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 Időbeli és térbeli szummációra serkentő szinapszis küszöb 1.6 x küszöb mérő elektród 2.7 x küszöb gátló szinapszis Membrán potenciál depol. küszöb Az AP-frekvencia és az erősség kapcsolata Folytonos működésű receptorok hőmérséklet rel. hőmérséklet idő hidegérző melegérző Változatlan körülmények között állandó frekvenciájú akcióspotenciálsorozatot generálnak. Az adekvát paraméter változása frekvenciacsökkenést vagy -növekedést idéz elő.

5 A hőérzet változása lassú melegítés majd hűtés során A központi idegrendszerben módosulhatnak a jelek: C o meleg meleg langyos langyos indifferens hűvös hideg serkentés facilitálás gátlás konvergencia indifferens divergencia 26 hűvös hideg perc Az információ módosulása a feldolgozás során (1) receptív mező 1 receptív mező 2 primer érző Térbeli szummáció szekunder érző bőr primer tű Az információ módosulása a feldolgozás során (2) AP frekvencia ~ erősség Akciós potenciál frekvencia 20 mm 20 mm Pl. ujjbegy Pl. hát primer érző szekunder érző két jelet érzékel egy jelet érzékel primer érző szekunder érző szekunder harmadlagos Szomszédos ok gátlása Ingerület csak a domináns on Akciós potenciál frekvencia

6 nincs fájdalom Folyamatosan működő gátló Az információ módosulása a feldolgozás során (3) Összefoglalva Háti gyökér ganglion erős fájdalom Gátlás blokkolása fájdalom idő (ms) idő (ms) idő (ms) Fájdalom és tapintás tapintás Gátlás blokkolásának a gátlása lg ΔU rec f AP fájdalom lg (erősség) ΔU rec Pszichofizika kapcsolat az mennyiségi jellemzői és a szubjektív tapasztalás között Az érzékelési küszöb vizsgálata Abszolút küszöb az felismeréséhez szükséges legkisebb Döntés módszere igen - nem válasz az érzeterősség mennyiségi jellemzése, mérése

7 Növekvő intenzítás Az küszöb meghatározása a döntés módszerével Az re adott válasz Inger V1 V2 V3 V4 Igen válasz (%) I1 Nem Nem Nem Nem 0 (0) I2 Nem Nem Nem Nem 0 (0) I3 Nem Nem Nem Nem 0 (0) I4 Nem Nem Nem Nem 0 (0) I5 Nem Nem Nem Nem 0 (0) I6 Igen Nem Nem Nem 1 (25) I7 Igen Nem Igen Nem 2 (50) I8 Igen Nem Igen Igen 3 (75) I9 Igen Igen Igen Igen 4 (100) I10 Igen Igen Igen Igen 4 (100) I11 Igen Igen Igen Igen 4 (100) I12 Igen Igen Igen Igen 4 (100) Az érzékelési küszöb vizsgálata Abszolút küszöb Döntés módszere igen-nem válasz állandó küszöbérték küszöbérték tartomány a küszöb egy valószínűségi változó Az küszöb meghatározása a lépcső módszerrel Az küszöb meghatározása az egyéni beállítás módszerével erősség Ahol az igen és nem válaszok száma megegyezik erősség hallom nem hallom Próbálkozás sorszáma Próbálkozás sorszáma

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

9 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 ( )

10 RRGGGH 25 RRGGGh 5200!!!! Sokkal jobban esik, ha annyinak számolom amennyinek érzem Feltételezte ( DE NEM MÉRTE ), hogy az erősség minden ΔI változása azonos mértékben változtatja az érzeterősséget. ΔI/I ~ ΔΨ x x Ψ x x Ψ ~lgφ x Fechner kapcsolatot keres az erősség és az érzeterősség között ΔI 1 ΔI 2 ΔI 3 ΔI 4 ΔI 5 relatív Φ Kapcsolat az erősség és az érzeterősség között mérések alapján Kapcsolatot keres az erősség és az érzeterősség között. MÉRÉSEKET VÉGEZ Stanley Smith Stevens ( ) n Ψ Φ

11 Ψ rövid fényimpulzusok fényessége hatványfüggvény kitevője 0,5 szag (haptén) 0,6 hangosság (3000 Hz harmonikus) környezeti hőmérséklet n Φ 0,67 1,00 ízlelés (édes) 1,30 Kétféle megközelítés: Weber Fechner : Stevens : Összefoglalva Ψ ~lgφ Differenciavizsgálatok esetén jobb megközelítés n Ψ Φ Érzeterősség becslése esetén jobb megközelítés Percepció (észlelés) - A beérkező információt rendszerezzük - a bejérkező ek (információ) elemzését - a beérkező információ rendszerezését - a rendszerbe foglalt információ megértését A percepció téves is lehet az illúziók félreértelmezett vizuális ek

12

13 Kapcsolódó fejezetek - összes: I. 1.5 II II II II. 4.1 II. 4.2 II. 4.3 II. 4.4 II. 4.5 II. 4.6 III. 1. III. 2. III. 3.1 III. 3.2 III III. 4. IV. 1 IV. 2. IV. 3. VI VI VI keretes: VII. 1.1 VII VII. 1.7 VII VII. 3. VIII.2. VIII. 3. VIII VIII. 4.3 VIII. 4.4 IX. 1. IX. 3 II. 2.4 II. 3.1 II.3.2