ระบบรับความรู้สึกทางกาย

ระบบรับความรู้สึกทางกายตอบสนองต่อความรู้สึกต่าง ๆ รวมทั้ง สัมผัส ความดัน ความสั่นสะเทือน อากัปกิริยา ความร้อน ความเย็น และความเจ็บปวด

ตัวเซลล์ของใยประสาทรับรู้ความรู้สึกทางกายแบบนำเข้า (afferent fiber) อยู่ที่ปมประสาทรากหลัง (dorsal root ganglion) ทั่วลำกระดูกสันหลัง เซลล์ประสาทเหล่านี้มีหน้าที่ส่งข้อมูลเกี่ยวกับกายไปยังระบบประสาทกลาง เซลล์ประสาทในปมประสาทที่อยู่ในศีรษะและในร่างกาย ส่งไปยังระบบประสาทกลางข้อมูลเกี่ยวกับตัวกระตุ้นภายนอกที่กล่าวมาแล้วที่เกิดขึ้นทั่วร่างกาย เซลล์ประสาทขั้วเดียวเทียม (pseudounipolar neuron) ซึ่งเป็นเซลล์ที่ส่งศักยะงานไปยังระบบประสาทกลาง อยู่ในปมประสาทรากหลัง (dorsal root ganglia)[2]

ตัวรับแรงกล

ตัวรับความรู้สึกทำกิจเฉพาะที่เรียกว่า ตัวรับแรงกล (อังกฤษ: mechanoreceptor) มักจะหุ้มปลายของใยประสาทนำเข้าเป็นแคปซูลคือเป็นถุงหุ้ม เพื่อช่วยปรับใยประสาทนำเข้าให้ตอบสนองกับตัวกระตุ้นทางกายประเภทต่าง ๆ นอกจากนั้นแล้ว ตัวรับแรงกลยังลดระดับขีดเริ่มเปลี่ยนในการสร้างศักยะงานในใยประสาทนำเข้า และดังนั้น โอกาสที่จะยิงสัญญาณของประสาทนำเข้าจึงมีเพิ่มขึ้นเมื่อมีการกระตุ้นความรู้สึก[3]

ตัวรับอากัปกิริยา (อังกฤษ: proprioceptors) เป็นตัวรับแรงกลอีกประเภทหนึ่ง ซึ่งโดยบทของคำในภาษาอังกฤษแล้วหมายถึง "ตัวรับความรู้สึกเกี่ยวกับตน" ตัวรับความรู้สึกเหล่านี้แสดงข้อมูลที่ตั้งในปริภูมิของแขนขาและส่วนของร่างกายอื่น ๆ[4]

โนซิเซ็ปเตอร์ มีหน้าที่เกี่ยวกับการรับรู้ความเจ็บปวดและความเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ, ความแสบและความระคายเคืองหลังจากที่ได้รับประทานพริก (อันเกิดจากสารประกอบหลักคือแค็ปไซซิน[5]), ความรู้สึกเย็นหลังจากบริโภคสารเคมีบางพวกเช่น menthol หรือ icillin, และความรู้สึกเจ็บปวดโดยทั่วไป มีเหตุมาจากเซลล์ประสาทประเภทนี้[6]

โรคเหตุตัวรับแรงกล

ปัญหาในตัวรับแรงกลสามารถนำไปสู่โรคต่าง ๆ เช่น

• ความเจ็บปวดเหตุเส้นประสาท (neuropathic pain) คือ ความเจ็บปวดอย่างรุนแรงที่เกิดจากประสาทรับรู้ความรู้สึกเสียหาย[7]
• การรู้สึกเจ็บมากกว่าปกติ (hyperalgesia) คือระดับความไวต่อความเจ็บปวดที่เพิ่มขึ้นมีเหตุมาจากประตูไอออนที่รับความรู้สึกคือ TRPM8 ซึ่งปกติตอบสนองต่ออุณหภูมิระหว่าง 23-26 องศาเซลเซียส และให้ความรู้สึกเย็นสืบเนื่องกับสาร menthol และ icillin[8]
• กลุ่มอาการหลงผิดว่าแขนขายังคงอยู่ (phantom limb syndrome) คือ โรคเกี่ยวกับระบบรับความรู้สึก ที่ความรู้สึกเจ็บปวดหรือความรู้สึกว่ามีการเคลื่อนไหว ปรากฏในแขนขาที่ไม่มี (เพราะถูกตัดออกไปเป็นต้น)[9]

การเห็น

การเห็นเป็นระบบรับความรู้สึกที่ซับซ้อนที่สุดอย่างหนึ่ง ก่อนอื่น ตาต้องเห็นอาศัยการหักเห (refraction) ของแสง ต่อจากนั้น เซลล์รับแสง (photoreceptor cell) จะเปลี่ยนพลังงานแสงเป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งมีการแปลผลโดยระเบียบการเชื่อมต่อกันของไซแนปส์ของเซลล์ประสาทชนิดต่าง ๆ ในเรตินา เซลล์ประสาทหลัก 5 อย่างในเรตินาประกอบด้วย

