Organele de simț ale omului

Organele de simț contribuie la realizarea unității funcționale a organismului și la integrarea acestuia în mediu. Funcția analizatorilor este de a recepționa, conduce și transforma în senzații specifice excitațiile din mediul extern sau intern.

Organul de simț (analizatorul) este alcătuit din trei segmente:

• segmentul periferic sau receptor;
• segmentul intermediar , de conducere a impulsurilor cuprinde căile nervoase directe și indirecte;
• segmentul central , care include aria corticală specifică.

Acest ultim segment analizează și sintetizează informațiile, elaborând senzațiile specifice conștiente.

La rândul lor, receptorii se pot clasifica în funcție de localizare și de natura stimulilor pe care îi recepționează din mediile extern și intern.

Exteroceptorii sunt localizați la suprafața corpului și recepționează stimuli din mediul extern;

Proprioceptorii, localizați în mușchi, oase, tendoane și articulații, furnizează informații asupra poziției și mișcării întregului corp sau a diferitelor sale segmente;

Visceroceptorii (interoceptorii), localizați în organele interne și în vasele de sânge, furnizează informații asupra modificărilor biochimice, de presiune din mediul intern al organismului;

Chemoreceptorii sunt sensibili la modificări de concentrație ale unor substanțe chimice dizolvate. Exemplu, receptorii gustativi, olfactivi și cei situați în vasele de sânge;

Mecanoreceptorii percep stimulii mecanici și de presiune. Exemplu, receptorii de tact și presiune, auditivi și vestibulari sau din mușchi și articulații;

Termoreceptorii sunt sensibili la modificări de temperatură;

Fotoreceptorii situați în retină sunt stimulați de undele luminoase;

Nocireceptorii sunt sensibili la stimuli foarte puternici, care produc leziuni celulare.

Indiferent de natura lor sau de localizare, receptorii prezintă trăsături funcționale comune:

• Capacitatea de a transforma o formă de energie în impuls nervos sau în potențial . Un anumit stimul cu o intensitate peste prag acționează asupra receptorului și produce o depolarizare la suprafața membranei, care nu se propagă. Această depolarizare se numește potențial de receptor. Intensitatea polarizării receptorului depinde de cea a stimulului. Când atinge un nivel critic se declanșează un potențial de acțiune, care se autopropagă prin fibra nervoasă senzitivă, conectată cu receptorul.
• Capacitatea de a detecta intensitatea unui stimul. Deși receptorii generează independent potențiale, intensitatea stimulului poate fi detectată după numărul receptorilor stimulați sau după amplitudinea potențialului generat la nivelul receptorului.
• Sensibilitatea specifică. Fiecare receptor recepționează un anumit tip de stimul.
• Adaptarea. Reduce până la dispariție răspunsul la acțiunea unui stimul puternic sau care acționează timp îndelungat. Capacitatea de adaptare a receptorilor este foarte diferită.

Analizatorul cutanat

Pielea este învelișul care protejează organismul uman de agresiunile mediului extern. În piele se află un număr mare de receptori foarte sensibili, care au rolul de a sesiza diferențele între cald și rece, apăsare, mângâiere, durere.

Figura 1. Structura pielii

Segmentul receptor al analizatorului cutanat

Pielea este alcătuită din trei straturi principale.

Epiderma, stratul superficial al pielii, este alcătuită dintr-un epiteliu stratificat de tip cornos, ale cărui celule se regenerează în permanență. Epiderma conține terminații nervoase libere și este străbătută de fire de păr și de canalele excretoare ale glandelor sudoripare.

Derma, situată sub epidermă, este alcătuită din țesut conjunctiv. Stratul superficial al dermei formează spre epidermă papilele dermice. Derma conține canalele de excreție ale glandelor sudoripare, o rețea vasculară și receptori nervoși.

Receptorii sunt:

• terminațiile nervoase libere (receptori ai tactului și presiunii);
• discurile Merkel (de percepere a proprietăților fine ale obiectelor);
• corpusculii Meissner (de percepere a atingerilor foarte fine și a vibrațiilor cu o frecvență mai mică de 60 cicli/sec);
• corpusculii Krause (de percepere a temperaturilor scăzute).

Derma mai conține partea superioară a foliculului pilos, glande sebacee și un mușchi neted piloerector. Acest mușchi ridică firele de păr sub acțiunea impulsurilor nervoase primite prin fibrele simpatice.

Hipoderma este stratul profund care separă pielea de structurile subdiacente. Este formată din țesut conjunctiv lax, bogat în celule adipoase, îndeplinind rolul de rezervă nutritivă, de izolator termic și mecanic. Hipoderma conține partea profundă a foliculilor piloși, glomerulii glandelor sudoripare, o rețea vasculară și receptori nervoși (corpusculii Vater-Pacini, Ruffini și Golgi-Mazzoni).

