Informatie

Is het toeval dat de sensorische systemen voor geur, zicht, smaak en gehoor in het hoofd allemaal bij elkaar in de buurt zijn?


Ik vroeg me af of het een evolutionair voordeel is om veel sensorische systemen te hebben in een kleine plaats van het lichaam, het hoofd. Dit geldt voor zoogdieren, reptielen, synapsiden, dinosaurussen... en nog veel meer.

Mijn theorieën:

  • De afstand tot de hersenen is kort en dus een kleinere tijdsvertraging om sneller te reageren op de buitenwereld, meer reflexen te hebben, snellere prooien te jagen en nauwkeuriger te vechten.
  • De korte afstand maakt de "draad" (signaaldragend) korter en dus minder kwetsbaar om te worden doorgesneden door een verwonding, omdat voor een organisme het verliezen van een oog de overlevingskansen drastisch vermindert.
  • Bij mensen is tenminste het hoofd het bovenste deel, dan de gezichtsorganen Bekijk meer met minder obstakels zoals vegetatie of onregelmatigheden in het terrein, of iets dat het zicht belemmert, betekent normaal hoger dat je meer dingen ziet. Ik weet niet zeker of dit zo sterk van toepassing is op geur. Om te proeven, zeker niet. Om te horen, misschien een beetje, denken en niet veel als visie.

We zijn geëvolueerd van een gemeenschappelijke voorouder die zo was, maar dat verklaart niet waarom het niet gebruikelijk is om uit dat toeval te komen.


Nee, het is geen toeval dat ogen, neus, mond en oren allemaal dicht bij elkaar in het hoofd zitten. Zoals u opmerkt, is de lay-out geërfd van een voorouder, dat is uw antwoord.

Een studie van de sensorische systemen van gewervelde dieren toont aan dat de

De olfactorische, vestibulaire auditieve en laterale sensorische organen vertoonden een sterke link met de urochordate-gewervelde voorouder.

Dus dit artikel benadrukt dat deze structuren eerder teruggaan dan de dieren in je lijst. De ontwikkeling van gewervelde dieren is erg ingewikkeld, dus grote afwijkingen van dit ontwikkelingsprogramma die succesvol zijn, zullen zeldzame gebeurtenissen zijn. Dit wordt weerspiegeld door blinde grotbewoners die rudimentaire niet-functionele ogen hebben. Door het ontbreken van selectiedruk werken de ogen niet, maar ze zijn er nog wel omdat het bouwen van een oog onderdeel is van een diepgaand ontwikkelingsprogramma. De onderstaande afbeelding toont (in oranje) de belangrijkste drijfveren van differentiatie voor verschillende celtypen. Het maakt duidelijk dat het programma dat olfactie produceert ook visie (otic) produceert, dus aanpassingen aan het ontwikkelingsprogramma zullen verreikende effecten hebben.

De theorieën die je hebt genoemd zijn interessant en er wordt gewerkt aan het ontwikkelen van nieuwe zintuigen. Udo Wachter droeg een riem die 24/7 naar het noorden trilde, "noorden" werd een deel van zijn dromen, hij wist altijd waar thuis was, en hij rouwde om het verlies van het zintuig. De nabijheid van de hersenen is dus geen kritische factor voor de zintuigen.


Het is geen toeval. Om te begrijpen waarom, moet je weten wat is voorste en achterste in de zoölogie.

De eerste bilaterale dieren ontstonden in het precambrium. Die vrijzwemmende dieren hadden een polariteit: het uiteinde van het lichaam dat in de bewegingsrichting wijst is de voorste regio (in de anterieur-posterieure as). Daarom is bij de bilateralen het concept van a hoofd verscheen.

In dit voorste gebied (het hoofd) begonnen zich in de loop van de tijd zintuigen te ontwikkelen, omdat dit gebied als eerste de omgeving verkent. Bijna alle bilaterale dieren die tegenwoordig bestaan ​​(zoals jij en ik) hebben dit patroon geërfd.

Maar dit is niet verplicht. Dieren hebben overal in het lichaam sensorische structuren en soms bevinden somatische exteroceptoren zich op "vreemde" posities, zoals de chemoreceptoren in de poten van insecten.

PS: om precies te zijn in de definities, je hebt hypothese, geen theorieën.


De andere zintuigen

Visie en gehoor hebben door de jaren heen ongelooflijk veel aandacht gekregen van onderzoekers. Hoewel er nog veel te leren valt over hoe deze zintuiglijke systemen werken, begrijpen we ze veel beter dan onze andere zintuiglijke modaliteiten. In deze sectie zullen we onze chemische zintuigen (smaak en geur) en onze lichaamszintuigen (aanraking, temperatuur, pijn, balans en lichaamshouding) onderzoeken.


Abstract

Leeftijdsgebonden zintuiglijke beperkingen is een langzame en geleidelijke vooruitgang, die meerdere modaliteiten beïnvloedt. Er bestaan ​​twee tegenstrijdige hypothesen over de leeftijdsgerelateerde afname van sensorische drempels. De gemeenschappelijke factor theorie gaat uit van één onderliggende factor - die verantwoordelijk is voor het verlies van verschillende sensorische modaliteiten tegelijk - en de specifieke factortheorie voorspelt dat de sensorische achteruitgang niet gecorreleerd is tussen verschillende modaliteiten. In deze studie wilden we onderzoeken of (i) er een gemeenschappelijke factor is van zintuiglijke drempels bij ouderen, (ii) ouderen aannemen dat zintuiglijke achteruitgang in de ene modaliteit ook invloed heeft op andere modaliteiten, (iii) er een verband is tussen zintuiglijke drempel en de subjectieve beoordeling van de zintuiglijke functie. Dit werd bereikt door zowel drempelmaten als zelfgerapporteerde beoordelingen te verzamelen voor geur, gehoor, smaak, zicht en tastfunctie in een groep van 104 ouderen (gemiddelde leeftijd: 67,2 jaar SD: 9,85 bereik: 50-100 jaar). De resultaten gaven aan dat er geen gemeenschappelijke factor was voor sensorische drempels, dus een stoornis in één modaliteit betekende niet noodzakelijk een tekortkoming in andere modaliteiten. Daarentegen suggereerden onze resultaten een of twee gemeenschappelijke factoren voor de beoordelingen van de deelnemers. Deelnemers die in één zin een verminderde functie rapporteerden, hadden de neiging om deze beoordeling ook naar de andere zintuigen te generaliseren. De overeenkomst tussen subjectieve beoordelingen en sensorische drempels was relatief goed voor zicht en auditie, hoewel er geen correlaties werden waargenomen voor de andere domeinen. Deze bevindingen hebben implicaties voor clinici, wat suggereert dat subjectieve metingen moeten worden gecombineerd met sensorische drempelmetingen bij het evalueren van sensorische disfunctie. Deze gegevens brengen ook een positieve boodschap over voor ouderen en hun artsen door aan te tonen dat verlies in één sensorische modaliteit niet noodzakelijkerwijs generaliseert naar verliezen over alle sensorische modaliteiten.

