Сензорна трансдукција

Основни кораци сензорне обраде за визуелни систем.

Сензорна трансдукција је претварање сензорног стимулуса из једног облика у други, односно специјализоване ћелије (рецептори) детектују стимулус који делује на њих и претварају његову енергију у електричну енергију акционог потенцијала. Трансдукција у нервном систему се обично односи на догађаје који упозоравају на стимулус где се исти претвара у акциони потенцијал, који се преноси дуж аксона ка централном нервном систему ради интеграције.^[1] То је корак у ширем процесу сензорне обраде.

Рецепторска ћелија претвара енергију из стимулуса у електрични сигнал.^[1] Рецептори су широко подељени у две главне категорије: екстероцептори, који примају спољашње сензорне стимулусе, и интероцептори, који примају унутрашње сензорне стимулусе.^[2]^[3] Интероцептори се још могу поделити на: проприоцепторе (информације о положају и кретању тела) и висцероцепторе (информације о променама из унутрашњих органа).

Трансдукција и чула

Визуелни систем

У визуелном систему, сензорне ћелије које се зову штапићи и чепићи у мрежњачи претварају физичку енергију светлосних сигнала у електричне импулсе који путују до мозга. Светлост изазива конформациону промену у протеину званом родопсин.^[1] Ова конформациона промена покреће низ молекуларних догађаја који резултирају смањењем електрохемијског градијента фоторецептора.^[1] Смањење електрохемијског градијента узрокује смањење електричних сигнала који иду до мозга. Дакле, у овом примеру, више светлости која погађа фоторецептор резултира трансдукцијом сигнала у мање електричних импулса, ефективно преносећи тај стимуланс мозгу. Промена у ослобађању неуротрансмитера је посредована преко другог система гласника. Промена у ослобађању неуротрансмитера се врши помоћу штапића. Због промене, промена интензитета светлости узрокује да одговор штапића буде много спорији од очекиваног (за процес повезан са нервним системом).^[4]

Аудиторни систем

У слушном систему, звучне вибрације (механичка енергија) се претварају у електричну енергију помоћу трепљастих ћелија у унутрашњем уху. Звучне вибрације предмета изазивају вибрације у молекулима ваздуха, који заузврат вибрирају бубну опну. Померање бубне опне изазива вибрирање костију средњег ува (кошице).^[5]^[6] Ове вибрације затим прелазе у пужа, орган слуха. Унутар пуж, трепљасте ћелије на сензорном епителу Кортијевог органа се савијају и изазивају померање базиларне мембране. Мембрана се таласа у таласима различите величине у зависности од фреквенције звука. Трепљасте ћелије су тада способне да претворе овај покрет (механичку енергију) у електричне сигнале (градуисани потенцијали рецептора) који путују дуж слушних нерава до центара за слух у мозгу.^[7]

Олфаткорни систем

У олфакторном систему, молекули мириса у слузи се везују за Г-протеинске рецепторе на мирисним ћелијама. Г-протеин активира низводну сигналну каскаду која узрокује повећан ниво цикличког АМП (цАМП), који покреће ослобађање неуротрансмитера.^[8]

Густитативни систем

У систему укуса, перцепција пет примарних квалитета укуса (слатко, слано, кисело, горко и умами) зависи од путева трансдукције укуса, преко ћелија рецептора укуса, Г протеина, јонских канала и ефекторских ензима.^[9]

Соматосензорни систем

У соматосензорном систему сензорна трансдукција углавном укључује конверзију механичког сигнала као што је притисак, компресија коже, истезање, вибрација у електро-јонске импулсе кроз процес механотрансдукције.^[10] Такође укључује сензорну трансдукцију у вези са термоцепцијом и ноцицепцијом.

Референце

^ ^а ^б ^в ^г Lodish, Harvey F. (2000). Molecular cell biology. Internet Archive. New York: W.H. Freeman. ISBN 978-0-7167-3136-8.
^ „Definition of EXTEROCEPTOR”. www.merriam-webster.com (на језику: енглески). Приступљено 2022-02-02.
^ „Definition of INTEROCEPTOR”. www.merriam-webster.com (на језику: енглески). Приступљено 2022-02-02.
^ Silverthorn, Dee Unglaub. Human Physiology: An Integrated Approach, 3rd Edition, Inc, San Francisco, CA, 2004.
^ Koike, Takuji; Wada, Hiroshi; Kobayashi, Toshimitsu (2002). „Modeling of the human middle ear using the finite-element method”. The Journal of the Acoustical Society of America. 111 (3): 1306—1317. Bibcode:2002ASAJ..111.1306K. PMID 11931308. doi:10.1121/1.1451073. .
^ Clark, William W. (2008). Anatomy and physiology of hearing for audiologists. Kevin K. Ohlemiller. Clifton Park, NY: Thomson Delmar. ISBN 978-1-4018-1444-1. OCLC 123956006.
^ Eatock, R. (2010). Auditory receptors and transduction. In E. Goldstein (Ed.), Encyclopedia of perception. (pp. 184-187). Thousand Oaks, CA: SAGE Publications, Inc. „Auditory Receptors and Transduction”. Encyclopedia of Perception. 2010. ISBN 9781412940818. doi:10.4135/9781412972000.n63.
^ Ronnett, Gabriele V.; Moon, Cheil (2002). „G Proteins and Olfactory Signal Transduction”. Annual Review of Physiology. 64: 189—222. PMID 11826268. doi:10.1146/annurev.physiol.64.082701.102219. .
^ Timothy A Gilbertson; Sami Damak; Robert F Margolskee, "The molecular physiology of taste transduction", Current Opinion in Neurobiology (August 2000), 10 (4), pg. 519-527
^ Biswas, Abhijit; Manivannan, M.; Srinivasan, Mandayam A. (2014-11-11). „Vibrotactile Sensitivity Threshold: Nonlinear Stochastic Mechanotransduction Model of the Pacinian Corpuscle”. IEEE Transactions on Haptics. 8 (1): 102—113. PMID 25398183. S2CID 15326972. doi:10.1109/toh.2014.2369422.