Neurofizjologia- Czucie i percepcja
1. Receptorami mogą być komórki receptorowe zwane zmysłowymi ( w narządzie wzroku, słuchu, równowagi, węchu i smaku). Receptor dotyku to początkowy odcinek czuciowego włókna nerwowego, zwany częścią receptorową tego włókna. Odcinek ten jest otoczony włóknami tkanki łącznej, które modyfikują sposób działania siły mechanicznej na receptor. Receptorami bólowym i są wolne zakończenia nerwowe.
2. Potencjał receptorowy– powstaje w następstwie pobudzenia receptora przez określony typ bodźca. Jest to lokalna zmiana potencjału rejestrowanego na błonie receptora, będąca wynikiem zmiany rozkładu jonów w poprzek błony (rodzaj depolaryzacji)
3. Adaptacja receptorów-czyli przystosowanie się do działającego bodźca. Polega ona na tym, że w miarę jego działania dochodzi do zanikania powstawania potencjałów elektrycznych w receptorze i przekazywania ich.
W zależności od szybkości adaptacji wyróżnia się
· Receptory fazowe- szybko adaptujące się, wykazują pobudzenie tylko na początku działania bodźca i w momencie jego ustąpienia.
· Receptory toniczne- wolno adaptujące się, pobudzenie utrzymuje się przez cały czas działania bodźca, ale stopniowo się zmniejsza.
4. Siła bodźca a pobudzenie receptorów
· Bodziec podprogowy-to bodziec o małej intensywności, niewystarczającej do pobudzenia receptora.
· Bodziec progowy- to bodziec o najmniejszej intensywności wystarczającej do pobudzenia receptora.
· Bodziec nadprogowy- to bodziec silniejszy od progowego, który pobudza receptor w stopniu zależnym od swej intensywności.
· Bodziec maksymalny- to bodziec nadprogowy wywołujący największe możliwe pobudzenie receptora. Dalsze zwiększanie siły bodźca jest już nieefektywne. Bodźce o takiej intensywności nazywa się supermaksymalnymi.
5. Czucie powierzchniowe- receptory znajdują się w naskórku, skórze właściwej, skórze owłosionej. Receptory te są wrażliwe na bodźce mechaniczne, termiczne i bólowe
a) Dotyku- rozróżnia się precyzyjne(mają torebki) i nieprecyzyjne(nie mają). Odkształcenie receptora w skutek działania siły mechanicznej powoduje rozciągnięcie błony receptora i otwarcie kanałów sodowych. Przez otwarte kanały jony Na+ wchodzą do cytoplazmy i powodują depolaryzację błony, zwaną potencjałem receptorowym.
Receptorami o wolnej adaptacji są tarczki Merkela znajdujące się w głębokiej warstwie naskórka, zwłaszcza opuszek palców i warg. Pobudzenie tarczek stanowi źródło informacji o kontakcie przedmiotu ze skórą. Podobnie wolną adaptacją odznaczają się zakończenia Ruffiniego znajdujące się w skórze właściwej. Powolne zmiany siły bodźca wykrywają ciałka Meissnera, występujące na granicy naskórka i skóry właściwej. Podlegają one adaptacji po upływie ok. 1s. Najszybciej, już po upływie ułamka sekundy od zadziałania bodźca, ulegają adaptacji ciałka Paciniego, w skórze właściwej. Szybką adaptacja odznaczają się receptory w skórze owłosionej.
b) Temperatury- receptory znajdują się w skórze właściwej. Receptory ciepła są położone głębiej niż zimna i jest ich mniej. Jeżeli ciepło przepływa ze skóry na zewnątrz i skóra się ochładza, człowiek odczuwa zimno, gdy natomiast ciepło napływa do skóry, odczuwalne jest ciepło. Receptory zimna reagują na temperaturę od ok. 12 do 35’ C ze szczytem aktywności przy 25’C. Receptory ciepła reagują na ogrzewanie w zakresie 30-50’ C . Poniżej 12 i powyżej 50 działają receptory bólowe.
