Sens - Sense

Sensacja polega na zbieraniu i transdukcji sygnału

Sens to system biologiczny wykorzystywany przez organizm do sensacji , proces zbierania informacji o świecie i reagowania na bodźce . (Na przykład w ludzkim ciele mózg odbiera sygnały ze zmysłów, które nieustannie odbierają informacje z otoczenia, interpretują te sygnały i powodują reakcję organizmu, chemicznie lub fizycznie.) Chociaż tradycyjnie znanych było około pięciu ludzkich zmysłów (a mianowicie wzrok , węch , dotyk , smak i słuch ), obecnie uznaje się, że jest ich znacznie więcej. Zmysły używane przez inne organizmy nie-ludzkie są jeszcze bardziej różnorodne i liczniejsze. Podczas odczuwania narządy zmysłów zbierają różne bodźce (takie jak dźwięk lub zapach) w celu transdukcji , czyli przekształcenia w formę zrozumiałą dla mózgu. Odczucia i percepcja są podstawą niemal każdego aspektu poznania , zachowania i myślenia organizmu .

W organizmach narząd czuciowy składa się z grupy powiązanych ze sobą komórek czuciowych, które reagują na określony rodzaj bodźca fizycznego . Poprzez nerwy czaszkowe i rdzeniowe (nerwy ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, które przekazują informacje czuciowe do iz mózgu i ciała), różne typy komórek receptorów czuciowych (takie jak mechanoreceptory , fotoreceptory , chemoreceptory , termoreceptory ) w narządach czuciowych informacje z tych organów w kierunku ośrodkowego układu nerwowego , docierając w końcu do kory czuciowej w mózgu , gdzie sygnały czuciowe są przetwarzane i interpretowane (postrzegane).

Systemy sensoryczne, czyli zmysły, często dzieli się na zewnętrzne (eksterocepcja) i wewnętrzne ( interocepcja ) systemy sensoryczne. Zewnętrzne zmysły człowieka opierają się na narządach zmysłów oczu , uszu , skóry , nosa i ust . Czucie wewnętrzne wykrywa bodźce z narządów wewnętrznych i tkanek. Zmysły wewnętrzne posiadane przez człowieka obejmują układ przedsionkowy (zmysł równowagi) wyczuwany przez ucho wewnętrzne , a także inne, takie jak orientacja przestrzenna , propriocepcja (pozycja ciała) i nocycepcja (ból) . Dalsze wewnętrzne zmysły prowadzą do sygnałów, takich jak głód , pragnienie , duszenie i nudności lub różne mimowolne zachowania, takie jak wymioty . Niektóre zwierzęta są w stanie wykryć pola elektryczne i magnetyczne , wilgotność powietrza lub spolaryzowane światło , podczas gdy inne wyczuwają i postrzegają za pomocą alternatywnych systemów, takich jak echolokacja . Modalności sensoryczne lub submodalności to różne sposoby kodowania lub przetwarzania informacji sensorycznych. Multimodalność integruje różne zmysły w jedno zunifikowane doświadczenie percepcyjne. Na przykład informacje z jednego zmysłu mogą potencjalnie wpływać na sposób postrzegania informacji z innego zmysłu. Wrażenia i percepcję badają różne pokrewne dziedziny, w szczególności psychofizyka , neurobiologia , psychologia poznawcza i kognitywistyka .

Definicje

Narządy zmysłów

Narządy zmysłów to narządy, które odbierają i przekazują bodźce. Ludzie mają różne narządy zmysłów (tj. oczy, uszy, skórę, nos i usta), które odpowiadają odpowiedniemu układowi wzrokowemu (zmysłowi wzroku), układowi słuchowemu (zmysł słuchu), układowi somatosensorycznemu (zmysł dotyku), układowi węchowemu ( zmysł węchu) oraz system smakowy (zmysł smaku). Systemy te z kolei przyczyniają się do wzroku , słuchu , dotyku , zapachu i zdolności smakowania . Wrażenie wewnętrzne lub interocepcja wykrywa bodźce z narządów wewnętrznych i tkanek. U ludzi istnieje wiele wewnętrznych systemów czuciowych i percepcyjnych, w tym system przedsionkowy (zmysł równowagi) wyczuwany przez ucho wewnętrzne i zapewniający percepcję orientacji przestrzennej ; propriocepcja (pozycja ciała); i nocycepcja (ból). Dalsze wewnętrzne systemy czuciowe oparte na chemorecepcji i osmorecepcji prowadzą do różnych percepcji, takich jak głód , pragnienie , duszenie i nudności , lub różne zachowania mimowolne, takie jak wymioty .

Zwierzęta inne niż ludzie doświadczają wrażeń i percepcji, z różnym stopniem podobieństwa i różnicy od ludzi i innych gatunków zwierząt. Na przykład ssaki na ogół mają silniejszy węch niż ludzie. Niektórym gatunkom zwierząt brakuje jednego lub więcej analogów ludzkiego systemu sensorycznego, a niektóre mają systemy sensoryczne, których nie ma u ludzi, podczas gdy inne przetwarzają i interpretują te same informacje sensoryczne na bardzo różne sposoby. Na przykład niektóre zwierzęta są w stanie wykryć pola elektryczne i magnetyczne , wilgotność powietrza . lub światło spolaryzowane , Inni wyczuwają i postrzegają poprzez alternatywne systemy, takie jak echolokacja . Najnowsza teoria sugeruje, że rośliny i sztuczne czynniki, takie jak roboty, mogą być w stanie wykrywać i interpretować informacje środowiskowe w sposób analogiczny do zwierząt.

Modalności sensoryczne

Modalność sensoryczna odnosi się do sposobu kodowania informacji, co jest podobne do idei transdukcji . Główne modalności sensoryczne można opisać na podstawie sposobu transdukcji każdej z nich. Wyliczenie wszystkich różnych modalności zmysłowych, których może być nawet 17, obejmuje rozdzielenie głównych zmysłów na bardziej szczegółowe kategorie lub submodalności większego zmysłu. Indywidualna modalność sensoryczna reprezentuje odczucie określonego rodzaju bodźca. Na przykład ogólne odczucie i percepcję dotyku, znane jako somatosensacja, można podzielić na lekki ucisk, głęboki ucisk, wibracje, swędzenie, ból, temperaturę lub ruch włosów, podczas gdy ogólne odczucie i percepcję smaku można rozdzielić na submodalności słodki , słony , kwaśny , gorzki , pikantny i umami , z których wszystkie opierają się na różnych substancjach chemicznych wiążących się z neuronami czuciowymi .

Receptory

Receptory czuciowe to komórki lub struktury, które wykrywają doznania. Bodźce w środowisku aktywują wyspecjalizowane komórki receptorowe w obwodowym układzie nerwowym . Podczas transdukcji bodziec fizyczny jest przekształcany przez receptory w potencjał czynnościowy i przekazywany do ośrodkowego układu nerwowego w celu przetworzenia. Różne typy bodźców są wyczuwane przez różne typy komórek receptorowych . Komórki receptorowe można podzielić na typy na podstawie trzech różnych kryteriów: typu komórki , pozycji i funkcji. Receptory można sklasyfikować strukturalnie na podstawie typu komórki i ich położenia w stosunku do wyczuwanych bodźców. Receptory można dalej klasyfikować funkcjonalnie na podstawie transdukcji bodźców lub tego, jak bodziec mechaniczny, świetlny lub chemiczny zmienił potencjał błony komórkowej .

Typy receptorów strukturalnych

Lokalizacja

Jednym ze sposobów klasyfikacji receptorów jest ich lokalizacja względem bodźców. Exteroceptor jest receptor, który znajduje się w pobliżu bodźca zewnętrznego środowiska, takiego jak somatosensorycznych receptorów znajdujących się na skórze. Interoreceptor to taki, który interpretuje impulsy z narządów i tkanek wewnętrznych, takich jak receptory, które wykrywają wzrost ciśnienia krwi w aorty lub tętnicy zatoki .

Typ komórki

Komórkami, które interpretują informacje o środowisku, mogą być: (1) neuron z wolnym zakończeniem nerwowym , z dendrytami osadzonymi w tkance, które odbierają sensację; (2) neuron, który ma zamknięte zakończenie, w którym zakończenia nerwów czuciowych są zamknięte w tkance łącznej, co zwiększa ich czułość; lub (3) wyspecjalizowana komórka receptorowa , która ma różne elementy strukturalne, które interpretują określony typ bodźca. W bólu i temperatury receptory w skórze właściwej skóry, są przykładami komórek nerwowych, które mają wolne zakończenia nerwowe (1). W skórze właściwej znajdują się również ciałka blaszkowate , neurony z zamkniętymi zakończeniami nerwowymi, które reagują na nacisk i dotyk (2). Komórki siatkówki reagujące na bodźce świetlne są przykładem wyspecjalizowanego receptora (3), fotoreceptora .

Białkiem transbłonowym receptorem to białko w błonie komórkowej , który pośredniczy w fizjologicznych zmian w neuronie, najczęściej poprzez otwarcie kanałów jonowych lub zmiany w sygnalizacji komórkowej procesów. Receptory transbłonowe są aktywowane przez substancje chemiczne zwane ligandami . Na przykład cząsteczka w żywności może służyć jako ligand receptorów smaku. Inne białka transbłonowe, które nie są dokładnie nazywane receptorami, są wrażliwe na zmiany mechaniczne lub termiczne. Fizyczne zmiany w tych białkach zwiększają przepływ jonów przez błonę i mogą generować potencjał czynnościowy lub stopniowany potencjał w neuronach czuciowych .

Funkcjonalne typy receptorów

Trzecia klasyfikacja receptorów jest przez jak receptor transdukcję bodźce język membranowych potencjalnych zmian. Bodźce są trzech ogólnych typów. Niektóre bodźce to jony i makrocząsteczki, które wpływają na białka receptora transbłonowego, gdy te substancje chemiczne dyfundują przez błonę komórkową. Niektóre bodźce to fizyczne zmiany w środowisku, które wpływają na potencjały błony komórkowej receptora. Inne bodźce to promieniowanie elektromagnetyczne ze światła widzialnego. Dla ludzi jedyną energią elektromagnetyczną, którą odbierają nasze oczy, jest światło widzialne. Niektóre inne organizmy mają receptory, których brakuje ludziom, takie jak czujniki ciepła węży, czujniki światła ultrafioletowego pszczół lub receptory magnetyczne u ptaków wędrownych.

Komórki receptorowe można dalej kategoryzować na podstawie rodzaju bodźców, które przekazują. Różne typy funkcjonalnych komórek receptorowych to mechanoreceptory , fotoreceptory , chemoreceptory ( osmoreceptory ), termoreceptory i nocyceptory . Bodźce fizyczne, takie jak ciśnienie i wibracja, a także odczucie dźwięku i pozycja ciała (równowaga) są interpretowane przez mechanoreceptor. Fotoreceptory przetwarzają światło (widzialne promieniowanie elektromagnetyczne ) na sygnały. Bodźce chemiczne mogą być interpretowane przez chemoreceptor, który interpretuje bodźce chemiczne, takie jak smak lub zapach obiektu, podczas gdy osmoreceptory reagują na chemiczne stężenie substancji rozpuszczonych w płynach ustrojowych. Nocycepcja (ból) interpretuje obecność uszkodzenia tkanki na podstawie informacji sensorycznych pochodzących z mechano-, chemo- i termoreceptorów. Innym fizycznym bodźcem, który ma swój własny typ receptora, jest temperatura, która jest wykrywana przez termoreceptor, który jest wrażliwy na temperatury powyżej (ciepło) lub poniżej (zimno) normalnej temperatury ciała.

Progi

Próg absolutny

Każdy narząd zmysłu (na przykład oczy lub nos) wymaga minimalnej stymulacji w celu wykrycia bodźca. Ta minimalna ilość bodźca nazywana jest progiem bezwzględnym. Próg bezwzględny definiuje się jako minimalną ilość stymulacji niezbędną do wykrycia bodźca w 50% przypadków. Próg bezwzględny jest mierzony przy użyciu metody zwanej wykrywaniem sygnału . Proces ten obejmuje prezentowanie podmiotowi bodźców o różnym natężeniu w celu określenia poziomu, na którym podmiot może niezawodnie wykryć stymulację w danym sensie.

Próg różnicowy

Próg różnicowy lub po prostu zauważalna różnica (JDS) to najmniejsza wykrywalna różnica między dwoma bodźcami lub najmniejsza różnica w bodźcach, którą można ocenić jako różniące się od siebie. Prawo Webera jest prawem empirycznym, które mówi, że próg różnicy jest stałą częścią bodźca porównawczego. Zgodnie z prawem Webera większe bodźce wymagają zauważenia większych różnic.

Wykładniki potęgi ludzkiej i prawo Stevena dotyczące potęgi

Szacowanie wielkości to metoda psychofizyczna , w której badani przypisują postrzegane wartości danych bodźców. Zależność między intensywnością bodźca a intensywnością percepcyjną opisuje prawo potęgowe Stevena .

Teoria wykrywania sygnału

Teoria wykrywania sygnału określa ilościowo doświadczenie podmiotu z prezentacją bodźca w obecności szumu . Przy wykrywaniu sygnału występują szumy wewnętrzne i zewnętrzne. Hałas wewnętrzny pochodzi z zakłóceń w układzie nerwowym. Na przykład osoba z zamkniętymi oczami w ciemnym pokoju wciąż coś widzi – plamisty wzór szarości z przerywanymi jaśniejszymi błyskami – jest to hałas wewnętrzny. Hałas zewnętrzny jest wynikiem hałasu w otoczeniu, który może zakłócać wykrywanie interesującego nas bodźca. Szum jest problemem tylko wtedy, gdy jego wielkość jest wystarczająco duża, aby zakłócać zbieranie sygnału. Układ nerwowy oblicza kryterium lub wewnętrzny próg wykrywania sygnału w obecności szumu. Jeżeli ocenia się, że sygnał przekracza kryterium, a zatem sygnał jest odróżniany od szumu, sygnał jest wykrywany i odbierany. Błędy w wykrywaniu sygnału mogą potencjalnie prowadzić do fałszywie pozytywnych i fałszywie negatywnych wyników . Kryterium sensoryczne może być przesunięte w zależności od ważności wykrycia sygnału. Przesunięcie kryterium może wpłynąć na prawdopodobieństwo wyników fałszywie dodatnich i fałszywie ujemnych.

Prywatne doświadczenie percepcyjne

Subiektywne doświadczenia wzrokowe i słuchowe wydają się być podobne u badanych ludzi. Tego samego nie można powiedzieć o smaku. Na przykład istnieje cząsteczka zwana propylotiouracylem (PROP), którą niektórzy ludzie odczuwają jako gorzką, niektórzy niemal bez smaku, podczas gdy inni odczuwają ją jako coś pomiędzy bez smaku a gorzkim. Istnieje genetyczna podstawa tej różnicy między percepcją przy tym samym bodźcu sensorycznym. Ta subiektywna różnica w postrzeganiu smaku ma wpływ na preferencje żywieniowe poszczególnych osób, aw konsekwencji na zdrowie.

Adaptacja sensoryczna

Gdy bodziec jest stały i niezmienny, następuje percepcyjna adaptacja sensoryczna. Podczas tego procesu podmiot staje się mniej wrażliwy na bodziec.

Analiza Fouriera

Biologiczne układy słuchowe (słuchowe), przedsionkowe i przestrzenne oraz wzrokowe (wzrok) wydają się rozkładać złożone bodźce ze świata rzeczywistego na składowe fal sinusoidalnych za pomocą matematycznego procesu zwanego analizą Fouriera. Wiele neuronów ma silną preferencję dla pewnych składowych częstotliwości sinusoidalnych w przeciwieństwie do innych. Sposób, w jaki prostsze dźwięki i obrazy są kodowane podczas wrażenia, może zapewnić wgląd w to, jak zachodzi percepcja rzeczywistych obiektów.

Neuronauka sensoryczna i biologia percepcji

Percepcja ma miejsce, gdy nerwy prowadzące z narządów zmysłów (np. oka) do mózgu są stymulowane, nawet jeśli ta stymulacja nie jest związana z docelowym sygnałem narządu zmysłów. Na przykład w przypadku oka nie ma znaczenia, czy światło, czy coś innego stymuluje nerw wzrokowy, ta stymulacja spowoduje percepcję wzrokową, nawet jeśli na początku nie było bodźca wzrokowego. (Aby udowodnić to sobie (i jeśli jesteś człowiekiem), zamknij oczy (najlepiej w ciemnym pokoju) i delikatnie naciśnij zewnętrzny kącik jednego oka przez powiekę. Zobaczysz wizualną plamkę w kierunku wnętrza Twoje pole widzenia, blisko nosa.)

