Duyu Sistemi PDF

Duyu sistemi İç veya dış ortamlardan gelen uyarıları kabul eden reseptörlerden Bilgiyi reseptörlerden beyin veya omiriliğe ileten sinir yollarından Beynin esas olarak bilgiyi işleyen kısımlarından oluşur Duyu organı, stimülasyonlar (uyarılmalar) sonucu çevreden aldığı bilgileri elektrik impulslarına...

Duyu sistemi İç veya dış ortamlardan gelen uyarıları kabul eden reseptörlerden Bilgiyi reseptörlerden beyin veya omiriliğe ileten sinir yollarından Beynin esas olarak bilgiyi işleyen kısımlarından oluşur Duyu organı, stimülasyonlar (uyarılmalar) sonucu çevreden aldığı bilgileri elektrik impulslarına çeviren organ. Duyu organları bilgileri reseptörler (alıcılar) vasıtasıyla toplarlar. Bilgiler, sinirler aracılığıyla beyne iletilirken filtrelenirler; diğer organlardan gelen bilgilerle ve önceden beyinde depolanmış olanlarla karşılaştırılırlar ve beyinde algıya dönüşürler. Beyin gelen duysal bilgilerin %99 dan fazlasını geçersiz ve önemsiz olarak ayırır. Buna İnformasyonların İşlenmesi ve Sinir Sisteminin Entegratif Fonksiyonu denir. Örneğin, genellikle vücutta elbiselere değen vücut bölümlerinden, otururken oturma yerinden hiç haberdar olmayız. Aynı şekilde dikkat, görme alanında ancak cisimlerden birine yöneltilir. Çevredeki sürekli gürültü genellikle fon düzeyine indirgenir. Antik filozoflar duyuları "ruhun pencereleri" olarak tanımlamışlardır. Aristo bugün en çok bilinen 5 duyudan bahsetmiştir. En çok bilinen duyu organları, en basit haliyle, "5 duyu" olarak da adlandırılan; görme, koklama, işitme, tat alma ve dokunma işlevlerini yerine getiren göz, burun, kulak, dil ve deridir. Yaygın olarak bilinen, bu nedenle sıklıkla duyu sistemlerinin tamamını oluşturduğu düşünülen bu beşinin haricinde kaslarda, tendonlarda ve eklemlerde de duyu reseptörleri vardır. Bunlara kinestetik duyular denir. Bunun haricinde iç kulakta dengeyi sağlayan reseptörler vardır ve bunlar denge duyusu sistemini oluştururlar. Dolaşım sisteminde kandaki karbondioksiti, basınç değişimlerini veya kalp atışı oranını tespit eden sensörler vardır. Ayrıca sindirim sisteminde açlık ve susuzluk hissini tespit eden reseptörler vardır. DUYU ORGANLARI VE RESEPTÖRLER İç ve dış çevre ile ilgili tüm bilgiler santral sinir sistemine çok çeşitli duysal reseptörler aracılığıyla ulaştırılırlar Reseptör terimi sadece duysal reseptörler için değil, aynı zamanda spesifik bir cevabı başlatmak üzere nörotransmitter, hormon ve diğer maddelere yüksek afinite ile bağlanan proteinleri tanımlamak için de kullanılır Reseptörler çevrede çeşitli şekillerde bulunan enerjiyi, nöronlarda aksiyon potansiyeli şekline dönüştüren sistemlerdir. Reseptörler tarafından çevrilen enerji şekilleri: ◦ ◦ ◦ ◦ Mekanik (dokunma-bası), Isı (sıcaklık dereceleri), Elektromanyetik (ışık) Kimyasal enerji (koku, tad, kan O2 içeriği) DUYU ORGANLARI VE RESEPTÖRLER Duyu organ reseptörleri spesifik bir enerji formuna karşı, diğer reseptörlerden daha düşük eşikte fakat daha yüksek duyarlılıkta yanıt verecek şekilde uyum sağlamıştır. Ör: Solunan havada bulunan birkaç koku molekülüne duyarlı olan koku reseptörleri ve tek bir fotona yanıt verebilen görme reseptörleri Bir reseptörün en fazla spesifik olduğu enerji şekline uygun uyarı adı verilir. Örneğin gözde koni ve basiller için uygun uyarı ışıktır. Reseptörler kendileri için uygun olan uyarının yanısıra diğer enerji formlarına da yanıt verebilirler; ancak bu nonspesifik yanıtların eşiği