Heyrn snerting lykt brag og athygli Dr rsll

Heyrn, snerting, lykt, bragð og athygli Dr. Ársæll Arnarsson, prófessor

Skynjun � Allsstaðar í umhverfinu eru margskonar form orku sem hefur áhrif á okkur. Sumar sameindir ferðast í lofti og valda því að við finnum lykt. Þegar loftið þrýstist saman og dregst sundur á víxl, skynjum við hljóð � Hæfileiki okkar til að verða vör við þessa orku og skilja hana, er háður viðtökum sem eru sérhannað til að nema sérstakar gerðir, taugunum sem ganga til mænu og heilasvæðunum sem vinna úr þessu

Skynviðtakar (sensory receptors) �Á líkama allra dýra eru hlutar sem eru sérstaklega næmir fyrir ákveðinni gerð orku. Þettta kallast skynfæri (sensory receptor organs) � Það sem vekur svör hjá skynfærum kallast áreiti (stimulus). Það geta verið hljóðbylgjur sem berast í eyrað, ljós sem fellur á augað eða matur á tungu � Viðtakar bregðast við ákveðinni gerð áreita og þýða þau yfir á tungumál taugakerfisins; rafboð

Flokkun skynkerfa � Mekanísk ◦ Snerting: Snerting eða aflögun yfirborðs líkamans ◦ Heyrn: Hljóðbylgjur í lofti eða vatni ◦ Jafnvægislíffæri (vestibular): Hreyfing og staða höfuðs ◦ Liðir (joints): Staða og hreyfing ◦ Vöðvar: Spenna

Flokkun skynkerfa � Ljós (photic) � Efna (chemical) ◦ Sjón: Sjáanleg geislandi orka ◦ Lykt: Efni sem leysast upp í lofti eða vatni í nefinu ◦ Bragð: Efni sem komast í snertingu við tunguna ◦ Innri efni: Breytingar í CO 2, p. H og osmótískum styrk ◦ Vomeronasal: Ferómón í vatni eða lofti � Raf (electrical) ◦ Rafskynjun: Breytingar í þéttleika rafstrauma

Flokkun skynkerfa � Hita (thermal) ◦ Kuldi: Lækkun í hita húðar ◦ Hiti: Hækkun í hita húðar

Upphaf skynjunar � Skynjun hefst með því að sérhæfður viðtaki nemur breytingu í orku. Hann breytir þessari orku síðan yfir í taugaboð (sensory transduction) � Sumir viðtakar hafa síma (axon) sem geta flutt upplýsingarnar. Aðrir hafa ekkert slíkt og verða að tengjast öðrum frumum sem flytja boðin

Upphaf skynjunar � Spennan sem myndast í viðtökunum er stigspenna (generator potential) � Þessi viðtakaspenna verður að ná þröskuldi á sama hátt og aðrar stigsspennur. Annars myndast ekki boðspenna og engin boð eru send til MTK � Allar upplýsingar eru svo fluttar með boðspennum sem eru breytilegar aðeins í tíðni

Áreitisstyrkur og staðsetning � Sumir viðtakar og taugafrumur svara bara ákveðnum áreitisstyrk, þ. e. hafa mismunandi þröskuld. Dæmi: Sjón � Við eyðum töluverðu púðri í að átta okkur á því hvar áreitið er í umhverfinu. Líkamsskynjun (somatosense) er augljósasta dæmið, en einnig sjón, heyrn og lyktarskyn

Aðlögun (adaption) � Margir viðtakar sýna minni svörun ef áreitið heldur áfram stöðugt � Tónískir (tonic) viðtakar sýna tiltölulega litla aðlögun en fasískir (phasic) hætta mjög fljótlega að sýna svörun við sama áreitinu � Taugakerfið leggur áherslu á breytingar

Sendingar til MTK � Brautir liggja frá viðtökunum yfir í mænu eða heilastofn. Hvert skynsvið (sensory modality) á sína sérstöku braut og heilastöð sem sú braut tengist (sensory pathway) � Í flestum tilfellum fara skynupplýsingar um stúku (thalamus) áður en þær eru sendar til heilabarkar

