Schematy dla zmysłów

1. Schematy dla zmysłów Magdalena Kiełbasiewicz Karolina Kmieciak Magdalena Łaszewska Martyna Soborska

2. Zmysły Zmysły ludzkie powstały w toku ewolucji i ich pierwotną funkcją było podniesienie szans na przetrwanie gatunku. Obecnie wiele z nich zostało przytłumionych, a ich dawne role i funkcje uległy zmianie. Warto bliżej przyjrzeć się ludzkim zmysłom, dzięki którym mamy zdolność odbierania bodźców zewnętrznych.

3. Zmysły Na każdy ze zmysłów składają się odpowiednie narządy zmysłów, w których najważniejszą rolę odgrywają receptory wykształcone w kierunku reagowania na konkretny rodzaj bodźców oraz odpowiednie funkcje mózgu.

4. Zmysły Dzięki działaniu zmysłów możemy poznawać świat, porozumiewać się, odbierać bodźce z otoczenia i uczyć się. Zmysły pozwalają nam sprawnie funkcjonować w codziennym życiu. Możemy nie tylko odnaleźć się w panujących świecie, ale także korzystać z jego dobrodziejstw.

5. Wzrok Trzeba przyznać, że Natura miała niezłą fantazję, wyposażając człowieka w zmysł wzroku. Oczy są jednym z najbardziej skomplikowanych narządów, jakimi dysponujemy, od których sprawności i zdrowia zależy nasze funkcjonowanie w świecie zewnętrznym. Układ wzrokowy to doskonały, precyzyjny, a jednocześnie tak czuły i delikatny mechanizm…

6. Wzrok Wzrok jest to zdolność do odbierania bodźców wywołanych przez pewien zakres promieniowania elektromagnetycznego ze środowiska oraz ogół czynności związanych z analizą tych bodźców, czyli widzeniem. Budowa oka oraz funkcje jakie spełnia różnią się w zależności od organizmu. U człowieka ta część widma nazywa się światłem widzialnym.

7. Światło widzialne

8. Wzrok Niektóre zwierzęta mają zdolność widzenia takiego spektrum fali elektromagnetycznej, które nie jest widoczne dla człowieka. Na przykład pszczoły i ptaki widzą w nadfiolecie (UV), dzięki czemu wiedzą, gdzie jest słońce, którym się kierują nawet w pochmurny dzień. Żółwie błotne widzą w podczerwieni, dzięki czemu mogą rozpoznawać niektóre kształty w mętnej wodzie. W początkowych fragmentach drogi wzrokowej ptaków drapieżnych jest znacznie mniejsza konwergencja nerwów niż u człowieka, co pozwala uzyskać tym ptakom znacznie lepszą zdolność rozdzielczą.

9. Dlaczego mamy oczy z przody głowy ? W przeciwieństwie do większości kręgowców nasze oczy są skierowane nie na boki, lecz do przodu. Czy tak było zawsze? O tym, że wyewoluowaliśmy od organizmów mających oczy po bokach, świadczy rozwój ludzkiego płodu. Pojawiające się już w 18. dniu od zapłodnienia oczy rosną początkowo z obu stron mózgu. To m.in. za ich sprawą ludzki zarodek przez kilka tygodni przypomina rybę. Później z wolna oczy przesuwają się do przodu, a ich pola widzenia zaczynają stopniowo się pokrywać.

10. Dlaczego mamy oczy z przody głowy ? Osadzone na przodzie głowy i skierowane równolegle przed siebie oczy charakteryzują zwierzęta drapieżne. Takie ustawienie ułatwia oszacowanie odległości dzielącej je od ofiary. Z kolei oczy zwierząt nękanych przez większe i silniejsze umieszczone są bardziej z boku. Po co? By w porę dostrzec czającego się z tyłu napastnika. Zebra, mysz czy królik posiadają umiejętność widzenia panoramicznego, w zakresie 360. Przodkowie człowieka utracili ją na rzecz widzenia przestrzennego.

11. Dlaczego mamy oczy z przody głowy ? Nasze pole widzenia, czyli to, co postrzegamy bez poruszania oczami, wynosi około 120 w płaszczyźnie pionowej i 200 w poziomie (z czego około 120 stanowi obszar nakładających się pól widzenia obu oczu).