Prin receptorii pe care îi conține, pielea asigură sensibilitatea tactilă, presională și vibratorie, termică și dureroasă.

Receptorii tactili sunt sensibili la cele mai mici atingeri ale pielii.

Receptorii pentru presiune sunt sensibili la acțiunea mecanică de apăsare a pielii.

Din punct de vedere structural, receptorii tactili sunt terminații nervoase libere sau receptori încapsulați.

Capacitatea discriminativă tactilă depinde de densitatea receptorilor (numărul de receptori pe unitatea de suprafață) și de alți factori, cum ar fi temperatura. Creșterea temperaturii mărește sensibilitatea tactilă, în timp ce scăderea ei are efecte opuse.

Sensibilitatea discriminativă tactilă se determină măsurând distanța minimă la care doi stimuli pot fi percepute separat. Această distanță variază între aproximativ 2 mm la nivelul limbii și al degetelor și 50-60 mm la nivelul tegumentului spatelui.

Acuitatea tactilă a degetelor este utilă îndeosebi nevăzătorilor pentru citirea Braille. Simbolurile Braille sunt puncte în relief, așezate în pagină la distanțe de 2,5 mm. Pipăind aceste puncte în relief pe pagină, un nevăzător experimentat poate citi până la 100 de cuvinte pe minut.

Receptorii tactili și de presiune se adaptează, în general, foarte rapid. De aceea contactele permanente nu sunt percepute (îmbrăcămintea, presiunea atmosferică).

Segmentul intermediar (calea de conducere) al analizatorului cutanat

Primul neuron se află în ganglionul spinal, aflat pe traiectul rădăcinii posterioare a nervului spinal. Fibrele sensibilității termice, dureroase și tactile fac sinapsă cu cel de-al II-lea neuron în cornul posterior al măduvei spinării, axonul acestui neuron trece în cordoanele laterale, formând fasciculele spinotalamic lateral (termic-dureros) și spinotalamic anterior ( tactil). Cel de-al treilea neuron se află în talamus, iar axonul acestuia proiectează informația în cortex.

Segmentul central al analizatorului cutanat

Este reprezentat de neocortexul receptor, aflat în girusul postcentral din lobul parietal (aria somestezică I). Fiecare zonă a corpului are o proiecție corticală. În zona senzitivă diferitele segmente ale corpului sunt reprezentate de sus în jos, cea mai bogată reprezentare o au buzele, limba şi mâna cu degetele, mai ales degetul mare.

Dacă proiecţia senzitivă ar fi desenată, ar reprezenta un om în miniatură – homunculus senzitiv – răsturnat, mult deformat ca proporţii, în funcţie de numărul receptorilor. În peretele superior al șanțului lateral se află aria somestezică II, unde se face proiecția sensibilității tactile grosiere

Analizatorul olfactiv

Simțul mirosului (olfacția) la om este localizat în cavitatea nazală. Miresmele din jurul nostru ne aduc informații despre obiectele sau ființele din mediul înconjurător.

Mirosul ne informează despre calitatea aerului sau despre starea unor alimente, ne ajută la recunoașterea persoanelor și a locurilor, uneori chiar la retrăirea amintirilor.

Figura 2. Analizatorul olfactiv

Segmentul receptor este reprezentat de mucoasa olfactivă, o parte a mucoasei care căptușește cavitatea nazală. Mucoasa olfactivă apare ca o zonă limitată la o suprafață de 2-3 cm2. Este galbenă și permanent umedă. Mucoasa olfactivă este alcătuită dintr-un strat de celule epiteliale (de susținere), între care se află celulele alungite receptoare.

Receptorii olfactivi sunt chemoreceptori, deoarece sunt stimulați de substanțe chimice volatile, antrenate de aerul inspirat și dizolvate în lichidul vâscos de la suprafața mucoasei olfactive.

Celulele receptoare sunt neuroni olfactivi bipolari (protoneuronul căii), ale căror dendrite sunt situate printre celulele de susținere. Dendritele se termină cu o mică veziculă (buton olfactiv), prevăzută cu 6-12 cili. Cilii olfactivi ies la suprafața mucoasei în mucusul secretat de celulele glandulare ale acesteia.

Neuronul olfactiv (protoneuronul) intră, deci, în contact direct cu excitantul, fără niciun dispozitiv de receptare, selectare sau dirijare a informației. Axonul său transmite direct centrului imediat superior o simplă informație: prezența sau absența excitantului olfactiv.

Segmentul de conducere - axonii neuronilor olfactivi bipolari, care formează nervii olfactivi, străbat lama ciuruită a osului etmoid (de la baza craniului) și pătrund în bulbii olfactivi.

Aici fac sinapsă cu celulele mitrale (neuroni ganglionari multipolari), deutoneuronul căii. Axonii celulelor mitrale formează tracturile olfactive și se termină în cortex.

