thumb|El ojo humano es el primer elemento del sistema sensorial: en este caso, la visión, para el sistema visual. thumb|La audición del oído
El sistema sensorial es parte del sistema nervioso, responsable de procesar la información sensorial. El sistema sensorial está formado por receptores sensoriales y partes del cerebro involucradas en la recepción sensorial. Los principales Sistemas Sensoriales son: la vista, el oído, el tacto, el gusto y el olfato.
Desde tiempo de Aristóteles se ha considerado que estos eran los cinco sentidos de los humanos, pero actualmente se sabe que la especie humana también dispone de otros sentidos que, entre otros, contribuyen a mantener el equilibrio o transmiten información sobre el interior del propio cuerpo. Otros sentidos que están actualmente bien aceptados en la mayoría de los mamíferos incluyendo los seres humanos, incluyen la percepción del daño, equilibriocepción, propiocepción, y termorrecepción. Además, se ha demostrado que algunos animales no humanos poseen otros sentidos alternativos o suplementarios, como por ejemplo la magnetorrecepción y la electrorrecepción.
El campo receptivo es la parte específica del mundo a la que un órgano y unas determinadas células del receptor responden. Por ejemplo, el campo receptivo de un ojo es la parte del mundo que este puede ver.Kolb & Whishaw: Fundamentals of Human Neuropsychology (2003)
Estímulos
Cada estímulo tiene cuatro aspectos: tipo (modalidad), intensidad, localización, y duración. Ciertos receptores son sensibles a ciertos tipos de estímulos (por ejemplo, diversos mecanorreceptores responden lo mejor posible a diversas clases de estímulos al tacto). Los receptores envían impulsos siguiendo ciertos patrones para enviar la información sobre la intensidad de un estímulo (por ejemplo, un sonido ruidoso). La localización del receptor será lo que dará la información al cerebro sobre la localización del estímulo (por ejemplo, estimular un mecanorreceptor en un dedo enviará la información al cerebro sobre ese dedo). La duración del estímulo (cuánto tiempo dura) es transportada hasta los receptores.
Sistema nervioso sensorial
Célula receptora
Una célula receptora sensitiva está especializada para transformar la energía del estímulo en una señal nerviosa.
Podría ser una neurona u otra célula que excita a una neurona sensitiva por medio de una comunicación sináptica. Estas células están especializadas para detectar una única clase de estímulo.
Un estímulo es una forma de energía proveniente del exterior capaz de despertar una respuesta sensitiva. Este tipo de energía puede ser de diversos tipos, ya sea química (quimiorreceptores), mecánica (mecanorreceptores) o electromagnética (fotorreceptores).
Las células receptoras sensitivas forman, en organismos multicelulares, distintos tejidos que se organizan en órganos sensitivos.
Las células receptoras pueden dividirse en dos grandes grupos: los interorreceptores y los exterorreceptores. Los primeros responden a estímulos en el interior del organismo y los segundos responden a estímulos externos y ajenos. Existen además los llamados propioceptores, que detectan la postura y la posición del cuerpo.
Órganos sensitivos Son estructuras especializadas para la recepción de un tipo de energía específica. Contienen receptores similares y tejido no nervioso. Se dice que los órganos de los sentidos poseen “modalidad sensitiva” y “cualidad sensitiva”. La modalidad hace referencia a los distintos estímulos que somos capaces de detectar (luz, sonido, olor, gusto, etc.) y la cualidad a, dentro de una estimulación, diferenciar patrones (luz: distintos colores; olor: distintos olores, etc.).
Información sensitiva La información sensitiva, viaja en forma de potenciales de acción de igual amplitud pero de frecuencia variable y solo son discriminadas en el cerebro. El cerebro no determina el tipo de estímulo porque todos llegan como potenciales de acción, sino a través de donde llegó el potencial. Cualquier actividad que llegue de los fotorreceptores se decodificará en el centro de la visión como luz; si, por algún motivo, llegase al centro del oído, se interpretaría como sonido.
