Elk zintuig heeft eigen sensorische receptoren en neurale routes van en naar de hersenen. Sensorische receptoren zijn gespecialiseerde structuren die reageren op stimuli in de omgeving door neurale impulsen te starten. De cerebrale cortex bevat specifieke sensorische gebieden. Transductie is het proces waarbij een receptor cel een elektrische verandering produceert in reactie op fysieke stimulatie. Tijdens transductie kunnen geladen deeltjes door het celmembraan en veranderen zo de spanning van het membraan. Deze elektrische verandering heet het receptor potentiaal.
Sensorische codering is het proces waarbij informatie over de kwantiteit en de kwaliteit van een stimulus wordt behouden in het patroon van actiepotentialen die van de sensorische neuronen naar het CZS gestuurd worden.
Sensorische codering is het proces waarbij informatie over de kwaliteit en de kwaliteit van een stimulus wordt behouden in het patroon van actiepotentialen die van de sensorische neuronen naar het CZS gestuurd worden. De kwantiteit van de stimuluscodering wil zeggen dat sterkere stimuli grotere potentialen produceren. Kwaliteitscodering wil zeggen dat verschillende weefsels reageren op verschillende soorten energie. Het process van sensorische aanpassing (adaptatie) is de verandering in sensitiviteit wanneer een sensorische systeem een tijd lang wel of niet gestimuleerd is. Dit wordt meestal geremedieerd door de receptor cellen.
Psychofysica
Psychofysica bestudeert de relatie tussen fysieke karakteristieken van een stimulus en de sensorische ervaringen die ze produceren.
- De absolute drempelwaarde (threshold) is de zwak mogelijk waarneembare stimulus
- Verschildrempelwaarde is het minimale verschil in intensiteit tussen twee stimuli dat het individu kan onderscheiden. Ook wel niet-waarneembare verschil (just-noticeable difference) genoemd.
- Weberfractie: jnd = kM
- Gechners wet: S = c log M
Geur
Geurmoleculen komen via de lucht binnen in de neusholte. Daar worden de moleculen opgelost in het slijm dat het olfactory epithelium boven in de neusholte bedekt. Hier liggen de terminals van zo'n 6 miljoen olfactory sensorische neuronen. Een terminal heeft meerdere olfactory receptorgebieden die moleculen van verschillende geuren kunnen binden. Als een molecule aan een receptor bindt verandert het celmembraan om actiepotentialen te starten.
Verschillende neuronen zijn gevoelig voor verschillende geuren. De axonen van olfactory sensorische neuronen lopen door de cribiforme plaat naar de olfactory bulb in de hersenen. Daar vormen ze synapsen met de neuronen in de glomeruli. Elke type olfactory sensorische neuron heeft een eigen glomerulus. Elke geur wordt gekenmerkt door een eigen activatiepatroon in de neuronen en glomeruli. Hoe meer activatie, hoe intenser de geur. Vanuit de glomeruli wordt informatie gestuurd naar met name het limbische systeem en de hypothalamus, maar ook naar delen v.d. cortex. De primaire olfactory cortex ligt onderin de temporale kwab, informatie gaat vanuit hier naar delen van de cortex. De primaire olfactory cortex ligt onderin de temporale kwab, informatie gaat vanuit hier naar het secundaire olfactory gebied in de orbitofrontale cortex.
Geuren van substanties die je in je mond hebt gaan via de neus pharynx naar de neusholte. Zo ervaar je iets als smaak terwijl het eigenlijk een geur is. Ook reukvermogen neemt af als we ouder worden. Dit kan erg gevaarlijk zijn omdat ouderen vaak geen schadelijke stoffen meer ruiken.
Het Major Histocompatibility Complex (MHC) zorgt onder andere voor verschillen in de lichaamsgeur. Muizen kiezen bij voorkeur partners van wie de lichaamsgeur veel verschilt van de eigen geur. Het complex bepaalt ook immuunreacties. Het vinden van een partner met een ander complex heeft als voordeel dat het zorgt voor genetische variatie van de nakomelingen. Het MHC bestaat ook bij mensen, maar het is niet duidelijk in hoeverre mensen hun partners kiezen op de geur.
