Cvičení - smysly RNDr. Vladimír Malohlava, Ph.D., 2012 zdroje: Srovnávací fyziologie Vácha a kol. Materiály Mgr. L. Hlaváčka Google.com Velká kniha optických iluzí – Al Seckel
Úkoly 1: zornicový reflex • • • • • • • • • • • • • • •
ÚVOD • schopnost zornice reagovat na různý stupeň osvětlení • ochrana před přílišným osvětlením, nebo zvýšení množství světla vstupujícího do oka při setmění POMŮCKY • svítilna POSTUP • při zatemnění pozorujte zornici spolužáka • při posvícení svítilnou do oka sledujte změnu průměru zornice VYHODNOCENÍ • při prudkém posvícení svítilnou do oka jsme v zatemnělé místnosti jsme pozorovali prudké stažení duhovky (zúžení zornice) jako obrannou reakci přílišné množství světla přicházející do oka • při následném zhasnutí se duhovka uvolnila a zornice se rozšířila
Úkoly 2: Mariotův pokus • • • • • • • •
• Pozorujte pravým okem kolečko, aniž bys pohyboval okem. • Periferně vidíš také hvězdičku. • Během pohybu hvězdičky doprava se na krátkou dobu ztratí a opět objeví. Důkaz slepé skvrny Vysvětlení: v době, kdy hvězdička zmizela ze zorného pole, dopadal její obraz na slepou skvrnu.
Úkoly 3: vyšetření barvocitu
• •
ZJIŠŤOVÁNÍ PORUCH BAREVNÉHO VIDĚNÍ POMOCÍ STILLINGOVÝCH-HERTELOVÝCH TABULEK.
Úkoly 4: vyšetření astigmatismu
• • • • •
ÚVOD • astigmatismus = stav, kdy rohovka nemá pravidelný kulový tvar, ale je zakřivená (fyziologický x patologický astigmatismus) • paprsky se po průchodu rohovkou a čočkou nespojí v jednom bodě, ale zobrazí se jako čárka
Úkoly 4: vyšetření astigmatismu
• • • • • • • • • • • • •
POMŮCKY Placidův keratoskop nebo papír se soustřednými kružnicemi s otvorem uprostřed PROVEDENÍ vyšetřovaný student fixuje pohled na otvor v papíru se soustřednými kružnicemi vyšetřující pozoruje tímto otvorem obraz soustředných kružnic na ploše rohovky vyšetřované osoby u normálního oka pozorovány pravidelné kružnice, u astigmatického oka nepravidelné elipsy VYHODNOCENÍ
Úkoly 5: purkyňovy obrázky • • • • • • • • • • • • • • • •
DŮKAZ LOMNÝCH PLOCH KOMOROVÉHO OKA. POMŮCKY • svíčky, zápalky PROVEDENÍ • v zatemnělé místnosti před vyšetřovanou osobou držte svíčku a pozorujte počet, velikost, světlost, postavení a pohyb 3 obrázků, které se odrážejí na světlolomných plochách optického aparátu oka • vyšetření proveďte pro neakomodované i akomodované oko a popište rozdíly • do protokolu nakreslete výsledky pozorování
Úkoly 6: stanovení blízkého bodu oka • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
VZDÁLENÝ BOD Lidské oko je v klidu (při pohledu na předměty ve vzdálenosti 5 m a více) zaostřeno na nekonečno. K akomodaci nedochází. BLÍZKÝ BOD Pokud je předmět ve vzdálenosti 5m a méně, k akomodaci dochází. Blízký bod je nejmenší možná vzdálenost, při které ještě dochází k akomodaci čočky (kdy ještě můžeme předmět zaostřit). pomůcky: Scheinerův optometr PROVEDENÍ: Optometr přiložíme k oku a oběma otvůrky sledujeme jehlu jezdce. Jezdce pomalu přibližujeme až do vzdálenosti, kdy již nejsme schopni jehlu zaostřit. Do protokolu zaznamenáme nejmenší vzdálenost, při kterém jsme viděli ostrý obraz jehly (pro obě oči).
SMYSLOVÉ ORGÁNY
Receptorové buňky - receptory • prostřednictvím smyslových orgánů – informace o vnějším světě nebo o vnitřním prostředí • specializované buňky = receptory – EXTERORECEPTORY – INTERORECEPTORY
• úkolem receptorových buněk je převést působení podnětu určité modality do řeči akčních potenciálů • senzitivní aferentní nervy – informace vedena do CNS – vznik efektorové odpovědi • vlastní subjektivní smyslový vjem – VZNIK V MOZKU • řada podnětů z těla – např. vegetativní informace z interoreceptorů – do vědomí se vůbec nedostane
Úloha CNS při vzniku smyslového vjemu CNS – zásadní role při smyslové recepci receptory – vstupní branka – zpracování v CNS nejlépe prozkoumáno smyslové vnímání primátů příklad zraku: informace je na mnoha úrovních smyslové dráhy mnohonásobně zpracovávána než ve vědomí vznikne finální vjem • ve své podstatě to co vidíme je dílem mozku než očí • • • •
– první zpracování na úrovni receptorů – další zpracování v MOZKU – oddělené kanály zpracovávají různé kvality vstupující informace – jedna část mozku – lokalizace rozeznávání tvaru, barvy, rozeznání objektu – jiná část – reaguje a vyhodnocuje směr a rychlost viděného pohybu – emocionální náboj doprovázející smyslové vjemy – dodáván ze samostatných mozkových struktur – vznik fylogeneticky – při úrazech mozku se projeví činnost jednotlivých center
Úloha CNS při vzniku smyslového vjemu • komplexní smyslová informace – postupné sestavování z jednodušších prvků do složitějších celků • vše v odpovídajících, hierarchicky uspořádaných smyslových centrech mozku • vrchol je pak smyslový vjem přístupný vědomí • existence speciálních neuronů – „naladěné“ na určitou variantu podnětu – – – – –
poslech tónu určité jediné výšky čichání určité jedinečné vůně pozorování konkrétního obrazce spatření určitého počtu objektů atd. dokonce JEDINÝ neuron specializovaný na tak komplexní podnět – TVÁŘ ZNÁMÉHO ČLOVĚKA
Chemorecepce • chuť a čich – patrně nejstarší a nejuniverzálnější smyslové modality v živočišné říši • mezibuněčná chemická signalizace – reakce na hormonální stimuly – enzymatické kroky • prvoci – schopnost reakce pohybem – CHEMOTAXÍ – na přítomnost potravy, sexuálního partnera, predátora • úniková reakce prvoků na kyselé, alkalické či slané podněty • oddělení chuti a čichu od původní jednotné chemorecepční schopnosti – nastává s přechodem mnohobuněčných živočichů na souš • kontaktní – CHUŤ – nebo distanční – ČICH – chemorecepce je životně důležitým smyslem pro všechny vyšší taxony až k obratlovcům • vrchol selektivity a citlivosti je dosaženo u FEROMONOVÉ komunikace hmyzu a obratlovců
Chuť • citlivost na sladké – široce rozšířena jak u bezobratlých, tak u obratlovců • vnímání hořkého – obecná, fylogeneticky velmi stará smyslová schopnost – odmítavá reakce na chinin • všichni živočichové také reagují na kyselou chuť – na zvýšenou koncentraci H+ iontů • receptorové buňky – rozličný tvar – opatřeny vlásky – membrány nesou proteinové receptory – receptory – reakce na celou paletu látek – nebo specifické – sensily tykadel některých motýlů – reakce pouze na jedinou látku a to dokonce v určité stereoisomerní formě trans nebo cis
Chuť • • • • • • • • • • •
hmyzí kontaktní receptory – lokalizace kdekoli na těle, převažují ovšem u úst a na chodidlech hlemýžď – chemoreceptory na kratších hlavových tykadlech jiní bezobratlí – různé smyslové jamky a hrbolky základní funkční struktura u obratlovců – CHUŤOVÝ POHÁREK obojživelníci a ryby – pohárky v celé ústní dutině některé druhy ryb – na hlavových přívěscích a v kůži po celém těle plazi – podél vnitřního okraje dolní čelisti, na jazyku, podnebí a dně ústní dutiny ptáci – při kořenu jazyka a ve sliznici hltanu (vrch jazyka je zrohovatělý) člověk – cca 9000 chuťových pohárků – v jazykových papilách pod povrchem sliznice jazyka a hltanu chuťové buňky – 5 základních typů kvality: sladkost, kyselost, slanost, hořkou chuť a umami hořká chuť – varuje před toxickými látkami – nejnižší práh citlivosti
Čich • čichové buňky obratlovců – především v horních částech dýchacích orgánů v ČICHOVÉ SLIZNICI – neustále navlhčována produktem z Bowmanových žláz • počet čich. buněk různý – PES 250 miliónů, člověk 20 miliónů
» chemoreceptivní buňky jazyka
» někteří obojžívelníci, plazi i savci – VOMERONASÁLNÍ – Jakobsonův orgán – speciální dutina – komunikace s ústní dutinou – vystlána čichovým epitelem » přednostně feromonová komunikace mezi pohlavími
Čich u člověka • čichový epitel je součástí nosní sliznice • do vrstvy povrchového hlenu – vlásky čichových buněk s membránovými receptory • typů receptorových buněk až několik tisíc • receptory se rychle adaptují – po delší době se vnímání nepříjemného pachu snižuje a pak se zastaví • FEROMONY – důležitý význam ve vnitrodruhové komunikaci • u hmyzu, pavouků, měkkýšů, ryb, hlodavců ale i u člověka • ovlivňují chování – sociální a sexuální vztahy mezi jedinci, hustotu populace, řízení rychlosti vývoje, reprodukční schopnost aj.
Transdukce chemických podnětů • navázání voňavé molekuly na specifický receptor • start kaskády membránových dějů podobných hormonální signalizaci • jednotné molekulární schéma chemické komunikace buněk společné pro NS – synapse, endokrinní řízení i dálkovou signalizaci mezi organizmy • na konci řetězce – konformační změna kanálu a permeability membrány pro určitý iont – DEPOLARIZACE (nebo hyperpolarizace) – vznik receptorového potenciálu • některé hmyzí receptory – i jediná molekula látky může vyvolat akční potenciál a tedy přenos informace do CNS
Vnímání vzdušné vlhkosti - hygrorecepce • u některých živočichů – zvláštní smysl • hygrorecepce umožňuje zvláště malým a v extrémních podmínkách žijícím živočichům vyhledat vhodnější podmínky a nalézt vodu • někteří brouci – rozeznání rozdílů už 2% • není jasné, zda je transdukce založena na mechanorecepci či na chemorecepci kolísajících osmotických poměrů recepční buňky
Mechanorecepce • mechanoreceptory – reakce na působení síly nebo na pohyb • jednoduché volné nervové zakončení v kůži • membrány opatřené přídavnými strukturami – PACINIHO hmatová tělíska • receptorové buňky bezobratlých napojené na chlup na povrchu těla • složité senzorické struktury – UCHO • mnoho mechanoreceptivních buněk – mikroskopické vlásky převádějící mechanický podnět na membránu • detekce bolesti, svalového napětí, pohyb tekutiny, zvuk, směr gravitace • modifikace – orgány hygro-, elektro- a magnetorecepční
Transdukce mechanických podnětů • podstata – převedení mechanického stimulu na změnu membránové iontové propustnosti • vláskovým buňkám – např. statokinetického nebo sluchového aparátu – je společný MECHANICKY VRÁTKOVANÝ KANÁL • kanál je lokalizován na vrcholku jednoho vlásku – CILIE a vrátek je spojen s proteinovým filamentem k sousednímu vlásku • vzájemný pohyb cilií vede k otevírání a zavírání kanálu a vzniku receptorového potenciálu
Transdukce mechanických podnětů
Vrátkovaný kanál
Sluch – vnitřní ucho • vlastní receptory – v hlemýždi • spirálově stočený kanál ve spánkové kosti – v něm po celé délce uchycen dvěma membránami vymezený kanál nebo chodbička – BLANITÝ hlemýžď • horní stěna blanitého kanálu –REISSNEROVA MEMBRÁNA • spodní = BAZILÁRNÍ MEMBRÁNA • tímto dvojitým přepažením – vznik shora dolů 3 chodby: – SCALA VESTIBULI – SCALA MEDIA – SCALA TYMPANI
• media je na konci hlemýždě slepá – uzavírá blanitou chodbičku do tvaru váčku naplněného endolymfou • vestibuli a tympani – vyplněné perilymfou – spolu v hrotu hlemýždě komunikují
Sluch – vnitřní ucho • na bazilární membráně je po celé délce hlemýždě uložen CORTIHO ORGÁN • •
mezi opornými buňkami obsahuje vlastní recepční vláskové sluchové buňky každá vybavena asi 100 stereociliemi – shora krytá membránou – MEMBRANA TECTORIA
http://video.about.com/deafness /Hearing-Test.htm
Cesta zvukové vlny • od třmínku – zasazený v oválném okénku • pohyb třmínku – přenáší se na perilymfu hlemýždě • tekutina je nestlačitelná – změnám uhýbá blanka v OKROUHLÉM OKÉNKU – může se vyklenout do středního ucha • pohyb tekutiny – rozechvěje celou blanitou chodbičku • tím se bazilární membrána posouvá k membráně tektoriální „jako listy zprohýbaného telefonního seznamu“ • ohýbají se cílie vláskových buněk • je vyvolán vznik receptorového potenciálu • vzruch je veden nervovými vlákny sluchového nervu do CNS • rozsah vnímaných zvukových frekvencí není u všech savců stejný • některé druhy – i ultrazvuky • potkani – strach, netopýři, delfíni – echolokaci,…
KOMOROVÉ OKO - bulbus • • • • • • • • • •
vnější obal – BĚLIMA – SCLERA vpředu přechází do rohovky – CORNEA prostor za rohovkou – přední oční komora – komorový mok za přední oční komorou – duhovka – IRIS s otvorem – zornicí – PUPILA – upravuje množství světla vnikajícího do oka za duhovkou – čočka –LENS CRISTALINA – zaostřuje obraz dopadající na sítnici vnitřní část oční koule – vyplněna sklivcem na bělimu těsně přiléhá cévnatka – výživa oka vnitřní vrstva oční koule = sítnice v ní 2 typy světločivných buněk – tyčinky – ČERNOBÍLÉ – skotopické vidění, čípky – BAREVNÉ – fotopické vidění počet čípků a tyčinek je druhově odlišný a podmíněný světelnými podmínkami, v kterých živočich žije
Komorové oko
KOMOROVÉ OKO • nejcennějším místem co do ostrosti a barevného rozlišování je žlutá skvrna - MACULA LUTEA – uložená v centrální jamce – FOVEA CENTRALIS • z místa, kde vystupuje z oka zrakový nerv – sítnice je na světlo necitlivá – SLEPÁ SKVRNA • oči některých živočichů – zvláštní stavba – ryba Anables – 2 oční bulvy, každá rozdělena na 2 části – pod a nad vodou • v oku ptáků – PECTEN – hřebínek – ční do sklivce – asi funkce sextantu – přesné měření polohy slunce, hvězd, kořisti • čočka se pomocí jemných vlákének připojuje na akomodační sval řasnatého tělesa – v čočce složité fyziologické děje
poruchy optického aparátu • dalekozrakost – hyperopie, hypermetropie: – světelné paprsky se spojují za sítnici – chyba se odstraňuje spojnými čočkami – oko má zploštělejší bulvu oproti normálu
• krátkozrakost – myopie – – – –
vznik při velké lomivosti optického systému oka prodlužováním oční koule obraz předmětu dopadá před sítnici korekce čočkami rozptylnými
• stařecké vidění – presbyopie – – – –
ztráta akomodační schopnosti oka ztráta přirozené pružnosti čočky oko neakomoduje na blízko – stává se dalekozrakým používají se čočky spojky
Video – how eye works • http://www.youtube.com/watch?v=0HzWmld LDHI&feature=related
Optické iluze • Nepostavitelné schodiště: – co se stane, když projdete po tomto podivném schodišti? Kde leží první a poslední schod?
Optické iluze • Velikost a perspektiva: • úsečky AB a CD se zdají být odlišně dlouhé, jsou ale totožné
Optické iluze • Velikost a perspektiva: • úsečky AB a CD se zdají být odlišně dlouhé, jsou ale totožné
Escherova nesestrojitelná krabice
Melancholická píseň za zimního spánku ve Vlámsku – jak se ten sloup vlastně dostal dopředu?
Podívejte se pak na list bílého papíru…
Dvojznačná iluze koně – kam se dívá ???
Aristotelova iluze – podivná iluze související s hmatem, zkuste překřížit ukazováček a prostředníček jedné ruky, když se jemně dotknete nosu vnitřními stranami překřížených prstů – za normálních okolností jsou to jejich vnější okraje – bude vám připadat, že máte nosy dva!
Iluze v perspektivě
Iluze zkroucené šňůry se čtverci – jsou pravidelné ?
Kanizův trojúhelník – vidíte trojúhelník? Je světlejší než pozadí?
Rozsviťte žárovku !
Iluzorní koule
Iluze, vyvolávající další iluzi…
Najděte 3 lidské obličeje…
Pravidelné kružnice (iluze kroucené šňůry..)
Minimální viditelnost…
Co vidíte za zvíře?
Kolik vidíte obličejů?
Dívejte se 30 vteřin na levou mřížkou a neuhýbejte pohledem. Pak se podívejte rychle na pravou – mříž se nahne
Zkoumání barvocitu
Zkoumání barvocitu
Zkoumání barvocitu
Zkoumání barvocitu
Zkoumání barvocitu
Zkoumání barvocitu
Spí?
Videa – iluze • http://www.stream.cz/uservideo/460708super-opticka-iluze-ze-svicek • http://www.stream.cz/uservideo/202168vizualni-iluze • http://www.jenpromuze.cz/video/silenosti/76 90-skvela-opticka-iluze • http://www.jenpromuze.cz/video/silenosti/62 67-opticka-iluze-pro-dnesni-den