12. Co daje drugie oko ? Największą korzyścią z faktu posiadania dwojga oczu jest widzenie przestrzenne zwane też stereopsją (z gr. - pełne widzenie). Stereopsja umożliwia poczucie głębi i ocenę odległości. Gdyby nasi przodkowie musieli polować na zwierzynę, dysponując tylko jednym okiem, prawdopodobnie pomarliby z głodu. Świat widziany w ten sposób byłby płaski jak pocztówka.

13. Co daje drugie oko ? Część naukowców uważa jednak, że główną korzyścią z widzenia dwuocznego jest zdolność identyfikacji obiektu częściowo zasłoniętego albo zlewającego się z tłem. Chodzi o zdemaskowanie przyczajonego napastnika lub stosującej kamuflaż ofiary. Co prawda w obu przypadkach główny ciężar zadania spoczywa na mózgu, lecz rozpoznanie przezeń obiektu staje się prostsze, gdy informacje płynące z jednego oka znajdują potwierdzenie w drugim. Wreszcie najbardziej oczywista z przyczyn: zdaniem wielu ewolucjonistów ranga wzrokowych informacji jest tak wielka, że zdublowanie narządów służących do ich pozyskiwania niejednokrotnie musiało ratować życie tym, którzy tracili jedno z oczu. Mając "w zapasie" drugie oko, wciąż mogli cieszyć się życiem w świecie podzielonym na drapieżców i ofiary.

14. Dlaczego mamy tylko parę oczu ? Skoro wzrok jest dla nas głównym kanałem informacyjnym, to można dojść do wniosku, że im więcej oczu, tym lepiej. Dodatkowe oko mogłoby uczynić jego posiadacza bardziej spostrzegawczym i uchronić od np. niespodziewanego ataku z góry. A jednak, nie licząc kilku ryb kręgoustych i nowozelandzkiego gada - tuatary - trzecie oko nie wykształciło się u żadnego z kręgowców.

15. Dlaczego mamy tylko parę oczu ? Dlaczego? O ile przewaga widzenia dwuocznego nad jednoocznym jest bezdyskusyjna, tak korzyść z posiadania trzeciego oka byłaby wątpliwa. Z dwóch co najmniej powodów. Pierwszy to kłopoty z koordynacją. Zważywszy na to, że dodatkowy oczodół zmniejszyłby pojemność czaszki o prawie 30 ml, można stwierdzić, że na trzecie oko - i jest to drugi z powodów - zwyczajnie nie ma miejsca. 

16. Pająki Wyjątkowo szczodrze natura potraktowała pająki: spoglądają na świat sześcioma, a niektóre nawet ośmioma oczami, z których dwa środkowe, zwane głównymi lub dziennymi, mogą być wykształcone teleskopowo, pozostałe, tzw. boczne lub nocne, nawet w cieniu pozwalają dostrzec zarysy szamoczącej się w sieci ofiary. Te oczy albo patrzą w różnych kierunkach z dziurami między ich polami widzenia, albo też np. powiększają to, co inne widzą w szerszym planie. Rozrzutność ewolucji jest w tym przypadku zrozumiała: pająki - podobnie jak owady - przede wszystkim muszą dostrzegać ruch. Ostrość wzroku ma w ich przypadku drugorzędne znaczenie.

17. Ewolucja oka Prekursorem oka było jakieś miejsce na ciele, pokryte cieńszą warstwą skóry, zawierające komórki z barwnikiem pochłaniającym niektóre fale świetlne. Dzięki temu nasz żyjący w morzu praprzodek rozróżniał ciemność i jasność. Ta drobna z pozoru umiejętność musiała dawać wyraźną przewagę obdarzonym nią osobnikom. W efekcie zostawiały one więcej potomstwa, a przekazywane następnym pokoleniom praoczy ulegały stopniowej komplikacji.

18. Ewolucja wzroku

19. Budowa oka

20. Rogówka Podstawową funkcją rogówki jest ochrona wewnętrznych struktur oka. Ponadto rogówka jest elementem układu optycznego oka i wraz z soczewką ogniskuje promienie świetlne na siatkówce.

21. Tęczówka Tęczówka posiada liczne włókna mięśniowe, które kurcząc się lub rozkurczając sprawiają, że działa jak przysłona i reguluje dopływ światła do soczewki.

22. Źrenica Otwór występujący przed soczewką, odpowiedzialny za ilość światła padającego na siatkówkę. Chroni wnętrze gałki ocznej przed nadmierną ilością oświetlenia. Jej średnica wynosi 3 do 8 mm, zmienia się w zależności od zmian oświetlenia oraz skurczów mięśni zwieracza i rozwieracza źrenicy. Szerokość źrenic jest także związana z nastrojem -dobry nastrój powoduje ich rozszerzenie, a zły zwężenie.