Sensoryczny układ nerwowy

Wszystkie bodźce odbierane przez receptoryprzekształcane w potencjał czynnościowy , który jest przenoszony wzdłuż jednego lub więcej neuronów doprowadzających w kierunku określonego obszaru ( kory ) mózgu . Tak jak różne nerwy są przeznaczone do zadań czuciowych i motorycznych, różne obszary mózgu (kory) są w podobny sposób przeznaczone do różnych zadań czuciowych i percepcyjnych . Bardziej złożone przetwarzanie odbywa się w pierwotnych regionach korowych, które rozciągają się poza podstawową korę. Każdy nerw, czuciowy czy motoryczny , ma swoją własną prędkość transmisji sygnału. Na przykład nerwy w żabiej nodze mają prędkość transmisji sygnału 90 stóp/s (99 km/h), podczas gdy nerwy czuciowe u ludzi przekazują informacje czuciowe z prędkością od 165 stóp/s (181 km/h) do 330 stóp/h. s (362 km/h).

Ludzki układ sensoryczny i percepcyjny
Bodziec fizyczny Narząd zmysłowy Receptor dotykowy System wykrywania Nerwy czaszkowe) Kora mózgowa Pierwotna (e ) skojarzona (e ) percepcja(e ) Nazwa
Lekki Oczy Fotoreceptor System wizualny Optyka (II) Kora wzrokowa Percepcja wzrokowa Wizja
Dźwięk Uszy Mechanoreceptor Układ słuchowy Przedsionkowo-ślimakowy (VIII) Kora słuchowa Percepcja słuchowa Słuch (słuchanie)
Grawitacja i przyspieszenie Ucho wewnętrzne Mechanoreceptor System przedsionkowy Przedsionkowo-ślimakowy (VIII) Kora przedsionkowa Równoważność Bilans (równowaga)
Substancja chemiczna Nos Chemoreceptor System węchowy węchowy (I) Kora węchowa Percepcja węchowa Percepcja smakowa (smak lub aromat) Zapach (węch)
Substancja chemiczna Usta Chemoreceptor System smakowy Twarzowy (VII) , językowo-gardłowy (IX) Kora smakowa Percepcja smakowa (smak lub aromat) Smak (smak)
Pozycja , ruch , temperatura Skóra Mechanoreceptor, termoreceptor Układ somatosensoryczny Trójdzielny (V) , językowo-gardłowy (IX) + nerwy rdzeniowe Kora somatosensoryczna Percepcja dotykowa ( mechanorecepcja , termocepcja ) Dotyk (taktyka)

Percepcja multimodalna

Doświadczenie percepcyjne jest często multimodalne. Multimodalność integruje różne zmysły w jedno zunifikowane doświadczenie percepcyjne. Informacje pochodzące z jednego zmysłu mogą potencjalnie wpływać na sposób postrzegania informacji z innego zmysłu. Percepcja multimodalna różni się jakościowo od percepcji unimodalnej. Od połowy lat 90. pojawia się coraz więcej dowodów na neuronalne korelaty percepcji multimodalnej.

Filozofia

Historyczne dociekania dotyczące podstawowych mechanizmów odczuwania i percepcji doprowadziły wczesnych badaczy do podpisania różnych filozoficznych interpretacji percepcji i umysłu , w tym panpsychizmu , dualizmu i materializmu . Większość współczesnych naukowców badających doznania i percepcję przyjmuje materialistyczny pogląd na umysł.

Ludzkie odczucie

Ogólny

Próg absolutny

Kilka przykładów ludzkich progów absolutnych dla zewnętrznych zmysłów 9-21 .

Sens Próg bezwzględny (używany przestarzały system wykrywania sygnału)
Wizja Gwiazdy w nocy; przy świecach oddalony o 48 km (30 mil) w ciemną i pogodną noc
Przesłuchanie Tykanie zegarka w odległości 6 m (20 stóp) w cichym otoczeniu
Przedsionkowy Pochylenie mniej niż 30 sekund (3 stopnie) wskazówki minutowej zegara
Dotykać Skrzydło muchy opadające na policzek z wysokości 7,6 cm (3 cale)
Smak Łyżeczka cukru na 7,5 litra (2 galony) wody
Zapach Kropla perfum w objętości trzech pomieszczeń

Percepcja multimodalna

Ludzie reagują silniej na bodźce multimodalne w porównaniu z sumą każdej pojedynczej modalności razem, efekt zwany superaddytywnym efektem integracji multisensorycznej . W bruździe skroniowej górnej zidentyfikowano neurony, które reagują zarówno na bodźce wzrokowe, jak i słuchowe . Dodatkowo zaproponowano multimodalne ścieżki „co” i „gdzie” dla bodźców słuchowych i dotykowych.

Zewnętrzny

Receptory zewnętrzne, które reagują na bodźce z zewnątrz ciała, nazywane są eksteroceptorami . Ludzkie uczucie zewnętrzny opiera się na zmysłowych organów oczu , uszu , skóry , układu przedsionkowego , nos i usta , które przyczyniają się odpowiednio do zmysłowych wyobrażeń o wizji , słuchu , dotyku , orientacji przestrzennej , zapachu i smaku . Zarówno zapach, jak i smak są odpowiedzialne za identyfikację cząsteczek, a zatem oba są typami chemoreceptorów . Zarówno węch (zapach), jak i smak (smak) wymagają transdukcji bodźców chemicznych na potencjały elektryczne.

System wzrokowy (wizja)

System wzrokowy, czyli zmysł wzroku, opiera się na transdukcji bodźców świetlnych odbieranych przez oczy i przyczynia się do percepcji wzrokowej . System wzrokowy wykrywa światło na fotoreceptorach w siatkówce każdego oka, które generuje elektryczne impulsy nerwowe do postrzegania różnych kolorów i jasności. Istnieją dwa rodzaje fotoreceptorów: pręciki i czopki . Pręciki są bardzo wrażliwe na światło, ale nie rozróżniają kolorów. Czopki rozróżniają kolory, ale są mniej wrażliwe na słabe światło.

Na poziomie molekularnym bodźce wzrokowe powodują zmiany w cząsteczce fotopigmentu, które prowadzą do zmian potencjału błonowego komórki fotoreceptorowej. Pojedyncza jednostka światła nazywana jest fotonem , który w fizyce jest opisywany jako pakiet energii o właściwościach zarówno cząstki, jak i fali. Energią fotonu reprezentuje jej długości fali , przy czym każda długość fali światła widzialnego, co odpowiada danym kolorze . Światło widzialne to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 380 do 720 nm. Długości fal promieniowania elektromagnetycznego dłuższe niż 720 nm mieszczą się w zakresie podczerwieni , natomiast fale krótsze niż 380 nm w zakresie ultrafioletu . Światło o długości fali 380 nm jest niebieski natomiast światło o długości fali 720 nm jest ciemno czerwony . Wszystkie inne kolory mieszczą się w zakresie od czerwonego do niebieskiego w różnych punktach skali długości fali.

Trzy rodzaje opsyn stożkowych , które są wrażliwe na różne długości fal światła, zapewniają nam widzenie kolorów. Porównując aktywność trzech różnych czopków, mózg może wyodrębnić informacje o kolorze z bodźców wzrokowych. Na przykład, jasne niebieskie światło o długości fali około 450 nm aktywuje „czerwone” czopki minimalnie, „zielone” czopki marginalnie, a „niebieskie” czopki w przeważającej mierze. Względna aktywacja trzech różnych czopków jest obliczana przez mózg, który postrzega kolor jako niebieski. Czopki nie mogą jednak reagować na światło o niskiej intensywności, a pręciki nie wyczuwają koloru światła. Dlatego nasze widzenie w słabym świetle jest – w istocie – w skali szarości . Innymi słowy, w ciemnym pomieszczeniu wszystko wygląda jak odcień szarości . Jeśli myślisz, że widzisz kolory w ciemności, to najprawdopodobniej twój mózg wie, jakiego koloru jest coś, i polega na tej pamięci.

