Vücudumuzun hareketini, dokunmayı, sıcaklığı ve acıyı nasıl hissederiz? Vücudumuzdaki en büyük organımız, derimiz ve iskelet sisteminin duyuların algılanmasındaki rolü nedir? Somatosensöriyel sistem tüm bu uyarıları kapsayan duyu sistemimizdir. Bu sistem mekanik, termal ve kimyasal birçok uyarıyı algılayabilen ve böylelikle en çeşitli uyartılara cevap oluşturan duyu sistemimizdir.

Vücudun bölümlerinin hareketi (propriyosepsiyon), sıcaklık (termosensasyon), dokunma (kutanöz mekanosensasyon), acı (nosisepsiyon), kaşınma (prurisepsiyon) ve iç organların algılanması (interosepsiyon) ile ilişkili sinyaller somatosensoriyel sistemde işlenir.

Nörobiyolojideki en temel keşifler, somatosensoriyel sistemi üzerindeki çalışmalarla yapılmıştır. Uyarıya dair sinyalin ani artış miktarı, omurgaya bağlı refleksleri yöneten sinirsel devreler ve neokorteksin topografik (yüzey yapısıyla ilgili) düzeni üzerinde yapılan deneyler bu çalışmalara örnektir.

Dokunma Duyu Nöronlarımız Olan Gangliyonları Oluşturur

Omurgalıların duyusal nöronlarının hücre gövdeleri ya omuriliğimize paralel uzanan dorsal kök gangliyonda (Dorsal root ganglia- DRG) ya da yüzümüzü hissetmemizi sağlayan ve beyin sapının bitişiğinde bulunan trigeminal gangliada bulunur. Gangliyon, sinir hücresi kümelerinden oluşan düğümlere verilen isimdir. Dolayısıyla bu iki bölgede birden çok duyusal nöron bir arada kümelenir. Farelerdeki DRG bölgelerinde 10.000 duyusal nöron bir aradadır, bu sayı insanlar daha büyük vücuda sahip oldukları için insan vücudunda daha fazladır.

Her bir duyu nöronunda tek bir işlem yürütülür ancak bu nöronların yapısında çatallaşmalar görülür. Çatalın bir ucu, yani nöronun bir kısmı deri ve iskelet sistemine uzanıp oralardan bilgi toplar. Diğer ucu ise omuriliğe ya da beyin sapına uzanan merkezi bir aksondan oluşur. Böylelikle vücudun yüzeyindeki ya da kaslardaki bir uyarı tek bir nöron üzerinden omuriliğe ya da beyin sapına ulaşabilir.

Herhangi bir mekanik, termal ya da kimyasal etki reseptörlerden algılanıp sinyalleşmeye sebep olur daha sonra bu etkileşimler yakındaki bir nöron hücresinin aksiyon potansiyeline ulaşmasına sebep olur. Aksiyon potansiyeli çevresel nöron boyunca iletilir ve sonunda merkezi sinir hücrelerine ulaşır. Aksiyon potansiyellerinin uzay-zamansal bilgileri beyine ulaşır ve ne tür bir uyartının algılandığı, yoğunluğu ve nereye ait olduğu konusunda ipuçları taşır. Uyartıların yoğunluğu anlık sinyal artışlarına yani uyartının sıklığına göre belirlenir ve bu sinyal bilgilerine dayanarak somatotopik yani vücut bölgeleri ile beyin ilişkisine dair haritalar oluşturulur.

Farklı Uyartılar Farklı Çeşit Duyu Nöronlarıyla Algılanır

Somatosensori sistemin kapsadığı dokunma, sıcaklık, acı ve kaşınma gibi duyular her biri için ayrı nöronların ya da birden çok nöronun koordine bir şekilde çalışmasıyla algılanır. Duyu nöronları genellikle elektrofizyolojik özelliklerine göre, örneğin aksiyon potansiyelini iletme hızı, akson fiberlerinin genişliği ve miyelinleşme seviyesine göre sınıflandırılır.

Vücudumuzun Uzuvlarını Nasıl Hissederiz ve Yönetiriz?

Somatosensori sistemdeki nöronların çoğu mekanik etkiyi algılayan nöronlardır. Propriyosepsiyon yani vücut bölümlerinin hissedilmesiyle ilişkili olan sinir hücrelerinin uçları kas lifleri, tendonlar ve eklemlerde bulunur. Böylelikle bu kaslardaki ya da yapılardaki esneme ve gerilmeler algılanabilir. Propriyosepsiyon nöronları sayesinde hareketlerimizin ve bu hareketlerin vücut bölümlerimize göre hangi konumda olduğuna dair bilgiler verir. Örneğin gözümüzü kapatıp işaret parmağımızla burnumuza dokunduğumuzda bunu propriyosepsiyon nöronları sayesinde algılarız. Propriyosepsiyon nöronları en geniş çapa ve en çok miyelinlenmiş aksonlara sahiptir. Böylelikle en yüksek iletim hızına sahip sinir hücreleridirler. Bir sinir hücresinin miyelinlenmiş aksona sahip olması, hareket ederken en kısa sure içerisinde kas kasılma ve gevşemesiyle ilişkili en hızlı sinyallerin iletilmesi için oldukça önemli bir yapısal özelliktir.

Dokunma sinir hücreleri deride kıl köklerini, epitel hücreleri ve kan hücrelerini uyarır. Farklı nöron hücreleri titreşim, çizilme, basınç, esnemenin yanında, kılların ya da saçların yön değiştirmesi ve hareket ettirilmesi gibi farklı seviyedeki dokunmaları algılar. Zararlı mekanik etkilerin hissedilmesini sağlayan reseptörlere kıyasla, dokunma sinir hücreleri düşük kuvvetteki mekanik uyartılara karşı daha hassastır. Bu yüzden dokunma sinir hücrelerinde bulunan reseptörlere düşük eşikli mekanoreseptörler (LTMRs-Low-Threshold Mechanoreseptors) denir.