Exercicis: Els receptors sensorials

Relaciona cadascun dels cinc sentits amb el tipus d'estímul que capta i amb l'òrgan on es troben els seus receptors principals.

A la imatge de l'ull en secció s'han assenyalat diverses estructures amb números. Escriu el nom de les cinc estructures assenyalades i indica en quina es troben les cèl·lules receptores de la llum.

Explica què és un receptor sensorial i per què diem que els sentits són la «porta d'entrada» de la informació al sistema nerviós.

Anomena les tres parts en què es divideix l'oïda i indica en quina es troben les cèl·lules receptores que transformen el so en impulsos nerviosos.

Explica la diferència entre estímul i sensació, i posa un exemple de cadascun utilitzant una tassa de xocolata desfeta calenta.

En tocar per accident una paella calenta notem dolor a l'instant. Explica quins receptors de la pell ens avisen del perill i per què aquesta sensació, encara que desagradable, és útil per a l'organisme.

Indica si aquestes afirmacions són vertaderes o falses i justifica la teva resposta: a) cada sabor es percep només en una zona fixa de la llengua; b) les cèl·lules olfactives estan situades a les fosses nasals; c) la informació dels sentits arriba al cervell a través dels nervis.

Explica què és el timpà, on es troba i què li passa quan les ones sonores hi arriben.

Descriu el camí que segueix la informació lluminosa des que la llum d'un objecte entra a l'ull fins que es forma la imatge, anomenant les estructures que travessa i el lloc on es converteix en impuls nerviós.

Quan passes d'una habitació fosca a un carrer molt assolellat, t'enlluernes durant uns segons. Explica quina estructura de l'ull regula la quantitat de llum que hi entra, com actua en aquesta situació i quin nom rep aquest mecanisme d'adaptació.

Les papil·les gustatives i les cèl·lules olfactives col·laboren quan mengem: per això, amb el nas tapat, una poma i una ceba crues «saben» gairebé igual. Explica què aporta cada sentit a la percepció del gust dels aliments.

Descriu el camí que segueix un so des que entra pel pavelló auricular fins que el cervell l'interpreta, anomenant les estructures que el transmeten i el lloc on es transforma en impuls nerviós.

A la penombra veiem amb poc detall i pràcticament sense colors. Sabent que a la retina hi ha dos tipus de cèl·lules receptores, unes molt sensibles a la llum tènue i d'altres especialitzades en els colors, explica per què passa això.

En bussejar o quan s'enlaira un avió notem pressió a les orelles, que s'alleuja en empassar o badallar. Explica quin conducte comunica la gola amb l'oïda mitjana i quina funció fa en aquestes situacions.

Moltes persones grans allunyen el diari per llegir-lo, un problema conegut com a «vista cansada». Explica quina estructura de l'ull perd flexibilitat amb l'edat i per què això dificulta enfocar els objectes propers.

Algunes persones amb una infecció d'oïda interna senten marejos i perden l'equilibri. Tenint en compte que l'oïda interna no només capta sons, explica quina altra informació envia al cervell i quines estructures se n'encarreguen.

Un company de classe afirma el següent: «Una persona amb miopia no hi veu bé de lluny perquè el seu cristal·lí concentra la llum massa poc; per això, per corregir-ho cal posar-li una lent convergent, que enfoqui els rajos lluminosos amb més força cap al fons de l'ull».

1. a) Rebat de manera raonada l'afirmació del teu company explicant per què el problema òptic de la miopia no es deu a una manca de convergència de la llum.
2. b) Prediu què li passaria a la visió llunyana d'aquesta persona si utilitzés unes ulleres amb lents convergents: hi veuria més nítid o encara més borrós? Justifica la teva resposta indicant on es formaria el focus respecte a la retina.
3. c) Justifica quin tipus de lent necessita realment i explica com ha de desviar la trajectòria dels rajos de llum abans que entrin a l'ull per corregir el defecte.

