11.7: Sentidos Humanos

Ver es creer

La figura\(\PageIndex{1}\) aparece a primera vista como un patrón de hojas coloreadas, pero escondida dentro de ella se encuentra la forma tridimensional de una hormiga. ¿Se ve la hormiga entre las hojas? Esta figura es un ejemplo de un estereograma, que es una imagen bidimensional que revela un objeto tridimensional cuando se ve correctamente. Si no puedes ver la imagen oculta, no significa que haya algo malo en tus ojos. Todo está en cómo tu cerebro interpreta lo que tus ojos están sintiendo. Los ojos son órganos sensoriales especiales, y la visión es uno de nuestros sentidos especiales.

Figura\(\PageIndex{1}\): Estereograma

Sentidos especiales y generales

El cuerpo humano tiene dos tipos básicos de sentidos, llamados sentidos especiales y sentidos generales. Los sentidos especiales tienen órganos sensoriales especializados que recopilan información sensorial y la convierten en impulsos nerviosos. Los sentidos especiales incluyen la visión para la cual los ojos son los órganos de los sentidos especializados, el oído (oídos), el equilibrio (oídos), el gusto (lengua) y el olfato (conductos nasales). Los sentidos generales, en contraste, están todos asociados con el sentido del tacto y carecen de órganos especiales de los sentidos. En cambio, la información sensorial sobre el tacto es recopilada por la piel y otros tejidos corporales, todos los cuales tienen funciones importantes además de recopilar información sensorial. Si los sentidos son especiales o generales, sin embargo, todos ellos dependen de células llamadas receptores sensoriales.

Receptores Sensoriales

Un receptor sensorial es una célula nerviosa especializada que responde a un estímulo en el ambiente interno o externo generando un impulso nervioso. Luego, el impulso nervioso viaja junto con el nervio sensorial (aferente) al sistema nervioso central para procesarlo y formar una respuesta.

Existen varios tipos diferentes de receptores sensoriales que responden a diferentes tipos de estímulos:

• Los mecanorreceptores responden a fuerzas mecánicas como presión, rugosidad, vibración y estiramiento. La mayoría de los mecanorreceptores se encuentran en la piel y son necesarios para el sentido del tacto. Los mecanorreceptores también se encuentran en el oído interno donde son necesarios para los sentidos de la audición y el equilibrio.
• Los termorreceptores responden a las variaciones de temperatura. Se encuentran principalmente en la piel y detectan temperaturas que están por encima o por debajo de la temperatura corporal.
• Los nociceptores responden a estímulos potencialmente dañinos, los cuales generalmente se perciben como dolor. Se encuentran tanto en los órganos internos como en la superficie del cuerpo. Diferentes nociceptores se activan dependiendo del estímulo particular. Por ejemplo, algunos detectan calor o frío dañinos, otros detectan presión excesiva, y aún así, otros detectan productos químicos dolorosos como especias muy picantes en los alimentos.
• Los fotorreceptores detectan y responden a la luz. La mayoría de los fotorreceptores se encuentran en los ojos y son necesarios para el sentido de la visión.
• Los quimiorreceptores responden a ciertos químicos. Se encuentran principalmente en las papilas gustativas de la lengua, donde son necesarias para el sentido del gusto; y en las fosas nasales, donde son necesarias para el sentido del olfato.

Tocar

El tacto es la capacidad de percibir presión, vibración, temperatura, dolor y otros estímulos táctiles. Este tipo de estímulos son detectados por mecanorreceptores, termorreceptores y nociceptores en todo el cuerpo, pero más notablemente en la piel. Estos receptores se concentran especialmente en la lengua, los labios, la cara, las palmas de las manos y las plantas de los pies. En la Figura se muestran diversos tipos de receptores táctiles en la piel\(\PageIndex{2}\).

Figura\(\PageIndex{2}\): Los receptores táctiles en la piel incluyen terminaciones nerviosas libres, células de Merkel, corpúsculos de Meissner, corpúsculos pacinianos, plexos pilosos radiculares y corpúsculos de Ruffini. Cada tipo de receptor sensorial responde a un tipo diferente de estímulo táctil. Por ejemplo, las terminaciones nerviosas libres generalmente responden al dolor y a las variaciones de temperatura, mientras que las células de Merkel se asocian con la sensación de tacto ligero y la discriminación de formas y texturas.

Visión

La visión, o la vista, es la capacidad de percibir la luz y ver. El ojo es el órgano sensorial especial que recoge y enfoca la luz y forma imágenes. Sin embargo, el ojo no es suficiente para que lo veamos. El cerebro también juega un papel necesario en la visión.