Segmentul central este localizat în aria olfactivă din paleocortex. Sensibilitatea olfactivă este foarte diferită de la un individ la altul, chiar la același individ variază în unele situații: înainte de masă sensibilitatea olfactivă este mai mare decât după aceea. Se apreciază că sensibilitatea olfactivă este mai mare la copii decât la vârstnici. La femeile însărcinate sau în cazul unor boli digestive, sensibilitatea olfactivă este mărită.

Intensitatea senzațiilor olfactive depinde și de alți factori: concentrația substanțelor odorante, gradul lor de solubilitate, umiditatea și sănătatea mucoasei.

O substanță odorantă care persistă mult timp în jurul nostru determină fenomene de adaptare olfactivă , intensitatea excitației scăzând până la dispariție, deși stimulul persistă. Este posibilă însă formarea altor senzații olfactive sub acțiunea unor substanțe care nu au acționat până atunci.

Analizatorul gustativ

Segmentul receptor

Limba este organul gustativ . Dacă privim cu lupa suprafața acesteia, observăm proeminențe și rugozități, denumite papile.  Papilele au forme diferite: firișoare (filiforme), ca filele unei cărți (foliate), ciupercuțe (fungiforme) sau în formă de potir (caliciforme sau circumvalate).

Primele două tipuri de papile au rol în sensibilitatea tactilă și termică. Papilele fungiforme și circumvalate sunt papile gustative, prevăzute cu chemoreceptori.

Receptorii sunt muguri gustativi care includ celulele senzoriale și celule de susținere. Se găsesc în papilele din mucoasa linguală și, în număr mai redus, și în mucoasa labială, a obrajilor, a vălului palatin, a faringelui și a epiglotei. În mucoasa linguală, mugurii gustativi se află în șanțul din jurul papilelor circumvalate. Ei sunt în număr de 6-12, dispuși în V la baza limbii. Aceștia se mai găsesc și la suprafața papilelor fungiforme de pe fața dorsală a limbii, ca și în șanțurile dintre papilele foliate de pe marginile limbii.

Receptorii gustativi sunt chemoreceptori, stimulați de substanțe sapide, dizolvate în apă și salivă. Substanțele insolubile, insipide, nu au gust. Papilele filiforme nu au muguri gustativi.

Segmentul de conducere al analizatorului gustativ

Corpul celular al primului neuron se află în ganglionul de pe traiectul nervilor VII (facial), IX (glosofaringian) și X (vag). Nervii care conduc sensibilitatea gustativă sunt nervul facial (VII) pentru mugurii din partea anterioară a limbii (2/3), nervul glosofaringian (IX) pentru treimea posterioară și nervul vag (X) pentru restul mugurilor gustativi.

Fibrele acestor nervi se alătură în bulb, unde fac sinapsă cu deutoneuronul căii. După încrucișare, axonii deutoneuronilor ajung în nucleii specifici de releu din talamus, unde fac sinapsă cu al treilea neuron, care proiectează în scoarța cerebrală.

Segmentul central al analizatorului gustativ

Segmentul central se găsește în partea inferioară a girusului postcentral din lobul parietal, în același loc unde se proiectează sensibilitatea generală a feței.

Capacitatea discriminativă gustativă este mică. Omul percepe patru gusturi fundamentale: acru, sărat, amar și dulce. Gustul variat al diferitelor alimente rezultă din combinațiile celor patru gusturi fundamentale, asociate cu senzațiile olfactive și buco-faringiene (tact, temperatură).

• Gustul acru este localizat pe marginile limbii, la nivelul buzelor și al gingiilor.
• Gustul sărat este perceput pe marginile stângă și dreaptă ale limbii, în partea sa anterioară.
• Gustul amar este perceput spre baza limbii.
• Gustul dulce, la vârful limbii.

Figura 3 . Receptorii gustativi

• a – morfologia limbii;
• b – secțiune prin papilele gustative
• c – structura unui mugure gustativ

Există un al cincilea gust, denumit umami (savoarea gustului). Este dat de un neurotransmițător, glutamatul monosodic, numit și potențator de gust.

Mugurii gustativi din mucoasa faringiană și epiglotică percep, prin asociație, toate gusturile fundamentale.

Sensibilitatea gustativă variază în funcție de concentrația diferitelor substanțe sau de vârsta și sexul persoanelor. La vârstnici este mai redusă decât la adulți.

Unele persoane au o sensibilitate foarte mare pentru anumite gusturi (de exemplu, degustătorii de vinuri).

Excitațiile gustative produse simultan se pot influența reciproc. Astfel, o soluție diluată de zahăr dă o senzație mai puternică de dulce dacă conține clorură de sodiu. Gusturile își îmbină nuanțele, se accentuează sau se șterg, fapt utilizat pe scară largă în gastronomie.

Există o mare diversitate a gusturilor pentru alimente, dar toate au trei componente negustative comune:

• componenta termică, participă discret prin intermediul mirosului;
• componenta tactilă, care iuțește mâncarea și este excitată prin condimente;
• componenta osmică - mirosurile degajate de alimentele calde îmbunătățesc gustul produselor alimentare.

Analizatorul vizual

Vederea furnizează cea mai mare cantitate de informații din mediul extern. Ochiul transformă energia undelor electromagnetice din spectrul vizibil (cu lungimi de undă între 400-700 nm) în impuls nervos .

Vederea permite diferențierea formei, luminozității și culorii obiectelor și în același timp are un rol important în orientarea spațială, în menținerea echilibrului și în activarea corticală difuză, contribuind astfel la integrarea organismului în mediu.

Analizatorul vizual este format din segmentul receptor (segmentul periferic), calea de conducere (segmentul intermediar) și segmentul cortical de proiecție (segmentul central).

Segmentul receptor este localizat la nivelul globului ocular. Acesta, împreună cu anexele de mișcare (mușchii extrinseci globului ocular) și cu cele de protecție (pleoape, gene, conjunctiva, glandele lacrimale, sprâncene) formează ochiul.

Globul ocular găzduiește receptorii pentru vedere. Este alcătuit din trei învelișuri și mai multe medii transparente, prin care lumina ajunge la acești receptori. Învelișurile sunt: sclerotica, coroida și retina .

Figura 4. Componentele globului ocular

Sclerotica este învelișul extern și are rol protector. La exterior se prind mușchii globului ocular: mușchiul drept extern, drept intern, drept superior, drept inferior, oblic inferior și oblic superior. La polul anterior al globului, sclerotica se bombează și devine transparentă, luând numele de cornee.

Coroida este învelișul care asigură nutriția globului ocular, conținând vase, nervi și pigmenți. Spre partea anterioară prezintă o îngroșare numită corp ciliar, alcătuit din mușchi ciliari și din vase de sânge ghemuite numite procese ciliare. Mușchii ciliari sunt mușchi netezi, orientați radiar și circular.

Procesele ciliare au rolul de a produce o substanță numită umoare apoasă. În prelungirea corpului ciliar, la polul anterior al globului, se află un diafragm numit iris, care are un orificiu central - pupila. În alcătuirea irisului se află mușchi netezi, circulari și radiari. Contracția mușchilor circulari duce la micșorarea pupilei, iar contracția mușchilor radiari - la dilatarea pupilei.

Retina, învelișul intern, acoperă doar 2/3 posterioare ale coroidei. Este alcătuită din celule receptoare specializate și din neuroni conectați la aceste celule, care transmit informația spre centrii nervoși (sistemul nervos). Spre coroidă, retina conține un strat de pigmenți de culoare brună, care formează o cameră obscură în jurul celulelor receptoare. La polul posterior al retinei se află:

• pata galbenă ( macula lutea ) , cu o depresiune în centru - fovea centralis;
• pata oarbă, numită așa deoarece nu conține receptori pentru lumină. Pata oarbă reprezintă zona prin care nervul optic părăsește globul ocular.

Segmentul periferic al analizatorului vizual

Celulele receptoare sunt de două tipuri: cu conuri și cu bastonașe .

Celulele cu bastona ș (125-130 de milioane) sunt foarte sensibile la lumină. Sunt receptorii vederii nocturne, dar nu pot percepe detalii ale obiectelor sau culorile. Aceste celule se află în cantitate mare la periferia retinei și sunt absente în fovea centralis.

Celulele cu conuri (5-7 milioane) au un prag de sensibilitate mult mai înalt. Sunt răspunzătoare de vederea la lumină puternică și de distingerea culorilor. Aceste celule ocupă în exclusivitate fovea centralis și se află în număr redus la periferia retinei.

Pentru a ajunge la celulele receptoare, lumina trebuie să treacă prin mai multe medii transparente: corneea, camera anterioară, cristalinul și camera posterioară.

Corneea nu conține vase de sânge, dar este bogat inervată, fiind sensibilă la stimuli externi (dureroși, tactili).

Cristalinul are forma unei lentile biconvexe, care desparte camera anterioară de cea posterioară. Este legat printr-un ligament suspensor de corpul ciliar. Mușchii corpului ciliar au rolul de a regla convexitatea cristalinului: atunci când se contractă mușchii circulari, cristalinul se bombează, iar când se contractă mușchii radiari - cristalinul se aplatizează.

Camera anterioară se află între cornee și cristalin, iar camera posterioară : între cristalin și retină. În camera anterioară se află umoare apoasă , iar în camera posterioară - umoare vitroasă (corpul vitros).

Segmentul intermediar al analizatorului vizual

Neuronii care intră în alcătuirea retinei reprezintă primul și al II-lea neuron al căii vizuale. Primul neuron este conectat la celulele receptoare, iar cel de-al II-lea - la primul neuron. Axonii celui de-al II-lea neuron se grupează, formând nervul optic, și părăsesc ochiul prin pata oarbă. Al III-lea neuron al căii vizuale se află în metatalamus, de unde informația este proiectată în emisferele cerebrale.

