Преглед на кода на Сетивни системи/Въведение

За да оцелеем – поне като вид – трябва през цялото време да взимаме решения бързо.

С тази цел сме развили сложни системи: сетивна система служеща за възприятие на околния свят и нервна система, за да се справя с придобитата информация. Нервната ни система се състои от <math>10^{11}</math> нервни клетки (наречени още неврони) и още 10-15 пъти повече спомагателни клетки (наречени също глиални клетки) включващи олигодендроцитите, швановите клетки и астроцитите.

Нуждаем ли се наистина от всички тези клетки?

==Едноклетъчни организми==

Не са нужни толкова много клетки за живот. Съществуват организми състоящи се от една единствена
клетка, но въпреки това някои достигат дори сравнително големи размери. 
{|
| [[Image:Xenophyophore.jpg|thumb|150px|ксенофиофорите са най-големите едноклетъчни организми и диаметърът им достига 20см]]
| [[Image:Paramecium.jpg|thumb|150px|чехълчетата реагират на светлина и допир]]
|}

Например ксенофиофорите, едноклетъчни организми по дъното океана, могат да достигнат 20см.

Дори и с една единствена клетка, тези организми реагират на множество стимули: например чехълчетата Paramecium) реагират на светлина и допир.

[[File:Physarum polycephalum & Armillariella mellea.jpg|thumbnail|Physarum polycephalum (ляво)]]
Други са забележително умни: Physarum polycephalum представляващи дендритна мрежа от тръбни структури, успяват да свържат източници на храна намирайки най-кратките пътища до тях и да създадат стабилни мрежи до тях. Освен това са развили умението да помнят дали са били на дадено място вече или не. По този начин успяват да пестят енергия и не търсят храна на места където са търсили вече.

==По-сложни: Триста и два неврона==
Докато хората имаме милиони сетивни клетки и около <math>10^{11}</math> нервни, други създания имат значително помалко. 

[[Image:Adult Caenorhabditis elegans.jpg|300px| Crawling ''C. elegans'', a hermaphrodite worm with exactly 302 neurons.]]

Кръглият червей с.елеганс има общо 302 неврона и е един от най-простите организми с нервна система. Той е първият многоклетъчен организъм със секвениран геном (секвенцията е публикувана 1998) . Освен генома му знаем и връзките между всичките му 302 неврона, двата нервона отговорни за хемотаксиса, както и процесите на развитие на всяка соматична клетка (959 на брой при хермафродити, 1031 при възрастен мъжки индивид).

==Общи принципи на сетивните системи==

[[Image:SensoryProcessing.png|center|690]]

Действието на всички сетивни системи се състои от следните фази:

* улавяне на стимул
* трансформация на стимула в нервен сигнал
* преработка на сигнала от нервната ни система
* действие резултат

==Трансформация==
Задачата на сетивата е да преобразуват важна информация от заобикалящия ни свят в тип сигнал, който да може да бъде разпознат от следващите клетки в потока от информация. Обикновено сетивната система бива причислявана към нервната, но тук ще ги различаваме като отделни системи. Сетивната система е отговорна за преобразуването на сетивните сигнали, а нервната система за следващата им обработка. Сетивата филтрират само съществената информация: електромагнитни сигнали, химични, механични.

===Видове сетивни рецептори===
# '''Механорецептори'''
#* вестибуларна система
#* слухова система
#* налягане:
#** Бавно адаптивни рецептори тип 1 (телце на Майснер, телце на Пачини)
#** Бавно адаптивни рецептори тип 2 (Меркелов диск, телце на Руфини)
#* мускулни вретена
#* сухожилен орган на Голги
#* ставни рецептори
# '''Хеморецептори'''
# '''Фоторецептори''' 
# '''Терморецептори'''
#* сензор за топлина (най-чувствителен при 45°C, сигнализира за темп <50°С)
#* сензор за студ (най-чувствителен при 25°C, сигнализира за темп >5°C)
# '''Електрорецептори'''
# '''Магнеторецептори'''
# '''Рецептори за болка (ноцирецептори)''': отговорни за болка и сърбеж; тези сигнали биват предавани бавно

==Неврони==

Невроните са уникални в сравнение с другите клетки. Те:

* бързо превключват бързо между състояния
* могат да предават тези промени в дадена посока и на големи разстояния
* могат ефективно да сигнализират тези промени на други свързани неврони

Има над 50 вида различни неврони, но те всички имат едно и също устройство:

[[Image:Neuron, LangNeutral.svg‎|thumb|400px| a) Дендрит, b) Сома, c) Ядро, d) Аксон, e) Миелинова обвивка, f) Шванова клетка, g) Възли (прищъпване) на Ранвиер, h) Синапс]]

* Дендрит: Приема сигналите от сензорни клетки или от други неврони. Сигналът може да идва отедна единствена клетка (биполярната клетка в ретината получава сигнал от една конусна клетка)или от 150хил. други неврони (клетки на Пуркине) и да бъде позитивен (възбуждащ) или негативен (инхибиращ)

* Швановите клетки генерират енергия и необходимите химични съединения, комбинират сигналите и решават кога да предадат сигнала нататък

* Когато възбуждането достигне определено прагово ниво, в основата на аксона се поражда т.нар. потенциал на действието (за около 1msec) – сигнал, който се разпространява по дължината на аксона към други клетки

* В края на аксона, при следващия синапс спира предаването на електрическия сигнал. Към следващата клетка сигналът се предава по химичен път чрез невротрансмитери.

==Принципи при обработката на информация от нервната система==

===Паралелна обработка===

Сигнали от различните сетивни системи имат различни значения:
* слуховата система сигнализира честоти
* обонятелната система сигнализира за разликата между сладко и кисело
* визуалната система сигнализира за локацията на визуални сигнали
* вестибуларната система сигнализира различни ориентации и движения

=== Кодиране според невронната активност ===
Информация от сетивната система рядко е базирана само на сетивните клетки. По принцип е кодирана взависимост и от активността в популацията от неврони. Този принцип действие може да бъде намерен във всяка една от сетивните ни системи.
===Поучаване от опит===
Връзките между невроните не са постоянни, а се променят с опита. В природата видовете не трябва да се учат твърде бързо или твърде бавно от опита. Примери за това са странстващия гълъб и пеперудата монарх. Странстващия гълъб е изчезнал като вид заради това, че не се е плашел когато е стреляно по него. Пеперудите монарх мигрират на големи разстояния и миграцията им не може да бъде завършена от една единствена пеперуда, но благодарение на гените им знаят къде се намират и накъде трябва да летят. Тази информация нямаше да може да бъде съхранена в гените им, ако се учеха по-бързо.

[[File:Bird lore (1913) (14562557107).jpg|thumbnail|странстващ гълъб]]

[[File:Monarch In May.jpg|thumbnail|женска пеперуда монарх]]