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

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

Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Receptor felépítése. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

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

Sáry Gyula SZTE ÁOK Élettani Intézet

Intelligens Rendszerek Elmélete. Biológiai érzékelők és tanulságok a technikai adaptáláshoz. Az érzékelés alapfogalmai

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

A somatomotoros rendszer

SZAGLÁS 2

Érzékszervi receptorok

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

Intelligens Rendszerek Elmélete. Biológiai érzékelők és tanulságok a technikai adaptáláshoz

Intelligens Rendszerek Elmélete

2. Az emberi hallásról

Intelligens Rendszerek Elmélete IRE 2/45/1

Észlelés. Az észlelésről általánosan

Membránpotenciál, akciós potenciál

Vizuális illúziók. Gátlás Kontraszt illúziók III. Kontraszt illúziók - Gátlás. A vizuális feldolgozásért felelős területek

Az akciós potenciál (AP) 2.rész. Szentandrássy Norbert

Az emberi érzőműködés

Érzékelés és észlelés. Ergonómia Tavasz

Szignáltranszdukció Mediátorok (elsődleges hírvivők) az információ kémiailag kódolt

Az emberi érzőműködés. A látás, a hallás, a hőmérséklet és a tapintás érzékelésének vizsgálata

3. Általános egészségügyi ismeretek az egyes témákhoz kapcsolódóan

Fénytechnika. A szem, a látás és a színes látás. Dr. Wenzel Klára. egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Érzékszervi receptorok biofizikája

A látás alapjai. Látás Nyelv Emlékezet. Általános elv. Neuron idegsejt Neuronális hálózatok. Cajal és Golgi 1906 Nobel Díj A neuron

Fizikai hangtan, fiziológiai hangtan és építészeti hangtan

A kutyafélék összehasonlító neurobiológiája- Szenzoros képességek

Debreceni Egyetem Orvos- és Egészségtudományi Centrum Biofizikai és Sejtbiológiai Intézet

SZOMATOSZENZOROS MŰKÖDÉS AGYI ELEKTROMOS TEVÉKENYSÉG ÉBRESZTÉS ÉBRENLÉT ALVÁS

Ujfalussy Balázs Idegsejtek biofizikája Harmadik rész

1. A hang, mint akusztikus jel

Sejtek közötti kommunikáció:

II. félév, 8. ANATÓMIA elıadás JGYTFK, Testnevelési és Sporttudományi Intézet. Idegrendszer SYSTEMA NERVOSUM

AZ IDEGSEJTEK KÖZTI SZINAPTIKUS KOMMUNIKÁCIÓ Hájos Norbert. Összefoglaló

Szaglás ősi modalitás

Az idegsejtektől a kognícióig

A harántcsíkolt izom struktúrája általános felépítés

Membránpotenciál. Nyugalmi membránpotenciál. Akciós potenciál

Az ioncsatorna fehérjék szerkezete, működése és szabályozása. A patch-clamp technika

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

Látás Nyelv - Emlékezet. ETE47A001/2016_17_1/

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

Adatelemzési eljárások az idegrendszer kutatásban Somogyvári Zoltán

Érzékszervi receptorok biofizikája

BME Ergonómia és Pszichológia Tanszék. Ergonómia. Az emberi érzékelés alapjaiból következő tervezési irányelvek

A nyugalmi potenciál megváltozása

MINIMUM KÖVETELMÉNYEK BIOLÓGIÁBÓL Felnőtt oktatás nappali rendszerű képzése 10. ÉVFOLYAM

Az ingerületi folyamat sejtélettani alapjai

Általános Pszichológia. Érzékelés Észlelés

A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA. A szem törőközegei. D szem = 63 dioptria, D kornea = 40, D lencse = 15+

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

A látás, a hallás, a hőmérséklet érzékelése és a tapintás vizsgálata

Alapfogalmak folytatás

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

A fény tulajdonságai

Nyugalmi potenciál, akciós potenciál és elektromos ingerelhetőség. A membránpotenciál mérése. Panyi György

Az emberi érzőműködés. A látás, a hallás, a hőmérséklet érzékelése és a tapintás vizsgálata

VÍZUÁLIS OPTIKA. A színlátás. Dr Wenzel Klára. egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Budapest, 2018

Hallás időállandói. Következmények: 20Hz alatti hang nem hallható 12Hz kattanás felismerhető

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

A hang mint mechanikai hullám

Az idegi működés strukturális és sejtes alapjai

FEJEZETEK AZ ÉLETTAN TANTÁRGYBÓL

Az idegi szabályozás efferens tényezıi a reflexív általános felépítése

A sejtek membránpotenciálja (MP)

Látás. Látás. A környezet érzékelése a látható fény segítségével. A szem a fényérzékelés speciális, páros szerve (érzékszerv).

