อวัยวะรับสัมผัส

 อวัยวะรับสัมผัส

คลื่อนที่ของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
.............. อวัยวะรับสัมผัส หมายถึง อวัยวะที่รับรู้การเปลี่ยนแปลงพลังงานในรูปต่างๆ ให้เป็นกระแสประสาทและนำกระแสประสาทดังกล่าวไปยังสมองเพื่อแปลเป็นความรู้สึกและการรับรู้ต่างๆอวัยวะสัมผัส
แบ่งตามชนิดของพลังงานที่มากระตุ้นได้เป็น 2 ประเภทคือ
1. อวัยวะรับความรู้สึกพิเศษ (special sense organ) ได้แก่ อวัยวะรับความรู้สึกจากสารเคมี แสง หรือ เสียง คือ จมูก-ลิ้น รับภาพ คือ ตา รับเสียง คือ หู
2. อวัยวะรับความรู้สึกทั่วๆไป (general sense organs) คือ ผิวหนัง

นัยน์ตาและการมองเห็น
.............. ตาเป็นอวัยวะที่สำคัญที่สุดในการรับรู้สิ่งต่างๆ ที่อยู่รอบตัวมนุษย์

.....................................................

1. อวัยวะภายนอกลูกตา ( external eye segment ) ประกอบด้วย
1. คิ้ว ( eyebrows )
2. ขนตา ( eyelashes or cillia )
3. เปลือกตาหรือหนังตา ( eyelid )
4. เบ้าตา ( orbit )
5. เยื่อบุตา ( conjunctiva )
6. ระบบท่อระบายน้ำตา ( lacrimal system )

2. อวัยวะภายในลูกตาส่วนหน้า ( anterior eye segment ) ประกอบด้วย
กระจกตา ( cornea ) ตาขาว ( sclera ) น้ำเอเควียส ( aqueous humor ) ช่องหน้าม่านตา ( anterior chamber )
และมุมของช่องหน้าม่านตา ( anterior chamber angle ) ช่องหลังม่านตา ( posterior chamber )
ส่วนของ ยูเวีย ( uveal tract ) แบ่งเป็น 3 ส่วน คือ
1. ม่านตา ( iris )
2. ซีเลียรี บอดี ( cilliary body )
3. คอรอยด์ ( choroid ) ส่วนนี้จัดอยู่ในอวัยวะภายในลูกตาส่วนหลัง
4. แก้วตา ( lens )

3. อวัยวะภายในลูกตาส่วนหลัง ( posterior eye segment ) ประกอบด้วย
1. น้ำวุ้นตา ( vitreous )
2. จอประสาทตา ( retina )
3. เส้นประสาทตา ( optic nerve )

แต่อวัยวะส่วนที่เกี่ยวข้องกับกลไกการมองเห็นของคนเรา คือ จอประสาทตา ( retina ) ในช่วงเอ็มบริโอจะมีการพัฒนาใน ส่วน optic cup เป็นจอประสาทตา
มี 2 ส่วนคือ
1. ชั้นนอก คือ retinal epithelium ( RPE )
2. ชั้นใน คือ sensory retina ซึ่งประกอบด้วย photoreceptor cells , synaptic
connections และ supporting glia

Rods and cones
.............. เซลล์ 2 ชนิดนี้ เป็นส่วนของ sensory retina ที่ไวต่อแสง rods ทำงานในที่แสงสลัว ( เรียกว่า scotopic vision ) ส่วน cones
ทำงานในที่แสงสว่างปานกลางและสว่างมาก ( เรียกว่า photopic vision ) และยังเกี่ยวข้องกับ color vision ด้วย
.............. บริเวณ fovea centralis จะพบ cones จำนวนมากแต่จะไม่พบ rods เลย ส่วนบริเวณperiphery ของจอประสาทตา จะพบ cones ประปราย ส่วน rods พบมาก

กลไกการมองเห็น ( visual mechanisms )
ผลของแสงต่อลูกตา
.............. เมื่อ visual pigment ใน rods และ cones cells ดูดซึมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงความยาว คลื่น 400-770 นาโนเมตร จะเกิด
กระแสประสาท ( nerve impulse ) ส่งผ่านจากตาไปยังสมอง ทำให้รับรู้เกิดการมองเห็น แสงที่มีความยาวคลื่นต่างกัน แม้จะให้พลังงานออกมาเท่ากัน แต่ความรู้สึกในการมองเห็นจะต่างกัน เช่น แสงสีเขียว .001 วัตต์ จะดูสว่างกว่าแสงสีน้ำเงิน .001 วัตต์

Dark adaptation
.............. Dark adaptation คือ การเพิ่มความไวของตาในการรับแสงในที่มืด ในช่วงเวลานี้รูม่านตาจะขยาย และมีการเปลี่ยนแปลงในจอประสาทตา
เมื่อเราอยู่ในที่มืดหลังจากที่ตามองแสงสว่างมาระยะหนึ่ง ( ซึ่งจะมีการสลายของ Visual pigment เกิดขึ้น ) ใน 5-9 นาทีแรก จะมีการสังเคราะห์ pigments ใน cone cells ขึ้นใหม่ หลังจานนั้นในช่วง 30-45 นาทีต่อมา จะสังเคราะห์ rhodopsin ใน rod cells ภาวะ dark adaptation อาจนานกว่าปกติได้ในกรณีที่มองแสงสว่างมานานๆ



Light adaptation
.............. เมื่อตาที่เคยอยู่ในที่มืดต้องเปลี่ยนไปอยู่ในที่สว่างความไวต่อแสงจะลดลงอย่างมาก ในช่วงนี้จะมีการสลาย rhodopsin และรูม่านตาหดเล็กลง
.............. ใกล้ๆกับจุดบอด ( blind spot ; optic disc ) จะมี Macula lutea ซึ่งบริเวณที่แสงหักเหมาตกมากที่สุดที่บริเวณนี้จะมี rods และ cones มากที่สุด ตรงกลาง macula lutea จะมีแอ่งบุ๋มลงไปพบเฉพาะ cones เรียกแอ่งนี้ว่า fovea centralis เป็นบริเวณที่รับภาพสีได้ชัดเจนที่สุด ดังนั้นการวัดสายตา ก็คือการตรวจการทำงานของตา โดยตรวจวัดการทำงานของ cones และ rods โดย
1. ตรวจการทำงานของ cones ที่ fovea centralis โดยวัดความสามารถในการอ่านตัวเลข หรือตัวอักษรทั้งระยะที่ใกล้ และระยะไกล และวัดการมองเห็นสี
( color vision ) เพราะ cones ทำหน้าที่เกี่ยวกับการมองเห็นสี
2. ตรวจการทำงานของ rods คือจุดที่มองเห็นข้างๆ แต่ไม่ชัดเจน ( peripheral fields )



หูกับการได้ยิน

หูของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ซึ่งรวมถึงมนุษย์เป็นอวัยวะที่ทำหน้าที่ 2 ประการ ซึ่งก็คือ
1. การได้ยินหรือการรับฟังเสียง (Phonoreceptor) โดยสามารถแยกความแตกต่างของคลื่นเสียงได้
2. การทำหน้าที่ทรงตัว รักษาสมดุลของร่างกาย (Statoreceptor)

 

ส่วนประกอบของหู

หูส่วนนอก
หูส่วนนอก (External ear) ซึ่งประกอบด้วย
1. ใบหู (Pinna) มีหน้าที่ในการรวบรวมคลื่นเสียงที่มาจากที่ต่างๆ ส่งเข้าสู่รูหู ใบหู มีกระดูกอ่อนอีลาสติก เป็นแกนอยู่ภายใน ทำให้โค้งพับงอได้
2. ช่องหู หรือ รูหู (Auditory canal) เป็นส่วนที่อยู่ถัดใบหูเข้ามาจนถึงเยื่อแก้วหู ทำหน้าที่เป็นทางเดินของคลื่นเสียงเข้าสู่หูส่วนกลาง รูหูมีขนและต่อมสร้างขี้หู (Cerumious gland) ทำหน้าที่สร้างขี้หูไว้ดักฝุ่นละออง หรือสิ่งแปลกปลอมไม่ให้เข้าไปในรูหู
3. แก้วหู หรือ เยื่อแก้วหู (Tympanic membrane หรือ Ear drum) มีลักษณะเป็นเยื่อบางๆ และเป็นเส้นใยที่มีความยาวเท่าๆกันจึงสั่นสะเทือน เมื่อมีเสียงมากระทบและแยกคลื่นเสียงที่แตกต่างกันได้โดยมีความว่องไวต่อการเปลี่ยนแปลงความดัน แต่จะไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงความเร็ว (คลื่นเสียงจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลแรงดันในช่องหู)

หูส่วนกลาง
หูส่วนกลาง (Middle ear) เป็นส่วนที่ถัดจากแก้วหูเข้ามา ภายในหูตอนกลางจะมีท่อยูสเทเชียน (Eustachian tube) มีลักษณะเป็นท่อกลวงขนาดเล็ก เชื่อมติดระหว่างคอหอยและหูชั้นกลาง มีหน้าที่ปรับความดันภายในหูให้ภายในหูมีความดันเท่ากับความดันภายนอก ถ้าหากระดับความดันของทั้งสองแห่งไม่เท่ากัน จะมีผลทำให้รู้สึก หูอื้อ และถ้าเกิดความแตกต่างมากจะทำให้รู้สึกปวดหู ภายในหูส่วนกลางนี้มีกระดูก 3 ชิ้นคือ กระดูกค้อน (Malleus) กระดูกทั่ง (Incus) และกระดูกโกลน (Stapes) เรียงตามลำดับจากด้านนอกเข้าสู้ด้านใน มีหน้าที่ในการขยายการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียงให้มากขึ้น และจึงส่งต่อการสั่งสะเทือน เข้าสู่หูส่วนในเพื่อแปลเป็นความรู้สึกเพื่อส่งต่อไปยังสมอง

หูส่วนใน
หูส่วนใน (Internal ear) อยู่ถัดจากหูส่วนกลางเข้ามา หูส่วนในประกอบด้วยท่อขดก้นหอย หรือ คอเคลีย (Cochlea) ภายในคอเคลียมีเยื่อบาง ๆ
2 ชนิดกั้นทำให้ภายในแยกเป็น 3 ส่วน
1. เยื่อชนิดแรกเรียกว่า เยื่อเบซิล่าร์ (basilar membrane) ยาวประมาณ 30 มิลลิเมตร ตอนกลางจะยึดอยู่กับกระดูกแข็ง สไปรัลลามินา (spiral lamina) ส่วนด้านข้างติดอยู่กับเอ็นสไปรัล (spiral ligament) ที่เยื่อนี้มีอวัยวะพิเศษ เรียกว่า ออร์แกนออฟคอร์ตี (orgam of corti) อวัยวะชิ้นนี้ประกอบด้วยแถวของเซลล์ขน (hair cell) มีลักษณะเป็นเส้นยาว ๆ อยู่ระหว่างเยื่อหุ้มสองชั้น ปลายเซลล์ขนจะมีซิเลียที่ยาวมากยื่นเข้ามา ในส่วนที่เป็นของเหลว และสัมผัสกับเนื้อเยื่อที่อยู่ตรงด้านตรงข้ามที่เรียกว่าเยื่อแทกทอเรียล (tactorial membrane) แต่ละเซลล์มีซิเลียมากกว่า 200 อัน เมื่อของเหลวในคอเคลียสั่นสะเทือน เยื่อทั้งสองด้านจะเคลื่อนที่ใกล้กันมากขึ้น ทำให้ซิเลียเกิดเปลี่ยนรูปร่าง ซึ่งจะไปทำให้เกิดศักย์กิริยาขึ้นที่เซลล์ประสาท ที่ติดต่ออยู่ด้วย นำกระแสความรู้สึกผ่านเข้าสู่สมองทางเส้น ประสาทออดิทอรี(auditory nerve) ในอัตราที่มากถึง 15,000 ครั้งต่อวินาทีซึ่งเป็นความถี่ของเสียง ที่หูของมนุษย์รับได้

