Transzdukció
Az érzékelés során a legnagyobb az agy szerepe, noha maga közvetlenül nem vesz részt az észlelésben. Minden érzéklet csak egy bizonyos fajta ingerre érzékeny, a látás a fényenergiákra, a szaglás és az ízlelés a kémiai energiákra. Az agy ezek egyikét sem érti, hanem csak az idegimpulzusokon keresztül képes felfogni őket. Mindegyik érzékletnek először valahogy le kell fordítania az általa felfogott fizikai energiát elektromos jelekre, hogy ezek a jelek végül eljuthassanak az agyba. Ezt a fordítási folyamatot nevezzük transzdukciónak, amit az érzékszervek erre specializálódott sejtjei, a receptorok végeznek el. A receptor egy sajátos neuron, amely amint aktiválódik, elektromos jeleket továbbít a kapcsolódó idegsejtekhez. A jelek végighaladnak a gerincvelőn az agykéreg fogadó területeiig. Minden érzékleti modalitás különböző agyi fogadó területtel rendelkezik. Az elektromos jel az agyban valahol (talán az agykérgi fogadó területen, talán máshol) érzékleti élményt hoz létre. Amikor például érintést érzünk, az élmény valahol az agyban „jelentkezik”, nem a bőrünkön. De azokat az elektromos impulzusokat, amelyek az érintés élményét hordozzák, a bőrben lévő receptorok által gerjesztett elektromos impulzusok okozzák. Érzékelőrendszereink így kapcsolják össze a külső eseményeket a szubjektív élményekkel.
Intenzitás és minőség
Érzékelőrendszereink a világ tárgyairól és eseményeiről informálódnak. Ehhez az adott ingernek rendelkeznie kell bizonyos intenzitással és minőséggel. Ha például egy rock-koncerten vagyunk, akkor a zene minőségét nagyon nagy intenzitásban tapasztaljuk, míg vannak zajok, melyeket észre sem veszünk, míg kifejezetten fel nem hívják rá a figyelmünket. A receptoroknak és az agyba tartó idegpályáknak tehát mind az intenzitást, mind a minőséget kódolniuk kell; az tehát a kérdés, hogyan végzik e kódolást a neuronok. Az ingerintenzitás kódolásának legfőbb eszköze az egységnyi idő alatti idegimpulzus mennyisége, azaz az idegimpulzusok gyakorisága. Általában minél nagyobb az inger intenzitása, annál gyakoribb az idegsejtek kisülése és az inger észlelt erőssége.
Specifikus idegenergiák
Az inger minőségének kódolása meglehetősen bonyolult. Ennek alapgondolata Johannes Müllernek köszönhető, aki 1825-ben azt állította, hogy az agy azért tudja megkülönböztetni a különböző érzékleti modalitásokból (például a látásból és a hallásból) származó információkat, mert azok más érzékelőidegeken érkeznek (egyes idegek látási, mások hallási élményhez vezetnek). Müller gondolatát, a specifikus idegenergiák hipotézisét a későbbi kutatások alátámasztották, kimutatva, hogy a különböző receptorokból kiinduló idegpályák az agykéreg más és más területein végződnek. Manapság meglehetősen nagy az egyetértés abban, hogy az agy az érzékleti modalitások közötti minőségi különbségeket az azokban részt vevő idegpályák által kódolja. De mi különbözteti meg a minőségeket egy-egy érzékleti modalitáson belül? Hogyan teszünk különbséget a kék és a piros, a keserű és az édes között? Valószínű, hogy a kódolás itt is a részt vevő neuronokra alapozódik. Vannak arra adatok, hogy az édeset a savanyútól annak segítségével különböztethetjük meg, hogy minden ízfajtának megvannak a saját idegrostjai. Az édesrostok tehát az édes ízekre, a savanyúrostok pedig a savanyúra válaszolnak, és hasonlóképpen vannak a sós- és keserűrostok is. De a specificitás nem az egyetlen kézenfekvő kódolási elv. Az érzékelőrendszer az idegimpulzusok mintázatát is használhatja az érzéklet minőségének kódolására. Egy idegrost talán maximális válasszal reagál az édes ízre, de válaszolhat más ízekre is, csak különböző erősséggel. Az egyik rost legerősebben az édes ízekre reagál, kevésbé a keserűre, még kevésbé a sósra; az édes inger így nagyszámú idegrost aktivitását okozná úgy, hogy egyesek többet tüzelnek, mint mások, és az idegi aktivitás ezen mintázata lehetne a rendszerben az „édes” kódja. Amint az egyes érzékleteket részletesebben is megtárgyaljuk, látni fogjuk, hogy mind a specificitás, mind a mintázat használatos a minőségek kódolásában.
Kapcsolódó információk:
21. századi közoktatás - fejlesztés, koordináció (TÁMOP-3.1.1-08/1-2008-0002)