Un jove va a la consulta mèdica després de notar una pèrdua auditiva severa deguda a l'ús continuat d'auriculars a volum molt alt. Les proves diagnòstiques revelen que la seva membrana timpànica i la cadena d'ossets estan intactes i transmeten les vibracions amb total normalitat, però els mecanoreceptors ciliats del caragol (oïda interna) han quedat destruïts.

1. a) Justifica per què el pacient pateix sordesa si els elements encarregats de captar i transmetre el so a l'oïda externa i mitjana funcionen adequadament. Distingeix en la teva resposta entre la transmissió física de les vibracions i la transducció en impulsos nerviosos.
2. b) El pacient pregunta si la lesió es curarà en unes setmanes amb repòs, igual que cicatriza una ferida a la pell o un trencament de timpà. Argumenta per què els metges descarten aquesta possibilitat basant-te en la capacitat de regeneració de les cèl·lules receptores en comparació amb les cèl·lules epitelials.
3. c) Prediu raonadament si un audiòfon convencional (que amplifica la vibració sonora al conducte auditiu) solucionaria la pèrdua auditiva en les freqüències on els receptors ciliats han desaparegut per complet.

Sostens amb els ulls tancats un got de vidre molt fred que rellisca entre els teus dits. En prémer-lo fortament per evitar que caigui, una vora trencada et produeix un tall superficial al tou del dit. De manera simultània i immediata distingeixes tres sensacions: el fred de l'aigua, la pressió que exerceixes sobre el vidre i el dolor del tall.

1. a) Identifica quin tipus de receptor cutani específic ha captat cadascun d'aquests tres estímuls i classifica'ls segons la naturalesa de l'estímul que detecten.
2. b) Sabent que totes les fibres nervioses transmeten la informació mitjançant impulsos electroquímics idèntics, justifica com aconsegueix l'encèfal distingir i interpretar alhora les tres sensacions sense confondre el dolor amb el fred ni amb la pressió.
3. c) Si un anestèsic local bloquegés exclusivament els nociceptors de la zona, prediu quins estímuls continuaries percebent i argumenta per què l'absència congènita de dolor representa una amenaça greu per a la supervivència.

En una pràctica de laboratori s'aplica el «test de discriminació de dos punts» amb un compàs de puntes romes per mesurar la distància mínima a la qual una persona nota dos contactes separats en lloc d'un de sol:

• Al rovell del dit, percep amb claredat dues puntes separades únicament per 2,5 mm.

• A la pell de l'esquena, no es perceben dos punts independents fins que la separació supera els 35,0 mm; a distàncies menors se sent un únic toc.

1. a) Interpreta aquests resultats justificant quines diferències existeixen en la densitat de mecanoreceptors i en la mida dels seus camps receptius entre el rovell dels dits i l'esquena.
2. b) A partir d'aquestes dades, justifica per què el sistema Braille (els punts en relleu del qual tenen una separació d'uns 2,5 mm) es llegeix amb el rovell dels dits i prediu quina dificultat insalvable sorgiria si una persona intentés llegir-lo amb l'avantbraç o l'esquena.
3. c) En persones cegues que dominen el Braille, els estudis de neuroimatge mostren que la zona de l'escorça cerebral que processa el tacte del rovell dels dits és molt més extensa que en persones vidents. Justifica aquest fenomen relacionant-lo amb la plasticitat del sistema nerviós.

La Marta es va cremar la llengua en prendre un brou bullint i durant tres dies amb prou feines va poder percebre els sabors dels menjars; al quart dia, però, va recuperar el gust amb normalitat. Aquell mateix cap de setmana, un familiar va patir un traumatisme que li va seccionar les fibres del nervi olfactiu, causant-li una pèrdua permanent de l'olfacte.

1. a) Explica quina lesió van patir les cèl·lules receptores dels botons gustatius de la Marta i justifica per què el sentit del gust es recupera en pocs dies, comparant-ho amb el cas del seu familiar: per què la renovació de les neurones olfactives, que també es produeix, no és suficient per recuperar l'olfacte quan se'n seccionen les fibres?
2. b) Durant els dies en què va estar cremada, la Marta va afirmar: «Com que m'he cremat la llengua, tampoc oloro el cafè». Rebat de manera raonada la seva afirmació diferenciant els quimioreceptors del gust dels de l'olfacte i explica per què en la vida quotidiana solem atribuir erròniament al gust sensacions que depenen de l'olfacte retronasal (el sabor o flaire).

Un equip de recerca analitza la retina de tres espècies de vertebrats i obté les dades de fotoreceptors següents:

• Espècie A: 98 % de bastons i 2 % de cons; gran capacitat de dilatació pupil·lar.

• Espècie B: 65 % de cons (de tres tipus diferents de pigment) i 35 % de bastons.

• Espècie C: 96 % de bastons i 4 % de cons (sensibles únicament a una banda espectral estreta).

1. a) Dedueix de manera raonada quina d'aquestes espècies correspon amb més probabilitat a un ocell rapinyaire nocturn (com el duc o l'òliba) i quina a un ocell diürn que s'alimenta identificant fruits madurs i flors entre la vegetació. Justifica la teva elecció a partir de la funció de cons i bastons.
2. b) Si l'Espècie A fos exposada sobtadament a plena llum solar al migdia, prediu quina limitació visual experimentarà en comparació amb la seva visió durant la nit, justificant com responen els bastons davant d'una intensitat lumínica elevada.
3. c) Explica per què la selecció natural ha afavorit que els depredadors nocturns sacrifiquin la discriminació cromàtica enfront de la sensibilitat a la llum tènue.

Moltes persones pateixen mareig i nàusees si llegeixen el mòbil als seients del darrere d'un cotxe en moviment; tanmateix, si miren fixament la carretera a través del parabrisa davanter o si són elles les que condueixen, no senten malestar. Per contra, un usuari que juga assegut immòbil al sofà amb un visor de realitat virtual experimenta mareig en desplaçar-se visualment per una muntanya russa virtual.

1. a) Analitza els receptors i òrgans sensorials implicats (retina de l'ull i aparell vestibular de l'oïda interna) i explica quina contradicció d'informació (conflicte sensorial) rep l'encèfal en cadascun dels dos casos descrits.
2. b) Justifica per què fixar la vista en un punt llunyà de l'horitzó elimina el conflicte sensorial mentre viatges en cotxe.
3. c) Prediu de manera raonada si una persona que patís una destrucció completa dels mecanoreceptors dels canals semicirculars i otòlits en ambdues oïdes experimentaria mareig cinètic (cinetosi) en viatjar en un vaixell sotmès a l'onatge. Argumenta la teva resposta.

Dos pacients van al servei d'oftalmologia amb una pèrdua acusada de visió:

• Pacient 1: Percep les imatges molt borroses, descolorides i com a través d'un vidre entelat. La seva retina i el seu nervi òptic es troben completament sans, però la lent situada darrere de l'iris s'ha tornat blanquinosa i opaca per l'edat.

• Pacient 2: Presenta còrnia, cristal·lí i humors vitri i aquós perfectament traspassants, però un glaucoma descontrolat ha necrosat les fibres nervioses que formen el nervi òptic.

1. a) Diagnostica quina patologia pateix el Pacient 1 indicant el nom de l'estructura alterada i explica com afecta aquesta alteració al trajecte dels rajos de llum fins al fons de l'ull.
2. b) L'oftalmòleg proposa per al Pacient 1 una intervenció consistent a substituir la lent danyada per una lent artificial transparent (lent intraocular). Prediu i justifica si aquesta operació li retornarà la visió nítida.
3. c) Justifica raonadament si aquesta mateixa intervenció quirúrgica serviria perquè el Pacient 2 recuperés la visió, distingint la funció dels medis transparents del globus ocular de la funció de les vies de transmissió nerviosa.