2. เยื่อไรสส์เนอร์ (rissner's membrane) เป็นเยื่อที่ติดอยู่กับผนังด้านในของบริเวณลิมบัส (limbus) และทางด้านข้างติดต่อกับขอบบนของ สไตรอาวาสคิวลาริส (striavas cularis) ดังนั้นระหว่างเยื่อเบซิล่าร์และเยื่อไรสส์เนอร์จะมีช่องเล็กตอนกลางเรียกว่า สกาลามีเดีย (scala media) หรือท่อของคอเคลียจะมีของเหลวอยู่ในช่องนี้ เรียกว่า เอนโดลิมฟ์ (endolymph) ตอนบนของเยื่อไรสส์เนอร์จะมีช่องเวสทิบิวลาร์คะแนล (vestibular canal) และตอนล่างของเยื่อเบซิลาร์จะมีช่องทิมพานิกคะแนล (tympanic canal) เรียกของเหลวที่บรรจุเต็มช่องบนและช่องล่างว่างเพริลิมฟ์ (perilymph) ตอนยอดของก้นหอยโข่งจะมีรูเปิดติดต่อถึงกันได้ระหว่าง ทิมพานิกคะแนลและเวสทิบิวลาร์คะแนล รูนี้เรียกว่า เฮริโคทรีมา (helicotrema) ที่หน้าต่างรูปไข่จะเป็นบริเวณที่เริ่มต้นของเวสทิบิวลาร์คะแนล ส่วนที่หน้าต่างวงกลมจะอยู่ตอนปลายของทิมพานิกคะแนล การสั่นสะเทือนของของเหลวภายในคอเคลียจะเริ่มต้นที่หน้าต่างรูปไข่แล้วเคลื่อนไปตามเวสทิบิวลาร์คะแนล จนถึงยอดของหอยโข่ง จากนี้จะเคลื่อนมาตามทิมพานิกคะแนล จนไปสิ้นสุดที่หน้าต่างวงกลม จะเห็นได้ว่าการสั่นสะเทือนจะเกิดขึ้นต่อเนื่องกันบนเยื่อกั้นทั้งสองด้านที่เป็นที่อยู่ของ เซลล์รับความรู้สึกทางกล ในทิศทางตรงกันข้ามกัน เนื่องจากโครงสร้างที่มีลักษณะพิเศษของคอเคลียดังกล่าวมาแล้ว การสั่นสะเทือนที่ความถี่ระดับหนึ่ง จะมีแนวโน้มที่จะลดลงที่บริเวณหนึ่ง แต่ไปทำให้เพิ่มขึ้นในอีกบริเวณหนึ่งได้ ผลที่ตามมาคือ การสั่นสะเทือนที่มีความถี่สูง ๆ จะมีผลกระตุ้นเซลล์ขนได้สูงสุด ในบริเวณหน้าต่างรูปไข่ ภายในหูส่วนในยังมีอวัยวะที่ช่วยในการทรงตัว คือ เวสทิบิวล่าร์แอพพาราตัส (Vestibular apparatus)
ซึ่งประกอบด้วยส่วนต่างๆคือ
1. semicircular canal มีลักษณะเป็นครึ่งวงกลมภายในบนนจุของเหลง endolymph ในส่วนที่นูนออกมาบริเวณปลายจะมี hair cell อยู่
2. utricle , saccule อยู่ทางด้านหน้า ของข้อ1 มีก้อง Ca เล็กอยู่และ hair cell
.............. ภายใน semicircular canal มี endolymph เคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาทำให้ขนของ hair cell เบนไปมาทำให้เกิดคลื่นกระแสประสาทส่งไปยังสมองเพื่อควบคุมการทรงตัว ถ้าหากหมุนตัวหลายๆรอบ จะทำให้ระบบส่วนนี้ทำงานผิดปรกติทำให้เกิดอาการมึนงง