Istnieje pewna różnica zdań co do tego, czy system wzrokowy składa się z jednej, dwóch czy trzech submodalności. Neuroanatomowie ogólnie traktują to jako dwie submodalności, biorąc pod uwagę, że różne receptory są odpowiedzialne za percepcję koloru i jasności. Niektórzy twierdzą, że stereopsja , percepcja głębi za pomocą obu oczu, również stanowi zmysł, ale ogólnie uważa się ją za funkcję poznawczą (czyli postsensoryczną) kory wzrokowej mózgu, w której rozpoznawane są wzory i obiekty na obrazach i interpretowane na podstawie wcześniej poznanych informacji. Nazywa się to pamięcią wzrokową .

Niemożność widzenia nazywana jest ślepotą . Ślepota może wynikać z uszkodzenia gałki ocznej, zwłaszcza siatkówki, uszkodzenia nerwu wzrokowego łączącego każde oko z mózgiem i/lub udaru ( zawał mózgu). Tymczasowa lub trwała ślepota może być spowodowana truciznami lub lekami. Ludzie, którzy są niewidomi z powodu degradacji lub uszkodzenia kory wzrokowej, ale nadal mają sprawne oczy, są w rzeczywistości zdolni do pewnego poziomu widzenia i reakcji na bodźce wzrokowe, ale nie do świadomej percepcji; jest to znane jako ślepowidzenie . Osoby z niewidomym wzrokiem zwykle nie są świadome, że reagują na źródła wizualne, a zamiast tego po prostu nieświadomie dostosowują swoje zachowanie do bodźca.

14 lutego 2013 r. naukowcy opracowali implant neuronowy, który daje szczurom zdolność wyczuwania światła podczerwonego, które po raz pierwszy zapewnia żywym istotom nowe zdolności, zamiast po prostu zastępować lub zwiększać istniejące zdolności.

Percepcja wzrokowa w psychologii

Według psychologii Gestalt ludzie postrzegają całość czegoś, nawet jeśli jej nie ma. Prawo organizacji Gestalt mówi, że ludzie mają siedem czynników, które pomagają pogrupować to, co jest postrzegane, we wzorce lub grupy: wspólny los, podobieństwo, bliskość, zamknięcie, symetria, ciągłość i przeszłe doświadczenia.

Prawo wspólnego losu mówi, że przedmioty prowadzone są po najłagodniejszej ścieżce. Ludzie podążają za trendem ruchu wraz z przepływem linii/kropek.

Prawo podobieństwa odnosi się do grupowania obrazów lub obiektów, które są do siebie podobne pod pewnym względem. Może to być spowodowane odcieniem, kolorem, rozmiarem, kształtem lub innymi cechami, które można odróżnić.

Prawo bliskości mówi, że nasze umysły lubią grupować się na podstawie tego, jak blisko siebie znajdują się obiekty. Możemy zobaczyć 42 obiekty w grupie, ale możemy również dostrzec trzy grupy po dwie linie z siedmioma obiektami w każdej linii.

Prawo Zamknięcia to idea, że ​​my, ludzie, wciąż widzimy pełny obraz, nawet jeśli istnieją luki w tym obrazie. W części kształtu mogą brakować luk lub części, ale nadal postrzegamy kształt jako całość.

Prawo symetrii odnosi się do preferencji danej osoby, aby widzieć symetrię wokół centralnego punktu. Przykładem może być użycie nawiasów w piśmie. Mamy tendencję do postrzegania wszystkich słów w nawiasach jako jednej sekcji zamiast pojedynczych słów w nawiasach.

Prawo ciągłości mówi nam, że przedmioty są grupowane według ich elementów, a następnie postrzegane jako całość. Zwykle dzieje się tak, gdy widzimy nakładające się obiekty. Zobaczymy nakładające się obiekty bez przerw.

Prawo przeszłych doświadczeń odnosi się do tendencji ludzi do kategoryzowania obiektów według przeszłych doświadczeń w pewnych okolicznościach. Jeśli dwa obiekty są zwykle postrzegane razem lub w bliskiej odległości od siebie, zwykle widzi się prawo przeszłego doświadczenia.

Układ słuchowy (słuch)

Słuch lub słyszenie to przekształcenie fal dźwiękowych w sygnał neuronowy, który jest możliwy dzięki strukturom ucha . Duża, mięsista struktura bocznej części głowy znana jest jako małżowina uszna . Na końcu przewodu słuchowego znajduje się błona bębenkowa, czyli bębenek uszny , który wibruje po uderzeniu fal dźwiękowych. Małżowina uszna, kanał słuchowy i błona bębenkowa są często określane jako ucho zewnętrzne . Ucha środkowego składa się z przestrzeni objętej przez trzy małe kości zwanych kosteczki słuchowe . Trzy kosteczki słuchowe to młoteczek , kowadełko i strzemiączko , które są łacińskimi nazwami, które z grubsza przekładają się na młotek, kowadło i strzemię. Młotek jest przymocowany do błony bębenkowej i łączy się z kowadełkiem. Kowadełko z kolei łączy się ze strzemiączkiem. Strzemiączka jest następnie przymocowany do ucha wewnętrznego , gdzie fale dźwiękowe będzie transdukcji do sygnału neuronowego. Ucho środkowe jest połączone z gardłem przez trąbkę Eustachiusza , co pomaga zrównoważyć ciśnienie powietrza w błonie bębenkowej. Rurka jest zwykle zamknięta, ale otwiera się, gdy mięśnie gardła kurczą się podczas przełykania lub ziewania .

Mechanoreceptory zamieniają ruch w elektryczne impulsy nerwowe, które znajdują się w uchu wewnętrznym. Ponieważ dźwięk jest wibracją, rozchodzącą się w ośrodku takim jak powietrze, detekcja tych wibracji, czyli zmysł słuchu, jest zmysłem mechanicznym, ponieważ te wibracje są mechanicznie przenoszone z błony bębenkowej przez szereg drobnych kości do włosów. włókna w uchu wewnętrznym , które wykrywają ruch mechaniczny włókien w zakresie od około 20 do 20 000  herców , ze znacznym zróżnicowaniem między poszczególnymi osobnikami. Słyszenie przy wysokich częstotliwościach spada wraz z wiekiem. Niezdolność słyszenia nazywana jest głuchotą lub upośledzeniem słuchu. Dźwięk można również wykryć jako drgania przenoszone przez ciało za pomocą taktyki. W ten sposób wykrywane są niższe częstotliwości, które można usłyszeć. Niektóre osoby niesłyszące są w stanie określić kierunek i lokalizację drgań odbieranych przez stopy.

Pod koniec XIX wieku liczba badań dotyczących Audition zaczęła wzrastać. W tym czasie wiele laboratoriów w Stanach Zjednoczonych zaczęło tworzyć nowe modele, schematy i instrumenty, które dotyczyły ucha.

Istnieje gałąź Psychologii Poznawczej poświęcona wyłącznie przesłuchaniu. Nazywają to słuchową psychologią poznawczą. Chodzi przede wszystkim o zrozumienie, dlaczego ludzie są w stanie używać dźwięku w myśleniu, a nie wypowiadać go.

Psychologia słuchowo-poznawcza odnosi się do psychoakustyki. Psychoakustyka jest bardziej skierowana do osób zainteresowanych muzyką. Haptyka, słowo używane zarówno w odniesieniu do taktu, jak i kinestezji, ma wiele podobieństw do psychoakustyki. Większość badań wokół tych dwóch koncentruje się na instrumencie, słuchaczu i osobie grającej na instrumencie.

Układ somatosensoryczny (dotyk)

Somatosensacja jest uważana za zmysł ogólny, w przeciwieństwie do zmysłów specjalnych omówionych w tej sekcji. Somatosensacja to grupa modalności sensorycznych związanych z dotykiem i interocepcją. Rodzaje somatosensacji obejmują ucisk , wibracje , lekki dotyk, łaskotanie , swędzenie , temperaturę , ból , kinestezję . Somatosensacja , zwana także taktyką (forma przymiotnikowa: dotykowa) to percepcja wynikająca z aktywacji receptorów nerwowych , głównie w skórze, w tym mieszkach włosowych , ale także w języku , gardle i błonie śluzowej . Różne receptory nacisku reagują na zmiany nacisku (twardy, szczotkowany, podtrzymywany itp.). Dotykowe uczucie swędzenia spowodowane ukąszeniami owadów lub alergiami obejmuje specjalne specyficzne dla swędzenia neurony w skórze i rdzeniu kręgowym. Utrata lub upośledzenie zdolności odczuwania czegokolwiek dotykanego nazywa się znieczuleniem dotykowym . Parestezje to uczucie mrowienia, kłucia lub drętwienia skóry, które może wynikać z uszkodzenia nerwów i może być trwałe lub tymczasowe.