Bovendien blijkt het zintuig 'ruiken' een rol te spelen in vermijding van incest. Een van de factoren die ervoor zorgen dat we een sterke aversie hebben tegen het hebben van seksueel contact met een familielid is het zintuig 'ruiken'. Mensen kunnen hun genetische familieleden op basis van de reuk identificeren en zij vinden de geur van familieleden meer aversief dan anderen.
De fermoon is een chemische substantie die bij soortgenoten van het andere geslacht een bepaalde fysiologische of gedragsreactie stimuleert. Feromonen spelen o.a. een rol bij het afbakenen van het terrrotorium en bij seksuele aantrekkingskracht.
Smaak
Zoogdieren hebben alleen smaakreceptoren in hun mond. Smaak is belangrijk voor het bepalen of iets wel of niet goed is om te eten. Smaakpapillen zijn ronde structuren die smaak receptorcellen bevatten. Het merendeel van de smaakpillen ligt op de tong. Hoe meer smaakpapillen iemand heeft, hoe gevoeliger iemand is voor smaken. Smaak moleculen lossen op in speeksel en komen op die manier terecht bij de smaak receptorcellen. Dit resulteert in actiepotentialen die van de smaakreceptorcellen naar de hersenen gaan. Tegenwoordig gaan we er van uit dat er 5 smaken zijn: zou, zoet, zuur, bitter en umami (aangenaam). Elke smaak heeft zijn eigen soort receptorcellen. Smaakneuronen zijn verbonden met het limbische systeem en met de cerebrale cortex. Het primaire smaakgebied in de cortex ligt onderin, achteraan in de frontale kwab en is zo opgebouwd dat er een set neuronen is voor elk van de vijf smaken. Het primaire smaakgebied staat ook nauw in verbinding met de orbitofrontale cortex.
Pijn
Pijn is een somatozintuig, dat wil zeggen dat de sensaties van vele plaatsen in het lichaam komen. Pijnreceptoren zitten overal in de huis en in veel soorten lichaamsweefsel. Bij de meeste zintuiglijke sensaties ervaar je de sensaties als komend van buitenaf, maar pijn ervaar ja als iets dat van je eigen lichaam komt. PIn is ook een emotie en een drang.
Het ervaren van pijn is evolutionair gezien erg belangrijk, het beschermt ons tegen gevaarlijke en soms zelfs levenbedreigende situaties, het is een waarschuwingssysteem. PIjn als emotie wordt door alle mensen op dezelfde manier uitgedrukt. Sensorische neuronen zijn de receptorcellen van pijn, maar ook voor gevoeligheid voor temperatuur en voor tast. Pijnneuronen zijn dunner dan andere neuronen en hebben vrije zenuweneinden. Er zijn twee soorten pijnneuronen:
1. C vezels: dun, geleiden langzaam en hebben geen myeline schede. Deze vezels reageren op alle stimuli die pijn kunnen produceren
2. A-delta vezels: iets dikker, hebben myeline laag en geleiden snel. Deze vezels reageren op druk of op extreme temperaturen.
A-delta vezels zorgen voor de eerste pijn: scherpe en precies gelokaliseerd, C vezels zorgen voor de tweede pijn, die langer aanhoudt en meer diffuus is.
Via het ruggenmerg of de hersenstam komen de neuronen uit op de interneuonen. Vanaf de interneuronen wordt ofwel een reflex gestart, of er wordt een impuls naar de thalamus gestuurd voor een bewuste ervaring van de pijn. Pijn heeft 3 componenten:
1. Een onmiddellijke primaire, emotionele en motivationele component die zich in de cingulate cortex binnen het limbische systeem en in de insular cortex in de frontaalkwab bevinden. Beschadiging van deze gebieden leidt tot asymbolia van pijn, patiënten voelen wel pijn maar ondernemen niks om pijn te voorkomen of verminderen.
