Grundläggande egenskaper hos sensoriska strukturer

Ett sätt att klassificera sensoriska strukturer är efter de stimuli som de normalt reagerar på; det finns alltså fotoreceptorer (för ljus), mekanoreceptorer (för förvrängning eller böjning), termoreceptorer (för värme), kemoreceptorer (t.ex. för kemiska dofter) och nociceptorer (för smärtsamma stimuli). Denna klassificering är användbar eftersom den klargör att olika sinnesorgan kan ha gemensamma drag i det sätt på vilket de omvandlar (transducerar) stimulusenergi till nervimpulser. Hörselceller och vestibulära (balans) receptorer i örat och vissa receptorer i huden reagerar alla på samma sätt på mekanisk förskjutning (distorsion). Eftersom många av samma principer gäller för andra djur kan deras receptorer studeras som modeller för människans sinnen. Dessutom har många djur specialiserade receptorer som gör att de kan upptäcka stimuli som människor inte kan känna. Grottormar har t.ex. en receptor som är mycket känslig för ”osynligt” infrarött ljus. Vissa insekter har receptorer för ultraviolett ljus och för feromoner (kemiska sexuella lockmedel och afrodisiakum som är unika för den egna arten) och överträffar därmed också människans sensoriska förmåga.

Oavsett deras specifika anatomiska form har alla sinnesorgan gemensamma grundläggande egenskaper:

(1) Alla sinnesorgan innehåller receptorceller som är specifikt känsliga för en klass av stimulusenergier, vanligtvis inom ett begränsat intensitetsområde. En sådan selektivitet innebär att varje receptor har sitt eget ”adekvata” eller rätta eller normala stimulus, som t.ex. att ljus är det adekvata stimuluset för synen. Andra energier (”otillräckliga” stimuli) kan dock också aktivera receptorn om de är tillräckligt intensiva. Således kan man ”se” tryck när man till exempel lägger tummen på ett stängt öga och man ser en ljus fläck (fosfen) i synfältet på en plats som är motsatt den berörda platsen.

(2) Den känsliga mekanismen för varje modalitet är ofta lokaliserad i kroppen vid ett mottagarmembran eller en mottagaryta (till exempel ögats näthinna) där transducerande neuronerna (sinnescellerna) är lokaliserade. Ofta innehåller det sensoriska organet kompletterande strukturer för att styra den stimulerande energin till mottagarcellerna; på så sätt fokuserar den normalt genomskinliga hornhinnan och linsen i ögat ljuset på de sensoriska neuronerna i näthinnan. Retinala nervceller själva är mer eller mindre avskärmade från icke visuella energikällor av ögats omgivande struktur.

(3) De primära omvandlarna eller sensoriska cellerna i en receptorstruktur ansluter normalt (synapser) till sekundära, inkommande (afferenta) nervceller som bär nervimpulsen. I vissa receptorer, t.ex. i huden, har de enskilda primära cellerna trådliknande strukturer (axoner) som kan vara meterlånga och som slingrar sig från strax under hudytan genom subkutana vävnader tills de når ryggmärgen. Här slutar varje axon från huden och synapserar med nästa (andra ordningens) neuron i kedjan. Däremot har varje primär receptorcell i ögat en mycket kort axon som finns helt och hållet i näthinnan och som synapserar med ett nätverk av flera olika typer av neuroner av andra ordningen, s.k. internunciala celler, som i sin tur synapserar med neuroner av tredje ordningen, s.k. bipolära celler – allt fortfarande i näthinnan. De bipolära cellernas axoner sträcker sig afferent utanför näthinnan och lämnar ögongloben för att bilda synnerven, som går in i hjärnan för att göra ytterligare synaptiska kopplingar. Om detta visuella system betraktas som en helhet kan näthinnan sägas vara en förlängd del av hjärnan som ljuset direkt kan falla på.

Från sådana afferenta nerver gör fortfarande högre ordningens neuroner alltmer komplexa kopplingar till anatomiskt separata banor i hjärnstammen och djupare delar av hjärnan (t.ex, thalamus) som så småningom slutar i specifika mottagningsområden i hjärnbarken (det snirkliga yttre skalet av hjärnan). Olika sensoriska mottagningsområden är lokaliserade i särskilda regioner i hjärnbarken, t.ex, occipitalloberna i bakre delen av hjärnan för synen, temporalloberna på sidorna för hörseln och parietalloberna mot toppen av hjärnan för taktil funktion.

.