I cinque sensi

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Categoria:	Ricerche
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Data:	04.04.2001
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LA VISTA

Tutti gli esseri viventi, animali o vegetali, sono più o meno sensibili alla luce; alcuni di essi ne traggono l'energia necessaria ai loro processi vitali (per esempio le cellule vegetali), altri se ne servono per trarne informazioni (per esempio i recettori ottici degli animali). Che cos'è un recettore? E` una cellula altamente specializzata nel recepire degli stimoli esterni (luminosi, acustici, pressori, termici, chimici) e nel trasformare tutte queste energie in un impulso nervoso da inviare al cervello: l'informazione. Generalmente i recettori ottici si trovano riuniti a formare un vero e proprio organo di senso (l'occhio) più o meno complesso e perfezionato. Di solito un occhio comprende un insieme di recettori (nell'uomo e in molti animali, i coni e i bastoncelli, che formano la retina), un apparato diottrico che serve a convogliare sui recettori i raggi luminosi (nell'uomo il cristallino), ed un diaframma che regola la quantità di luce che entra nell'occhio e va a stimolare i recettori (la pupilla).
Nella retina umana si trovano due pigmenti (sostanze naturali colorate fotosensibili) che sono la rodopsina e la iodopsina, e due recettori, i coni e i bastoncelli. I coni contengono solo iodopsina e sono responsabili della visione in condizioni di forte intensità luminosa. I bastoncelli sono invece responsabili della cosiddetta visione crepuscolare, quando cioè l'illuminazione è molto scarsa. Alcuni animali spostano i coni e i bastoncelli a seconda dell'intensità luminosa, in modo da utilizzare le cellule più adatte nelle diverse situazioni. Altri animali hanno retine formate da soli coni o da soli bastoncelli: avranno chiaramente abitudini prevalentemente diurne o notturne.
L'occhio dell'uomo utilizza come apparato diottrico un sistema a lente (il cristallino) che consente di concentrare su un solo punto (il centro ottico) tutti i raggi luminosi. L'immagine che si forma sulla retina è capovolta e molto nitida. Nei vertebrati e negli invertebrati evoluti è presente un occhio di questo tipo; in altri invertebrati (per esempio il nautilus) si ha invece un sistema a «camera oscura», dove l'occhio è costituito da una struttura sferica cava con un'apertura attraverso la quale passa la luce. Per avere un'immagine nitida, questo foro deve essere molto piccolo, il che però porta ad una bassa luminosità dell'immagine. Viceversa se il foro è più grande, l'immagine è più luminosa ma è sfocata; ecco perché questo tipo di occhio è stato abbandonato nel corso dell'evoluzione: esso consente infatti di ottenere soltanto informazioni grossolane, come l'esistenza o no di un oggetto ed il suo movimento.
Un occhio a lente ha inoltre il vantaggio di potersi adattare a situazioni diverse: è infatti possibile anche la messa a fuoco (allontanando e avvicinando la lente in alcuni animali; variando la forma della lente stessa in altri animali e nell'uomo).
UDITO E OLFATTO

L'udito è un'importante fonte di informazioni per gli animali; tutti i vertebrati hanno la capacità di recepire i suoni. I messaggi sonori sono di fondamentale importanza nella vita di relazione degli animali; essi emettono suoni per riconoscere ed essere riconosciuti da altri animali della stessa specie, per delimitare il loro territorio, ecc. Nell'uomo l'emissione di suoni è divenuta particolarmente complessa con l'uso di un linguaggio sofisticato. E` chiaro che l'orecchio ha assunto un ruolo fondamentale per recepire questa forma di comunicazione ormai così specializzata. Nell'orecchio umano trovano in realtà la loro localizzazione due sensi: il senso dell'udito e quello dell'equilibrio. Quest'ultimo è legato a quella parte dell'orecchio che si chiama labirinto e ci informa istante per istante della nostra posizione nello spazio e dei nostri movimenti. Ma torniamo all'udito: la parte più esterna dell'orecchio è il padiglione auricolare che serve a raccogliere i suoni e a dirigerli - attraverso il condotto acustico - sulla membrana del timpano. Questa è una membrana di tessuto connettivo, la cui tensione può in una certa misura essere regolata, e che entra in vibrazione quando è colpita dalle onde sonore. I nervi trasformano queste vibrazioni meccaniche nell'impulso nervoso - fenomeno di natura elettrica - che va al cervello. In questo modo possiamo distinguere suoni di diverso tipo, riconoscendo timbri ed altezze diverse.
Un altro senso importante, forse più per gli altri animali che non per l'uomo, è quello dell'olfatto. Negli esseri umani i recettori olfattivi sono situati nella mucosa nasale e sono stimolati dalle sostanze chimiche presenti nell'aria. Si tratta di recettori sensibilissimi (capaci di riconoscere una sostanza presente ad una concentrazione di una parte su trenta miliardi). Gli animali, come è noto, hanno un olfatto molto più sensibile ed acuto del nostro, e se ne servono per trovare il cibo, catturare le loro prede, sfuggire ai nemici e riconoscersi fra loro.
GUSTO E TATTO

