Aistien avulla ihminen saa tietoa ympäristöstään ja kehon sisällä tapahtuvista muutoksissta. Aistinsolut reagoivat ärsykkeisiin ja muuttavat ne sähköisiksi signaaleiksi, jotka kulkevat hermoratoja pitkin aivoihin. Kullakin aistilla on aivoissa oma alueensa, jossa aistimus syntyy.
Näköaisti:
Alkeellisimpia silmän esiasteita lienevät yksisoluisten alkueliöiden valoa aistivat pigmentit, jotka vaikuttavat niiden käyttäytymiseen ja vuorokausirytmiin. Monimutkaisimmilla eliöillä nämä pigmentit keskittyvät yhdelle alueelle, josta hermo vie viestejä aivoihin. Kehittyneimmät silmät aistivat tarkasti valon eri taajuuksia ja pystyvät pimeässäkin tarkentamaan katseen kohteeseen.
Yleisiä näkökyvyn häiriöitä
Taittovirheet ovat mykiön toiminnan häiriöitä. Normaalisti toimiva mykiö tarkentaa kuvan verkkokalvolle. Esimerkiksi likinäköisen mykiö tarkentaa silmään tulevan valon hieman verkkokalvon eteen. Useimmat taittovirheet voidaan korjata silmälaseilla tai laserleikkauksella.
Glaukooma eli viherkaihi on yleinen silmäsairaus, jossa näköhermo vaurioituu asteittain, usein kohonneen silmänpaineen takia. Glaukoomaa sairastavan näkökenttä on kapeampi ja erotuskyky heikentynyt.
Värisokea ihminen ei kykene erottamaan värejä. Värisokeus johtuu tappisolujen valoherkkien pigmenttien mutaatioista tai vaurioitumisesta. Punavihervärisokeus on yleinen värisokeuden muoto, joka on miehillä yleisempää kuin naisilla.
Silmä toimii kuten kamera
Kameran linssi taittaa valoa niin, että digikennolle syntyy tarkka kuva. Kenno rekisteröi valon voimakkuutta ja aallonpituutta eli väriä. Silmässä mykiö toimii linssinä ja tarkentaa kuvan verkkokalvolle, jonka tappi- ja sauvasolut reagoivat valoon.
Silmän iiris säätelee verkkokalvolle pääsevän valon määrää. Iiriksen keskellä on musta pupilli, joka aukeaa silmämunaan. Iiris reagoi valon määrään hyvin nopeasti, joko supistamalla tai laajentamalla pupillia. Lääkärissä tätä reaktiota testataan osoittamalla pientä taskulamppua silmään. Tällöin iiris supistaa pupillin pieneksi pisteeksi.
Koska meillä on kaksi silmää vierekkäin, kykenemme näkemään kolmiulotteisesti. Ilman syvyysnäköä me törmäilisimme esineisiin ja tarttuminen vaikkapa pöydällä seisovaan juomalasiin epäonnistuisi jatkuvasti. Aivot muodostavat käsityksen etäisyydestä vertaamalla silmien lähettämiä kuvia. Mitä kauempana kohde on, sitä pienempi on kahden kuvan ero.
Koivunlehti näyttää vihreältä, koska se heijastaa vihreän valon aallonpituutta ja absorboi tehokkaasti muita aallonpituuksia. Silmämme pystyy erottamaan valon vihreäksi, koska meillä on tähän aallonpituuteen erikoistuneita tappisoluja. Tappisoluja on kolmea eri tyyppiä, jotka ovat herkkiä eri aallonpituuksille; siniselle, vihreälle ja punaiselle.
Verkkokalvolla on myös toisenlaisia soluja, sauvasoluja. Ne auttavat näkemään hämärässä. Niitä on 20 kertaa enemmän kuin tappisoluja ja ne ovat hyvin herkkiä pienimmällekin valon kajastukselle. Hämärässä emme erota värejä, sillä sauvasoluja on vain yhtä tyyppiä, eivätkä ne tällöin voi erotella eri aallonpituuksia.
Verkkokalvon muidenkin hermosolujen on havaittu reagoivan valoon. Näiden solujen merkitys tunnetaan vielä huonosti, mutta niiden arvellaan tahdistavan vuorokausirytmimme.
