Lataa: Ihmisen aistit

Ihmisen aistit
Annariikka Hietala & Aino Lehtimäki
Aistit yleisesti
• Ihmisellä on monia eri aisteja.
Niistä ns. ”klassiset aistit”
ovat näkö, haju, maku, kuulo,
tasapaino ja tunto(johon
sisältyy lämpötila ja kipu
aistit)
• Muita ns. sisätuntemusaisteja
on esim. nälän tunne.
• Aistit tuovat tietoja kehon
sisäisistä ja ulkoisista
tapahtumista
• Reseptorit vastaanottavat
ärsykkeitä, jonka jälkeen
tuova aistinhermorata eli
afferentti hermorata vie
tiedon aivoihin
Varsinainen aistimus syntyy
vasta aivoissa.
• Tärkeitä sanoja:
- Ärsykekynnys
- Adaptaatio
Ympäristön kemialliset ärsykkeet aistitaan
maku- ja hajuaistin avulla
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Maku- ja hajuaisti reagoivat elimistön ulkopuolisiin kemiallisiin ärsykkeisiin
Makuaisti on kemiallinen lähiaisti, joka ilmaisee ravinnon kelvollisuuden
Kielen pinnan makusolut tunnistavat sylkeen liuenneita aineita
Viisi perusmakua : suolainen, makea, karvas, hapan ja umami
Kieli on herkkä karvaalle maulle, koska useat myrkylliset kasvit maistuvat sille
Hajuaisti on kemiallinen kaukoaisti, jonka avulla ihminen aistii ilmaan haihtuvia tai
vesipisaroiden mukana kulkeutuvia aineita
Haju aisti on makuaistia tarkempi ja herkempi
Hajusolut sijaitsevat nenäontelon ”katossa” olevassa hajuepiteelissä
Hajuepiteeliä peittää limakerros johon hajuaineet liukenevat ennen tarttumista
reseptoreihin
Hajusolut ovat ainoita soluja, jotka uusiutuvat, noin kahden kuukauden välein
Kipuaisti on tärkeä hengissä säilymisen
kannalta
• Kipuaistimus syntyy mistä tahansa ärsykkeestä kun se on liian voimakas
• Se on ihmisen primitiivisimpiä sekä tärkeimpiä aisteja
• Kipua aistivia soluja on kaikkialla kehossa erityisesti ihossa ja sisäelimiä
ympäröivissä kalvoissa
• Kipureseptoreina toimivat vapaat hermopäätteet eli sellaiset
hermosolujen haarat joilla ei ole ympärillä esimerkiksi tuppea
• Kipuaisti syntyy mm. hermopäiden vaurioituessa
• Kipuun ei totu koskaan
• Kipu lakkaa tuntumasta kun sen aiheuttaja poistuu
• Kipu voi muuttua myös krooniseksi eli jatkuvaksi kivuksi, ja sen
aiheuttajaa ei aina tiedetä
Käsitys ympäristöstä perustuu lähinnä
näköaistin välittämään tietoon
• Näköaistin kautta saadaan enemmän tietoa kuin muilla aisteilla
yhteensä, sillä silmän verkkokalvolla on noin 70 % elimistön
kaikista aistinsoluista.
• Ihmisellä on erinomainen värinäkökyky ja hämärässäkin ihminen
näkee varsin hyvin. Kuitenkin vain pieni osa verkkokalvon
keräämästä informaatiosta tiedostetaan, sillä isoaivojen
näkökeskus poimii informaatiosta vain olennaisen tiedon tilanteen
kannalta.
• Verkkokalvolle syntyneestä kuvasta aivot käsittelevät tiettyjä
piirteitä, mm. kontrasteja, liikkeitä, suoria viivoja, ääriviivoja ja
erilaisia kulmia.