Segmentul de conducere este format dintr-un lanț de neuroni bipolari (protoneuronul căii), care prin dendrite fac sinapsă cu celulele fotosensibile, iar prin axoni, cu neuroni ganglionari multipolari (deutoneuronul căii).

Segmentul central al analizatorului vizual

Este reprezentat de aria vizuală primară, aflată în lobul occipital. În vecinătate se află mai multe arii de asociație, conectate cu lobii frontali și parietali, implicate în procese psihovizuale complexe.

Câmpul vizual este spațiul cuprins cu privirea atunci când aceasta este fixată asupra unui punct. La om, cea mai mare parte a câmpului vizual este asigurată de ambii ochi (vedere binoculară) și doar o parte din câmpurile temporale de către un singur ochi (vedere monoculară). Câmpul vizual binocular reunește cele două câmpuri monoculare, suprapuse în zona nazală.

Aparatul optic

Formarea imaginilor pe retină se datorează aparatului optic al globului ocular, alcătuit din cornee, umoare apoasă, cristalin și corp vitros. Datorită corneei și cristalinului, aparatul optic are o convergență pozitivă, care face posibilă proiectarea imaginilor pe retină, iar irisul reglează cantitatea de lumina care pătrunde în ochi.

Claritatea imaginii la distanță și în apropiere se datorează acomodării ochiului prin creșterea convergenței cristalinului, adică prin modificarea razei de curbură a suprafeței sale anterioare, datorită contracției mușchilor ciliari circulatori.

Acomodarea reprezintă modificarea puterii de refracție a cristalinului, în funcție de distanța la care se află obiectele privite. Punctul cel mai apropiat de ochi, la care vedem clar un obiect, cu efort acomodativ maximal, se numeşte punct proxim . Punctul cel mai apropiat de ochi la care vedem clar, fără efort acomodativ, se numeşte punct remotum (6 m).

Practic, un obiect aflat mai aproape de ochi decât punctul proximum nu poate fi văzut clar, iar la o distanță de 6 m, obiectele se văd clar fără acomodare. Punctum proximum scade cu vârsta din cauza diminuării elasticității cristalinului. La persoanele vârstnice acomodarea ochiului are loc între limite reduse. Defecțiunea se numește presbitism și se corectează cu lentile convexe.

Analizatorul acustic (auditiv)

Analizatorul auditiv este organul de sim ț care asigură perceperea undelor sonore, orientarea în spațiu și vorbirea ca mijloc de comunicare interumană.

Urechea este analizatorul care deosebește sunetele unele de altele, dând semnificație lumii sonore care ne înconjoară. Acest organ de simț este format din aparatul de captare și transmitere a undelor sonore (situat în urechea externă și medie) și din aparatul de receptare a sunetelor (situat în urechea internă).

Urechea se împarte în: urechea externă, urechea medie și urechea internă . Receptorii se află la nivelul urechii interne.

Urechea externă este formată din pavilion și conductul auditiv extern.

Pavilionul urechii este alcătuit dintr-un schelet fibrocartilaginos învelit în tegument și prezintă pe suprafața sa neregularități care permit captarea sunetelor și orientarea lor spre conductul auditiv.

Conductul auditiv are o lungime de 2,5-3 cm și se întinde până la membrana timpanului.

Timpanul reprezintă poarta de intrare a sunetelor în urechea medie. Este o membrană fibroasă, groasă și vascularizată, care poate vibra cu 30-30000 cicli pe secundă la undele sonore primite prin conductul auditiv. Timpanul are rolul de rezonator.

Urechea medie

Urechea medie (camera timpanului) este o „mini-tobă” de mărimea unei aspirine, având de o parte și de alta două fețe concave. Se formează într-o cavitate a osului temporal. Ea este plină cu aer la presiune atmosferică, datorită comunicării cu naso-faringele prin trompa lui Eustachio . La fiecare înghițitură, trompa se deschide și aerul intră în urechea medie, egalizând presiunea interioară cu cea atmosferică.

De aceea, guturaiul poate avea ca urmare infecția urechii medii (otita); în condiții de creștere a presiunii exterioare (explozii, tunete, sunetul avioanelor supersonice, difuzoare cu peste 100 decibeli) se impune necesitatea de a deschide gura ori de a înghiți repetat sau de a țipa.

Cele două membrane rezonatoare ale urechii medii sunt timpanul și fereastra ovală. Mai jos de fereastra ovală se găsește fereastra rotundă (timpanul secundar).