6. Pola recepcyjne- Im mniejsze jest pole recepcyjne, tym mniej receptorów przypada na unerwiające je włókno lub komórkę, a tym samym większa jest zdolność rozróżniania dwóch bliskich przestrzennie bodźców, ponieważ działają one wówczas na dwa różne pola.
7. Budowa i funkcja oka
Ściana gałki ocznej jest zbudowana z 3 warstw: twardówki, naczyniówki i siatkówki. Przednia część twardówki stanowi przezroczysta rogówka. Naczyniówka, która zawiera naczynia krwionośne, ku przodowi grubieje, tworząc ciało rzęskowe i tęczówkę, czyli błonę z otworem w środku zwanym źrenicą. Wewnętrzna warstwa ściany gałki ocznej to siatkówka, zawierająca komórki światłoczułe.
8. Właściwości optyczne oka
Zanim światło dotrze do siatkówki musi przejść przez cztery środowiska o różnych współczynnikach refrakcji : rogówkę, płyn przedniej komory oka, soczewkę i ciało szkliste. Najsilniej światło załamuje się na granicy rogówki z powietrzem.
Akomodacja oka umożliwia ostre widzenie przedmiotów znajdujących się w różnej odległości od patrzącego. Zachodzi ona dzięki zmiennemu kształtowi i zmiennej sile refrakcyjnej soczewki. Zakres akomodacji u młodego człowieka wynosi 14 dioptrii.
9. Fotorecepcja i fototransdukcja
Światło padające na soczewkę wyzwala proces chemiczny zwany fotorecepcja.
Fotorecepcja polega na zmianach konfiguracji światłoczułych barwników wzrokowych-fotopigmentów, które znajdują się w tarczkach komórek fotoreceptorowych. Ponieważ fotopigmenty pochodzą od witaminy A nazywane są karotenoidami. Następstwem Fotorecepcja jest fototransdukcja, czyli kaskada reakcji chemicznych wyzwalanych przez aktywowany fotoreceptor. Fotopigment pręcików to rodopsyna. Rodopsyna składa się z dwóch części- retinalu i opsyny.
10. Przenoszenie informacji wzrokowej w siatkówce
Pobudzenie między komórkami siatkówki szerzy się za pośrednictwem synaps elektrycznych i chemicznych na inne komórki bez potencjału czynnościowego a jedynie w skutek stopniowej depolaryzacji lub hiperpolaryzacji błony komórkowej. Impulsy nerwowe powstają dopiero w komórkach zwojowych, których aksony tworzą nerw wzrokowy.
Pobudzenie czopków- czopki kontaktują się z komórkami dwubiegunowymi typu włączeniowego i wyłączeniowego., przekazują stan czynnościowy do komórek zwojowych.
Pobudzenie czopków- Nie kontaktują się bezpośrednio z komórkami zwojowymi, przekazują pobudzenie do komórek amakrynowych.
11. Adaptacja oka do światła i ciemności
W adaptacji do światła największe znaczenie ma mechanizm fotochemiczny, polegający na zmianach stężenia rodopsyny w pręcikach siatkówki. Rodopsyna jest rozkładana pod wpływem światła i syntetyzowana ponownie w ciemności. W warunkach pełnej adaptacji do ciemności stężenie rodopsyny w pręcikach jest maksymalne. Już słabe bodźce świetlne wystarczają, by w wyniku rozpadu niewielkiej ilości rodopsyny powstała metarodopsyna II w ilości wystarczającej do pobudzenia pręcików.
12. Mechanizm fototopowy i skototopowy
Adaptacja oka do światła i ciemności umożliwia posługiwanie się dwoma mechanizmami widzenia : fototopowym ( w świetle dziennym) i skototopowym ( przy skąpym oświetleniu).