Citaat: Cavazzana A, Röhrborn A, Garthus-Niegel S, Larsson M, Hummel T, Croy I (2018) Sensorische specifieke stoornis bij ouderen. Een onderzoek waarbij gebruik wordt gemaakt van zowel zintuiglijke drempels als subjectieve metingen van de vijf zintuigen. PLoS ONE 13(8): e0202969. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0202969

Editor: François Tremblay, Universiteit van Ottawa, CANADA

Ontvangen: 19 oktober 2017 Geaccepteerd: 13 augustus 2018 Gepubliceerd: 27 augustus 2018

Auteursrechten: © 2018 Cavazzana et al. Dit is een open access-artikel dat wordt gedistribueerd onder de voorwaarden van de Creative Commons Attribution-licentie, die onbeperkt gebruik, distributie en reproductie in elk medium toestaat, op voorwaarde dat de oorspronkelijke auteur en bron worden vermeld.

Beschikbaarheid van data: Alle relevante gegevens staan ​​in het papier.

Financiering: Dit onderzoek werd ondersteund door een subsidie ​​van de Deutsche Froschungsgemeinschaft (http://www.dfg.de) aan TH (DFG HU 411/18-1) en door de Zweedse Stichting voor Geesteswetenschappen en Sociale Wetenschappen (https://rio .jrc.ec.europa.eu/en/organisations/swedish-foundation-humanities-and-social-sciences) naar ML (M14-0375:1). We erkennen de steun van de Open Access Publishing Funds van de SLUB / TU Dresden. De financiers hadden geen rol bij het ontwerp van de studie, het verzamelen en analyseren van gegevens, de beslissing om het manuscript te publiceren of de voorbereiding van het manuscript.

Concurrerende belangen: De auteurs hebben verklaard dat er geen concurrerende belangen bestaan.


Zintuigen

Tijgers hebben naar voren gerichte ogen in plaats van één aan elke kant van hun hoofd. Dit zorgt voor een binoculair zicht omdat het gezichtsveld van elk oog overlapt, waardoor een driedimensionaal beeld ontstaat. Met binoculair zicht kunnen ze afstanden en diepte nauwkeurig inschatten, wat uitermate handig is voor manoeuvreren in hun complexe omgeving en het besluipen van prooien.

Tijgers hebben meer staafjes (verantwoordelijk voor gezichtsscherpte voor vormen) in hun ogen dan kegeltjes (verantwoordelijk voor kleurenzien) om te helpen bij hun nachtzicht. Door het grotere aantal staven kunnen ze bewegingen van prooien detecteren in het donker waar kleurenvisie niet nuttig zou zijn.

Tijgers hebben een structuur aan de achterkant van het oog achter het netvlies, het tapetum lucidum genaamd, waardoor ze een beter nachtzicht hebben. Deze spiegelachtige structuur reflecteert licht (dat nog niet door het oog is geabsorbeerd) een tweede keer terug in het oog om een ​​helderder beeld te helpen produceren. Het tapetum lucidum zorgt ervoor dat hun ogen 's nachts gloeien wanneer er een licht op hen schijnt.

Katten hebben over het algemeen een brede horizontale lijn van zenuwcellen nabij het centrale deel van hun oog, waardoor ze een beter perifeer zicht hebben. Deze eigenschap is vooral handig bij het jagen op prooien die over een vlakte rennen.

Tijgerogen hebben grote lenzen en pupillen waardoor er meer licht in het oog valt. Deze eigenschap helpt de tijger met nachtzicht en wanneer er weinig licht beschikbaar is.

Onderzoek suggereert dat katten in het algemeen de kleuren groen, blauw en mogelijk rood kunnen zien, alleen in minder verzadiging of kracht dan wij ze zien.

Naast de bovenste en onderste oogleden die het oog beschermen, hebben katten en andere dieren zoals krokodillen (alligators, krokodillen, enz.) een knipvlies op elk oog dat helpt het vochtig te houden en stof van het oppervlak te verwijderen.

Over het algemeen hebben katten slechts ongeveer 1/6 van het licht nodig om te zien.

Aanraken

Tijgers hebben een goed ontwikkeld tastgevoel dat ze gebruiken om in het donker te navigeren, gevaar te detecteren en prooien aan te vallen.

Tijgers hebben vijf verschillende soorten snorharen die sensorische informatie detecteren en worden onderscheiden door hun locatie op het lichaam. Snorharen verschillen van wachtharen doordat ze dikker zijn, dieper in de huid geworteld zijn en omgeven zijn door een kleine capsule bloed. De wortel van de snorhaar verplaatst het bloed wanneer de snorhaar in contact komt met iets waardoor de beweging wordt versterkt. Sensorische zenuwen detecteren deze beweging en sturen signalen naar de hersenen voor interpretatie.

