu học, có một số hệ thống để phân loại chúng. Cách phổ biến nhất chia các thụ thể thành đơn giản (bao gồm các quá trình của một tế bào thần kinh) và phức tạp (một nhóm tế bào thần kinh và tế bào thần kinh đệm phụ như một phần của cơ quan cảm giác chuyên biệt cao). Dựa vào cấu trúc của các quá trình cảm quan.chúng được chia thành các đầu tận cùng sơ cấp và thứ cấp của tế bào thần kinh hướng tâm. Chúng bao gồm các thụ thể da khác nhau: thụ thể không, thụ thể cơ học, thụ thể baroreceptor, thụ thể nhiệt, cũng như các quá trình thần kinh kích hoạt các cơ quan nội tạng. Thứ cấp là các dẫn xuất của biểu mô tạo ra điện thế hoạt động để đáp ứng với các kích thích (thụ thể vị giác, thính giác, thăng bằng). Các tế bào hình que và tế bào hình nón của màng nhạy cảm với ánh sáng của mắt - võng mạc - chiếm vị trí trung gian giữa các đầu dây thần kinh nhạy cảm chính và phụ.
Một hệ thống phân loại khác dựa trên sự khác biệt như loại kích thích. Nếu kích ứng đến từ môi trường bên ngoài, thì nó sẽ được cảm nhận bởi các cơ quan cảm nhận ngoài (ví dụ, âm thanh, mùi). Và sự kích ứng bởi các yếu tố của môi trường bên trong được phân tích bởi các cơ quan thụ cảm: tạng, cơ quan thụ cảm, tế bào lông của bộ máy tiền đình. Do đó, chức năng của các cơ quan thụ cảm của hệ thống cảm giác được xác định bởi cấu trúc và vị trí của chúng trong các cơ quan cảm giác.
Khái niệm về máy phân tích
Để phân biệt và phân biệt giữa các điều kiện môi trường và thích ứng với nó, một người có cấu trúc giải phẫu và sinh lý đặc biệt được gọi là bộ phân tích, hoặc hệ thống cảm giác. Nhà khoa học Nga I. P. Pavlov đã đề xuất sơ đồ sau cho cấu trúc của chúng. Phần đầu tiên được gọi là ngoại vi (thụ thể). Thứ hai là dẫn điện và thứ ba là trung tâm, hoặc vỏ não.
Ví dụ, hệ thống giác quan thị giác bao gồm nhạy cảmtế bào võng mạc - tế bào hình que và tế bào hình nón, hai dây thần kinh thị giác, cũng như một vùng của vỏ não nằm ở phần chẩm của nó.
Một số máy phân tích, chẳng hạn như máy phân tích thị giác và thính giác đã được đề cập, bao gồm mức độ tiền thụ thể - một số cấu trúc giải phẫu nhất định giúp cải thiện nhận thức về các kích thích thích hợp. Đối với hệ thống thính giác, đây là tai ngoài và tai giữa, đối với hệ thống thị giác, phần khúc xạ ánh sáng của mắt, bao gồm màng cứng, thủy dịch của buồng trước mắt, thủy tinh thể và thể thủy tinh. Chúng tôi sẽ tập trung vào phần ngoại vi của máy phân tích và trả lời câu hỏi chức năng của các thụ thể có trong nó là gì.
Cách tế bào cảm nhận các kích thích
Trong màng của chúng (hoặc trong bào tương) có các phân tử đặc biệt bao gồm protein, cũng như các phức hợp phức tạp - glycoprotein. Dưới tác động của các yếu tố môi trường, những chất này thay đổi cấu hình không gian của chúng, đóng vai trò như một tín hiệu cho chính tế bào và buộc tế bào phải phản ứng đầy đủ.
Một số hóa chất, được gọi là phối tử, có thể tác động lên các quá trình cảm nhận của tế bào, dẫn đến các dòng ion xuyên màng trong tế bào. Các protein plasmalemma có đặc tính tiếp nhận, cùng với các phân tử carbohydrate (tức là các thụ thể), thực hiện các chức năng của ăng-ten - chúng nhận thức và phân biệt các phối tử.
Kênh Ionotropic
Một loại thụ thể tế bào khác - các kênh ionotropic nằm trong màng, có khả năng mở hoặc chặn dưới ảnh hưởng củahóa chất truyền tín hiệu, chẳng hạn như thụ thể H-cholinergic, vasopressin và thụ thể insulin.
Cấu trúc cảm nhận nội bào là các yếu tố phiên mã để liên kết với phối tử và sau đó đi vào nhân. Các hợp chất của chúng với DNA được hình thành, giúp tăng cường hoặc ức chế sự phiên mã của một hoặc nhiều gen. Do đó, các chức năng chính của các thụ thể tế bào là nhận biết các tín hiệu môi trường và điều chỉnh các phản ứng chuyển hóa nhựa.
