Do czego służą zmysły?
Postrzeganie świata, czyli tzw. percepcja, nie powstała po to, aby dostrzegać otaczający nas świat w sposób obiektywny. Jej zadaniem jest zwiększenie bezpieczeństwa poprzez analizę potencjalnych zagrożeń, a także dostrzeganie tego, co dla danego gatunku jest istotne. To dlatego u zwierząt nocnych rozwinęły się przede wszystkim słuch i węch, ale niekoniecznie już wzrok. Natomiast większość zwierząt dziennych widzi doskonale.
W literaturze wskazuje się, że takie aspekty rzeczywistości, jak: kolor, wysokość dźwięku czy smak nie są wyłącznie fizycznymi właściwościami cząsteczek lub fal. Są to tzw. percepta, czyli rezultat aktywności neuronów spowodowany przez fizyczne bodźce zewnętrzne.
Najprostsze formy zmysłów są już obecne u organizmów jednokomórkowych. Może być to np. chemotaksja lub chemonastia (np. zamykanie się liści-pułapek u roślin mięsożernych). Te proste reakcje, tzw. taksje, mogą dotyczyć również relacji ze światłem, ciepłem, polem magnetycznym i innymi bodźcami.
Naturalnie u człowieka oraz innych ssaków zmysły pozwalają na znacznie więcej i są daleko bardziej złożone. Koordynacją różnego rodzaju receptorów zajmuje się mózg, który zużywa ok. 20% całkowitej energii. Większość z tej energii zużywają zakończenia nerwowe do lokalnej produkcji ATP zapewniającego sprawne działanie synaps.
Przeczytaj również:
Oko – budowa, z jakich części składa się oko?
Typy zmysłów u człowieka
Nie ma jednej, uniwersalnej klasyfikacji zmysłów. Większość nowszych publikacji dzieli je na tzw. zmysły zewnętrzne (lub klasyczne) oraz zmysły wewnętrzne (inaczej: nowe).
Zmysł dotyku
Zmysł dotyku jest pierwszym, który rozwija się w życiu płodowym. Istnieją organizmy – strzykwy – u których jest to jedyny zmysł. Za odczuwanie dotyku odpowiada skóra, największy organ ludzkiego ciała osiągający powierzchnię 2 m2. Jej grubość może wahać się od 1,5 mm do nawet 5 mm w miejscach największych zrogowaceń.
Skóra pełni wiele funkcji, w tym stanowi barierę termiczną, chroni przed patogenami i uszkodzeniami mechanicznymi. Jest też powłoką, w której znajdują się liczne receptory czuciowe, tzw. somatosensoryczne.
Zakończenia dendrytów czuciowych są dosyć mocno wyspecjalizowane. Jedne są wrażliwe na dotyk, inne na temperaturę, jeszcze inne – na wibracje. Dotychczas odkryto aż 5 różnych receptorów czuciowych. Są to:
ciałka Ruffiniego,
ciałka Vatera Pacciniego,
ciałka Meissnera,
ciałka Merkela,
swobodne zakończenia nerwowe odpowiadające za odczuwanie bólu.
W ciele człowieka znajduje się około 2 mld czuciowych zakończeń nerwowych. Okazuje się, że pomimo braku ewolucyjnej specjalizacji, nasz zmysł dotyku jest naprawdę wrażliwy. Palcami potrafimy wykryć nierówności rzędu 50 nm, a skóra odczuwa różnicę temperatur w zakresie zaledwie 0,1°C.
Przeczytaj również:
Zatkane ucho – przyczyny i leczenie uczucia zatkanego ucha
Zmysł węchu
Receptory związane ze zmysłem węchu zlokalizowane są przede wszystkim w jamie nosowej. Steruje nimi kora śródwęchowa położona u ludzi w obszarze płata skroniowego. Dotychczas odkryto ok. 1000 różnych receptorów węchowych. Nie każdy z nich występuje u człowieka, za to każdy zapach powoduje pobudzenie innej kombinacji receptorów. W 2004 roku odkryto podstawy mechanizmu kodowania zapachów, który jest poznawany po dziś dzień. Ustalono między innymi, że nadrodzina receptorów węchowych, tzw. olfactory receptors, stanowi ponad 2% całej puli genetycznej człowieka.