Silmän rakenne:
Ihmisen silmä on kolmen kalvon muodostama "pallo", silmämuna, jonka näköhermo ja silmälihakset kiinnittävät silmäkuoppaan.
Silmän valoa aistivat solut (sauvat ja tapit) muodostavat yhdessä niistä lähtevien hermosolujen kanssa levymäisen verkkokalvon, joka sijaitsee silmän takaosassa ja jonka hermosolut yhdistyvät lopulta näköhermoksi. Tavallisesti ihmisellä on kolmenlaisia tappisoluja, jotka aktivoituvat herkimmin punaisesta, vihreästä ja sinisestä valosta. Sauvasoluja on vain yhdenlaisia: ne eivät kykene yksinään erottelemaan värejä, mutta toimivat tappisoluja paremmin hämärässä. Karkeasti ottaen voidaan sanoa, että tappisolut reagoivat väreihin, kun taas sauvasolut mahdollistavat hämärässä näkemisen.
Itse näköaistimus syntyy aivoissa, kun sinne saapuu tietoa hermoimpulsseina näkörataa pitkin aistinsolujen välityksellä. Kuvan tulkitseminen alkaa verkkokalvolla ja jatkuu isoaivojen primaarisella näköalueella takaraivolohkossa. Verkkokalvolla kuva on ylösalaisin, ja on väitetty, että aivot kääntävät kuvan oikein päin. Viimeaikaisen tutkimuksen valossa näyttää siltä, että mitään kääntämistä ei tapahdu.
Silmämunan kalvoista uloin on kovakalvo. Silmän etuosassa sijaitsee hieman kupera, kellonlasin muotoinen sarveiskalvo, joka on läpinäkyvä.
Kovakalvon alla on suonikalvo, missä silmävaltimot ja -laskimot muodostavat tiheän suoniverkon. Suonikalvo on kovakalvoon liittynyt kaikkialla paitsi silmämunan etuosassa, missä se väliseinän tavoin painuu silmämunan onteloon heti sarveiskalvon takana. Tämän väliseinän keskellä on pyöreä reikä, mustuainen (pupilli), ja sitä "ympäröivä" värillinen reunus värikalvo eli iiris. Iiriksessä olevat säteittäiset lihakset ja sen reunaa kiertävä rengaslihas voi laajentaa tai supistaa värikalvoa. Suonikalvossa on heti värikalvon takana rengasmainen paksunnos, sädekehä, jossa on samanlaisia ja samalla tavalla toimivia lihaksia kuin värikalvossakin. Sädekehään kiinnittyy ohuilla ripustinsäikeillä lasikirkas kaksoiskupera mykiö eli linssi, joka taittaa ulkoapäin tulevat valosäteet ja luo ylösalaisen pienoiskuvan verkkokalvolle.
Sisin silmämunan kalvoista on verkkokalvo, joka on suonikalvon sisäpinnalle levinnyt näköhermon pää. Verkkokalvo verhoaa vain silmämunan taempaa puoliskoa. Siinä ovat silmän valoherkät solut, sauva- ja tappisolut.
Silmämunaa suojelee ulkoapäin ihopoimujen muodostamat ylempi ja alempi silmäluomi, joiden vapaa reuna on silmäripsien reunustama. Kolmas silmäluomi on vilkkuluomi, joka on ihmisellä surkastunut. Se näkyy silmän sisäkulmassa vain pienenä punertavana jäänteenä. Silmäluomien sisäpintaa sekä silmän näkyvää osaa, "valkuaista" sarveiskalvoa lukuun ottamatta peittää sidekalvo.
Silmämunan pinnan pitää kosteana kyynelneste, joka syntyy silmäkuopan ulkoseinässä olevassa kyynelrauhasessa. Tämän rauhasen ulosvievät putket päättyvät sidekalvopussiin ylemmän silmäluomen sisäpinnalle. Sidekalvopussin sisäreunasta alkaa kyynelkanava kaksiaukkoisena ja päättyy nenäonteloon. Kyynelkanavan alkuosassa on laajennus eli kyynelpussi. Päivisin neste poistuu silmästä kyynelkanavan kautta, mutta öisin suurin osa siitä haihtuu ja jättää jälkeensä likaa, kuolleita soluja ja kivennäisaineita eli rähmää. Tulehduksen aikaan rähmää muodostuu paljon valkosoluista, tulehdusjätteistä ja mikrobien eritteistä.