Viðtakasvæði (receptive field) � Það svæði líkamans sem, þegar það er ert, virkjar ákveðna aðlæga taugafrumu � Viðtakasvæði eru misstór

Grunnskipulag skynjunar � Frumskynsvæði heilabarkar (primary sensory cortex) er það svæði sem tekur við boðunum fyrst – yfirleitt frá stúku (thalamus) � Annars stigs skynsvæði heilabarkar (secondary sensory cortex) fær mest af boðum frá frumskynsvæðinu eða öðrum annars stigs svæðum � Tengslasvæði heilabarkar (association cortex) tekur við boðum frá fleiri en einni gerð skynjunar

Grunnskipulag skynjunar � Eftir því sem við færumst ofar – frá viðtökum, að stúku, til frumskynsvæðis, þaðan til annars stigs svæðis og til tengslabarkar, þá sjá taugafrumurnar um sífellt flóknari og sérhæfðari virkni � Sérhvert svæði fær inntak sitt frá svæði sem er undan í röðinni, bætir við úrvinnslu og sendir það áfram � Skaði á svæði ofar í röðinni veldur flóknari skerðingu (algjör blinda v. s. andlitsblinda)

Hljóð � Hljóð er orka sem getur borist í gegnum lofttegundir, vökva og föst efni. � Hljóðbylgjur þrýsta lofttegundum saman og draga þær í sundur á víxl. Ef lofttegundirnar skella þétt saman, þá verður til mikill hávaði. Hraði þessa veldur hinsvegar mismunandi tíðni hljóðs (hertz, Hz). Við heyrum best á tíðnisviðinu 10004000 Hz (20 -20000).

Eyrað � Hljóð ferðast fyrst inn í ytri eyrað og inn í eyrnagöngin, þar sem hljóðið magnast. � Hljóðhimnan (tympanic m) liggur við enda þeirra og valda hljóðbylgjurnar titringi í hljóðhimnunni. Hún titrar rólega þegar lágtíðnihljóðbylgjur lenda á henni, en hraðar þegar það eru hátíðnibylgjur. Aftan við hljóðhimnuna er miðeyrað.

Eyrað � Miðeyrað er einnig loftfyllt og þaðan liggur kokhlustin (eustachian t) niður í kok. � Þrjú örsmá bein eru í miðeyranu og nefnast hamar, ístað og steðji (malleus, incus og stapes). Þau bera boð frá hljóðhimnunni að innra eyranu sem er vökvafyllt.

Eyrað � Innra eyrað nefnist kuðungur (cochlea). � Það er erfiðara að mynda hreyfingu í vökva en lofti og þess vegna verða heyrnarbeinin að magna upp boðin áður en þau lenda á egglaga glugganum (oval window) sem er opið inn í kuðunginn. Glugginn er mun minni en hljóðhimnan og því næst 15 -20 föld mögnun.

Eyrað �Á annari hlið kuðungsrásarinnar er grunnhiman (basilar m) og ofan á henni er líffæri Corti’s sem inniheldur skynvið-taka heyrnar. Þrýstingsbylgjur sem berast niður eftir kuðungsrásinni valda því að grunnhimnan titrar. Mismunandi svæði svara mismunandi tíðni hljóðs. Næst egglaga glugganum skynjast hæsta tíðni hljóðs, en fjærst honum sú lægsta.

Líffæri Corti’s � Afskautun hárfruma leiðir til losunar taugaboðefnisins glútamat sem örvar aðlægar taugafrumur. Þær mynda boðspennur og bera boðin með heyrnartauginni (VIII. heilataug) til heyrnarbarkar. Því meiri hávaði, því tíðari boðspennuhrinur.

Heyrnartaug � Taugaþræðir heyrnartaugarinnar fara inn í heilastofn og tengjast þar millitaugafrumum. Oft koma þar saman taugafrumur frá sitthvoru eyranu. Þar er gerður samanburður á komutíma hljóðs og styrk, sem hvorttveggja má nota til að átta sig á hljóði. Frá heilastofni berst hljóðið til thalamus og þaðan í heyrnarbörk.