• เซลล์รับแสง (photoreceptor cell) เปลี่ยนแสงให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า
• เซลล์สองขั้ว (biopolar cell) ทำหน้าที่ส่งสัญญาณไปยังเซลล์ปมประสาทในเรตินา
• เซลล์ปมประสาทในเรตินา (retinal ganglion cells) ทำหน้าที่ส่งสัญญาณไปยังทาลามัส ไฮโปทาลามัส และสมองส่วนกลาง
• เซลล์แนวขวางในเรตินา (retinal horizontal cell) เชื่อมต่อเซลล์สองขั้วภายในเรตินา ทำการประสานและควบคุมสัญญาณจากเซลล์รับแสงหลาย ๆ ตัว ยังให้ตาสามารถปรับตัวเพื่อให้เห็นได้ด้วยดีทั้งในที่สว่างและที่สลัว
• retina amacrine cell ทำหน้าที่ส่งสัญญาณไปยัง เซลล์ปมประสาทในเรตินา และควบคุมเซลล์สองขั้วที่ส่งสัญญาณไปยังเซลล์ปมประสาทในเรตินา

วงจรประสาทพื้นฐานของเรตินาประกอบด้วยเซลล์ประสาท 3 พวกต่อกันเป็นลูกโซ่ เซลล์เหล่านั้นคือ เซลล์รับแสง (จะเป็นเซลล์รูปแท่ง หรือว่า เซลล์รูปกรวย ก็ดี) เซลล์สองขั้ว และเซลล์ปมประสาทในเรตินา เซลล์ปมประสาทเป็นตัวสร้างศักยะงานเพื่อส่งไปยังระบบประสาทกลาง วงจรประสาทนี้เป็นทางสั้นที่สุด (คือตรงที่สุด) ในการส่งข้อมูลการเห็นไปยังสมอง

โรคเหตุตัวรับความรู้สึกเกี่ยวกับการเห็น

ปัญหาและความเสื่อมของเซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่เกี่ยวข้องกับการเห็น นำไปสู่โรคหรือความผิดปกติเป็นต้นว่า

• Macular degeneration คือ ความเสื่อมของลานสายตาส่วนกลางเนื่องจากเศษเซลล์ (ที่ตายแล้ว) หรือเศษเส้นเลือดที่สะสมอยู่ในระหว่างเรตินาและคอรอยด์ (เนื้อเยื่อระหว่างเรตินากับชั้นสเครอลา) ซึ่งเข้าไปรบกวนหรือทำลาย การทำงานร่วมกันที่เป็นไปอย่างซับซ้อนของนิวรอนที่อยู่ในที่นั้น[10]
• ต้อหิน คือ การสูญเสียเซลล์ปมประสาทในเรตินา ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียการเห็นบางส่วน จนกระทั่งถึงความบอดทั้งหมด[11]
• โรคจอตาเหตุเบาหวาน (diabetic retinopathy) คือ ความเสียหายในการควบคุมน้ำตาลเนื่องจากโรคเบาหวาน มีผลทำเส้นเลือดตาเล็ก ๆ ในเรตินาให้เสียหาย[12]

การได้ยิน

ระบบการได้ยินมีหน้าที่เปลี่ยนคลื่นความดันที่เกิดจากความสั่นสะเทือนในโมเลกุลอากาศ คือเสียง ไปเป็นสัญญาณที่สมองสามารถใช้งานได้

เซลล์ขน (hair cells) ภายในหู ทำการถ่ายโอนเชิงกล ที่แปลงความเปลี่ยนแปลงของความดันอากาศที่เป็นสื่อของเสียง ไปเป็นสัญญาณไฟฟ้าเพื่อส่งไปยังระบบประสาทกลาง โดยขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนไหวของขน เซลล์ขนอาจจะเกิดการเพิ่มขั้ว (hyperpolarization[13]) หรือการลดขั้ว (depolarization) ถ้าความเคลื่อนไหวไปทาง stereocilia[14]ที่สูงที่สุด ประตูแคตไอออน K+ ก็จะเปิด ปล่อยแคตไอออน K+ ให้ไหลเข้าไปในเซลล์ มีผลทำให้เกิดการลดขั้ว (depolarization) ซึ่งเปิดประตู Ca2+ ทำให้เกิดการปล่อยสารสื่อประสาทไปยังใยประสาทการได้ยินที่นำเข้าไปสู่ระบบประสาทกลาง

มีเซลล์ขน 2 ชนิดคือแบบใน (inner) และแบบนอก (outer) เซลล์ขนแบบในเป็นตัวรับความรู้สึก ส่วนเซลล์ขนแบบนอกโดยปกติมาจากแอกซอนนำออก (efferent) ที่มาจากเซลล์ใน superior olivary complex[15][16]

โรคเหตุตัวรับความรู้สึกเกี่ยวกับการได้ยิน

ปัญหาในตัวรับความรู้สึกเกี่ยวข้องกับระบบการได้ยิน นำไปสู่โรคหรือความผิดปกติเป็นต้นว่า

• โรคประมวลผลการได้ยิน (auditory processing disorder) คือ ข้อมูลการได้ยินได้รับการประมวลผลอย่างผิดปกติในสมอง คนไข้ภาวะนี้ ได้รับข้อมูลเป็นปกติ (คือการรับเสียงของหูชั้นนอก ชั้นกลาง และชั้นใน ไม่ผิดปกติ) แต่สมองไม่สามารถที่จะประมวลข้อมูลการได้ยินอย่างเหมาะสม ทำให้เกิดความพิการในการได้ยิน[17]
• ภาวะเสียการเข้าใจคำพูด (Auditory verbal agnosia) คือ คนไข้เสียการเข้าใจคำพูดผ่านการได้ยิน แต่การได้ยินทั่ว ๆ ไป การพูด การอ่าน และการเขียน ไม่มีปัญหา ภาวะนี้มีเหตุจากความเสียหายในสมองกลีบขมับบนด้านหลัง ทำให้สมองไม่สามารถประมวลข้อมูลการได้ยินอย่างถูกต้อง[18]