زیست‌شناسی/حواس

دستگاه عصبی

حواس

تنظیم هورمونی

زیست‌شناسی

مقدمه

اکنون که این متن را می‌خوانید، چشم‌های شما، پیام‌های بینایی را به مغز ارسال می‌کنند. در هر حالتی که باشید دستگاه عصبی از وضعیت و موقعیت بدن، میزان اکسیژن خون شما و ... آگاه است. اما این چگونه ممکن است؟

این آگاهی دستگاه عصبی از اتفاقات، موقعیت‌ها و محرک‌ها به دلیل همکاری با حواس است. گیرنده‌های حسی حواس را تشکیل می‌دهند. گیرندهٔ حسی یاخته یا بخشی از یاخته است که اثر محرک را دریافت و به پیام عصبی تبدیل می‌کنند. صدا، نور، فشار، اکسیژن و گرما نمونه‌هایی از این محرک‌ها هستند که هر کدام گیرندهٔ ویژهٔ خود را در بدن تحریک می‌کنند. گیرنده‌های حسی بر پایهٔ نوع محرک، به پنج دستهٔ کلی طبقه‌بندی می‌شوند: مکانیکی، شیمیایی، دمایی، نوری و درد.

طبقه‌بندی حواس

حواس به دو گروه تقسیم می‌شوند. حواس پیکری مانند گیرنده‌های درد در بخش‌های گوناگون بدن پراکنده‌اند و ‌حواس ویژه که در اندام‌های ویژه‌ای جای گرفته‌اند.

حواس پیکری

در بخش‌های گوناگون بدن مانند پوست، ماهیچه‌های اسکلتی و زردپی‌ها، گیرنده‌هایی به نام گیرنده‌های حس‌های پیکری وجود دارند. حس‌های پیکری شامل حس تماس، دما، وضعیت و درد هستند. انتهای دندریت آزاد، مانند گیرنده‌های درد، یا انتهای دندریت‌هایی درون پوششی از بافت پیوندی مانند گیرندۀ فشار در پوست، نمونه‌هایی از گیرنده‌های حواس پیکری‌اند.

1. گیرنده‌های تماسی: گیرنده‌هایی مکانیکی هستند که در پوست و بافت‌های دیگر هستند که با تماس، فشار یا ارتعاش تحریک می‌شوند.
2. گیرنده‌های دمایی: به تغییرات دما حساس هستند. این گیرنده‌ها در پوست و برخی از سیاهرگ‌های بزرگ جای دارند.
3. گیرنده‌های حس وضعیت: فعالیت این گیرنده‌های مکانیکی موجب می‌شود که مغز از چگونگی قرارگیری قسمت‌های مختلف بدن نسبت به هم، هنگام سکون و حرکت اطلاع یابد. گیرنده‌های حس وضعیت در ماهیچه‌های اسکلتی، زردپی‌ها و کپسول پوشانندۀ مفصل‌ها جای دارند. گیرنده‌های وضعیت به تغییر طول ماهیچه حساس هستند.
4. گیرنده‌های درد: این گیرنده‌ها به آسیب بافتی پاسخ می‌دهند. آسیب بافتی در اثر عوامل مکانیکی مانند بریدگی، سرما یا گرمای شدید و برخی مواد شیمیایی مانند لاکتیک‌اسید ایجاد می‌شود. این گیرنده‌ها تقریباً در همهٔ اندام‌ها و بافت‌ها وجود دارند.

حواس ویژه

گیرنده‌های حواس ویژه شامل گیرنده‌های حس ببینایی، شنوایی، تعادل، بویایی و چشایی هستند که در اندام‌های حسی قرار دارند.

بینایی

بیشتر اطلاعات محیط پیرامون را از راه دیدن و به کمک اندام حس بینایی، یعنی چشم دریافت می‌کنیم. کرۀ چشم در حفرۀ استخوانی کاسۀ چشم قرار دارد. ماهیچه‌هایی که به کرۀ چشم متصل‌اند، آنرا حرکت می‌دهند. پلک‌ها، مژه‌ها، بافت چربی روی کرۀ چشم و اشک از چشم حفاظت می‌کنند.

ساختار چشم انسان

بیرونی‌ترین لایهٔ چشم از صُلبیّه و قرنیه تشکیل شده‌است. صلبیّه پرده‌ای سفید رنگ، محکم و از جنس بافت پیوندی متراکم (محکم) است که نقش حفاظت از ساختارهای درونی چشم را بر عهده دارد و قرنیه پردهٔ شفاف جلوی چشم است.