Figura 5. Structura analizatorului auditiv

Transmiterea vibrațiilor este realizată de trei oscioare articulate, suspendate de pereții urechii medii prin ligamente și doi mușchi. Oscioarele auzului sunt: ciocanul, care este prins pe fața internă a timpanului, nicovala și scărița, care se sprijină pe fereastra ovală. Mușchii atașați oscioarelor contribuie la modificarea intensității sunetelor. Astfel, contracția mușchilor ciocanului poate diminua amplitudinea sunetelor prea puternice.

Contracția mușchilor scăriței amplifică vibrațiile prea slabe. La amplificarea sunetelor mai contribuie și diferența de suprafață dintre timpan și membrana ferestrei ovale (timpanul este de 13 ori mai mare decât suprafața ferestrei ovale).

Segmentul receptor al analizatorului acustic

Dincolo de membrana ferestrei ovale, în urechea internă, se găsește receptorul pentru sunete.

Urechea internă

Urechea internă se află într-o cavitate situată în stânca osului temporal. Este formată din labirintul osos, alcătuit la rândul sau din vestibul osos, canale semicirculare osoase și melc osos sau cohlee. În labirintul osos se găsește un lichid, numit perilimfă. În interior se află labirintul membranos, format din:

• vestibulul membranos, având două vezicule (utricula și sacula);
• canalele semicirculare membranoase ;
• melcul membranos sau canalul cohlear.

În labirintul membranos se găsește un lichid, numit endolimfă.

Melcul osos (cohleea ) este un canal osos, spiralat în jurul unui ax oso numit columelă. De la columelă pornește o lamă osoasă, subțire (lama spirală osoasă), care împarte incomplet cavitatea melcului în două compartimente, unul superior (rampa vestibulară) și altul inferior (rampa timpanică). Cele două compartimente conțin perilimfă , un lichid cu o compoziție asemănătoare lichidului cefalorahidian, și comunică cu vârful melcului prin helicotremă.

Figura 6 . Structura urechii interne

Melcul membranos (canalul cohlear) ocupă numai o parte a melcului osos, fiind delimitat de rampa timpanică prin membrana bazilară (continuarea lamei spirale osoase) și de rampa vestibulară prin membrana Reissner. Este un tub răsucit în spirală, îngustat de la bază spre vârf și plin cu endolimfă.

Membrana bazilară îl parcurge în lungime și este formată din aproximativ 50000 de corzi elastice, fibre microrezonatoare, întinse în lățimea membranei, una langă alta. Lungimea fiecărei coarde corespunde unui anumit număr de vibrații, ca și coardele unui pian sau harpe. Pe fiecare dintre corzile membranei bazilare se află grupate celule senzoriale ciliate ( mecanoreceptori -receptori pentru vibrații), formând organul Corti.

Alte celule, dispuse în arcade, formează tunelul Corti, celelalte sunt celule de susținere. Celule receptoare auditive sunt înconjurate la bază de prelungirile dendritice ale neuronilor din ganglionul spiral Corti, situat în columelă (protoneuronul căii). Extremitatea ciliată a celulelor auditive vine în contact cu membrana tectoria, aflată deasupra organului Corti.

Segmentul de conducere al analizatorului acustic

Axonii neuronilor din ganglionul Corti formează ramura acustică a nervului cranian VIII. Acesta face sinapsă cu neuronii din nucleii cohleari pontini (deutoneuronul căii). Majoritatea axonilor deutoneuronilor se încrucișează în punte și fac sinapsă cu al treilea neuron, în corpul geniculat medial (metatalamus). Din metatalamus, informația auditivă ajunge la scoarța cerebrală.

Segmentul central al analizatorului acustic

Aria auditivă primară se află în lobul temporal. Aici se formează senzația de auz. Există însă și arii de asociație, localizate cu deosebire în cortexul parietal.

Din impulsurile nervoase, care codifică sunetele receptate, neuronii din cortex încheagă armonii, melodii, zarvă etc. Cortexul este dispozitivul integrator care leagă senzațiile auditive de altele vizuale, tactile, musculare etc., realizând o percepție complexă care este memorată în circuite și mecanisme de rețea. În general, percepțiile auditive „îmbracă" un obiect vizualizat în noțiunile abstractizate logic prin cuvânt.

Mecanismul auzului

Membrana ferestrei ovale vibrează cu frecvența și amploarea transmisă de oscioare. Vibrațiile acestei membrane sunt transmise perilimfei din rampa vestibulară și, prin helicotremă, perilimfei din rampa timpanică. Fereastra ovală se bombează spre urechea medie și creează spațiul necesar vibrării. Vibrația perilimfei se transmite endolimfei, undele lichidului fiind similare cu cele ale aerului (produse de sunet).

Undele endolimfei se abat peste corzile membranei bazilare, care prin mișcarea lor vibratorie ridică celulele senzoriale auditive. Cilii acestor celule inclavate în membrana tectoria sunt îndoiți, iar celulele auditive sunt excitate. Excitația se transformă în impulsuri nervoase, care sunt transmise cortexului.

