Biologia 4: luku 11 Aistit

Aistielimet ottavat ärsykkeitä vastaan, muuttavat ne hermoimpulsseiksi ja lähettävät niitä edelleen aivojen tulkittaviksi. Ympäristöstä tulee valtava määrä ärsykkeitä, mutta aistimme reagoivat niistä vain osaan. Aistisolujen solukalvossa on reseptoreja, joihin ärsykkeet vaikuttavat ja jotka saavat aikaan hermoimpulssin syntymisen.

Hermoimpulssi etenee aistirataa pitkin keskushermostoon. Pään alueelta tulevat aistiradat siirtävät impulssin suoraan aivoihin, muut radat kulkevat selkäytimen kautta. Aistimukset syntyvät isoaivojen kuorikerroksessa. Aistien tottumista samanlaisena jatkuvaan ärsytykseen sanotaan adaptaatioksi eli mukautumiseksi.

Näköaisti                                                                             

Sarveiskalvo, linssi ja lasiainen taittavat silmään tulevaa valoa, jolloin katsottavasta kohteesta muodostuu ylösalaisin oleva kuva verkkokalvolle. Aivot kääntävät kuvan oikein päin. Linssi on kimmoisa, ja sen muotoa muuttamalla silmä voidaan kohdistaa katsomaan lähellä tai kaukana olevia kohteita. Kauas katsottaessa silmä lepää, koska sädelihas veltostuu ja laajenee, linssiin kiinnittyneet ripustinsäikeet kiristyvät ja linssi muuttuu litteämmäksi. Lähelle katsottaessa sädelihas supistuu, ripustinsäikeet löystyvät ja linssi pyöristyy.

Vanhemmiten linssin kimmoisuus vähenee ja mukautumiskyky heikkenee, joten on vaikea katsoa tarkasti lähelle. Tällöin tarvitaan lukulasit eli pluslasit. Miinuslasit tarvitaan, jos on vaikea nähdä kunnolla kauas. Hajataittoisuudessa joko sarveiskalvo tai silmän linssi taittaa valonsäteitä epäsymmetrisesti, jolloin kuva nähdään epätarkkana. Tämä voidaan korjata epäsymmetrisesti hiottujen silmälasien avulla.

Sauvasolujen avulla nähdään hämärässä ja tappisolujen avulla kirkkaassa valossa

Verkkokalvolla on kahdenlaisia aistisoluja, sauvoja ja tappeja. Sauvat toimivat hyvin hämärässä ja niiden viestien perusteella muodostuu mustavalkoinen kuva. Tappeja on sauvoja paljon vähemmän ja niiden avulla voidaan nähdä värejä. Tappeja on eniten verkkokalvon keskellä olevan keltatäplän alueella. Sen keskellä on keskikuoppa eli tarkan näkemisen kohta. Siinä on vain tappisoluja ja sen takia hämärässä ei voi nähdä aivan tarkasti.

Sekä sauvoissa että tapeissa valo vaikuttaa vastaanottavaan reseptoriproteiiniin, näköpigmenttiin, joka hajoaa valon vaikutuksesta aiheuttaen aivoihin kulkevan hermoimpulssin. Sauvojen näköpigmentti on nimeltään rodopsiini, joka valon vaikutuksesta hajoaa opsiiniksi ja retinaaliksi. Retinaali on A-vitamiinin johdannainen, joten pitkäaikainen A-vitamiinin puutos voi aiheuttaa hämäräsokeutta, koska ilman A-vitamiinia sauvasolut eivät pysty tuottamaan riittävästi hämäränäkemiseen tarvittavaa retinaalia.

Värien näkeminen perustuu siihen, että tappisoluja on kolmea tyyppiä. Ne ovat herkkiä joko  siniselle, vihreälle tai punaiselle valolle. Mikäli puna- tai viherherkät tappisolut puuttuvat tai eivät toimi kunnolla, on ihminen punavihersokea ja hänen on vaikea erottaa punaisia ja vihreitä värisävyjä toisistaan. Piirre on resessiivinen, ja siihen vaikuttava geeni sijaitsee X-kromosomissa. Mies on punavihersokea, jos hän perii alleelin X-kromosomissa äidiltään, mutta nainen on punavihersokea vain, jos hän perii sen kummaltakin vanhemmaltaan. Siksi punavihersokeus on yleisempi miehillä kuin naisilla.

Karsastuksessa silmien yhteispeli ei onnistu, vaan silmien verkkokalvoihin piirtyy eri alue näkökentästä. Karsastuksen jatkuessa aivot voivat oppia hylkäämään heikomman silmän antamaa informaatiota pysyvästi.