De mystieke snorharen bevinden zich op de snuit van de tijger (snuit) en worden gebruikt bij het aanvallen van prooien en het navigeren in het donker. De tijger gebruikt deze snorharen om te voelen waar ze een beet moeten toebrengen. Bij het navigeren door de duisternis worden de pupillen van de tijger groter om meer licht in het oog te laten komen en hun zicht te vergroten. De verwijde pupillen van hun ogen helpen hun nachtzicht, maar maken het scherpstellen op objecten van dichtbij moeilijk. De mystieke snorharen van de tijger helpen hem zijn weg te vinden door het donker.

Superciliaire snorharen bevinden zich boven de ogen.

Wang snorharen bevinden zich net achter de mystieke snorharen op de wangen.

Carpaal snorharen bevinden zich op de achterkant van de voorpoten van de tijger.

Tylotrich-snorharen bevinden zich willekeurig door het hele lichaam.

De snorharen van de tijger zijn ongeveer 15 centimeter lang.

Het gezicht van de tijger heeft talrijke sensorische neuronen die zelfs de kleinste verandering in luchtdruk kunnen detecteren bij het passeren van een object.

Horen

Het gehoor van de tijger is het scherpst van al zijn zintuigen en wordt voornamelijk gebruikt voor de jacht. Hun oren kunnen draaien, vergelijkbaar met een radarschotel, om de oorsprong van verschillende geluiden te detecteren, zoals de hoogfrequente geluiden die worden geproduceerd door prooien in het dichte boskreupelhout.

Katten zijn over het algemeen gevoeliger voor hoge tonen dan mensen. Katten kunnen geluiden tot 60 kHz horen, terwijl het bovenste gehoorbereik van een mens ongeveer 20 kHz is. Deze gevoeligheid stelt hen in staat om de hoge geluiden van prooien en hun bewegingen te detecteren.

Geur

Het reukvermogen van de tijger is niet zo scherp als sommige van zijn andere zintuigen en wordt over het algemeen niet gebruikt voor de jacht. Ze hebben kleine hoeveelheden geurdetecterende cellen in hun neus en een verminderd reukgebied in de hersenen dat verschillende geuren identificeert.

De tijger gebruikt zijn reukvermogen voornamelijk om informatie met elkaar te communiceren, zoals territoria en reproductieve status.

Tijgers hebben, net als andere carnivoren, een Jacobson-orgel in het dak van hun mond. Het Jacobson-orgel is een buidelachtige structuur die zich direct achter de voorste snijtanden bevindt. Het heeft twee kleine openingen die geurdeeltjes uit de lucht leiden terwijl de tijger inademt naar zenuwen die zich in de structuur bevinden. De zenuwen geven de boodschap vervolgens door aan het reukgebied in de hersenen dat de geur identificeert.

Tijgers vertonen een gedrag dat flehman wordt genoemd, waarbij ze een geur op hun bovenlip opnemen en deze naar hun neus krullen om geuren te detecteren. Door dit gedrag lijkt de tijger te grommen, maar zonder enig geluid.

Smaak

Tijgers lijken zout, bittere en zure smaken en in mindere mate zoetheid te kunnen proeven.

Katten hebben over het algemeen slechts ongeveer 500 smaakpapillen vergeleken met 9.000 van een mens. Daarom wordt aangenomen dat smaakpapillen een minimale rol spelen in hun overlevingsvermogen.


Hoe worden geur- en smaakstoornissen behandeld?

Uw zorgverlener zal de beste behandeling voor u bepalen op basis van:

Uw algehele gezondheid en medische geschiedenis

Hoe goed u om kunt gaan met specifieke medicijnen, procedures of therapieën

Hoe lang de aandoening naar verwachting zal duren?

Jouw mening of voorkeur

Stoppen of veranderen van medicijnen die bijdragen aan de aandoening

Correctie van het onderliggende medische probleem

Chirurgische verwijdering van obstructies die de aandoening kunnen veroorzaken


Smaak

De tong bevat kleine bultjes, papillen genaamd, waarbinnen of vlakbij de smaakpapillen zich bevinden. In de smaakpapillen van de tong ontvangen de smaakreceptoren sensorische input via twee belangrijke mechanismen: depolarisatie en afgifte van neurotransmitters. Inname van zoute voedingsmiddelen leidt ertoe dat meer natriumionen de receptor binnendringen, waardoor de genoemde mechanismen ontstaan. Hetzelfde geldt voor de inname van zure voedingsmiddelen (waterstofionen) en zoete voedingsmiddelen (suikermoleculen), die beide leiden tot het sluiten van K+-kanalen bij hun binnenkomst.

Van de axonen van de smaakreceptoren wordt de sensorische informatie via de takken van de hersenzenuwen VII, IX en X naar de drie smaakpaden overgebracht. De chorda tympani van CN VII (gezichtszenuw) draagt ​​de smaakzintuiglijke input van de voorste twee van de tong -derde. Vervolgens worden de rest van de smaaksensaties van de keel, het gehemelte en de achterste tong overgedragen door de takken van CN IX (nervus glossopharyngeus) en CN X (nervus vagus). Van deze hersenzenuwen gaat de smaakzintuiglijke input door de zenuwvezelsynapsen naar het solitaire kanaal, de ventrale posteromediale thalamische kernen en de thalamus. Op deze drie locaties zijn er geclusterde neuronen die reageren op dezelfde smaak (zoet, zuur, zout of bitter). De thalamus geeft de informatie door aan de primaire smaakcortex in de somatosensorische cortex. De primaire smaakcortex is waar de perceptie van een bepaalde smaak wordt verwerkt.


