گیرنده‌های حسی و حواس ویژه (زیست ۲)

گفتار ۱: گیرنده‌های حسی

گیرندهٔ حسی، یاخته یا بخشی از یاخته است که اثر یک محرک را دریافت و به پیام عصبی تبدیل می‌کند. گیرنده‌ها را بر پایهٔ نوع محرک به پنج دسته تقسیم می‌کنند:

همین پنج گروه را می‌توان در دو خانوادهٔ بزرگ‌تر هم دید: گیرنده‌هایی که با یک انرژی فیزیکی (نور، صدا، فشار، دما) تحریک می‌شوند و گیرنده‌هایی که با مواد شیمیایی (بو، مزه) کار می‌کنند. ضمناً بدن به پنج حس معروف محدود نیست؛ گیرنده‌های فراوانی هم درون اندام‌های داخلی نشسته‌اند و بی‌آنکه آگاه شویم از وضعیت درون بدن گزارش می‌دهند.

سازوکار کار گیرنده: محرک غشای دارینهٔ گیرنده را تغییر شکل می‌دهد، کانال‌های یونی باز می‌شوند و پتانسیل غشا تغییر می‌کند. این تغییر اولیه هنوز پیام کامل نیست؛ یک پتانسیل درجه‌ای (پتانسیل گیرنده) است که اندازه‌اش با شدت محرک متناسب است و اگر در ابتدای آسه به آستانه برسد، پتانسیل عمل از آنجا آغاز می‌شود. نتیجهٔ مهمش این است که شدت محرک نه با اندازهٔ هر پیام، بلکه با تعداد و فراوانی پیام‌ها در واحد زمان به مغز مخابره می‌شود.

سازش یعنی کاهش یا قطع پیام وقتی محرک ثابت ادامه دارد — مثل احساس‌نکردن لباس روی پوست یا عادت‌کردن به بوی عطر. فایده‌اش این است که مغز به‌جای درگیرماندن با محرک‌های ثابت و بی‌خطر، روی اطلاعات تازه تمرکز می‌کند. گیرنده‌های درد سازش پیدا نمی‌کنند، چون نقش حفاظتی دارند و باید تا رفع آسیب هشدار بدهند.

حواس پیکری برخلاف حواس ویژه در یک اندام جمع نشده‌اند و در پوست، ماهیچه و مفاصل پخش‌اند: گیرنده‌های تماسی (مکانیکی، با بیشترین تراکم در نوک انگشتان و لب‌ها؛ مثل جسم پاچینی که دارینه‌اش را لایه‌های هم‌مرکز بافت پیوندی دربر گرفته)، گیرنده‌های دمایی (هم در پوست، هم درون بدن)، گیرنده‌های حس وضعیت (در ماهیچهٔ اسکلتی، زردپی و کپسول مفصل، حساس به کشیده‌شدن) و گیرنده‌های درد که انتهای دارینهٔ آزادند و اسید لاکتیک ناشی از فعالیت شدید ماهیچه هم تحریکشان می‌کند.

گفتار ۲: حواس ویژه

بینایی

کرهٔ چشم سه لایه دارد. لایهٔ خارجی شامل صلبیهٔ سفید و محافظ و قرنیهٔ شفاف جلوی چشم است. لایهٔ میانی شامل مشیمیهٔ رگ‌دار و رنگدانه‌دار (جلوگیری از بازتاب نور و تغذیهٔ گیرنده‌های نوری)، جسم مژگانی (ماهیچهٔ صاف متصل به عدسی با تارهای آویزی، و ترشح‌کنندهٔ زلالیه) و عنبیهٔ رنگی با سوراخ مرکزی یعنی مردمک است؛ ماهیچه‌های حلقوی مردمک را تنگ (پاراسمپاتیک) و ماهیچه‌های شعاعی آن را گشاد می‌کنند (سمپاتیک). دقت کن که این ماهیچه‌های داخلی صاف و غیرارادی‌اند، ولی چرخاندن کل کرهٔ چشم کار ماهیچه‌های اسکلتی ارادی بیرون کره است.

زلالیه جلوی عدسی و زجاجیهٔ ژله‌ای پشت آن قرار دارد؛ زلالیه قرنیه و عدسی را تغذیه می‌کند و زجاجیه شکل کره را نگه می‌دارد. هر چهار ساختار شفاف چشم (قرنیه، زلالیه، عدسی، زجاجیه) رگ خونی ندارند، چون رگ در مسیر نور تصویر را کدر می‌کرد.

لایهٔ داخلی، شبکیه، جای گیرنده‌های نوری است: یاخته‌های استوانه‌ای در نور کم فعال‌اند و دید سیاه‌وسفید می‌دهند، و یاخته‌های مخروطی در نور زیاد رنگ و جزئیات را تشخیص می‌دهند. لکهٔ زرد بیشترین تراکم مخروطی را دارد و حفرهٔ مرکزی وسطش تیزترین دید را می‌دهد؛ نقطهٔ کور محل خروج عصب بینایی و فاقد گیرنده است.

نور از مسیر قرنیه، زلالیه، مردمک، عدسی و زجاجیه به شبکیه می‌رسد و در قرنیه و عدسی می‌شکند. در تطابق، برای دیدن نزدیک ماهیچه‌های مژگانی منقبض می‌شوند، تارهای آویزی شل می‌شوند و عدسی ضخیم‌تر و همگراتر می‌شود؛ برای دیدن دور برعکس.