A sejtek közöti kommunikáció formái. BsC II. Sejtélettani alapok Dr. Fodor János

Modern Fizika Labor. 17. Folyadékkristályok

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

BAGME11NNF Munkavédelmi mérnökasszisztens Galla Jánosné, 2011.

IONCSATORNÁK. Osztályozás töltéshordozók szerint: pozitív töltésű ion: Na+, K+, Ca2+ negatív töltésű ion: Cl-, HCO3-

Szabályozó rendszerek. Az emberi szervezet különbözı szerveinek a. mőködését a szabályozás szervrendszere hangolja

Infokommunikáció - 3. gyakorlat

Felkészülés: Berger Józsefné Az ember című tankönyvből és Dr. Lénárd Gábor Biologia II tankönyvből.

MRI áttekintés. Orvosi képdiagnosztika 3. ea ősz

Környezetvédelem műszaki alapjai. alapjai, akusztika

A szenzoros rendszer

ORVOSI BIOFIZIKA. Damjanovich Sándor Mátyus László QT Szerkesztette

Mérés és adatgyűjtés

Váz. Látás-nyelv-emlékezet Látás 2. A szemtől az agykéregig. Három fő lépés:

Villamos jelek mintavételezése, feldolgozása. LabVIEW 7.1

Fontos tudnivalók a Pszichológia pótvizsgához 10. évfolyamos tanulók számára

1. Metrológiai alapfogalmak. 2. Egységrendszerek. 2.0 verzió

Gyakorló ápoló képzés

A látás élettana II.

Modalitások-Tevékenységek- Tehetség-rehabilitáció

Mit látnak a robotok? Bányai Mihály Matemorfózis, 2017.

Hallás Bódis Emőke november 19.

Szinkronizmusból való kiesés elleni védelmi funkció

Mikroelektródás képalkotó eljárások Somogyvári Zoltán

Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

2.12. A megismerő tevékenység jellemzői

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

Élettani ismeretek A fény érzékelése és a látás

ÉPÜLETEK KOMFORTJA Hőkomfort 1 Dr. Magyar Zoltán

A MEGTÖRT CSEND. Muntag András december 9. L DEN + L NIGHT. A megtört csend

REGIONÁLIS KLÍMAMODELLEZÉS AZ OMSZ-NÁL. Magyar Tudományos Akadémia szeptember 15. 1

Átírás:

Az érzékelés biofizikájának alapjai Hol érzi a fájdalmat kérdezte fogorvosa A. J. P. filozófustól Micsoda kérdés! felelte Ő Természetesen agyamban! külső, belső környezet ei specifikus transzducer Érzékelési folyamat szereplői Az jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG? Magasabb szintű kódolás térbeli időbeli központi idegrendszer

Inger Fény Hang Helyzet Kémiai anyagok Modalitás Látás Hallás Egyensúlyérzet Ízlelés Receptortípus Fotoreceptor Mechanoreceptor Kemoreceptor Receptor felépítése Primer receptor Szekunder receptor Szaglás Nociceptiv Fájdalom szabad idegvégződés körülzárt idegvégződés környező szövetek Receptor sejt Szinapszis Hő Hőérzet Termoreceptor nem-mielinált axon mielinált axon Szinaptikus vezikulák mielinált axon Érzékelő Fájdalom Taktilis Tapintás Mechanoreceptor Mechanikai-, hő- és kémiai Fájdalom Polimodális nociceptor egyszerű neurális receptor komplex neurális receptor érzékelésre specializálódott sejt Receptor válasza az adekvát re RECEPTORPOTENCIÁL GYENGÉBB ERŐSEBB GYENGÉBB ERŐSEBB INGER INGER válasz MODULÁLT IMPULZUSKÓD Az általános, uniformis receptorválasz: (AKCIÓSPOTENCIÁL-SOROZAT FORMÁJÁBAN KÓDOLT ÜZENET) a receptor nyugalmi potenciáljának megváltozása RECEPTOR- POTENCIÁL RECEPTOR- POTENCIÁL MODULÁLT IMPULZUSKÓD (AKCIÓSPOTENCIÁL-SOROZAT FORMÁJÁBAN KÓDOLT ÜZENET) amplitúdója arányos az amplitúdójával időtartama azonos az időtartamával helyi potenciálváltozás nem Na-potenciál

