BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Transkriptio

1 BI4 IHMISEN BIOLOGIA

2

3 Ihmisen aistit ovat evoluution tuote Ihmisen aistit ovat kehittyneet palvelemaan sopeutumista siihen ympäristöön, missä ihmisen esi-isät ovat kulloinkin eläneet. Esim. Kolmiulotteinen näkö on peräisin puissa kiipeileviltä esi-isiltämme, joiden piti osata arvioida etäisyyksiä oksalta toiselle hypätessään. Näkö- ja hajuaistin välittämillä viesteillä on ollut suuri merkitys lisääntymisessä. Värinäön kehittyminen on ollut tärkeää ravinnoksi kelpaavien värikkäiden hedelmien löytämiseksi.

4 Varsinaiset aistimukset syntyvät vasta aivoissa Aistit reagoivat vain osaan ympäristöstä tulevista ärsykkeistä. esim. korvat reagoivat vain osaan äänen taajuuksista samanlaisena jatkuvaan ärsykkeeseen tottumista ja sen aiheuttamien hermoimpulssien vähenemistä kutsutaan mukautumiseksi eli adaptaatioksi Aistielimet ottavat ärsykkeitä vastaan, muuttavat ne hermoimpulsseiksi ja lähettävät niitä edelleen aivojen tulkittaviksi. Aivoissa informaatiota muokataan ja sitä yhdistetään muistikuviin, kokemuksiin ja oletuksiin. Esim. kuva käännetään oikein päin ja vasemman ja oikean silmän kuvat yhdistyvät 3-ulotteiseksi kuvaksi.

5 Aivot saavat tietoa ärsykkeen voimakkuudesta Mitä suurempi ärsyke on, sitä suurempia muutoksia se saa aikaan aistisoluissa ja sitä suurempi on hermoimpulssien tiheys aisti hermossa. Hermosolujen väliset synapsit vahvistavat tai heikentävät informaatiota, kun se matkaa keskushermostoon, missä se lopullisesti tulkitaan. Aistit reagoivat erityisesti ärsykevoimakkuuden muutoksiin. Tasaisena pysyvä ärsyke johtaa lopulta hermoimpulssien vähenemiseen: tätä kutsutaan adaptaatioksi. Esim. hajuaisti mukautuu helposti.

6

7

8 RYHMÄTYÖ Jakaudutaan 3 ryhmään ja tehdään kattava esitelmä seuraavista aisteista: 1) Näköaisti, sis. värinäkö ja syvyysnäkö (s ) 2) Kuuloaisti sis. liikeaisti ja tasapaino (s ) 3) Makuaisti ja kipuaisti

9 Käsitys ympäristöstä perustuu lähinnä näköaistin välittämään tietoon Silmän verkkokalvolla on noin 70% elimistön kaikista aistisoluista ja näköaistin kautta saadaan ympäristöstä enemmän tietoa kuin muilla aisteilla yhteensä. Ihmisen värinäkökyky on erinomainen ja kyky nähdä pimeässä kohtalainen. Oppiminen vaikuttaa näköhavainnon tulkintaan; urbaani ihminen näkee eri tavalla kuin sademetsässä asuva ihminen. Aivot voivat myös lisätä kuvan asioita, joita siinä ei ollut. Tulkintaan vaikuttavat eniten ensimmäiset elinvuodet.

10

11 Katsottavan kohteen kuva muodostuu sarveiskalvon ja linssin avulla verkkokalvolle Sarveiskalvo, linssi ja lasiainen taittavat silmään tulevaa valoa, jolloin katsottavasta kohteesta muodostuu ylösalaisin oleva kuva verkkokalvolle. Linssi on kimmoisa ja se muuttaa muotoa ja näin voimme vaihtaa kohdistuspistettä. Silmä on mukautuvainen: voimme kohdistaa katseen vuoroin lähelle ja vuoroin kauas. Kauas katsottaessa silmä lepää, kun katsotaan lähelle, sädelihas supistuu, ripustinsäikeet löystyvät ja linssi pyöristyy. Vanhemmiten linssin kimmoisuus vähenee ja mukautumiskyky heikkenee > ikänäkö, emme näe tarkasti lähelle.

12

13

14 Sauvasolujen avulla nähdään hämärässä ja tappisolujen avulla kirkkaassa valossa Verkkokalvolla on kahdenlaisia aistinsoluja: sauvoja ja tappeja. Sauvasolujen avulla nähdään hämärässä ja tappisolujen avulla kirkkaassa valossa. Sauvasoluja on huomattavasti enemmän kuin tappisoluja. Valo vaikuttaa vastaanottavan reseptoriproteiiniin eli näköpigmenttiin, joka hajoaa valon vaikutuksesta ja aikaan saa hermoimpulssin. Sauvasolujen näköpigmentti on rodopsiini eli näköpurppura. Se hajoaa opsiiniksi ja retinaaliksi (A-vitamiinin johd.). Valossa näköpigmentti on hajonnut ja sen uudelleen muodostuminen vie min, jonka jälkeen näemme taas hämärässä. Hämärässä pupilli myös laajenee: yhteisvaikutuksesta silmän valoherkkyys voi lisääntyä miljoonakertaisesti. A-vitamiinin puutos aiheuttaa hämäräsokeutta.

15

16

17

18

19

20 Testaa värinäkösi nikka/varinakotesti/

21 Kolmiulotteinen näkeminen perustuu kahden silmän ja aivojen yhteistyöhön Ihmisen silmät suuntautuvat suoraan eteenpäin; niiden muodostamat kuvat ovat osittain päällekkäin mutta kulmat poikkeavat toisistaan, mikä mahdollistaa kolmiulotteisen näkemisen ja siten etäisyyksien arvioinnin. Isoaivojen näköalueella kummankin silmän näkökentän oikeasta puoliskosta välittyy viesti vasempaan puoliskoon ja vasemmasta oikeaan.

22

23

24 Kuuloaistilla on suuri merkitys ihmisten välisessä viestinnässä Kuuloaistilla on ollut merkittävä ihmiskunnan kulttuurin kehittymisessä, sillä puheen oppiminen ei onnistu ilman kuuloaistia. Ihmisen kuuloaisti on erityisen herkkä puheäänelle tyypillisille äänteille ja taajuuksille. Korvan rakenne on kehittynyt vastaanottamaan taajuudeltaan ja voimakkuudeltaan erilaisia paineaaltoja ja muuntamaan ne hermoimpulsseiksi, jotka tulkitaan aivoissa korkeudeltaan ja voimakkuudeltaan erilaisiksi ääniksi.

25 Korva on erilaistunut vastaanottamaan ääniaaltoja Ääniaallot ohjautuvat korvalehdestä korvakäytävään ja tärykalvolle. Tärykalvo alkaa värähtelemään, mikä saa välikorvassa sijaitsevat kuuloluut liikkumaan > paineaallot muuttuvat mekaaniseksi värähtelyksi. Kuuloluista viimeisin, jalustin, on kiinnittynyt sisäkorvan johtavaan eteisikkunaan, jonka kautta värähtely siirtyy sisäkorvassa olevaan nesteeseen. Vahvistunut ääniaalto etenee nesteessä simpukan sisässä: aaltoliike liikuttaa simpukan kalvoja, mikä saa aikaan mekaanisen ärsytyksen kuuloaistinsoluissa.

26

27 Simpukan aistisolut erottelevat korkeudeltaan ja voimakkuudeltaan erilaiset äänet Simpukka on noin 2.5 cm ja siinä on 3 käytävää. Aistisolut sijaitsevat keskimmäisessä käytävässä ns. tyvilevyyn kiinnittyneenä. Molemmissa simpukoissa on aistinsolua, joiden pinnassa on mekaanisia karvamaisia reseptoreita, jotka reagoivat kosketukseen. Karvasolussa syntynyt impulssi siirtyy kuulohermoon ja sieltä edelleen isoaivojen ohimolohkon kuulokeskuksiin. Ihmiskorva erottaa ääniä hertsin välillä: iän myötä korkeiden äänien kuuleminen heikentyy. Aivot määrittelevät äänen tulosuunnan kahden korvan välisillä eroilla: ääni kulkee lähimpänä olevaan hieman nopeammin ja voimakkaammin kuin kauempana olevaan korvaan.

28

29

30 Kehon liikkeiden ja asennon aistimiseen tarvitaan aistien yhteistyötä Raajojen liikkeistä ja asennoista saapuu monen aistin avulla tietoa aivoihin: Näköaisti on tasapainon kannalta tärkeä Ihon kosketusta sekä lihasten ja jänteiden mekaanista venytystä antavat tietoa raajojen liikkeistä ja asennoista Aivot tunnistavat hermoimpulssien perustella myös kuinka suurta lihasvoimaa tarvitaan liikkeisiin tai asennon ylläpitoon Jänteiden hermopäät ilmaisevat kipua jos liikkeeseen käytettävä voima on liian suuri.

31 Sisäkorvan tasapainoelin antaa tietoa pään liikkeistä ja asennosta Sisäkorvassa on tasapainoelin, joka koostuu 3 toisiaan vastaan kohtisuoraan olevasta kaarikäytävästä ja niiden tyvellä olevasta kahdesta rakkulasta. Rakkulat antavat tietoa pään asennosta pystytasoon verrattuna mutta myös kiihdyttävästä ja jarruttavasta liikkeestä. Aivot vastaanottavat eri kaarikäytävistä tulevat impulssit ja tulkitsevat pään liikkeet. Pikkuaivot säätelevät kehon liikkeitä ja tasapainoa. Suuri osa tasapainon ja liikkeiden ylläpidosta on refleksinomaista.

32

33

34 Makuaisti Makuaisti on kemiallinen lähiaisti, joka ilmaisee onko ravinto syötävää. Kielen pinnan makusolut tunnistavat veteen liuenneita aineita. Perusmaut ovat suolainen, makea, hapan, karvas ja umami (natriumglutamaatti). Kieli on erityisen herkkä karvalle maulle. Perusmakujen yhdistelmistä syntyy tuhansia eri makuaistimuksia mutta monet mauiksi luullut aistimukset ovat itseasiassa hajuaistimuksia.

35

36

37

38 Hajuaisti Hajuaisti on kemiallinen kaukoaisti, jonka avulla aistitaan haihtuvia tai kosteuden mukana tuomia hajumolekyylejä. Hajuaisti on herkempi ja tarkempi kuin makuaisti ja erottaa useampia vivahteita. Hajusolut sijaitsevat nenäontelon katossa olevassa hajuepiteelissä. Hajuhermon kautta hermoimpulssit kulkevat isoaivojen kuoren hajualueelle, joka liittyy läheisesti ns. limbiseen järjestelmään.

39

40 Kipuaisti on tärkeä hengissä säilymisen kannalta Kipuaisti on ihmisen primitiivisimpiä aisteja ja tärkein aisti. Kipuaistimus voi syntyä mistä tahansa liian voimakkaasta ärsykkeestä. Kipua aistivia soluja on lähes kaikkialla elimistössä, etenkin ihossa ja sisäelimiä ympäröivissä kalvoissa. Kipureseptoreina toimivat ns. vapaat hermopäätteet eli hermosolujen haarat, joiden ympärillä ei ole tuppea tai muita tukirakenteita. Kipuaisti ei mukaudu, eli kipuun ei totu ja kipu voi myös kroonistua.

41

42

43

44

45

46

47

48

49

50