感觉受体在理解我们的外部和内部环境方面起着不可或缺的作用。它们接收到不同的刺激,将它们转化为神经系统的电化学信号。当刺激改变感觉神经元的细胞膜电位,从而激发动作电位的产生时,就会发生这种转换。这种动作电位随后传递到中枢神经系统 (CNS),CNS 与其他感觉数据或高级认知功能整合。这导致对原始刺激的有意识意识。集中集成最终可能会引起运动响应。
在描述感觉功能时,有意使用“感觉”或“知觉”等术语。感觉是指感觉受体细胞的启动伴随着刺激暴露。相反,感知涉及大脑将感官刺激解释为可识别的模式。虽然感觉是感知的先决条件,但它并不能保证后者。辨别感觉的结构或细胞称为受体。受体细胞的转化直接发生在对刺激的反应中。细胞膜内的跨膜蛋白受体会刺激神经元的生理改变。这通常通过离子通道开放或对细胞信号通路的修饰发生。跨膜受体的激活是由于称为配体的化学物质而发生的。例如,食物中存在的特定分子可能充当味觉受体的配体。虽然没有严格定义为受体,但其他跨膜蛋白对机械或热变化有反应。蛋白质中的这些物理转化可以放大跨膜的离子易位,并触发感觉神经元中的动作或分级电位。
感觉受体和对环境刺激的感知
环境线索刺激周围神经系统内特殊感觉细胞的激活。这些感觉细胞是多种多样的,每个细胞都专门适应不同形式的刺激。这些感觉细胞可以分为三个主要基础:细胞形态、相对于感应刺激的空间位置和功能特征。在结构上,感觉细胞可以根据其独特的细胞类型和它们靠近它们能够感知的刺激的空间位置进行分类。从功能的角度来看,这些细胞可以根据它们转导刺激的独特能力进行分类,刺激是物理刺激、光或化学变化转化为细胞膜电位变化的过程。
结构受体类型
感觉信息翻译主要由
具有非包膜神经末梢的神经元的一个例子是皮肤真皮内的伤害感受和热感受神经元。Pacinian 小体,即具有对机械压力和触摸敏感的荚膜神经末端的神经元,也存在于皮肤的真皮中。视网膜中的光感受器是明确设计用于响应光刺激的专用受体的例证。
受体也可以根据它们与刺激源的接近程度进行分层。外感受器代表一类靠近外部环境刺激的受体,以真皮层内的体感受体为例。相比之下,内感受器解释来自身体内部器官和组织的刺激。这方面的一个例子是记录主动脉窦或颈动脉窦内血压波动的受体。另一方面,本体感受器位于运动的身体部分(例如肌肉)附近,对于解释运动过程中组织的位置变化至关重要。
受体功能分类
受体可以根据它们将刺激转化为膜电位改变的机制进一步分叉。一般来说,刺激可以分为三大类。
某些刺激包括离子和大分子,它们与细胞膜上的受体蛋白相互作用,当这些生化实体扩散穿过细胞膜时会引发变化。
其他刺激对应于物理环境条件的变化,在这种变化下,受体细胞膜电位容易受到改变。
其余类别的刺激包括电磁辐射,特别是人眼可以感知的可见光。有趣的是,几种生物拥有人类所没有的特殊受体,例如蛇的热检测传感器、蜜蜂的紫外线传感器或鸟类在迁徙过程中的磁场受体。
解释信号的细胞可以进一步分为各种类型,具体取决于它们转导的刺激的性质。例如,化学感受器处理化学信号,能够识别实体的味道或气味。渗透感受器检测体液溶质浓度的波动。伤害感受器主要用作化学感应系统,识别由组织损伤或类似强烈刺激产生的化学物质的存在,从而感知疼痛。物理刺激,包括压力、振动、听觉感觉和位置意识(平衡),都是通过机械感受器来识别的。温度感受器是检测温度变化的专门受体,对高于平均体温(热)或低于(冷)的温度有反应的不同类型。
感觉模式
询问普通人的人类感官会导致列举五种基本感官——味觉、嗅觉、战术师、听觉和视觉。然而,这样的列表并不详尽。关键是缺乏平衡感觉,或者说我们的平衡感。此外,战术家的广泛类别可以归类为更专业的模式,例如压力、振动、拉伸和毛囊的位置,所有这些都由不同的机械感受器来区分。其他被忽视的方式包括热感受,通过温度感受器检测温度,以及伤害感受,通过伤害感受器感知疼痛。
在生理学中,感官知觉可以分为一般或特定框架。一般的感觉知觉遍布全身,受体细胞嵌入其他器官的结构中。例如,皮肤、肌肉或血管壁中的机械感受器就是这一类的例子。这种一般感觉通常通过本能感觉有助于触觉、本体感觉(身体的空间方向)、动觉(运动意识)或自主神经功能。相比之下,特殊感官与眼睛、内耳、舌头或鼻子等特定器官有关。
每一种感官都被指定为一种感觉模态,这个术语概括了信息编码的概念,并反映了转导的概念。主要感觉模式可以根据它们各自的转导机制进行分类。味觉和嗅觉属于化学感觉,而触觉,通常表示为一般感觉,包括伤害感受或疼痛形式的化学感觉。机械感受器检测由于外部刺激引起的压力、振动、肌肉拉伸和头发运动等感觉。机械感受器还可以实现听力和平衡,而光感受器则促进视力。
无数的感觉模态,可能达到 17 种,需要将五种主要感官分裂成更具体的子类别或子模态。每种感觉模式都对应于独特刺激的感觉。例如,体感,一般触觉,可以细分为各种子模态,例如轻压、深压、振动、瘙痒、疼痛、温度或头发运动。
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