Percepcja I

Adriana Schetz

IF USz

Zmysł węchu

Budowa narządu węchu

• Obszar kory mózgowej: opuszka węchowa;

• Nerw węchowy • Budowa komórki węchowej: z ciał

neuronów opuszki węchowej aksony nerwu węchowego wychodzą do komórek receptora węchowego znajdującego się w nabłonku węchowym (zbudowanego z komórek podporowych), zakończonego dendrytami w postaci rzęsek węchowych.

Budowa narządu węchu u owadów

• Anteny (czółki): zawierające neurony wrażliwe na odoranty;

• Połączone ze zwojem nadgardzielowym (obszar mózgu)

Feromony i narząd Jacobsona

Narząd lemieszowy i feromony

• Narząd czy organ lemieszowy to inaczej narząd przylemieszowy, VNO (od ang. vomeronasal organ), lemieszowo-nosowy, womero-nasalny, narząd Jacobsona

• Obecny u płazów i gadów (wyjątek: krokodyle) oraz u ssaków lądowych. • Zawiera chemoreceptory – receptory wykrywające i rozróżniające

substancje chemiczne. • Podstawowe chemoreceptory: 1. receptory wykrywające smak 2. receptory wykrywające zapach. 3. ale także: receptory wykrywające tlen, dwutlenek węgla czy poziom pH

płynów ustrojowych. Ponadto wyróżnia się następujące chemoreceptory: 1. białka: białka receptorowe smaku i węchu 2. komórki: neurony smakowe, neurony węchowe 3. narządy: kubki smakowe, śluzówka węchowa

Funkcje narządu lemieszowego

• Znajdowanie partnera do rozrodu

• Ciekawostka: Efekt Bruce’a, czyli poronienia u myszy, które zidentyfikowały feromony samca innego, niż ten, który je zapłodnił

• Regulacja cyklu miesięcznego

• Ciekawostka: Badania na kobietach dotyczące regularności cyklu miesięcznego

Węch u ptaków

• Mit: raczej słabo rozwinięty; • Fakt: najnowsze badania potwierdzają istotną rolę węchu u

ptaków, zatem zmysł ten musi być dobrze rozwinięty; • Ciekawostka: ptak kiwi ma sześć razy więcej genów

receptora zapachu niż sikorka czy kanarek; • Funkcje węchu u ptaków: 1. rozpoznawanie partnera do kopulacji; 2. Rozpoznawanie konkretnego osobnika (np. węchowa

subityzacja?); 3. Nawigacja 4. Znajdowanie pokarmu

Mózg ptaka

Węch stereo

Dominacja jednostronna a węch stereo

• Tak, jak przy dominacji jednoocznej można mówić o dominacji jednej z dziurek nosa (co zmienia się w ciągu dnia!) przy pozyskiwaniu informacji węchowej: po co?

Dominacja jednostronna a węch stereo

• Tak, jak przy dominacji jednoocznej można mówić o dominacji jednej z dziurek nosa przy pozyskiwaniu informacji węchowej: po co?

Aby rozpoznawać zapach w taki sposób, by móc zlokalizować jego źródło, a zatem w wersji stereo.

Jak to się odbywa?

Powietrze zawsze przepływa szybciej przez jedną z dziurek nosa. To pozwala mózgowi na analizę porównawczą: „wolniejsza” dziurka w nosie pozwala na detekcję substancji potrzebujących więcej czasu na reakcję z białkami receptorowymi; „szybsza” pozwala na natychmiastowe wykrycie z reguły dużych cząsteczek.

Próg pobudzenia i adaptacja

• Próg pobudzenia dla komórek węchowych i pobudzających je substancji lotnych jest zmienny w zależności od rodzaju tych substancji;

• Adaptacja do zapachów przebiega różnie w zależności od budowy chemicznej substancji zapachowych;

• Tempo adaptacji jest zmienne;

Podobieństwa i różnice

• Ciekawostka: gdy na receptory węchowe oddziałują dwie substancje wykrywana jest ta, do której adaptacja twa dłużej lub która działa silniej (np. zapach perfum i zapach cytrusów);

• Ciekawostka: Człowiek jest w stanie rozróżnić 2000-4000 zapachów; • Ciekawostka: węże wysuwając język pobierają próbki zapachu z powietrza i

wprowadzają je do kanalików w podniebieniu; • Ciekawostka: • psy dysponują nabłonkiem węchowym o powierzchni ok. 170-390 cm2

(człowiek ok. 5-7 cm2 ); • narząd Masera, tzw. „mini-nos” u psa (i np. szczura) jest swoistym inicjatorem

węszenia lub służy do rozpoznawania substancji zapachowych rozpuszczonych w wodzie;

• zwój Gruenberga u psa odpowiada za detekcję feromonów informujących o strachu lub agresji (substancje wydzielane w sytuacjach zagrożenia) napotkanego przez nie zwierzęcia.

• Ciekawostka: Nie tylko psy czują „zapach strachu”, ale także np. pszczoły! • Ciekawostka: brak narządu Masera i zwoju Gruenberga u ludzi!

Podobieństwa i różnice

• Ciekawostka: „zapach strachu” nie jest po prostu zapachem adrenaliny!

• Istnieje bowiem zasadnicza różnica między hormonami (np. adrenaliną) a feromonami (np. bombikol – seksualny feromon jedwabnika morwowego)

• Jedwabnik morwowy

• nić dł. nawet 1500 m.

Feromony a hormony

• Hormony regulują wewnętrzne funkcje organizmu, który je wytwarza;

• Feromony nie wpływają bezpośrednio na wytwarzający je organizm tylko na inny organizm;

• Co najwyżej można je określić mianem egzohormonów;

• Rodzaje oddziaływań feromonów:

1. +- czyli korzyść dla własnego organizmu (np. odstraszające);

2. -+ czyli korzyść dla innego organizmu (np. markujące drogę do pokarmu);

3. ++ czyli korzyść dla obu organizmów (np. płciowe).

Artykuł online: FEROMONY — UNIKALNY JĘZYK ŚWIATA PRZYRODY http://kosmos.icm.edu.pl/PDF/2008/127.pdf

Rodzaje feromonów

• Podział ze względu na efekt:

1. sygnalizujące

2. modyfikujące

Rodzaje feromonów

• Podział ze względu na funkcję: 1. płciowe 2. alarmowe 3. obronne 4. odstraszające 5. informujące o stresie 6. agregacyjne 7. znakujące czy markujące (terytorium, obiekt czy drogę) 8. aktywizujące i wspomagające daną aktywność 9. odnajdywania pożywienia 10. społeczne (dominacji, znakujące kasty, partnera,

regulujące relacje społeczne)

Rodzaje substancji zapachowych (generalnie) 1. Substancje allelochemiczne przynoszące korzyść wytwórcy oraz odbiorcy:

• Allomony – przynoszące korzyść osobnikowi, który je wydziela (repulsanty skunksa, induktory

zachowania u zwierząt, atraktanty produkowane przez owady), • Kairomony – przynoszące korzyść osobnikowi, który je odbiera ( atraktanty smakowe i zapachowe

żywności, sygnały uprzedzające o niebezpieczeństwie), • Synomony – przynoszące korzyść zarówno temu, który je wytwarza, jak i temu, który je odbiera. 2. Depresory – nie przynoszące korzyści wytwórcy ani odbiorcy. 3. Substancje o działaniu wewnątrzgatunkowym: • Adaptacyjne autoinhibitory populacji, • Autotoksyny, • Nekromony, • Feromony.

4. Zapachy naturalne (w tym wytwarzane przez człowieka): • Zapach potu ( obecność kwasu izowalerianowego ), • Zapach spermy ( 1-pirolina ), • Zapach rozkładającej się ryby ( trimetyloamina), • Zapach moczu ( adrostenon), • Zapach piżma ( androstenol)

Pluskwiaki

• Efekt Whittena czyli substancja zapachowa w moczu samca wywołuje i przyspiesza cykl rujowy samicy.

• Efekt Bruce'a czyli samica myszy w okresie tuż po zapłodnieniu czująca zapach samca różniący się od woni jej partnera doznaje zaburzeń neurohormonalnych, w wyniku ktorych nie dochodzi do implantacji, a samica "wraca" do stanu rui.

• Efekt Lee-Boota, czyli gdy w jednym miejscu powyżej trzech samic przy nieobecności samców ruja jest ograniczona, a u 61% badanych zwierząt występuje ciąża rzekoma. Znacznie wydłużają się okresy spokoju płciowego (diestus – okres między rujowy). Zjawisko to nie znika po usunięciu opuszek węchowych.

• Efekt Ropartza czyli zapach innych myszy powoduje u osobników tego gatunku rozrost nadnerczy i zwiększenie produkcji kortykosterydów, w wyniku czego dochodzi do zaniku lub zmniejszenia zdolności reprodukcyjnej zwierzęcia.