23. Soczewka Część oka, przezroczysty, elastycznynarząd ogniskujący promienie świetlne tak, by tworzyły obraz odwrócony i pomniejszony na siatkówce.

24. Twardówka Gruba, biała warstwa ochronna, nadająca kształt gałce ocznej, otaczająca oko od strony oczodołu, w przedniej części gałki ocznej przechodzi w rogówkę. W części tylnej, w miejscu gdzie twardówka przechodzi w pochewkę nerwu wzrokowego, grubość jej jest największa i wynosi 1,3 mm. W części przedniej jest najcieńsza i jej grubość równa się 0,3 mm. Twardówka jest słabo unaczyniona i mało czuła.

25. Naczyniówka Tylna, największa część błony naczyniowej gałki ocznej; położona pomiędzy siatkówką a twardówką gęsta trójwarstwowa sieć naczyń krwionośnych odżywiających i dotleniających fotoreceptory i ciało szkliste. Brunatna barwa naczyniówki poprawia własności optyczne oka.

26. Ciało szkliste Ciało szkliste to żelowa, przejrzysta substancja wypełniająca 2/3 gałki ocznej. W 98% składa się z wody, pozostała część to kwas hialuronowy i siateczka kolagenowa. Odgrywa rolę odżywczą oraz jest podporą dla położonych obwodowo tkanek oka.

27. Siatkówka Część oka, która jest elementem odbierającym bodźce wzrokowe. Podstawowymi elementami budowy siatkówki są ułożone w kilka warstw komórki nerwowe, które z mózgiem łączy nerw wzrokowy.

28. Siatkówka Uproszczona osiowa organizacja siatkówki. Siatkówka jest stosem kilku warstw neuronalnych. Światło skupiane na oku przechodzi przez te warstwy (od lewej do prawej) trafiając na fotoreceptory (warstwa po prawej). To wywołuje chemiczną transformację umożliwiającą przenoszenie (propagację) sygnału do komórek dwubiegunowych i horyzontalnych (środkowa żółta warstwa). Sygnał jest następnie przewodzony do komórek amakrynowych i neuronów zwojowych. Te neurony ostatecznie mogą wytworzyć potencjał czynnościowy rozchodzący się do ich aksonów.

29. Fotoreceptory • Pręciki • jest ich ponad 100 milinów w każdym oku • wszystkie są jednego rodzaju • reagują głównie w przyćmionym oświetleniu • są wrażliwe na natężenie światła i pozwalają na widzenie czarno-białe • Czopki • jest ich ponad 7 milionów • uaktywniają się w jasnym świetle •  odpowiadają za widzenie barwne • Zawierają trzy barwniki wrażliwe na światło niebieskie, zielone i czerwone. Czopki są też odpowiedzialne za ostrość widzenia

30. Komórki zwojowe Neurony przekazujące informacje wzrokową z „oczu do mózgu”. Ciała komórkowe i drzewa dendrytyczne komórek zwojowych znajdują się w siatkówce oka, a ich aksony zbiegają się i tworzą nerw wzrokowy.

31. M - od łacińskiego magnus, co znaczy duży Są większe i mają większe pola recepcyjne niż komórki P Ich aksony są grubsze, co pozwala wysyłanym przez nie sygnałom szybciej podążać do mózgu Główne zadanie: sygnalizowanie zmian w polu widzenia Komórki M

32. P – od łacińskiego parvus, czyli drobny Są liczniejsze Siła ich reakcji zmienia się w sposób bardziej liniowy (proporcjonalnie do siły bodźca)‏ niż większość komórek M Bardziej zainteresowane drobniejszymi szczegółami, silniejszymi kontrastami, a zwłaszcza kolorem Istnieje wiele podtypów komórek P, z których każdy reaguje na określoną parę kontrastowych kolorów Komórki P

33. Schemat dla zmysły wzroku

34. Aksony komórek zwojowych dwóch podstawowych rodzajów, a więc M i P sięgają do ciała kolankowatego bocznego, czyli obszaru wzgórza, który przekazuje informacje do kory mózgowej. Siatkówka przekazuje jednak informacje również do wzgórka górnego. Połączeń takich nie wysyłają komórki P, ale czynią to niektóre komórki M oraz wiele mniej licznych różnorodnych klas komórek.Ponieważ wzgórek górny nie otrzymuje żadnych informacji od komórek P, nie potrafi „rozpoznawać” kolorów. Komórki M i P