Widzenie fototopowe odbywa się z udziałem czopków i jest precyzyjniejsze niż skototopowe, ponieważ znaczne zagęszczenie czopków w dołku środkowym oraz niski stosunek liczby czopków do liczby komórek zwojowych zapewniają większa rozdzielczość wzroku. Czopki jednak muszą być oświetlone silnym światłem.
W widzeniu skototopowym uczestniczą pręciki. Komórki zwojowe są wtedy pobudzane pośrednio, poprzez komórki amakrynowe. Poza tym jedna komórka zwojowa jest związana z wieloma komórkami recepcyjnymi. Jest to niekorzystne dla ostrości widzenia, ale w skutek sumowania się efektów pobudzenia wielu pręcików umożliwia orientację w przestrzeni nawet przy bardzo niewielkim oświetleniu.
13. Zjawisko Purkinjego
Przechodzenie z widzenia fototopowego na skototopowe jest przyczyna przesunięcia szczytu wrażliwości siatkówki na barwy. Zjawisko to polega na tym ,że oko adaptowane do światła jest najwrażliwsze na fale o długości ok. 550nm , natomiast oko adaptowane do ciemności- na fale o długości 505nm. Dlatego przy zapadającym zmierzchu zmienia się wrażenie względnej jasności przedmiotów o różnym zabarwieniu.
14. Pola recepcyjne komórek zwojowych siatkówkiKomórka zwojowa otrzymuje informacje z fotoreceptorów rozmieszczonym w określonym obszarze siatkówki , który nazywany jest polem recepcyjnym tej komórki zwojowej. Małe komórki zwojowe maja małe pola recepcyjne, co zapewnia wysoką rozdzielczość wzroku i umożliwia rozpoznawanie szczegółów. Ponieważ komórki te mają cienkie aksony, które przewodzą impulsy powoli , są przeznaczone do odbioru informacji o cechach przedmiotów nieruchomych lub poruszających się powoli . Duże komórki zwojowe mają duże pola recepcyjne, co wpływa niekorzystnie na rozdzielczość wzroku. Za to grube aksony tych komórek przewodzą z prędkością 50 m/s umożliwiając wykrywanie ruchu przedmiotu.
15. Widzenie barw
Widzenie barw wynikające ze zróżnicowanej wrażliwości fotoreceptorów na fale elektromagnetyczne z różnych zakresów widma słonecznego, umożliwia rozróżnianie przedmiotów skuteczniejsze niż na podstawie oceny stopni szarości. W siatkówce występują czopki wrażliwe na barwę czerwoną, zieloną i niebieską. Komórki te zawierają różne komórki wzrokowe, rozkładane przez fale elektromagnetyczne o długości odpowiadającej podanym barwnikom. Czopki czerwone są najbardziej wrażliwe na fale o długości 580nm, zielone ok 540a niebieskie 450 nm. Barwnikiem światłoczułym czopków czerwonych jest fotopsyna I, zielonych- fotopsyna II a niebieskich fotopsyna III.
16. Zaburzenia widzenia barw
PROTANOPIA – nierozpoznawanie barwy czerwonej
DEUTERANOPIA- nierozpoznawanie barwy zielonej
DALTONIZM – jednoczesna ślepota na barwę czerwoną i zieloną
CAŁKOWITA ŚLEPOTA NA BARWY – występuje rzadko
17. Kanały informacji wzrokowej
Impulsy z małych i dużych komórek zwojowych biegną do ciała kolankowatego bocznego, odrębnymi kanałami :
· drobnokomórkowymi(system brzuszny) –płyną do okolic w płacie skroniowym dane o cechach stacjonarnych przedmiotu.
· wielokomórkowymi( system grzbietowy)- doprowadza informacje o lokalizacji i ruchu przedmiotu do asocjacyjnych okolic wzrokowych w płacie ciemieniowym kory mózgu.
