机械的感觉

动物中有许多种类的机械受体,但最著名的是介导受体触摸即脊椎动物中调节的各种毛细胞受体听力(声侧肌系统)和肌梭本体感受器监控收缩:肌肉收缩的状态刺激在细胞中转化为电信号的基本机制被称为转导。机械传导的一个例子,在研究果蝇感受器,由膜上的通道组成,被拉伸触发打开,这允许阳离子要进入细胞

有六种类型触觉受体在人类皮肤包括自由神经末梢、毛囊受体、Meissner小体、Merkel末梢、Ruffini末梢和Pacinian小体。前三个,游离神经末梢毛囊受体,以及触觉小体回应,回应肤浅的触摸;接下来的两个,默克尔的结尾和罗菲尼结局触摸,触摸压力;最后一个,帕西尼氏小体,振动.帕西尼小体的构造方式使它们能够快速反应和快速恢复。它们包含一个中心神经纤维被洋葱状的层包围着结缔组织就像减震器传递快速事件,但抑制缓慢变化。纤维本身具有持续放电的能力,只对一两种快速事件作出反应动作电位

在所有脊椎动物中,都有一种机械敏感的细胞,称为神经细胞毛细胞.这些细胞的外表面包含一系列微小的毛发状突起,包括一个动纤毛(在哺乳动物中不存在),具有典型的内部纤维骨架,以及静纤毛它们没有纤维骨架。静纤毛随着距离肌纤毛的距离而减小,并具有功能性极化。当静纤毛向肌纤毛弯曲时,毛细胞兴奋,与细胞接触的神经纤维产生动作电位。相反,将头发从肌突处弯曲抑制射击。

毛细胞有很多用途。在细胞是侧线系统鱼皮上有一系列向周围水域开放的管道,用来监测由鱼自身和其他鱼引起的水流。这些管中每隔一段时间就有一簇毛细胞,每一簇毛细胞都有一层胶状的帽,称为吸盘.由于水的运动,穹窿移位,从而使其下的毛发弯曲,导致神经活动。在内耳高等脊椎动物有三种变体本设计的基本原理是,负责检测方向重力,角旋转,和声波.在内耳的胞囊和球囊中有被称为毛细胞的斑块黄斑e.在每个斑疹内,静纤毛嵌在胶质团中otolithic膜其中含有小的石质碳酸钙颗粒,称为otoconia。耳石膜和耳锥使毛发在重力方向弯曲,为动物提供垂直参考方向;类似器官的平衡,称为平衡胞,在无脊椎动物中很常见。在脊椎动物的内耳中也有三种半规管.每个都由一个几乎圆形的管子组成,在一个凸起的点上包含一个集群由带有胶状圆顶的毛细胞组成。当磁头旋转时,管内的流体滞后于磁头组织围绕着它。这就取代了穹窿,导致静纤毛弯曲,提供了一个与头部在刺激管平面上旋转的速率成正比的信号。半规管的主要功能之一是驱动vestibulo-ocular反射这使眼睛能够反向旋转,并在头部转动时保持稳定的凝视。

哺乳动物中耳朵包括外部的声音收集羽片;的中耳,其中包含小听骨,其功能是将空气中的声音机制与水中的声音相匹配;和内耳,其中包含耳蜗.耳蜗是一个复杂的盘绕结构。它由一层长膜组成基膜,它以这样一种方式调谐,即高音振动低音附近的区域,低音振动低音附近的区域顶点.位于基底膜上的是科尔蒂器官这是一组带有静纤毛的毛细胞,它们与一层胶质膜接触盖膜.进入内耳的声音刺激基底膜的不同区域,这取决于声音的频率。受刺激区域的毛细胞受到静纤毛和罩膜之间的剪切作用的刺激。Corti器官中有两种毛细胞。的内毛细胞是有感觉的,从它们延伸出来的神经将声音信息发送到大脑.相比之下,外毛细胞运动和有作用吗放大改变基底膜的运动。

人耳对频率在20以上的声音敏感吗赫兹到20千赫兹。在1千赫兹以下,频率由听觉神经中动作电位的实际频率发出信号;然而,在这个频率之上,基底膜振动最多的区域决定了频率。在蝙蝠而在鲸类海豚而且鲸鱼)的频率上限比人类高得多——在某些情况下超过100千赫兹。这些动物用声音来定位物体,无论是导航还是捕捉猎物,需要高频来产生短波长,类似的猎物的大小。蝙蝠通过发出高频叫声并聆听回声来捕猎。回声定位能力).回波的时间给出了目标的距离,频率的位移给出了相对的速度蝙蝠和目标,返回回声的频谱包含了目标的大小和纹理。通常情况下,蝙蝠在巡航时以较低的速率发出叫声,但是,如果它们探测到昆虫,当蝙蝠接近猎物时,释放速度会加快,发出“捕捉嗡嗡声”。许多昆虫已经进化出了应对回声定位的对策,包括听到高频的能力,强力俯冲到地面的策略,在某些情况下,发射高频咔嚓声来创造混乱。

一种特殊的机械受体肌肉.这些机械感受器被称为肌肉纺锤波由一个或多个对拉伸敏感的末端组成神经元附属于一种改良的肌肉纤维中心附近区域的。这种纤维有自己的神经支配,独立于主肌肉的神经支配。肌肉梭形突起的神经元对肌肉的延长有反应。然而,通过激活连接在受体上的肌肉,纺锤体可以被独立地拉伸或放松,从而设定它对主肌肉长度变化做出反应的范围。这种双重神经支配为大脑提供了一种非常灵活的方式来激活肌肉和监测负载诱导的拉伸。

其他一些次要的感觉可能最好被认为是机械感觉。疼痛通常源于机械作用,尽管,在组织损伤的结果刺激也可能涉及化学作用。在一些动物中,包括蜜蜂和鸽子在美国,有证据表明磁感与导航有关。在这些动物中磁铁矿在合适的生理感官接收位置发现了谷物。有人提出,这些颗粒的运动可以作为一个位置或方向的刺激。