2. Het cognitieve secundaire emotionele en motivationele component handelt met zorgen maken over pijn en over de betekenis van de pijn. Deze component bevindt zich in de prefrontale kwab. Schade hier zorgt ervoor dat mensen wel pijn ervaren, maar geen zorgen erover maken.
3. Sensorische component komt van de somatosensorische cortex. Dit gebied is cruciaal voor het herkennen, lokaliseren en beschrijven van de pijnsensatie. Fantoompijn is wanneer iemand pijn en sensaties ervaart in een lichaamsdeel dat er niet meer is.
Gate-controle-theorie van pijn, deze theorie stelt dat de ervaring van pijn afhangt van de mate waarin de input van pijn neuronen de poorten kan passeren om hogere pijncentra in de hersenen te bereiken. Bepaalde condities kunnen invloed hebben op de mate waarin de poorten opgesteld zijn. Als je ziek bent neemt de gevoeligheid voor pijn over het hele lichaam toe. Bij letsel aan een lichaamsdeel is dit deel gevoeliger voor pijn. Dit is vooral ook zo omdat het lichaam zichzelf op deze manier beschermt tegen verder letsel.
Het preaqueductual (PAG) gebied is een belangrijk zenuwcentrum voor inhibitie van pijn,. Neuronen van PAG gebied sturen hun axonen naar het lage gedeelte van de hersenstam en naar het ruggenmerg om pijninput te inhiberen. Morfine en andere opiated werken direct op het PAG gebied. Endorfine werkt ook op het PAG gebied. Stressgeinduceerde analgesie is de soms sterk verminderde gevoeligheid voor pijn in zeer stressvolle situaties. De afscheiding van endorfinen draagt hier aan bij. Soms kan pijn ook gereduceerd worden door geloof of hoop. Een bekende voorbeeld is het placebo-effect.
Gehoor
De amplitude van het geluid is de intensiteit van het geluid. het aantal decibel. De toonhoogte bepaalt de frequentie van geluidsgolven en wordt uitgedrukt in Herts.
Het buitenoor (kraakbeen en huid) is vooral bedoel om geluidsgolven te ontvangen en naar binnen te leiden. Het middenoor is met lucht gevulde holte, hier liggen de ossicles (hamer, stijgbeugel en aambeeld). Ossicles lopen van het trommelvlies naar het ovale raam en geven op deze manier vibraties door. Deze botjes vergroten ook de druk op het ovale raam. Het binnenoor bestaat uit de gekrulde cochlea, hier vindt de transductie plaats.
De cochlea (slakkenhuis) bevat een met vloeistof gevuld buitenkanaal dat begint bij het ovale raam en loop naar het ronde raam. Het binnenkanaal is ook gevuld met vloeistof en ligt tussen het inkomende en het uitgaande deel van het buitenkanaal. Het basilaire membraan vormt de vloer van het binnenkanaal. Hier liggen de haarcellen, de receptorcellen voor het gehoor.
Bij conductieve doofheid zijn de ossicles te stijf om vibraties door te geven. Dit kan verholpen worden met een normaal gehoorapparaat dat zelf de trillingen doorgeeft aan het ovale raam. Bij sensorineurale doofheid is er schade aan de cochlea. Het kan verholpen worden door een cochlear implantaat, dit apparaatje doet het werk wat normaal gedaan wordt door de haarcellen. Het werkt natuurlijk niet als de auditieve zenuw vernietigd is.
Asymmetrie in auditieve masking wil zeggen dat geluiden met een lage frequentie beter geluiden met een hoge frequentie maskeren dan andersom. Dit komt omdat geluiden met lage frequenties verder langs het basiliaire membraan reizen. Deze theorie wordt ook wel de reizende golf theorie van frequentie coding genoemd. Naarmate we ouder worden, worden we minder gevoelig voor hoge tonen omdat de haarcellen die hierbij betrokken zijn bij alle geluiden worden gebruikt en dus sneller slijten.