Biologen hebben duizenden haaien gemerkt en vrijgelaten om hun broedgewoonten te bepalen. Uit hun bevindingen blijkt dat de meeste niet-migrerende haaiensoorten elk jaar terugkeren naar dezelfde ondiepe broedplaatsen. Nadat ze volwassen zijn (10 tot 14 jaar) keren ze terug naar hun geboortegrond om een ​​partner te kiezen. Na een draagtijd van tien tot twaalf maanden kan een vrouwelijke haai een nest van maximaal achttien kleine haaien hebben. Na hun geboorte laten de meeste soorten hun jongen in de steek en worden ze aan hun lot overgelaten. De jonge haaien blijven twee of drie jaar in de ondiepe wateren, totdat ze groot genoeg zijn om zich te verdedigen tegen grotere roofdieren. Dan gaan ze de open zee in en begint de cyclus opnieuw.

Verschillende soorten haaien bevallen op verschillende manieren. Sommigen leggen eieren, sommigen broeden eieren in de moeder uit, en anderen baren levende jongen.


Wat zijn de vijf zintuigen van het menselijk lichaam?

Wat zijn de vijf zintuigen van het menselijk lichaam? Welke unieke rol speelt elk van hen?

Nehal Rathi

Ons lichaam is heel uniek. Het hele systeem wordt bestuurd door de hersenen. Hersenen bevinden zich in het hoofd van het lichaam. Alle 5 zintuigen werken in overeenstemming met de hersenen. Zenuwen sturen de signalen naar de hersenen en dienovereenkomstig reageren wij. Elk zintuig speelt een unieke rol. De 5 zintuigen van het menselijk lichaam zijn –

1. Zicht – Ogen helpen een persoon om dingen te zien en te erkennen. Met behulp van ogen wordt het licht dat in het oog valt met behulp van de hersenen omgezet in beeld en zo zien we objecten in de buurt. Er zijn maar weinig mensen die dit gevoel niet hebben, ze hebben geen oog, ze staan ​​bekend als blinde mensen.

2. Ruiken Noes helpen ons om geuren om ons heen te ruiken. Honden hebben een goed reukvermogen. Maar mensen hebben ook 400 ruikende receptoren. Een mens kan 1 biljoen verschillende geuren onderscheiden. Er zijn maar weinig mensen die niet kunnen ruiken, dus de kans is groot dat ze aan een of ander syndroom lijden.

3. Touch – Touch is een van de belangrijkste zintuigen. Met behulp van handen kunnen we dingen aanraken. Aanraking is het eerste zintuig dat een mens ontwikkelt. Aanraking kan ook van invloed zijn op de manier waarop we onze beslissing nemen. Pijn, temperatuur, trillingen, verschillende texturen, druk, al deze dingen worden geassocieerd met aanraking. Een persoon die blind is. De tastzin helpt de persoon om de omgeving te begrijpen.

4. Geluid – Met behulp van oren kan een individu verschillende soorten geluid horen. verschillende soorten trillingen, harde geluiden, muziek etc zijn allemaal gerelateerd aan geluid. Er zijn maar weinig mensen die niet kunnen horen en er zijn hoortoestellen die een individu helpen om te horen.

5. Smaak – Met behulp van Tounge kunnen we verschillende soorten smaken proeven. Dat zijn zuur, bitter, zoet en zout. S picy is geen smaak, het is eigenlijk een pijnsignaal. Er is een vijfde smaak die bekend staat als hartig. Er zijn nog veel andere smaken die nog ontdekt moeten worden.

Anushree Ray

Het menselijk lichaam bestaat voornamelijk uit cellen die deze cellen combineren om celorganellen te vormen, organellen die verder combineren om weefsels te vormen, voortschrijdende weefsels combineren biologisch om organen te vormen, deze organen komen verder samen en vormen verschillende orgaansystemen waaruit het menselijk lichaam bestaat. Het menselijk lichaam is een zeer complex mechanisme dat bestaat uit verschillende orgaansystemen die elk gespecificeerd zijn om hun specifieke werk te doen.

Zintuigen zijn een zeer vitaal onderdeel van het menselijk lichaam en dienen veel belangrijke behoefte, de mens heeft vijf zintuigen namelijk:

1. OOG: De ogen bevinden zich in het bovenste deel van het voorhoofd. Mensen hebben een paar ogen die dan met visie helpen om de wereld rondom te zien en getuige te zijn van de schoonheid van de natuur ten volle.

2. OOR: Oren bevinden zich aan de twee uiteinden van het menselijk gezicht en het komt ook in een paar en helpt mensen om verschillende geluiden te horen die binnen het frequentiebereik komen dat door mensen hoorbaar is.

3. NEUS: De neus bevindt zich net onder de ogen en elk mens heeft één enkele neus die hen helpt te ruiken, dit is een zeer vitaal zintuig.

4. TONG: Tong bevindt zich in de mond en bestaat uit smaakpapillen en helpt mensen te proeven.

5. HUID: De huid is het grootste orgaan in het menselijk lichaam en bevindt zich over het hele menselijk lichaam en biedt een dekking om alle innerlijke organen te redden en geeft ons het gevoel van elke soort aanraking.

Manpreet

Het menselijk lichaam is een uniek systeem van gecoördineerde mechanismen.

De miljoenen neuronen dienen als de structurele en functionele eenheid van het lichaam. De neuronen pikken de signalen van de zintuigen op en brengen deze via de zenuwen naar de hersenen. Er zijn receptoren in het lichaam die deze signalen opvangen, d.w.z. ze voelen ze eerst en brengen ze vervolgens via zenuwen naar de hersenen. Deze receptoren worden ook wel sensorische receptoren genoemd. Ze bevinden zich in organen zoals:

Ogen, neus, oor, huid, tong

1. Ogen - deze fungeren als de receptor voor zicht. De aanwezigheid van staafjes en kegeltjes helpt een persoon om objecten te visualiseren. Wat we ook zien is slechts een beeld gevormd door de weerkaatsing van het licht dat door het object of een andere lichtbron wordt uitgezonden. Kegels zijn de cellen die ons helpen om in het licht te zien en staafjes zijn de cellen die ons helpen objecten 's nachts of in het donker te visualiseren.