daha yüksektir. Örneğin, göze uygulanan basınç koni ve basilleri uyarır ancak bu reseptörlerin basınca eşikleri, derideki basınç reseptörlerinin eşik değerlerinden daha yüksektir. Duyu Tipleri Duyuları sınıflandırma için kullanılan sınırlar çok keskin değildir ve genellikle değişken olabilmektedir. Örneğin koni ve basiller değişik dalga boylarındaki ışık uyaranlara maksimum yanıt verirler ve 3 ana renk için farklı koniler bulunmaktadır. Tatlı, tuzlu, ekşi ve acı olmak üzere başlıca dört farklı tip tad duyusu vardır ve her biri farklı tip tad tomurcuğu tarafından algılanır. Korti organındaki farklı grup tüy hücrelerinin uyarılması sayesinde farklı frekanslardaki ses dalgalarının algılanması mümkün olabilmektedir. Duyu Tipleri Bilinçli olarak algılanabilen en az 11 (20-33) tip duyu tanımlanmaktadır. Buna ilaveten, bilinçli olarak algılamamızın dışında bilgiler gönderen duysal reseptörler de vardır. Örneğin kas iğcikleri kas uzunluğu hakkında bilgi verirken bazı reseptörler arteriyel kan basıncı, BOS'un pH' ı gibi değişkenler hakkında bilgi verirler. Duyu Reseptörlerinin Sınıflandırılması Nosiseptörler ağrı reseptörleridir. Fotoreseptörler ışığa hassasiyet gösterirler. Termoreseptörler sıcaklık duyusu algılarlar. Mekanoreseptörler dokunma uyaranlarına cevap veren reseptörlerdir. Kemoreseptörler içinde bulundukları ortamın kimyasal içeriğindeki değişimler ile uyarılan reseptörlerdir: ◦ Bunlar arasında tad ve koku reseptörleri, ◦ Plazma O2 düzeyi, ◦ pH ve ◦ Osmolalite ile ilgili reseptörler. Baroreseptörler basınca duyarlı reseptörlerdir (aortik ve karotik baroreseptörler) AĞRI DUYUSU Ağrı duyusuna ait duyu organları vücudun tüm dokularında yer alan çıplak sinir uçlarıdır. Ağrı impulsları merkezi sinir sistemine 2 lif sistemi ile aktarılır: ◦ Bu nosiseptif sistemlerden biri 2-5 µm çapta ince, miyelinli Aδ liflerden yapılmış olup ileti hızı 12-30 m/s'dir ◦ Diğeri 0.4-1.2 µm çaplı miyelinsiz C liflerinden kuruludur. Bunlara dorsal kök C lifleri adı verilir. Bu liflerin ileti hızı 0.5-2 m/s'dir Karaman`ın Ermenek ilçesinde 7 yaşındaki Halil İbrahim Yakın, acı, sıcak ve soğuk gibi duyuları beyne ileten küçük sinir uçlarının görev yapmaması olarak tanımlanan hastalık nedeniyle hiç acı hissetmiyor. Selçuk Üniversitesi Selçuklu Tıp Fakültesi Nöroloji Ana Bilim Dalı Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Hakan Ekmekçi, çocuktaki hastalığın beyindeki ``dejeneratif`` diye adlandırılan bir tür yıkım hasarıyla ortaya çıkmış olabileceğini düşündüklerini söyledi. Sonra Halil İbrahim`in dünyada nadir görülen acı, sıcak ve soğuk gibi duyuları beyne ileten küçük sinir uçlarının görev yapmaması olarak tanımlanan CİPA hastası olduğunu ve tedavisinin olmadığını bildirdiler. Congenital insensitivity to pain with anhidrosis (CIPA), also called hereditary sensory and autonomic neuropathy type IV SICAKLIK DUYUSU Vücutta iki tür sıcaklık algılama organı var. 1-vücut sıcaklığının üstünde olana en çok yanıt verenler (sıcak 30-45°C) C lifleri 2-vücut sıcaklığının altında olan sıcaklıklara en çok yanıt verenlerdir. (soğuk 10-38°C) Aδ ve C lifleri Soğuk noktaların sayısı sıcak noktaların 4-10 katıdır. Dokunma, basınç ve vibrasyon duyusu Bu reseptörler mekanoreseptör grubundandır Serbest sinir uçları, Meissner korpuskülü, Merkel diski, Pacini korpuskülü, Ruffini sonlanması gibi özelleşmiş reseptörler tüysüz deride, yüzeyde ve derinde, eklem bağları ve tendonlarda, eklem kapsüllerinde