การสั่นสะเทือน
.............. ส่วนการสั่นสะเทือนที่มีความถี่ต่ำจะมีผลกระตุ้นมากที่สุดตรงปลายด้านในสุดของคอเคลีย การสั่นสะเทือนที่มีความถี่ปานกลาง จะมีผลกระตุ้นได้มากที่สุดตรงบริเวณกึ่งกลางระหว่างหน้าต่างรูปไข่และปลายด้านในสุดของคอเคลีย เนื่องจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่บริเวณต่าง ๆ ของคอเคลียนำกระแสความรู้สึกเข้าสู่บริเวณสมองคนละตำแหน่ง ดังนั้นผลที่สมองแปลออกมาจึงสามารถบอกถึงความแตกต่าง ของระดับความถี่ของคลื่นเสียงที่มากระตุ้นได้ ของเหลวในเอนโดลิมฟ์ที่มีส่วนประกอบคล้ายคลึงกับของเหลวในเซลล์แต่มีโปรตีนน้อยกว่า ซึ่งตรงกันข้ามกับ เฟริลิมฟ์ที่มี Na+ และโปรตีนสูง
.............. รูปร่างของคอเคลียสามารถจะบอกช่วงความถี่ของคลื่นเสียงที่หู สามารถตอบสนองได้ ของมนุษย์ระหว่าง 20 - 20,000 รอบต่อวินาที แมวอยู่ระหว่าง 50,000 รอบต่อวินาที ค้าวคาวและปลาโลมา มีความสามารถรับความถี่ได้สูงมากถึง 100,000 รอบต่อวินาที เสียงที่ดังมาก ๆ เมื่อเข้ามากระทะแก้วหู การสั่นสะเทือนที่รุนแรงของของเหลวในหูส่วนในอาจทำให้ซิเลียของเซลล์ขนฉีกขาดได้ ทำให้สูญเสียการรับเสียงในช่วงความถี่นั้น ๆ ได้ หูของมนุษย์มีชุดกล้ามเนื้อที่สามารถลดการเคลื่อนที่อย่างรุนแรงของกระดูกโกลนเมื่อได้รับการกระตุ้นของเสียงอย่างรุนแรงได้บ้าง การสูญเสียเซลล์ขนจำนวนมากจะไม่สามารถสร้างกลับคืนมาได้ใหม่ อาจเกิดขึ้นได้กับมนุษย์ เนื่องจากความเจริญก้าวหน้าทางเทคโนโลยี เช่น เสียงเครื่องจักรกลในโรงงานใหญ่ เสียงเครื่องบินเร็วกว่าเสียง เช่นเครื่องบินไอพ่น เสียงจากท่อไอเสียของรถจักรยานยนต์ และรถแข่ง รวมทั้งเสียงดนตรีในแหล่งสถานบันเทิง
.............. การทำงานของหู เริ่มจาก เสียงจะเข้าไปในรูหูผ่านใบหู หลังจากนั้น ก็จะไปสั่นที่แก้วหู หลังจากนั้นแก้วหูก็จะไปสั่นกระดูกทั่ง ค้อน และ โกลน หลังจากนั้น กระดูกโกลนและจะไปสั่นคอเคลีย ของเหลวในคอเคลียจะไปสั่นเซลล์ขนในคอเคลีย เซลล์ขนจะแปรความสั่นสะเทือนเป็นกระแสไฟฟ้าและส่งไปยังเส้นประสาท กระแสไฟฟ้าจะเดินทางผ่านเส้นประสาทและไปที่ไปที่สมอง เพื่อให้สมองแปรเป็นข้อมูล



ลิ้นและการรับรส
.............. ลิ้นเป็นอวัยวะรับสัมผัสทางเคมี ซึ่งทำหน้าที่รับรสต่างๆรสที่ลิ้นรับสัมผัสได้มี 4 รสคือ รสหวาน รสขม รสเค็ม และรสเปรี้ยว ซึ่งบริเวณที่รับรสต่างๆจะมีบริเวณที่เฉพาะดังภาพ

การรับรส
.............. การรับรส ด้านบนของลิ้นเท่านั้นที่รับรสได้ ส่วนด้านล่างของลิ้นไม่สามารถรับรสได้ ทั้งนี้เพราะด้านบนของลิ้นเท่านั้นที่มีปุ่มเล็กๆ ที่เรียกว่าพาพิลลา(papilla) จำนวนมาก และภายในปุ่มเหล่านี้จะมีตุ่มรับรส(taste bud) หลายตุ่ม ตุ่มรับรสแต่ละตุ่มจะรับรสได้เพียงรสเดียว ภายในตุ่มรับรสมีเซลล์รับรส(gustatory cell)หลายเซลล์อัดกันแน่นอยู่เป็นกลุ่มๆโดยมีปลายเดนไดรต์ของเส้นประสาทสมองคู่ที่ 7 และ 9 มาสัมผัสอยู่เพื่อนำกระแสประสาทไปแปลผลที่ศูนย์การรับรสมนซีรีบรัม โดยปลาย 2/3ของลิ้นจะรับรสและถูกส่งไปกับเส้นประสาทสมองคู่ที่ 7 ส่วนโคน 1/3 ของลิ้นจะรับรสและถูกส่งไปกับเส้นประสาทสมองคู่ที่ 9


ผิวหนังและการสัมผัส
.............. ผิวหนังทำหน้าที่หลายอย่าง ที่สำคัญอย่างหนึ่งคือ เป็นอวัยวะรับความรู้สึกสัมผัสต่างๆ เช่น ความร้อน ความเย็น ความเจ็บปวด แรงกดแรงดึง หน่วยรับความรู้สึกเหล่านี้อยู่ที่ผิวหนังตื้นและลึกแตกต่างกันดังรูป