2. Neus - de geurreceptor van het lichaam. Het neemt de geur op via de reukreceptoren in de neusholte. Dit signaal wordt via de reukzenuwen naar de hersenen gestuurd.

3. Oor - de receptor voor het gehoor is aanwezig in het oor, met name in het 'orgaan van Corti' dat aanwezig is in het slakkenhuis dat zich in het binnenoor bevindt.

4. Huid - de receptor voor aanraking bevindt zich in de huid. er zijn ook receptoren voor warmte en koude. Het is het grootste orgaan van het lichaam, dat het hele oppervlak van het menselijk lichaam bedekt.

5. Tong- de smaakreceptoren bevinden zich in de tong in de vorm van smaakpapillen. De top van de tong heeft receptoren of smaakpapillen voor zoet, de zijkanten hebben receptoren voor zoute smaak, terwijl het achterste uiteinde receptoren heeft voor bittere en zure smaak.

Deze waren
de 5 zintuigen die verschillende zintuiglijke
receptoren om het lichaam goed te laten functioneren. Deze ontvangen de signalen
en leveren het aan de hersenen via de zenuwcellen.


De vijf zintuigen

Traditioneel zijn er vijf zintuigen: zien, ruiken, proeven, voelen en horen. Elk van de vijf zintuigen bestaat uit organen met gespecialiseerde cellen die receptoren hebben voor specifieke stimuli. Deze cellen bevatten verbindingen met het zenuwstelsel en de hersenen. Deze zintuigen zijn essentieel voor onze overleving en voortplanting in de wereld. In Principles of Neural Science staat dat zintuiglijke organisatie ons het vermogen geeft om informatie over ons lichaam en onze omgeving te interpreteren vanuit onze zintuiglijke receptoren. Dit gebeurt in de ontwikkeling van de mens vóór de motorische organisatie.

Het oog is het gezichtsorgaan. Het is een complexe structuur waarin een transparante lens het licht op het netvlies focust. Het netvlies wordt beschermd door lichtgevoelige celstaafjes en kegeltjes. De staafcellen hebben een grote gevoeligheid voor licht en zijn verantwoordelijk voor ons perifere en nachtzicht. Het oog is verbonden met onze hersenen via de zogenaamde oogzenuw. Het punt van deze verbinding wordt vaak de "blinde vlek" genoemd omdat het ongevoelig is voor licht. De hersenen combineren de input van onze twee ogen tot één driedimensionaal beeld. Hoewel het beeld op het netvlies ondersteboven staat, compenseren de hersenen om de waarneming met de goede kant naar boven te bieden. Kleurenblindheid of daltonisme is een veel voorkomende afwijking in het menselijk gezichtsvermogen die het onmogelijk maakt om bepaalde kleuren nauwkeurig te onderscheiden.

Het oor is het gehoororgaan. Het buitenoor steekt weg van het hoofd en heeft een komvormige vorm om geluiden naar het trommelvlies te leiden. Het trommelvlies brengt trillingen over naar het binnenoor via een reeks kleine botten in het middenoor, de hamer, het aambeeld en de stijgbeugel. Het binnenoor, ook wel het slakkenhuis genoemd, is bedekt met zenuwvezels die reageren op de trillingen en impulsen doorgeven aan de hersenen via de gehoorzenuw. De hersenen combineren vervolgens de input van onze twee oren om de richting en afstand van geluiden te bepalen.

De mond is het orgaan voor de smaak. De receptoren voor smaak, beter bekend als smaakpapillen, bevinden zich door de hele mond, inclusief op de tong, het gehemelte en in de buurt van de keelholte. Ze herkennen de vier basissmaken zout, zoet, bitter en zuur. De smaakpapillen die zich dicht bij het puntje van de tong bevinden, zijn gevoelig voor zoete smaak, terwijl die achter op de tong gevoelig zijn voor bittere smaken. De smaakpapillen aan de bovenkant en zijkanten van de tong zijn gevoeliger voor zure of zoute smaken. Elke smaakpapillen bevat een zenuw die deze sensaties naar de hersenen stuurt. De smaakzin werkt ook samen met de reukzin.

De neus is het orgaan dat verantwoordelijk is voor onze reukzin. De binnenkant van de neus, of de holte, is bekleed met slijmvliezen die geurreceptoren bevatten die zijn verbonden met de reukzenuw. De meeste geuren zelf bestaan ​​uit dampen van verschillende stoffen. Om ervoor te zorgen dat deze sensaties naar de hersenen worden overgebracht, moeten de geurreceptoren een interactie aangaan met de moleculen van dergelijke dampen. De geurreceptoren zijn gevoelig voor zeven bekende sensaties. Deze sensaties zijn kamfer, musk, bloem, munt, ether, zuur en verrot. Het reukvermogen kan soms verloren gaan als we verkouden zijn.

Er is geen specifiek deel van het lichaam dat verantwoordelijk is voor de tastzin. Zenuwuiteinden bevinden zich onder de huid en andere delen van het lichaam die sensaties doorgeven aan de hersenen. De vingertoppen en de geslachtsorganen hebben echter de grootste concentratie zenuwuiteinden. Er zijn vier soorten aanrakingssensaties die zijn geïdentificeerd. Ze zijn koude, warmte, contact en pijn. De haren op de huid vergroten onze gevoeligheid en fungeren als een vroegtijdig waarschuwingssysteem voor het lichaam.

Naast zicht, geur, smaak, aanraking en gehoor, bevat het menselijk lichaam ook een bewustzijn van evenwicht, temperatuur en beweging, die allemaal gepaard kunnen gaan met het gecoördineerde gebruik van meerdere zintuigen. Sensorische systemen zijn specifiek en geen enkele soort zou zonder hen kunnen overleven. Mensen kunnen de energie van een ander voelen aan de hand van hun gedachtegolven, en onze zintuigen van weten en voelen zijn als één geheel met elkaar verbonden. Dus eigenlijk heeft elke soort zijn eigen unieke sensorische systeem, afhankelijk van zijn specifieke gedrag en omgeving. Zoals de zintuiglijke input van zicht, geluid, aanraking, geur en smaak in de hersenen worden gereproduceerd, zo worden de gedachtegolven van de omgeving, die ook door de hersenen worden gereproduceerd, gereproduceerd. Emotie is alles, terwijl alles gevoelens is, en alle energie emotie.