18. Pole widzenia-obszar, którego obraz pada na siatkówkę. W obrębie pola widzenia rozróżnia się bardzo małą część środkową, która odpowiada obszarowi dołka środkowego siatkówki oraz część obwodową.
19. Widzenie stereoskopowe
W skutek częściowego skrzyżowania włókien obu nerwów wzrokowych informacje z wewnętrznej (nosowej) części każdej siatkówki docierają do przeciwnej półkuli mózgu natomiast informacje z części zewnętrznej ( skroniowej) dochodzą do półkuli po tej samej stronie ciała. Taka budowa narządu umożliwia widzenie stereoskopowe( trójwymiarowe) i ocenę odległości pod warunkiem, że obraz przedmiotu pada na korespondujące miejsca obu siatkówek. Konieczne jest przy tym takie ustawienie gałek ocznych, by osie wzrokowe obojga oczu przecięły się w miejscu lokalizacji tego przedmiotu.
20. Ubytki w polu widzenia
Obserwowany przedmiot znika, gdy znajdzie się w odległości 15’ bocznie od środka pola, czyli w obrębie plamki ślepej- jest to fizjologiczny ubytek, inne świadczą o uszkodzeniu.
Niedowidzenia połowiczne- Uszkodzenie okolicy wzrokowej w korze mózgu, jest to nierozpoznawanie przedmiotów w połowie pola widzenia przeciwnej do strony uszkodzenia.
Niedowidzenie skroniowe- widzi się przedmioty tylko w środku pola widzenia, nie widzi przedmiotów położonych bocznie.
21. Ruchy gałek ocznych
Mięśnie gałek ocznych są unerwione przez : III, VI, IV.
Nerw III-ruchy oczu w górę, dół i do środka, a częściowo także wraz z nerwem IV ruchy rotacyjne.
Nerw Vi powoduje zwrot gałki ocznej do boku.
Jądra tych nerwów są wzajemnie połączone przez pęczek podłużny przyśrodkowy a ich działanie koordynowane jest przez ośrodek umiejscowiony w moście- dlatego ruszają się jednocześnie w tym samym kierunku. Przy patrzeniu w bok wymaga to skurczów mięśni.
22. Odruch błędnikowo-oczny
Jest wywołany pobudzeniem receptorów w narządzie równowagi. Jego zadanie to zmiana położenia gałek ocznych przy ruchach głowy, mająca na celu utrzymanie obrazu otoczenia w tych samych miejscach siatkówek.
23. Reakcja optikinetyczna
Polega na wodzeniu oczami za przesuwającym się obrazem. Gdy gałki oczne osiągają skrajne położenie, następuje ich szybki powrót do pozycji wyjściowej
24. Akomodacja oka
Polega na dostosowywaniu wypukłości soczewki do odległości oglądanego przedmiotu. Wypukłość soczewki zależy od napięcia więzadeł między soczewka a naczyniówką, które przemieszczając się do przodu i tyłu, silniej lub słabiej rozciągają soczewkę. Zmiany położenia więzadeł zależą od skurczu mięśnia rzęskowego. Gdy mięsień się kurczy, soczewka jest słabiej rozciągana. W skutek właściwości sprężystych przyjmuje wtedy kształt zbliżony do kuli, skupia promienie świetlne co umożliwia ostre widzenie przedmiotu bliskiego. Natomiast gdy mięsień jest rozluźniony , siła łamiąca soczewki jest mniejsza- umożliwia widzenie ostre z daleka.
25. Regulacja szerokości źrenicy
Szerokość źrenic regulowana jest przez mięsień zwieracz i rozwieracz źrenicy. Źrenice zwężają się pod wpływem oświetlenia siatkówki, przy zbieżnym ustawieniu gałek ocznych i akomodacji oka. Reakcje źrenic na światło zapoczątkowuje pobudzenie światłoczułych komórek zwojowych siatkówki.
Delightful93