Analizatorul vestibular

Analizatorul vestibular (sau organul de simț al echilibrului ) participă alături de alți analizatori (kinestezic, cutanat, optic, acustic) la menținerea echilibrului static și dinamic al organismului.

Segmentul receptor al analizatorului vestibular

Receptorii vestibulari sunt localizați în utriculă, saculă și în trei canale semicirculare pline cu endolimfă, din urechea internă. Cele trei canale semicirculare, deschise în utriculă prin 5 orificii, sunt orientate fiecare spre unul dintre cele trei planuri spațiale: orizontal, vertical-sagital și vertical-frontal.

Fiecare canal are la unul din capete o dilatație numită ampulă, unde se află organul receptor, creasta ampulară. Aceasta este formată din celule de susținere și celule senzoriale. Celulele senzoriale sunt prevăzute cu cili groși și lungi, care pătrund în masa gelatinoasă (cupula) ce acoperă suprafața crestei ampulare. La baza celulelor senzoriale se găsește o rețea de fibre nervoase, dendrite ale neuronilor din ganglionul vestibular Scarpa.

Crestele ampulare sunt receptorii vestibulari pentru mișcarea rotatorie.

În utriculă și saculă se află aparatul otolitic , sau macula, care constituie receptorul static de postură și mișcare rectilinie. Aparatul otolitic este alcătuit din celule receptoare și de susținere. Celulele receptoare senzoriale sunt prevăzute cu cili, care pătrund într-o membrană gelatinoasă sub formă de rețea, situată deasupra maculei. În această membrană se află concrețiuni fine de carbonat de calciu ( otoliți ).

Ele stimulează mecanic celulele ciliate. În jurul și la baza celulelor receptoare se găsesc fibrele nervoase ale ramurii vestibulare a nervului acustico-vestibular , care se alătură fibrelor nervoase provenite din ampule.

Segmentul de conducere al analizatorului vestibular

Dendritele neuronilor situați în ganglionul Scarpa (protoneuronul) culeg informații de la nivelul celulelor receptoare, iar axonii formează ramura vestibulară a nervului cranian VIII. Nervul vestibular pătrunde în cutia craniană și face sinapsă în nucleii vestibulari din bulb (deutoneuronul).

O parte din fibrele nucleilor vestibulari ajung la scoarța cerebeloasă din arhicerebel (prin fibre vestibulo-cerebeloase), contribuind la coordonarea echilibrului static și dinamic. Altele ajung la nucleii motori de origine ai nervilor cranieni III, IV și VI (fibre vestibulo-nucleare) care inervează musculatura extrinsecă a globului ocular și, prin fasciculul vestibulospinal, la motoneuronii somatici ai măduvei spinării, contribuind la reglarea tonusului muscular.

O parte din fibrele nucleilor vestibulari din bulb au traseul până la talamus, unde fac sinapsă cu cel de-al treilea neuron, al cărui axon proiectează în scoarța cerebrală.

Figura 7. Receptorii auditivi

Segmentul central se află în lobul temporal, în partea posterioară a girusului temporal superior.

Perceperea mișcărilor de rotație implică activitatea canalelor semicirculare. Lichidul din aceste canale curge și deplasează masa gelatinoasă din ampule. Ca urmare, cilii celulelor senzoriale sunt excitați și se formează un impuls nervos .

Perceperea mișcării rectilinie se obține prin mișcarea otoliților în utriculă și saculă. Când corpul este imobil, otoliții din utriculă și saculă rămân nemișcați în substanța gelatinoasă, deasupra celulelor ciliate, exercitând o presiune asupra acestora. Dacă organismul se mișcă liniar, otoliții se deplasează și substanța gelatinoasă se lasă într-o parte, atingând cilii, care generează un impuls nervos .

Simțul echilibrului este o „senzație care nu se simte”, acționăm fără să ne dăm seama. Mișcarea automată este asigurată de conexiunile dintre receptorii vestibulari și centrul tonusului și al mișcării, fiind controlată continuu prin feed-back. Mișcările uniforme nu determină excitarea receptorilor vestibulari, de aceea în tren sau avion mișcarea nu este percepută, dacă închidem ochii. Simțim mișcarea doar la oprire și la pornire.

Dereglările funcționale ale analizatorului vestibular pot fi temporare (rău de călătorie) sau permanente, în diverse boli. Sindromul Menier este o boală determinată de o acumulare de endolimfă care poate afecta canalele semicirculare, producând amețeli și pierderea echilibrului.

Analizatorul kinestezic (motor)

Creierul reușește să coordoneze mișcările voluntare (pe care dorim să le facem) printr-un reglaj central diferențiat, în care informațiile emise de receptorii vestibulari și de receptorii musculari ajung la centrii nervoși care coordonează tonusul, postura, gesturile în raport cu intenția. Printr-un sistem de feed-back, comanda este controlată clipă de clipă prin efectul produs.