Heyrnarbörkur �Í prímötum er heyrnarbörkurinn staðsettur á gagnaugablaði (temporal lobe) og fær mest af sínu inntaki frá medíal geniculate hluta stúkunnar � Utan um kjarnasvæði sem er frumskynsvæðið liggur belti og þar fyrir utan svokölluð parabelt svæði

Heyrnarbörkur � Líkt og í sjón, eru tveir straumar heyrnarskynjunar í heilaberki – til prefrontal barkar og posterior hluta hvirfilbarkar (parietal lobe) � Sá fyrrnefndi sér hugsanlega um að greina um hvaða hljóð er að ræða � Hinn síðarnefndi sennilega um það hvaðan það kemur

Heyrnarleysi � Ein algengasta fötlunin � Algert heyrnarleysi er hins vegar afar sjaldgæft (um 1% af heyrnarskertum) � Getur verið vegna vandamála í beinabyggingu eða boðflutningi tauga

Líkamsskyn 1. 2. 3. Áreiti utan á líkamanum, þ. e. húðinni (exteroceptive system) Stöðuskyn (proprioceptive) er samansett úr boðum frá vöðvum, liðum, sinum og jafnvægislíffærum Innra skynkerfi líkamans (interoceptive) sem fylgist með innra ástandi líkamans – blóðþrýstingi, hitastigi og fleiru

Snerting � Snerting er ekki bara snerting! � Þrýstingur, titringur, kitl, bleyta, mýkt. . . � Húðin er í þremur lögum; efst er hið þunna epidermis en svo kemur dermis sem inniheldur taugafrumur, bandvef og æðar � Sársauki, hiti og kuldi er numinn af frjálsum taugaendum

Viðtakar fyrir snertingu � Pacinian-hylki nema titring. Viðtakasvæðin eru stór með óljósum jöðrum. Þau aðlagast fljótt � Meissner’s-hylki nema snertingu. Hafa lítil og vel afmörkuð viðtakasvæði. Aðlagast fljótt � Merkel’s-diskar nema snertingu. Hafa lítil og vel afmörkuð viðtakasvæði. Aðlagast hægt. Hafa hamlandi jaðarsvæði (inhibitory surround) � Ruffini’s endar nema tog. Viðtakasvæðin eru stór með óljósum jöðrum. Þau aðlagast hægt

Viðtakar fyrir snertingu

Frá húð til heila � Boð um snertingu fara frá viðtökunum inn í mænu. Þar fara símarnir inn í baklægt horn (dorsal horn) og síðan upp í heilastofn þar til þeir enda í baklægum kjarna í mænukylfu (medulla). Þaðan krossa boðin yfir á hina hliðina og ganga upp í stúku. Frá stúku ganga þau upp í frumlíkamsskynbörk (somatosensory cortex – S 1)

Frá húð til heila � Yfirborði húðarinnar er hægt að skipta í svokölluð dermasóm. Boð frá hverju dermasómi ganga inn í mænu á ákveðnum stöðum

Frá húð til heila

Boðbrautir líkamsskynjunar � Tvær megin ◦ Dorsal-column medial lemniscus �Boð um snertingu og líkamsstöðu ◦ Anterolateral �Boð um sársauka og hita

Sársauki � “Óþægileg skyn- eða tilfinningareynsla sem tengist raunverulegri eða hugsanlegri vefjaskemmd” � Sársauki er alls ekki gagnslaus. Fólk sem hefur ekki sársaukaskyn lifir yfirleitt ekki lengi � Guðrún Eva Mínervudóttir – Yosoy

Hlutverk sársauka � Skammlífur sársauki hvetur okkur til að forða okkur frá sársaukavaldinum, oftast með reflex. Þannig komum við í veg fyrir frekari skaða � Langvinnur sársauki getur aukið hegðun eins og svefn, óvirkni, fæðunám, umhirðu og drykkju, sem eflir endurhæfingu � Tjáning sársauka er félagslegt merki. Hún varar aðra við hættu og kveikir umönnunarhegðun þeirra

Mælingar á sársauka � Mc. Gill Sársaukalistinn lýsir sársauka út frá þremur þáttum: ◦ Skynjun: Nístandi, djúpur o. s. f. v. ◦ Tilfinning: Þreytandi, flökrandi o. s. f. v. ◦ Hugrænu mati: Enginn, mikill, mildur o. s. f. v.

Boð um sársauka � Yfirleitt verður skemmd í vef til þess að hann losar frá sér ákveðin efni. Þau efni virkja sársaukanemana (nocireceptors) sem eru frjálsir taugaendar � Hluti sársaukaboða berst með Aδ þráðum sem eru þykkum og mýelínslíðraðir. Þeir sjá um að senda boðin hratt � Hluti berst með grönnum og ómýelíneruðum C-þráðum. Þeir bera aðra sársaukabylgju; viðvarandi og óskýran

Boð um sársauka �Í mænunni berast sársaukaboðin með anterolateral/spinothalamic brautinni. Sársaukataugafrumurnar koma inn í baklægt (dorsal) horn mænu, krossa strax yfir og ganga upp anterolateral súluna. Þær enda svo í stúku (thalamus). Þaðan dreifast þau um ýmis svæði heilans en það er cingulatebörkur sem talinn er vera samhæfingarmiðstöð sársauka

Bragðskyn � Við höfum um 10, 000 bragðlauka á tungunni. Viðtakafrumurnar eru í bragð-laukunum eins og appelsínubátar. Upp úr appelsínunni, liggur þröng pípa upp á yfirborð tungunnar þar sem munnvatnið er. � Bragð er að minnsta kosti af fimm gerðum: Salt, sætt, bitur, umami og súrt. Við höfum sér viðtaka fyrir hvert.

Bragðskyn � Brautirnar fyrir bragðskyn staðnæmast við parietal cortex, rétt við munnsvæðið. � Skynjun á hita (sársauka) og áferð hafa greinileg áhrif á bragðskyn. Einnig er lyktin mikilvægur þáttur

Lyktarskyn � Lyktarviðtakarnir liggja á smá himnu-bletti í nefinu (olfactory epithelium). Þetta eru langir taugaendar sem eru baðaðir í slími, sem efnin verða að leysast upp í. Hver lykt hefur sinn viðtaka. � Upplýsingarnar fara í olfactory bulb og síðan inn í limbíska kerfið sem tengist fæðuleit, kynhegðun og tilfinningum.

Jafnvægi � Breytingar í hreyfingu og stöðu höfuðs-ins eru numdar af hárfrumum í vestibularkerfinu í innra eyranu. Þetta er samsafn vökvafylltra röra sem tengjast kuðungsrásinni. Til vestibular-kerfisins teljast þrjár hálfhringsrásir (semicircular ducts) og útvextir tveir er kallast saccule og utricle, en þeir hafa með hröðun og stöðu höfuðs gagnvart þyngdaraflinu að gera.

Hálfhringsrásir (semicircular d. ) � Kinka kolli, hrista höfuð, halla undir flatt. � Samskonar skynviðtakar og eru í Líffæri Corti’s, þ. e. hárfrumur. Þegar höfuðið hreyfist, hreyfast hárin, sem veldur breytingum á losun boðefna frá þeim. � Hraði og það hversu mikið höfuðið er hreyft, ræður örvun skynviðtakana.

Hálfhringsrásir (semicircular d. ) � Hver hárfruma bregst mest við beygju í eina ákveðna átt og afskautast mest þá. Ef hárin sveigjast í hina áttina, þá yfirskautast viðtakinn. Tíðni boðspenna í taugafrumunni sem tengist viðtakanum ræðst bæði af því hversu mikil sveigja verður á hárfrumunum, en einnig í hvaða átt sveigjan er. � Engin svörun á stöðugum hraða

Upplýsingar og bilanir � Upplýsingar berast úr vestibular-kerfinu að heilastofni með VIII. heilataug. Það er unnið úr þeim á svæði sem liggur við líkamsskynsvæðið á postcentral gyrus. Þar eru þær tengdar upplýsingum frá liðum, sinum og húð.

Stöðu- og hreyfiskyn � Aðalnemarnir eru vöðvaspólurnar sem nema tog á rákóttum vöðva. Þær nema bæði hraða og styrk breytingana. � Það eru einnig nemar í liðum, sinum og húð sem koma inn í þetta � Sjón- og jafnvægisskyn er einnig mikilvægt í þessu samspili