لایهٔ میانی چشم شامل مَشیمیّه، جسم مژگانی و عنبیّه است. مشیمیّه لایه‌ای رنگدانه‌دار و پر از مویرگ‌های خونی است که شبکیّهٔ چشم را تغذیه می‌کند. جسم مژگانی، حلقه‌ای بین مشیمیّه و عنبیّه و شامل ماهیچه‌های مژگانی است. عنبیّه بخش رنگین چشم در پشت قرنیه است که در وسط آن، سوراخ مردمک قرار دارد. ماهیچه‌های صاف حلقوی عنبیّه که توسط اعصاب پاراسمپاتیک، عصب‌دهی می‌شوند مردمک را در نور زیاد تنگ و ماهیچه‌های صاف شعاعی عنبیّه که توسط اعصاب سمپاتیک، عصب‌دهی می‌شوند مردمک را در نور کم گشاد می‌کنند.

عدسی چشم همگرا، انعطاف‌پذیر و با رشته‌هایی به نام تارهای آویزی به جسم مژگانی متصل است. مایعی شفاف به نام زلالیه فضای جلوی عدسی چشم را پر کرده است که از مویرگ‌ها ترشح می‌شود. زلالیه مواد غذایی و اکسیژن را برای عدسی و قرنیه فراهم و مواد دفعی آنها را جمع‌آوری می‌کند و به خون می‌دهد. ماده‌ای ژله‌ای و شفاف به نام زجاجیه در فضای پشت عدسی قرار دارد که شکل کروی چشم را حفظ می‌کند.

شبکیّه درونی‌ترین لایهٔ چشم است که گیرنده‌های نوری، یعنی یاخته‌های مخروطی و استوانه‌ای و نیز یاخته‌های عصبی در آن قرار دارند. آکسون یاخته‌های عصبی، عصب بینایی را تشکیل می‌دهند که پیام‌های بینایی را به مغز می‌برد. محل خروج عصب بینایی از شبکیّه، نقطهٔ کور نام دارد، زیرا هیچ گیرنده‌ای در آنجا نیست و در صورت تشکیل تصویر در آن نقطه هیچ پیامی ایجاد نمی‌شود. درون گیرنده‌های نوری مادهٔ حساس به نور رداپسین وجود دارد.

چگونگی دیدن

پرتوهای نور از قرنیه می‌گذرند و به علت انحنای آن همگرا می‌شوند. این پرتوها از زلالیه، سوراخ مردمک، عدسی و زجاجیه عبور می‌کنند. عدسی، پرتوهای نور را روی شبکیّه و گیرنده‌های نوری آن متمرکز می‌کند.

گیرنده‌های استوانه‌ای در نور کم و گیرنده‌های مخروطی در نور زیاد تحریک می‌شوند.

گیرنده‌های مخروطی، تشخیص رنگ و جزئیات اجسام را امکان‌پذیر می‌کنند. معمولاً در انسان سه نوع گیرندهٔ مخروطی وجود دارد.

1. گیرندهٔ مخروطی L که به نورهای با طول موج بلند (long-wavelength) (طول موج بین ۵۶۴ تا ۵۸۰ نانومتر) حساس هستند.
2. گیرندهٔ مخروطی M که به نورهای با طول موج متوسط (medium-wavelength) (طول موج بین ۵۳۴ تا ۵۴۵ نانومتر) حساس هستند.
3. گیرندهٔ مخروطی S که به نورهای با طول موج کوتاه (short-wavelength) (طول موج بین ۴۲۰ تا ۴۴۰ نانومتر) حساس هستند.

به بخشی از شبکیه را که در امتداد محور نوری چشم است، لکهٔ زرد می‌گویند. این بخش در دقت و تیزبینی اهمیت دارد؛ زیرا گیرنده‌های مخروطی در آن فراوان‌ترند.

با برخورد نور به شبکیه، مادهٔ حساس به نور یا همان رُداپسین، درون گیرنده‌های نوری تجزیه می‌شود و واکنش‌هایی را به راه می‌اندازد که به ایجاد پیام عصبی منجر می‌شود. ویتامین A برای ساخت رداپسین لازم است.

شنوایی و تعادل

گوش اندام حسّی حس‌های شنوایی و تعادل است.

ساختار گوش انسان

گوش انسان از سه بخش بیرونی، میانی و درونی تشکیل شده است.

لالهٔ گوش و مجرای شنوایی گوش بیرونی را تشکیل می‌دهند. لالهٔ گوش امواج صوتی را جمع‌آوری و مجرای شنوایی، آنها را به گوش میانی منتقل می‌کند. موهای کرک‌مانند درون مجرا و موادی که غده‌های درون مجرا ترشخ می‌کنند، نقش حفاظتی دارند.

پردهٔ صماخ در انتهای مجرای شنوایی و بین گوش بیرونی و میانی قرار دارد. گوش میانی محفظه‌ای استخوانی و پر از هوا است. درون گوش میانی و پشت پردهٔ ضماخ سه استخوان کوچک چکشی، سندانی و رکابی، به ترتیب جای گرفته و به هم مفصل شده‌اند. بخشی به نام شیپور استاش، حلق را به گوش میانی مرتبط می‌کند. هوا از راه این مجرا به گوش میانی منتقل می‌شود تا فشار هوا در دو طرف پردهٔ صماخ یکسان شود و پرده به درستی بلرزد.

