Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Inger Modalitás Receptortípus. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

Átírás

1 külső, belső környezet ei Érzékelési folyamat szereplői Az érzékelés biofizikájának alapjai specifikus transzducer központi idegrendszer Az jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG? Magasabb szintű kódolás térbeli időbeli Inger Modalitás Receptortípus Fény Látás Fotoreceptor Hang Hallás Mechanoreceptor Helyzet Egyensúlyérzet Kémiai anyagok Ízlelés Kemoreceptor Szaglás Nociceptiv Fájdalom Hő Hőérzet Termoreceptor Fájdalom Taktilis Tapintás Mechanoreceptor Mechanikai-, hő- és kémiai Fájdalom Polimodális nociceptor

2 Receptor felépítése Primer receptor Szekunder receptor Receptor válasza az adekvát re GYENGÉBB ERŐSEBB INGER szabad idegvégződés nem-mielinált axon körülzárt idegvégződés környező szövetek mielinált axon Receptor sejt Szinaptikus vezikulák mielinált axon Szinapszis Érzékelő válasz RECEPTOR- POTENCIÁL MODULÁLT IMPULZUSKÓD Az általános, uniformis receptorválasz: (AKCIÓSPOTENCIÁL-SOROZAT FORMÁJÁBAN KÓDOLT ÜZENET) a receptor nyugalmi potenciáljának megváltozása egyszerű neurális receptor komplex neurális receptor érzékelésre specializálódott sejt RECEPTORPOTENCIÁL GYENGÉBB ERŐSEBB receptorpotenciál kialakulása: TRANSZDUKCIÓ INGER GYENGÉBB ERŐSEBB RECEPTOR- POTENCIÁL MODULÁLT IMPULZUSKÓD (AKCIÓSPOTENCIÁL-SOROZAT FORMÁJÁBAN KÓDOLT ÜZENET) amplitúdója arányos az amplitúdójával időtartama azonos az időtartamával helyi potenciálváltozás nem Na-potenciál INGER RECEPTOR- POTENCIÁL MODULÁLT IMPULZUSKÓD (AKCIÓSPOTENCIÁL-SOROZAT FORMÁJÁBAN KÓDOLT ÜZENET) Nem-elektromos jel átalakítása elektromos jellé a receptor mint transzducer működik

3 INGER MILYEN? HOL? KÓD A receptor típusa A receptormező lokalizációja Adaptáció : a receptorpotenciál amplítúdójának csökkenése fájdalom MENNYI? MEDDIG? A receptorpotenciál amplitúdója A receptorpotenciál időtartama szaglás nyomás látás Gyorsan adaptálódó receptorok : pl. tapintás, szaglás, hőérzet Lassan / nem adaptálódó receptorok (pl. fájdalomérzékelők - fogfájás) Az információ továbbítása a receptorról a ra / axonra Szekunder receptor szinapszis axon receptorpotenciál neurotranszmitter? mennyisége minősége Primer receptor helyi áramok axon receptorpotenciál áramerősség? Receptorpotenciál Axon membránpotenciálja A receptorpotenciál hatása az elhető membránra Küszöb alatti depolarizáció (gátló szinapszisoknál hiperpolarizáció) Küszöb feletti generátorpotenciál akciós potenciál Állandó amplitúdójú, frekvencia modulált jel

4 küszöb Az AP-frekvencia és az erősség kapcsolata 1.6 x küszöb 2.7 x küszöb hidegérző Folytonos működésű receptorok rel. hőmérséklet hőmérséklet idő Az információ módosulása a feldolgozás során (1) receptív mező 1 primer érző Térbeli szummáció szekunder érző receptív mező 2 20 mm Pl. ujjbegy Pl. hát 20 mm melegérző Változatlan körülmények között állandó frekvenciájú akcióspotenciálsorozatot generálnak. Az adekvát paraméter változása frekvenciacsökkenést vagy -növekedést idéz elő. primer érző szekunder érző két jelet érzékel egy jelet érzékel primer érző szekunder érző

5 bőr primer tű Az információ módosulása a feldolgozás során (2) AP frekvencia ~ erősség Akciós potenciál frekvencia nincs fájdalom Háti gyökér ganglion Folyamatosan működő gátló Az információ módosulása a feldolgozás során (3) erős fájdalom fájdalom Gátlás blokkolása Fájdalom és tapintás szekunder harmadlagos Szomszédos ok gátlása Ingerület csak a domináns on Akciós potenciál frekvencia tapintás fájdalom Gátlás blokkolásának a gátlása Összefoglalva Pszichofizika idő (ms) idő (ms) idő (ms) kapcsolat az mennyiségi jellemzői és a szubjektív tapasztalás között lg ΔU rec f AP az érzeterősség mennyiségi jellemzése, mérése lg (erősség) ΔU rec

6 Az érzékelési küszöb vizsgálata Abszolút küszöb az felismeréséhez szükséges legkisebb Döntés módszere igen - nem válasz Az érzékelési küszöb vizsgálata Abszolút küszöb az felismeréséhez szükséges legkisebb erősség Döntés módszere igen - nem válasz Beállítás módszere (lásd gyakorlat) Különbségi küszöb : két megkülönböztetéséhez szükséges legkisebb különbség nagysága Kényszerített döntés módszere választani muszáj Különbségi küszöb : a megkülönböztetéshez szükséges különbség nagysága legkisebb érzékelhető különbség = I I 0 különbözőnek felismert intenzítás háttér intenzítás LÉK= I I 0 Ernst Weber ( ) "just-noticeable difference" (JND)

7 Mekkora fizetésemelés képes munkahelyváltoztatásra ösztönözni valaki? LÉK= I I 0 A LÉK nem állandó érték, nagyobb I 0 esetén nagyobb LÉK-re van szükség Ernst Weber - I 0 és a LÉK (ΔI) viszonya ΔI = I0 k k :Weber-arány meghatározása mérések alapján Weber-arány ΔI= I I 0 Fényesség 0,079 Hangosság 0,048 Tapintás 0,022 ΔI egy függvény ΔI az erősség függvénye Nyomás 0,02 Ízlelés (sós) 0,083 Elektromos sokk 0,013 Gustav Theodor Fechner ( )

8 Feltételezte ( DE NEM MÉRTE ), hogy az erősség minden ΔI változása azonos mértékben változtatja az érzeterősséget. ΔI/I ~ ΔΨ x x Kapcsolatot keres az erősség és az érzeterősség között. MÉRÉSEKET VÉGEZ Ψ x x Ψ ~lgφ x ΔI 1 ΔI 2 ΔI 3 ΔI 4 ΔI 5 relatív Φ Stanley Smith Stevens ( ) Kapcsolat az erősség és az érzeterősség között mérések alapján n Ψ Φ rövid fényimpulzusok fényessége hatványfüggvény kitevője 0,5 szag (haptén) 0,6 hangosság (3000 Hz harmonikus) 0,67 n Ψ Φ környezeti hőmérséklet 1,00 ízlelés (édes) 1,30

9 Összefoglalva Kétféle megközelítés: Weber Fechner : Ψ ~lgφ Percepció (észlelés) - - a bejérkező ek (információ) elemzését - a beérkező információ rendszerezését - a rendszerbe foglalt információ megértését Differenciavizsgálatok esetén jobb megközelítés Stevens : n Ψ Φ Érzeterősség becslése esetén jobb megközelítés A percepció téves is lehet az illúziók félreértelmezett vizuális ek A beérkező információt rendszerezzük

10

11