Dwa rodzaje sygnałów somatosensorycznych, które są przekazywane przez wolne zakończenia nerwowe, to ból i temperatura. Te dwie metody wykorzystują termoreceptory i nocyceptory do transdukcji, odpowiednio, temperatury i bodźców bólowych. Receptory temperatury są stymulowane, gdy lokalne temperatury różnią się od temperatury ciała . Niektóre termoreceptory są wrażliwe na samo zimno, a inne na ciepło. Nocycepcja to odczucie potencjalnie szkodliwych bodźców. Bodźce mechaniczne, chemiczne lub termiczne przekraczające ustalony próg będą wywoływać bolesne odczucia. Zestresowane lub uszkodzone tkanki uwalniają substancje chemiczne, które aktywują białka receptorowe w nocyceptorach. Na przykład uczucie ciepła związane z pikantnymi potrawami wiąże się z kapsaicyną , aktywną cząsteczką w ostrej papryce.

Drgania o niskiej częstotliwości są wykrywane przez mechanoreceptory zwane komórkami Merkla , znane również jako mechanoreceptory skórne typu I. Komórki Merkla zlokalizowane są w podstawnej naskórka z naskórka . Głębokie ciśnienie i wibracje są przenoszone przez blaszkowate ( Pacinian ) ciałka, które są receptorami z zamkniętymi zakończeniami znajdującymi się głęboko w skórze właściwej lub tkance podskórnej. Lekki dotyk jest transdukowany przez zamknięte w kapsułkach zakończenia znane jako ciałka dotykowe ( Meissnera ). Mieszki włosowe są również owinięte w splot zakończeń nerwowych, znany jako splot mieszków włosowych. Te zakończenia nerwowe wykrywają ruch włosów na powierzchni skóry, na przykład gdy po skórze może chodzić owad . Rozciąganie skóry jest przenoszone przez receptory rozciągania zwane ciałkami bulwiastymi . Ciałka bulwiaste są również znane jako ciałka Ruffiniego lub mechanoreceptory skórne typu II.

Receptory ciepła są wrażliwe na promieniowanie podczerwone i mogą występować w wyspecjalizowanych narządach, na przykład u żmij żmijowych . W thermoceptors w skórze są zupełnie różne od homeostazy thermoceptors w mózgu ( podwzgórzu ), które dostarczają informacji zwrotnych na temat wewnętrznej temperatury ciała.

System smakowy (smak)

System smakowe lub poczucie smaku jest układ sensoryczny , który jest częściowo odpowiedzialny za postrzeganie o smaku (smak) . W smaku istnieje kilka uznanych submodalności : słodki , słony , kwaśny , gorzki i umami . Niedawne badania sugerują, że może istnieć również szósta submodalność smakowa dla tłuszczów lub lipidów. Zmysł smaku jest często mylony z percepcją smaku, co jest wynikiem multimodalnej integracji wrażeń smakowych (smak) i węchowych (zapach).

Philippe Mercier – Zmysł smaku – Google Art Project

W strukturze brodawek językowych znajdują się kubki smakowe, które zawierają wyspecjalizowane komórki receptorów smakowych do przekazywania bodźców smakowych. Te komórki receptorowe są wrażliwe na chemikalia zawarte w pożywieniu i uwalniają neuroprzekaźniki w zależności od ilości substancji chemicznej w pożywieniu. Neuroprzekaźniki z komórek smakowych może aktywować neuronów czuciowych w twarzowego , językowo-gardłowego i błędnego nerwów czaszkowych .

Submodalności o słonym i kwaśnym smaku są wyzwalane przez kationy Na+
i H+
, odpowiednio. Inne sposoby smakowe wynikają z cząsteczek wiążących się z żywności do receptora sprzężonego z białkiem G . System transdukcji sygnału białka AG ostatecznie prowadzi do depolaryzacji komórki smakowej. Smak słodki to wrażliwość komórek smakowych na obecność glukozy (lub substytutów cukru ) rozpuszczonej w ślinie . Gorzki smak jest podobny do słodkiego, ponieważ cząsteczki żywności wiążą się z receptorami sprzężonymi z białkiem G. Smak znany jako umami jest często określany jako pikantny. Podobnie jak słodka i gorzka, opiera się na aktywacji receptorów sprzężonych z białkiem G przez określoną cząsteczkę.

Gdy komórki smakowe są aktywowane przez cząsteczki smakowe, uwalniają neuroprzekaźniki do dendrytów neuronów czuciowych. Te neurony są częścią nerwu czaszkowego twarzowego i językowo-gardłowego, a także elementem nerwu błędnego zajmującym się odruchem wymiotnym . Nerw twarzowy łączy się z kubkami smakowymi w przedniej jednej trzeciej części języka. Nerw językowo-gardłowy łączy się z kubkami smakowymi w tylnych dwóch trzecich języka. Nerw błędny łączy się z kubkami smakowymi w skrajnej tylnej części języka, na granicy gardła , które są bardziej wrażliwe na szkodliwe bodźce, takie jak gorycz.

Smak zależy od zapachu, konsystencji i temperatury oraz smaku. Ludzie odbierają smaki poprzez narządy zmysłów zwane kubkami smakowymi lub kamizelkami smakowymi, skoncentrowanymi na górnej powierzchni języka. Inne smaki, takie jak wapń i wolne kwasy tłuszczowe, również mogą być smakami podstawowymi, ale nie zostały jeszcze szeroko zaakceptowane. Niezdolność do smaku nazywa się ageusia .

Istnieje rzadkie zjawisko, jeśli chodzi o zmysł smakowy. Nazywa się to synestezją leksykalno-smakową. Synestezja leksykalno-smakowa ma miejsce wtedy, gdy ludzie mogą „skosztować” słów. Zgłosili, że mają wrażenia smakowe, których w rzeczywistości nie jedzą. Kiedy czytają słowa, słyszą słowa, a nawet wyobrażają sobie słowa. Zgłosili nie tylko proste smaki, ale także tekstury, złożone smaki i temperatury.

System węchowy (zapach)

Podobnie jak zmysł smaku, węch, czyli system węchowy, również reaguje na bodźce chemiczne . W przeciwieństwie do smaku istnieją setki receptorów węchowych (388 funkcjonalnych według jednego badania z 2003 r.), z których każdy wiąże się z określoną cechą molekularną. Cząsteczki zapachowe posiadają różnorodne cechy, a zatem mniej lub bardziej pobudzają specyficzne receptory. Ta kombinacja sygnałów pobudzających z różnych receptorów tworzy to, co ludzie postrzegają jako zapach cząsteczki.

Neurony receptora węchowego znajdują się w małym obszarze w górnej części jamy nosowej . Region ten nazywany jest nabłonkiem węchowym i zawiera dwubiegunowe neurony czuciowe . Każdy neuron czuciowy zapachowa ma dendrytów , które rozciągają się od powierzchni wierzchołkowej części nabłonka do śluzu wyściełającej komorę. Gdy cząsteczki unoszące się w powietrzu są wdychane przez nos , przechodzą przez obszar nabłonka węchowego i rozpuszczają się w śluzie. Te cząsteczki zapachowe wiążą się z białkami, które utrzymują je rozpuszczone w śluzie i pomagają przetransportować je do dendrytów węchowych. Kompleks zapachowo-białkowy wiąże się z białkiem receptorowym w błonie komórkowej dendrytu węchowego. Receptory te są sprzężone z białkiem G i wytwarzają stopniowany potencjał błonowy w neuronach węchowych .

W mózgu węch jest przetwarzany przez korę węchową . Neurony receptora węchowego w nosie różnią się od większości innych neuronów tym, że regularnie obumierają i regenerują się. Niezdolność do węchu nazywa się anosmią . Niektóre neurony w nosie specjalizują się w wykrywaniu feromonów . Utrata zmysłu węchu może skutkować mdłym smakiem jedzenia. Osoba z upośledzonym zmysłem węchu może potrzebować dodatkowych przypraw i przypraw , aby spróbować jedzenia. Anosmia może być również związana z niektórymi objawami łagodnej depresji , ponieważ utrata przyjemności z jedzenia może prowadzić do ogólnego poczucia rozpaczy. Zdolność neuronów węchowych do zastępowania się zmniejsza się wraz z wiekiem, prowadząc do związanej z wiekiem anosmii. To wyjaśnia, dlaczego niektórzy starsi ludzie soliją jedzenie bardziej niż młodsi.