Kuuloaisti:
Korvan rakenne:
Kuuloaistin toiminta:
Korva jakautuu ulko-, väli- ja sisäkorvaan. Ulkokorvaan kuuluvat korvalehti ja korvakäytävä, jotka siirtävät ilman ääniaallot tärykalvon värähtelyiksi. Välikorvassa sijaitsevat kuuloluut: vasara, alasin ja jalustin. Ääni kulkee tärykalvosta kuuloluiden kautta eteisikkunaan, joka erottaa väli- ja sisäkorvan. Lopulta ääni välittyy sisäkorvassa olevaan nesteen täyttämään simpukkaan.
Ääni saa simpukassa olevan basilaarikalvon värähtelemään. Värähtely liikuttaa kuuloreseptorisoluja, ja solujen värekarvojen osuessa yläpuolellaan olevaan katekalvoon lähtee kuuloreseptoreista kuulo-tasapainohermoa pitkin hermoimpulssi isoaivokuoren kuuloalueelle. Kuuloreseptoreina toimivien karvasolujen karvat muodostavat niitä ympäröivien tukisolujen kanssa Cortin elimen. Mitä matalampi ääni, sitä pidemmälle se kulkee simpukassa. Nämä impulssit välittyvät kuulohermosäikeiden kautta aivokuorella sijaitsevaan kuulokeskukseen, jossa syntyy kokemus äänestä ja sen ominaisuuksista.
Sisäkorvan luusokkelon sisällä oleva kalvosokkelo välittää aivoille tasapaino- ja liikeimpulsseja. Kalvosokkelon kaarikäytävissä sijaitsevat liikereseptorit ja pyöreässä sekä soikeassa rakkulassa asentoreseptorit. Liikereseptorit reagoivat pään kiihtyvään tai hidastuvaan kiertoliikkeeseen. Asentoreseptorit puolestaan reagoivat kiihtyvään tai hidastuvaan suoraviivaiseen liikkeeseen, josta myös painovoimakenttä on yksi erikoistapaus.
Makuaisti:
Ruoka on ihmiselämän tärkeimpiä asioita. Makuaistimme perusmaut ohjaavat meitä syömään tärkeitä ravinteita. Ilman makuaistia meidän olisi hankalaa tietää, mikä on syömäkelpoista.
Chilipippuri tuntuu suussa tuliselta ja mentolipastilli viileältä. Niiden sisältämät aineet aktivoivat suun vapaita hermopäätteitä, eivät makuhermoja. Pastillin mentoli sitoutuu kylmää aistiviin hermopäätteisiin ja chilin kapsaisiini kipuhermoihin.
Viisi perusmakua ohjaavat syömään oikein
Ihminen maistaa nykykäsityksen mukaan ainakin viittä perusmakua. Nämä maut ovat suolainen, hapan, makea, umami ja karvas.
Ei ole sattumaa, että maistamme juuri näitä makuja. Makean ja umamin maut kertovat ruoan ravintopitoisuudesta. Suolaista ja hapanta on tärkeää maistaa, sillä suolat ja hapot muuttavat kehon kemiallista tilaa; pH:ta ja nestetasapainoa. Karvaat maut taas viittaavat ruoan myrkyllisyyteen ja saavatkin usein sylkemään ruoan pois suusta
Makusolut aistivat sylkeen liuenneita aineita
Makuaistinsolut sijaitsevat makusilmuissa, joita on etenkin kielessä, suussa ja nielussa. Kussakin makusilmussa on 50-150 aistinsolua. Näiden solujen pinnoilla on reseptoreita, jotka reagoivat viiteen erilaiseen molekyyliin, viiteen perusmakuun. Jokaiselle maulle on omat aistinsolunsa. Kun makusolujen reseptorit havaitsevat tietyn molekyylin, ne lähettävät sähköisen signaalin hermorataa pitkin aivojen makukeskukseen.