Trụ và hình nón: cấu tạo và chức năng
Các thụ thể võng mạc này phản ứng với các kích thích ánh sáng - photon, gây ra quá trình kích thích các đầu dây thần kinh. Chúng chứa các sắc tố đặc biệt: iodopsin (hình nón) và rhodopsin (hình que). Các que bị kích thích bởi ánh sáng chạng vạng và không có khả năng phân biệt màu sắc. Các tế bào hình nón chịu trách nhiệm về khả năng nhìn màu sắc và được chia thành ba loại, mỗi loại chứa một quang ảnh riêng biệt. Do đó, chức năng của cơ quan thụ cảm mắt phụ thuộc vào loại protein nhạy cảm với ánh sáng mà nó chứa. Tế bào hình que chịu trách nhiệm về khả năng nhận biết thị giác trong điều kiện ánh sáng yếu, trong khi tế bào hình nón chịu trách nhiệm về thị lực và nhận thức màu sắc.
Da là cơ quan cảm nhận
Đầu dây thần kinh của tế bào thần kinh đi vào lớp hạ bì khác nhau về cấu trúc và phản ứng với các kích thích môi trường khác nhau: nhiệt độ, áp suất, hình dạng bề mặt. Chức năng của các thụ thể ở da là nhận biết và biến đổi các kích thích thành các xung điện (quá trình kích thích). Các cơ quan tiếp nhận áp suất bao gồm các cơ quan Meissner nằm ở lớp giữa của da - lớp hạ bì, có khả năng mỏngphân biệt các kích thích (có ngưỡng nhạy cảm thấp).
Cơ thểPacini thuộc về cơ quan thụ cảm. Chúng nằm ở lớp mỡ dưới da. Các chức năng của cơ quan thụ cảm - cơ quan thụ cảm đau - là bảo vệ khỏi các kích thích gây bệnh. Ngoài da, các đầu dây thần kinh như vậy nằm ở tất cả các cơ quan nội tạng và trông giống như các quá trình hướng tâm phân nhánh. Cơ quan thụ cảm nhiệt có thể được tìm thấy ở cả da và các cơ quan nội tạng - mạch máu, các bộ phận của hệ thần kinh trung ương. Chúng được phân loại thành nhiệt và lạnh.
Hoạt động của các đầu cảm giác này có thể tăng lên và phụ thuộc vào việc nhiệt độ bề mặt da thay đổi theo hướng nào và ở tốc độ nào. Do đó, chức năng của các thụ thể trên da rất đa dạng và phụ thuộc vào cấu trúc của chúng.
Cơ chế nhận thức các kích thích thính giác
Exteroreceptors là các tế bào lông rất nhạy cảm với các kích thích thích hợp - sóng âm thanh. Chúng được gọi là monomodal và nhạy cảm thứ hai. Chúng nằm trong cơ quan Corti của tai trong, là một phần của ốc tai.
Cấu trúc của cơ quan Corti tương tự như đàn hạc. Các cơ quan thụ cảm thính giác bị đắm chìm trong vòng vây và có các nhóm vi nhung mao ở đầu của chúng. Sự rung chuyển của chất lỏng gây ra kích ứng các tế bào lông, biến thành hiện tượng điện sinh học - các xung thần kinh, tức là các chức năng của cơ quan thụ cảm thính giác - đây là nhận thức của các tín hiệu có dạng sóng âm thanh và sự biến đổi của chúng thành một quá trìnhkích thích.
Tiếp xúc vị giác
Mỗi chúng ta đều có sở thích ăn uống. Chúng ta cảm nhận được phạm vi mùi vị của các sản phẩm thực phẩm với sự trợ giúp của cơ quan vị giác - lưỡi. Nó chứa bốn loại đầu dây thần kinh, khu trú như sau: ở đầu lưỡi - các chồi vị giác phân biệt vị ngọt, ở gốc - vị đắng, và các thụ thể mặn và chua ở thành bên phân biệt. Chất gây kích ứng cho tất cả các loại kết thúc thụ thể là các phân tử hóa học được các vi nhung mao của nụ vị giác nhận biết, hoạt động như ăng-ten.
Chức năng của cơ quan thụ cảm vị giác là giải mã một kích thích hóa học và chuyển nó thành một xung điện truyền dọc các dây thần kinh đến vùng vị giác của vỏ não. Cần lưu ý rằng các nhú hoạt động song song với các đầu dây thần kinh của bộ phân tích khứu giác nằm trong màng nhầy của khoang mũi. Hoạt động chung của hai hệ thống giác quan giúp tăng cường và làm phong phú các cảm giác vị giác của một người.