Het is uniek voor mij hoe al onze zintuigen werken. Zoals in het geval van kleurenblindheid, sommige mensen zijn ongevoelig voor een bepaalde smaak. Ook hoe onze stemming kan veranderen op basis van het soort mensen dat we om ons heen hebben. Als we alles terug zouden relateren aan het denken, zouden we de kennis van elk zintuig hebben. Ik kan me een wereld voorstellen zonder onze zintuigen, laat staan ​​hoe sommige mensen overleven zonder een of twee zintuigen. Dat vind ik verbazingwekkend hoe al hun andere zintuigen in actie komen om de ontbrekende te vervangen.


Geluid en aanraking komen samen

Tony Ro's onderzoek naar de vermenging van geluid en aanraking door de hersenen begon, toepasselijk genoeg, bij een mixer. Het was de lente van 2000 in Houston, Texas, waar hij onlangs zijn eerste laboratorium had gelanceerd aan de Rice University. De mixer was voor nieuwe docenten op de school, om hen te helpen elkaar beter te leren kennen. Ro raakte in gesprek met Sherrilyn Roush, een 34-jarige filosoof, die hem alles vertelde over haar werk over de betrouwbaarheid en feilbaarheid van wetenschap. En Ro vertelde haar over zijn onderzoek naar hoe het menselijk brein de stortvloed van zintuiglijke informatie die we zien, horen en voelen samensmelt.

"Ik zei tegen hem: 'Nou, je zou mijn hersenen moeten bestuderen!' ', herinnert Roush zich lachend. "En toen dacht ik meteen bij mezelf, oh shit, dit krijgt hij waarschijnlijk op elk feest." Ro vroeg haar speels waarom haar hersenen zo ongewoon waren. Ze legde uit dat ze een paar maanden eerder een beroerte had gehad en zich sindsdien gevoelloos had gevoeld aan de linkerkant van haar lichaam. "En toen zei hij: 'Eigenlijk, ik... zou moeten bestudeer je hersenen.' ”

In de daaropvolgende jaren ging Roush verschillende keren naar het laboratorium van Ro voor verschillende gedragstesten en hersenscans. In één experiment zat ze met haar handen op de armleuningen van een stoel en droeg ze ringen van elektroden op elk van haar middelvingers. Gedurende het hele experiment zouden de ringen een kleine elektrische stroom leveren aan haar rechterhand, linkerhand, beide handen of geen van beide handen, en Roush zou de onderzoekers vertellen wanneer ze een lichte schok voelde. Ro heeft lang over die gegevens getwijfeld. "Ze bleef melden dat ze dingen voelde, zelfs als we geen aanraakprikkels afleverden", zegt hij. "Ik kon het niet bedenken."

Vijf jaar gingen voorbij voordat Ro een mogelijke, zij het vreemde verklaring bedacht. Tijdens het experiment klonk aan het begin van elke proef een waarschuwingstoon van 500 milliseconden. Misschien, dacht hij, reageerde Roush op dat geluid. Hij stuurde een e-mail naar haar. "Heeft u of heeft u enige sensaties op uw handen gevoeld als reactie op geluiden?" Hij schreef. Roush reageerde meteen: Ja, haar huid was zelfs gevoelig voor geluid. Haar vrienden prikten haar soms door geluiden te maken die haar op de been brachten. En ze reageerde afschuwelijk op het scherpe gezang van kolonel St. James, een populaire radiopersoonlijkheid in Houston. "Mijn hele lichaam komt in opstand op bepaalde toonhoogtes, wat ik heb gemerkt met radio-omroepers", vertelde ze aan Ro. "Ik moet van station veranderen."

Ro realiseerde zich toen dat de beroerte van Roush haar had achtergelaten met synesthesie, een neurologische verwisseling van de zintuigen.

Waarom nieuwsgierigheid zowel pijnlijk als plezierig kan zijn?

Een grappige anekdote waarbij Darwin betrokken is, belichaamt de kracht van nieuwsgierigheid bij creatieve mensen. Toen Darwin in 1828 in Cambridge aankwam, werd hij een fervent verzamelaar van kevers. Eens, nadat hij de bast van een dode boom had gestript, vond hij twee grond. LEES VERDER

Filosoof Sherrilyn Roush voelt geluiden. Foto door Ren Dodge

Mensen hebben vijf verschillende zintuigen: zicht, geluid, aanraking, smaak en geur. Decennia lang hebben onderzoekers gedacht dat elk zintuig afzonderlijk wordt verwerkt in de cortex, of buitenste lagen van de hersenen, en later wordt geïntegreerd door afzonderlijke hersengebieden. Corticaal weefsel in de buurt van de achterkant van de hersenen houdt bijvoorbeeld cellen die gevoelig zijn voor zicht vast, terwijl het gebied boven het oor op geluiden reageert. Maar recentelijk zijn onderzoekers begonnen met het in twijfel trekken van dit zogenaamde "unimodale" model van sensorische verwerking, in plaats daarvan suggererend dat corticale regio's reageren op informatie van verschillende zintuigen tegelijk en deze integreren.