Wrażliwość na zapachy jest mocno zróżnicowana. Szacuje się, że człowiek potrafi rozpoznać ich ok. 10 tys., ale jedynie niewielką część spośród nich jesteśmy w stanie nazwać. Jest to paradoksalne zjawisko określane mianem anomii zapachowej.
Receptory zapachowe są pobudzane poprzez aktywny kontakt z cząsteczką chemiczną danego zapachu, więc szybko go „zapominają”. Co ciekawe, zmysł węchu jest jedynym, który przesyła sygnały bezpośrednio do kory mózgu z pominięciem wzgórza.
Przeczytaj również:
Lęk wysokości – czym jest, jakie są objawy, jak się pozbyć?
Zmysł wzroku
Zamiana światła na sygnał elektryczny jest możliwa dzięki fotopigmentom, które ulegają przemianie chemicznej pod wpływem fotonów. U ssaków dominującą rolę odgrywa rodopsyna. Wraz z innymi barwnikami światłoczułymi jest ona rozmieszczona w pręcikach i czopkach znajdujących się w gałce ocznej, a dokładniej – na siatkówce. W zależności od rodzaju światłoczułej komórki jest ona odpowiedzialna za przetwarzanie różnego rodzaju barw. Ten trójbarwny podział widzenia został określony jako RGB (ang. red, green, blue) i znajduje zastosowanie, m.in. w: fotografii, przemyśle filmowym i produkcji monitorów komputerowych.
Czopki S absorbują światło niebieskie, czopki M – zielone, natomiast czopki L – czerwone światło. Pręciki absorbują światło o nieco krótszej długości fali niż czopki M.
Szacuje się, że człowiek jest w stanie rozpoznać ok. 2 mln barw, ale czułość (wyrażona w parametrze ISO znanym z fotografii) naszego narządu wzroku nie jest zbyt wysoka. W świetle dziennym jest to 1 ISO, zaś w nocy – między 500 a 1000 ISO, a więc daleko mniej, niż nawet przeciętnej jakości aparaty cyfrowe.
Przeczytaj również:
Słuchawki wygłuszające dla dziecka – kiedy trzeba chronić dziecko przed hałasem?
Zmysł słuchu
Zmysł słuchu polega na odbieraniu przez struktury ucha fal dźwiękowych, które rozchodzą się w przestrzeni. Środkiem przenoszącym fale dźwiękowe jest powietrze. Następnie trafiają one do przewodem słuchowym zewnętrznym do błony bębenkowej, która wchodzi w interakcję z przylegającym do niej młoteczkiem. Drgania z młoteczka są przenoszone na kowadełko i strzemiączko, a stamtąd przez okienko owalne do ucha wewnętrznego. W uchu wewnętrznym drgania są zamieniane na impulsy nerwowe i nerwem słuchowym trafiają do odpowiedniego ośrodka w mózgu.
Częstotliwość słyszalnego dźwięku u człowieka wynosi między 500 a 3000 Hz, co w przybliżeniu odpowiada parametrom dźwięku generowanym przez mowę.
Dla porównania niektóre pasikoniki i ćmy słyszą dźwięki w zakresie od 10 Hz do 190 kHz. W rezultacie te owady są w stanie usłyszeć dźwięki emitowane przez nietoperze, które znajdują się daleko poza granicą ludzkiej percepcji.
Przeczytaj również:
Nerw błędny – funkcje, uszkodzenie, leczenie. Jak wzmocnić nerw błędny? Teoria poliwagalna
Zmysł smaku
Zmysł smaku jest silnie powiązany z węchem, ponieważ w odbiorze bodźców biorą udział te same receptory. Obecnie wyróżnia się 4 główne rodzaje smaków – słodki, słony, kwaśny i gorzki. W 2001 roku odkryto także smak umami, który nadaje potrawie wyrazistość i głębię. Wbrew powszechnemu poglądowi poszczególne obszary języka reagują na różne smaki w bardzo podobny sposób. Wynika to z faktu, że poszczególne kubki smakowe reagują na wszystkie smaki, choć z różną intensywnością.