The Riddle of Smell
Cũng giống như mùi vị, thiết bị phân tích khứu giác phản ứng với các đầu dây thần kinh của nó với các phân tử của các chất hóa học khác nhau. Cơ chế mà các hợp chất có mùi gây kích ứng khứu giác vẫn chưa được hiểu đầy đủ. Các nhà khoa học cho rằng các phân tử truyền tín hiệu mùi tương tác với các tế bào thần kinh cảm giác khác nhau trong niêm mạc mũi. Các nhà nghiên cứu khác cho rằng sự kích thích của các thụ thể khứu giác là do các phân tử truyền tín hiệu có các nhóm chức năng chung (ví dụ, aldehydehoặc phenolic) với các chất có trong tế bào thần kinh cảm giác.
Các chức năng của thụ thể khứu giác là nhận biết kích thích, phân biệt và chuyển hóa thành quá trình kích thích. Tổng số củ khứu giác trong màng nhầy của khoang mũi lên tới 60 triệu và mỗi củ được trang bị một số lượng lớn lông mao, do đó tổng diện tích tiếp xúc của trường cảm thụ với các phân tử của chất hóa học - mùi hôi.
Đầu dây thần kinh của bộ máy tiền đình
Ở tai trong có một cơ quan chịu trách nhiệm điều phối và thống nhất các hoạt động vận động, duy trì cơ thể ở trạng thái cân bằng, đồng thời cũng tham gia vào phản xạ định hướng. Nó có dạng kênh bán nguyệt, được gọi là mê cung và được kết nối về mặt giải phẫu với cơ quan Corti. Trong ba ống xương có các đầu dây thần kinh chìm trong endolymph. Khi nghiêng đầu và thân mình sẽ dao động, gây kích thích ở các đầu mút của dây thần kinh.
Bản thân các thụ thể tiền đình - tế bào lông - tiếp xúc với màng. Nó bao gồm các tinh thể nhỏ của canxi cacbonat - otoliths. Cùng với endolymph, chúng cũng bắt đầu di chuyển, đóng vai trò như một chất kích thích các quá trình thần kinh. Các chức năng chính của thụ thể ống bán nguyệt phụ thuộc vào vị trí của nó: trong các túi, nó phản ứng với trọng lực và kiểm soát sự cân bằng của đầu và cơ thể khi nghỉ ngơi. Các kết thúc cảm giác nằm trong ống của cơ quan cân bằng kiểm soát sự thay đổi chuyển động của các bộ phận cơ thể (trọng lực động).
Vai trò của các thụ thể trong sự hình thànhcung phản xạ
Toàn bộ học thuyết về phản xạ, từ những nghiên cứu của R. Descartes đến những khám phá cơ bản của I. P. Pavlov và I. M. Sechenov, đều dựa trên ý tưởng về hoạt động thần kinh như một phản ứng thích hợp của cơ thể với tác động của các kích thích của môi trường bên ngoài và bên trong, được thực hiện với sự tham gia của hệ thần kinh trung ương - não và tủy sống. Dù câu trả lời là gì, đơn giản, chẳng hạn như giật đầu gối, hoặc siêu phức tạp như lời nói, trí nhớ hay suy nghĩ, thì mối liên hệ đầu tiên của nó là sự tiếp nhận - nhận thức và phân biệt các kích thích theo cường độ, biên độ, cường độ của chúng.
Sự khác biệt như vậy được thực hiện bởi các hệ thống cảm giác, mà IP Pavlov gọi là "các xúc tu của não." Trong mỗi máy phân tích, cơ quan thụ cảm có chức năng như ăng-ten thu nhận và thăm dò các kích thích từ môi trường: ánh sáng hoặc sóng âm thanh, các phân tử hóa học và các yếu tố vật lý. Hoạt động sinh lý bình thường của tất cả các hệ thống cảm giác không có ngoại lệ phụ thuộc vào công việc của phần đầu tiên, được gọi là ngoại vi, hoặc cơ quan thụ cảm. Tất cả các cung phản xạ (phản xạ) không có ngoại lệ đều bắt nguồn từ nó.
Tấm
Đây là các hoạt chất sinh học thực hiện việc chuyển giao kích thích từ tế bào thần kinh này sang tế bào thần kinh khác trong cấu trúc đặc biệt - khớp thần kinh. Chúng được tiết ra bởi sợi trục của tế bào thần kinh đầu tiên và hoạt động như một chất kích thích, gây ra các xung thần kinh trong các đầu tận cùng của cơ quan thụ cảm của tế bào thần kinh tiếp theo. Do đó, cấu trúc và chức năng của chất trung gian và thụ thể có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Hơn nữa, một sốtế bào thần kinh có thể tiết ra hai hoặc nhiều chất dẫn truyền, chẳng hạn như axit glutamic và aspartic, adrenaline và GABA.