Przyczyny dysfunkcji węchu mogą być spowodowane wiekiem, narażeniem na toksyczne chemikalia, infekcjami wirusowymi, epilepsją, jakąś chorobą neurodegeneracyjną, urazem głowy lub w wyniku innego zaburzenia. [5]

W miarę kontynuowania badań nad węchem pojawiła się pozytywna korelacja z jego dysfunkcją lub zwyrodnieniem oraz wczesnymi objawami choroby Alzheimera i sporadycznej choroby Parkinsona. Wielu pacjentów nie zauważa spadku węchu przed badaniem. W chorobie Parkinsona i Alzheimera deficyt węchowy występuje w 85 do 90% przypadków o wczesnym początku. [5] Istnieją dowody na to, że osłabienie tego zmysłu może o kilka lat poprzedzać chorobę Alzheimera lub chorobę Parkinsona. Chociaż deficyt występuje w tych dwóch chorobach, jak również w innych, ważne jest, aby pamiętać, że nasilenie lub wielkość różni się w zależności od choroby. To ujawniło pewne sugestie, że testy węchowe mogą być w niektórych przypadkach stosowane do różnicowania wielu chorób neurodegeneracyjnych. [5]

Ci, którzy urodzili się bez węchu lub mają uszkodzony węch, zwykle skarżą się na 1 lub więcej z 3 rzeczy. Nasz zmysł węchowy służy również jako ostrzeżenie przed złym jedzeniem. Jeśli zmysł węchu jest uszkodzony lub go nie ma, może to prowadzić do częstszego zatrucia pokarmowego. Brak węchu może również prowadzić do uszkodzonych relacji lub niepewności w relacjach z powodu niezdolności osoby do nieczuwania zapachu ciała. Wreszcie zapach wpływa na smak jedzenia i picia. Kiedy zmysł węchu jest uszkodzony, satysfakcja z jedzenia i picia nie jest tak widoczna.

Wewnętrzny

Układ przedsionkowy (równowaga)

Zmysł przedsionkowy lub zmysł równowagi (równowagi) to zmysł, który przyczynia się do postrzegania równowagi (równowagi), orientacji przestrzennej, kierunku lub przyspieszenia ( równowagi ). Wraz z odsłuchem ucho wewnętrzne jest odpowiedzialne za kodowanie informacji o równowadze. Podobny mechanoreceptor — komórka rzęskowa ze stereocilia — wyczuwa pozycję głowy, ruch głowy i to, czy nasze ciała są w ruchu. Komórki te znajdują się w przedsionku ucha wewnętrznego. Pozycja głowy jest wyczuwana przez łagiewkę i woreczek , natomiast ruch głowy przez kanały półkoliste . Sygnały nerwowe generowane w zwoju przedsionkowym są przekazywane przez nerw przedsionkowo-ślimakowy do pnia mózgu i móżdżku .

Kanały półkoliste to trzy pierścieniowe przedłużenia przedsionka. Jeden jest zorientowany w płaszczyźnie poziomej, podczas gdy pozostałe dwa są zorientowane w płaszczyźnie pionowej. Przedniej i tylnej pionowe kanały są zorientowane w przybliżeniu 45 ° w stosunku do płaszczyzny strzałkowej . Podstawa każdego kanału półkolistego, gdzie spotyka się z przedsionkiem, łączy się z powiększonym obszarem zwanym bańką . Bańka zawiera komórki rzęsate, które reagują na ruch obrotowy, taki jak obracanie głowy i mówienie „nie”. Stereocilia tych komórek rzęsatych rozciąga się do bańki , błony, która łączy się z wierzchołkiem bańki. Gdy głowa obraca się w płaszczyźnie równoległej do kanału półkolistego, płyn opóźnia się, odchylając osłonkę w kierunku przeciwnym do ruchu głowy. Kanały półkoliste zawierają kilka baniek, z których niektóre są zorientowane poziomo, a inne pionowo. Porównując względne ruchy zarówno poziomych, jak i pionowych baniek, układ przedsionkowy może wykryć kierunek większości ruchów głowy w przestrzeni trójwymiarowej ( 3D ).

Przedsionkowy nerwu prowadzi informacje receptor w trzech brodawki , że wykrywanie ruchu płynu w trzech półkolistych spowodowanego poprzez obrót trójwymiarowej głowy. Nerw przedsionkowy przekazuje również informacje z łagiewki i woreczka , które zawierają podobne do włosów receptory czuciowe, które uginają się pod ciężarem otolitów (które są małymi kryształkami węglanu wapnia ), które zapewniają bezwładność niezbędną do wykrycia rotacji głowy, przyspieszenia liniowego i kierunek siły grawitacyjnej.

Propriocepcja

Propriocepcja , zmysł kinestetyczny, dostarcza kory ciemieniowej mózgu informacji o ruchu i względnej pozycji części ciała. Neurolodzy sprawdzają ten zmysł, mówiąc pacjentom, aby zamknęli oczy i dotknęli własnego nosa czubkiem palca. Zakładając odpowiednią funkcję proprioceptywną, osoba nigdy nie straci świadomości tego, gdzie właściwie jest ręka, nawet jeśli nie jest wykrywana przez żaden inny zmysł. Propriocepcja i dotyk są ze sobą subtelnie powiązane, a ich upośledzenie skutkuje zaskakującymi i głębokimi deficytami w percepcji i działaniu.

Ból

Nocycepcja ( ból fizjologiczny ) sygnalizuje uszkodzenie nerwu lub uszkodzenie tkanki. Trzy rodzaje receptorów bólu to: skórny (skóra), somatyczny (stawy i kości) oraz trzewny (narządy ciała). Wcześniej sądzono, że ból jest po prostu przeciążeniem receptorów nacisku, ale badania z pierwszej połowy XX wieku wykazały, że ból jest odrębnym zjawiskiem, które splata się ze wszystkimi innymi zmysłami, w tym z dotykiem. Ból był kiedyś uważany za całkowicie subiektywne doświadczenie, ale ostatnie badania pokazują, że ból jest rejestrowany w przednim zakręcie obręczy mózgu. Główną funkcją bólu jest zwrócenie uwagi na niebezpieczeństwa i zmotywowanie nas do ich unikania. Na przykład ludzie unikają dotykania ostrej igły lub gorącego przedmiotu lub wyciągania ręki poza bezpieczną granicę, ponieważ jest to niebezpieczne, a zatem boli. Bez bólu ludzie mogliby robić wiele niebezpiecznych rzeczy, nie zdając sobie sprawy z niebezpieczeństw.

Inne wewnętrzne odczucia i spostrzeżenia

Wewnętrzne odczucie i percepcja, znane również jako interocepcja, to „każdy zmysł, który jest normalnie stymulowany z wnętrza ciała”. Obejmują one liczne receptory czuciowe w narządach wewnętrznych. Uważa się, że interocepcja jest nietypowa w stanach klinicznych, takich jak aleksytymia . Niektóre przykłady specyficznych receptorów to:

Postrzeganie czasu jest nazywany czasami poczucie, choć nie związany z receptorem specyficznym.

Odczucia i percepcja zwierząt innych niż ludzkie

Ludzkie analogi

Inne żywe organizmy mają receptory, które wyczuwają otaczający je świat, w tym wiele zmysłów wymienionych powyżej dla ludzi. Jednak mechanizmy i możliwości są bardzo zróżnicowane.

Zapach

Przykładem węchu u zwierząt innych niż ssaki są rekiny , które łączą swój wyostrzony zmysł węchu z czasem, aby określić kierunek zapachu. Podążają za nozdrzem, które jako pierwsze wykryło zapach. Owady mają na czułkach receptory węchowe . Chociaż nie wiadomo, w jakim stopniu i na ile ssaki inne niż człowiek mogą pachnieć lepiej niż ludzie, wiadomo, że ludzie mają znacznie mniej receptorów węchowych niż myszy , a ludzie mają również więcej mutacji genetycznych w swoich receptorach węchowych niż inne naczelne.

Narząd lemieszowo-nosowy

Wiele zwierząt ( salamandry , gady , ssaki ) posiada narząd lemieszowo-nosowy, który jest połączony z jamą ustną. U ssaków służy głównie do wykrywania feromonów o zaznaczonym terytorium, śladach i stanie płciowym. Gady, takie jak węże i jaszczurki monitorujące, intensywnie wykorzystują go jako narząd wąchania, przenosząc cząsteczki zapachu do narządu lemieszowego czubkami rozwidlonego języka. U gadów narząd lemieszowy jest powszechnie określany jako narząd Jacobsona. U ssaków często wiąże się to ze specjalnym zachowaniem zwanym flehmen, charakteryzującym się uniesieniem warg. Narząd jest szczątkowy u ludzi , ponieważ nie znaleziono powiązanych neuronów, które dostarczają żadnych bodźców czuciowych u ludzi.

Smak

Muchy i motyle mają na nogach narządy smakowe, które pozwalają im posmakować wszystkiego, na czym wylądują. Sum ma narządy smakowe na całym ciele i może smakować wszystko, czego dotkną, w tym chemikalia w wodzie.

Wizja

Koty mają zdolność widzenia w słabym świetle, co jest spowodowane mięśni otaczających ich tęczówek -co kontrakt i poszerzenie ich uczniów, a także do lucidum tapetum , odblaskowej membranę, która optymalizuje obraz. Żmije żmijowe , pytony i niektóre boa mają narządy, które pozwalają im wykrywać światło podczerwone , dzięki czemu te węże są w stanie wyczuć ciepło ciała swojej ofiary. Wspólny wampira BAT może mieć czujnik podczerwieni nosa. Stwierdzono, że ptaki i niektóre inne zwierzęta są tetrachromatami i mają zdolność widzenia w ultrafiolecie do 300 nanometrów. Pszczoły i ważki również widzą w ultrafiolecie. Krewetki modliszki mogą postrzegać zarówno światło spolaryzowane, jak i obrazy wielospektralne i mają dwanaście różnych rodzajów receptorów kolorów, w przeciwieństwie do ludzi, którzy mają trzy rodzaje, a większość ssaków ma dwa rodzaje.

Głowonogi mają zdolność zmiany koloru za pomocą chromatoforów w skórze. Naukowcy są przekonani, że opsyny w skórze mogą wyczuwać różne długości fal światła i pomagać stworzeniom wybrać kolor, który je kamufluje, oprócz światła docierającego z oczu. Inni badacze stawiają hipotezę, że oczy głowonogów u gatunków, które mają tylko jedno białko fotoreceptorowe, mogą wykorzystywać aberrację chromatyczną, aby zmienić widzenie monochromatyczne w widzenie barwne, wyjaśniając źrenice w kształcie litery U, litery W lub hantle , a także wyjaśniając potrzebę kolorowe wyświetlacze krycia. Niektóre głowonogi potrafią odróżnić polaryzację światła.

Orientacja przestrzenna

Wiele bezkręgowców ma statocystę , która jest czujnikiem przyspieszenia i orientacji, który działa zupełnie inaczej niż kanały półkoliste ssaków.

Nie ludzkie analogi

Ponadto niektóre zwierzęta mają zmysły, których nie mają ludzie, w tym:

Magnetocepcja

Magnetocepcja (lub magnetorecepcja) to zdolność do wykrywania kierunku, w którym się zwrócono, na podstawie pola magnetycznego Ziemi . Świadomość kierunkowa jest najczęściej obserwowana u ptaków , które polegają na swoim zmysłu magnetycznym do nawigacji podczas migracji. Zaobserwowano go również u owadów, takich jak pszczoły . Bydło wykorzystuje magnetocepcję, aby ustawić się w kierunku północ-południe. Bakterie magnetotaktyczne budują w sobie miniaturowe magnesy i wykorzystują je do określenia swojej orientacji względem pola magnetycznego Ziemi. Niedawno przeprowadzono (wstępne) badania sugerujące, że rodopsyna w ludzkim oku, która szczególnie dobrze reaguje na niebieskie światło, może ułatwiać magnetocepcję u ludzi.

Echolokacja

Niektóre zwierzęta, w tym nietoperze i walenie , mają zdolność określania orientacji względem innych obiektów poprzez interpretację odbitego dźwięku (np. sonar ). Najczęściej używają tego do poruszania się w słabych warunkach oświetleniowych lub do identyfikacji i śledzenia zdobyczy. Obecnie istnieje niepewność, czy jest to po prostu niezwykle rozwinięta postzmysłowa interpretacja percepcji słuchowych, czy faktycznie stanowi odrębny sens. Rozwiązanie tego problemu będzie wymagało skanowania mózgu zwierząt, podczas gdy faktycznie wykonują one echolokację, zadanie, które w praktyce okazało się trudne.

Osoby niewidome zgłaszają, że są w stanie nawigować, aw niektórych przypadkach identyfikują obiekt, interpretując odbite dźwięki (zwłaszcza ich własne kroki), zjawisko znane jako ludzka echolokacja .

Elektroodbiór

Elektrorecepcja (lub elektrocepcja) to zdolność do wykrywania pól elektrycznych . Kilka gatunków ryb, rekinów i płaszczek ma zdolność wyczuwania zmian pola elektrycznego w ich bezpośrednim sąsiedztwie. W przypadku ryb chrzęstnych odbywa się to poprzez wyspecjalizowany narząd zwany Ampullae of Lorenzini . Niektóre ryby biernie wyczuwają zmieniające się pobliskie pola elektryczne; niektóre wytwarzają własne słabe pola elektryczne i wyczuwają układ potencjałów pola na powierzchni ich ciała; a niektórzy wykorzystują te zdolności generowania i wykrywania pola elektrycznego do komunikacji społecznej . Mechanizmy, dzięki którym ryby elektroceptywne konstruują przestrzenną reprezentację z bardzo małych różnic potencjałów pola, obejmują porównanie latencji kolców z różnych części ciała ryby.

Jedynymi rzędami ssaków, o których wiadomo, że wykazują elektrocepcję, są rzędy delfinów i stekowców . Wśród tych ssaków dziobak ma najostrzejszy zmysł elektrocepcji.

Delfin może wykrywać pola elektryczne w wodzie za pomocą elektroreceptorów w kryptach wibracyjnych ułożonych parami na jego pysku i które wyewoluowały z czujników ruchu wąsów. Te elektroreceptory mogą wykrywać pola elektryczne tak słabe jak 4,6 mikrowolta na centymetr, takie jak te generowane przez kurczenie się mięśni i pompowanie skrzeli potencjalnej ofiary. Pozwala to delfinom zlokalizować zdobycz z dna morskiego, gdzie osady ograniczają widoczność i echolokację.

Wykazano, że pająki wykrywają pola elektryczne, aby określić odpowiedni czas na rozszerzenie sieci w celu "balonowania".

Entuzjaści modyfikacji ciała eksperymentowali z implantami magnetycznymi, próbując odtworzyć ten zmysł. Jednak ogólnie ludzie (i przypuszczalnie inne ssaki) mogą wykrywać pola elektryczne tylko pośrednio, wykrywając ich wpływ na włosy. Na przykład naładowany elektrycznie balon będzie wywierał siłę na włosy na ludzkich rękach, co można wyczuć przez dotyk i zidentyfikować jako pochodzący z ładunku statycznego (a nie z wiatru itp.). To nie jest elektrorecepcja, ponieważ jest to postsensoryczna akcja poznawcza.

Higrorecepcja

Higrorecepcja to zdolność wykrywania zmian wilgotności środowiska.

