Εξειδικευμένοι Υποδοχείς και Αισθητήρια Όργανα

Η αμοιβάδα και άλλα μονοκύτταρα ζώα είναι ευαίσθητα σε πολλά διαφορετικά ερεθίσματα. Αυτό είναι εμφανές από το γεγονός ότι τα πρωτόζωα συνήθως απομακρύνονται από πηγές έντονου φωτός, από ορισμένες χημικές ουσίες, από πηγές ηλεκτρικού ρεύματος κ.λπ. το σεξ και η απόδραση από τους εχθρούς είναι πιο περίπλοκη και ενέχει μεγαλύτερο κίνδυνο· ένας επιτυχημένος αγώνας για ύπαρξη απαιτεί εξειδικευμένα κύτταρα ευαίσθητα σε έναν ή μόνο λίγους τύπους ερεθισμάτων.

Αυτού του είδους οι υποδοχείς αναπτύχθηκαν στη διαδικασία της εξέλιξης. τα ονομάζουμε αισθητήρια όργανα. Οι υποδοχείς σε αυτά τα όργανα είναι ασυνήθιστα ευαίσθητοι σε κατάλληλα ερεθίσματα. το μάτι αντιλαμβάνεται μια εξαιρετικά αδύναμη δέσμη φωτός, ενώ η άμεση διέγερση του οπτικού νεύρου απαιτεί πολύ δυνατό φως. Η μικρότερη ποσότητα ξιδιού που γίνεται αντιληπτή στη γεύση, ή η μικρότερη ποσότητα βανίλιας που ανιχνεύεται από την όσφρηση, δεν θα προκαλούσε καμία αντίδραση εάν δρούσε απευθείας στις νευρικές ίνες.

Παραδοσιακά, οι άνθρωποι θεωρούνται ότι έχουν πέντε «αισθήσεις» (δηλαδή αφή, όσφρηση, γεύση, όραση και ακοή), αλλά στην πραγματικότητα μερικές από αυτές τις πέντε αισθήσεις μπορούν να χωριστούν σε έναν αριθμό εντελώς διαφορετικών τύπων ευαισθησίας.

Για παράδειγμα, η αίσθηση της αφής περιλαμβάνει την αντίληψη της αφής, του πόνου, της πίεσης, του κρύου και της ζέστης. Επιπλέον, υπάρχουν λιγότερο συγκεκριμένες και εντοπισμένες, αλλά όχι λιγότερο σημαντικές, αισθήσεις που σηματοδοτούν τις εσωτερικές καταστάσεις του σώματος. Μπορεί να νιώθουμε μυϊκή ένταση, κίνηση των αρθρώσεων και καταστάσεις όπως δίψα, πείνα, ναυτία, πόνο ή οργασμό. Οι υποδοχείς για τέτοιες αισθήσεις βρίσκονται στο εσωτερικό, στο φάρυγγα και σε άλλα μέρη.

Τα αισθητήρια όργανα ορισμένων ζώων αντιλαμβάνονται ερεθισμούς που είναι εντελώς μη ανιχνεύσιμοι από τον άνθρωπο. Οι σκύλοι και οι γάτες μπορούν να ακούσουν πολύ δυνατούς ήχους σφυρίχτρες (υπερήχους) που δεν μας ακούγονται. Οι νυχτερίδες κάνουν σύντομους, πολύ ψηλούς ήχους όταν πετούν. Κατά την πτήση τους, καθοδηγούνται από τις αντανακλάσεις αυτών των ήχων από αντικείμενα που συναντώνται στη διαδρομή. Μπορούν να πιάσουν ακόμη και έντομα, καθοδηγούμενοι μόνο από τις «ηχώ» από το μικρό τους θήραμα.

Όταν οποιοδήποτε αισθητήριο όργανο ερεθίζεται, αυτό το όργανο στέλνει ένα είδος κρυπτογραφημένου μηνύματος, το οποίο μεταδίδεται κατά μήκος των νευρικών ινών και αποκρυπτογραφείται από τον εγκέφαλο. Κατά τη μετάδοση παλμών, είναι δυνατές διαφορές: 1) στον αριθμό των ινών που μεταφέρουν αυτές τις ώσεις. 2) ποιες ακριβώς ίνες διεξάγουν την ώθηση. 3) στον συνολικό αριθμό παλμών που διέρχονται από μια δεδομένη ίνα. 4) στη συχνότητα των παλμών που ταξιδεύουν κατά μήκος μιας δεδομένης ίνας και 5) στις χρονικές σχέσεις μεταξύ των παλμών σε διαφορετικές ίνες. Αυτές είναι οι δυνατότητες του «κώδικα» των μηνυμάτων που αποστέλλονται κατά μήκος των νευρικών ινών. Το πώς προκύπτουν διαφορετικοί κώδικες στις αισθήσεις και πώς ο εγκέφαλος τις αναλύει και τις ερμηνεύει, μετατρέποντάς τους σε διάφορες αισθήσεις, είναι ακόμα άγνωστο.