Сетивни системи/Въведение

От Уикикниги
Направо към навигацията Направо към търсенето

За да оцелеем – поне като вид – трябва през цялото време да взимаме решения бързо.

С тази цел сме развили сложни системи: сетивна система служеща за възприятие на околния свят и нервна система, за да се справя с придобитата информация. Нервната ни система се състои от нервни клетки (наречени още неврони) и още 10-15 пъти повече спомагателни клетки (наречени също глиални клетки) включващи олигодендроцитите, швановите клетки и астроцитите.

Нуждаем ли се наистина от всички тези клетки?

Едноклетъчни организми[редактиране]

Не са нужни толкова много клетки за живот. Съществуват организми състоящи се от една единствена клетка, но въпреки това някои достигат дори сравнително големи размери.

ксенофиофорите са най-големите едноклетъчни организми и диаметърът им достига 20см
чехълчетата реагират на светлина и допир

Например ксенофиофорите, едноклетъчни организми по дъното океана, могат да достигнат 20см.

Дори и с една единствена клетка, тези организми реагират на множество стимули: например чехълчетата Paramecium) реагират на светлина и допир.

Physarum polycephalum (ляво)

Други са забележително умни: Physarum polycephalum представляващи дендритна мрежа от тръбни структури, успяват да свържат източници на храна намирайки най-кратките пътища до тях и да създадат стабилни мрежи до тях. Освен това са развили умението да помнят дали са били на дадено място вече или не. По този начин успяват да пестят енергия и не търсят храна на места където са търсили вече.

По-сложни: Триста и два неврона[редактиране]

Докато хората имаме милиони сетивни клетки и около нервни, други създания имат значително помалко.

Crawling C. elegans, a hermaphrodite worm with exactly 302 neurons.

Кръглият червей с.елеганс има общо 302 неврона и е един от най-простите организми с нервна система. Той е първият многоклетъчен организъм със секвениран геном (секвенцията е публикувана 1998) . Освен генома му знаем и връзките между всичките му 302 неврона, двата нервона отговорни за хемотаксиса, както и процесите на развитие на всяка соматична клетка (959 на брой при хермафродити, 1031 при възрастен мъжки индивид).

Общи принципи на сетивните системи[редактиране]

690

Действието на всички сетивни системи се състои от следните фази:

  • улавяне на стимул
  • трансформация на стимула в нервен сигнал
  • преработка на сигнала от нервната ни система
  • действие резултат

Трансформация[редактиране]

Задачата на сетивата е да преобразуват важна информация от заобикалящия ни свят в тип сигнал, който да може да бъде разпознат от следващите клетки в потока от информация. Обикновено сетивната система бива причислявана към нервната, но тук ще ги различаваме като отделни системи. Сетивната система е отговорна за преобразуването на сетивните сигнали, а нервната система за следващата им обработка. Сетивата филтрират само съществената информация: електромагнитни сигнали, химични, механични.

Видове сетивни рецептори[редактиране]

  1. Механорецептори
    • вестибуларна система
    • слухова система
    • налягане:
      • Бавно адаптивни рецептори тип 1 (телце на Майснер, телце на Пачини)
      • Бавно адаптивни рецептори тип 2 (Меркелов диск, телце на Руфини)
    • мускулни вретена
    • сухожилен орган на Голги
    • ставни рецептори
  2. Хеморецептори
  3. Фоторецептори
  4. Терморецептори
    • сензор за топлина (най-чувствителен при 45°C, сигнализира за темп <50°С)
    • сензор за студ (най-чувствителен при 25°C, сигнализира за темп >5°C)
  5. Електрорецептори
  6. Магнеторецептори
  7. Рецептори за болка (ноцирецептори): отговорни за болка и сърбеж; тези сигнали биват предавани бавно

Неврони[редактиране]

Невроните са уникални в сравнение с другите клетки. Те:

  • бързо превключват бързо между състояния
  • могат да предават тези промени в дадена посока и на големи разстояния
  • могат ефективно да сигнализират тези промени на други свързани неврони

Има над 50 вида различни неврони, но те всички имат едно и също устройство:

a) Дендрит, b) Сома, c) Ядро, d) Аксон, e) Миелинова обвивка, f) Шванова клетка, g) Възли (прищъпване) на Ранвиер, h) Синапс
  • Дендрит: Приема сигналите от сензорни клетки или от други неврони. Сигналът може да идва отедна единствена клетка (биполярната клетка в ретината получава сигнал от една конусна клетка)или от 150хил. други неврони (клетки на Пуркине) и да бъде позитивен (възбуждащ) или негативен (инхибиращ)
  • Швановите клетки генерират енергия и необходимите химични съединения, комбинират сигналите и решават кога да предадат сигнала нататък
  • Когато възбуждането достигне определено прагово ниво, в основата на аксона се поражда т.нар. потенциал на действието (за около 1msec) – сигнал, който се разпространява по дължината на аксона към други клетки
  • В края на аксона, при следващия синапс спира предаването на електрическия сигнал. Към следващата клетка сигналът се предава по химичен път чрез невротрансмитери.

Принципи при обработката на информация от нервната система[редактиране]

Паралелна обработка[редактиране]

Сигнали от различните сетивни системи имат различни значения:

  • слуховата система сигнализира честоти
  • обонятелната система сигнализира за разликата между сладко и кисело
  • визуалната система сигнализира за локацията на визуални сигнали
  • вестибуларната система сигнализира различни ориентации и движения

Кодиране според невронната активност[редактиране]

Информация от сетивната система рядко е базирана само на сетивните клетки. По принцип е кодирана взависимост и от активността в популацията от неврони. Този принцип действие може да бъде намерен във всяка една от сетивните ни системи.

Поучаване от опит[редактиране]

Връзките между невроните не са постоянни, а се променят с опита. В природата видовете не трябва да се учат твърде бързо или твърде бавно от опита. Примери за това са странстващия гълъб и пеперудата монарх. Странстващия гълъб е изчезнал като вид заради това, че не се е плашел когато е стреляно по него. Пеперудите монарх мигрират на големи разстояния и миграцията им не може да бъде завършена от една единствена пеперуда, но благодарение на гените им знаят къде се намират и накъде трябва да летят. Тази информация нямаше да може да бъде съхранена в гените им, ако се учеха по-бързо.

странстващ гълъб
женска пеперуда монарх