Teoria „zamka i klucza” a stereochemiczna teoria węchu

• John E. Amoore ( zm. 1998) opracował obecnie bardzo popularną stereochemiczną teorię węchu;

• Jej początkiem była teoria „zamka i klucza”

Teoria stereochemiczna (zamka i klucza)

• Teoria stereochemiczna czyli teoria rozpoznawania molekularnego (popularnie określana jako teoria klucza i zamka) zapoczątkowana była przez Emila Fischera i dziś rozwijana przez Johna Amoore’a.

• 7 woni podstawowych: 1. kamforowa, 2. piżmowa, 3. kwiatowa, 4. miętowa, 5. eteryczna, 6. ostra 7. gnilna.

Teoria stereochemiczna (zamka i klucza)

• Dowody:

Amoore około r. 1952 zaobserwował podobieństwo kształtu cząsteczek z danej grupy (cieni rzucanych przez ich modele kulowe). Zatem, zapachy odróżniamy dzięki siedmiu różnym receptorom zapachów podstawowych, w których umiejscowione są "gniazdka z otworami” (gniazdka receptorowe) pasującymi do kształtu cząsteczki z jednej z siedmiu grup.

Teoria wibracyjna

• Luca Turin porównał mechanizm pobudzenia receptorów węchowych z mechanizmem pobudzenia receptorów siatkówki oka, tj. postawił hipotezę, że:

Rodzaj zapachu związku chemicznego zależy od widma w zakresie podczerwieni (IR), czyli jest związany z częstością oscylacji w poszczególnych fragmentach cząsteczki.

Teoria wibracyjna

• Cząsteczka związku chemicznego to struktura złożona z danej liczby jąder atomowych o ładunku dodatnim i elektronów o ładunku ujemnym.

• Kształt cząsteczki konstytuują oddziaływania elektrostatyczne między ładunkami. • Kształt czyli struktura cząsteczki jest dynamiczny, tj. ulega on w pewnym zakresie

nieustannym oscylacjom, a dokładnie wokół stanu najbardziej korzystnego, jakim jest najniższa energia.

• Energia zmienia się kwantowo, tj. na zasadzie skokowej absorbcji lub emisji kwantu energii.

• Odpowiada to absorpcji lub emisji promieniowania elektromagnetycznego. • Różnice między następującymi po sobie poziomami energii oscylacji ( czyli

wielkości absorbowanych lub emitowanych kwantów) odpowiadają długości fali z zakresu podczerwieni.

• Większe kwanty, powodujące zmiany stanu energetycznego elektronów, odpowiadają zakresowi promieniowania widzialnego.

• Dany zapach jest efektem oddziaływania drgań (oscylacji) cząsteczki danego odornantu o określonej liczbie falowej.

Teoria wibracyjna

• Dowody: Turin przyjął hipotetycznie, że za charakterystyczny zapach siarkowodoru są odpowiedzialne występujące w cząsteczce rzadko spotykane drgania. Ustalił, że taka sama liczba falowa występuje w widmie borowodorów (związków występujących w paliwie rakietowym). Z pomocą francuskich perfumiarzy wykazał, że zapach dekaboranu B10H14 przypomina zapach zepsutych jaj, choć kształt jego cząsteczki nie przypomina kształtu cząsteczki siarkowodoru.

Zmysł smaku

Kubki pełne smaku

• Stanowią koncentrację receptorów smaku w ilości ok. 50-150.

• Lokalizacja:

Język (szczególnie tzw. brodawki)

Podniebienie

Nabłonek gardła

Górna część przełyku

Głośnia

Recepetor smaku

• Aktywność:

Wypustki w postaci mikrokosmków skierowanych ku otworowi smakowemu wychwytują substancje smakowe rozpuszczone w śluzie błony śluzowej okolic kubków smakwoych

KUBEK SMAKOWY

KOMÓRKA SMAKOWA

Komórka samkowa

5 smaków

• Gen ST (Super Taste – Super Smak) przesądzającym o zmiennej wrażliwości na rozmaite substancje spożywcze.

• Wszyscy posiadamy gen ST, ale jedni odziedziczyli dominującą a inni recesywną postać tego genu.

• Pierwsi to wybredni smakosze i uważa się, że nosiciele dominującego genu ST są szczuplejsi nie grożą im zatem: cukrzyca, choroby serca i niektóre nowotwory.

• „Smakosze” posiadają pięciokrotnie więcej kubków smakowych niż „niewybredni”.

• Człowiek rozróżnia 5 zasadniczych rodzajów smaków: • 1. słodki – węglowodany, szczególnie proste i dwucukry, • 2. słony – sole sodu i potasu, a dokładnie kationy tych metali, • 3. kwaśny – kwasy organiczne i nieorganiczne, • 4. gorzki – alkaloidy i wiele soli nieorganicznych, • 5. umami – aminokwasy – obecność kwasu glutaminowego.

Od umami do glutaminianu sodu

• 1908 Japończycy produkują oczyszczony glutaminian na skalę przemysłową dzięki wyizolowaniu tego związku z wodorostów listownicy japońskiej.

• Obecnie otrzymywany jest z glutenów zbożowych (gluten pszenny, kukurydziany, sojowy) a także z melasy i mikrobiologicznej fermentacji węglowodanów.

• Znana tez jest metoda syntetycznego otrzymywania glutaminianu sodu.

„syndrom chińskiej restauracji”

• Nadmiar glutaminianu sodu może powodować bole głowy, nudności, ale badania wskazują, że może on również powodować choroby zwyrodnieniowe mózgu!

• Wówczas daje objawy chorób: Parkinsona, Alzheimera czy świętego Wita (pląsawica Sydenhama .

interludium

• Pląsawice: 1. Huntingtona 2. Neuroakantocytoza (w rozmazie krwi wyraźnie widoczne

akantocyty czyli nieprawidłowe erytrocyty) 3. choroba Wilsona (zwyrodnienie soczewkowo-wątrobowe

wywołane genetycznym zaburzeniem metabolizmu miedzi) Pląsawicy można nabyć np.: 1. złośliwy zespół neuroleptyczny (niepożądany skutek przyjmowania

leków antypsychotycznych – śmiertelność 5-10%) 2. jako efekt zatrucia 3. polekowo 4. w zaburzeniach metabolicznych 5. w okresie ciąży (pląsawica ciężarnych) 6. infekcyjne i poinfekcyjne (w tym pląsawica Sydenhama) 7. w wyniku udaru jąder podstawy

Ciekawostki

1. Adaptacja smakowa: receptory w kubkach smakowych stają się niewrażliwe na dane substancje smakowe;

2. Duże spożycie cukru prowadzi do adaptacji do słodkiego smaku (rodzi to problemy zdrowotne);

3. Być może nie istnieją receptory specyficzne dla wyróżnionych typów smaków.

Ciekawostki

4. Mirakulina jest glikoproteiną ozyskiwaną z owocu Synsepalu słodkiego (Afryka). Po jej spożyciu substancje kwaśne odczuwane są jako słodkie.

Jak to działa? Poraża receptory smaku kwaśnego i gorzkiego. Ale co z teorią braku receptorów specyficznych dla różnych typów substancji smakowych?!

Ciekawostki

Inna teoria, lecz ta sama strategia:

białko mirakuliny wiąże się z receptorem smaku słodkiego i w obecności kwasu cały czas pobudza receptory do wysyłania do mózgu informacji o słodkim smaku. Ta przeważa nad informacją o smaku kwaśnym.

A może:

Zgodnie z teorią wibracyjną wymodelowaną dla zmysłu smaku można by przyjąć, że jest jak w powyższej teorii lecz zjawisko to dotyczy wszystkich receptorów (bez dzielenia ich na specyficzne dla poszczególnych smaków).

Ciekawostki

5. SLS czyli laurylosiarczan sodu obecny np. w paście do zębów „promuje” receptory smaku gorzkiego poprzez zabijanie fosfolipidów pełniących funkcję hamującą receptorów goryczy.

6. Fluorek cyny wiążący się z kwasem octowym (np. zawartym w owocach) może powodować wrażenie smaku metalicznego .

7. Mentol w dużych ilościach ma działanie znieczulające (także poraża receptory smaku).

Ciekawostki

8. Gdzie owady mają języki?

Nie mają. Receptory smaku umieszczone są na antenach lub pierwszej parze odnóży.

A propos anten: pełnią rolę zarówno narządu powonienia, jak i narządu smaku, dotyku a nawet słuchu.

Czułki, inaczej anteny, mogą pełnić bardzo różne funkcje w zależności od gatunku owada.

Ciekawostki

9. Karaluchy (karaczany) w odpowiedzi na trutki z glukozą wykształciły mechanizm obronny polegający na zmianie aktywności receptorów smaku gorzkiego. Obecnie reagują one na smak słodki odstręczając karalucha od słodkich trucizn.

Skąd to wiadomo? Na receptorach smakowych owadów znajdujących się w mikroskopijnych włoskach przy otworze gębowym umieszczono miniaturowe elektrody, które monitorowały aktywność tych receptorów. Okazało się, że komórki, które zwykle uaktywniają się na gorzkie smaki, były aktywne podczas próbowania glukozy.

Ciekawostki

10. Pieprz syczuański i mrowienie na języku Jak to się dzieje?

Eksperyment z udziałem 28 mężczyzn: podawano im pieprz. Gdy mężczyźni zaczynali odczuwać mrowienie badacze podłączali do ich palców urządzenie wprawiające je w wibracje pytając, czy frekwencja tych wibracji jest szybsza czy wolniejsza niż mrowienie ust. Stwierdzono, że pieprz wywołał odczuwanie 50 wibracji na sekundę, a to odpowiada częstotliwości z jaką nerwy czuciowe wysyłają do mózgu informację rozpoznawszy lekki dotyk.

Zaburzenia smaku

• Zaburzenia ilościowe • ageusia - brak odczuwania smaków (dotyczy wszystkich smaków) • hypogeusia - zmniejszone odczuwanie smaku • hypergeusia - nadwrażliwość smakowa: nadmierne odczuwanie bodźców

smakowych (szczególnie w endokrynopatiach, ale także u kobiet w ciąży lub w czasie miesiączki)

• Zaburzenia jakościowe • parageusia - nieprawidłowe odczuwanie smaków. • cacogeusia - nieprzyjemne odczuwanie bodźców smakowych: na przykład

nieprzyjemny metaliczny smak po uszkodzeniu struny bębenkowej, czyli nerwu twarzowego biegnącego do nerwu językowego (z którym się łączy).

• phantogeusia- omamy smakowe- odczuwanie smaków pomimo braku bodźca smakowego

G. Janczewki (red.), Otorynolaryngologia praktyczna - podręcznik dla studentów i lekarzy. Tom II. Gdańsk 2005.

Smak a wiek i inne zmysły

• Ośrodki smaku i węchu są powiązane funkcjonalnie z układem limbicznym (odpowiedzialnym za emocje takie jak przyjemność i strach) oraz z hipokampem (jako częścią ukł. limbicznego i kojarzonego z ośrodkiem pamięci).

• Przyjemne wspomnienia mogą wywołać w nas doznania zbliżone do odczuwanych niegdyś smaków i zapachów.

• efekt Garcii: Ma związek z aktywizacją tych obszarów mózgu, ale wiąże się z odwrotną reakcją. Potrawa, która wywołała nudności budzi niechęć nawet przez wiele lat.

• Pamięć smaku rozpoczyna się również

w okresie płodowym.

Jak to możliwe? Przecież dziecko jest odżywiane przez pępowinę!

Ale pobiera do ust wody płodowe, a te mają smak przyjmowanych przez kobietę pokarmów.

Percepcja smaku pojawia się ok. 3 miesiąca życia płodowego.

Kobiety smakoszami?

• Uważa się, że statystycznie kobiety mają lepiej od mężczyzn rozwinięty zmysł smaku: więcej kubków smakowych i większa ich reaktywność

Wojciech Weiss, Dziewczyna w kuchni

Mistrz powonienia

• Łososie wracają na tarło do

miejsca swojego urodzenia

kierując się zmysłem powonienia.

Dowód: eksperyment z zatkanymi nozdrzami.

„Zmysł” nawigacji

Pole magnetyczne Ziemi

Pas radiacyjny Jamesa Alfreda van Allena

Typy (teorie?) nawigacji

• Nawigacja kierowana: 1. polaryzacją światła słonecznego; 2. Geomagnetyzmem (liniami magnetycznymi ziem)i; 3. Astronawigacją (układem ciał niebieskich); 4. Zmysłem powonienia; 5. Zmysłem wzroku. 6. Rozpoznawaniem układu pasm wiatru na dużych wysokościach

(hipoteza) • Cechy wspólne wszystkich typów nawigacji: 1. Wymagają „zegara biologicznego”; 2. Wymagają wyrafinowanych umiejętności praktycznych takich, jak: a) Wytyczenie swojego położenia względem położenia innych obiektów w

relacji do położenia celu podróży; b) A może „tylko” wytyczenie swojego położenia względem położenia

innych obiektów i na bieżąco kierowanie konwergencją lotu do celu.

Koncepcja specyficznych mózgowych receptorów geomagnetyzmu

• Wygląda na to, że niektóre zwierzęta potrafią odczuwać siłę pola geomagnetycznego, zaś sezonowe migracje ptactwa dokonywane są po liniach tego pola, jak po ścieżkach.

• Badacze z Baylor College ustalili, że istnieją specyficzne komórki mózgowe kodujące kierunek oraz natężenie pola magnetycznego Ziemi.

• Określone części mózgu ptaka uaktywniają się dopiero, gdy znajdzie się on w zasięgu pola magnetycznego.

• Zakłada się, że neurony przedsionkowe (zmysł równowagi) mogą stanowić część sieci receptorów geomagnetyzmu. Aktywność takiej sieci neuronów przekazywałaby informacje o sile i intensywności pola magnetycznego do innych obszarów mózgu.

Jądra przedsionkowe

Koncepcja bezpośredniego oglądania linii geomagnetycznych

• Magnetorecepcja:

Rudziki i inne ptaki mogą

Dosłownie widzieć pole geo-

Magnetyczne.

Koncepcja bezpośredniego oglądania linii geomagnetycznych

Co do tego jest potrzebne? 1. Wyraźny obraz z prawego oka; 2. Światło naturalne (w ciemności magnetorecepcja wzrokowa nie działa); 3. Lewa półkula mózgowa; 4. Krypto Chrom (hipoteza) w światłoczułych

komórkach siatkówki oka, który zawiera niesparowany elektron oddziałujący z cząsteczkami geomagnetycznego pola Ziemi.

Polaryzacja światła słonecznego w nawigacji

Żuk gnojownik

Polaryzacja światła słonecznego w nawigacji

Zmysł słuchu

Zmysł słuchu

Zmysł słuchu

Narząd Cortiego

Percepcja słuchowa

• Polega na syntetyzowaniu oraz rozpoznawaniu i zapamiętywaniu bodźców akustycznych słyszalnych jako np. dźwięki mowy.

• Słyszalne są tylko te fale akustyczne, które rozchodzą się w tzw. ośrodku sprężystym, czyli w gazie, ciele stałym czy cieczy.

Percepcja słuchowa

• Dźwięki w cieczy

(np. w wodzie rozchodzi się ok. 4,5 razy szybciej, niż w powietrzu)

• Dlaczego?

• Gdyż woda jest bardziej gęsta od powietrza, a dźwięk to drgania cząsteczek ośrodka, w którym się rozchodzi.

Percepcja słuchowa

• Dźwięki w gazie

Dlaczego hel zmienia wysokość głosu?

• Hel jest gazem o mniejszej gęstości niż powietrze, zatem prędkość z jaką rozchodzi się w nim dźwięk jest wolniejsza (ok. 3 razy);

• Wysokość dźwięku zależy od częstości drgań w komorze rezonansowej;

• Częstość drgań w komorze rezonansowej ośrodka mowy, jest natomiast zależna od gęstości ośrodka, w którym te drgania zachodzą.

Komora rezonansowa

Zagadka

• Hel jest rzadszy od powietrza, a dźwięk słyszalny w helu brzmi podobnie do tego, który słyszymy pod wodą, a zatem w ośrodku gęstszym od powietrza . Dlaczego tak jest?

• Odpowiedź: dźwięk słyszalny to wypadkowa różnych czynników:

1. Wysokości dźwięku 2. Głośności dźwięku 3. Barwy dźwięku 4. Czasu trwania dźwięku

Percepcja słuchowa

• Człowiek słyszy fale akustyczne w paśmie od ok. 16 Hz do ok. 20 kHz.

• Pies natomiast mieszczące się w przedziale: 15 kHz-30 kHz.

• Kot słyszy dźwięki do 60 kHz.

Ile lat mają twoje uszy?

1. 22 kHz - do 5. roku życia 2. 21 kHz - do 8-10 roku życia 3. 20 kHz - do 16. roku życia 4. 19 kHz - do 18-20 roku życia 5. 18 kHz - do 23. roku życia 6. 17 kHz - do 30. roku życia 7. 16 kHz - do 35 roku życia 8. 15 kHz - do 40. roku życia 9. 14 kHz - do 45. roku życia 10. 12 kHz - do 55. roku życia 11. 10 kHz - do 60-65 roku życia 12. 8 kHz - do 70. roku życia http://www.se.pl/kobieta/zdrowie-kosmetyki/sprawdz-swoj-sluch-zbadaj-ile-lat-maja-twoje-uszy_156446.html

Jak ćwiczyć słuch u dzieci?

http://zs32.bydgoszcz.pl/Przedszkole/dokumenty/percepcja_sluchowa.pdf Ćwiczenia rytmiczne 1. Ćwiczenia w rozpoznawaniu melodii piosenek po zaśpiewanym fragmencie (lub z kasety) i wyklaskaniu rytmów piosenek. 2. Słuchowa analiza podanego rytmu i ruchowe jego odtwarzanie poprzez wyklaskiwanie, wystukiwanie, wytupywanie itp. 3. Odtwarzanie przestrzenne układów rytmicznych poprzez układanie klocków, rysowanie kropek. Rodzic wystukuje rytm, dziecko układa np. klocki, z uwzględnieniem ilości uderzeń i odległości czasowych między nimi (5 latki).

Najlepszy słuch na świecie?

Drobne oszustwo?

Rekordzista

• Barciak większy rejestruje dźwięk częstotliwości do 300kHz. Doskonały słuch motyla odkryli naukowcy z Uniwersytetu Strathclyde w Glasgow.

• Najprawdopodobniej owad tak dobry słuch wykształcił, aby przeżyć. Jego naturalnym wrogiem są nietoperze, które emitują sygnały echolokacyjne od 11 do 212 kHz.

• Motyle słyszą dźwięki wydawane przez wszystkie zwierzęta na świecie.

• Ludzie wychwytują dźwięki do 20kHz a posługujące się ultradźwiękami delfiny do 160kHz.

Adriana Schetz

IF USz

Zmysł wzroku

• Trzy warstwy komórek nerwowych:

1.Zewnętrzna: neurony wzrokowe czopkonośne i neurony wzrokowe pręcikonośne

2.Środkowa: neurony dwubiegunowe (komórki dwubiegunowe)

3.Wewnętrzna (bezpośrednie sąsiedztwo z ciałem szklistym: neurony wzrokowo-zwojowe

Czynność siatkówki

• Warstwa splotowata zewnętrzna: tu stykają się wypustkami neurony pręcikonośne z neuronami poziomymi oraz dwubiegunowymi i oddziałują wzajemnie na siebie.

• Neuron dwubiegunowy ulega depolaryzacji • Impuls nerwowy biegnie do neuronu wzrokowo-

zwojowego

• Warstwa splotowata wewnętrzna: neurony dwubiegunowe stykają się wypustkami z neuronami dwubiegunowymi oraz neuronami amakrynowymi i oddziałują wzajemnie na siebie.

Neuronowa budowa siatkówki

• Neuron czopkonośny przekazuje stan czynny dwóm neuronom dwubiegunowym.

• Każdy z dwóch neuronów dwubiegunowych styka się z jednym neuronem wzrokowo-zwojowym, który jest odpowiednio aktywowany przez promień świetlny.

• Aktywacja ta polega na „zapalaniu” neuronu dwubiegunowego (neuron „zapalający”), gdy zwiększa się intensywność światła; lub na „gaśnięciu” neuronu dwubiegunowego (neuron „gasnący”), gdy maleje intensywność światła.

• Neurony dwubiegunowe zapalające i gasnące przekazują swój stan czynny do odrębnych neuronów wzrokowo-zwojowych, co oznacza, że impulsacja nerwowa biegnie odrębnymi włóknami nerwowymi do mózgu kodując obraz siatkówkowy jako posysający ostre kontury.

Widzenie konturów i krawędzi

• Hamowanie oboczne to hamowanie aktywności neuronu na skutek aktywności neuronów sąsiednich.

• Funkcja – kontrastowanie (widzenie krawędzi, powierzchni i konturów)

• Pobudzenie receptorów siatkówki ->

• aktywność komórki horyzontalnej (hamująca lub pobudzająca) ->

• Aktywność komórek dwubiegunowych ->

• Aktywność komórek zwojowych (neuronów wzrokowo-zwojowych).

Hamowanie oboczne

• Fragment otoczenia dający się zobaczyć za jednym razem

Pole widzenia

• Inaczej pole recepcyjne neuronu - obszar pola widzenia, na który reaguje dany neuron

Pole recepcyjne

Widzenie barwne

• 1850- teoria Younga-Helmholtza

• Helmholtz bazując na badaniach Younga sformułował teorię, w myśl której trzy rodzaje receptorów siatkówkowych ludzkiego oka charakteryzują się odpowiednio wrażliwością na światło niebieskie, zielone i czerwone.

• Rolą mózgu jest tworzenie wrażenia koloru na podstawie sygnałów dochodzących z receptorów wspomnianych trzech rodzajów.

• Zatem kolor świadomie doznawany jest sumą informacji

o składowych kolorach percypowanych bez udziału świadomości (?). Niekoniecznie…

Teoria trichromatyczna

• Teoria trichromatyczna, inaczej nazywana teorią widzenia trójbarwnego, stanowi podstawę modelu kolorów RGB

Teoria trichromatyczna

Mieszanie parami trzech barwach podstawowych w równych proporcjach daje trzy inne barwy, nazywane cyan (C), magenta

(M) i yellow (Y).

Trzy barwy podstawowe zmieszane w równych proporcjach dają barwę achromatyczną, czyli biel

• Należy odróżnić kolor od barwy

• We wszystkich czterech przypadkach występuję barwa czerwona, ale zmienna jest ilość światła czerwonego pobudzającego receptory.

Barwa a kolor

• We wszystkich czterech przypadkach występuje mieszanina fal różnej długości, lecz o stałej proporcji , ale zmienna jest ilość światła rzutowanego na siatkówkę.

• Barwa pomarańczowa

Barwa a kolor

• Podobnie w przypadku różnej ilości światła dającego efekt achromatyczny.

Barwa a kolor

• Kolor jest własnością relacyjną, czyli powstającą w wyniku interakcji między:

• światłem

• Przedmiotem

• Umysłem (systemem percepcyjnym)

• Kolor składa się z:

• Barwy

• Jasności

• Nasycenia

Barwa a kolor

• Barwa (niem. Ton, ang. hue) to mieszania kilku barw podstawowych

Barwa

• Jasność (niem. Hellichkeit, ang. Brightness/Valu) to intensywność światła zależna od ilości światła (od amplitudy fali).

• Przykład dla barwy czerwonej:

Jasność

• Nasycenie (ang. niem. Sättigung, ang. Saturation) to wrażenie przy tej samej jasności koloru wywołane zastąpieniem części światła o barwie czerwonej odpowiednią ilością dwóch pozostałych składowych GB. Prowadzi to do „zabrudzenia” barwy (np. czerwonej) dwiema składowymi GB i równą im częścią składową R dającymi barwę achromatyczną.

Nasycenie

Model RGB

• Mieszanie parami trzech barw podstawowych w równych proporcjach daje trzy inne barwy, nazywane cyan (C), magenta (M) i yellow (Y).

• Barwy powstają metodą addytywną

Model CMY

• Oparty na metodzie mieszania barw odbitych od powierzchni przedmiotu.

• Barwy powstają metodą subtraktywną, czyli przez odejmowanie.

Model CMY

• Ciekawostka: farba jest filtrem pokrywającym przedmiot w ten sposób, że pochwalania on fale świetlne określonej długości.

• Trichromatyczna teoria barw nie wyjaśnia efektu zwanego kontrastem następczym

Teoria procesów przeciwstawnych

• Widzenie barw jest możliwe dzięki percepcji przeciwstawnych par barw.

• Barwy przeciwstawne: • Czerwony i zielony • Żółty i niebieski • Biały i czarny

• Mechanizm: komórka dwubiegunowa pobudzana przez światło

niebieskie (czyli np. krótkofalowe) może być hamowana przez światło długofalowe (czyli np. żółte).

• Długotrwałe pobudzanie jej kolorem niebieskim spowoduje efekt zmęczenia podobny do wyhamowania pobudzenia, a w efekcie po spojrzeniu na białą powierzchnię zobaczymy barwę żółtą.

• W zależności od zakresu długości fali pobudzane są inne komórki dwubiegunowe i korowe.

Teoria procesów przeciwstawnych

• Jest to zjawisko polegające na modyfikacji informacji sensorycznej przez procesy odgórnego przetwarzania takie jak:

• Pojęcia

• Pamięć

• Kategoryzacja

• Wiedza

• Rozumowanie (?)

Kognitywna penetrowalność percepcji

Kognitywna penetrowalność percepcji

• Wiadomo, że percepcja rzadko jest monosensoryczna (nie mylić z modalnością i amodalnością percepcji).

• Zazwyczaj percepcja ma charakter wielo- czy multi-sensoryczny.

• Co to znaczy?

1. Że na poziomie procesów oddolnych wrażenia są wiązane w percepty, spostrzeżenia czy inne (teoria detekcji cech).

2. Że na poziomie procesów odgórnych informacje są wiązane w doświadczenia, złożone obrazy czy inne „wyrafinowane” całości (teoria detekcji sygnałów).

• Ciekawostka: Czy synestezja i ASMR (Autonomous Sensory Meridian

Response) to patologiczna odmiana efektu scalania?

Problem scalania (binding problem)