عیوب اصلی: نزدیک‌بینی (کرهٔ چشم بزرگ‌تر، تصویر اجسام دور جلوی شبکیه، اصلاح با عدسی واگرا/مقعر)، دوربینی (کرهٔ چشم کوچک‌تر، تصویر اجسام نزدیک پشت شبکیه، اصلاح با عدسی همگرا/محدب)، آستیگماتیسم (انحنای نایکنواخت قرنیه یا عدسی، اصلاح با عدسی استوانه‌ای)، پیرچشمی (کاهش انعطاف خودِ عدسی با بالا رفتن سن، نه ضعف ماهیچه)، آب‌مروارید (کدر شدن عدسی) و آب‌سیاه (انسداد تخلیهٔ زلالیه، بالا رفتن فشار داخل چشم و آسیب تدریجی عصب بینایی).

مسیر پردازش: شبکیه، عصب بینایی، کیاسمای بینایی، تالاموس و در نهایت لوب پس‌سری قشر مخ. در کیاسما فقط آسه‌های نیمهٔ داخلی (بینی) هر شبکیه متقاطع می‌شوند و به نیمکرهٔ مقابل می‌روند؛ رشته‌های نیمهٔ خارجی هم‌سو می‌مانند.

شنوایی و تعادل

گوش بیرونی (لالهٔ گوش و مجرای شنوایی) صدا را به پردهٔ صماخ می‌رساند. گوش میانی شامل پردهٔ صماخ، سه استخوان چکشی، سندانی و رکابی، و شیپور استاش است که فشار دو طرف پرده را یکسان می‌کند. گوش درونی دو بخش دارد: حلزونی برای شنوایی و دهلیزی برای تعادل.

مسیر صدا: پردهٔ صماخ، سه استخوان، دریچهٔ بیضی، مایع درون حلزون، خم‌شدن مژک‌های یاخته‌های مژک‌دار در مادهٔ ژلاتینی، تولید پیام عصبی و عبور از عصب شنوایی به مغز. فشاری که رکابی وارد می‌کند از دریچهٔ گرد تخلیه می‌شود، و چون نواحی مختلف غشای پایه‌ای به فرکانس‌های متفاوت حساس‌اند، مغز زیر و بمی صدا را تفکیک می‌کند.

بخش دهلیزی دو حسگر مکمل دارد: مجاری نیم‌دایره‌ای (سه مجرای عمود بر هم) شتاب چرخشی سر را حس می‌کنند، و دو کیسهٔ اوتریکول و ساکول با بلورهای کربنات کلسیم در مادهٔ ژلاتینی‌شان، شتاب خطی و وضعیت سر نسبت به گرانش را. مغز برای تعادل از سه منبع کمک می‌گیرد: بخش دهلیزی، گیرنده‌های حس وضعیت، و بینایی.

بویایی و چشایی

گیرنده‌های بویایی در سقف حفرهٔ بینی‌اند و مولکول‌های بودار با هوای تنفسی تحریکشان می‌کنند. بویایی تنها حسی است که پیامش بدون عبور از تالاموس مستقیم به قشر مخ می‌رود و با سامانهٔ کناره‌ای (احساسات و حافظه) پیوند دارد؛ به همین دلیل بوها خاطره‌های قوی زنده می‌کنند. یاخته‌های گیرندهٔ بویایی از معدود نورون‌هایی‌اند که در طول زندگی بازسازی می‌شوند.

جوانه‌های چشایی در برجستگی‌های زبان‌اند و ذرات غذا پس از حل‌شدن در بزاق آن‌ها را تحریک می‌کنند. پنج مزهٔ اصلی: شیرینی (قندها)، شوری (نمک)، ترشی (اسیدها)، تلخی (آلکالوئیدها، هشدار سمی) و اومامی (گلوتامات). تفاوت مهم اینکه یاختهٔ گیرندهٔ بویایی خودش نورون است، اما یاختهٔ گیرندهٔ چشایی نورون نیست و با سیناپس به نورون حسی مجاور پیام می‌دهد. بویایی سهم بزرگی در درک مزه دارد؛ با گرفتگی بینی مزهٔ غذا را درست تشخیص نمی‌دهیم.

تالاموس ایستگاه رله برای همهٔ حواس جز بویایی است و هر حس در بخش ویژه‌ای از قشر مخ پردازش می‌شود: بینایی در لوب پس‌سری و شنوایی در لوب گیجگاهی.

گفتار ۳: گیرنده‌های حسی در جانوران

خط جانبی ماهی کانالی زیر پوست با یاخته‌های مژک‌دار در مادهٔ ژلاتینی است؛ جریان آب مژک‌ها را خم می‌کند و ماهی از وجود شکار یا شکارچی آگاه می‌شود — دقیقاً همان الگوی بخش دهلیزی و حس وضعیت در انسان. مگس گیرنده‌های شیمیایی را روی موهای حسی پاهایش دارد و با لمس غذا مولکول‌ها را تشخیص می‌دهد. جیرجیرک پردهٔ صماخ را روی پای جلویی دارد و گیرنده‌های مکانیکی پشت آن نشسته‌اند.

چشم مرکب حشرات از شمار زیادی واحد بینایی (اماتیدیوم) ساخته شده؛ هر واحد قرنیه، عدسی، مخروط بلورین و چند یاختهٔ گیرندهٔ نوری دارد. هر واحد تصویر کوچکی می‌سازد و دستگاه عصبی آن‌ها را کنار هم می‌گذارد. نتیجه: میدان دید بسیار وسیع و تشخیص عالی حرکت، اما وضوح کمتر از چشم ساده. مار زنگی در حفره‌ای جلوی چشم گیرندهٔ فروسرخ دارد و شکار گرم‌خون را در تاریکی کامل می‌یابد.