Molti animali, inclusi gli esseri umani, sono in grado di riconoscere sostanze chimiche diverse per mezzo di particolari strutture, le papille gustative, che si trovano sulla lingua.
Alcuni animali hanno la capacità di sentire i «sapori» anche con altre parti del corpo, ad esempio con la pelle. Le papille gustative possono essere di forma diversa e sono classificate a seconda del loro aspetto in foliate (a forma di foglia), fungiformi (a forma di fungo), circumvallate, ecc. Esistono quattro tipi di gusti fondamentali: il salato, il dolce, l'acido e l'amaro. Le papille in grado di recepire con maggiore intensità il gusto salato si trovano situate sulla punta della lingua, quelle specializzate a distinguere il gusto dolce ai lati e sulla punta; l'amaro è invece avvertito soprattutto nella porzione posteriore della lingua, mentre il gusto acido si avverte sui suoi bordi laterali.
Il senso del tatto è un senso complesso, che comprende in realtà la capacità di recepire sensazioni di tipo diverso: il caldo, il freddo, il dolore, la pressione, la consistenza diversa delle superfici (ruvido, liscio, ecc.).
Si tratta di un senso particolarmente importante perché ci informa della presenza di pericoli (ad esempio del fuoco) o di situazioni sgradevoli (troppo caldo o troppo freddo) e ci consente quindi di agire di conseguenza, fuggendo o spostandoci dove le condizioni sono più favorevoli. I recettori tattili sono situati nello spessore della pelle; esistono zone della cute particolarmente ricche di questi recettori, ad esempio i polpastrelli: si tratta di regioni particolarmente sensibili. I recettori tattili possono essere rappresentati da semplici terminazioni nervose libere nel derma o da corpuscoli sensitivi, strutture più complesse, nelle quali la terminazione nervosa è avvolta da una capsula.
SONNO E VEGLIA

Lo studio delle attività del sistema nervoso è particolarmente complesso. Infatti, mentre per tutti gli altri organi ed apparati è piuttosto facile usare dei modelli animali, questo diventa problematico nel caso del sistema nervoso. Ad esempio, la riproduzione nell'animale di quadri come l'ansia, lo stress, la depressione o la psicosi presenta particolari problemi in quanto l'attività psichica dell'animale è profondamente diversa da quella umana. Inoltre l'animale non può comunicarci tutte quelle sensazioni «soggettive» (cioè non misurabili) che hanno tanta parte nel determinare lo stato psichico (ad esempio la paura e tutte le emozioni).
Nonostante ciò, soprattutto per lo studio dello stato di sonno e di veglia, esiste uno strumento che ci può dare delle informazioni affidabili ed oggettive: si tratta dell'elettroencefalogramma (EEG). Posizionando in modo opportuno degli elettrodi, si ottiene un tracciato che corrisponde all'attività elettrica del cervello.
In questo tracciato sono riconoscibili delle onde di ampiezza (voltaggio) e frequenza diverse:
- onde alfa: sono onde ampie con frequenza da 8 a 14 cicli/ secondo;
- onde beta: sono onde poco ampie, con frequenza da 15 a 35 cicli/secondo;
- onde delta: onde molto ampie a bassa frequenza (0,5-3 cicli/secondo);
- onde theta: poco ampie, frequenza da 4 a 7 cicli/sec.
I diversi tipi di onde si susseguono nell'elettroencefalogramma e danno un'idea dell'attività cerebrale: ad esempio, la diagnosi di epilessia può essere fatta osservando il tracciato. Nell'individuo normale, è molto interessante notare le differenze fra il tracciato registrato durante la veglia e quello durante il sonno.
Nell'individuo sveglio e ad occhi aperti, e cioè notevolmente stimolato, si ha una preponderanza di onde beta, mentre se gli occhi sono chiusi, e gli stimoli perciò sono notevolmente ridotti, sono preponderanti le onde alfa.
Nel sonno si possono distinguere cinque fasi:
Fase 1. E` la fase di addormentamento, di dormiveglia; è caratterizzata da un tracciato EEG con onde alfa, beta e theta. Se si priva una persona di questa fase del sonno, le si impedisce di raggiungere gli stadi successivi (questo significa che per arrivare alla fase 2 di sonno è necessario passare per la fase 1). Gli individui che soffrono di insonnia hanno una fase 1 particolarmente lunga.
Fase 2. L'individuo è ora decisamente addormentato, tuttavia può essere facilmente svegliato. Nel tracciato elettroencefalografico si ha preponderanza di onde theta e la comparsa di elementi particolari, i cosiddetti «fusi» ed i complessi K.
La fase 3 e la fase 4 costituiscono il sonno profondo, caratterizzato da onde theta, delta, fusi e complessi K nella fase 3 e da onde delta nella fase 4. L'individuo che si trova in queste fasi di sonno è difficile da risvegliare; la privazione per lunghi periodi della fase 4 del sonno può portare al suicidio. Gli individui che soffrono di insonnia hanno fasi 3 e 4 normali. Dalla fase 4 si passa al cosiddetto sonno REM, cioè alla fase di sonno durante la quale avviene il 74% dei sogni. Durante questo sonno i bulbi oculari si muovono rapidamente come se gli occhi stessero seguendo un oggetto in movimento; il tracciato elettroencefalografico presenta onde di diverso tipo, ma mai fusi o complessi K.
La privazione di questo tipo di sonno porta ad ansia, disturbi del comportamento, diminuzione della capacità di concentrazione e di apprendimento, ecc.
Normalmente, si passa dallo stato di veglia a quello di sonno attraverso le 4 fasi descritte e poi al sonno REM; un ciclo completo dura circa 90 minuti; successivamente si ritorna alla fase 1 e si ricomincia un nuovo ciclo.
La percentuale di sonno REM sul totale di sonno è molto alta nel bambino piccolo e va via via diminuendo con l'età.
Nel giovane adulto sano il sonno REM rappresenta dal 23 al 34% del sonno totale.