In Roush zag Ro een kans om een ​​extreem geval van sensuele vermenging te bestuderen. Synesthesie wordt niet goed begrepen, maar de aandoening is al lang gemeld door creatieve types. Zo zag de abstracte schilder Wassily Kandinsky "wilde, bijna gekke lijnen" in zijn hoofd geschetst terwijl hij naar een opera luisterde, en beweerde dat hij als kind een sissend geluid hoorde bij het mengen van verfkleuren. Romanschrijver Vladimir Nabokov zag de V in zijn naam als "bleek, transparant roze" en de N als een "grijsachtig-geelachtige havermoutkleur". Natuurkundige Richard Feynman beschreef de tinten van vergelijkingen. Psychologen verwierpen deze beweringen als hallucinaties tot de jaren negentig, toen hersenscan-experimenten op synestheten bevestigden dat hun sensorische hersencircuits input van het ene zintuig gebruiken en deze interpreteren als afkomstig van een ander.

We kunnen allemaal tot op zekere hoogte enige synesthesie hebben.

Roush's specifieke smaak van synesthesie, waarbij ze geluiden op haar huid voelt, was nooit vermeld in de wetenschappelijke literatuur. Ro publiceerde haar geval voor het eerst in 2007 en is haar blijven bestuderen, in een poging vast te stellen hoe deze sensorische verwarring in haar hersenen plaatsvindt. 1 Door dit werk heeft Ro een intrigerende theorie ontwikkeld: dat de versmelting van geluid en aanraking door Roush slechts een overdreven versie is van wat er in al onze hersenen gebeurt.

De meesten van ons hebben tenslotte de bijna pijnlijke rilling gevoeld van het horen van vingernagels die op een schoolbord krabben, of hebben de rillingen gekregen wanneer Whitney Houston een hoge noot aanslaat. Gezien de overeenkomsten tussen de hersencellen die geluiden en gevoelens verwerken, is het zelfs mogelijk, zegt Ro, dat gehoor is ontstaan ​​uit gevoel. Die gedeelde voorouders zouden deze zintuigen meer coöperatief kunnen maken dan wetenschappers ooit hadden gedacht. "Bepaalde hersengebieden kunnen met elkaar versmelten, of het ene gebied kan het andere overnemen", zegt Ro, nu verbonden aan The City University of New York. "We kunnen allemaal tot op zekere hoogte enige synesthesie hebben."

Reeds in de jaren zestig suggereerden studies van apenhersenen dat de cortex sensorische informatie in discrete brokken verwerkt, en in een hiërarchische volgorde binnen die brokken.

Neem bijvoorbeeld het gezichtsvermogen, het meest bestudeerde sensorische systeem. When a monkey looks at something, light rays hit the back of its eyes, where specialized cells transform the light into electrical signals. Those messages then move from the eyes to the thalamus, a relay center smack in the middle of the brain. From the thalamus, the message goes to an area at the back of the brain called the primary visual cortex, or V1. Cells in this area are sensitive to crude visual features—such as color and the spatial orientation of lines. After hitting V1, information gets further processed and distributed to regions called V2, V3, V4, and V5. For example, cells in V5 integrate visual signals from the lower regions to help the animal perceive the speed and direction of moving objects. Outside of the visual cortex, the processed information mixes with input from other senses.

Researchers have mapped the same sorts of hierarchies for other sensory systems. All of that work suggests that each specialized area of the primary cortex processes only one sense at a time, and that the brain doesn’t mix different types of sensory information until it reaches the higher-order areas.

That dogma began to erode in the late 1990s, when neuroscientist Charles Schroeder made a mistake that turned into scientific serendipity. Working at the Nathan S. Kline Institute for Psychiatric Research in New York, Schroeder and his colleagues were using monkeys to learn about how attention influences the perception of sound. For these experiments, they would place an electrode in a monkey’s primary auditory cortex, and record the electrical firings from cells as the animal listened to clicks and beeps.

The primary auditory cortex lies right below the somatosensory cortex, which typically responds to touch (somato comes from the Greek word for body). One day the researchers placed the electrode in a patch of cells that vigorously fired when the monkeys were touched, so they assumed the electrode was in the somatosensory cortex. They soon realized, however, that it was deeper than they thought, in the auditory cortex, which meant the region was responding to both sound and touch. “We said, oh my god we have to study this,” Schroeder recalls. After the initial discovery, his team looked further into the connections between these two regions, ultimately showing that parts of the somatosensory cortex also respond to sounds. “The systems are really densely interconnected,” he says.

Around the same time, other labs were also beginning to report that sensory cortices process more than one sense. For example, in brain scans, study participants’ auditory cortices responded to speech sounds differently when they simultaneously looked at letters, and their primary olfactory cortices, regions that process smells, activated when they looked at words describing an odor—such as “cinnamon” or “garlic.”

Sensory mergers seemed most dramatic in unusual patients whose brains had reorganized after a loss of sensory inputs. One report, for example, described a patient known as PH who began losing his vision in childhood and was completely blind by age 40. 2 Two years later, PH developed a kind of synesthesia in which reading Braille with his hands produced “intrusive visual sensations,” including colored dots that would shift in his mind’s eye. When researchers tapped on the man’s fingers in the laboratory, he experienced a dramatic “jumping” and “swirling” of his visual field.

Thinking about these rare patients and Schroeder’s monkeys, Ro decided to investigate whether Roush’s stroke had rewired her sensory circuits. Ro scanned her brain while she listened to animal calls, power tools, pure tones, and other sounds. In 2008, he reported that sounds not only activated Roush’s primary auditory cortex, but they also tickled her somatosensory cortex. 3 She already knew, of course, that sounds sometimes triggered strange sensations on the skin of her arm and hand. But the scans gave neurological proof that her brain was interpreting sound as touch.

S ome researchers argue that true synesthetes like Roush are probably exceptions to the rule of uni-modal sensing, rather than amplified examples of the multi-modal sensing that happens in everybody. Ranulfo Romo, a neuroscientist at the National Autonomous University of Mexico in Mexico City, has found evidence to support the traditional model of sensory processing. He and his colleagues trained monkeys to discriminate between two different sound frequencies (low versus high) and between two different touch frequencies (slow versus fast pulses) delivered to the end of their fingertips. Neurons in the monkeys’ auditory cortices produced distinct firing patterns for the two different sounds, but showed no such encoding of the touch frequencies. Likewise, neurons in the somatosensory cortex selectively responded to the different touch stimuli but not to the sound. 4

Based on those data, Romo is ready to dismiss the idea that primary sensory cortices are multisensory. Studies showing otherwise might have picked up on slight stimulations occurring in other areas, but they don’t indicate that those areas are actually cross-processing sensory information, he says. “My position is: The visual cortex is very visual, the auditory cortex processes only auditory information, and the somatosensory cortex processes only somatosensory input,” he says.

Participants’ primary olfactory cortices, regions that process smells, activated when they looked at words describing an odor—such as “cinnamon” or “garlic.”

Schroeder offers a middle ground: The primary cortices are indeed specialized for one sense, but the inputs from other senses have what scientists call a “modulatory effect,” meaning that they subtly adjust the signal from the primary sense. It’s similar to talking to someone at a noisy cocktail party, when reading their lips helps you to make sense of their speech, Schroeder explains. As one of his recent studies showed, lip reading during spoken conversations modulates rhythms of activity in the auditory cortex. “It’s not like the auditory cortex itself is seeing,” he says. “It has a modulatory effect of boosting the gain of your visual perception.”

In normal people, these mergers may be slight. But if one sensory cortex is impaired from a stroke or another brain trauma, Ro suspects the neural connections between it and other regions may increase during the healing process. Perhaps this is what happened to Roush after the stroke wiped out brain cells in the right side of her thalamus, the relay center between our sensory organs and the cortex. For the first year and a half after it happened, she lost a lot of feeling on her left side (because of how our sensory nerves are wired, the right thalamus affects the left side of the body). Her sense of touch wasn’t entirely gone, but if something tapped her, it felt much lighter than it did before her stroke.

The damaged part of her thalamus, Ro reasons, must have been responsible for transmitting touch information to the somatosensory cortex. With that region suddenly quiet, it seems that its next-door neighbor, the primary auditory cortex, took over the neural real estate. After a while, auditory inputs began innervating her somatosensory cortex, causing her odd feelings of touch. Last year, Ro backed up his theory with another imaging study of Roush’s brain. He used a type of brain imaging, called diffusion tensor imaging, which tracks the bundles of nerves that connect various regions of the brain. He found robust connections between her auditory cortex and somatosensory cortex, supporting the idea that the latter had acquisitioned the former. 5

But here’s the rub: Ro’s study also found connections between these regions in 17 normal controls. The links were not as strong as those he saw in Roush’s brain, but they were there all the same. “There seems more and more evidence now that the senses are very interconnected,” he says.

I f senses are indeed connected, the next question is whether they impinge on each other equally. A wide variety of research—not only from neuroscience, but also from evolutionary biology and electrical engineering—suggests sound and touch share deep connections. The biological scaffolding of both systems is quite similar, especially compared with the other senses. Vision depends on eye cells that are sensitive to light, while our taste buds and noses detect chemicals. In contrast, hearing and touch rely on mechanical tweaks to cells. In the inner ear, so-called “hair cells” have skinny fingers that move in response to sound waves. Cells in the skin contain similar “mechanoreceptors” that respond to physical pressure.

Some studies on the evolution of fish suggest that hair cells evolved from cells in a sensory organ that detects vibrations in the surrounding water. And because humans and other mammals evolved from fish-like creatures, it’s possible that these early vibrational sensors gave way to our current sense of sound. Ro speculates that over the course of millions of years, “our ability to hear distant information may have come about by adapting the same mechanisms that process touch.”

Her sense of touch wasn’t entirely gone, but if something tapped her, it felt much lighter than it did before her stroke.

Although speculative, it’s possible that what scientists now interpret as a merger of sound and touch might actually be a reflection of an earlier state in which the two senses were one. How the brain regions that process those senses interact today, however, remains somewhat mysterious. It could be that the region we call the auditory cortex doesn’t interpret sound, per se, but rather frequency information of any kind, whether it comes from sounds or from vibrations.

Bolstering that idea, acoustic engineers Louis Braida and Charlotte Reed of the Massachusetts Institute of Technology in Cambridge conducted a series of experiments in which they delivered simultaneous sounds and finger-pulses to volunteers. When the sound and touch frequencies matched, the volunteers heard sounds that were inaudible on trials without the added pulsing. But how this integration works in the brain is only beginning to be understood.

A benefit of the relationship between the auditory and somatosensory cortices is that the connections that develop between them after injury might help patients regain touch or hearing, albeit in slightly altered ways. Fourteen years have passed since Roush’s stroke, and her synesthetic brain continues to adapt in ways that are both frustrating and enriching. About five years ago she began feeling hypersensitive to sounds. Even in her quiet apartment she’ll sometimes wear earplugs all day in order to concentrate. But on the positive side, Roush, a dancer, has become more sensitive to the rhythm of music. “I sense it much more intensely and appreciate more simultaneous rhythms,” she says.

She attributes all of this to her brain fervently trying to use sound to get as much tactile information from the world as possible, since she still has reduced feeling on her left side. Sometimes this neural compensation feels like “trying to scrub a floor with a toothbrush,” she says. “But actually, even though the sensations aren’t usually all that strong, they are strong enough to tell me where my arm and head and leg are. And I guess that’s the point.”

Virginia Hughes is a science journalist based in Brooklyn.

1. Ro T. et al. Ann Neurol 62, 433-441 (2007). PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17893864

3. Beauchamp M.S. and Ro T. J. Neurosci 28, 13696-13702 (2008). PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19074042

4. Lemus L. et al. neuron 67, 335-348 (2010). PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20670839

5. Ro T. et al. Cereb. Cortex 23, 1724-1730 (2013). PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22693344

This article was originally published in our “Mergers & Acquisitions” issue in February, 2014.


Bekijk de video: Visus: hoe werkt het oog? (December 2021).