Katsottavan kohteen kuva muodostuu
sarveiskalvon ja linssin avulla verkkokalvolle
• Katseen tarkentaminen lähelle ja kauas perustuu silmän mukautumiskykyyn eli kykyyn
muodostaa tarkka kuva eri etäisyyksiltä
• Sarveiskalvo, linssi ja lasiainen taittavat silmään tulevaa valoa, jolloin katsottavasta
kohteesta muodostuu ylösalaisin oleva kuva verkkokalvolle
• Ilman ja sarveiskalvon rajapinnassa valo taittuu voimakkaimmin, mutta tätä taittumista
ihmissilmä ei voi säädellä, koska sarveiskalvon kaarevuus pysyy kokoajan samana
• Linssi on sen sijaan kimmoisa, ja sen muotoa muuttamalla silmä voidaan kohdistaa
katsomalla lähellä tai kaukana olevia kohteita
• Kauas katsoessa silmä lepää, koska linssiä ympäröivä sädelihas veltostuu ja laajenee,
linssiin kiinnittyneet ripustinsäikeet kiristyvät ja linssi muuttuu litteämmäksi
• Lähelle katsoessa sädelihas supistuu, ripustinlisäkkeet löystyvät ja linssi pyöristyy
Liki- ja kaukotaittoinen silmä
• Likitaittoisen silmän silmämuna on liian pitkä, joka aiheuttaa sen, että
kauas katsottavien kohteiden kuvat tarkentuvat verkkokalvon eteen.
Likitaittoisuutta korjataan koverilla laseilla eli ns. miinuslaseilla
• Kaukotaittoisen silmämuna on taas liian lyhyt, mikä aiheuttaa lähelle
katsottaessa kuvan muodostumisen verkkokalvon taakse. Tämä korjataan
puolestaan kuperilla eli ns. pluslaseilla
• Hajataittoisuudessa silmän linssi tai sarveiskalvo taittaa valonsäteitä
epäsymmetrisesti, jolloin kuva nähdään epätarkkana, hajataittoisuus
korjataan epäsymmetrisesti hiotuilla linsseillä.
Sauvasolut
N.120 milj.
Ne toimivat hyvin hämärässä
Niiden viestien perusteella muodostetaan mustavalkoinen kuva
Näköpigmentti on nimeltään rodopsiini eli näköpurppura
Näköpurppura hajoaa valon vaikutuksesta opsiiniksi, joka on proteiini ja
retiaaliksi, mikä on A-vitamiinin johdannainen
• Kun vaihdetaan nopeasti kirkkaasta valosta hämärään, ei aluksi näy
mitään, sillä näköpigmentti on pilkkoutuneena
• Toimivan uuden pigmentin muodostus vie aikaa, täydellinen sauvasolujen
sopeutuminen kestää noin 20-30 min  myös värikalvon sileät lihakset
supistuvat ja silmän pupilli laajenee, jonka seurauksena valoa pääsee
enemmän verkkokalvolle
• Pitkäaikainen A-vitamiinin puutos johtaa hämäräsokeuteen, sillä
sauvasolut eivät kykene tuottamaan retinaalia ilman A-vitamiinia, joka
on hämäränäön kannalta välttämätöntä
•
•
•
•
•
Tappisolut
N. 6-7 milj.
Vaativat kirkkaan valon
Niiden avulla nähdään värejä
Kolmea eri tyyppiä, ne ovat herkkiä siniselle, vihreälle tai
punaiselle valolle eli valon aaltopituuksille
 Kukin tappityyppi imee itseensä herkemmin tiettyä valon
aallonpituutta, sillä kullakin on hieman erilainen pigmentti  laaja
värisävy skaala
•
•
•
•
• Keltatäplän alueella tappisoluja on eniten ja sen keskustassa oleva
keskikuoppa on täynnä ainoastaan tappisoluja  siksi hämärässä
ei voi nähdä aivan tarkasti
Kolmiulotteinen näkeminen perustuu kahden
silmän ja aivojen yhteistyöhön
• Silmien muodostamat kuvat ovat osittain
päällekkäiset, mutta niiden katselukulmat
poikkeavat vähän toisistaan, joka mahdollistaa
kolmiulotteisen näkemisen eli etäisyyden arvioinnin.
Tämä johtuu siitä, että silmät ovat suuntautuneet
suoraan eteenpäin.
• Silmien verkkokalvoista lähtevät näköhermot
menevät ristiin osittain aivojen alapinnalla
• Noin puolet kummankin silmän näköhermon soluista
risteää vastakkaiseen isoaivojen puoliskoon
Korva on erikoistunut ottamaan vastaan
ääniaaltoja
• Ääni on ilmassa eteneviä ääniaaltoja, joiden tiheyden vaihtelut ilmentyvät eri
taajuuksina
• Korvan rakenne on kehittynyt vastaanottamaan voimakkuudeltaan ja
taajuudeltaan erilaisia paineaaltoja ja muuttamaan ne hermoimpulsseiksi, jotka
kulkeutuvat aivoihin, missä niistä muodostuu ääniä
• Korvassa on kolme eri osaa: ulko-, väli- ja sisäkorva
• Korvanlehti ottaa vastaan ääniaaltoja, jotka ohjautuvat korvakäytävän kautta
tärykalvolle ja saavat sen värähtelemään  kuuloluut (vasara, alasin ja jalustin)
alkavat liikkua tärykalvon värähtelystä ja muuntavat paineaallot mekaaniseksi
värähtelyksi  jalustin on viimeinen kuuloluu ja se kiinnittyy sisäkorvaan
johtavaan eteisikkunaan jonka kautta värähtely siirtyy sisäkorvassa olevaan
nesteeseen  tässä kohtaa ääniaalto vahvistuu, koska eteisikkunan pinta-ala on
vain n. kahdeskymmenes osa tärykalvon pinta-alasta vahvistunut ääniaalto
etenee simpukan nesteessä  aaltoliike liikuttaa simpukan kalvoja, mikä
aiheuttaa mekaanisen ärsytyksen kuuloaistisoluissa  isoaivot vastaanottavat
viestin ja muodostavat varsinaisen kuuloaistimuksen
Simpukan aistinsolut erottelevat korkeudeltaan ja
voimakkuudeltaan erilaiset äänet
• Simpukan pituus on n. 2,5 cm kun sen oikaisee
• Siinä on kolme pituussuuntaista käytävää, joissa virtaa
neste johon kuuloluut siirtävät niissä tapahtuvan
mekaanisen värähtelyn
• Aistinsolut sijaitsevat keskimmäisenä olevassa
simpukkatiehyessä, aistinsoluja simpukoissa on n. 15 000
eteisikkunasta kärkeen asti
• Aistinsolujen pinnassa on ”karvasoluja” eli reseptoreita,
jotka ärtyvät kosketuksesta
• Karvasoluissa syntyneet impulssit kulkeutuvat
kuulohermoon josta niiden matka jatkuu kohti
isoaivojen ohimolohkoa, missä sijaitsee kuulokeskus
• Kuulokeskukset pystyvät tunnistamaa, mitkä osat
tyvikalvosta liikahtelevat eniten, joten näin pystytään
saavuttamaan hyvä äänenkorkeuden erotuskyky
• Ihmiskorva erottaa ääniä joiden värähtelytaajuus on 20
ja 20 000 hertsin välillä
Sisäkorvan tasapainoelin antaa tietoa pään
liikkeistä ja asennoista
• Tasapainoelin koostuu kolmesta
kaarikäytävästä sekä niiden tyvellä
sijaitsevista kahdesta rakkulasta
• Rakkulat antavat tietoa lähinnä pään
asennosta pystytasoon verrattuna, mutta
myös suoraviivaisesta muuttuvasta liikkeestä
esim. jarrutuksista
• Tasapainoelimestä tulevat hermoimpulssit
kulkeutuvat pitkin kuulo-tasapainohermoa,
josta ne menevät aivorungon alueelle, jossa
ne yhdistyvät mm. näkö-, lihasaistin
välittämään tietoon
• Osa tiedosta kulkeutuu pikkuaivoille, jotka
koordinoivat liikkeitä ja tasapainoa
• Osa tiedosta taas välittyy isoaivojen
kuorikerrokseen, missä kehon asento ja
liikkeet tiedostetaan
• Huomattava osa tasapainon, asennon ja
liikkeiden ylläpidosta on tiedostamatonta ja
refleksinomaista
S. 127 t. 2
• A) Miten viesti siirtyy silmän aistinsoluista keskushermostoon?