Kuuloaisti

Ääni on ilmassa eteneviä paineaaltoja, joiden tiheyden vaihtelut ilmenevät eri taajuuksina. Ne aistitaan sävelkorkeudeltaan erilaisina ääninä. Korva muuttaa vastaanottamansa paineaallot hermoimpulsseiksi, jotka tulkitaan aivoissa korkeudeltaan ja voimakkuudeltaan erilaisiksi ääniksi.

Korvalehti vastaanottaa ääniaaltoja, jotka ohjautuvat korvakäytävän kautta tärykalvolle ja saavat sen värähtelemään. Tärykalvon värähtelyn takia kuuloluut (vasara, alasin ja jalustin) alkavat liikkua ja muuntavat ilmassa etenevät paineaallot mekaaniseksi värähtelyksi. Viimeisenä oleva kuuloluu, jalustin, on kiinnittyneenä sisäkorvaan johtavaan eteisikkunaan, jonka kautta värähtely siirtyy sisäkorvassa olevaan nesteeseen. Ääniaalto etenee nesteessä simpukan sisällä. Aaltoliike liikuttaa simpukan kalvoja, mikä aiheuttaa mekaanisen ärsytyksen kuuloaistinsoluissa.

Simpukan aistisolut erottelevat korkeudeltaan ja voimakkuudeltaan erilaiset äänet

Simpukassa on kolme vierekkäistä käytävää, joissa olevaan nesteeseen välikorvan kuuloluut siirtävät luissa tapahtuvan mekaanisen värähtelyn. Kuuloaistisolut sijaitsevat keskimmäisenä olevassa simpukkatiehyessä tyvilevyyn kiinnittyneinä. Aistisolujen pinnassa on jäykkiä, ohuita ulokkeita, minkä takia aistisoluja kutsutaan karvasoluiksi. Ne ärtyvät kosketuksesta, kun karvat osuvat katekalvoon ja samalla taipuvat tyvilevyn liikahdellessa nesteen värähtelyn tahdissa.

Karvasoluissa syntyneet impulssit siirtyvät kuulohermoon ja edelleen isoaivojen ohimolohkoissa sijaitseviin kuulokeskuksiin. Ihmiskorva erottaa ääniä, joiden taajuus on välillä 20 – 20 000 Hz.

Sisäkorvan tasapainoelin

Sisäkorvan tasapainoelin koostuu kolmesta toisiaan vastaan kohtisuorassa asennossa olevasta kaarikäytävästä sekä niiden tyvellä sijaitsevista kahdesta rakkulasta. Tasapainoelimestä tulevat hermoimpulssit kulkevat kuulo-tasapainohermoa pitkin aivorungon alueelle, missä ne yhdistyvät näkö-, lihas- ja jänneaistin sekä ihon välittämään tietoon. Jos aivot saavat eri aistien kautta ristiriitaista tietoa vartalon liikkeistä, voi seurauksena olla matkapahoinvointi.

Haju- ja makuaisti

Makua aistivat solut sijaitsevat eri puolilla kieltä olevien kielinystyjen makusilmuissa. Kullakin perusmaulla on sille herkin alueensa kielen pinnassa. Perusmakuja ovat suolainen, makea, hapan, karvas (kitkerä) ja umami (natriumglutamaatti). Perusmakujen yhdistelmistä syntyy tuhansia erilaisia makuaistimuksia.

Hajuaisti on tarkempi ja herkempi kuin makuaisti. Hajusolut sijaitsevat nenäontelon katossa olevassa, noin postimerkin kokoisessa hajuepiteeelissä. Sitä peittää limakerros, johon hajuaineiden on liuettava ennen tarttumistaan reseptoreihin. Aistisolujen haarakkeiden ja hajuhermon kautta hermoimpulssit kulkeutuvat isoaivojen kuoren hajualueelle.

Kipuaisti

Kipua aistivia soluja on lähes kaikkialla elimistössä. Niitä on etenkin ihossa ja sisäelimiä ympäröivissä kalvoissa. Kipuaistimus voi syntyä mistä tahansa ärsykkeestä, jos se on liian voimakas. Esim liian kova ääni sattuu korviin. Vapaat hermopäätteet toimivat kipureseptoreina. Kipuun ei totu, sillä kipuaisti ei adaptoidu toisin kuin tunto- tai hajuaisti. Joskus kipu voi kuitenkin muuttua krooniseksi. Kroonisen kivun syytä ei aina tiedetä.