receptorpotenciál kialakulása: TRANSZDUKCIÓ GYENGÉBB INGER RECEPTOR- POTENCIÁL ERŐSEBB MODULÁLT IMPULZUSKÓD (AKCIÓSPOTENCIÁL-SOROZAT FORMÁJÁBAN KÓDOLT ÜZENET) -elektromos jel átalakítása elektromos jellé a receptor mint transzducer működik INGER MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG? KÓD A receptor típusa A receptormező lokalizációja A receptorpotenciál amplitúdója A receptorpotenciál időtartama Adaptáció : a receptorpotenciál amplítúdójának csökkenése Az információ továbbítása a receptorról a ra / axonra Szekunder receptor szinapszis axon szaglás fájdalom nyomás látás receptorpotenciál neurotranszmitter? mennyisége minősége Primer receptor helyi áramok axon receptorpotenciál áramerősség? Gyorsan adaptálódó receptorok : pl. tapintás, szaglás, hőérzet Lassan / nem adaptálódó receptorok (pl. fájdalomérzékelők - fogfájás)

Receptorpotenciál A receptorpotenciál hatása az elhető membránra Küszöb alatti Küszöb feletti generátorpotenciál Időbeli és térbeli szummációra serkentő szinapszis mérő elektród Axon membránpotenciálja depolarizáció (gátló szinapszisoknál hiperpolarizáció) akciós potenciál Állandó amplitúdójú, frekvencia modulált jel Membrán potenciál gátló szinapszis depol. küszöb küszöb Az AP-frekvencia és az erősség kapcsolata 1.6 x küszöb 2.7 x küszöb

Folytonos működésű receptorok hőmérséklet A hőérzet változása lassú melegítés majd hűtés során rel. hőmérséklet idő 34 C o meleg meleg langyos indifferens hűvös hidegérző 30 langyos hideg indifferens melegérző 26 hűvös Változatlan körülmények között állandó frekvenciájú akcióspotenciálsorozatot generálnak. Az adekvát paraméter változása frekvenciacsökkenést vagy -növekedést idéz elő. hideg 50 100 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 primer érző szekunder érző szekunder harmadlagos Szomszédos ok gátlása Ingerület csak a domináns on Akciós potenciál frekvencia két jelet érzékel egy jelet érzékel

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 Szagérző receptorok szelektív érzékenysége 1 4 : lő molekula A D : receptortípus Pszichofizika Rel. AP frekvencia kapcsolat az mennyiségi jellemzői és a szubjektív tapasztalás között az érzeterősség mennyiségi jellemzése, mérése Emberben 400 különböző típusú szagérző receptorsejt van, de egyes fajokban több ezer is lehet

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

Az küszöb meghatározása az egyéni beállítás módszerével Az érzékelési küszöb vizsgálata Abszolút küszöb az felismeréséhez szükséges legkisebb erősség erősség Próbálkozás sorszáma hallom nem hallom 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 (1795-1878) "just-noticeable difference" (JND)

Mekkora fizetésemelés képes munkahelyváltoztatásra ösztönözni valaki? 50000 + 5000 500000 + 5000 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 :Weber-arány meghatározása mérések alapján k Fényesség Hangosság Tapintás Nyomás Ízlelés (sós) Elektromos sokk Weber-arány 0,079 0,048 0,022 0,02 0,083 0,013

ΔI= I I 0 RRGGGH 25 RRGGGh 5200!!!! Sokkal jobban esik, ha annyinak számolom amennyinek érzem ΔI egy függvény ΔI az erősség függvénye Gustav Theodor Fechner (1801-1887) Fechner kapcsolatot keres az erősség és az érzeterősség között 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 (1906-1973)

elektromos sokk Kapcsolat az erősség és az érzeterősség között mérések alapján hőmérséklet fény elektromos sokk hőmérséklet fény rövid fényimpulzusok fényessége n Ψ Φ hatványfüggvény kitevője 0,5 szag (haptén) 0,6 n Ψ Φ hangosság (3000 Hz harmonikus) környezeti hőmérséklet ízlelés (édes) 0,67 1,00 1,30 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

http://www.michaelbach.de/ot/