35. Schemat dla zmysłu wzroku

36. Neurony warstw drobnokomórkowych przekazują sygnały dotyczące : Koloru, Faktury, Kształtu, Widzenia stereoskopowego,podczas gdy neurony warstw wielkokomórkowych specjalizują się w wykonywaniu ruchu i błysków. Różnice warstw drobno- i wielkokomórkowych

37. Schemat dla zmysłu wzroku

38. Funkcje LGB Ciało kolankowate boczne: • Przetwarza informacje, które służą ustaleniu odpowiedzi na pytanie CO? • Wzmacnia informacje o kontraście • Porządkuje informacje o kolorze, ruchu, formie • Dopasowuje poziom przetwarzania sygnału

39. Funkcje SC Wzgórek górny pokrywy: -jest istotny przy określaniu położenia przedmiotów w otoczeniu, -można powiedzieć, że docierające do niego informacje służą znalezieniu odpowiedzi na pytanie GDZIE ? -potwierdza to chociażby fakt, że wychodzące stąd włókna kierują się do systemu kontrolującego ruchy oczu, położenie głowy oraz zmiany pozycji ciała

40. Funkcje poduszki Największe, tylne jądro wzgórza. Posiada obukierunkowe połączenia z korą kojarzeniową potyliczną, ciemieniową i skroniową; otrzymuje impulsację z ciał kolankowatych bocznych i przyśrodkowych oraz wzgórków górnych. Funkcją poduszki jest integracja informacji wzrokowych, słuchowych i czuciowych.

41. Kora wzrokowa

42. Kora wzrokowa pierwszorzędowa Kora ta podobnie jak LGN ma budowę warstwową złożoną z sześciu warstw, lecz tutaj podobieństwa się kończą. Informacja pochodząca od komórek zwojowych do LGN trafia do wszystkich warstw, natomiast w korze V1 informacja pochodząca z LGN trafia głównie do warstwy czwartej. Informacja z warstw drobnokomórkowych w LGN trafia w dolne obszary warstwy 4c, natomiast z warstw wielkokomórkowych LGN do obszarów górnych.

43. Kora wzrokowa drugorzędowa Kora drugorzędowa składa się z kilku pól: V2 i V3, mieszczących się w polu 18 wg Brodmanna, oraz V4 i V5 (MT) mieszczących się w polu 19. Każde z tych pól specjalizuje się w analizie różnych aspektów informacji wzrokowej, takich jak barwa, kształt, ruch czy głębia i każdy z nich otrzymuje wejścia z innych obszarów kory pierwotnej.

44. Funkcje kory wzrokowej V1: • Główne pole odbioru informacji, wrażeń wzrokowych • Znaczna część środkowego obszaru reaguje na sygnały dochodzące od okolic plamki żółtej oka V2: - podobnie jak kora V1, przetwarza bardzo elementarne informacje, jednakże są one przydzielone różnym grupom neuronów zależnie od aspektu informacji – ruchu, głębi, barwy i kształtu.

45. Funkcje kory wzrokowej V3: • Rozpoznawanie charakterystycznych ruchów obiektów o określonych kształtach (dynamiczne kształty) • Analiza głębi i odległości V4: • Analizuje barwy oraz kontrasty (kolor oraz kształt z kolorem) • Brak reakcji na ruch V5: - Ogólne postrzeganie ruchu w polu widzenia i jego kierunku (ruch)

46. Struktury mózgowe

47. Słuch Dźwięk słyszalny dla człowieka powstaje w wyniku jakiejś zmiany – wibracji obiektów, zderzenia przedmiotów, ich przemieszczania. Słuch to zmysł dotyczący zdarzeń, nie scen. Zasadniczym zadaniem słuchu jest zawiadamianie, że coś się dzieje.

48. Słuch Słuch jest ostatnim zmysłem, który przestaje funkcjonować, gdy tracimy świadomość i jednocześnie pierwszym zmysłem, który zaczyna funkcjonować kiedy przytomność odzyskujemy.

49. Słuch Ucho ludzkie odbierze jednak dźwięki w ograniczonym zakresie– od 20 Hz do 20.000 Hz, podczas gdy np. nietoperz słyszy dźwięki powyżej tej skali, czyli ultradźwięki. Procesy starzenia się jeszcze bardziej ograniczają skalę tego, co słyszymy, gdyż górna granica słyszenia dla osób powyżej 60. roku życia schodzi poniżej 15.000 Hz.

50. Ucho