视觉被认为是我们所有感觉中最重要的。实际上3/4的知觉是看到的,或者被我们看到的所影响。比如有时我们只是看到下雪就会感到一阵寒冷;漂亮的水果比起另一个不太吸引人的水果似乎气味也更好闻一些。眼睛位于头的内部,在机体内最受保护的地方,这一点也能反映出它的重要性。眼睛只能看到发光或反射光的物体,光的电磁波波长范围在0.4-0.7微米之间。光线通过瞳孔进入眼睛,由一个被称为晶状体的透镜结构进行聚焦。在眼内几条小肌肉的协助下,晶体状或发生弯曲,将光线聚焦在近处的物体上;或者变平,用来观察远处的物体。聚焦后,图像达到视网膜,准确地显示出来,同放电影的方式一样。
视网膜由两种不同类型的细胞组成:视锥细胞和视杆细胞。视锥细胞约有650万个,专用于看颜色,但是只有在光线强时它们才处于活跃状态。视杆细胞约有12500万个,即使在光线暗时,它们也比较敏感,但它们不能辨认颜色。这就是为什么在夜里我们看到的一切都显得只是黑色或白色。
视杆细胞内有视紫红质分子,来自维生素A。当一束光线照到视紫红质上它就会分解,产生神经信号。信号由视神经传到脑。视锥神经也会受到刺激,将信号传到脑,传导机制与视感神经相似。唯一不同点是视锥细胞内不含视紫红质,而含有三种不同的对光敏感的颗粒。其中一种在受到红光照射后分解,另一种是受绿光照射后分解。第三种是受蓝光照射后分解。人的眼睛所接受的所有颜色层次都是来自于这三种原色的不同混合。大多数人能分辨150-200种颜色。
由于感光细胞受到光照射后会分解,所以它们必须不断地再合成。当我们从非常明亮的地方来到暗处,这种现象很明显。实际上,强光分解了视杆细胞内的所有感光分子。当进入黑暗环境中,开始时什么也看不见,这是因为视杆细胞中可用感光分子已经用完了,而光线又不是以激活视锥细胞。过了一段时间后,感光分子又能重新形成,视感再次发挥作用,又能辨认物体了。
听力
声音是在空气中运动的物体产生的颗粒震动。人类的耳朵能感知的频率为20-20000赫兹之间的声音。人类为了生存需要听到的所有声音都在这个范围内:食肉动物的叫声、物体落地的声音、人的噪音,频率都为几百赫兹。其他动物有不同的需要,它们的耳朵就能感知不同的波长。比如,大象发出低频的声音,我们听不到。蝙蝠能辨认出50000赫兹的超声波。
要想听到声音,人必须能感知到声音,获得外部刺激并转化为神经信号。为此,耳分成三部分,每部分具有不同的功能。外耳收集声音并传向鼓膜。鼓膜是一层膜,声波传入能产生振动,波长不同,震动的强度也就有所不同。鼓膜产生振动的条件是膜两边气压必须相等。位于鼓膜后的咽鼓管可确保气压相等。鼓膜的振动能引起三块听小骨(锤骨,沾骨和锉骨)的活动。它们的活动碰击耳蜗(充满液体的涡卷形管子。)这些轻弱的碰击使耳蜗形成波,传递至螺旋器区。螺旋器由约15000个细胞组成,每个细胞上又有100个纤毛(类似于呼吸道细胞上的纤毛)当声波传过来时,纤毛会发生弯曲,扭转。它们的运动刺激神经信号的产生,然后这些信号被送往脑。
触角
触角是由遍布全身的感觉感受器感知到的。触觉可以向脑提供身体的大体状况极其需要。触觉有三种类型,即分别对压力、温度和痛疼的感觉。这些感觉由皮肤内不同深度的神经末梢获得。由于不同的神经末梢所专门负责接收的感觉及传送到脑的冲动各不相同,所以有不同的结构。有的末梢游离在表皮内,与触觉细胞接触;有的被包绕成特殊的结构,分别称为触觉小体、环层小体、鲁菲尼小体和环球小体。
每一种神经末梢在身体各个部位的分布并不均等。因此,某些部位能够充分感受痛觉,而其他部位可能对于温度或接触更敏感。比如,眼角膜对疼痛非常敏感,但对接触却不敏感。
味觉
分辨出哪些是可以吃的食物,哪些是有毒的食物是人类生存的基本需要,这是要通过味觉来实现的。味觉是通过位于舌上的大约3000个味蕾来获得的,甜味、咸味、酸味和苦味是由舌上特定区域内的不同味蕾辨认出来的。其他的味道是由这四种味道中的一些或全部混合而成。
味觉是由舌上丰富的感受器感知到的。在此过程中需要有唾液,因为食物颗粒必须先湿润后才能流入味蕾。人对食物的感觉并不能仅靠味觉,还经常要借助于其他感觉,尤其是视觉和嗅觉。
嗅觉
对气味的感觉是在鼻内进行的。和味觉一样,嗅觉不但能把所吞咽食物的性质告知我们的身体,而且能够传递周围环境中物体的令人愉快或令人讨厌的感觉。气味分子或颗粒首先要弥散在空气中,吸入鼻内后,我们才能感觉到气味。鼻子上部有特殊的嗅细胞,可以用微小的绒毛来捕捉气味分子。同时,它们向脑发出信号,脑可以确认为某种气体。
内分泌系统
机体对神经系统从外界获得的信息反应,并不一定总是像肌肉运动那样简单而迅速。有时需要更复杂的活动时,则会牵扯到机体许多不同的部分。比如,看到危险的事情做出的反应不仅需要腿部肌肉的活动以逃离开,还需要复杂的警报系统发挥作用,以帮助逃离。这样全面的动员通过直接刺激(如神经细胞的一般刺激)是不能获得的。这样就需要由激素系统来完成。这个系统也能确保所有内部器官之间的联系,协调生理过程,但我们意识不到其发生过程。我们了解了胰岛素和胰高血糖素,这是两种由胰腺所分泌的激素,调节血糖含量。因此,对饥饿及饱是刺激起了重要作用。另一方面,影响较广的一些过程(如生长、发育和繁殖)的协调性也取决于不同系统中的激素。用分子学术语来说,激素主要是由脂质和蛋白质组成。它们由腺系统(即内分泌系统)产生,所产生的激素直接进入血液中。激素随血液周游机体全身。在细胞膜上有相应的受体,能恰好与激素相结合的细胞则能获得该激素。每一种激素都有其特异性受体。
内分泌腺的活动在神经系统,尤其是脑中的下丘脑区域的严格控制下进行。来自外界环境及机体内部的信息不断通过神经系统的其他部分交汇于下丘脑,作为回应,下丘脑向垂体(一颗豆子大小的腺却是激素系统的“指挥”)送出刺激信号。垂体发挥作用,分泌激素直接作用到其他内分泌腺,或抑制,或刺激它们产生激素。此外,垂体不分泌其他激素,能直接作用于某些过程,如身体的生长。因为对机体的细胞有多方面的影响,所以垂体被称为“主管腺”。
运动中的人体
人之所以能被立刻识别出来,是因为它具有特定的外形。人能够移动,显示出人是有活力的,且处于运动中。人的外形和运动都是骨骼和肌肉的产物。承受自身的重量。骨骼是人体的支架,也是肌肉能够附着的基础,使肌肉作用于其上的杠杆系统。它是运动中的人体实际上像一架正在工作的机器。而且,骨骼中的各种骨保卫并保护娇弱的内部器官。骨骼系统储存钙这样的矿物质,当身体需要钙时,激素会使他释放出血液。骨的另一个重要的功能是产生血细胞。但骨最惊奇的是它非同一般的机械特性。骨是最坚硬的物质之一1立方厘米的骨能支撑500公斤的重量,同事,它们还有弹性(体现在他们对打击和跌倒的抵抗能力)。骨的重量也非常轻。这些特点是由骨骼的结构决定的。它有不同成分混合而成45%是钙和磷,盐酸,这是使骨坚硬的成分。骨中还有原纤维,呈散状布置。胶原是一种弹性物质,即使骨扭到一定的程度,也能使骨保持完好。骨骼的坚固性可能使人以为它是死组织。但事实并非如此,而且骨骼还在持续地进行自我更新。除了胶原的矿物盐外,骨骼还有两种细胞:破骨细胞(不断地破坏和重新吸收旧的骨组织)和成骨系统(重建骨组织)。因此,骨的更新一直在进行。需要承受过多压力的部位,也在不断地加强。骨中的钙是全身的钙的储存库。当钙被消耗时,成骨细胞就会尽快地进行补充。但是一般而言,对于老年人,骨的更新能力会下降。男性和女性体内的激素变化进一步刺激了骨的更新,这些都会导致骨质疏松症。为了使成骨细胞核破骨细胞得到更新,骨膜上交叉分布着血管网。肋骨,椎骨,骨盆和颅骨内含有红骨髓;所有的血细胞都由此产生。肢体中的骨含有黄骨髓,它主要是脂肪组织。当身体内的脂肪已被燃烧机体就会利用黄骨髓内的应急能量储备。
我们的运动
待续