Wyspecjalizowane receptory i narządy zmysłów

Ameba i inne zwierzęta jednokomórkowe są wrażliwe na wiele różnych bodźców; wynika to z faktu, że pierwotniaki zwykle oddalają się od źródeł jasnego światła, od niektórych substancji chemicznych, od źródeł prądu elektrycznego itp. Jednak do zwierząt bardziej zorganizowanych, u których czynności związane z poszukiwaniem pożywienia przyciągają osobniki przeciwne seks i ucieczka przed wrogami jest bardziej złożona i wiąże się z większym ryzykiem, a skuteczna walka o byt wymaga wyspecjalizowanych komórek wrażliwych na jeden lub tylko kilka rodzajów bodźców.

Tego rodzaju receptory powstały w procesie ewolucji; nazywamy je narządami zmysłów. Receptory w tych narządach są niezwykle wrażliwe na odpowiednie bodźce; oko odbiera wyjątkowo słabą wiązkę światła, natomiast bezpośrednia stymulacja nerwu wzrokowego wymaga bardzo silnego światła. Najmniejsza ilość octu wyczuwalna w smaku lub najmniejsza ilość wanilii wyczuwalna zmysłem węchu nie wywołałaby żadnej reakcji, gdyby działała bezpośrednio na włókna nerwowe.

Tradycyjnie uważa się, że człowiek ma pięć „zmysłów” (tj. dotyk, węch, smak, wzrok i słuch), jednak w rzeczywistości niektóre z tych pięciu zmysłów można podzielić na szereg zupełnie różnych typów wrażliwości.

Na przykład zmysł dotyku obejmuje percepcję dotyku, bólu, ucisku, zimna i ciepła. Ponadto istnieją mniej specyficzne i zlokalizowane, ale nie mniej ważne wrażenia, które sygnalizują wewnętrzne stany ciała. Możemy odczuwać napięcie mięśni, ruchy stawów i dolegliwości takie jak pragnienie, głód, nudności, ból lub orgazm. Receptory takich wrażeń znajdują się we wnętrzu, gardle i innych miejscach.

Narządy zmysłów niektórych zwierząt wyczuwają podrażnienia całkowicie niewykrywalne dla człowieka. Psy i koty słyszą bardzo wysokie, gwiżdżące dźwięki (ultradźwięki), które są dla nas niesłyszalne. Nietoperze podczas lotu wydają krótkie, bardzo wysokie dźwięki. W locie kierują się odbiciami tych dźwięków od napotkanych po drodze obiektów; potrafią nawet łapać owady, kierując się jedynie „echem” swojej małej ofiary.

Kiedy którykolwiek narząd zmysłu jest podrażniony, narząd ten wysyła rodzaj zaszyfrowanej wiadomości, która jest przesyłana wzdłuż włókien nerwowych i odczytywana przez mózg. Przy przesyłaniu impulsów możliwe są różnice: 1) w liczbie włókien przewodzących te impulsy; 2) dokładnie, które włókna przewodzą impuls; 3) w całkowitej liczbie impulsów przechodzących przez dane włókno; 4) w częstotliwości impulsów przemieszczających się w danym włóknie oraz 5) w zależnościach czasowych pomiędzy impulsami w różnych włóknach. Oto możliwości „kodu” komunikatów przesyłanych włóknami nerwowymi; Wciąż nie wiadomo, w jaki sposób w zmysłach powstają różne kody oraz jak mózg je analizuje i interpretuje, przekształcając je w różne doznania.