گوش درونی از دو بخش حلزونی (حسّ شنوایی) و دهلیزی (حسّ تعادل) تشکیل شده است.

تبدیل صدا به پیام عصبی

امواج صوتی پس از عبور از مجرای شنوایی، به پردهٔ صماخ برخورد می‌کنند و آن را به لرزه در می‌آورند. دستهٔ استخوان چکشی به پردهٔ صماخ چسبیده است بنابراین با لرزش پردهٔ صماخ، می‌لرزد و استخوان‌های سندانی و رکابی را نیز به لرزه در می‌آورد. از آنجا که کف استخوان رکابی به دریچهٔ بیضی چسبیده است، لرزش استخوان رکابی سبب لرزش دریچهٔ بیضی می‌شود. این دریچه پرده‌ای نازک است که پشت آن، بخش حلزونی گوش قرار دارد. بخش حلزونی با مایعی به نام آندولنف پر شده‌است. لرزش دریچهٔ بیضی، این مایع را به لرزه در می‌آورد.

بخش حلزونی یاخته‌های مژک‌داری دارد که مژک‌هایشان با پوششی ژلاتینی تماس دارند. این یاخته‌ها، گیرنده‌های مکانیکی هستند که با لرزش مایع درون بخش حلزونی، مژک‌هایشان خم می‌شوند. در نتیجه کانال‌های یونی غشای آنها باز و این یاخته‌ها تحریک می‌شوند و پیام عصبی تولید می‌کنند. بخش شنوایی عصب گوش این پیام را به مغز می‌برد.

حفظ تعادل

در بخش دهلیزی گوش درونی سه مجرای نیم‌دایره‌ای عمود برهم (در سه جهت فضا) وجود دارد که یاخته‌های مژک‌دار حسّ تعادل درون آنها جای گرفته‌اند. درون مجراهای نیم‌دایره‌ای از مایعی پر شده‌است و مژک‌های یاخته‌های گیرنده نیز در ماده‌ای ژلاتینی قرار دارند. با چرخش سر، مایع درون مجرا به حرکت در می‌آید و مادهٔ ژلاتینی را به یک طرف خم می‌کند. مژک‌های یاخته‌های گیرنده خم و این یاخته‌ها تحریک می‌شوند و پیام عصبی تولید می‌کنند. آکسون یاخته‌های عصبی حسی که شاخهٔ دهلیزی (تعادلی) عصب گوش را تشکیل می‌دهند پیام عصبی را به مغز و به‌ویژه مخچه می‌برند و آن را از موقعیت سر آگاه می‌کنند. مغز برای حفظ تعادل بدن، از گیرنده‌های دیگری مانند گیرنده‌های وضعیت نیز پیام دریافت می‌کند.

با به هم پیوستن عصب‌های شنوایی و تعادلی، عصب گوش که هشتمین عصب مغزی است تشکیل می‌شود.

بویایی

گیرنده‌های بویایی در سقف حفره بینی قرار دارند. این گیرنده‌ها یاخته‌های عصبی‌اند که دندریت‌هایشان مژک‌دار است. حل شدن مولکول‌های بودار هوای تنفسی در مخاط بافت پوششی، این یاخته‌ها را تحریک می‌کند. آکسون‌های این یاخته‌ها که با پیوستن به هم نخستین عصب مغزی را شکل می‌دهند پیام‌های بویایی را به لوب‌های (پیازهای) بویایی مغز می‌برند. پیام بویایی سرانجام به قشر مخ ارسال می‌شود.

چشایی

در دهان و برجستگی‌های زبان جوانه‌های چشایی قرار گرفته‌اند و گیرنده‌های چشایی درون این جوانه‌ها هستند. با حل شدن ذره‌های غذا در بزاق، یاخته‌های گیرندهٔ چشایی تحریک می‌شوند و پیام عصبی تولید می‌کنند. پیام عصبی تولید شده توسط یاخته‌های گیرندهٔ چشایی به یاخته‌های عصبی منتقل می‌شود و از طریق عصب‌های هفتم (چهره‌ای)، نهم (زبانی-حلقی) و دهم (واگ) به مغز ارسال می‌شود. انسان پنج مزهٔ اصلی شیرینی، شوری، ترشی، تلخی و اومامی را احساس می‌کند. اومامی، کلمه‌ای ژاپنی به معنای لذیذ است که برای توصیف یک مزهٔ مطلوب متفاوت با چهار مزهٔ دیگر به کار می‌رود. اومامی مزهٔ غالب غذاهایی است که آمینواسید گلوتامات دارند مانند عصارهٔ گوشت.

حس بویایی در درک درست مزهٔ غذا تأثیر دارد؛ مثلا وقتی سرما خورده و دچار گرفتگی بینی شده‌ایم، مزهٔ غذاها را تشخیص نمی‌دهیم.