Cómo funciona el ojo

La figura\(\PageIndex{3}\) muestra la anatomía del ojo humano en sección transversal. El ojo recoge y enfoca la luz para formar una imagen y luego cambia la imagen a impulsos nerviosos que viajan al cerebro. La forma en que el ojo realiza estas funciones se resume en los siguientes pasos.

1. La luz pasa primero a través de la córnea, que es una capa externa transparente que protege el ojo y ayuda a enfocar la luz refractándola, o doblándola.
2. A continuación, la luz ingresa al interior del ojo a través de una abertura llamada pupila. El tamaño de esta abertura es controlado por la parte coloreada del ojo, llamada iris, que ajusta el tamaño en función del brillo de la luz. El iris hace que la pupila se estreche con luz brillante y se ensancha con poca luz.
3. La luz pasa entonces a través de la lente, que refracta aún más la luz y la enfoca en la retina en la parte posterior del ojo como una imagen invertida.
4. La retina contiene células fotorreceptoras de dos tipos, llamadas bastones y conos. Las varillas, que se encuentran principalmente en todas las áreas de la retina distintas del centro mismo, son particularmente sensibles a los bajos niveles de luz. Los conos, que se encuentran principalmente en el centro de la retina, son sensibles a la luz de diferentes colores y permiten la visión del color. Los bastones y conos convierten la luz que los golpea en impulsos nerviosos.
5. Los impulsos nerviosos de los bastones y conos viajan al nervio óptico a través del disco óptico, que es un área circular en la parte posterior del ojo donde el nervio óptico se conecta con la retina.

Figura\(\PageIndex{3}\): En esta imagen, se pueden ver las tres capas del globo ocular, la esclerótica (córnea en la parte delantera), la coroides y la retina. El cristalino, la pupila, el irlandés, el disco óptico, el nervio opcional (no etiquetado), los vasos sanguíneos y los músculos oculares también son visibles. Traza el camino de la luz a través del ojo mientras lees en los cinco pasos descritos en el texto

Papel del Cerebro en la Visión

Los nervios ópticos de ambos ojos se encuentran y cruzan justo debajo de la parte inferior del hipotálamo en el cerebro. La información de ambos ojos se envía a la corteza visual en el lóbulo occipital del cerebro, que es parte de la corteza cerebral. La corteza visual es el sistema más grande del cerebro humano y es responsable del procesamiento de imágenes visuales. Interpreta mensajes de ambos ojos y nos “dice” lo que estamos viendo.

Problemas de visión

Los problemas de visión son muy comunes. Dos de las más comunes son la miopía y la hipermetropía, y a menudo comienzan en la infancia o adolescencia. Otro problema común, llamado presbicia, ocurre en la mayoría de las personas a partir de la edad adulta media. Los tres problemas resultan en visión borrosa debido a la incapacidad de los ojos para enfocar las imágenes correctamente en la retina.

Miopía

La miopía, o miopía, ocurre cuando la luz que entra en el ojo no se enfoca directamente en la retina sino delante de ella, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{4}\). Esto hace que la imagen de objetos distantes esté desenfocada pero no afecta el enfoque de los objetos cercanos. La miopía puede ocurrir porque el globo ocular se alarga de adelante hacia atrás o porque la córnea es demasiado curva. La miopía se puede corregir mediante el uso de lentes correctivos, ya sean anteojos o lentes de contacto. La miopía también se puede corregir mediante cirugía refractiva realizada con láser.

Figura\(\PageIndex{4}\): En la miopía, el punto focal de las imágenes se encuentra frente a la retina debido a que el globo ocular es alargado.

Hipermetropía

La hipermetropía, o hipermetropía, ocurre cuando la luz que entra en el ojo no se enfoca directamente en la retina sino detrás de ella, como se muestra en la Figura\(\PageIndex{5}\). Esto hace que la imagen de los objetos cercanos esté fuera de foco pero no afecta el enfoque de los objetos distantes. La hipermetropía puede ocurrir porque el globo ocular es demasiado corto de adelante hacia atrás o porque la lente no está lo suficientemente curvada. La hipermetropía se puede corregir mediante el uso de lentes correctivos o cirugía láser.

Figura\(\PageIndex{5}\): En la hipermetropía, el punto focal de las imágenes está detrás de la retina porque el globo ocular es demasiado corto.

Presbicia

La presbicia es un problema de visión asociado al envejecimiento en el que el ojo pierde gradualmente su capacidad para enfocarse en objetos cercanos. La causa precisa de la presbicia no se conoce con certeza, pero la evidencia sugiere que la lente puede volverse menos elástica con la edad, y los músculos que controlan la lente pueden perder potencia a medida que las personas envejecen. Los primeros signos de presbicia —fatiga visual, dificultad para ver con poca luz, problemas para enfocarse en objetos pequeños y letra pequeña— suelen notarse por primera vez entre las edades de 40 y 50 años. La mayoría de las personas mayores con este problema utilizan lentes correctivas para enfocarse en objetos cercanos porque los procedimientos quirúrgicos para corregir la presbicia no han tenido tanto éxito como los de la miopía y la hipermetropía.

Audiencia

Figura\(\PageIndex{6}\): La imagen muestra estructuras del oído externo, medio e interno. El oído externo tiene una aurícula y un canal auditivo en él. El tímpano se encuentra en el medio del oído externo y medio. El oído medio contiene un martillo, yunque y estribo, y el oído interno tiene una cóclea, vestíbulo (no etiquetado), canal semicircular y trompa de Eustaquio. La mayoría de las estructuras del oído están involucradas en la audición. Sólo los canales semicirculares no están involucrados en la audiencia. En cambio, perciben la posición de la cabeza, que se utiliza para monitorear el equilibrio.

La audición es la capacidad de percibir las ondas sonoras, y el oído es el órgano que detecta el sonido. Las ondas sonoras ingresan al oído a través del canal auditivo y viajan al tímpano (ver el diagrama del oído en la Figura\(\PageIndex{6}\)). Las ondas sonoras golpean el tímpano y lo hacen vibrar. Las vibraciones luego viajan a través de los tres huesos diminutos (martillo, yunque y estribo) del oído medio, que amplifican las vibraciones. Desde el oído medio, las vibraciones pasan a la cóclea en el oído interno. La cóclea es un tubo enrollado lleno de líquido. El líquido se mueve en respuesta a las vibraciones, haciendo que las células ciliadas diminutas (que son mecanorreceptores) que recubren la cóclea se doblen. En respuesta, las células ciliadas envían impulsos nerviosos al nervio auditivo, que lleva los impulsos al cerebro. El cerebro interpreta los impulsos y nos “dice” lo que estamos escuchando.

Sabor y Olor

El sabor y el olfato son habilidades para detectar químicos, por lo que los receptores de sabor y olfativo (olor) son quimiorreceptores. Ambos tipos de quimiorreceptores envían impulsos nerviosos al cerebro a lo largo de los nervios sensoriales, y el cerebro “nos dice” lo que estamos saboreando o oliendo.

Los receptores gustativos se encuentran en pequeñas protuberancias en la lengua llamadas papilas gustativas. Se puede ver un diagrama de una célula receptora gustativa y estructuras relacionadas en la Figura\(\PageIndex{7}\). Las células receptoras gustativas entran en contacto con los productos químicos de los alimentos a través de pequeñas aberturas llamadas poros Cuando ciertos químicos se unen con las células receptoras gustativas, genera impulsos nerviosos que viajan a través de los nervios aferentes al SNC. Hay receptores de sabor separados para los sabores dulces, salados, agrios, amargos y carnosos. El sabor carnoso o salado se llama umami.

Figura\(\PageIndex{7}\) .Las células receptoras gustativas están en las papilas gustativas de la lengua. El poro del gusto expone estas células a la cavidad oral. Las células basales no participan en la degustación sino que se diferencian en células receptoras gustativas

Los receptores olfativos revisten los conductos dentro de los conductos nasales (Figura\(\PageIndex{8}\)). Hay millones de receptores olfativos, que perciben químicos en el aire. A diferencia de los receptores gustativos, que solo pueden percibir cinco gustos diferentes, los receptores olfativos pueden detectar cientos de olores diferentes y enviar señales al bulbo olfativo del cerebro. ¿Alguna vez notaste que la comida parece tener menos sabor cuando tienes la nariz tapada? Esto ocurre porque el sentido del olfato contribuye al sentido del gusto, y una nariz tapada interfiere con la capacidad de oler.

Figura\(\PageIndex{8}\): Las estructuras amarillas dentro de este dibujo de las fosas nasales son un nervio olfativo con muchas terminaciones nerviosas. Las terminaciones nerviosas se encuentran en el techo de la cavidad nasal. Las terminaciones nerviosas detectan sustancias químicas en el aire a medida que pasa a través de las cavidades nasales.

