Samenvatting voor biologie - Waarnemingen van het organisme

Hoe verwerken we waarnemingen?

Voor alle levende organismen op aarde is het ontzettend belangrijk dat ze kunnen waarnemen. Bij het woord waarnemen denken mensen al snel aan zien, maar waarnemen doen we met al onze 5 zintuigen: We proeven met onze mond, zien met onze ogen, horen met onze oren, voelen met onze huid en ruiken met onze neus. In principe is elk van deze waarnemingen een signaal, en een signaal moet altijd eerst in je brein verwerkt worden voordat wij deze kunnen waarnemen, behalve bij reflexen. Een signaal wordt ook wel een stimulus of een prikkeling genoemd.

Waarnemingen verwerken in de hersenen

Het brein bestaat uit de grote hersenen, die ook het cerebrum wordt genoemd en waar ongeveer alle bewuste handelingen en observaties verwerkt worden, en de kleine hersenen, die ook het cerebellum wordt genoemd. Hier wordt vooral de coördinatie en balans bij beweging gewaarborgd. Tussen twee delen loopt er een stokvormig onderdeel, wat de hersenstam wordt genoemd. Hier kunnen alle signalen vanuit het brein naar je ruggenmerg verzonden worden. Het ruggenmerg bevindt zich in de hersenkolom. Als de hersenstam ernstig beschadigd, is het niet meer mogelijk om bijvoorbeeld te ademen of andere reflexmatige bewegingen uit te voeren. In principe zorgt de hersenstam er dus voor dat de niet bewuste acties uitgevoerd kunnen worden.

Indeling zenuwstelsel

Zoals net genoemd moeten de signalen de hersenen via de hersenstam naar het ruggenmerg, en dan door naar de rest van het lichaam. Dit gaat allemaal via zenuwen, die tezamen het zenuwstelsel worden genoemd. Dit zenuwstelsel kunnen we op verschillende manieren indelen. De hersenen en ruggenmerg samen wordt het centrale zenuwstelsel genoemd. De organen waar de zenuwen vanaf het ruggenmerg naartoe lopen, zoals je huid, ogen, oren, tong, vingers en neus wordt het perifere zenuwstelsel genoemd. Dit zenuwstelsel bestaat uit een sensorisch deel, het deel dat verantwoordelijk is voor de waarneming, en een motorisch deel: het deel dat verantwoordelijk is voor de aansturing van je spieren. Deze systematische verdeling van het zenuwstelsel is een indeling naar plaats. Als je er zelf niet uitkomt is er gelukkig een binas tabel die dit voor je doet: Binas tabel 88B.

Indeling naar functie

We kunnen ook een indeling naar functie maken. Dan delen we het zenuwstelsel ook weer in twee delen op: het animale zenuwstelsel, waarbij het gaat om bewuste aansturing van ons lichaam zoals het oppakken van een glas of een sprint trekken, en het autonome zenuwstelsel. De naam verklapt het al; dit gaat om aansturing van ons lichaam die onbewust verloopt, zoals het samentrekken van het hart of het samentrekken van de darmen om voedsel te laten passeren.

Orthosympatisch en parasympatisch deel

Het autonome zenuwstelsel kan op zijn plaats ook weer verdeeld worden in twee onderdelen: het ortho-sympathische deel, ook wel het sympathische deel genoemd. Dit deel is vooral actief wanneer er actie moet worden ondernomen. Het tweede onderdeel wordt het parasympatische deel genoemd. Dit onderdeel wordt voornamelijk actief bij het omgekeerde, wanneer we ons in een rust toestand bevinden. Probeer je maar eens voor te stellen dat je heel hard moet wegrennen voor een beer. Als je dan opeens naar de wc zou moeten, zou dat super onhandig zijn. Je zenuwstelsel zorgt ervoor dat het verteringsdeel, onderdeel van het parasympatisch systeem, eventjes “uit” komt te staan, zodat dit niet gebeurt. Een handig ezelsbruggetje is fight or flight, rest and digest. In rust gaan juist de verteringsonderdelen aan. Gelukkig is er een binas tabel die je op weg helpt: Binas tabel 88L

De cortex

Nu zoomen we weer uit naar het oppervlak van het brein. Deze bestaat uit verschillende delen die ieder een andere taak hebben. Het oppervlak van het brein wordt schors genoemd, maar ook wel cortex. Er zijn vijf zeer belangrijke cortices. De motorcortex is het centrum waar wordt gepland en aangestuurd. De somatosensorische cortex is verantwoordelijk voor het voelen van objecten, het plaatsen van je eigen lichaam in de ruimte en het waarnemen van pijn en temperatuur. De visuele cortex is verantwoordelijk voor het waarnemen van visuele stimuli. De olfactorische cortex is voor het waarnemen van smaak en geur en de auditieve cortex voor het waarnemen van geluid. Al deze cortices zijn middels zenuwen, ook wel neuronen genoemd, verbonden aan je reuk, tast, gehoor en smaakorganen.

Neuronen

Voor het waarnemen van de stimuli die naar je cortices gaan worden er sensorische neuronen gebruikt. Deze neuronen zitten in deze organen en lopen helemaal tot je centrale zenuwstelsel, naar de cortex die verantwoordelijk is voor dit soort signalen. Als er dan nog een actie nodig is, kan er vanuit het centrale zenuwstelsel een koppeling gemaakt worden. Deze koppeling wordt gedaan met een schakelneuron. Schakelneuronen doen in principe niets anders dan de sensorische informatie om te zetten naar motorische informatie, ofwel bewegingsinformatie.

Motorische neuronen

Het sensorische neuron wordt dus met een schakelneuron gekoppeld aan een motorische neuron. Deze neuron gaat weer het centraal zenuwstelsel uit, naar het perifere deel en stuurt de spier aan die moet bewegen. Laten we als voorbeeld kijken naar het vangen van een bal. De bal wordt van 50 meter afstand naar je toe geschoten. Je bekijkt de bal, deze visuele informatie wordt door de sensorische neuronen in je ogen via het ruggenmerg naar de visuele cortex gestuurd daar verwerkt. Je somatosensorische cortex gebruikt deze informatie om je lichaam op de juiste plaats te behouden. Vervolgens gaat de motorcortex met deze informatie aan de slag, maakt een plan hoe je de bal gaat vangen en stuurt met een motorneuron de armen aan om te bewegen en de handen te knijpen wanneer je de bal hebt.

Reflexen

Er is wel een uitzondering op de regel. Als je een reflex hebt, gaat deze alleen je ruggenmerg in en niet naar je brein. Stel je voor dat je je hand op een hete plaat legt. De pijnsignalen worden met een sensorische neuron naar je ruggenmerg gestuurd. In dat ruggenmerg zit schakelneuron en het begin van een motorische neuron. De sensorische informatie wordt direct gekoppeld aan je motorische neuron en gaat gelijk naar je hand, zodat je deze optrekt. Een seconde later, dus na de beweging, realiseer je je pas dat je hand pijn doet. Dit is het signaal dat alsnog naar je brein is gegaan, terwijl in je ruggenmerg alvast is geregeld dat je je hand optrekt. Het is ontzettend belangrijk dat je reflexen goed functioneren.

Prikkels waarnemen

Nu gaan we even een diepere blik werpen op de werking van elk soort orgaan voor waarnemen. Om nog even iets algemeens te noemen, is voor elk soort waarneming een adequate prikkel nodig. Dit houdt in dat als de prikkel te klein is, je het niet zal kunnen waarnemen. Een microscopisch insect dat op je hand loopt, levert bijvoorbeeld een te lage druk op om waar te nemen. Anders gezegd: het levert geen adequate prikkel en dus geen impuls op waarop jij zal reageren. Bij alle zintuigen zijn adequate prikkels vereist. Om die te bereiken, moet de intensiteit van de prikkel de drempelwaarde passeren. De drempelwaarde is de minimale vereiste intensiteit van een prikkel om adequaat te zijn en dus te worden waargenomen.

Waarnemen met het oog

We beginnen met het oog. Om dit begrijpelijk te maken volgen we de richting van het licht. Het licht zal door de pupil op het netvlies vallen. Op het netvlies bevinden zich allemaal licht en kleurgevoelige receptoren, genaamd staafjes en kegeltjes. Voor de duidelijkheid; receptoren kunnen specifieke signalen doorgeven, en we hebben het nu over lichtreceptoren. De staafjes zijn verantwoordelijk voor het waarnemen van licht en donker, en de kegeltjes zijn verantwoordelijk voor het waarnemen van kleuren en contrasten.

In het oog bevinden zich nog een gele vlek en een blinde vlek. De gele vlek is een plek waar veel kegeltjes zitten. Het zit direct achter het pupil en is het scherpste deel van je visie. De blinde vlek is de plek waar de oogzenuw het netvlies verlaat. Hier zitten geen receptoren, dus vang je het licht daar ook niet op en neem je in feite niet waar. Vervolgens komt het via het optisch chiasma, een soort van kruispunt in je hoofd waar de visuele stimulus van het linker oog gekruist wordt naar rechts en andersom, terecht in je visuele schors. Nu heb je een beeld.

Waarnemen met de neus

Nu gaan we kijken naar de reuk. In je neus zitten allemaal chemische receptoren, die dus chemische stoffen kunnen waarnemen. Dit is enorm handig, omdat je kunt ruiken of er een gevaarlijke of juist lekkere stof aanwezig is. Deze receptoren zijn via een grote zenuw, de olfactorische zenuw, gebonden aan het reukcentrum van je brein, ook wel de olfactorische cortex genoemd. Nu heb je een geur.

Waarnemen met het gehoor

Geluid is een golf of een trilling. Deze trilling loopt via het buitenoor, wat je oorschelp is, via het oorkanaal naar je middenoor. Hier bevindt zich het trommelvlies. Deze gaat trillen onder invloed van het geluid en stuurt het geluidssignaal door het middenoor via botjes. Deze botjes versterken het geluidssignaal en het geluidssignaal wordt in het binnenoor opgevangen door de cochlea. Dit is een slak-achtig gevormd orgaan waar een vloeistof in zit en trilhaartjes in zitten.

Deze trilhaartjes bevatten mechano receptoren: receptoren die reageren op druk en trilling. Ze gaan onder invloed van de trilling een chemisch elektrisch signaal vormen, dat wordt meegegeven aan een zenuw in het oor. Dit elektrisch signaal wordt verstuurd naar de auditieve schors in het brein. Nu hoor je een geluid.

Tot zover de samenvatting over waarnemingen van het organisme. Vergeet niet om ook de andere uitlegvideo’s voor biologie te kijken, zodat je straks goed voorbereid bent op het eindexamen!

1. De cel