bulunurlar. Çabuk adaptasyon gösterirler. Kıl diplerinde de sinir sonlanmaları bulunduğundan bu bölgeler de reseptör işlevi görür. Kıl hareketi uyarılmalarına yol açar. Bütün bu reseptörler aynı zamanda vibrasyon duyusu için de duyarlıdırlar. Dokunma reseptörlerinin en bol bulunduğu yer parmak ve dudak derisi iken gövde derisinde nisbeten saçılmış haldedirler. Deri, değişik tip duysal uç içerir, bunlar: ◦Çıplak sinir uçları, ◦Geniş sinir uçları → Merkel diskleri ve Ruffini sonlanmaları ◦Kapsüllü sinir uçları → Pacini cisimciği, Meissner cisimciği ve Krause soğanı Buna ilaveten duysal sinirler kıl folliküllerinin etrafında da bulunurlar. Meissner ve Pacini cisimcikleri hızlı, Merkel diskleri ile Ruffini sonlanmaları yavaş uyum yapan dokunma reseptörleridirler. Kılsız bölgelerdeki deri altı dokularına ek olarak kıl folliküllerinin çevresinde de çok sayıda reseptör bulunmaktadır. Bir kıl hareket ettiğinde bu kıl follikülün kenarına göre bir kaldıraç gibi çalıştığından kıllara yaptırılan hafif bir hareket follikülleri kuşatan sinir uçları üzerine görece güçlü bir uyarı oluşturacak şekilde büyütülür. DURUM DUYUSU Vücudun uzaydaki konumunun bilinçli olarak algılanması kısmen eklemlerin içi ve çevresindeki duyu organlarından kalkan impulslara bağımlıdır. Olaya karışan organlar yavaş uyum yapan ve Golgi tendon organına benzeyen sonlanmalar ile sinovya ve ligamenlerde yer alan Paccini cisimcikleridir. Bu organlardan, derideki dokunma reseptörlerinden ve kas iğciklerinden kalkan impulslar vücudun uzaydaki konumuna ait bilinçli bir tablo oluşturmak üzere kortekste analiz edilirler. Kemoreseptörler Figure 15.5 10 Baroreseptörler Figure 15.4 Duysal Reseptör Tipleri Figure 10-1: Sensory receptors RESEPTÖRLERDEKi ELEKTRiKSEL ve iYONiK OLAYLAR Dokunma reseptörü olan pacini cisimciği ile ilgili, ayrıntılı çalışmalar yapılmıştır. Nisbeten büyük olmaları ve deney hayvanlarının mezenterinde bol miktarda bulunmaları nedeniyle izole edilerek mikroelektrodlarla çalışılabilmektedir. Her kapsül bir duysal sinir lifinin 2 µm çapında düz ve miyelinsiz ucundan yapılmış olup bu uç bağ dokusundan yapılmış konsantrik lamellerle sarılmıştır ve bu yapı organa soğan görünümü verir. Jeneratör Potansiyeller Pacini cisimciğine ufak bir basınç uygulandığında, EPSP'ye benzeyen ilerlemeyen bir depolarizan potansiyel kaydedilir. Buna jeneratör potansiyel veya reseptör potansiyeli denir. Basınç daha fazla arttırıldığında jeneratör potansiyeli daha da büyür ve duysal sinir tekrar tekrar uyarı çıkarır. Bu araştırmalar, jeneratör potansiyelinin miyelinsiz sinir ucunda doğduğunu ortaya koymaktadır. Uyarının şiddeti ve reseptör potansiyeli giderek büyürken, aksiyon potansiyelinin frekansı ve nörotransmitter salınımı artar. Reseptör potansiyeli ile aksiyon potansiyeli arasındaki ilişki Adaptasyon Bir reseptöre sabit güçte bir uyarı uygulandığında, bunun duysal sinirinde oluşan aksiyon potansiyellerinin frekansı zamanla azalır, bu olaya adaptasyon adı verilir Adaptasyonun derecesi duyu organının tipine bağlıdır Dokunma duyusu hızlı adapte olur ve reseptörlerine fazik reseptörIer adı verilir Diğer taraftan karotid sinusu, kas iğcikleri ve soğuk, ağrı ve akciğer genişlemesine ait reseptörler çok yavaş ve tam olmayan bir adaptasyon gösterirler ve bu reseptörlere tonik reseptörler adı verilir 20 Hızlı (fazik) uyum sağlayan reseptörler sabit bir uyarıya uyum sağlamadan kısa bir süre önce yanıt verirler. Uyarı bittiği zaman, çoğu “kapanma yanıtı” gösterirler. Yavaş (tonik) uyum sağlayan reseptörler yavaşça azalan reseptör potansiyeline sahip olup afferent nöronlarda başlayan aksiyon potansiyelleri uyarı devam ettikçe görülmeye devam eder Meissner ve pacini cisimcikleri → Hızlı, Merkel diskleri ve Ruffini sonlanmaları → Yavaş adaptasyon gösterirler Adaptasyonun önemi Kas iğciklerinin, karotid sinusların ve ağrı ile soğuk reseptörlerinin yavaş adaptasyonunun özel bir önemi vardır. Kas gerimi postürün uzun süreli düzenlenmesinde önemli role sahiptir. Ağrı ve soğuk duyularının reseptörleri ileri derecede adaptasyon göstermiş olsalardı uyarma özellikleri zayıflamış olurdu. Karotid ve aortik reseptörler kan basıncının düzenlenmesinde sürekli görev alırlar Bu reseptörlerin adaptasyonu regülatör sistemin çalışmasını kısıtlamış olacaktır Duyu Şiddetinin Ayırt Edilmesi Duyu şiddeti hakkında bilgi beyine iki şekilde taşınır: 1) Aktive olan reseptörlerin sayısındaki değişmelerdir. 2) Reseptörün uyarılması ile ortaya çıkan potansiyellerin frekans değişimleridir. ◦Uzun zamandan beri duyuların şiddetinin, uyarı şiddetinin logaritması ile orantılı olduğu bilinir. (Weber-Fechner yasası) ◦Buna göre herhangi bir duyu için oluşan duyu ile uyarı şiddeti primer olarak periferik reseptörlerin özelliklerine bağlıdır. Uyarının Şiddeti: Güçlü ile zayıf uyarılara ait bilgi aynı genlikte aksiyon potansiyelleri halinde taşındığına göre bu iki uyarının şiddetleri arasındaki ayrımı nasıl yaparız? Artmış uyarı şiddeti----daha büyük bir reseptör potansiyeli----daha sık aksiyon potansiyellerine dönüşür. Lokal bir uyarının şiddeti arttıkça, afferent nöronun birbirine komşu dalları üzerindeki reseptörleri etkinleşir. Lokal akımlar yığılmaya başlar. Uyarı şiddetindeki artış aksiyon potansiyelinin sıklığını arttırır. Duysal Sistemler Uyaranın Dört temel özelliğine Göre Duyuyu kantite ederler Duyunun çağdaş ölçülerde çalışılması, 19. yy da Weber ve Fechner ile başlamıştır. Çok çeşitli duyulara sahip olmamıza rağmen tüm duyu sistemleri dört temel bilgi tipini iletirler. Modalite, Lokalizasyon, Şiddet, Zamanlama Tüm duyu sistemlerinin ortak noktalarının olması hepsinin bilgiyi benzer şekilde iletmelerinden kaynaklanmaktadır. Duysal birimlerin küçük ve çok sayıda olması nedeniyle dudaklara uygulanan iki uyarı arasında iki nokta ayrımı kolaylıkla yapılır. Sırtta ise daha az sayıda duysal birimlerin büyük ve yaygın şekilde yerleşmiş olmasından ötürü iki nokta ayrımı yapmak güçtür Küçük reseptif alana sahip bir nörona uygulanan uyarı geniş reseptif alana sahip nörona uygulanan uyarının konumundan çok daha keskin şekilde belirlenir. Lateral Inhibisyon Çevreden gelen bilgi merkezden gelen bilgiye göre şiddetle baskılanır. Lateral inhibisyon uyarılmış bir bölgede merkez ile çevre arasındaki kontrastı pekiştirir. Bu yolla beynin duysal bir girdinin yerini belirleme becerisi arttırılır. Projeksiyon Belli bir duysal yolak kortekse giden yol boyunca hangi bölgesinden uyarılırsa uyarılsın bilince yansıyan duyu, reseptörün bulunduğu yerde algılanır. Bu ilkeye projeksiyon yasası adı verilir. Bu ilke, kortikal uyarma deneyleri ile ortaya konulmuştur Örneğin, sol elden gelen uyarıların ulaştığı korteks alanı uyarıldığında denek duyuyu başında değil, sol elinde hissettiğini bildirir. Benzer durum, ampütasyonlu olgularda da gözlenir; bu hastalar bazen ampüte olan ekstremitelerinde acı veya propriyoseptif duyular tarif ederler ("fantom ekstremite").