Az érzékszervi struktúrák alapvető jellemzői

Az érzékszervi struktúrák osztályozásának egyik módja az alapján az ingerek alapján történik, amelyekre általában reagálnak; így vannak fotoreceptorok (fényre), mechanoreceptorok (torzításra vagy hajlításra), termoreceptorok (hőre), kemoreceptorok (pl. kémiai szagokra) és nociceptorok (fájdalmas ingerekre). Ez az osztályozás azért hasznos, mert világossá teszi, hogy a különböző érzékszervek közös jellemzői lehetnek abban, ahogyan az ingerek energiáját idegimpulzusokká alakítják (transzdukálják). Így a fülben lévő hallósejtek és a vestibuláris (egyensúlyérzékelő) receptorok, valamint a bőr egyes receptorai mind hasonlóan reagálnak a mechanikai elmozdulásra (torzításra). Mivel számos azonos elv más állatokra is vonatkozik, receptoraik az emberi érzékszervek modelljeként tanulmányozhatók. Ezenkívül sok állat olyan speciális receptorokkal rendelkezik, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy olyan ingereket érzékeljenek, amelyeket az ember nem tud érzékelni. A gödörvipera például a “láthatatlan” infravörös fényre rendkívül érzékeny receptorral büszkélkedhet. Egyes rovarok az ultraibolya fényre és a feromonokra (a saját fajukra jellemző kémiai szexuális vonzerőkre és afrodiziákumokra) is rendelkeznek receptorokkal, ezáltal szintén meghaladják az emberi érzékszervi képességeket.

Függetlenül sajátos anatómiai formájuktól, minden érzékszervnek vannak alapvető közös jellemzői:

(1) Minden érzékszerv olyan receptorsejteket tartalmaz, amelyek kifejezetten érzékenyek az ingerek egy osztályába tartozó energiákra, általában egy korlátozott intenzitási tartományon belül. Ez a szelektivitás azt jelenti, hogy minden receptornak megvan a maga “megfelelő” vagy megfelelő vagy normális ingere, mint például a fény a látás megfelelő ingere. Azonban más energiák (“inadekvát” ingerek) is aktiválhatják a receptort, ha kellően intenzívek. Így “láthatjuk” a nyomást, amikor például a hüvelykujjat a csukott szemre helyezzük, és a látómezőben egy fényes foltot (foszfén) látunk a megérintett hellyel ellentétes helyen.

(2) Az egyes modalitások érzékeny mechanizmusa gyakran a testben lokalizálódik egy befogadó membránon vagy felületen (például a szem retináján), ahol az átalakító neuronok (érzékelő sejtek) helyezkednek el. Az érzékszerv gyakran tartalmaz olyan járulékos struktúrákat, amelyek az ingerlő energiát a receptorsejtekhez irányítják; így a szemen belüli, általában átlátszó szaruhártya és lencse a fényt a retina érzékelő neuronjaira fókuszálja. Magukat a retina idegsejtjeit a szem környező szerkezete többé-kevésbé védi a nem vizuális energiaforrásoktól.

(3) Bármely receptorszerkezetben az elsődleges átvivő vagy érzékelő sejtek általában összekapcsolódnak (szinapszis) az idegimpulzust továbbító másodlagos, befelé irányuló (afferens) idegsejtekkel. Egyes receptorokban, például a bőrben, az egyes primer sejtek fonalszerű struktúrákkal (axonokkal) rendelkeznek, amelyek akár méter hosszúak is lehetnek, és közvetlenül a bőrfelszín alatt kanyarognak a bőr alatti szöveteken keresztül egészen a gerincvelőig. Itt minden egyes, a bőrből származó axon véget ér, és szinapszisba lép a lánc következő (másodrendű) neuronjával. Ezzel szemben a szem minden egyes elsődleges receptorsejtjének van egy nagyon rövid axonja, amely teljes egészében a retinában található, és amely szinapszisokat hoz létre többféle másodrendű neuron hálózatával, az ún. internunciális sejtekkel, amelyek viszont szinapszisokat hoznak létre harmadrendű neuronokkal, az ún. bipoláris sejtekkel – mindez még mindig a retinában. A bipoláris sejtek axonjai a retinán túlra, a szemgolyót elhagyva a látóidegbe nyúlnak, amely az agyba lépve további szinaptikus kapcsolatokat hoz létre. Ha ezt a látórendszert egészében tekintjük, akkor a retina az agy kiterjesztett részének mondható, amelyre a fény közvetlenül hullhat.

Az ilyen afferens idegekből még magasabb rendű neuronok egyre bonyolultabb kapcsolatokat létesítenek az agytörzs anatómiailag elkülönült pályáival és az agy mélyebb részeivel (pl., a talamusz), amelyek végül az agykéreg (az agy tekervényes külső burka) meghatározott befogadó területein végződnek. A különböző érzékszervi fogadóterületek az agykéreg meghatározott régióiban lokalizálódnak – pl, a nyakszirti lebenyek az agy hátsó részén a látásért, az oldalsó halántéklebenyek a hallásért, és a fali lebenyek az agy felső részén a tapintásért.