 Reseptorit vastaanottaa ärsykkeitä, jonka jälkeen tuova aistinhermorata
eli afferentti hermorata vie tiedon aivoihin
• B) Millaisia virheitä kuvan muodostuksessa voi esiintyä?
 Liki-, kauko- ja hajataittoisuutta, värisokeudet, lumisokeus
• C) Mihin perustuu kyky nähdä hämärässä?
 Näköpurppuran hajoaistuotteet avaavat aistinsolun solukalvon
ionikanavat ja synnyttävät siten toimintajännitteen. Hermoimpulssi
siirtyy ensin välittäviin hermosoluihin, sitten näköhermon muodostaviin
hermosoluihin ja edelleen väliaivojen kautta isoaivojen näköalueelle.
Useat sauvat yhdistyvät välittävien solujen avulla samaan näköhermon
soluun, minkä ansiosta ärsykkeet summautuvat. Siksi sauvojen avulla
voidaan aistia huomattavasti heikompaa valoa kuin tappien avulla
S. 127 t. 3 Äänen kulkeutuminen korvassa
A)
Ulkokorvassa
o Rustoinen korvalehti ottaa lautasantennin tavoin ääniä, jotka ohjautuvat korvakäytävän kautta tärykalvolle ja saavat sen
värähtelemään.
B) Välikorvassa
o Kuuloluut (vasara, alasin ja jalustin) alkavat liikkua tärykalvon värähtelystä ja muuntavat ilmassa etenevät paineaallot
mekaaniseksi värähtelyksi. Samalla luut muodostavat eräänlaisen vahvistinlaitteen, jonka avulla heikkokin ääni saadaan
aistittavaksi. Viimeisenä oleva kuuloluu, jalustin, on kiinnittyneenä sisäkorvaan johtavaan eteisikkunaan, jonka kautta
värähtely siirtyy sisäkorvassa olevaan nesteeseen.
C) Sisäkorvassa
o Ääniaalto vahvistuu edelleen. Vahvistettu ääniaalto etenee nesteessä, sisäkorvan kuuloaistista vastaavan osan eli simpukan
sisällä. Aaltoliike liikuttaa simpukan kalvoja, mikä aiheuttaa mekaanisen ärsytyksen kuuloasitinsoluissa.
D) Miten korva vahvistaa heikkoja ääniä?
o Kuuloluiden muodostaman eräänlaisen vahvistimen avulla, joka siirtää värähtelyn sisäkorvassa olevaan nesteeseen
E) Miksi oma äänesi kuulostaa erilaiselta, kun kuuntelet sitä nauhotettuna?
o Koska pää toimii eräänlaisena kaikukoppana ja se muuttaa ääntä kun ihminen itse puhuu. Nauhoitettuna ihminen kuulee
äänen vain korvillaan, ja siksi se kuulostaa erilaiselta
F) Selvitä, mistä eri syistä kuulon heikkeneminen voi johtua?
o Ikääntyminen sekä jatkuva kova ääninen rasitus
S. 127 t. 5
• Hajuaistimuksen synty
• Hajusolut sijaitseva nenäontelon katossa olevassa, noin
postimerkin kokoisessa hajupisteessä. Sitä peittää limakerros,
johon hajuaineiden on liuettava ennen tarttumistaan
reseptoreihin. Aistinsolujen haarakkeisen ja hajukäämien kautta
hermoimpulssit kulkeutuvat isoaivojen kuoren hajualueelle.
Lähteet
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Bios 4
http://fi.wikipedia.org/wiki/Aisti
https://www.youtube.com/watch?v=B_1FwFYe3fE
https://www.google.fi/search?q=afferentti+hermorata&ie=utf-8&oe=utf8&gws_rd=cr&ei=RkwIVaWBCILIyAP7x4HoBA
http://oppiminen.yle.fi/ihminen/aistit
https://www.youtube.com/watch?v=8hdvjfvt2Kc
https://peda.net/oppimateriaalit/e-oppi/alakoulu/el1/tl/min%C3%A4itse/elintoiminnat/aistit
http://www.favoptic.fi/vision/
http://www.volantis.fi/sivut/color-theory.html