Para evitar “malas interpretaciones”, los órganos sensitivos están equipados con sistemas que aíslan a sus receptores del contacto con otro tipo de energía estimulante.
Conversión de energía en una señal eléctrica Consta de cinco pasos: Absorción: Debe absorberse la energía estimulante. Transducción: La energía debe convertirse en un evento eléctrico. Amplificación: Un estímulo muy débil puede desencadenar una potencial de acción intenso. Integración y diseminación: El potencial debe propagarse hacia el sitio donde se inicia el impulso. Los potenciales del receptor iniciados en distintos sitios de la célula receptora pueden sumarse y generar un mayor impulso Codificación y transmisión: Los receptores convierten el estímulo en una serie de potenciales de acción que aportan información sobre la intensidad y propiedades temporales del estímulo .
Potencial de los receptores Se produce ante la despolarización graduada de un receptor en respuesta a un estímulo. Se propaga en forma pasiva desde las dendritas, pasando por el soma, hasta el segmento inicial del axón. En este último sitio desencadena, por generar una despolarización capaz de alcanzar el umbral, la apertura de canales de sodio dependientes de voltaje que generarán un potencial de acción.
Órganos sensoriales según el estímulo que detectan
Luz Las ondas electromagnéticas detectables con los ojos son denominadas luz. Algunos animales son capaces de detectar la luz ultravioleta, que tiene una longitud de onda más corta. Algunos animales pueden detectar el infrarrojo como "luz" mediante ojos u otros órganos especiales.
Luz ultravioleta: muchos insectos, algunos reptiles y pájaros, peces de las profundidades (ojos) Luz visible: longitudes de onda desde 380 nm (violado) hasta 760 nm (rojo) → sentido de la vista Luz infrarroja: algunos peces de agua dulce pueden detectarla con los ojos.
Estímulos: fuentes lumínicas. Estructuras receptoras: retina con bastones y conos.
Sonidos Ultrasonidos: longitud de onda de 20 ~kHz (17,5 mm) – 200 kHz (1,7 mm) → Las oídos de ciertos animales como los murciélagos y los delfines Sonidos audibles: 16–20000 Hz → el oído (sentido del oído) de los humanos Infrasonidos: 16–0 Hz → los oídos de determinados animales como los elefantes y los búhos, y una baja transmisión al tacto Oscilaciones → receptores táctiles de la piel (tacto), o pelos táctiles y receptores de vibraciones en los insectos y las arañas
Temperatura Rayos infrarrojos/calor: longitud de onda de 750 nm-0,01 mm → receptores del calor y el frío en la piel (termorrecepción); en las serpientes, las fosetas nasalesKrochmal AR, Bakken GS, LaDuc TJ. 1994. Heat in evolution's kitchen: evolutionary perspectives on the function and origin of the facial pit of pitvipers (Viperidae:Crotalinae). The Journal of Experimental Biology 207: 4231-4238.Greene HW. 1992. The ecological and behavioral context for pitviper evolution. In Campbell J. A., Brodie ED Jr. 1992. Biology of the Pitvipers. Texas: Selva. 467 pp. 17 platas. Kardong KV, Mackessy SP. 1991. The strike behavior of a congenitally blind rattlesnake. Journal of Herpetology 25: 208-211.
Presión y movimiento Presión → Receptores táctiles de la piel (tacto) Contacto → Receptores táctiles de la piel (tacto) Presión y movimiento del agua → línea lateral de los peces Movimiento → Aparato vestibular del oído interno (sentido del equilibrio) Posición de las partes del cuerpo → Receptores de los músculos y articulaciones (órgano tendinoso de Golgi, Huso neuromuscular) y el órgano cordotonal en los insectos.
Sistema visual
thumb|Esquema simple de una sección del ojo
La visión es un sentido que consiste en la habilidad de detectar la luz y de interpretarla (ver). La visión es propia de los animales teniendo estos un sistema dedicado a ella denominado sistema visual. La visión artificial extiende la visión a las máquinas.
El sentido de la vista permite que el cerebro perciba las formas, los colores y el movimiento, esta es la manera en que vemos el mundo.
La primera parte del sistema visual se encarga de formar la imagen óptica del estímulo visual a la retina (sistema óptico). Esta es la función que cumplen la córnea y lo cristalino del ojo.
Las células de la retina forman el sistema sensorial del ojo. Las primeras a intervenir son los fotorreceptores, que capturan la luz que incide sobre ellos. Sus dos tipos son los conos y los bastones. Otras células de la retina se encargan de transformar esta luz en impulsos electroquímicos y al transportar hasta el nervio óptico. Desde allá, se proyectan en importantes regiones como el núcleo geniculado lateral y el corteza visual de cerebro.
Al cerebro empieza el proceso de reconstruir las distancias, colores, movimientos y formas de los objetos que nos rodean.
El ojo es el órgano encargado de la recepción de los estímulos visuales, cuenta con una arquitectura exquisita y altamente especializada producto de millones de años de evolución en los animales. El globo ocular tiene tres envoltorios, que del exterior al interior son:
Capa fibrosa externa: compuesta de dos regiones: esclerótica y córnea Capa vascular mediana (úvea): está conformada por tres regiones, la coroide, el cuerpo ciliar y el iris. Retina o capa neural: se compone de 10 capas, que desde el exterior en el interior del globo se denominan: epitelio pigmentado, capa de conos y bastones (receptora), membrana limitante externa, capa nuclear externa, capa plexiforme externa, capa nuclear interna, capa plexiforme interna, capa de células ganglionares, capa de fibras del nervio óptico, y membrana limitante interna.
Además de estas capas, el ojo tiene cavidades:
Cavidad vítrea, que contiene la humor vítreo, y se encuentra detrás del cristalino, conformando el núcleo transparente, gelatinoso del globo ocular.
Cámara posterior; situada ante el cristalino, y posterior al iris, contiene humor acuoso.
Cámara anterior, ubicada entre la córnea (hacia delante) y el iris y cristalino (atrás) también contiene humor acuoso.
El nervio óptico se forma por la reunión de los axones de las células ganglionares. El nervio óptico sale cerca de la parte posterior del globo ocular y se dirige hacia atrás y medialmente, para unirse en una estructura llamada quiasma óptico, donde las fibras provenientes de las hemirretinas externas se mantienen en las cintillas ópticas correspondientes a su misma banda, mientras que las fibras de las hemirretinas nasales, creen a la cintillas ópticas del lado opuesto. Después las cintillas ópticas se dirigen a los cuerpos geniculados mediales (localizados a la cara posterior del tálamo), y se reúnen nuevamente en el anverso geniculo calcarino, que se dirige hacia el lóbulo occipital de la corteza cerebral, para distribuirse en la región que rodea al surco calcarino, correspondiendo a las áreas de Brodmann 17, 18 y 19, área visual primaria y asociativas, respectivamente. En su recorrido estas fibras tienen pequeñas ramas, hacia el núcleo supraquiasmático del hipotálamo.
Sistema auditivo
miniatura|Anatomía del oído humano:
1: Oído externo: 2: Pabellón auricular, 3: Conducto auditivo externo, 4: Tímpano. 5: Oído medio: 4: Tímpano, 6: huesecillos: 7: Martillo, 8: Yunque, 9: Estribo. 10: Caja del tímpano. 13: Oído interno: 14: Laberinto: 16: Vestíbulo: 17: Ventana oval, 18: Ventana redonda. 19: Cóclea. 20: Nervio vestibular, 21: Nervio coclear, 22: Conducto auditivo interno. Otros: 11: Hueso temporal, 12: Trompa de Eustaquio, 23: Nervio auditivo.
El sistema auditivo es el conjunto de órganos que hacen posible el sentido del oído en un ser vivo, es decir, lo facultan para ser sensible a los sonidos.
El proceso de la audición implica que se conjugan dos tipos de procesos: