视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉:人体如何接收感觉信息

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舌头

舌头的四块内在肌协同工作,使舌头具有很大的灵活性。

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五感示意图

神经系统必须接收和处理外界信息以作出反应、进行通信并确保身体的健康与安全。这些信息大部分来自感觉器官:眼睛、耳朵、鼻子、舌头和皮肤。这些器官中的专门细胞和组织会接收原始刺激,并将其转化为神经系统可以使用的信号。神经将信号传递到大脑,大脑将其解释为影像(视觉)、声音(听觉)、气味(嗅觉)、味道(味觉)和触感(触觉)。

1.眼睛将光线转化为供大脑处理的图像信号

眼睛横截面示意图

眼睛位于头骨的眼眶中,受到骨骼和脂肪的保护。眼睛的白色部分是巩膜。它保护内部结构,包围着角膜、虹膜和瞳孔形成的圆形入口。角膜是透明的,允许光线进入眼睛,并发生弯曲来引导光线进入其后的瞳孔。瞳孔实际上是虹膜有色圆盘中的开孔。虹膜扩张或收缩,调节有多少光线通过瞳孔并进入晶状体。接下来,弯曲的晶状体将图像会在视网膜(眼的内层)上聚焦。视网膜是一层精细的神经组织膜,包含了感光细胞。这些视杆细胞和视锥细胞将光转化为神经信号。视神经将信号从眼睛传递到脑部,由脑将其解释为视觉图像。

2. 耳朵使用听小骨和液体将声波转换为声音信号

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音乐、笑声、汽车鸣笛—都作为空气中的声波传入耳朵。外耳将声波沿着耳道(外耳道)汇聚到鼓膜(“耳鼓”)。声波敲击鼓膜,在膜中产生机械振动。鼓膜将这些振动传递到三块被称为听小骨的微小骨骼,可在充满空气的中耳腔室内看到它们。这些骨骼(锤骨、砧骨和镫骨)承载振动并敲击内耳的开口。内耳由充满液体的管道组成,包括螺旋形的耳蜗。随着听小骨的撞击,耳蜗中的特殊毛细胞会检测到液体中的压力波。它们激活神经感受器,通过蜗神经向脑发送信号,后者将信号解释为声音。

3. 皮肤中的特殊感受器向大脑发送触觉信号

显示出触觉感受器的皮肤截面图

皮肤由三个主要组织层构成:外层表皮、中层真皮和内层皮下组织。这些组织层中专门的感受器细胞检测触觉,并通过周围神经向脑部传递信号。不同类型感受器的存在和位置使特定身体部位更加敏感。嘴唇、手和外生殖器官下表皮可见Merkel细胞。迈斯纳小体可见于无毛发皮肤的上真皮层内—指甲、乳头、嘴唇、足底、阴蒂、龟头和舌尖。这两种感受器都可以检测到触摸、压力和振动。其他触觉感受器还包括环层小体,它也能记录压力和振动。还有能感受到疼痛、瘙痒和刺痒的特异性神经自由末梢。

4. 嗅觉:空气中的化学物质刺激发出被大脑解释为气味的信号。

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气味的感觉被称为嗅觉。它开始于鼻腔的顶部上皮中的毛状纤毛上的感受器。当我们用鼻子嗅和吸气时,一些空气中的化学物质会与感受器结合。这会触发一个顺着神经纤维向上传递的信号,穿过上皮和上方的颅骨到达嗅球。嗅球包含神经元细胞体,其将信号顺着延伸至嗅球的颅神经传递。然后将信号朝着大脑皮层的嗅觉区域向下传递到嗅神经。

5.味蕾的载体:舌头是味觉的主要器官

舌头和味蕾示意图

舌头上的那些小疙瘩是什么?它们叫做舌乳头。它们中包括轮廓乳头和菌状乳头在内的多数都包含味蕾。当我们进食时,食物中的化学物质会进入舌乳头并到达味蕾。这些化学物质(或促味剂)刺激味蕾内部特殊的味觉细胞,激活神经感受器。感受器将信号发送至面神经、舌咽神经和迷走神经的神经纤维。这些神经将信号传递到延髓,延髓将信号传递到脑部的丘脑和大脑皮层。