Co istotne, wrażliwość na poszczególne smaki jest częściowo uwarunkowana genetycznie (różnice są odczuwalne np. w stosunku do cząsteczki fenylotiokarbamidu, PTC, który może być odczuwany jako słodki lub gorzki, bądź niewyczuwalny wcale).
U człowieka występuje od 2 do 5 tys. kubków smakowych, z których każdy skupia około 150 receptorów. W każdej brodawce języka znajduje się nawet 100 kubków smakowych.
O silnym związku między zapachem i smakiem świadczy fakt, że brak węchu (np. po zakażeniu COVID-19) prowadzi do silnego ograniczenia wrażeń smakowych. Na smak wpływa także struktura pożywienia i jego temperatura.
Zmysły nowe – tzw. zmysły wewnętrzne
Obok klasycznych zmysłów zewnętrznych wyróżnia się także zmysły wewnętrzne, które stanowią wypadkową analizy bodźców płynących z różnych układów i są odczuwane niejako „wewnątrz” ciała.
Zmysł równowagi
Wykonywanie jakiejkolwiek aktywności fizycznej wymaga przeciwstawiania ciała sile grawitacji. W tym celu ewolucja wyposażyła organizmy żywe w zmysł równowagi. Zachowanie równowagi wymaga równoległej analizy ogromnej ilości informacji pochodzących, z:
układu przedsionkowego;
wzroku;
receptorów nacisku stóp (m.in.: mechanoreceptory, receptory wrzecionowe i ścięgnowe) informujące o odchyleniu od środka ciężkości,
proprioreceptorów dających informację o napięciu mięśni.
Zmysł równowagi jest nierozerwalnie sprzężony z bezwarunkowym odruchem przedsionkowo-ocznym (VOR), czyli ruchem gałek ocznych, w przeciwnym kierunku do ruchu głowy lub całego ciała.
Czucie głębokie
Czucie głębokie (inaczej propriocepcja lub kinestezja) to świadomość położenia części własnego ciała. Odpowiadają za nie proprioreceptory umiejscowione w: mięśniach, stawach i ścięgnach.
Układ proprioceptywny rejestruje informacje o tzw. tonusie mięśniowym oraz: ucisku, rozciągnięciu i ustawieniu kończyn części ciała względem siebie.
Sprawna koordynacja wzrokowo-ruchowa jest szczególnie istotna dla wykonywania złożonych ruchów.
Przeczytaj również:
Paraliż senny – przyczyny, objawy, leczenie
Odczuwanie bólu
Zmysł, za który odpowiadają receptory bólowe, tzw. nocyreceptory (wolne zakończenia nerwowe) jest elementarnym zabezpieczeniem dla przeżycia. Może być to np. wycofanie ręki w momencie poczucia gorącej temperatury.
Receptory zlokalizowane w tkance łącznej powodują uruchomienie odruchów na wypadek wykrycia zagrożenia.
Różne typy wolnych zakończeń nerwowych powodują różnego rodzaju odpowiedź bólową. Wyróżnia się włókna wolnoprzewodzące typu C oraz szybkoprzewodzące typu A. Pobudzenie pierwszego typu receptora powoduje powstanie bólu „rozlanego”, którego źródło jest trudne do zidentyfikowania. W drugim przypadku ból jest: ostry, nagły i ustępuje natychmiast po likwidacji bodźca.
Narządy zmysłów występujące u człowieka z pewnością nie są idealne. Można jednak powiedzieć, że tysiące lat ewolucji wyposażyło nas w sprawne mechanizmy odpowiedzi na bodźce zewnętrzne, które w połączeniu z myśleniem abstrakcyjnym pozwoliły gatunkowi ludzkiemu adaptować się do zmiennych warunków otoczenia.
