Podstawowe cechy struktur sensorycznych

Jednym ze sposobów klasyfikacji struktur sensorycznych jest klasyfikacja bodźców, na które normalnie reagują; tak więc, istnieją fotoreceptory (dla światła), mechanoreceptory (dla odkształceń lub zginania), termoreceptory (dla ciepła), chemoreceptory (np., dla zapachów chemicznych) i nocyceptory (dla bodźców bólowych). Klasyfikacja ta jest przydatna, ponieważ uświadamia, że różne narządy zmysłów mogą mieć wspólne cechy w sposobie przekształcania (transdukcji) energii bodźca w impulsy nerwowe. I tak, komórki słuchowe i receptory przedsionkowe (równowagi) w uchu oraz niektóre receptory w skórze reagują podobnie na mechaniczne przemieszczenie (zniekształcenie). Ponieważ wiele z tych samych zasad stosuje się do innych zwierząt, ich receptory mogą być badane jako modele ludzkich zmysłów. Ponadto, wiele zwierząt posiada wyspecjalizowane receptory, które pozwalają im wykrywać bodźce, których człowiek nie jest w stanie wyczuć. Na przykład żmija zygzakowata posiada receptor o niezwykłej wrażliwości na „niewidzialne” światło podczerwone. Niektóre owady mają receptory dla światła ultrafioletowego i dla feromonów (chemicznych atraktantów seksualnych i afrodyzjaków unikalnych dla ich własnych gatunków), tym samym również przekraczając ludzkie możliwości sensoryczne.

Niezależnie od ich specyficznej formy anatomicznej, wszystkie narządy zmysłów mają wspólne podstawowe cechy:

(1) Wszystkie narządy zmysłów zawierają komórki receptorowe, które są specyficznie wrażliwe na jedną klasę energii bodźców, zwykle w ograniczonym zakresie intensywności. Taka selektywność oznacza, że każdy receptor ma swój własny „odpowiedni”, właściwy lub normalny bodziec, tak jak na przykład światło jest odpowiednim bodźcem dla wzroku. Jednakże inne energie (bodźce „nieadekwatne”) mogą również aktywować receptor, jeśli są wystarczająco intensywne. Tak więc, można „zobaczyć” ciśnienie, gdy, na przykład, kciuk jest umieszczony na zamkniętym oku i widzimy jasny punkt (phosphene) w polu widzenia w pozycji naprzeciwko dotkniętego miejsca.

(2) Czuły mechanizm dla każdej modalności jest często zlokalizowany w organizmie na membranie odbiorczej lub powierzchni (takich jak siatkówka oka), gdzie neurony przetwornika (komórki sensoryczne) znajdują się. Często narząd zmysłu zawiera struktury pomocnicze, które kierują energię stymulującą do komórek receptorowych; w ten sposób normalnie przezroczysta rogówka i soczewka w oku skupiają światło na neuronach czuciowych siatkówki. Same komórki nerwowe siatkówki są mniej lub bardziej osłonięte od niewidzialnych źródeł energii przez otaczającą je strukturę oka.

(3) Pierwotne przetworniki lub komórki zmysłowe w każdej strukturze receptorowej zwykle łączą się (synapsa) z wtórnymi, dochodzącymi (aferentnymi) komórkami nerwowymi, które przenoszą impuls nerwowy. W niektórych receptorach, takich jak skóra, poszczególne komórki pierwotne posiadają nitkowate struktury (aksony), które mogą mieć długość kilku metrów, wijąc się od powierzchni skóry poprzez tkanki podskórne aż do rdzenia kręgowego. Tutaj każdy akson ze skóry kończy się i synapsuje z następnym (drugiego rzędu) neuronem w łańcuchu. Z kolei każda pierwotna komórka receptorowa w oku ma bardzo krótki akson, który znajduje się w całości w siatkówce, gdzie dochodzi do synapsy z siecią kilku typów neuronów drugiego rzędu, zwanych komórkami wewnętrznymi, które z kolei synapsują z neuronami trzeciego rzędu, zwanymi komórkami dwubiegunowymi – wszystko to nadal w siatkówce. Aksony komórek dwubiegunowych wychodzą poza siatkówkę, opuszczają gałkę oczną i tworzą nerw wzrokowy, który wchodzi do mózgu, gdzie powstają dalsze połączenia synaptyczne. Jeśli ten układ wzrokowy traktuje się jako całość, można powiedzieć, że siatkówka jest przedłużoną częścią mózgu, na którą bezpośrednio może padać światło.

Z takich nerwów dośrodkowych neurony jeszcze wyższego rzędu tworzą coraz bardziej złożone połączenia z anatomicznie odrębnymi drogami pnia mózgu i głębszych części mózgu (np., wzgórza), które ostatecznie kończą się w określonych obszarach odbiorczych w korze mózgowej (zwiniętej zewnętrznej powłoce mózgu). Różne sensoryczne obszary odbiorcze są zlokalizowane w poszczególnych regionach kory mózgowej – np, płaty potyliczne w tylnej części mózgu dla wzroku, płaty skroniowe po bokach dla słuchu i płaty ciemieniowe w górnej części mózgu dla funkcji dotykowych.

.