Reportaje: La biología humana en las noticias

La causa más común de ceguera en el hemisferio occidental es la degeneración macular asociada a la edad (DMAE). Alrededor de 15 millones de personas en Estados Unidos tienen este tipo de ceguera, y 30 millones de personas se ven afectadas en todo el mundo. En la actualidad, no hay cura para la DMAE. La enfermedad ocurre con la muerte de una capa de células llamada epitelio pigmentario retiniano, que normalmente proporciona nutrientes y otro soporte a la mácula del ojo. La mácula es un área pigmentada de forma ovalada cerca del centro de la retina que está especializada en alta agudeza visual y tiene la mayor concentración de conos de la retina. Cuando las células epiteliales mueren y la mácula ya no se sostiene ni se nutre, la mácula también comienza a morir. Los pacientes experimentan una mancha negra en el centro de su visión, y a medida que avanza la enfermedad, la mancha negra crece hacia afuera. Los pacientes eventualmente pierden la capacidad de leer e incluso de reconocer rostros conocidos antes de desarrollar ceguera total.

En 2016, se realizó una cirugía histórica como ensayo en un paciente con DMAE severa. En la primera operación de este tipo, el Dr. Pete Coffey de la Universidad de Londres implantó un pequeño parche de células detrás de la retina en cada uno de los ojos del paciente. Las células eran células epiteliales pigmentadas retinianas que habían sido cultivadas en un laboratorio a partir de células madre, que son células indiferenciadas que tienen la capacidad de convertirse en otros tipos de células. A los seis meses de la operación, las nuevas células seguían sobreviviendo, y el médico tenía la esperanza de que la pérdida de visión del paciente se detuviera e incluso se revertiera. En ese punto, ya se habían planeado varias otras operaciones para probar el nuevo procedimiento. Si estos casos son un éxito, el Dr. Coffey predice que la cirugía se volverá tan rutinaria como la cirugía de cataratas y evitará que millones de pacientes pierdan la visión.

Revisar

1. Compara y contrasta sentidos especiales y sentidos generales.
2. ¿Qué son los receptores sensoriales?
3. Enumere cinco tipos de receptores sensoriales y el tipo de estímulo que cada uno detecta.
4. Describir el rango de estímulos táctiles que se detectan en el sentido del tacto.
5. Explica cómo el ojo recoge y enfoca la luz para formar una imagen y la convierte en impulsos nerviosos.
6. Identificar dos problemas comunes de visión, incluyendo tanto sus causas como sus efectos en la visión.
7. Explique cómo las estructuras del oído recogen y amplifican las ondas sonoras y las transforman en impulsos nerviosos.
8. ¿Qué papel juega el oído en el equilibrio? ¿Qué estructuras del oído están involucradas en el equilibrio?
9. Describir dos formas en que el cuerpo percibe los químicos y los órganos especiales de los sentidos que están involucrados en estos sentidos.
10. Explica por qué tu piel puede detectar diferentes tipos de estímulos, como la presión y la temperatura.
11. Elige uno. La información sensorial se envía al sistema nervioso central a través de nervios (eferentes/aferentes).
12. Identificar un mecanorreceptor utilizado en dos sentidos humanos diferentes, y describir el tipo de estímulos mecánicos que cada uno detecta.
13. Si una persona es ciega pero su retina está funcionando correctamente, ¿dónde crees que podría estar el daño? Explica tu respuesta.
14. Cuando ves colores, ¿qué células receptoras están activadas? ¿Dónde se localizan estos receptores? ¿Qué lóbulo del cerebro se utiliza principalmente para procesar información visual?
15. El nervio auditivo lleva:
    1. Información olfativa
    2. Información sobre el sabor
    3. Información de saldo
    4. Información sonora

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Algunas personas “ven” sonidos, “escuchan” colores o “prueban” palabras. Esta rara habilidad se llama sinestesia, y se cree que es causada por el cableado cruzado de los sentidos en el cerebro. Para conocer más sobre este intrigante fenómeno, mira esta fascinante animación TED:

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Atribuciones

1. Bigant por GifTagger asumió CC BY 3.0 a través de Wikimedia Commons
2. Receptores táctiles cutáneos por el personal de Blausen.com (2014). “Galería Médica de Blausen Medical 2014”. WikiRevista de Medicina 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
3. Anatomía ocular por personal de Blausen.com (2014). “Galería Médica de Blausen Medical 2014”. WikiRevista de Medicina 1 (2). DOI: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436. CC BY 3.0 vía Wikimedia Commons
4. Miopía por Instituto Nacional del Ojo, dominio público vía Wikimedia Commons
5. Hipermetropía por Instituto Nacional del Ojo, dominio público vía Wikimedia Commons
6. Oído humano dominio público vía Wikimedia Commons
7. papilas gustativas de Jonas Töle dedicado CC0 vía Wikimedia Commons
8. Nervio olfativo de cabeza por Patrick J. Lynch, ilustrador médico, CC BY 2.5 vía Wikimedia Commons
9. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0