Thích nghi và nhạy cảm hóa cảm giác

Thích nghi cảm giác là sự suy giảm phản ứng của thụ thể trong quá trình kích thích liên tục, duy trì, để các hệ thống cảm giác nhấn mạnh sự thay đổi hơn là trạng thái ổn định. Nhạy cảm hóa là sự thay đổi ngược lại — một phản ứng tăng cường đối với các kích thích. Cùng nhau, các quá trình này điều chỉnh độ lợi của các hệ thống cảm giác và cho phép chúng hoạt động trên một phạm vi cường độ kích thích rộng lớn. Chủ đề này bao gồm lý do và cách thức phản ứng của thụ thể thay đổi theo thời gian.

Definition

Thích nghi cảm giác là sự giảm phản ứng của thụ thể hoặc sợi thần kinh hướng tâm theo thời gian đối với một kích thích duy trì có cường độ không đổi; nhạy cảm hóa là sự tăng khả năng phản ứng. Cả hai đều phản ánh sự điều chỉnh độ lợi của quá trình chuyển đổi hoặc mã hóa chứ không phải là sự thay đổi của bản thân kích thích.

Scope

Mục này bao gồm sự thích nghi ở cấp độ thụ thể: sự phân biệt giữa các thụ thể thích nghi nhanh (pha) và thích nghi chậm (tonic), các cơ chế tạo ra sự thích nghi trong các phương thức khác nhau, và khái niệm liên quan về sự nhạy cảm hóa. Đây là một chủ đề tham khảo trong sinh lý học cảm giác và không đưa ra hướng dẫn lâm sàng; sự nhạy cảm hóa trung ương hoặc bệnh lý chỉ được đề cập để đối chiếu.

Core questions

• Tại sao phản ứng với một kích thích không đổi lại giảm theo thời gian?
• Điều gì phân biệt các thụ thể thích nghi nhanh với các thụ thể thích nghi chậm?
• Những cơ chế phân tử và cấu trúc nào tạo ra sự thích nghi trong mỗi phương thức?
• Sự thích nghi mở rộng phạm vi hoạt động của một hệ thống cảm giác như thế nào?

Key concepts

• Thích nghi cảm giác
• Thụ thể pha (thích nghi nhanh) so với thụ thể tonic (thích nghi chậm)
• Kiểm soát độ lợi và phạm vi động
• Thích nghi ánh sáng trong các tế bào cảm quang
• Thích nghi nhanh của chuyển đổi tế bào lông
• Lọc cấu trúc phụ trợ (ví dụ: vỏ Pacini)
• Nhạy cảm hóa

Mechanisms

Sự thích nghi có thể phát sinh ở nhiều giai đoạn. Các cấu trúc phụ trợ có thể lọc kích thích một cách cơ học, như vỏ bọc nhiều lớp của tiểu thể Pacini làm cho nó phản ứng chủ yếu với áp lực thay đổi. Trong bộ máy chuyển đổi, phản hồi có thể làm giảm độ lợi trong quá trình kích thích duy trì: các tế bào cảm quang điều chỉnh độ nhạy của chúng trong ánh sáng nền (thích nghi ánh sáng), được điều chỉnh bởi phản hồi phụ thuộc canxi trong chuỗi chuyển đổi quang học được mô tả bởi Yau và Hardie, và các tế bào lông cho thấy sự thích nghi nhanh của dòng chuyển đổi giúp thiết lập lại điểm hoạt động của kênh chuyển đổi cơ học, như được Fettiplace đánh giá. Ở giai đoạn mã hóa, tần số xung động hướng tâm đối với một kích thích ổn định thường giảm theo thời gian. Các ghi nhận của Adrian và Zotterman từ một cơ quan cuối đơn lẻ lần đầu tiên cho thấy sự suy giảm tần số xung động này trong quá trình kích thích duy trì, thiết lập sự thích nghi như một đặc tính cơ bản của các thụ thể cảm giác. Ngược lại, sự nhạy cảm hóa làm tăng khả năng phản ứng và mở rộng các điều kiện mà một kích thích được phát hiện.

Clinical relevance

Sự thích nghi giải thích những trải nghiệm hàng ngày như không còn nhận thấy một mùi hương liên tục hoặc cảm giác của quần áo, và sự nhạy cảm hóa có liên quan đến các trạng thái tăng khả năng phản ứng cảm giác. Mục này mô tả các quá trình sinh lý bình thường để tham khảo giáo dục và không phải là cơ sở để chẩn đoán hoặc điều trị các cảm giác bị thay đổi.

Evidence & guidelines

Bài viết dựa trên điện sinh lý học đơn vị cổ điển và các nghiên cứu cơ chế về thích nghi ánh sáng và thích nghi nhanh của tế bào lông. Đây là những phát hiện cơ chế chứ không phải khuyến nghị lâm sàng, và không có hướng dẫn điều trị nào được ngụ ý.

History

Hiện tượng thích nghi đã được đặt trên một nền tảng định lượng bởi Adrian và Zotterman vào những năm 1920, với các ghi nhận từ các cơ quan cuối cảm giác đơn lẻ cho thấy tần số xung động giảm trong quá trình kích thích duy trì. Công trình sau này đã phân biệt các thụ thể thích nghi nhanh và chậm và theo dõi sự thích nghi đến các giai đoạn cụ thể — lọc cấu trúc phụ trợ, phản hồi phụ thuộc canxi trong chuyển đổi quang học, và thích nghi nhanh của chuyển đổi tế bào lông — làm rõ rằng sự thích nghi được thực hiện khác nhau giữa các phương thức trong khi phục vụ mục đích chung là nhấn mạnh sự thay đổi và mở rộng phạm vi động.

Key figures

• Edgar Adrian
• Yngve Zotterman
• King-Wai Yau
• Robert Fettiplace

Seminal works

• adrian-zotterman-1926
• yau-hardie-2009
• fettiplace-2017

Frequently asked questions

Sự khác biệt giữa các thụ thể thích nghi nhanh và chậm là gì?

Các thụ thể thích nghi nhanh (pha) phản ứng chủ yếu ở thời điểm bắt đầu và kết thúc của một kích thích và báo hiệu sự thay đổi, trong khi các thụ thể thích nghi chậm (tonic) duy trì việc phóng điện trong suốt một kích thích duy trì và báo hiệu sự hiện diện và cường độ liên tục của nó.

Tại sao chúng ta ngừng nhận thấy một mùi hoặc chạm liên tục?

Do sự thích nghi cảm giác: phản ứng của thụ thể và sợi thần kinh hướng tâm đối với một kích thích ổn định, không đổi giảm theo thời gian, do đó các hệ thống cảm giác nhấn mạnh sự thay đổi hơn là các mức nền không đổi.