Segmentul receptor al analizatorului kinestezic

Mișcarea este rezultatul acțiunii de ansamblu a organului de simț kinestezic , format din milioane de receptori microscopici (proprioceptori) dispuși în milioane de fascicule musculare, tendoane, suprafețe articulare, ligamente.

După structura lor, există mai multe tipuri de proprioceptori:

• terminații nervoase libere;
• organe tendinoase Golgi, localizate printre fibrele tendinoase;
• corpusculi Vater-Pacini, dispuși în periost și articulații;
• fusuri neuromusculare, distribuite în tot corpul printre fibrele musculare striate.

Terminațiile nervoase senzitive primare formează o spirală în jurul fibrelor intrafusale. Ele au o viteză de conducere foarte mare. Deasupra și dedesubtul fibrelor senzitive primare se află terminațiile senzitive secundare, „în buchet”. Ele sunt mai subțiri și au o viteză de conducere mai lentă. Terminațiile senzitive sunt dendrite ale neuronilor somatosenzitivi din ganglionul spinal.

Organele tendinoase Golgi sunt situate la joncțiunea fibrelor musculare cu tendonul. Acestea sunt rețele de terminații nervoase butonate pe fibrele musculare, la inserția lor pe tendon. Aceste terminații nervoase sunt formate din dendritele neuronilor situați în ganglionul spinal.

Când fasciculele musculare se contractă, trag de tendon pentru a efectua mișcarea. Receptorii tendinoși percep intensitatea acestei tracțiuni (tensiunea contracției musculare). Dacă tensiunea de contracție musculară este prea mare, atunci impulsul nervos format este transmis măduvei spinării, care reduce activitatea mușchiului respectiv. Reflexul tendinos acționează, în consecință, ca un mecanism de feed-back negativ, care se opune dezvoltării unei tensiuni prea mari în mușchi, prevenind ruperea sau smulgerea inserțiilor acestora.

Fusurile neuromusculare sunt diseminate printre fibrele musculare striate, faţă de care se află în paraIel. Sunt excitate de tensiunea dezvoltată în timpul contracţiei musculare. Fusurile neuromusculare sunt formate din 5-10 fibre musculare modificate numite fibre intrafuzoriale, conţinute într-o capsulă conjunctivă.

Fibrele musculare intrafuzoriale sunt de 2 tipuri: fibre cu sac nuclear şi fibre cu lanţ nuclear. Fibrele cu sac nuclear sunt lungi şi groase şi prezintă 2 aspecte diferite: spre polii fibrei, în zonele polare, striaţiunile se păstrează iar nuclei se află în şir central.

Porţiunea centrală a fibrei (zona ecuatorială) este mult dilatată, fară striaţiuni, necontractilă şi conţine 40-50 nuclei.

Fibrele cu lanţ nuclear, subţiri şi scurte, au calibru uniform, păstrează striaţiunile iar nucleii sunt aşezaţi în şir pe toată lungimea lor. Conţin miofibrile mai puţin numeroase.

Fusurile au inervaţie senzitivă şi motorie:

Inervaţia senzitivă este asigurată de dendrite ale neuronilor senzitivi din ganglionul spinal. Unele dintre aceste terminaţii dendritice se numesc anulospirale şi se rulează în jurul ecuatorului fibrelor cu sac nuclear, altele numite "în floare" se termină pe ecuatorul fibrelor cu lanţ nuclear.

Inervaţia motorie este asigurată de axonii neuronilor γ (gama) din cornul anterior al măduvei.

Figura 8. Receptori kinestezici

Stimularea fusului neuromuscular se poate produce prin întinderea mușchiului și prin contracția capetelor fusului. Contracția capetelor produce întinderea zonei centrale a fusului și excitarea terminațiilor senzitive. Ca urmare, produce contracția reflexă a mușchiului.

Segmentul de conducere al analizatorului kinestezic

Impulsurile de la proprioceptorii musculo-articulari se transmit la centrii nervoși superiori pe două căi. Aceste căi ale sensibilității proprioceptive conștiente (fasciculul Goll-Burdach) și inconștiente (fasciculele spinocerebeloase) vor fi prezentate în lecția despre măduva spinării.

Segmentul central al analizatorului kinestezic

Căile sensibilității proprioceptive conștiente proiectează în aria senzitivo-motorie parieto-frontală, unde au loc analiza și sinteza informațiilor kinestezice. Alte arii, frontale și probabil parietale, coordonează mișcări mai puțin diferențiate. Lezarea oricărui segment al analizatorului kinestezic determină tulburări de coordonare a mușchilor.

Putem considera că mușchii noștri își simt propria forță și sforțare. Receptorii din masa musculară semnalizează intensitatea de tracțiune și încordare (tonus) în cursul desfășurării mișcării.