Wykrywanie podczerwieni

Zdolność do wykrywania podczerwonego promieniowania cieplnego wykształciła się niezależnie w różnych rodzinach węży . Zasadniczo pozwala tym gadom „widzieć” promieniowanie cieplne o długości fali od 5 do 30 μm z taką dokładnością, że ślepy grzechotnik może celować w wrażliwe części ciała ofiary, w którą uderza. Wcześniej sądzono, że narządy ewoluowały przede wszystkim jako detektory zdobyczy, ale obecnie uważa się, że można je również wykorzystać do podejmowania decyzji termoregulacyjnych. Dołek na twarz przeszedł równoległą ewolucję u pitviperów i niektórych boa i pytonów , ewoluując raz w pitviperach i wielokrotnie w boa i pytonach. Elektrofizjologia konstrukcji jest podobne w obu liniach, lecz różnią się strukturalną brutto anatomii . Najbardziej powierzchownie, pitvipery posiadają jeden duży narząd jamy po obu stronach głowy, między okiem a nozdrzem ( Loreal pit ), podczas gdy boa i pytony mają trzy lub więcej stosunkowo mniejszych jamek wyściełających górną, a czasem dolną wargę, w lub pomiędzy łuski. Ci z pitviperów są bardziej zaawansowani, mają zawieszoną membranę sensoryczną w przeciwieństwie do prostej struktury dołu. W rodzinie Viperidae narząd jamkowy występuje tylko w podrodzinie Crotalinae: żmijowate. Narząd jest szeroko stosowany do wykrywania i namierzania endotermicznej ofiary, takiej jak gryzonie i ptaki, i wcześniej zakładano, że narząd wyewoluował specjalnie do tego celu. Jednak ostatnie dowody wskazują, że narząd dołowy może być również wykorzystywany do termoregulacji. Według Krochmala i wsp. żmije mogą wykorzystywać swoje jamki do podejmowania decyzji termoregulacyjnych, podczas gdy prawdziwe żmije (żmije, które nie zawierają jamek wyczuwających ciepło) nie mogą.

Pomimo wykrywania światła podczerwonego, mechanizm wykrywania IR jamek nie jest podobny do fotoreceptorów – podczas gdy fotoreceptory wykrywają światło za pomocą reakcji fotochemicznych, białko w jamkach węży jest w rzeczywistości wrażliwym na temperaturę kanałem jonowym. Wyczuwa sygnały podczerwone poprzez mechanizm polegający na ogrzewaniu narządu jamy brzusznej, a nie reakcji chemicznej na światło. Jest to zgodne z cienką membraną wgłębienia, która umożliwia przychodzącemu promieniowaniu podczerwonemu szybkie i precyzyjne ogrzanie danego kanału jonowego i wywołanie impulsu nerwowego, a także unaczynionie membrany wgłębienia w celu szybkiego schłodzenia kanału jonowego z powrotem do jego pierwotnego „spoczynku”. " lub "nieaktywna" temperatura.

Inne

Detekcja ciśnienia wykorzystuje narząd Webera, system składający się z trzech wyrostków kręgów, przenoszących zmiany kształtu pęcherza gazowego do ucha środkowego. Może służyć do regulowania pływalności ryb. Ryby, takie jak ryby pogodowe i inne bocje, są również znane z tego, że reagują na obszary niskiego ciśnienia, ale nie mają pęcherza pławnego.

Detekcja prądowa to system wykrywania prądów wodnych, składający się głównie z wirów , występujących w linii bocznej ryb i wodnych form płazów. Linia boczna jest również wrażliwa na drgania o niskiej częstotliwości. Mechanoreceptory to komórki rzęsate , te same mechanoreceptory zmysłu przedsionkowego i słuchu. Służy przede wszystkim do nawigacji, polowania i nauki. Receptory zmysłu elektrycznego to zmodyfikowane komórki rzęsate układu linii bocznych.

Kierunek/detekcja światła spolaryzowanego jest wykorzystywana przez pszczoły do orientacji, zwłaszcza w pochmurne dni. Mątwy , niektóre chrząszcze i krewetki modliszkowe mogą również dostrzegać polaryzację światła. Większość widzących ludzi może w rzeczywistości nauczyć się z grubsza wykrywać duże obszary polaryzacji dzięki efektowi zwanemu pędzlem Haidingera ; jest to jednak uważane za zjawisko entoptyczne, a nie odrębny zmysł.

Rozcięte sensillae pająków wykrywają mechaniczne naprężenia w egzoszkielecie, dostarczając informacji o sile i wibracjach.

Roślinne uczucie

Używając różnych receptorów zmysłowych, rośliny wyczuwają światło, temperaturę, wilgotność, substancje chemiczne, gradienty chemiczne, reorientację, pola magnetyczne, infekcje, uszkodzenia tkanek i nacisk mechaniczny. Pomimo braku układu nerwowego, rośliny interpretują te bodźce i odpowiadają na nie różnymi drogami komunikacji hormonalnej i międzykomórkowej, które powodują ruch, zmiany morfologiczne i zmiany stanu fizjologicznego na poziomie organizmu, czyli powodują zachowanie. Uważa się jednak, że takie funkcje fizjologiczne i poznawcze nie wywołują zjawisk psychicznych lub jakości, ponieważ są one zazwyczaj uważane za produkt aktywności układu nerwowego. Pojawienie się zjawisk psychicznych z aktywności systemów funkcjonalnie lub obliczeniowo analogicznych do systemów nerwowych jest jednak hipotetyczną możliwością eksplorowaną przez niektóre szkoły myślenia w filozofii pola umysłu, takie jak funkcjonalizm i komputacjonizm .

Jednak rośliny mogą postrzegać otaczający je świat i mogą być w stanie emitować w powietrzu dźwięki podobne do „krzyczenia” pod wpływem stresu . Odgłosy te nie mogły być wyczuwalne przez ludzkie uszy, ale organizmy o zasięgu słuchu, które mogą słyszeć częstotliwości ultradźwiękowe – jak myszy, nietoperze lub być może inne rośliny – mogły słyszeć krzyki roślin z odległości nawet 15 stóp (4,6 m).

Sztuczne odczucie i percepcja

Percepcja maszynowa to zdolność systemu komputerowego do interpretowania danych w sposób podobny do sposobu, w jaki ludzie używają swoich zmysłów do odnoszenia się do otaczającego ich świata. Komputery przyjmują i reagują na swoje środowisko za pośrednictwem podłączonego sprzętu . Do niedawna wprowadzanie danych ograniczało się do klawiatury, joysticka lub myszy, ale postęp technologiczny, zarówno w zakresie sprzętu, jak i oprogramowania, umożliwił komputerom przyjmowanie danych sensorycznych w sposób podobny do ludzkiego.

Kultura

Fragment Zmysłów słuchu, dotyku i smaku , Jan Brueghel Starszy , 1618
Na tym obrazie Pietro Paoliniego każda osoba reprezentuje jeden z pięciu zmysłów.

W czasach Williama Szekspira powszechnie uważano, że istnieje pięć rozumów lub pięć zmysłów. W tamtym czasie słowa „sens” i „dowcip” były synonimami, więc zmysły były znane jako pięć zewnętrznych dowcipów. Ta tradycyjna koncepcja pięciu zmysłów jest dziś powszechna.

Tradycyjne pięć zmysłów zostało wyliczonych w literaturze hinduskiej jako „pięć materialnych zdolności” ( pañcannaṃ indriyanah avakanti ). Pojawiają się one w alegorycznych przedstawieniach już w Katha Upaniszadzie (mniej więcej VI wpne), jako pięć koni ciągnących „ rydwan ” ciała, prowadzony przez umysł jako „woźnica rydwanu”.

Przedstawienia pięciu tradycyjnych zmysłów jako alegorii stały się popularnym tematem dla siedemnastowiecznych artystów, zwłaszcza wśród holenderskich i flamandzkich malarzy baroku . Typowym przykładem jest Gérard de Lairesse „s Alegoria pięciu zmysłów (1668), w którym każda z postaci w głównych grup nawiązuje do poczucia: Sight jest chłopiec leżącej z wypukłym lustrze , słuch jest amorek -jak chłopiec z trójkątem zapach reprezentuje dziewczyna z kwiatami, smak reprezentuje kobieta z owocem, a dotyk reprezentuje kobieta trzymająca ptaka.

W filozofii buddyjskiej , Ayatana lub „poczucie-base” obejmuje umysł jako narząd zmysłu, oprócz tradycyjnych pięciu. Ten dodatek do powszechnie uznawanych zmysłów może wynikać z orientacji psychologicznej zaangażowanej w buddyjską myśl i praktykę. Rozważany sam umysł jest postrzegany jako główna brama do innego spektrum zjawisk, które różnią się od fizycznych danych zmysłowych. Ten sposób patrzenia na ludzki system zmysłów wskazuje na znaczenie wewnętrznych źródeł doznań i percepcji, które uzupełniają nasze doświadczanie świata zewnętrznego.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki