Onze zintuigen: reuk, smaak en gehoor

We nemen de buitenwereld waar met behulp van onze zintuigen. Ieder zintuig heeft zo zijn eigen functie en werking. In dit artikel wordt de werking van de reuk, de smaak en het gehoor beschreven. Een sensatie is het basisproces waarbij zintuiglijke organen en het zenuwstelsel reageren op stimuli uit de omgeving en elementaire psychologische ervaringen die een resultaat zijn van dergelijke processen.
Perceptie is een meer complexe organisatie van zintuiglijke informatie in de hersenen en de betekenisvolle interpretaties die hier uit volgen.

Een fysieke stimulus is materie of energie uit de fysieke wereld welke inwerkt op de zintuiglijke organen.
Een fysiologische reactie is een patroon van chemische en elektrische activiteit dat zich voordoet in zintuiglijke organen, zenuwen en de hersenen als gevolg van een stimulus
Een zintuiglijke ervaring is een subjectieve, psychologische sensatie of perceptie (smaak, geluid, zicht etc.) ervaren door het individu wiens zintuiglijke organen zijn gestimuleerd.

Sinds Aristoteles maakt men onderscheid tussen 5 zintuigen: zicht, reuk, smaak, tast en gehoor, hoewel men meer zintuigen heeft (zoals balans en pijn).

Zintuiglijke receptoren zijn gespecialiseerde structuren die antwoorden op fysieke stimuli door het produceren van elektrische verschillen welke neurale impulsen kunnen aanbieden aan zintuiglijke neuronen.
Zintuiglijke neuronen zijn gespecialiseerde neuronen welke informatie dragen van zintuiglijke receptoren naar het centrale zenuwstelsel. Voor sommige zintuigen zijn de receptoren simpelweg de gevoelige einden van zintuiglijke neuronen en voor anderen zijn het gescheiden cellen welke synapsen op zintuiglijke neuronen vormen. Sommige zijn gelokaliseerd in een specifiek zintuiglijk orgaan, anderen zijn elders gelokaliseerd.
Transductie is het proces waarbij een receptorcel een elektrische verandering als antwoord op een fysieke stimulatie produceert. Het membraan van de receptor wordt meer doorlaatbaar voor zekere elektrisch geladen onderdelen, zoals sodium of potassium ionen wanneer het geschikte type stimulus energie op de receptorcel inwerkt. Deze geladen onderdelen gaan door het membraan en veranderen de elektrische lading in het membraan.
Receptor potentieel is een elektrische verandering, gelijkwaardig aan het postsynaptische potentieel geproduceerd door de neuronen tijdens de actie van synaptische transmitters.

Sensory coding: bewaarplaats van relevante informatie over de fysieke stimuli waarop ze reageren
Iedere vorm van energie kan variëren in 2 dimensies:

1. Kwantitatieve variatie: hoeveelheid of intensiteit van energie. Weergegeven als verschillende ‘ratio’s’ van activiteit in zintuiglijke neuronen komende uit verschillende sets receptoren.
2. Kwalitatieve variatie: precieze soort energie.

Onze zintuigen zijn erop gericht ons te wijzen op veranderen in onze zintuiglijke omgeving en onveranderlijke staten te ‘vergeten’.
Zintuiglijke adaptatie is de verandering in sensitiviteit welke optreed wanneer een zintuiglijk systeem gestimuleerd wordt of juist niet gedurende langere tijd. Wanneer de hoeveelheid stimulatie langere tijd aanhoudt stemt het zintuiglijke systeem zich daarop af en wordt minder gevoelig voor de stimulatie.

Reuk

Reuk en smaak worden chemische zintuigen genoemd omdat de stimuli voor hen chemische moleculen zijn. Moleculen verdampen in de lucht en worden met lucht meegenomen in het neusgat en worden opgelost in de slijmerige vloeistof welke het olfactory epithelium bedekken (dit is het zintuiglijk weefsel voor reuk).
Het olfactory epithelium bevatten gevoelige uiteinden van zes miljoen olfactory sensory neuronen, welke olfactory receptoren bevatten (grote proteinemoleculen geweven in het celmembraan welke de moleculen van specifieke geuren kunnen binden.
De band van een molecuul aan een receptor verandert de structuur van het celmembraan wat resulteert in een elektrische verandering welke actiepotentielen triggert in de axon van de neuronen
De axonen van de neuronen verplaatsen zich door een dun, poreus been (cribiform plate) in de olfactory bol van de hersenen, waar ze synapsen vormen met andere neuronstructuren, glomeruli genaamd.
Elke glomerus ontvangt input van de olfactory neuronen
Elke glomerus zendt output naar verschillende delen van de hersenen, voornamelijk naar structuren in het limbisch systeem en de hypothalamus. Deze verbindingen helpen bij de sterke en vaak onbewuste effecten die reuk op onze motivationele en emotionele toestanden heeft
Verbindingen tussen olfactory bol en limbisch systeem zo sterk dat ze vroeger rhinencephalon genoemd werden, wat letterlijk “neus hersenen” betekent.
Output gaat ook naar een deel van de cerebrale cortex. Dit deel zendt weer output naar een 2e olfactory gedeelte in de orbitofrontale cortex. Deze gebieden zijn cruciaal voor de mogelijkheid verschillende geuren te onderscheiden
Geuren kunnen de olfactory epithelium op 2 manieren bereiken:

1. Door de neus
2. Door de mond (nasale keelholte)

Wanneer je je neusgaten afdekt bedek je tevens de toegang naar het olfactory epithelium
Bij het ouder worden neemt het reukvermogen af
Herkenning aan geur is essentieel in de band tussen moeder en kind
Major histocompatibility complex zorgt voor een zo groot mogelijk verschil in de geur van seksuele partners om daarmee het genenpakket gevarieerd te houden
Een feromoon is een chemische substantie geproduceerd door een dier (mens) en welke inwerkt op andere soortgelijke dieren om bepaald gedrag of een fysieke reactie te stimuleren
Vomeronasaal orgaan isorgaan dat receptorcellen bevat welke gespecialiseerd zijn in het antwoorden op feromonen (precieze herkenning van geuren in tegenstelling tot olfactory epithelium)
Geurafscheiding is het meest op plaatsen waar “groepjes haar” zijn.

Smaak

Receptoren voor smaak zijn gelegen in gespecialiseerde smaakreceptorencellen, niet direct op de zintuiglijke neuronen. Deze cellen bevinden zich in ronde structuren, smaakpapillen genaamd. Elke papil bevat tussen de 50 en 150 receptorcellen.
De meeste mensen hebben tussen de 2000 en 10.000 smaakpapillen, de meeste gelegen op de tong en de rest in het gehemelte en achterin de keel.
Een chemische substantie moet oplossen in het speeksel en in contact komen met de gevoelige uiteinden van de receptoren, welke vervolgens elektrische veranderingen doormaken welke resulteren in actie-potentielen en vervolgens via synaptische transmissie de hersenen bereiken.
Mensen hebben vier soorten (sinds kort vijf) smaakreceptoren, genoemd naar de smaaksensatie die ze teweegbrengen:

• Zoet
• Zout
• Zuur
• Bitter
• Umami (“hartig”; geproduceerd door monosodium glutamate (MSG))

Smaaksensatieneuronen hebben een sterke binding met het limbisch systeem en de cerebrale cortex. Het doel van smaak is ons te motiveren bepaalde voedselsoorten te eten en andere te mijden
Zoet, zout en umami worden gezien als plezierige smaken die de voortplanting bevorderen.
Zuur (bacterieel onzuiver) en bitter (gif) worden gezien als onplezierige smaken.
(Zwangere) vrouwen zijn gevoeliger voor bittere smaken omdat vooral in de 1e 3 maanden van de zwangerschap de foetus extreem gevoelig is voor schade toegebracht door gif.
Teveel vermijden van zure en bittere smaken is niet goed, daarmee loop je waardevolle voedingsstoffen mis.

Gehoor

Geluid is een trilling van lucht of een ander medium geproduceerd door een object. De trilling beweegt zich voort van de geluidsbron op een manier die beschreven kan worden als een golf. De hoogte van de golf omschrijft de totale druk van de moleculen, ook wel amplitude of intensiteit genoemd en komt overeen met wat we horen als de hardheid van het geluid.
Geluidsamplitude wordt meestal gemeten in logaritmische eenheden, decibels (dB) genaamd.
Geluidsgolven variëren tevens in frequentie, waarmee we de toon aangeven. De frequentie geeft aan met welke snelheid een geluidsgolf zich voortbeweegt. De frequentie van een geluidsgolf wordt gemeten in Hertz (Hz), dit is het aantal complete golven per seconde voortkomend uit de geluidsbron.

Onderdelen van het oor

Buitenoor: bestaat uit de oorschelp en het gehoorskanaal, de opening die eindigt bij het trommelvlies (tympanic membrane). Het gehele buitenoor kan gezien worden als een trechter om geluidgolven op te vangen en naar binnen te transporteren.
Middenoor: gat gevuld met lucht, gescheiden van het buitenoor door het trommelvlies. Bestaat hoofdzakelijk uit drie kleine botjes, gehoorbeentjes genaamd (hamerbeen, aambeeld en stijgbeugel), welke verbonden zijn met het trommevlies aan de ene kant en het slakkenhuis aan de andere kant. Wanneer een geluidsgolf het middenoor binnenkomt vibreren de gehoorsbeentjes en drukken tegen het slakkenhuis. Het slakkenhuis is ong. 1/30 van het trommelvlies qua oppervlakte en het voornaamste doel van het middenoor is dan ook de druk verminderen voor het slakkenhuis.
Binnenoor: in het slakkenhuis vind de overdracht werkelijk plaats. Het slakkenhuis bevat een met vocht gevuld buitenkanaal en een binnenkanaal. Het binnenkanaal wordt gevormd door het basilar-membraan, waarop de receptoren gelokaliseerd zijn, de haarcellen genaamd. Er zijn vier rijen met haarcellen. Kleine haren, cilia genaamd, steken vanuit elke haarcel in het binnenkanaal en stoten tegen een ander membraan, tectoriaal membraan genaamd.

Doofheid

Er zijn 2 soorten doofheid:

• Conductie doofheid: gehoorsbeentjes worden stijf en kunnen geen geluid meer van het tympanic membraan naar het slakkenhuis dragen.
• Sensorineurale doofheid: ontstaat door schade aan het slakkenhuis, de haarcellen of de gehoorsneuronen. Deze mensen kunnen soms geholpen worden door een implantaat in het slakkenhuis.