Makean aistinsolu aktivoituu, kun glukoosi tarrautuu sen reseptoreihin. Suolaisen aistinsolut reagoivat suolan natriumioneihin. Happaman makusolut aistivat happojen vetyioneja ja umamia maistavat solut glutamaattia. Karvaan aistinsolut reagoivat ryhmään alkaloideja, joita kasvit erittävät.
Tuoksut ja maut yhdistyvät muodostaen elämyksiä
Viisi perusmakua luovat vain pohjan kaikille ruokien aromeille ja vivahteille. Ruokaelämykset syntyvät vasta makujen ja tuoksujen yhdistyessä. Hajusignaalit vaikuttavat makukokemuksiin ja päinvastoin.
Makuaistimusten syntyminen aivoissa tunnetaan vielä melko huonosti ja makuaistin tutkimus jatkuu yhä. Ymmärrämme jatkuvasti uusia asioita makuaistista. Viime vuosina tutkijoille on syntynyt tarkka käsitys makureseptorien rakenteesta. Samalla on havaittu, että makuaisti ei rajoitu vain suuhun, vaan makureseptorit vaikuttavat kehon toimintaan esimerkiksi mahalaukussa, suolistossa ja haimassa. Kuitenkin vain suun reseptoreista viestit menevät aivojen makualueelle, jossa kokemus mausta syntyy.
Hajujen avulla saamme tietoa ympäristöstämme ja ravintomme sisällöstä. Hajuaistin merkityksen huomaa, kun nenä tukkiutuu. Nuhaisena ruoka ei maistu juuri miltään eikä leppäallergian kourissa pysty nauttimaan kevään tuoksuista.
Geosmiini on molekyyli, jonka haistamme kostean maan tuoksuna sateen jälkeen. Maaperän mikrobit erittävät tätä ainetta kuoltuaan. Ihmisen nenä on erittäin herkkä haistamaan tätä tuoksua. Vanhojen talojen kellarit ja homehtuneet ruuat tuoksuvat geosmiinilta.
Rikkiyhdisteet ovat usein pahanhajuisia. Esimerkiksi mädän haju on rikkivetyä. Kaakkois-Aasiassa suosista durion hedelmästä leijailee niin kuvottavaa rikin yhdistettä, että hedelmän syöminen on kielletty monilla julkisilla paikoilla.
Hajureseptori toimii kuin lukko
Haju kemiallinen aisti, jolla aistimme ilmassa leijuvia molekyylejä. Kemialliset aistit, haju ja maku, ovat eliökunnan vanhimpia aisteja. Jo varhaiset yksisoluiset eliöt suunnistivat kohti ravintoa näiden aistien avulla.
Hajua aistivat solut sijaitsevat nenäontelon katossa. Näiden aistinsolujen pinnalla on erilaisia reseptoreja erilaisia hajuja varten. Ihmisen on arvioitu kykenevän haistamaan jopa 10 000 erilaista molekyyliä. Reseptori toimii kuin lukko, joka aukeaa, kun oikea molekyyli osuu paikalle. Tämä saa reseptorin muuttamaan muotoaan ja vapauttamaan signaalin, joka kulkee aivojen hajukeskukseen.
Tuoksut vievät muistoihin
Tuoksuilla on vahva yhteys muistiin ja tunteisiin. Tuttu tuoksu voi viedä yhdessä nuuhkaisussa ajassa taaksepäin johonkin merkitykselliseen hetkeen tai paikkaan. Selitys tähän löytyy hajuaistin poikkeuksellisesta hermoradasta.
Hajusignaalit kulkevat suoraan hajukeskukseen, kun muiden aistien viesti kulkevat monimutkaisempaa reittiä aivokuorelle. Aivojen hajukeskus on yhteydessä limbiseen järjestelmään, joka on tärkeä alue tunteiden ja muistojen syntymisen ja säätelyn kannalta kannalta.
Hajujen oppiminen on hyvin nopeaa. Jos kerran sairastuu jostain ruoasta, sen haistaminen, saati maistaminen, saa voimaan pahoin vielä hyvin pitkään sairastumisen jälkeen. Tämä on poikkeuksellista oppimista, sillä yleensä ihminen oppii uutta vain useiden toistojen kautta.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti