Maklumat

Kekeliruan deria sistemik?

Kekeliruan deria sistemik?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kadang-kadang apabila seseorang tersentuh pada satu bahagian badan mereka merasakannya di tempat lain dan mungkin menganggapnya berasal dari bahagian tubuh yang lain. Apa yang menyebabkannya? Contoh lain serupa dengan mengapa anda boleh menipu diri sendiri dengan menganggap lengan anda lebih berat daripada yang sebenarnya. satu lagi ialah anda boleh menutup mata anda dan bergerak dalam bulatan ke atas dan ke bawah lengan anda perlahan-lahan dan kemudian apabila anda meneka di mana anda menyentuh tangan anda adalah lebih tinggi atau lebih rendah daripada yang dijangkakan. Apa yang menyebabkan perkara-perkara ini?


Situasi yang anda gambarkan melibatkan apa yang disebut proprioception atau maklum balas ke otak di mana lengan dan anggota badan anda berada di ruang angkasa. Seperti yang disebutkan oleh APengioun, ini adalah usaha yang rumit dan jika maklumat dibatasi, misalnya mata ditutup maka rasa di mana anggota badan anda akan kacau. Bagi tajuk anda, ini bukanlah kekeliruan neuron kerana kebingungan sistem deria jika anda boleh menyebutnya begitu. Ini termasuk neuron deria dari anggota badan anda serta neuron pusat dalam otak yang memproses maklumat anda dengan lebih lanjut.


Apabila otak kita bekerja di mana bahagian badan kita berhubung dengan bahagian lain badan kita, atau berkaitan dengan apa-apa sahaja dalam perkara itu, kita menggabungkan:

  • maklumat visual
  • maklumat mengenai berapa banyak otot kita menguncup
  • berapa banyak sendi kita dikontrak
  • daya yang berbeza dikenakan pada lengan/kaki kita atau bahagian badan yang lain
  • di mana ia ingat kita dulu
  • berapa banyak daya yang kita gunakan untuk bergerak di mana kita mahu bergerak
  • di mana kita harapkan
  • dan banyak perkara lain

Itulah beberapa perkara yang badan kita bergantung pada! Yang paling ditala adalah penglihatan kita. Mari kita hadapi, apa sahaja yang kita lakukan secara aktif dengan tangan memerlukan kemahiran dan pengetahuan yang paling banyak di mana tangan kita dll. Ia juga sistem yang paling kami harapkan. Tetapi sistem lain sangat berguna untuk memastikan kita tidak jatuh, memahami sesuatu dan memastikan kita secara refleks mengikat otot yang berlawanan untuk mengelakkan jatuh, menghentikan kita menjatuhkan barang dan banyak lagi. Tidak menjadi masalah jika mereka tidak tepat, mereka hanya perlu cepat dan dalam melakukannya mereka tidak begitu tepat.

Apabila kita tidak menggunakan penglihatan, kita bergantung pada perkara-perkara lain. Mereka dibuat untuk menyesuaikan diri dengan cepat (mis. Memegang beg belanja untuk sementara waktu dan ketika anda melepaskan lengan anda terasa ringan atau ketika anda keluar dari kolam renang badan anda terasa berat) dan penting bahawa mereka melakukan ini untuk membiarkannya berfungsi seperti yang disenaraikan dalam perenggan terakhir.


Kekeliruan deria sistemik? - Biologi

Anda Mempunyai Lapan Sistem Sensori

(Harap maklum: gambar di bawah adalah dari Wikipedia)

HURAIAN TENTANG LAPAN SISTEM DERIA

Lima sistem deria asas:

Tiga sistem deria yang difokuskan oleh Ayres dalam menggambarkan disfungsi integrasi deria:

Kumpulan sensasi yang paling baru dibincangkan berkaitan dengan organ dalaman

A. Lima sistem deria asas:

Sistem visual bertanggungjawab untuk melihat.

Kawasan visual utama otak adalah lobus oksipital (lihat gambar). Unjuran diterima daripada retina (melalui talamus) di mana pelbagai jenis maklumat dikodkan. Jenis maklumat visual meliputi: warna, bentuk, orientasi, dan gerakan. Dari aliran ventral dalam projek maklumat lobus oksipital ke lobus temporal untuk memproses objek apa. Dari aliran dorsal, maklumat pergi ke lobus parietal untuk memproses di mana objek berada.

Sistem pendengaran bertanggungjawab untuk mendengar.

Korteks pendengaran utama terletak di gyrus temporal otak yang unggul (lihat gambar). Frekuensi bunyi tertentu boleh dipetakan dengan tepat pada korteks pendengaran primer. Kawasan tertentu dalam proses korteks pendengaran berubah dalam frekuensi atau amplitud suara, sementara kawasan lain memproses kombinasi frekuensi suara. Kawasan utama yang terlibat dalam memahami bahasa, (disebut kawasan Wernike) terletak di hemisfera kiri pada kebanyakan orang.

Sistem penciuman bertanggungjawab untuk memproses bau.

Mentol olfaktori terletak di bahagian paling hadapan otak di bahagian bawah otak (lihat rajah). Mentol penciuman menyebarkan maklumat bau dari hidung ke otak, dan oleh itu diperlukan untuk deria penciuman yang tepat. Tidak seperti sistem deria yang lain, mentol olfaktori hanya mempunyai satu sumber input deria (neuron epitelium olfaktori) dan satu output. Oleh itu ia dianggap lebih daripada a penapis daripada litar bersekutu yang mempunyai banyak input dan banyak output.

Mentol penciuman memang menerima maklumat "top-down" dari kawasan seperti amygdala, neokorteks, hippocampus, dan lain lain. Ia mempunyai empat fungsi:

  • membezakan antara bau
  • meningkatkan pengesanan bau
  • menapis banyak bau latar belakang
  • membenarkan kawasan otak yang lebih tinggi yang berkaitan dengan gairah dan perhatian untuk mengubah pengesanan dan / atau diskriminasi bau

Mendongak dari pangkal otak

Sistem Gustatory bertanggungjawab terhadap rasa.

Ia membolehkan kita membezakan antara makanan yang selamat dan berbahaya. Biasanya, individu lebih suka rasa manis dan masin daripada rasa masam atau pahit. Mengesan garam adalah penting untuk mengekalkan persekitaran dalaman badan yang terkawal dan stabil. Rasa ini dirasakan positif kerana memudahkan pengambilan semula air ke dalam darah. Oleh kerana ia membantu kelangsungan hidup, garam dianggap sebagai rasa yang menyenangkan oleh kebanyakan manusia.

Rasa masam boleh menjadi baik dalam kuantiti yang sedikit, tetapi apabila ia menjadi terlalu masam ia menjadi tidak enak untuk dirasai. Ini berlaku melalui evolusi untuk melindungi kita dari memakan buah yang terlalu matang, daging busuk, dan makanan manja lain (berbahaya kerana bakteria yang tumbuh di persekitaran ini).

Rasa pahit hampir sama sekali tidak menyenangkan bagi manusia. Ini kerana banyak bahaya ejen farmakologi berasa pahit, termasuk kafein, nikotin, dan strychnine. Beberapa rasa pahit boleh diatasi (perhatikan betapa popularnya Starbucks di seluruh dunia! Perhatikan juga berapa banyak ubat apabila dikunyah, mempunyai rasa pahit, nampaknya ditafsirkan oleh badan kita sebagai racun.)

Rasa manis menandakan bahawa karbohidrat hadir. Karbohidrat mempunyai kiraan kalori yang tinggi dan wajar (manusia pada zaman dahulu tidak tahu bila makanan seterusnya akan berlaku, jadi mereka berevolusi menjadi ingin/perlu makan rasa manis.)

Korteks gustatory utama terletak berhampiran kawasan somatotopik untuk lidah, dalam korteks insular jauh di fisur lateral dengan kawasan rasa sekunder di operasi (lihat rajah). Ini bermaksud lokasi dilipat jauh di dalam korteks di dalam sulcus lateral antara lobus temporal dan frontal.

Sistem taktil bertanggungjawab untuk memproses maklumat sentuhan dari badan.

Tubuh menghantar maklumat taktil ke korteks somatosensori melalui laluan saraf ke saraf tunjang, batang otak, dan thalamus. Korteks somatosensori primer adalah kawasan reseptif utama untuk sensasi sentuhan dan terletak di sisi gyrus pasca sentral, struktur yang menonjol dalam lobus parietal otak manusia.

Oleh kerana banyak sambungan ke kawasan otak yang lain, korteks somatosensori adalah bahagian sistem saraf yang mengintegrasikan sentuhan, tekanan, suhu dan kesakitan.

Sistem sentuhan sangat penting dalam SPD. Ramai individu dengan gangguan ini mempunyai gejala taktil seperti pertahanan taktil atau kurang responsif terhadap sentuhan dan kesakitan. Sistem sentuhan adalah salah satu daripada tiga sistem asas yang digunakan dalam rawatan integrasi deria.

B. Tiga sistem deria yang difokuskan oleh Ayres dalam menerangkan rawatan disfungsi integrasi deria:

5. Sistem taktil (lihat keterangan di atas)

Sistem vestibular menyumbang kepada keseimbangan dan orientasi dalam ruang. Ia adalah sistem terkemuka yang memberitahu kita tentang pergerakan dan kedudukan kepala berbanding graviti.

Pergerakan kami termasuk dua putaran kedudukan dan arah linear. Oleh itu, sistem vestibular mempunyai dua komponen yang berkaitan: sistem saluran separuh bulatan, (berkaitan dengan mengesan putaran) dan otoliths, (berkaitan dengan mengesan pecutan / perlambatan linier).

Sistem vestibular menghantar isyarat terutamanya ke bahagian saraf otak yang mengawal pergerakan mata kita, dan yang membuat kita tegak.

Sistem vestibular mengandungi tiga saluran separuh bulatan, yang bersudut tepat antara satu sama lain:

yang melintang terusan, yang mengesan putaran di sekitar paksi menegak (seperti ketika anda berputar di luncur ais),

yang terusan separa bulat anterior, mengesan pergerakan di satah maju / mundur seperti pergerakan mengangguk,

yang posterior terusan, mengesan pergerakan dalam satah hadapan seperti ketika beroda kereta.

Terusan di setiap sisi mempunyai bahagian yang hampir selari di sisi lain. Setiap pasang kanal berfungsi dengan cara push-pull: apabila satu rangsangan, pasangannya dihambat. Bersama-sama rakan kongsi membolehkan kami merasakan putaran ke semua arah.

Penekanan pada fungsi sistem vestibular berasal dari pengaruh Ayres apabila dia mengenal pasti gangguan pemprosesan deria sebagai keadaan baru. Sistem deria ini mempunyai pengaruh luas di banyak bahagian otak yang memproyeksikan:

  • Cerebellum (untuk mempengaruhi pergerakan kepala, mata, dan postur).
  • Saraf kranial III, IV, dan VI (untuk membenarkan mata terpaku pada objek yang bergerak sambil kekal dalam fokus).
  • Pembentukan retikular (untuk memberi isyarat bagaimana mengatur peredaran dan pernafasan ketika tubuh mengambil kedudukan baru).
  • Saraf Tunjang (untuk membolehkan reaksi refleks cepat berkaitan dengan pengimbangan).
  • Thalamus (untuk mengawal tindak balas motor kepala dan badan).

Maklumat di atas hanyalah pengenalan ringkas kepada peranan sistem vestibular kerana ia berkaitan dengan SPD. Rajah di bawah menggambarkan sistem vestibular kompleks. Angka ini berada di domain awam dari Anatomi Kelabu (buku).

Proprioception (rasa otot dan / atau pergerakan sendi) Sistem

Sistem proprioceptive (kadang-kadang disingkat sebagai "prop" oleh ahli terapi ketika mereka membicarakannya) merasakan kedudukan, lokasi, orientasi, dan pergerakan otot dan sendi badan. Proprioception memberi kita rasa kedudukan relatif bahagian tubuh yang berdekatan dan usaha yang digunakan untuk menggerakkan bahagian badan.

Proprioception diaktifkan dengan memasukkan ke proprioceptor di pinggiran badan. Indera proprioceptif menggabungkan maklumat deria dari neuron di bahagian dalam telinga (mengesan gerakan dan orientasi) dan reseptor regangan di dalam otot dan ligamen sokongan bersama untuk pendirian.

Terdapat dua jenis hak milik:

  • Proprioception sedar, yang bergerak ke atas jalur lemniscus medial posterior-medial kepada serebrum dan
  • proprioception tidak sedarkan diri yang bergerak ke atas saluran spinoserebellar dorsal,[20] kepada cerebellum.

Proprioception dirasakan oleh Ayres sebagai asas (dengan gangguan vestibular) SPD. Ia adalah salah satu daripada tiga sistem deria yang digunakan oleh ahli terapi terlatih SI sebagai asas kepada aspek deria rawatan lanjutan.

Kerosakan sementara proprioceptif dilaporkan pada masa pertumbuhan cepat, kebanyakannya semasa remaja. Peningkatan atau penurunan berat badan / ukuran lain yang disebabkan oleh turun naik lemak (misalnya, sedot lemak) dan / atau kandungan otot (misalnya, pembinaan badan) juga mempengaruhi proprioception.

Proprioception kadang-kadang terganggu pada individu yang sedang berkembang, misalnya, jika anda lelah. Secara amnya kita tidak perasan rasa proprioseptif kerana kita mengabaikannya kebiasaan, penyahpekaan, atau adaptasi rangsangan deria yang berterusan. Pada dasarnya, pelaziman membuat kesan deria proprioseptif hilang. Satu kelebihan praktikal ini ialah sensasi tanpa disedari berterusan di latar belakang sementara perhatian individu boleh beralih kepada kebimbangan lain.

Kemerosotan sementara proprioception juga telah diketahui berlaku daripada dos berlebihan vitamin B6 dan atau oleh sitotoksik faktor seperti kemoterapi.

Sistem deria yang kelapan, sering diabaikan, tetapi sering bermasalah dalam SPD ialah Sistem Interoceptive. Interoception merujuk kepada sensasi yang berkaitan dengan keadaan fisiologi / fizikal badan. Interoceptor adalah sensor dalaman yang memberikan rasa apa yang dirasakan oleh organ dalaman kita. Kelaparan dan dahaga adalah contoh interoception.

Interoception mengesan tindak balas yang membimbing peraturan, termasuk kelaparan, kadar jantung, pernafasan dan penyingkiran. Rangsangan Interoceptive dikesan melalui ujung saraf yang melapisi membran mukus pernafasan dan pencernaan. Interoception berfungsi deria vestibular dan proprioceptive untuk menentukan bagaimana seseorang melihat tubuh mereka sendiri. Interoception yang dimodulasi dengan baik membantu individu mengesan sensasi proprioceptive dan vestibular secara normal. Contohnya, jika seseorang merasa jantungnya berdegup kencang, walaupun tidak selesa, trauma akibat rangsangan tidak mungkin dan rangsangan juga tidak akan diminati. Hal yang sama berlaku untuk rasa lapar dan dahaga, serta perasaan perlu membuang air kecil atau buang air besar.

Interoception dikaitkan dengan kawalan motor autonomi, dan berbeza daripada penerimaan mekano (dalam kulit) dan proprioception (dalam otot dan sendi). Interoception terletak di insula posterior dorsal dan menimbulkan perasaan yang berbeza dari tubuh termasuk rasa sakit, suhu, gatal, sensasi otot dan viseral, aktiviti vasomotor, kelaparan, dahaga, dan keperluan udara. Pada manusia, aktiviti interoceptive utama berlaku di insula anterior kanan, yang menyediakan asas untuk perasaan subjektif kesedaran emosi seseorang.

Beberapa penyelidik percaya bahawa persepsi kita terhadap kesejahteraan, tenaga dan tekanan didasarkan pada sensasi yang mewakili keadaan fisiologi badan kita. Mereka mencadangkan bahawa interoception adalah asas perasaan subjektif, emosi dan kesedaran diri. Terdapat bukti bahawa sistem insula-cingulate anterior dapat mengintegrasikan maklumat Interoceptive dengan ketekunan emosi untuk membentuk perwakilan subjektif tubuh sementara korteks mid-cingulate, lebih cenderung terlibat dalam pemantauan persekitaran, pemilihan respons, dan orientasi tubuh (lihat Taylor KS , Seminowicz DA, Davis KD (2009). Dua sistem hubungan keadaan rehat antara korteks insula dan cingulate. Pemetaan otak manusia, 30(9), 2731-2745).

Lihat di bawah untuk gambarajah umum lokasi neuroanatomik yang dinyatakan dalam penerangan di atas. Otak yang digambarkan di bawah ditunjukkan dari pandangan sisi dengan hidung menghala ke kiri.


Penyambut Tetamu

Langkah pertama dalam sensasi adalah sambutan, yang merupakan pengaktifan reseptor deria oleh rangsangan seperti rangsangan mekanikal (sebagai bengkok atau jongkok, misalnya), bahan kimia, atau suhu. Reseptor kemudian dapat bertindak balas terhadap rangsangan. Kawasan di angkasa di mana reseptor deria tertentu boleh bertindak balas kepada rangsangan, sama ada jauh atau bersentuhan dengan badan, adalah reseptor itu. bidang penerimaan. Fikirkan sejenak tentang perbezaan bidang penerimaan untuk pancaindera yang berbeza. Untuk deria sentuhan, rangsangan mesti bersentuhan dengan badan. Untuk pengertian pendengaran, rangsangan dapat dilakukan dengan jarak yang cukup jauh (beberapa suara ikan paus baleen dapat menyebarkan sejauh beberapa kilometer). Untuk penglihatan, rangsangan sangat jauh misalnya, sistem visual melihat cahaya dari bintang pada jarak yang sangat jauh.


Kekeliruan deria sistemik? - Biologi

Sistem Saraf Sensori

Sistem Saraf Sensori: Rasa Dalaman
Sensor Dalaman merangkumi Proprioception dan input yang bertanggungjawab untuk mengatur homeostasis. Homeostasis ialah keadaan atau kecenderungan ke arah keseimbangan.

Proprioceptors: Proprioception: Sensor yang memantau di mana badan berada di ruang angkasa. Sistem saraf deria merangkumi sistem pemantauan dalaman yang membolehkan kita menyelaraskan pergerakan.

  • Penerima mekanik: Proprioception dilakukan oleh Mechanoreceptors: Pada sendi, Pacinian Corpuscles mengesan ubah bentuk sendi Pada otot, Otot Spindle mengesan peregangan serat otot Pada otot di mana tendon bersambung, Golgi Organs mengesan regangan tendon.
  • Sistem vestibular: Satu aspek untuk mengetahui di mana anda berada di angkasa ialah mengetahui orientasi anda Satu komponen telinga anda, sistem vestibular memberitahu otak anda tentang cara badan anda berorientasikan di angkasa.

The Sistem Saraf Deria: Rasa Luaran
Penglihatan: Retina adalah bahagian saraf mata Foton (cahaya) mengaktifkan reseptor pada retina dan isyarat dihantar ke CNS melalui saraf optik.

  • Bau: Sebatian aromatik dihantar ke epitel penciuman semasa anda bernafas. Epitel penciuman mengandungi ujung saraf yang memberi isyarat kepada mentol penciuman dan pusat lain di otak.
  • Sentuh: Kulit: Tiga jenis saraf yang terpisah mengesan sensasi pada kulit 1. Mechanoreceptors: Mengesan tekanan dan ketegangan pada kulit 2. Thermoreceptors: Mengesan suhu rangsangan 3. Nociceptors: Mengesan rangsangan yang menyakitkan.
  • Pendengaran: Mengesan bunyi dan tekanan udara. Organ Corti Bunyi dalam bentuk gelombang tekanan masuk ke dalam telinga, melalui telinga tengah dan menggetarkan membran dalam organ elegan yang dipanggil Organ Corti.
  • rasa: Reseptor pada lidah kita bertindak seiring dengan sistem penciuman untuk membezakan rasa. Terdapat lima reseptor rasa asas: Asin, Asam, Pahit, Manis dan Umami.

Tutorial ini membincangkan organisasi dan integrasi sistem saraf deria. Sistem saraf deria menerima maklumat dari persekitaran seperti sentuhan atau panas, dan menyampaikan maklumat ini kembali ke sistem saraf pusat untuk diproses.

Ciri Tutorial Khusus:

Gambaran terperinci mengenai lima, deria utama dan bagaimana mereka berfungsi dalam sistem saraf deria disajikan.
Hubungan antara sistem saraf deria dan interaksinya dengan sistem saraf pusat digambarkan.

  • Peta konsep yang menunjukkan hubungan antara konsep baru dalam tutorial ini dan konsep yang diperkenalkan sebelumnya.
  • Slaid definisi memperkenalkan istilah yang diperlukan.
  • Perwakilan visual konsep
  • Contoh yang diberikan sepanjang untuk menggambarkan bagaimana konsep itu berlaku.
  • Ringkasan ringkas diberikan pada akhir tutorial.

Sistem Saraf Sensori: Rasa Dalaman

Sistem Saraf Sensori: Rasa Luaran

Lihat semua 24 pelajaran dalam Anatomi dan Fisiologi, termasuk tutorial konsep, latihan masalah dan lembaran menipu: Ajar Diri Anatomi dan Fisiologi secara visual dalam 24 Jam


Biologi Sistem Deria, Edisi Kedua

Biologi Sistem Deria Oleh itu, telah disemak sepenuhnya dan mengambil pendekatan molekul, evolusi dan perbandingan, memberikan gambaran keseluruhan sistem deria pada vertebrata, invertebrata dan prokariota, dengan fokus yang kuat pada deria manusia.

Ditulis oleh pengarang terkenal dengan pengalaman mengajar yang luas, buku ini merangkumi, dalam enam bahagian, ciri-ciri umum sistem deria, mekanosens, chemosenses, deria yang mengesan sinaran elektromagnet, sistem deria lain termasuk kesakitan, thermosensitivity dan sebahagian daripada minoriti. deria dan, akhirnya, menyediakan garis besar dan perbincangan tentang implikasi falsafah.

  • Penekanan yang lebih besar pada biologi molekul dan mekanisme intraselular
  • Bab baharu tentang genomik dan sistem deria
  • Bahagian pada saluran TRP, transmisi sinaptik, evolusi sistem saraf, sensilla mekanosensitive arachnid dan fotoreseptor, elektroreception dalam Monotremata, bahasa dan gen FOXP2, neuron cermin dan biologi molekul kesakitan

Petikan yang dikemas kini tentang penciuman dan gusting manusia.

Lebih empat ratus ilustrasi, kotak yang mengandungi bahan tambahan dan soalan penilaian kendiri dan bibliografi penuh pada akhir setiap bahagian membuat Biologi Sistem Deria bacaan penting untuk pelajar sarjana biologi, zoologi, fisiologi haiwan, neurosains, anatomi dan psikologi fisiologi. Buku ini juga sesuai untuk pelajar pascasiswazah dalam kursus yang lebih khusus seperti sains penglihatan, optometri, neurofisiologi, neuropatologi, biologi perkembangan.

Pujian daripada ulasan edisi pertama:

"Buku teks sarjana / pascasiswazah yang sangat baik." PANDUAN BUKU ASLIB

"Penekanan pada biologi dan evolusi perbandingan adalah salah satu ciri yang membezakan dari buku serba lengkap ini. Ini adalah teks yang bermaklumat dan memprovokasi pemikiran." TAMBAHAN PENDIDIKAN TINGGI MASA


Kandungan

Tekanan kronik dan kekurangan sumber daya tindak yang tersedia atau digunakan oleh individu selalunya boleh membawa kepada perkembangan isu psikologi seperti khayalan, [7] kemurungan dan kebimbangan (lihat di bawah untuk maklumat lanjut). [8] Ini benar terutamanya mengenai tekanan kronik. Ini adalah tekanan yang mungkin tidak sehebat tekanan akut seperti bencana alam atau kemalangan besar, tetapi ia berterusan dalam jangka masa yang lebih lama. Jenis tekanan ini cenderung memberi kesan yang lebih negatif kepada kesihatan kerana ia berterusan dan dengan itu memerlukan tindak balas fisiologi badan berlaku setiap hari. [9]

Ini menghabiskan tenaga badan dengan lebih cepat dan biasanya berlaku dalam jangka masa yang lama, terutamanya apabila mikrostressor ini tidak dapat dielakkan (iaitu tekanan hidup di kawasan kejiranan yang berbahaya). Lihat beban alostatik untuk perbincangan lanjut tentang proses biologi yang mana tekanan kronik boleh menjejaskan badan. Sebagai contoh, kajian mendapati bahawa pengasuh, terutama pesakit demensia, mempunyai tahap kemurungan yang lebih tinggi dan kesihatan fizikal yang sedikit lebih buruk daripada yang bukan pengasuh. [9]

Apabila manusia berada di bawah tekanan kronik, perubahan kekal dalam tindak balas fisiologi, emosi dan tingkah laku mereka mungkin berlaku. [10] Tekanan kronik boleh merangkumi peristiwa seperti menjaga pasangan yang mengalami demensia, atau mungkin disebabkan oleh peristiwa fokus ringkas yang mempunyai kesan jangka panjang, seperti mengalami serangan seksual. Kajian juga menunjukkan bahawa tekanan psikologi boleh secara langsung menyumbang kepada kadar morbiditi dan kematian penyakit jantung koronari yang tinggi dan faktor risiko etiologinya. Secara khusus, tekanan akut dan kronik telah terbukti meningkatkan lipid serum dan dikaitkan dengan kejadian koronari klinikal. [11]

Walau bagaimanapun, adalah mungkin bagi individu untuk menunjukkan sifat tahan lasak—istilah yang merujuk kepada keupayaan untuk mengalami tekanan kronik dan sihat. [12] Walaupun tekanan psikologi sering dikaitkan dengan penyakit atau penyakit, kebanyakan individu yang sihat masih boleh bebas penyakit setelah berhadapan dengan kejadian tekanan kronik. Ini menunjukkan bahawa terdapat perbezaan individu dalam kerentanan terhadap potensi kesan patogenik tekanan perbezaan individu dalam kelemahan timbul disebabkan oleh kedua-dua faktor genetik dan psikologi. Di samping itu, usia di mana tekanan dialami dapat menentukan kesannya terhadap kesihatan. Penyelidikan menunjukkan bahawa tekanan kronik pada usia muda boleh memberi kesan seumur hidup terhadap tindak balas biologi, psikologi, dan tingkah laku terhadap tekanan di kemudian hari. [13]

Istilah "tekanan" tidak mempunyai konotasi kontemporari sebelum tahun 1920-an. Ia adalah bentuk Bahasa Inggeris Tengah depresse, diperolehi melalui bahasa Perancis Lama daripada bahasa Latin stringere, "untuk menarik ketat". [14] Kata ini telah lama digunakan dalam fisika untuk merujuk pada pengedaran dalaman kekuatan yang diberikan pada tubuh material, yang mengakibatkan ketegangan. Pada tahun 1920-an dan 30-an, kalangan biologi dan psikologi kadangkala menggunakan istilah ini untuk merujuk kepada tekanan mental atau kepada agen alam sekitar yang berbahaya yang boleh menyebabkan penyakit.

Walter Cannon menggunakannya pada tahun 1926 untuk merujuk kepada faktor luaran yang mengganggu apa yang dipanggilnya homeostasis. [15] Tetapi ". Stres sebagai penjelasan tentang pengalaman hidup tidak ada pada kisah hidup awam dan ahli sebelum tahun 1930-an". [16] Tekanan fisiologi mewakili pelbagai tindak balas fizikal yang berlaku sebagai kesan langsung tekanan yang menyebabkan gangguan pada homeostasis badan. Apabila keseimbangan psikologi atau fizikal terganggu serta-merta, tubuh bertindak balas dengan merangsang sistem saraf, endokrin dan imun. Reaksi sistem ini menyebabkan beberapa perubahan fizikal yang mempunyai kesan jangka pendek dan jangka panjang pada badan. [ rujukan diperlukan ]

Skala tekanan Holmes dan Rahe telah dibangunkan sebagai kaedah menilai risiko penyakit daripada perubahan kehidupan. [17] Skala menyenaraikan perubahan positif dan negatif yang menimbulkan tekanan. Ini termasuk perkara-perkara seperti percutian besar atau perkahwinan, atau kematian pasangan dan pemecatan dari pekerjaan.

Homeostasis adalah satu konsep utama kepada idea tekanan. [18] Dalam biologi, kebanyakan proses biokimia berusaha untuk mengekalkan keseimbangan (homeostasis), keadaan stabil yang wujud lebih sebagai ideal dan kurang sebagai keadaan yang dapat dicapai. Faktor persekitaran, rangsangan dalaman atau luaran, secara berterusan mengganggu homeostasis keadaan semasa organisma ialah keadaan fluks berterusan yang bergerak di sekitar titik homeostatik iaitu keadaan optimum organisma untuk hidup. [19] Faktor yang menyebabkan keadaan organisma menyimpang terlalu jauh daripada homeostasis boleh dialami sebagai tekanan. Situasi yang mengancam nyawa seperti trauma fizikal yang besar atau kebuluran yang berpanjangan boleh mengganggu homeostasis. Sebaliknya, percubaan organisma untuk memulihkan keadaan kembali ke atau berhampiran homeostasis, selalunya memakan tenaga dan sumber semula jadi, juga boleh ditafsirkan sebagai tekanan. [20]

Kekaburan dalam mendefinisikan fenomena ini pertama kali diakui oleh Hans Selye (1907–1982) pada tahun 1926. Pada tahun 1951 seorang komentator secara longgar merangkum pandangan Selye mengenai tekanan sebagai sesuatu yang ". Selain menjadi dirinya sendiri, juga menjadi penyebab dirinya sendiri, dan hasil sendiri". [21] [22]

Mula-mula menggunakan istilah ini dalam konteks biologi, Selye terus mendefinisikan stres sebagai "tindak balas tidak spesifik tubuh terhadap permintaan yang ditempuhnya". Ahli sains saraf seperti Bruce McEwen dan Jaap Koolhaas percaya bahawa tekanan, berdasarkan kajian empirikal selama bertahun-tahun, "harus dibatasi pada keadaan di mana permintaan persekitaran melebihi kemampuan peraturan semula jadi organisma". [23] Sesungguhnya, pada tahun 1995 Toates telah mentakrifkan tekanan sebagai "keadaan kronik yang timbul hanya apabila mekanisme pertahanan sama ada diregangkan secara kronik atau sebenarnya gagal," [24] manakala menurut Ursin (1988) tekanan terhasil daripada ketidakselarasan antara jangkaan. peristiwa ("nilai yang ditetapkan") dan peristiwa yang dirasakan ("nilai sebenarnya") yang tidak dapat diselesaikan dengan memuaskan, [25] yang juga memberikan tekanan ke dalam konteks teori konsistensi kognitif yang lebih luas. [26]

Tekanan boleh memberi banyak kesan mendalam pada sistem biologi manusia. [27] Biologi terutamanya cuba menerangkan konsep utama tekanan menggunakan paradigma rangsangan-tindak balas, yang sebanding dengan cara bagaimana sistem deria psikobiologi beroperasi. Sistem saraf pusat (otak dan saraf tunjang) memainkan peranan penting dalam mekanisme tekanan tubuh. Sama ada seseorang harus mentafsirkan mekanisme ini sebagai tindak balas badan kepada tekanan atau menjelmakan tindakan tekanan itu sendiri adalah sebahagian daripada kekaburan dalam menentukan apa sebenarnya tekanan.

Sistem saraf pusat berfungsi rapat dengan sistem endokrin badan untuk mengatur mekanisme ini. Sistem saraf simpatetik menjadi aktif terutamanya semasa tindak balas tekanan, mengawal selia banyak fungsi fisiologi badan dengan cara yang sepatutnya menjadikan organisma lebih menyesuaikan diri dengan persekitarannya. Di bawah terdapat latar belakang biologi ringkas neuroanatomi dan neurokimia dan bagaimana ia berkaitan dengan tekanan. [ rujukan diperlukan ]

Tekanan, sama ada tekanan teruk, akut atau tekanan gred rendah kronik boleh menyebabkan keabnormalan dalam tiga sistem pengawalseliaan utama dalam badan: sistem serotonin, sistem katekolamin, dan paksi hipotalamus-pituitari-adrenokortikal. Tingkah laku agresif juga dikaitkan dengan kelainan dalam sistem ini. [28]

Interaksi endokrin otak adalah relevan dalam terjemahan tekanan kepada perubahan fisiologi dan psikologi. Sistem saraf autonomi (ANS), seperti yang dinyatakan di atas, memainkan peranan penting dalam menterjemahkan tekanan kepada tindak balas. ANS bertindak balas secara refleks terhadap kedua-dua tekanan fizikal (misalnya baroreception), dan input tahap yang lebih tinggi dari otak. [29]

ANS terdiri daripada sistem saraf parasimpatis dan sistem saraf simpatik, dua cabang yang kedua-duanya aktif secara tonik dengan aktiviti menentang. ANS secara langsung menginervasi tisu melalui saraf postganglionik, yang dikawal oleh neuron preganglionik yang berasal dari lajur sel intermediolateral. ANS menerima input dari medula, hipotalamus, sistem limbik, korteks prefrontal, otak tengah dan inti monoamin. [30]

Aktiviti sistem saraf simpatetik mendorong apa yang dipanggil tindak balas "lawan atau lari". Pertarungan atau tindak balas penerbangan terhadap kecemasan atau tekanan melibatkan mydriasis, peningkatan kadar denyutan jantung dan penguncupan daya, vasokonstriksi, bronkodilatasi, glikogenolisis, glukoneogenesis, lipolisis, berpeluh, penurunan pergerakan sistem pencernaan, rembesan epinefrin dan kortisol dari medula adrenal, dan kelonggaran dinding pundi kencing. Tindak balas saraf parasimpatetik, "rehat dan dihadam", melibatkan kembali kepada mengekalkan homeostasis, dan melibatkan miosis, bronkokonstriksi, peningkatan aktiviti sistem pencernaan, dan penguncupan dinding pundi kencing. [29] Hubungan yang kompleks antara faktor perlindungan dan kerentanan terhadap pengaruh tekanan rumah kanak-kanak terhadap penyakit psikologi, penyakit kardiovaskular dan penyesuaian telah diperhatikan. [31] Mekanisme berkaitan ANS dianggap menyumbang kepada peningkatan risiko penyakit kardiovaskular selepas peristiwa tekanan yang besar. [32]

Paksi HPA ialah sistem neuroendokrin yang mengantara tindak balas tekanan. Neuron dalam hipotalamus, terutamanya nukleus paraventrikular, membebaskan vasopressin dan hormon pelepas kortikotropin, yang bergerak melalui saluran portal hipofisis di mana ia bergerak ke dan mengikat kepada reseptor hormon pelepas kortikotropin pada kelenjar pituitari anterior. Pelbagai peptida CRH telah dikenal pasti, dan reseptor telah dikenal pasti pada pelbagai kawasan otak, termasuk amygdala. CRH adalah molekul peraturan utama pembebasan ACTH. [33]

Rembesan ACTH ke dalam peredaran sistemik membolehkannya mengikat dan mengaktifkan reseptor Melanocortin, di mana ia merangsang pembebasan hormon steroid. Hormon steroid mengikat reseptor glukokortikoid di otak, memberikan maklum balas negatif dengan mengurangkan pelepasan ACTH. Beberapa bukti menyokong maklum balas jangka panjang kedua yang tidak sensitif terhadap rembesan kortisol. PVN hipotalamus menerima input dari nukleus saluran soliter, dan terminalina lamina. Melalui input ini, ia menerima dan boleh bertindak balas terhadap perubahan dalam darah. [33]

Pemeliharaan PVN dari nukleus batang otak, terutama nukleus noradrenergik merangsang pelepasan CRH. Kawasan lain hipotalamus secara langsung dan tidak langsung menghalang aktiviti paksi HPA. Neuron hipotalamus yang terlibat dalam mengatur keseimbangan tenaga juga mempengaruhi aktiviti paksi HPA melalui pembebasan neurotransmitter seperti neuropeptida Y, yang merangsang aktiviti paksi HPA. Secara amnya, amigdala merangsang, dan korteks prefrontal dan hippocampus melemahkan, aktiviti paksi HPA namun, hubungan yang kompleks memang wujud antara kawasan. [33]

Sistem imun mungkin banyak dipengaruhi oleh tekanan. Sistem saraf simpatik menghidupkan pelbagai struktur imunologi, seperti sumsum tulang dan limpa, memungkinkannya mengatur fungsi imun. Bahan adrenergik yang dikeluarkan oleh sistem saraf simpatetik juga boleh mengikat dan mempengaruhi pelbagai sel imunologi, seterusnya menyediakan sambungan antara sistem. Paksi HPA akhirnya menghasilkan pembebasan kortisol, yang secara amnya mempunyai kesan imunosupresif. Walau bagaimanapun, kesan tekanan terhadap sistem imun dipertikaikan, dan pelbagai model telah dicadangkan dalam usaha untuk mengambil kira kedua-dua penyakit dan penyakit yang dikaitkan dengan "kekurangan imun" dan penyakit yang melibatkan pengaktifan hiper sistem imun. Satu model yang dicadangkan untuk menjelaskan perkara ini mencadangkan dorongan ke arah ketidakseimbangan imuniti selular (Th1) dan imuniti humoral (Th2). Ketidakseimbangan yang dicadangkan melibatkan hiperaktif sistem Th2 yang membawa kepada beberapa bentuk hipersensitiviti imun, sementara juga meningkatkan risiko beberapa penyakit yang berkaitan dengan penurunan fungsi sistem kekebalan tubuh, seperti jangkitan dan barah. [6]

Tekanan kronik adalah istilah yang kadangkala digunakan untuk membezakannya daripada tekanan akut. Takrifan berbeza, dan mungkin mengikut garis pengaktifan berterusan tindak balas tekanan, [34] tegasan yang menyebabkan peralihan alostatik dalam fungsi badan, [4] atau sama seperti "tekanan berpanjangan". [35] Sebagai contoh, hasil satu kajian menunjukkan bahawa individu yang melaporkan konflik hubungan yang berlangsung selama satu bulan atau lebih lama mempunyai risiko yang lebih besar untuk mengembangkan penyakit dan menunjukkan penyembuhan luka yang lebih lambat. Begitu juga, kesan stres akut terhadap sistem kekebalan tubuh dapat meningkat apabila terdapat tekanan dan / atau kegelisahan yang disebabkan oleh kejadian lain. Sebagai contoh, pelajar yang mengambil peperiksaan menunjukkan tindak balas imun yang lebih lemah jika mereka juga melaporkan tekanan akibat kerumitan harian. [36] Walaupun tindak balas terhadap stres akut biasanya tidak membebankan kesihatan pada individu muda, sihat, tekanan kronik pada individu yang lebih tua atau tidak sihat mungkin mempunyai kesan jangka panjang yang memudaratkan kesihatan. [37]

Suntingan Imunologi

Tekanan terhad waktu akut, atau tekanan yang berlangsung kurang dari dua jam, menghasilkan peningkatan regulasi imuniti alami dan penurunan kekebalan spesifik. Tekanan jenis ini menyaksikan peningkatan granulosit, sel pembunuh semula jadi, IgA, Interleukin 6, dan peningkatan sitotoksisitas sel. Tekanan naturalistik ringkas menimbulkan peralihan daripada imuniti Th1(selular) kepada Th2(humoral), sementara percambahan sel T menurun, dan sitotoksisiti sel pembunuh semulajadi. Urutan peristiwa yang menegangkan tidak menimbulkan tindak balas imun yang konsisten, namun beberapa pemerhatian seperti penurunan percambahan sel T dan sitotoksisitas, peningkatan atau penurunan sitotoksisitas sel pembunuh semula jadi, dan peningkatan mitogen PHA. Tekanan kronik menimbulkan peralihan ke arah imuniti Th2, serta penurunan interleukin 2, percambahan sel T, dan tindak balas antibodi terhadap vaksin influenza. Tekanan yang jauh tidak secara konsisten menimbulkan perubahan dalam fungsi imun. [6]

Suntingan Berjangkit

Beberapa kajian mendapati peningkatan risiko jangkitan saluran pernafasan atas semasa tekanan hidup kronik. Pada pesakit dengan HIV, peningkatan tekanan hidup dan kortisol dikaitkan dengan perkembangan HIV yang lebih buruk. [34]

Penyakit kronik Edit

Kaitan telah dicadangkan antara tekanan kronik dan penyakit kardiovaskular. [34] Tekanan nampaknya berperanan dalam hipertensi, dan dapat menyebabkan orang lain mengalami keadaan lain yang berkaitan dengan hipertensi. [38] Tekanan juga dapat memicu yang lebih serius, atau mengalami penyalahgunaan alkohol. [4] Tekanan juga boleh menyumbang kepada penuaan dan penyakit kronik dalam penuaan, seperti kemurungan dan gangguan metabolik. [39]

Sistem kekebalan tubuh juga berperanan dalam tekanan dan peringkat awal penyembuhan luka. Ia bertanggungjawab untuk menyediakan tisu untuk pembaikan dan menggalakkan pengambilan sel-sel tertentu ke kawasan luka. [36] Selaras dengan kenyataan bahawa tekanan mengubah pengeluaran sitokin, Graham et al. mendapati bahawa tekanan kronik yang berkaitan dengan pemberian perawatan bagi seseorang yang menghidap penyakit Alzheimer menyebabkan penyembuhan luka yang tertunda. Keputusan menunjukkan bahawa luka biopsi sembuh 25% lebih perlahan dalam kumpulan yang mengalami tekanan kronik, atau mereka yang menjaga seseorang dengan penyakit Alzheimer. [40]

Edit Pembangunan

Tekanan kronik juga telah ditunjukkan untuk menjejaskan pertumbuhan perkembangan kanak-kanak dengan menurunkan pengeluaran hormon pertumbuhan kelenjar pituitari, seperti pada kanak-kanak yang dikaitkan dengan persekitaran rumah yang melibatkan perselisihan perkahwinan yang serius, ketagihan alkohol atau penderaan kanak-kanak. [41]

Secara umumnya, kehidupan pranatal, bayi, kanak-kanak, dan remaja adalah tempoh kritikal di mana kerentanan terhadap tekanan adalah sangat tinggi. [42] [43]

Suntingan Psikopatologi

Tekanan kronik dilihat menjejaskan bahagian otak di mana ingatan diproses dan disimpan. Apabila orang merasa tertekan, hormon stres dirembes berlebihan, yang mempengaruhi otak. Rembesan ini terdiri daripada glukokortikoid, termasuk kortisol, iaitu hormon steroid yang dikeluarkan oleh kelenjar adrenal, walaupun ini boleh meningkatkan simpanan memori mentol ia mengurangkan potensiasi jangka panjang (LTP). [44] [45] Hippocampus adalah penting dalam otak untuk menyimpan jenis ingatan tertentu dan kerosakan pada hippocampus boleh menyebabkan masalah dalam menyimpan kenangan baru tetapi kenangan lama, kenangan yang disimpan sebelum kerosakan, tidak hilang. [46] Tahap kortisol yang tinggi juga dapat dikaitkan dengan kemerosotan hipokampus dan penurunan ingatan yang mulai dialami oleh banyak orang dewasa yang lebih tua dengan usia. [45] Oleh itu, mekanisme dan proses ini boleh menyumbang kepada penyakit yang berkaitan dengan usia, atau menimbulkan risiko untuk gangguan awal. Sebagai contoh, tekanan yang melampau (cth. trauma) adalah faktor yang diperlukan untuk menghasilkan gangguan berkaitan tekanan seperti gangguan tekanan selepas trauma. [5]

Tekanan kronik juga mengubah pembelajaran, membentuk pilihan untuk pembelajaran berdasarkan kebiasaan, dan penurunan fleksibiliti tugas dan memori kerja spasial, mungkin melalui perubahan sistem dopaminergik. [30] Tekanan juga boleh meningkatkan ganjaran yang berkaitan dengan makanan, membawa kepada penambahan berat badan dan perubahan selanjutnya dalam tabiat pemakanan. [47] Tekanan boleh menyumbang kepada pelbagai gangguan, seperti fibromyalgia, [48] sindrom keletihan kronik, [49] kemurungan, [50] dan sindrom somatik berfungsi. [51]

Suntingan Eustress

Selye menerbitkan pada tahun 1975 model yang membahagikan tekanan kepada eustress dan distres. [52] Di mana tekanan meningkatkan fungsi (fizikal atau mental, seperti melalui latihan kekuatan atau pekerjaan yang mencabar), ia mungkin dianggap sebagai eustress. Tekanan berterusan yang tidak diselesaikan melalui daya tahan atau penyesuaian, yang dianggap sebagai kesusahan, boleh membawa kepada kebimbangan atau tingkah laku menarik diri (kemurungan).

Perbezaan antara pengalaman yang terhasil eustress dan yang mengakibatkan kesusahan ditentukan oleh perbezaan antara pengalaman (sebenar atau khayalan) dan jangkaan peribadi, dan sumber untuk mengatasi tekanan. Pengalaman yang membimbangkan, sama ada nyata atau khayalan, boleh mencetuskan tindak balas tekanan. [53]

Menghadapi Suntingan

Tindak balas terhadap tekanan merangkumi penyesuaian, penanganan psikologi seperti pengurusan tekanan, kegelisahan, dan kemurungan. Dalam jangka panjang, kesusahan boleh membawa kepada kesihatan yang berkurangan dan/atau peningkatan kecenderungan kepada penyakit untuk mengelakkan ini, tekanan mesti diuruskan.

Pengurusan stres merangkumi teknik yang bertujuan untuk melengkapkan seseorang dengan mekanisme mengatasi yang berkesan untuk menangani tekanan psikologi, dengan tekanan yang ditakrifkan sebagai tindak balas fisiologi seseorang terhadap rangsangan dalaman atau luaran yang mencetuskan tindak balas pertarungan atau penerbangan. Pengurusan tekanan adalah berkesan apabila seseorang menggunakan strategi untuk mengatasi atau mengubah situasi yang tertekan.

Terdapat beberapa cara untuk mengatasi tekanan, [54] seperti mengawal sumber tekanan atau belajar untuk menetapkan had dan mengatakan "tidak" kepada beberapa tuntutan yang mungkin dibuat oleh bos atau ahli keluarga.

Kapasiti seseorang untuk mentolerir sumber tekanan dapat ditingkatkan dengan memikirkan topik lain seperti hobi, mendengar muzik, atau menghabiskan waktu di padang gurun.

Satu cara untuk mengawal tekanan adalah terlebih dahulu menangani apa yang menyebabkan tekanan jika ia adalah sesuatu yang dikawal oleh individu. Kaedah lain untuk mengawal tekanan dan mengurangkannya ialah: tidak menunda-nunda dan meninggalkan tugas untuk saat-saat terakhir, melakukan perkara yang anda suka, bersenam, melakukan rutin pernafasan, keluar bersama rakan, dan berehat. Mendapat sokongan daripada orang tersayang juga banyak membantu dalam mengurangkan tekanan. [45]

Satu kajian menunjukkan bahawa kuasa mendapat sokongan daripada orang yang disayangi, atau hanya mendapat sokongan sosial, mengurangkan tekanan dalam subjek individu. Kejutan yang menyakitkan berlaku pada pergelangan kaki wanita yang sudah berkahwin. Dalam beberapa ujian wanita boleh memegang tangan suami mereka, dalam ujian lain mereka memegang tangan orang yang tidak dikenali, dan kemudian tidak memegang tangan sesiapa. Apabila wanita memegang tangan suami mereka, tindak balas telah berkurangan di banyak kawasan otak. Semasa memegang tangan orang asing, tindak balasnya sedikit berkurang, tetapi tidak sama seperti ketika mereka memegang tangan suami mereka. Sokongan sosial membantu mengurangkan tekanan dan lebih-lebih lagi jika sokongan daripada orang yang disayangi. [45]

Penilaian kognitif Edit

Lazarus [55] berhujah bahawa, agar situasi psikososial menjadi tekanan, ia mesti dinilai sedemikian. Dia berpendapat bahawa proses penilaian kognitif adalah pusat dalam menentukan apakah suatu situasi berpotensi mengancam, merupakan bahaya / kerugian atau cabaran, atau jinak.

Kedua-dua faktor peribadi dan persekitaran mempengaruhi penilaian utama ini, yang kemudiannya mencetuskan pemilihan proses daya tindak. Mengatasi masalah yang difokuskan ditujukan untuk mengurus masalah, sedangkan proses mengatasi yang berfokus pada emosi diarahkan untuk mengurus emosi negatif. Penilaian sekunder merujuk kepada penilaian sumber yang ada untuk mengatasi masalah, dan boleh mengubah penilaian utama.

Dengan kata lain, penilaian utama merangkumi persepsi betapa stresnya masalah dan penilaian sekunder untuk menganggarkan sama ada seseorang mempunyai lebih dari atau kurang daripada sumber daya yang mencukupi untuk menangani masalah yang mempengaruhi penilaian tekanan secara keseluruhan. Selanjutnya, mengatasi fleksibel kerana, secara umum, individu memeriksa keberkesanan mengatasi situasi jika tidak memberi kesan yang diinginkan, pada umumnya dia akan mencuba strategi yang berbeza. [56]

Faktor risiko kesihatan Edit

Tekanan negatif dan positif boleh menyebabkan tekanan. Keamatan dan tempoh tekanan berubah bergantung kepada keadaan dan keadaan emosi orang yang mengalaminya (Arnold. E dan Boggs. K. 2007). Beberapa kategori biasa dan contoh tekanan termasuk:

  • Input sensori seperti kesakitan, cahaya terang, kebisingan, suhu, atau masalah persekitaran seperti kurangnya kawalan terhadap keadaan persekitaran, seperti kualiti makanan, udara dan / atau air, perumahan, kesihatan, kebebasan, atau mobilitas.
  • Isu sosial juga boleh menyebabkan tekanan, seperti pergelutan dengan individu yang khusus atau sukar dan kekalahan sosial, atau konflik perhubungan, penipuan, atau perpisahan, dan peristiwa besar seperti kelahiran dan kematian, perkahwinan dan perceraian.
  • Pengalaman hidup seperti kemiskinan, pengangguran, kemurungan klinikal, gangguan obsesif kompulsif, minum berlebihan, [57] atau tidur yang tidak mencukupi juga boleh menyebabkan tekanan. Pelajar dan pekerja mungkin menghadapi tekanan tekanan prestasi dari peperiksaan dan tarikh akhir projek.
  • Pengalaman buruk semasa pembangunan (cth. pendedahan pranatal kepada tekanan ibu, [58][59] sejarah perkaitan yang lemah, [60]penderaan seksual) [61] dianggap menyumbang kepada defisit dalam kematangan sistem tindak balas tekanan individu. Satu penilaian terhadap tekanan yang berbeza dalam kehidupan manusia ialah skala tekanan Holmes dan Rahe.

Sindrom penyesuaian umum Edit

Ahli fisiologi mendefinisikan tekanan sebagai bagaimana tubuh bertindak balas terhadap stres - rangsangan, nyata atau yang dibayangkan, yang menyebabkan tekanan. Tekanan akut menjejaskan organisma dalam tekanan kronik jangka pendek dalam jangka panjang. Sindrom adaptasi umum (GAS), yang dikembangkan oleh Hans Selye, adalah profil bagaimana organisma bertindak balas terhadap tekanan GAS dicirikan oleh tiga fasa: fasa mobilisasi tidak spesifik, yang mendorong aktiviti sistem saraf simpatik sebagai fasa perlawanan, di mana organisma melakukan usaha untuk menghadapi ancaman dan fasa keletihan, yang berlaku jika organisma gagal mengatasi ancaman dan menghabiskan sumber fisiologinya. [62]

Tahap 1 Suntingan

Penggera adalah tahap pertama, yang terbahagi kepada dua fasa: terkejut fasa dan antishock fasa. [63]

  • Fasa kejutan: Semasa fasa ini, badan boleh menanggung perubahan seperti hipovolemia, hipoosmolariti, hiponatremia, hipokloremia, hipoglikemia—kesan tekanan. Fasa ini menyerupai penyakit Addison. Rintangan organisma terhadap tekanan menurun buat sementara waktu di bawah julat normal dan beberapa tahap kejutan (contohnya kejutan peredaran darah) mungkin dialami.
  • Fasa antishock: Apabila ancaman atau tekanan itu dikenal pasti atau disedari, tubuh mula bertindak balas dan berada dalam keadaan bimbang. Semasa peringkat ini, locus coeruleus dan sistem saraf simpatik mengaktifkan pengeluaran katekolamin termasuk adrenalin, melibatkan tindak balas fight-or-flight yang terkenal. Adrenalin sementara memberikan peningkatan tonus otot, peningkatan tekanan darah akibat vasokonstriksi periferal dan takikardia, dan peningkatan glukosa dalam darah. Terdapat juga beberapa pengaktifan paksi HPA, menghasilkan glukokortikoid (kortisol, aka hormon S atau hormon tekanan).

Tahap 2 Sunting

Rintangan ialah peringkat kedua. Semasa peringkat ini, peningkatan rembesan glukokortikoid meningkatkan tindak balas sistemik badan. Glukokortikoid boleh meningkatkan kepekatan glukosa, lemak, dan asid amino dalam darah. Dalam dos yang tinggi, satu glukokortikoid, kortisol, mula bertindak serupa dengan mineralokortikoid (aldosteron) dan membawa tubuh ke keadaan yang serupa dengan hiperaldosteronisme. Sekiranya tekanan terus berlanjutan, anda perlu mencuba beberapa kaedah untuk mengatasi tekanan tersebut. Badan cuba bertindak balas terhadap rangsangan tekanan, tetapi selepas pengaktifan yang berpanjangan, sumber kimia badan akan berkurangan secara beransur-ansur, membawa kepada peringkat akhir.

Tahap 3 Sunting

Peringkat ketiga boleh jadi sama ada keletihan atau pemulihan:

  • Pemulihan peringkat berikut apabila mekanisme pampasan sistem telah berjaya mengatasi kesan tekanan (atau telah menghapuskan sepenuhnya faktor yang menyebabkan tekanan). Tahap glukosa, lemak dan asid amino yang tinggi dalam darah terbukti berguna untuk reaksi anabolik, pemulihan homeostasis dan pertumbuhan semula sel.
  • Keletihan ialah peringkat ketiga alternatif dalam model GAS. Pada ketika ini, semua sumber badan akhirnya habis dan badan tidak dapat mengekalkan fungsi normal. Gejala sistem saraf autonomi awal mungkin muncul semula (berpeluh, degupan jantung meningkat, dll.). Jika peringkat tiga dilanjutkan, kerosakan jangka panjang mungkin berlaku (vasoconstriction yang berpanjangan mengakibatkan iskemia yang seterusnya membawa kepada nekrosis sel), kerana sistem imun badan menjadi letih, dan fungsi badan menjadi terjejas, mengakibatkan dekompensasi.

Hasilnya boleh nyata dalam penyakit yang jelas, seperti masalah umum dengan sistem penghadaman (cth. pendarahan ghaib, melena, sembelit/sembelit), diabetes, atau masalah kardiovaskular (angina pectoris), bersama-sama dengan kemurungan klinikal dan penyakit mental yang lain. [ rujukan diperlukan ]

Penggunaan perkataan semasa tekanan timbul dari eksperimen Hans Selye tahun 1930-an. Dia mula menggunakan istilah untuk merujuk bukan sahaja kepada agen tetapi kepada keadaan organisma kerana ia bertindak balas dan menyesuaikan diri dengan persekitaran. Teorinya mengenai tindak balas tekanan tidak spesifik universal menarik minat dan pertengkaran dalam fisiologi akademik dan dia melakukan program penyelidikan dan penerbitan yang luas. [64]

Walaupun kerja itu menarik sokongan berterusan daripada penyokong perubatan psikosomatik, ramai dalam fisiologi eksperimen menyimpulkan bahawa konsepnya terlalu kabur dan tidak boleh diukur. Selama tahun 1950-an, Selye berpaling dari makmal untuk mempromosikan konsepnya melalui buku-buku popular dan lawatan kuliah. Dia menulis untuk doktor bukan akademik dan, dalam buku terlaris antarabangsa yang berjudul Tekanan Hidup, untuk orang awam.

Konsep tekanan dan penyesuaian biopsikososial yang luas menawarkan janji untuk membantu semua orang mencapai kesihatan dan kebahagiaan dengan berjaya bertindak balas terhadap perubahan cabaran global dan masalah tamadun moden. Selye mencipta istilah "eustress" untuk tekanan positif, berbeza dengan kesusahan. Dia berpendapat bahawa semua orang mempunyai dorongan semula jadi dan perlu bekerja untuk kepentingan mereka sendiri, satu mesej yang disukai oleh industri dan pemerintah. [64] Beliau juga mencipta istilah itu tekanan untuk merujuk kepada peristiwa penyebab atau rangsangan, berbanding dengan keadaan tekanan yang terhasil.

Selye berhubungan dengan industri tembakau dari tahun 1958 dan mereka adalah sekutu yang tidak diisytiharkan dalam proses pengadilan dan mempromosikan konsep stres, mengaburkan hubungan antara merokok dan barah, dan menggambarkan merokok sebagai "pengalihan", atau dalam konsep Selye sebagai "penyimpangan" ", daripada tekanan persekitaran. [65]

Dari akhir 1960-an, ahli psikologi akademik mula menerima pakai konsep Selye yang mereka cuba mengukur "tekanan hidup" dengan menjaringkan "peristiwa kehidupan yang penting", dan sejumlah besar penyelidikan telah dijalankan untuk mengkaji hubungan antara tekanan dan semua jenis penyakit. Menjelang akhir 1970-an, tekanan telah menjadi bidang perubatan yang paling membimbangkan penduduk umum, dan lebih banyak penyelidikan asas diperlukan untuk menangani isu ini dengan lebih baik. Terdapat juga penyelidikan makmal yang diperbaharui mengenai asas stres neuroendokrin, molekul, dan imunologi, yang dianggap sebagai heuristik berguna yang tidak semestinya berkaitan dengan hipotesis asal Selye. Tentera AS menjadi pusat utama penyelidikan tekanan, cuba memahami dan mengurangkan neurosis pertempuran dan mangsa psikiatri. [64]

Diagnosis psikiatri gangguan tekanan selepas trauma (PTSD) telah dicipta pada pertengahan 1970-an, sebahagiannya melalui usaha aktivis anti-Perang Vietnam dan Veteran Vietnam Menentang Perang, dan Chaim F. Shatan. Syarat itu ditambahkan ke Manual Diagnostik dan Statistik Gangguan Mental sebagai gangguan tekanan selepas trauma pada tahun 1980. [66] PTSD dianggap sebagai reaksi emosi yang teruk dan berterusan terhadap trauma psikologi yang melampau, dan dengan demikian sering dikaitkan dengan tentera, pegawai polis, dan anggota kecemasan yang lain. Tekanan mungkin melibatkan ancaman kepada kehidupan (atau melihat kematian sebenar orang lain), kecederaan fizikal yang serius, atau ancaman terhadap integriti fizikal atau psikologi. Dalam beberapa kes, ini juga boleh disebabkan oleh trauma psikologi dan emosi yang mendalam, selain daripada bahaya atau ancaman fizikal. Selalunya, bagaimanapun, kedua-duanya digabungkan.

Menjelang 1990-an, "tekanan" telah menjadi sebahagian daripada pemahaman saintifik moden dalam semua bidang fisiologi dan fungsi manusia, dan salah satu metafora besar kehidupan Barat. Fokus meningkat pada tekanan dalam keadaan tertentu, seperti tekanan di tempat kerja, dan teknik pengurusan tekanan dikembangkan. Istilah ini juga menjadi eufemisme, cara merujuk kepada masalah dan menimbulkan simpati tanpa pengakuan secara eksplisit, hanya "tertekan". Ia datang untuk merangkumi pelbagai fenomena daripada kerengsaan ringan kepada jenis masalah teruk yang mungkin mengakibatkan kerosakan sebenar kesihatan. Dalam penggunaan yang popular, hampir semua peristiwa atau situasi di antara keadaan ekstrem ini boleh dianggap sebagai tekanan. [14] [64]

Kajian Stress In America 2015 Persatuan Psikologi Amerika [67] mendapati bahawa tekanan di seluruh negara semakin meningkat dan tiga sumber utama tekanan ialah "wang", "tanggungjawab keluarga", dan "kerja".


Pandangan ahli fisiologi tentang homeostasis

Homeostasis adalah konsep teras yang diperlukan untuk memahami banyak mekanisme pengawalseliaan dalam fisiologi. Claude Bernard pada asalnya mencadangkan konsep ketekalan “milieu interieur,” tetapi perbincangannya agak abstrak. Walter Cannon memperkenalkan istilah & # x0201chomeostasis & # x0201d dan memperluas tanggapan Bernard mengenai & # x0201konsisten & # x0201d persekitaran dalaman dengan cara yang eksplisit dan konkrit. Pada tahun 1960-an, mekanisme pengawalseliaan homeostatik dalam fisiologi mula digambarkan sebagai proses diskret berikutan penggunaan analisis sistem kawalan kejuruteraan kepada sistem fisiologi. Malangnya, banyak teks sarjana terus menonjolkan aspek abstrak konsep daripada menekankan model umum yang dapat diterapkan secara khusus dan komprehensif untuk semua mekanisme homeostatik. Akibatnya, pelajar dan pengajar sering gagal mengembangkan model yang jelas dan ringkas untuk memikirkan sistem seperti itu. Dalam artikel ini, kami membentangkan model standard untuk mekanisme homeostatik untuk digunakan di peringkat sarjana muda. Kami membincangkan sumber kekeliruan yang biasa (& # x0201csticky point & # x0201d) yang timbul daripada ketidakkonsistenan dalam perbendaharaan kata dan ilustrasi yang terdapat dalam teks sarjana yang popular. Akhir sekali, kami mencadangkan satu set model dan perbendaharaan kata yang dipermudahkan untuk membantu pelajar sarjana muda membina model mental yang berkesan bagi peraturan homeostatik dalam sistem fisiologi.

pada tahun 2007, sekumpulan 21 ahli biologi daripada pelbagai disiplin bersetuju bahawa “homeostasis” ialah salah satu daripada lapan konsep teras dalam biologi (14). Dua tahun kemudian, Persatuan Kolej Perubatan Amerika dan Institut Perubatan Howard Hughes dalam laporannya (1) mengenai asas saintifik untuk doktor masa depan juga mengenal pasti kemampuan untuk menerapkan pengetahuan mengenai & # x0201chomeostasis & # x0201d sebagai salah satu kecekapan teras (kecekapan M1).

Dari perspektif kami sebagai ahli fisiologi, jelas bahawa homeostasis adalah konsep teras disiplin kami. Ketika kami meminta instruktur fisiologi dari pelbagai institusi pendidikan apa yang mereka fikirkan & # x0201cbig idea & # x0201d (konsep) fisiologi, kami mendapati bahawa mereka juga mengenal pasti & # x0201chomeostasis & # x0201d dan & # x0201d membran sel & # x0201d sebagai dua idea besar yang paling penting dalam fisiologi (15). Dalam tinjauan berikutnya (16), pengajar fisiologi meletakkan homeostasis sebagai salah satu konsep teras yang penting untuk memahami fisiologi.

Jika, seperti yang ditunjukkan oleh tinjauan ini, konsep homeostasis adalah penting untuk memahami mekanisme fisiologi, seseorang akan menjangkakan bahawa pengajar dan buku teks akan membentangkan model konsep yang konsisten. Walau bagaimanapun, pemeriksaan terhadap 11 buku teks fisiologi dan biologi sarjana yang biasa digunakan menunjukkan bahawa ini tidak semestinya berlaku (17). Penjelasan tentang konsep homeostasis dan rujukan seterusnya kepada konsep mengalami beberapa kelemahan. Walaupun teks-teks ini menentukan beberapa istilah yang berkaitan dengan sistem peraturan homeostatik, banyak pengarang tidak menggunakan istilah ini secara konsisten. Selain itu, mereka tidak selalu menggunakan representasi visual konsep yang konsisten. Di samping itu, penjelasan konsep tersebut sering bertentangan dengan pemahaman semasa mengenai mekanisme peraturan homeostatik. Batasan buku teks ini kemungkinan besar membawa kepada arahan kelas, sehingga melemahkan kekuatan konsep sebagai idea penyatuan untuk memahami fisiologi.

Matlamat artikel ini adalah untuk membangunkan penerangan yang betul dan perwakilan visual mekanisme homeostatik umum yang boleh berfungsi sebagai alat pembelajaran untuk ahli fakulti dan pelajar. Kami akan mengehadkan perbincangan kami kepada mekanisme homeostatik yang terdapat dalam sistem organisma yang mengekalkan petak ekstraselular yang tetap dan tidak akan mempertimbangkan jenis homeostasis lain. Walaupun alat ini boleh berguna di mana-mana peringkat akademik, tumpuan utama kami ialah penggunaannya di peringkat sarjana muda apabila pelajar mula-mula diperkenalkan dengan konsep tersebut. Kami juga akan membincangkan secara ringkas sejarah konsep dan kemudian menangani “sticky point” yang mungkin membawa kepada kekeliruan untuk ahli fakulti dan pelajar sama-sama apabila cuba menggunakan konsep itu kepada fisiologi organisma mamalia. Kami menyimpulkan dengan cadangan untuk meningkatkan pengajaran mengenai homeostasis dan aplikasinya.

Sejarah Konsep Homeostasis

Claude Bernard menegaskan bahawa organisma kompleks dapat mengekalkan persekitaran dalaman mereka [cecair ekstraselular (ECF)] dengan agak malar dalam menghadapi cabaran dari dunia luar (8). Dia terus mengatakan bahawa & # x0201ca kewujudan bebas dan bebas hanya mungkin berlaku kerana kestabilan lingkungan dalaman & # x0201d (3). Walter Cannon mencipta istilah “homeostasis” dengan tujuan menyediakan istilah yang akan menyampaikan idea umum yang dicadangkan kira-kira 50 tahun lebih awal oleh Bernard (8). Pandangan Cannon tertumpu pada mengekalkan keadaan mantap dalam organisma tanpa mengira sama ada mekanisme yang terlibat adalah pasif (cth, pergerakan air antara kapilari dan interstitium yang mencerminkan keseimbangan antara daya hidrostatik dan osmotik) atau aktif (cth, penyimpanan dan pembebasan glukosa intrasel) (6). Walaupun kami menyedari kesahihan mekanisme homeostasis pasif dan aktif, pertimbangan kami akan tertumpu secara eksklusif pada proses peraturan aktif yang terlibat dalam menjaga homeostasis.

Buku teks fisiologi awal menggambarkan definisi luas ini dengan menyebut secara ringkas konsep Bernard tentang keteguhan lingkungan dalaman, tetapi istilah & # x0201chomeostasis & # x0201d tidak digunakan dalam perbincangan mekanisme peraturan tertentu (9, 11, 4).

Keadaan ini mula berubah pada pertengahan tahun 1960-an, ketika muncul cabang kejuruteraan bioperubatan yang memfokuskan pada penerapan analisis sistem kawalan kejuruteraan pada sistem fisiologi (18, 19, 2, 20). Arthur Guyton ialah pengarang buku teks fisiologi utama pertama yang memasukkan pendekatan teori sistem kawalan dalam buku teksnya, dan bukunya memasukkan perhatian terperinci kepada banyak mekanisme pengawalseliaan badan (10). Oleh itu, Guyton memperkenalkan banyak pelajar mengenai konsep homeostasis sebagai mekanisme peraturan aktif yang cenderung untuk mengurangkan gangguan terhadap persekitaran dalaman.

Teori sistem kawalan kejuruteraan menerangkan pelbagai mekanisme lain untuk mengekalkan kestabilan sistem. Walaupun kebanyakan mekanisme ini boleh didapati dalam sistem biologi (7), tidak semuanya adalah komponen mekanisme homeostatik. Sebagai contoh, sistem balistik yang digunakan oleh sistem saraf untuk melemparkan bola hanya menghitung terlebih dahulu pola perintah yang diperlukan untuk mencapai beberapa hasil tertentu berdasarkan pengalaman sebelumnya (7). Di sini, tidak ada unsur yang terlibat yang mengatur persekitaran dalaman.

Mekanisme homeostatik berasal untuk mengekalkan pembolehubah terkawal dalam persekitaran dalaman dalam julat nilai yang serasi dengan kehidupan dan, seperti yang baru-baru ini dicadangkan, untuk mengurangkan bunyi semasa pemindahan maklumat dalam sistem fisiologi (22). Untuk menekankan proses penstabilan, kita membezakan antara pemboleh ubah & # x0201cregulated (sensed) & # x0201d dan a & # x0201cnonregulated (terkawal) pemboleh ubah & # x0201d (5, 23). Pemboleh ubah yang diatur (sensed) adalah satu di mana sensor ada di dalam sistem dan yang disimpan dalam jarak terhad oleh mekanisme fisiologi (5). Sebagai contoh, tekanan darah dan suhu badan adalah pembolehubah yang dirasai. Baroreceptor dan thermoreceptors ada di dalam sistem dan memberikan nilai tekanan atau suhu ke mekanisme pengawalseliaan. Kami memanggil pemboleh ubah yang dapat diubah oleh sistem, tetapi yang sensornya tidak ada di dalam sistem, pemboleh ubah tidak terkawal (terkawal). Pembolehubah tidak dikawal dimanipulasi atau dimodulasi untuk mencapai peraturan pembolehubah yang dipegang tetap. Sebagai contoh, degupan jantung dapat diubah oleh sistem saraf autonomi untuk mengatur tekanan darah, tetapi tidak ada sensor dalam sistem yang mengukur kadar jantung secara langsung. Oleh itu, degupan jantung adalah pemboleh ubah tidak terkawal.

Model ringkas yang menggambarkan konsep sistem kawalan kejuruteraan asas yang berkaitan dengan mekanisme pengawalseliaan homeostatik ditunjukkan dalam Rajah 1.

Diagram sistem peraturan homeostatik generik. Sekiranya nilai pemboleh ubah yang diatur terganggu, sistem ini berfungsi untuk mengembalikannya ke nilai set point dan, oleh itu, juga disebut sebagai sistem maklum balas negatif.

Model ini, beberapa versi yang muncul dalam banyak teks fisiologi semasa, termasuk lima komponen kritikal berikut yang mesti terkandung dalam sistem kawal selia untuk mengekalkan homeostasis:

1. Ia mesti mengandungi sensor yang mengukur nilai pemboleh ubah terkawal.

2. Ia mesti mengandungi mekanisme untuk menetapkan & # x0201 julat normal & # x0201d nilai untuk pemboleh ubah terkawal. Dalam model yang ditunjukkan dalam Rajah 1, mekanisme ini diwakili oleh “set point,” walaupun istilah ini tidak dimaksudkan untuk membayangkan bahawa julat normal ini sebenarnya adalah “point” atau ia mempunyai nilai tetap . Di bahagian seterusnya, kita membincangkan lebih lanjut mengenai pengertian titik yang ditentukan.

3. Ia mesti mengandungi ȁpengesan ralat” yang membandingkan isyarat yang dihantar oleh penderia (mewakili nilai sebenar pembolehubah terkawal) dengan titik set. Hasil perbandingan ini adalah isyarat ralat yang ditafsirkan oleh pengawal.

4. Pengawal menafsirkan isyarat ralat dan menentukan nilai output dari efektor.

5. Efektor ialah elemen yang menentukan nilai pembolehubah terkawal.

Sistem seperti ini beroperasi dengan cara yang menyebabkan perubahan pada variabel yang diatur, gangguan, dapat diatasi dengan perubahan output efektor untuk mengembalikan pemboleh ubah yang diatur ke nilai titik setnya. Sistem yang berkelakuan demikian dikatakan sebagai sistem maklum balas negatif.

Walaupun model yang ditunjukkan dalam Rajah 1 adalah model yang agak mudah, terdapat banyak maklumat yang boleh dimasukkan ke dalam setiap kotak yang membentuk model tersebut. Homeostasis juga dapat digambarkan sebagai satu set pernyataan yang disusun secara hierarki, suatu kerangka konseptual, yang mengandungi apa saja nafas dan kedalaman maklumat yang sesuai untuk sekumpulan pelajar tertentu dalam suatu kursus. Kami telah mengembangkan dan menerangkan konsep & konsep utama homeostasis (12, 13). Model dan rangka kerja konsep menyediakan pelajar alat yang berbeza untuk berfikir tentang homeostasis.

Topik yang Menyebabkan Kekeliruan bagi Pelajar dan Pengajar: Titik Melekit

Titik lekat adalah kesukaran konseptual yang menjadikan model mental seseorang terhadap fenomena itu tidak tepat dan, oleh itu, kurang berguna. Terdapat beberapa faktor yang menyumbang kepada penjanaan mata lekat untuk kedua-dua pengajar dan pelajar:

Fenomena yang dimaksudkan adalah kompleks.

Terdapat aspek fenomena yang berlawanan dengan intuisi.

Bahasa atau istilah yang digunakan untuk menggambarkan fenomena atau konsep adalah tidak konsisten.

Pemahaman disiplin mengenai fenomena itu tidak pasti atau tidak lengkap.

Dalam bahagian ini, kami akan menerangkan beberapa perkara lekat mengenai mekanisme pengawalseliaan homeostatik yang telah kami ketahui semasa kami berinteraksi dengan pengajar dan pelajar mengenai pemahaman mereka mengenai homeostasis. Kami akan menangani perkara yang melekat ini dalam bentuk satu siri soalan dan jawapan.

Persekitaran apa yang diatur oleh homeostasis organisma?

Homeostasis organisma, seperti yang awalnya didefinisikan oleh Cannon (6), merujuk kepada mekanisme fisiologi yang mengekalkan relatif tetap pemboleh ubah yang berkaitan dengan lingkungan dalaman organisma. Ini termasuk pembolehubah yang berkaitan dengan keseluruhan petak ECF atau petak kecilnya (cth., plasma). Kami tidak akan membincangkan mekanisme homeostatik intraselular.

Adakah semua sistem maklum balas negatif homeostatik?

Walaupun maklum balas negatif adalah elemen penting dalam mekanisme pengawalseliaan homeostatik, kehadiran maklum balas negatif dalam sistem tidak bermakna sistem itu berfungsi secara homeostatik. Maklum balas negatif wujud dalam banyak sistem yang tidak melibatkan peraturan homeostatik. Sebagai contoh, maklum balas negatif berperanan dalam refleks regangan otot, tetapi refleks ini tidak terlibat dengan menjaga keteguhan persekitaran dalaman. Dalam kes lain, kehadiran maklum balas negatif boleh meminimumkan ayunan pembolehubah, walaupun pembolehubah itu sendiri tidak dikekalkan secara relatif tetap (iaitu, ia bukan pembolehubah terkawal). Pengawalan tahap kortisol darah adalah contoh kesan redaman berayun dari maklum balas negatif (lihat perbincangan lebih lanjut di bawah).

Bolehkah jenis mekanisme kawalan lain (mis. Feedforward) mengekalkan homeostasis?

Mekanisme kawalan suapan atau antisipatif membenarkan badan meramalkan perubahan dalam fisiologi organisma dan memulakan tindak balas yang boleh mengurangkan pergerakan pembolehubah terkawal daripada julat normalnya (7, 23). Oleh itu, mekanisme feedforward dapat membantu mengurangkan kesan gangguan dan dapat membantu mengekalkan homeostasis. Sebagai contoh, peningkatan jangka masa dalam frekuensi pernafasan akan mengurangkan jangka masa tindak balas terhadap hipoksia yang disebabkan oleh senaman. Oleh kerana itu, percubaan telah dibuat untuk meluaskan definisi homeostasis untuk memasukkan pelbagai mekanisme antisipatif (23).

Walau bagaimanapun, kami telah memutuskan untuk membatasi model generik sistem pengawalseliaan homeostatik (Gambar 1) kepada model yang menggambarkan maklum balas negatif dan menunjukkan pengurangan isyarat ralat. Kami melakukan ini kerana model kami bertujuan untuk membantu ahli fakulti mengajar dan pelajar mempelajari konsep teras homeostasis dalam fisiologi pengantar (12, 13). Terdapat ciri kompleks tambahan yang ditemui dalam sistem maklum balas yang tidak disertakan di sini kerana niat kami adalah untuk membantu pelajar memahami konsep asas peraturan homeostatik terlebih dahulu. Oleh kerana situasi dihadapi di mana model asas ini tidak lagi memadai untuk meramalkan tingkah laku sistem (7, 23), elemen tambahan seperti mekanisme feedforward dapat ditambahkan ke model.

Apakah titik yang ditetapkan?

Memahami konsep titik set adalah penting untuk memahami fungsi mekanisme homeostatik. Titik yang ditetapkan dalam sistem kawalan kejuruteraan mudah didefinisikan dan difahami adalah nilai pemboleh ubah yang diatur yang dikehendaki oleh pereka atau pengendali sistem sebagai output sistem. Mekanisme kawalan pelayaran dalam kereta adalah contoh sistem dengan titik yang mudah difahami. Pemandu menentukan kelajuan yang dikehendaki untuk kereta (titik set). Mekanisme pengawalseliaan menggunakan efektor yang tersedia (penggerak pendikit) dan sistem maklum balas negatif untuk menahan kelajuan tetap dalam menghadapi perubahan keadaan medan dan angin. Dalam sistem sedemikian, kita dapat membayangkan litar elektronik yang terletak di modul kawalan enjin yang membandingkan kelajuan tanah sebenar dengan kelajuan yang diprogramkan oleh pemandu dan menggunakan isyarat kesalahan untuk mengawal penggerak pendikit dengan tepat.

Dalam sistem fisiologi, titik set adalah sama secara konsep. Walau bagaimanapun, satu sumber kesukaran adalah bahawa, dalam kebanyakan kes, kita tidak mengetahui mekanisme molekul atau selular yang menghasilkan isyarat besaran tertentu. Yang jelas ialah sistem fisiologi tertentu berperilaku seolah-olah ada isyarat titik yang digunakan untuk mengatur pemboleh ubah fisiologi (23).

Satu lagi cabaran kepada pemahaman kita tentang titik set timbul daripada fakta bahawa titik set jelas berubah, sama ada secara fisiologi atau akibat perubahan patologi dalam sistem (23). Mekanisme yang menyebabkan variasi pada titik titik dapat beroperasi sementara, selamanya, atau siklik. Secara fisiologi, ini boleh berlaku akibat fenomena fisiologi diskrit (mis. Demam), pengoperasian homeostat hierarki (mis., Peraturan ECF P co 2) (lihat Ruj. 7), atau melalui pengaruh jam biologi (cth., irama sirkadian atau diurnal suhu badan). Pemerhatian bahawa titik titik dapat diubah menambah kerumitan dalam pemahaman kita mengenai peraturan homeostatik dan dapat menimbulkan kekeliruan tentang apakah perubahan yang diukur dalam pemboleh ubah yang diatur hasil dari perubahan rangsangan fisiologi atau dari titik set perubahan (23). Dalam kes-kes ini, penting untuk membuat perbezaan antara perubahan rangsangan dan modulasi titik set untuk mendapatkan gambaran yang tepat tentang bagaimana sistem yang diatur secara homeostatik tertentu.

Adakah mekanisme homeostatik beroperasi seperti suis hidup/mati?

Isyarat kawalan SELALU ada, dan secara berterusan menentukan output dari efektor. Perubahan pada isyarat kawalan mengubah output efektor dan oleh itu mengubah pemboleh ubah terkawal. Amplitud isyarat kawalan ini berbeza-beza apabila terdapat isyarat ralat (iaitu, apabila pembolehubah terkawal tidak sama dengan titik set). Oleh itu, peraturan homeostatik adalah proses berterusan, berterusan dan biasanya tidak beroperasi sebagai suis hidup / mati yang menghasilkan tindak balas semua-atau-tidak.

Apakah perbezaan antara kesan dan tindak balas fisiologi?

Gambar rajah dan naratif buku teks boleh mengaburkan perbezaan antara efektor dan tindak balas yang dihasilkan oleh efektor, menyukarkan pelajar membina model mental yang betul. Masalah ini boleh berlaku jika, ketika representasi visual dari mekanisme homeostatik ditunjukkan (lihat Gambar 1), tindak balas fisiologi ditempatkan dalam kotak & # x0201cconcept & # x0201d yang sama dengan efektornya. Contohnya, & # x0201 peningkatan rembesan oleh kelenjar peluh & # x0201d dan & # x0201kododilasi saluran darah di kulit & # x0201d mungkin dikenal pasti sebagai penguat dalam sistem kawalan termoregulasi. Walau bagaimanapun, hanya “kelenjar peluh” dan “salur darah” adalah pengesan, manakala ȁpeningkatan rembesan” dan “vasodilasi” ialah tindak balas daripada efektor. Pemahaman yang komprehensif mengenai mekanisme homeostatik memerlukan kita, dan pelajar, membuat perbezaan yang jelas antara efektor dan tindak balas. Istilah & # x0201ceffector & # x0201d hanya boleh diterapkan pada entiti fizikal seperti sel, tisu, atau organ, sedangkan tindak balas seperti rembesan dan vasodilasi adalah tindakan, bukan entiti fizikal.

Pelajar juga mungkin keliru jika hanya perubahan dalam pembolehubah terkawal dianggap sebagai tindak balas daripada efektor. Perubahan dalam pemboleh ubah yang diatur biasanya merupakan konsekuensi dari perubahan fungsi yang disebabkan oleh efektor yang menentukan nilai pemboleh ubah yang diatur. Dengan menerapkan istilah & # x0201cresponse & # x0201d hanya pada perubahan pemboleh ubah yang diatur, langkah-langkah perantaraan antara tindakan efektor dan perubahan pemboleh ubah terkawal tidak diakui secara eksplisit. Di bawah keadaan ini, adalah munasabah bagi pelajar untuk membuat kesimpulan bahawa langkah perantara adalah, dalam beberapa cara, aspek efektor dan bukannya kesan tindakan efektor. Amalan ini juga dapat menunjukkan kurangnya pemahaman tentang perbezaan antara pemboleh ubah yang diatur, misalnya, suhu badan, dan semua pemboleh ubah tidak terkawal yang diubah (misalnya, diameter arteriol dan kadar pengeluaran peluh) dalam langkah-langkah antara tindakan efektor dan perubahan pemboleh ubah terkawal.

Apakah maksud ȁmalar secara kreatif mengikut masa”?

Dalam bahagian di atas, kami menekankan bahawa mekanisme homeostatik berfungsi untuk mengekalkan pemboleh ubah terkawal dalam persekitaran dalaman & # x0201kritikal tetap. & # X0201d Ini adalah ungkapan umum yang digunakan untuk menggambarkan apa yang biasanya berlaku pada nilai pemboleh ubah terkawal dari masa ke masa. Titik lekat berpotensi timbul dari penggunaan frasa ini. Berapa banyak perubahan yang boleh berlaku kepada pembolehubah terkawal yang dipegang secara relatif malar? Tiga perkara penjelasan perlu dibuat. Dengan mengatakan relatif tetap, kita bermaksud bahawa:

1. Pembolehubah terkawal dipegang dalam julat nilai yang lebih sempit berbanding jika ia tidak dikawal.

2. Nilai yang diatur dikekalkan dalam julat yang selaras dengan daya maju organisma.

3. Terdapat perbezaan dalam rentang nilai yang diizinkan untuk pemboleh ubah terkawal yang berbeza.

Perkara kedua ialah kunci untuk memahami julat di mana pembolehubah terkawal boleh mengubah mekanisme homeostatik beroperasi untuk mengelakkan perubahan yang berpotensi membawa maut dalam persekitaran dalaman. Memang, seperti yang sering digunakan, relatif tetap pada dasarnya berfungsi sebagai pengganti frasa untuk dalam jangkauan yang sesuai dengan daya maju organisma. Untuk beberapa pemboleh ubah yang diatur, julatnya agak sempit (mis., Kepekatan H + ekstraselular atau osmolariti ekstraselular). Untuk pembolehubah lain, julat boleh luas dalam beberapa keadaan (cth., kepekatan glukosa darah semasa keadaan makan) dan sempit dalam situasi lain (cth., glukosa darah semasa keadaan berpuasa). Faktor-faktor yang menyumbang kepada julat normal atau, dalam model kami, titik penetapan, pemboleh ubah tertentu tidak diragukan lagi kompleks dan, dalam kebanyakan kes, belum dapat dijelaskan.

Apakah pemboleh ubah fisiologi yang diatur secara homeostatik?

Untuk mengenal pasti pembolehubah tertentu yang mungkin dikawal secara homeostatik, lima komponen kritikal yang digambarkan dalam model yang ditunjukkan dalam Rajah 1 mesti ada. Artinya, sistem pengawalseliaan untuk pemboleh ubah itu mesti ada yang mengandungi lima komponen kritikal yang dijelaskan dalam Gambar 1. Berdasarkan ujian ini, kami telah menghasilkan senarai sebahagian pemboleh ubah fisiologi yang diatur secara homeostatik (Jadual 1). Senarai pembolehubah terkawal yang diiktiraf secara meluas dan jelas pada manusia termasuk beberapa ion tak organik (cth, H + , Ca 2+ , K + , dan Na + ), nutrien bawaan darah (cth, glukosa), tekanan darah, darah isipadu, osmolariti darah, dan suhu badan teras.

Jadual 1.

Pemboleh ubah yang diatur secara homeostatik biasanya terdapat dalam buku teks fisiologi manusia sarjana

Pembolehubah TerkawalJulat atau Nilai NormalSensor (Lokasi Jika Diketahui)Pusat Kawalan (Lokasi)PengaruhTindak Balas Efektor
Arteri P o 275� mmHgChemosensors (badan karotid dan badan aorta)Batang otakDiafragma dan otot pernafasanUbah frekuensi pernafasan dan isipadu pasang surut
Arteri P co 234� mmHgChemosensors (badan karotid, badan aorta, dan medula)Batang otakDiafragma dan otot pernafasanUbah frekuensi pernafasan dan isipadu pasang surut
Kepekatan K +3.5𠄵.0 meq/lChemosensor (korteks adrenal)Korteks adrenalbuah pinggangMengubah penyerapan semula / rembesan K +
Kepekatan Ca 2+4.3 & # x020135.3 meq / l (diionisasi)Chemosensor (kelenjar paratiroid)Kelenjar paratiroidTulang, ginjal, dan ususMengubah penyerapan semula Ca 2+, mengubah penyerapan semula / pembentukan tulang, dan mengubah penyerapan Ca 2+
kepekatan H + (pH)35 & # x0201345 nM (pH 7.35 & # x020137.45)Chemosensor (badan karotid, badan aorta, dan lantai ventrikel keempat)Batang otakDiafragma dan otot pernafasanUbah frekuensi pernafasan dan isipadu pasang surut dan ubah rembesan / penyerapan semula ion H + / bikarbonat
Kemosensor (buah pinggang)buah pinggangbuah pinggang
Kepekatan glukosa darah70 & # x02013110 mg / dlKeadaan Fed: chemosensors (pankreas)PankreasHati, tisu adiposa, dan otot rangkaMengubah penyimpanan / metabolisme / pembebasan glukosa dan sebatiannya yang berkaitan
Keadaan berpuasa: chemosensors (hipothalamus, pankreas)Hipotalamus
Suhu badan teras98.6 & # x000b0FTermosensor (hipothalamus, kulit)HipotalamusSaluran darah dan kelenjar peluh di kulit serta otot rangkaUbah rintangan periferal, kadar rembesan peluh, dan menggigil
Ubah keuntungan/kerugian haba
Purata tekanan arteri93 mmHgSensor mekanosensor (sinus karotid dan lengkungan aorta)MedulaJantung dan saluran darahMengubah kadar jantung, ketahanan periferal, keadaan jantung inotropik, dan nada venomotor
Isipadu darah (isipadu peredaran berkesan)5 literMekanosensorMedullaHatiUbah kadar jantung, rintangan periferi, dan keadaan inotropik jantung
(Saluran darah: badan karotid)HipotalamusSalur darahAlter Na + dan penyerapan semula air
(Jantung: atrium dan ventrikel)Atriabuah pinggangMengubah penyerapan air
(Buah pinggang: radas juxtaglomerular dan arteriol aferen renal)buah pinggangUsus
Osmolaliti darah280� mosM/kgOsmosensor (hipothalamus)Hipotalamusbuah pinggangMengubah penyerapan semula air

Jadual ini merangkumi komponen sistem kawalan yang biasa dijumpai yang terlibat dalam peraturan fisiologi (iaitu homeostasis). Ini tidak dimaksudkan untuk menjadi senarai yang lengkap tetapi mencerminkan pemahaman semasa tentang pembolehubah yang dikawal secara homeostatik yang pelajar fisiologi sarjana harus faham dan boleh menggunakan masalah (cth., membuat ramalan tentang tindak balas kepada gangguan atau menjelaskan gejala penyakit).

Titik melekit yang berpotensi berlaku apabila buku teks mengenal pasti pembolehubah sebagai dikawal secara homeostatik walaupun sistem yang terlibat tidak mempunyai semua komponen yang diperlukan. Cadangan bahawa produk sisa metabolik tertentu (mis., sisa nitrogen, bilirubin dan kreatinin) dikawal secara homeostatik menggambarkan kegagalan sedemikian. Kami tidak mencadangkan bahawa tahap bahan-bahan ini tidak disimpan secara relatifnya tetap oleh proses keadaan mantap dalam badan. Sebaliknya, kepekatan bahan-bahan ini tidak dikekalkan oleh sistem yang memenuhi definisi mekanisme homeostatik yang disenaraikan di atas. Tubuh tidak mempunyai sensor fisiologi untuk mengesan bahan-bahan ini di ECF dan oleh itu tidak dapat secara homeostatik mengatur kepekatan ECF zat-zat ini.

Sebaliknya, beberapa mekanisme untuk mengawal tahap pembolehubah fisiologi termasuk satu komponen model (cth, maklum balas negatif) dan mungkin memberikan rupa peraturan homeostatik tetapi, dalam analisis akhir, tidak memenuhi semua kriteria dan tidak boleh dianggap sebagai homeostatik. . Sebagai contoh, rajah buku teks yang menggambarkan kawalan tahap kortisol darah menunjukkan beberapa gelung maklum balas negatif. Ini boleh menyebabkan pelajar berfikir bahawa kortisol adalah pembolehubah terkawal. Walau bagaimanapun, pemboleh ubah yang dirasakan dalam sistem ini adalah pemboleh ubah (contohnya, glukosa darah atau & # x0201cstress & # x0201d) yang nilainya diproses oleh pusat otak yang lebih tinggi atau hipotalamus dan mengakibatkan pembebasan hormon pelepasan kortikotropin . Hasil daripada gelung maklum balas negatif yang melibatkan hormon adrenokortikotropik dan kortisol adalah modulasi kadar pelepasan hormon masing-masing. Oleh itu, hormon pelepas kortikotropin, hormon adrenokortikotropik, dan kortisol tidak boleh dianggap pembolehubah yang dikawal secara homeostatik. Ia adalah elemen isyarat yang mengawal efektor yang menentukan nilai pembolehubah terkawal.

Satu lagi punca kekeliruan yang mungkin tentang pengenalpastian pembolehubah terkawal timbul apabila pembolehubah fisiologi dikawal di bawah satu set keadaan tetapi berkelakuan sebagai pembolehubah terkawal di bawah keadaan lain. Ini boleh berlaku jika pemboleh ubah terkawal berada di bawah kawalan dua sistem homeostatik yang berbeza atau jika pemboleh ubah terkawal dapat & # x0201cocoopted & # x0201d oleh sistem homeostatik yang lain. Ini sering berlaku jika pemboleh ubah fisiologi berperanan dalam lebih dari satu fungsi dalam badan.

Di sinilah konsep homeostasis bersarang atau hierarki homeostat boleh membantu. Carpenter (7) telah menegaskan bahawa terdapat keadaan di mana pengekalan satu pembolehubah terkawal pada nilai titik setnya adalah lebih penting untuk daya maju berterusan organisma daripada pengawalseliaan serentak pembolehubah lain.

Satu contoh ini disediakan oleh nilai P co 2 dalam ECF. Sebagai pemboleh ubah dalam persekitaran dalaman yang mempengaruhi daya maju sel, P co 2 memenuhi semua kriteria untuk pemboleh ubah yang diatur secara homeostatik. P co 2 dalam ECF bergantung kepada tindakan otot pernafasan yang mengubah kadar dan kedalaman pengudaraan. Oleh itu, P co 2 dalam ECF dikekalkan dalam had yang ditetapkan oleh sistem kawal selia yang merasakan P co 2 dan beroperasi dengan maklum balas negatif. Walau bagaimanapun, seperti mana yang diketahui oleh pelajar fisiologi asid-asas, P co 2 dalam ECF tidak dikekalkan secara relatifnya tetap semasa pelarasan pampasan dalam keseimbangan asid-bes badan. Dari perspektif H + homeostasis, P co 2 berfungsi sebagai pembolehubah terkawal.

Pada ketika ini, sesetengah pelajar kami mungkin bertanya “Manakah itu? Adakah P co 2 pemboleh ubah terkawal atau adakah pemboleh ubah terkawal? & # x0201d Jawapan kami ialah P co 2 adalah “kedua-duanya,” dan kami boleh menerangkannya menggunakan idea mekanisme homeostatik bersarang. Terdapat keadaan di mana adalah lebih penting untuk mengekalkan kepekatan H + arteri (pH) dalam julat normal yang mengekalkan P co malar. 2, mungkin kerana kesan khusus kepekatan H + terhadap kemandirian sel. Oleh itu, pengawalseliaan berkesan kepekatan H + ECF hanya boleh dicapai dengan membenarkan P co 2 berubah secara dramatik dari julat normalnya semasa gangguan asid-basa. Dengan memperkenalkan konsep mekanisme homeostatik bersarang, kami telah menyempurnakan bagaimana kami melihat P co 2 sebagai pembolehubah yang dikawal secara homeostatik, dan kami telah menawarkan cara lain untuk menyelesaikan situasi “sticky” lain di mana ketulenan pembolehubah yang dikawal secara homeostatik mungkin dipersoalkan.

Amalan Terbaik dalam Pengajaran Homeostasis

Memandangkan kepusatan konsep homeostasis (15, 16), seseorang akan menjangkakan bahawa kedua-dua sumber pengajaran dan pengajar akan menyediakan model konsep yang konsisten dan menggunakan model ini kepada sistem yang sesuai di mana pembolehubah dikesan dan dikekalkan secara relatifnya.

Walau bagaimanapun, pemeriksaan buku teks sarjana muda mendedahkan bahawa ini tidak berlaku (17). Masalah yang dijumpai termasuk, tetapi tidak terbatas pada, bahasa yang tidak konsisten digunakan untuk menggambarkan fenomena dan gambaran model yang tidak lengkap atau tidak mencukupi. Di samping itu, teks sering mendefinisikan homeostasis pada awal naratif tetapi gagal memperkuat penerapan model ketika mekanisme peraturan khusus dibincangkan (17).

Tambahan pula, kerja kami memberi tumpuan kepada membangunkan inventori konsep untuk peraturan homeostatik (12, 13) mendedahkan kekeliruan yang besar di kalangan ahli fakulti mengenai konsep tersebut. Kami berpendapat kekeliruan ini mungkin berpunca, sebahagiannya, daripada tahap ketidakpastian fakulti tentang konsep dan tahap kerumitan mekanisme pengawalseliaan homeostatik. Perbincangan kami tentang perkara yang melekat yang dikaitkan dengan homeostasis adalah percubaan untuk mencadangkan sumber yang berpotensi kekeliruan ini dan menunjukkan cara pengajar boleh mengatasi kesukaran ini.

Bagaimanakah kita memperbaiki keadaan ini? Kami mencadangkan lima strategi yang akan membantu dalam mendekati masalah tersebut.

1. Ahli fakulti harus menggunakan sekumpulan syarat standard yang berkaitan dengan model. Terdapat ketidakkonsistenan dalam dan antara buku teks berkenaan dengan nama untuk komponen kritikal model. Kami mencadangkan istilah yang ditunjukkan dalam Jadual 2 untuk digunakan apabila membincangkan mekanisme pengawalseliaan homeostatik.

Jadual 2.

Definisi istilah untuk kertas homeostasis

Istilah
Pusat kawalan (atau penyepadu)Pusat kawalan terdiri daripada pengesan ralat dan pengawal. Ia menerima isyarat (maklumat) dari sensor, membandingkan maklumat (nilai pemboleh ubah terkawal) dengan titik yang ditetapkan, menyatukan maklumat dari semua sensor, dan mengirim isyarat output (menghantar arahan atau perintah) untuk meningkatkan atau menurunkan aktiviti efektor. Pusat kawalan menentukan dan memulakan tindak balas fisiologi yang sesuai terhadap sebarang perubahan atau gangguan persekitaran dalaman
PengawalKomponen pusat kawalan yang menerima isyarat (maklumat) daripada pengesan ralat dan menghantar isyarat keluaran (arahan atau arahan) untuk menambah atau mengurangkan aktiviti efektor. Pengawal memulakan tindak balas fisiologi yang sesuai kepada isyarat ralat yang terhasil daripada perubahan atau gangguan pembolehubah terkawal (deria).
PenguatKomponen yang aktiviti atau tindakannya menyumbang kepada penentuan nilai mana-mana pembolehubah sistem. Dalam model ini, efektor menentukan nilai pemboleh ubah terkawal (sensed).
Pengesan ralatKomponen di pusat kawalan yang menentukan (mengira) perbezaan antara nilai titik set dan nilai sebenar pembolehubah terkawal (deria). Pengesan ralat menjana isyarat ralat yang digunakan untuk menentukan output pusat kawalan.
Isyarat ralatIsyarat yang mewakili perbezaan antara nilai titik set dan nilai sebenar pembolehubah terkawal. Isyarat ralat adalah salah satu isyarat input kepada pengawal.
Persekitaran luaranDunia di luar badan dan & # x0201cstate. & # X0201d Keadaan atau keadaan di dunia luar dapat menentukan keadaan banyak sifat dalaman organisma.
PenyepaduIni adalah istilah lain untuk pusat kawalan. Penyepadu memproses maklumat daripada penderia dan komponen-komponen yang menentukan titik set, menentukan sebarang isyarat ralat yang hadir dan menghantar isyarat keluaran (arahan atau arahan) untuk meningkatkan atau mengurangkan aktiviti efektor.
Persekitaran dalamanPersekitaran dalaman ialah ruang cecair ekstraselular. Ini adalah persekitaran di mana sel-sel tubuh hidup. Inilah yang dimaksudkan Bernard dengan & # x0201kawasan dalaman. & # X0201d
HomeostasisPengekalan persekitaran dalaman yang agak stabil oleh organisma dalam menghadapi perubahan persekitaran luaran dan aktiviti dalaman yang berbeza-beza menggunakan mekanisme maklum balas negatif untuk meminimumkan isyarat ralat.
Maklumbalas negatifMekanisme kawalan di mana tindakan efektor (tindak balas) menentang perubahan dalam pembolehubah terkawal dan mengembalikannya semula ke arah nilai titik set.
Pembolehubah tidak dikawal (pembolehubah terkawal)Pembolehubah yang nilainya berubah sebagai tindak balas kepada aktiviti effector tetapi nilainya tidak dikesan secara langsung oleh sistem. Pemboleh ubah terkawal menyumbang kepada penentuan pemboleh ubah terkawal. Sebagai contoh, kadar denyutan jantung dan strok (pemboleh ubah terkawal) menyumbang untuk menentukan output jantung (pemboleh ubah terkawal lain) yang menyumbang kepada tekanan darah arteri (pemboleh ubah terkawal).
Gangguan (gangguan)Sebarang perubahan dalam persekitaran dalaman atau luaran yang menyebabkan perubahan kepada pembolehubah yang dikawal secara homeostatik. Perubahan yang disebabkan oleh fisiologi dalam titik set tidak akan dianggap sebagai gangguan.
Pemboleh ubah terkawal (pembolehubah deria)Mana-mana pemboleh ubah yang terdapat sensor di dalam sistem dan nilainya disimpan dalam had oleh sistem maklum balas negatif dalam menghadapi gangguan dalam sistem. Pemboleh ubah yang diatur adalah sifat atau keadaan cecair ekstraselular yang disimpan relatif tetap dalam persekitaran dalaman untuk memastikan daya maju (kelangsungan hidup) organisma.
TanggapanPerubahan dalam fungsi atau tindakan suatu efektor.
Penderia (Reseptor)“peranti” yang mengukur magnitud beberapa pembolehubah dengan menjana isyarat keluaran (neural atau hormon) yang berkadar dengan magnitud rangsangan. Penderia ialah “peranti.” Bagi sesetengah pembolehubah terkawal, penderia ialah sel deria khusus atau “sensori reseptor,” cth., termoreceptor, baroreseptor atau osmoreceptor. Untuk pemboleh ubah yang diatur lain, sensor adalah komponen selular, misalnya, reseptor sensasi Ca 2+ (reseptor berpasangan protein G yang merasakan Ca 2+ darah di kelenjar paratiroid).
Tetapkan titikJulat nilai (julat magnitud) pembolehubah terkawal yang cuba dikekalkan oleh sistem. Titik tetapan merujuk kepada “nilai yang diingini.” Titik tetapan secara amnya bukan satu nilai, ia adalah julat nilai.

Glosari istilah yang digunakan dalam membincangkan konsep teras homeostasis. Komponen sistem yang dikawal secara homeostatik (Rajah 1) ditakrifkan di sini seperti beberapa istilah lain yang berlaku dalam pengajaran konsep ini.

2. Perwakilan bergambar standard model harus diadopsi ketika mula-mula menjelaskan homeostasis, dan ia harus digunakan untuk membingkai perbincangan sistem tertentu yang sedang dipertimbangkan. Rajah 1 menunjukkan gambarajah seperti itu.

Hujah boleh dibuat bahawa rajah ini mungkin sukar difahami oleh pelajar sarjana muda. Ini mungkin rasional untuk membentangkan gambar rajah yang lebih mudah yang terdapat dalam kebanyakan teks sarjana muda (17). Walau bagaimanapun, kerana rajah ringkas ini tidak secara eksplisit menyertakan semua komponen sistem kawal selia homeostatik (mis., titik set), ia mungkin menjadi punca salah tanggapan yang dibincangkan sebagai titik melekit. Akibatnya, pelajar mungkin tidak menyedari bahawa ciri penting sistem kawal selia homeostatik ialah meminimumkan isyarat ralat. Perwakilan model yang dipermudahkan yang merangkumi komponen kritikal dari sistem peraturan ditunjukkan pada Gambar. 2. Bergantung pada kandungan kursus dan tahap pelajar, model ini dapat dikembangkan untuk menambahkan lebih banyak tahap kerumitan seperti yang diperlukan.

Perwakilan ringkas sistem kawal selia homeostatik. Beberapa komponen yang ditunjukkan dalam Rajah 1 digabungkan dalam perwakilan ini. Pembaca harus merujuk kepada Jadual 1 untuk mencari korespondensi antara komponen sistem kawal selia homeostatik yang signifikan secara fisiologi dan perwakilan yang dipermudahkan ini. Contohnya, kemosensor dalam badan karotid dan badan aorta ialah “sensor,” batang otak ialah “pusat kawalan,” dan diafragma serta otot pernafasan lain ialah �tors” dalam sistem pengawalseliaan homeostatik. untuk arteri P o 2.

3. Anggota fakulti harus memperkenalkan konsep peraturan homeostatik pada awal kursus dan terus menerapkan dan dengan itu memperkuat model ketika setiap sistem homeostatik baru dihadapi. Adalah penting untuk terus menggunakan terminologi standard dan perwakilan visual seperti yang disyorkan dalam perkara pertama dan kedua di atas. Pelajar cenderung untuk tidak secara spontan atau mudah menyamaratakan penggunaan konsep teras mereka. Oleh itu adalah menjadi tanggungjawab pengajar untuk mewujudkan persekitaran pembelajaran di mana tingkah laku pemindahan jenis ini digalakkan. Ahli fakulti boleh memudahkan perkara ini dengan menyediakan pelbagai peluang kepada pelajar untuk menguji dan memperhalusi pemahaman mereka tentang konsep teras peraturan homeostatik.

Salah satu cara untuk memperkuat penerapan model homeostasis secara meluas dan membantu pelajar menunjukkan bahawa mereka memahami mana-mana mekanisme homeostatik tertentu adalah dengan meminta mereka bertanya (dan menjawab) satu siri soalan mengenai setiap sistem homeostatik yang mereka hadapi (lihat Jadual 3). Dengan berbuat demikian, mereka menunjukkan bahawa mereka dapat menentukan komponen penting dari model mental yang diperlukan untuk menentukan sistem homeostatik. Usaha untuk menjawab soalan ini dengan teliti dan tepat akan membantu pelajar mendedahkan jurang dalam pemahaman mereka dan akan mendedahkan ketidakpastian dalam maklumat sumber yang mereka gunakan.

Jadual 3.

Soalan pelajar harus bertanya tentang mana-mana sistem yang dikawal secara homeostatik

Apakah pembolehubah yang dikawal secara homeostatik? Adakah ia sifat atau keadaan cecair ekstrasel?
Sensor apa dan di mana?
Apa dan di mana pusat kawalan?
Apakah dan di manakah kesannya? Bagaimanakah mereka mengubah aktiviti mereka untuk menghasilkan tindak balas?
Adakah tindak balas membawa kepada perubahan dalam pembolehubah/stimulus terkawal selaras dengan pengurangan isyarat ralat (maklum balas negatif)?

4. Ahli fakulti harus berhati-hati apabila mereka memilih dan menerangkan contoh fisiologi atau model analogi yang mereka pilih untuk memperkenalkan dan menggambarkan homeostasis dalam bilik darjah. Khususnya, pengajar harus memastikan bahawa contoh perwakilan yang mereka gunakan tidak memasukkan salah tanggapan tambahan ke dalam pemikiran pelajar. Ini berlaku terutamanya ketika termoregulasi dapat dianggap sebagai contoh peraturan homeostatik.

Tinjauan tidak formal buku teks fisiologi menunjukkan bahawa termoregulasi hampir digunakan secara universal sebagai contoh mekanisme homeostatik. Sebab yang paling mungkin untuk pemilihan ini ialah 1) terdapat proses setiap hari, nampaknya mudah difahami yang melibatkan pengawalan suhu udara di dalam bilik atau bangunan (iaitu, pengendalian relau dan penghawa dingin) dan 2) tindak balas fisiologi badan lazim dan jelas boleh diperhatikan dan/atau dialami oleh pelajar (berpeluh, menggigil, dan perubahan warna kulit). Namun, berdasarkan keterangan kami mengenai sistem peraturan homeostatik yang tipikal, ada alasan yang kuat untuk mengesyorkan agar berhati-hati jika termoregulasi digunakan sebagai contoh awal dan representatif dari homeostasis.

Yang paling membimbangkan, sistem pemanasan dan penyejukan rumah biasa beroperasi dengan cara yang berbeza dengan mekanisme termoregulasi manusia. Efektor di kebanyakan rumah, relau dan penghawa dingin, beroperasi dengan cara hidup penuh/penuh. Contohnya, apabila suhu pada termostat jatuh di bawah nilai yang telah didail masuk (suhu titik set), relau dihidupkan dan kekal pada output maksimum sehingga suhu kembali kepada nilai titik set. Walau bagaimanapun, ini bukanlah bagaimana sistem termoregulasi manusia berfungsi atau bagaimana mekanisme homeostatik lain beroperasi. Satu akibat yang berpotensi daripada menggunakan sistem model ini untuk menggambarkan sistem homeostatik ialah penciptaan salah tanggapan pelajar yang biasa bahawa mekanisme homeostatik beroperasi dalam cara hidup/mati (12, 24), titik melekit yang telah kami atasi di atas. Ahli fakulti perlu menolong pelajar mengatasi masalah ini sekiranya mereka memilih untuk menggunakan termoregulasi sebagai contoh homeostasis yang mewakili.

Alternatif apa yang mungkin disyorkan? Kami mencadangkan kawalan pelayaran kereta sebagai analog bukan biologi yang berguna untuk homeostasis. Penggunaan kawalan pelayaran bukanlah satu aktiviti yang luar biasa untuk pelajar, dan, seperti yang telah kami jelaskan sebelum ini, pengendalian kawalan pelayaran secara teorinya mudah difahami. Bagaimana pula dengan contoh fisiologi untuk mewakili homeostasis? Kajian semula Jadual 1 akan mencadangkan sistem pengantara insulin untuk pengawalan glukosa darah semasa keadaan makan mempunyai banyak perkara untuk mengesyorkannya. Pelajar umumnya biasa dengan butir-butir sistem dari kerja kursus sebelumnya atau dari pengalaman peribadi. Sistem lain cenderung kurang dapat diakses oleh pelajar fisiologi permulaan.

Walau bagaimanapun, ahli fakulti harus sedar bahawa peraturan glukosa darah bukan tanpa kelemahannya sebagai contoh perwakilan peraturan homeostatik. Tidak mudah untuk mengenal pasti atau menerangkan operasi penderia glukosa, titik set, dan pengawal yang terlibat dalam homeostasis glukosa. Tambahan pula, mungkin tiada analog yang difahami secara meluas kepada peraturan glukosa yang boleh diambil dengan mudah daripada kehidupan seharian. Baik kawalan pelayaran, sistem navigasi pada kapal terbang, autofokus pada kamera atau contoh umum servomechanisms yang lain tidak sepadan sepenuhnya dengan operasi sistem maklum balas yang terlibat dalam mengawal glukosa darah semasa keadaan makan.Ini menunjukkan pertukaran yang mesti dibuat apabila mana-mana contoh atau model tertentu diterima pakai untuk mewakili peraturan homeostatik. Menyedari hal ini, penggunaan sistem kawalan fisiologi seperti peraturan glukosa semasa keadaan makan, di mana efektor beroperasi secara berterusan, nampaknya lebih disukai daripada termoregulasi sebagai contoh yang mewakili untuk mengajar konsep peraturan homeostatik.

5. Semasa membincangkan membincangkan fisiologi organisma, hadkan penggunaan istilah & # x0201komostatik peraturan & # x0201d kepada mekanisme yang berkaitan dengan menjaga konsistensi persekitaran dalaman (iaitu ECF).

Mengguna pakai lima strategi ini akan menyediakan pelajar rangka kerja yang konsisten untuk membina model mental mereka sendiri bagi mekanisme homeostatik tertentu dan akan membantu mereka mengenali persamaan fungsi antara sistem pengawalseliaan homeostatik yang berbeza pada peringkat organisma. Kerana penerapannya yang meluas ke sistem yang berbeza dalam biologi organisma, homeostasis adalah salah satu idea penyatuan yang paling penting dalam fisiologi (15, 16). Untuk membina pemahaman yang mantap dan berkekalan tentang konsep ini, pelajar memerlukan alat yang betul. Dengan memberi mereka istilah yang tepat dan konsisten serta menggalakkan mereka menggunakan perwakilan bergambar piawai bagi model homeostatik, kami membolehkan mereka membina asas yang betul untuk memahami sistem homeostatik. Dengan menyedarkan pelajar tentang kemungkinan sumber kekeliruan yang merangkumi konsep homeostasis, iaitu titik lekat, kita membantu mengelakkan pemikiran mereka menjadi sesat atau tidak tepat. Dengan berbuat demikian, kami menetapkan tahap bagi pelajar kami untuk mengembangkan pemahaman yang tepat mengenai pelbagai fenomena fisiologi dan mencapai rasa & # x0201kepungan badan yang bersepadu. & # X0201d


Bahan dan Kaedah

Struktur dan Latihan Rangkaian

Rangkaian mempunyai struktur 20 (lapisan input/permukaan deria)–10 (lapisan tersembunyi/interneuron)–20 (lapisan output/peta deria) dengan lapisan bersambung sepenuhnya dan bias boleh dilatih dalam lapisan tersembunyi dan keluaran. Setiap rangkaian telah dilatih dengan tatasusunan 4,000 vektor input (kumpulan mangsa), dengan bilangan objek setiap vektor mengikut rawak biasa ($mathrm, = 10 $, $ mathrm, = 2 $) atau taburan rawak seragam, sampel antara 1 dan 20, dan kedudukan objek dalam setiap vektor selalu mengikuti pembahagian rawak seragam. Objek dalam vektor diwakili oleh 1 dan ruang kosong yang tinggal dengan 0. Rangkaian dilatih untuk 1.000 zaman menggunakan pembaharuan berat berurutan, dan susunan berat statik dipilih mengikut prosedur berhenti awal (Hecht ‐ Nielsen 1990). Dalam prosedur ini, tatasusunan ujian adalah saiz yang sama seperti tatasusunan latihan dan menggunakan taburan pensampelan yang sama, dan tatasusunan berat statik dipilih pada ralat ujian minimum dalam tempoh latihan. Tugas rangkaian semasa latihan adalah untuk menghasilkan semula setiap vektor input dalam lapisan output. Untuk memasukkan replikasi jaringan ke dalam analisis, 52 jaringan dilatih untuk setiap kombinasi algoritma latihan dan pengedaran vektor input. Matriks berat permulaan yang sama (nombor rawak seragam antara −1 dan 1) dan data input latihan digunakan untuk melatih rangkaian menggunakan algoritma latihan yang berbeza.

Prosedur perambatan belakang (Ackley et al. 1985) dijalankan dengan kadar pembelajaran 0.2 (dioptimumkan dalam kajian rintis untuk memberikan penumpuan yang pantas dan boleh dipercayai dalam 1,000 zaman) dan fungsi pengaktifan sigmoid binari (ditakrifkan di bawah). Peraturan pembelajaran reward penalti bersekutu (Mazzoni et al. 1991 Barto 1995) adalah salah satu kelas kaedah latihan rangkaian yang mengandungi prosedur yang serupa dengan fenomena pengukuhan dalam psikologi (Pennartz 1997) dan, tidak seperti backpropagation, secara amnya merangkumi ciri yang sesuai dengan fenomena yang diketahui dalam neurobiologi. Ciri biologi yang terdapat dalam penalti ganjaran bersekutu dan tidak terdapat dalam perambatan belakang termasuk isyarat pengukuhan maklum balas tunggal kepada semua sambungan sebagai tambahan kepada seni bina rangkaian asas yang diterangkan di atas, sinaps seperti Hebb, dan tembakan kemungkinan neuron. Dalam rangkaian penalti associ bersekutu, input mungkin berterusan, tetapi unit tersembunyi dan output adalah unsur stokastik binari dengan hlmi, kebarangkalian tembakan iunit ke-, ditakrifkan oleh di mana g(xadalah fungsi sigmoid binari $ g (x) = 1 / (1+ mathrm,[ -x] ) $ , yang junit th menyediakan input xj kepada iunit melalui sambungan wij, dan M ialah bilangan input ke unit. Semasa pengemaskinian berat, isyarat pengukuhan dikira daripada ralat antara output sebenar dan yang dikehendaki sebagai $r=1-varepsilon $ dengan di mana k indeks yang K unit keluaran dalam rangkaian, $x^<*>_$ ialah keluaran yang dikehendaki bagi kunit dalam lapisan output, $ x_$ adalah keluaran sebenarnya, dan n ialah pemalar. Berat kemudian dikemas kini mengikut lokasi xi ialah keluaran daripada iunit ke- rangkaian, dan ρ dan λ ialah pemalar. Nilai yang dioptimumkan $ rho = 0.125 $, $ lambda = 0.0025 $, dan $ n = 1.5 $ digunakan berdasarkan beberapa anggaran pengurangan ralat lebih dari 100 zaman untuk kombinasi di sekitar nilai Mazzoni et al. (1991).

Menggunakan Rangkaian Statik untuk Menjana Ramalan: Penyasaran Objektif ‐ Objektif

Penyasaran item mangsa dalam kumpulan oleh rangkaian statik telah disimulasikan dengan mengunjurkan objek mangsa sasaran ke kedudukan tengah (kedudukan 10) lapisan input dan menentukan bilangan kejadian (lebih 50 ulangan untuk setiap rawatan yang ditakrifkan di bawah, dengan rawak kedudukan nontarget mangsa) di mana objek didaftarkan sebagai "hadir" pada kedudukan yang sama dari peta deria. Ini diulang untuk semua rangkaian terlatih. Pilihan kedudukan input untuk sasaran adalah sama dengan kecenderungan banyak haiwan untuk memfokuskan objek yang menarik ke bahagian tengah retina. Untuk rangkaian penalti ganjaran bersekutu binari,, nilai 1 pada kedudukan 10 lapisan output menunjukkan "objek hadir" dan untuk rangkaian penyebaran belakang (keluaran berpotensi berterusan), nilai & gt0.8 dipilih kerana memberikan penargetan analog‐ ketepatan berbanding hubungan ukuran kumpulan dalam rangkaian yang dilatih dengan algoritma yang berbeza (selebihnya ruang parameter menghasilkan corak yang kurang konsisten dengan kesan kekeliruan). Data keluaran rangkaian kebanyakannya bukan normal, dan nilai median ($n=52$) kejayaan pengenalan sasaran berkadar ($n=50$) telah dibentangkan dengan selang keyakinan 95% untuk median (Zar 1999). Ujian Kruskal ‐ Wallis (Zar 1999) digunakan untuk menguji sama ada ketepatan sasaran rangkaian saraf buatan median berbeza sehubungan dengan ukuran kumpulan (kesan kekeliruan), dan pelanjutan dua arah Scheirer ‐ Ray ‐ Hare ujian ini (Sokal dan Rohlf 1995) digunakan untuk menganalisis kesan rawatan berkenaan dengan kesan kekeliruan. Bentuk asas kesan kekeliruan dan faktor yang diketahui atau disyaki untuk mengurangkannya telah disiasat seperti berikut.

Kesan kekeliruan asas. Ikan, primata, burung, sotong, dan sotong merasa lebih sukar untuk menangkap mangsa secara individu kerana jumlah barang mangsa dalam mangsa kumpulan meningkat (Gillett et al. 1974 Neill dan Cullen 1974 Treherne dan Foster 1982 Landeau dan Terborgh 1986 Schradin 2000 ). Untuk menguji kesan kekeliruan menggunakan model kami, objek sasaran sasaran dengan $ mathrm,=1$ telah diunjurkan ke kedudukan 10 rangkaian terlatih, dan 1–19 objek dengan $mathrm,=1$ diletakkan pada kedudukan rawak di sekitar sasaran ini (replikasi seperti yang diterangkan di atas digunakan).

Pengurangan kesan kekeliruan jika sasarannya lebih sengit secara visual daripada ahli kumpulan lain. "Kesan keanehan" dianggap sebagai fenomena umum (Dukas 2002 Krause dan Ruxton 2002) dan telah diperlihatkan secara eksperimental dalam bass dan sticklebacks yang memangsa ikan kecil dan kutu air (masing-masing), bahkan ketika relatif sasaran dan mangsa bukan sasaran berbanding latar belakang adalah dikawal untuk (Ohguchi 1978 Landeau dan Terborgh 1986). Ia disiasat di sini dengan mengekalkan objek mangsa sasaran pada $ mathrm,=1$ dan memberikan semua objek sekeliling keamatan $mathrm,=1$ , 0.75, 0.5 atau 0.25. Setiap kombinasi diulang untuk pelbagai (1–20) saiz kumpulan mangsa. Untuk mengawal kecenderungan sasaran / nontarget, prosedur diulangi dengan bukan sasaran $ mathrm,=1$ dan 0.1 dan latar belakang (sebelum ini dipanggil ruang kosong) ditetapkan kepada 0.55.

Sasaran lebih terdedah pada penampilan yang heterogen daripada kumpulan yang kelihatan homogen. Ini dianggap sebagai kesan umum (Krause dan Ruxton 2002) dan telah ditunjukkan secara eksperimen dalam bass yang memangsa ikan kecil (Landeau dan Terborgh 1986). Dalam kajian ini, sasaran dikekalkan pada $mathrm, = 1 $ dan objek sekitarnya berbeza secara rawak dari $ mathrm, = 0.1 $ hingga 1 dengan kenaikan 0.1. Sekali lagi, ini diulang untuk julat penuh saiz kumpulan.

Sasaran yang diasingkan dari kumpulan lebih mudah ditangkap daripada yang berada di tengah. Pemangsa biasanya cuba mengasingkan individu daripada kumpulan mangsa (Schaller 1972 Major 1978 Schmitt dan Strand 1982), tetapi nilai tingkah laku ini dalam mengurangkan kesan kekeliruan belum ditetapkan (Krause dan Ruxton 2002). Untuk menyiasat kesan ini, tujuh kedudukan akhir vektor yang dicipta seperti dalam kesan kekeliruan asas yang diterangkan di atas telah diambil sampel, dua kedudukan dibiarkan kosong dan sasaran diunjurkan ke kedudukan 10 seperti biasa. Ini memberi vektor yang mewakili pandangan akhir kumpulan mangsa dengan satu individu terpencil.

Pemadatan dan kesan kekeliruan. Sesetengah spesies ikan bersoal menunjukkan pemadatan apabila berisiko daripada pemangsa (Seghers 1974 Magurran dan Pitcher 1987), tetapi tidak diketahui sama ada tingkah laku ini memburukkan lagi kesan kekeliruan bagi pemangsa (Krause dan Ruxton 2002). Kesannya disiasat dengan membuat vektor seperti yang dijelaskan dalam kesan kekeliruan asas di atas dan membandingkannya dengan vektor di mana bilangan objek sekitar yang setara dipadatkan sepenuhnya di sekitar sasaran, tanpa ruang kosong antara "mangsa nontarget."

Pengesahan Model dengan Eksperimen pada Penyasaran Manusia

Model kesan kekeliruan telah disahkan menggunakan "pemangsa manusia" dengan membina program interaktif komputer yang mensimulasikan beting atau kumpulan organisma "meletus" keluar dari titik pusat (sama dengan mekanisme pengelakan pemangsa-pengembangan kilat dalam ikan Parrish et al. 2002) di mana tugas pengguna adalah mengklik dengan kursor tetikus individu yang awalnya disorot (rajah 1). Rajah 1:

Komputer interaktif untuk mengukur kesan kekeliruan pada manusia, dalam empat bahagian. Semasa bahagian 1, kursor tetikus dibekukan di tengah-tengah skrin komputer sementara kiraan detik ditunjukkan. Bahagian 2 menunjukkan kerangka pertama dari bahagian interaktif simulasi, di mana pengguna memulakan percubaannya untuk mengklik objek yang ditunjukkan dengan anak panah. Di antara bahagian 2 dan 3 terdapat enam bingkai di mana objek sasaran terus diserlahkan oleh anak panah kecil. Semasa bahagian 4, anak panah dialih keluar, dan pengguna mesti terus mencuba untuk menyerang objek yang disasarkan sebelum ini. Simulasi diulang dengan bilangan objek yang berlainan antara 1 dan 100. Prosedur tambahan dijelaskan dalam teks, dan rakaman video (video 1) simulasi yang digunakan, serta kod Matlab untuk interaktif, tersedia.

Simulasi dijalankan di komputer notebook dengan monitor warna LCD 15 inci (kadar penyegaran 60 ‐ Hz) dan jarak tontonan yang ditentukan pengguna. Setiap larian simulasi dimulakan dengan kira detik visual selama 3 s dan dihadkan pada segi empat sama $16kali 16$ ‐cm di tengah skrin, di bawahnya kursor tetikus dibekukan untuk mengelakkan preposisi. Sekumpulan item berudu seperti mangsa kemudian muncul dalam cincin di sekitar kursor (sehingga pengguna harus mengejar barang mangsa), dan barang mangsa bergerak ke luar selama 0.24 s, dengan item mangsa yang dikejar disorot oleh kecil anak panah. Pada fasa terakhir dan paling lama, barang mangsa terus bergerak ke luar, tetapi individu yang akan dikejar tidak lagi ditonjolkan. Ketidakpastian ditambahkan ke arah luar pergerakan mangsa dengan menambahkan penyimpangan sudut rawak dari arah sebelumnya, diambil sampel dari taburan rawak normal dengan $ mathrm, = 0 ^ < circ> $ dan $ mathrm,=5.7^$ . Bingkai dikemas kini setiap 40 ms, dan item mangsa bergerak dengan kelajuan 2 cm / s. Untuk butiran warna dan dimensi, lihat rajah 1, video 1 dan rakaman video serta kod Matlab untuk program interaktif. Video 1:

Komputer interaktif seperti yang dikendalikan oleh pengguna manusia. Pengguna, yang mengawal kursor tetikus bulat, berusaha menangkap pada skrin komputer objek yang awalnya disorot dengan anak panah merah.
Muat turun video: video1.mpg (2.4 MB)

Tugas pengguna adalah mengklik sekali pada bahagian "badan" item mangsa yang awalnya disorot sementara kursor tetikus (di mana pengguna mempunyai kawalan) menindihnya dan sebelum semua objek keluar dari layar. Pengguna dibenarkan berbilang klik dalam mengejar mangsa dan 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50, 60, 70, 80, 90 dan 100 mangsa setiap kumpulan dijalankan dalam persembahan rawak, dengan prosedur ini diulang empat kali bagi setiap pengguna. 47 pengguna tersebut adalah kakitangan universiti dan pelajar dari kedua-dua jantina yang berumur antara 19 hingga 54 tahun. Mereka tidak menyedari fenomena yang disiasat sehingga selepas mereka mengambil bahagian. Kesan kekeliruan dihitung sebagai peratusan hit mangsa sasaran pada setiap ukuran kumpulan ($ n = 47 $), dan peratusan median ($ n = 4 $) diplot terhadap output model setelah normalisasi data pengguna untuk memungkinkan makna perbandingan dengan keluaran model.

Semua prosedur yang dijelaskan dalam bahagian kaedah dikodkan dan dilaksanakan dalam paket komputer Matlab (ver. 6.5, pelepasan 13), kecuali ujian Kruskal ‐ Wallis dan Scheirer ‐ Ray ‐ Hare, yang dijalankan dalam SPSS (ver. 12.0. 01). Selain rakaman video (video 1) dan kod Matlab bagi komputer eksperimen interaktif yang diterangkan di atas, kod untuk latihan rangkaian dan prosedur ujian juga tersedia sebagai maklumat tambahan.


OBJEKTIF SISTEM NERVO DAN SENSORI

1- Antara berikut yang manakah sistem integratif dalam badan kita?

2. Sistem saraf dalam organisma, secara amnya berfungsi untuk

(a) mengatur dan mengawal aktiviti pelbagai organ dalam badan.

(b) menghubungkait dan menyelaraskan aktiviti pelbagai organ untuk memastikan keutuhan haiwan tersebut.

(c) membantu organ mengekalkan perpaduan dengan alam sekitar.

(a) afferent yang membawa impuls dari pinggiran badan ke CNS.

(b) efferent yang membawa impuls dari
CNS ke organ eferen.

5. Unsur sistem saraf yang membantu dalam penyelarasan adalah:

(a) Sistem saraf resap dan ganglionik.

(b) Sistem saraf tersebar dan berpusat.

7. Peralihan isyarat ke salah satu daripada beberapa litar alternatif, penguatan isyarat tertentu sementara pengurangan yang lain, penyatuan isyarat dari sumber yang meresap, pembelajaran dll, dilakukan oleh?

(c) persimpangan neuromuskular

satu neuron atau hujung akson saraf yang lain

10. Potensi elektrik yang membran sel wujud di seberang a

(a) potensi membran berehat

(b) keupayaan membran aktif

(b) kepekatan dendrit dan akson

(c) ikatan akson atau dendrit neuron.

(d) berkas akson atau dendrit yang dibatasi oleh tisu penghubung.

12. Mana yang mempunyai kemeriahan

.13-Antara ini yang manakah pernyataan yang betul

(a) semua neuron boleh terangsang.

(b) semua neuron dapat menghantar impuls ke membrannya.

(c) penularan impuls saraf tidak sehala.

(d) semua pernyataan ini

14. Dorongan dari organ indera selalu dibawa dari organ indera ke CNS dengan cara

15. Impuls dari CNS ke efektor sentiasa dibawa oleh

16. Dendrit daripada jenis neuron yang manakah menghantar impuls ke arah badan sel?

17. Pengaliran impuls saraf melalui serat saraf adalah semata-mata

(c) fenomena elektrokimia

18. Impuls bergerak sepanjang serabut saraf sebagai a

(a) gelombang penyebaran diri dari beberapa perubahan elektrokimia.

(b) gelombang perambatan sendiri perubahan mekanikal.

(c) gelombang perambatan sendiri perubahan terma.

(d) gelombang penyebaran diri tidak ada perubahan ini.

19. Pengaliran impuls saraf bergantung kepada

(a) Kebolehtelapan membran permukaan akson

(c) kesetaraan elektrik antara aksoplasma dan cecair selular tambahan.

20. Di bawah keadaan kebolehtelapan membran permukaan akson terganggu, impuls saraf akan

(d) berkelakuan dahulu perlahan-lahan kemudian pantas.

21. Bagaimana kita dapat mengganggu pengaliran impuls melalui serat saraf?

(a) dengan mengganggu kebolehtelapan membran permukaan akson

(b) dengan mengubah keseimbangan oksmotik.

(c) dengan mengganggu kesetaraan elektrik

(d) oleh semua proses ini.

22. Sinaps ialah jurang antara bersebelahan

(d) sel saraf dan sel lain.

23. Dorongan akan melalui serat saraf hanya jika membran menjadi lebih telap ke ion

24. Impuls saraf adalah, sebenarnya, satu proses yang dikaitkan dengan fenomena ini.

25. Saraf yang melakukan impuls dari tisu ke saraf dipanggil

26. Synpas di mana arus tempatan yang terhasil daripada aktiviti elektrik mengalir antara dua neuron melalui persimpangan celah yang bergabung dengan mereka dipanggil

27. Serabut saraf aferen menghantar impuls daripada

28. Semasa melakukan impuls, potensi elektrik di bahagian dalam axolemma (membran plasma axon) berubah dari.

(a) negatif kepada positif dan tetap • positif.

(b) negatif kepada positif dan kekal negatif.

(c) positif kepada negatif dan tetap positif.

(d) positif kepada positif dan kekal negatif.

29. Dalam peringkat rehat axolemma adalah

(a) kurang telap ke ion Na +

(b) cukup telap ke ion K ± dan Cl & # 8211

(c) tidak telap kepada semua ion ini

30. Pada tahap istirahat axolemma kurang dapat ditandingi ion Na + tetapi cukup

telap kepada ion e dan CI oleh

31. Pam natrium – kalium bermakna

(a) Mengusir Na + menjadi ekstraselular

cecair dan pengambilan e dari sitoplasma terhadap kecerunan kepekatan.

(b) Mengusir le ke dalam ekstraselular

cecair dan pengambilan Na + dari sitoplasma

(c) Hanya mengeluarkan Na + ke dalam cecair ekstrasel

(d) Hanya pengambilan ic f ke dalam sitoplasma.

32. Pam natrium & # 8211 kalium & # 8211 beroperasi dengan bantuan enzim ini.

33. Cas negatif ke atas molekul organik kompleks dinetralkan oleh

34. Pam natrium-kalium berfungsi terutamanya untuk

(a) mengekalkan keseimbangan osmotik antara
cecair ekstraselular dan sitoplasma.

(b) mengurangkan cas ke atas permukaan membran.

(c) untuk mempercepatkan perambatan impuls saraf.

35. Setiap sel dalam tahap rehat berada dalam keadaan terpolarisasi dengan potensi membran

36. Potensi elektrik merentasi membran setiap sel rehat adalah

(c) potensi membran berehat

37. Penghantaran garam impuls saraf berlaku dalam yang

38. Sinaps antara gentian motor dan plat akhir dipanggil.

(c) sinaps neurosecretory.

39. Serat kolinergik ialah serat yang membebaskan pada hujung bebasnya.

40. Yang manakah bukan neurohormone.

41. Neurohormones yang menghalang penghantaran pasca-sinaptik adalah

42. Asetilkolin bertanggungjawab untuk penghantaran impuls saraf melalui

43. Pemusnahan asetilkolin oleh asetilkolinesterase diperlukan
disebabkan

(a) pesenan asetilkolin pada dendrit yang akan terus menghantar impuls yang sama.

(b) ia akan menjadikan penghantaran lebih jauh mustahil. (c) kedua-dua a dan b

(a) pemancar neuro merentas sinapsis.

45. Sinaps antara dua neuron mungkin

46. ​​Kebanyakan sistem saraf primitif terdapat dalam

47. Manakah antara ini mempunyai sistem saraf tetapi tiada otak

48. Jaring neuron dari Hydra kekurangan

(d) arah aliran impuls

(a) sel deria tetapi tiada sel saraf.

(b) kedua-dua sel deria dan saraf.

(c) sel deria atau saraf.

(d) sel saraf tetapi tidak ada sel deria.

50. Sistem saraf daripada Hydra diperbuat daripada

(c) kord saraf berganglion.

51. Sistem saraf di Hydra dibentuk oleh.

52-Bilangan ganglia subpharyngeal dalam cacing tanah adalah

(c) dua pasang (d) tiga pasang

53-Ganglia subphatyngeal dalam cacing tanah membekalkan saraf kepada

(b) tiga segmen anterior

54-Dalam tali saraf ventral cacing tanah mempunyai ganglia simetris

(a) dalam semua segmen badan

(b) dalam semua segmen di belakang segmen ke-4

(d) semua segmen di belakang clitellum.

55. Satu ganglia segmen memberi

Kabel lipas saraf terdiri daripada sebilangan besar ganglia ini

57. Saraf kepada rahang bawah dalam lipas diberikan oleh

(b) penghubung circumoesophageal.

(c) ganglia suboespophageal k frontal

58-Ganglia toraks pertama dalam lipas memberikan bilangan saraf yang mana

(a) dua pasang (b) tiga pasang

59. Ganglia perut terakhir dalam lipas memberikan bilangan saraf yang mana

60. Sistem saraf pada vertebrata terdiri daripada

(b) sistem saraf autonomi

(c) sistem saraf periferal

61. Yang manakah antara berikut merupakan pengawal tertinggi bagi jumlah tindak balas badan.

(a) sistem saraf autonomi

(c) sistem saraf periferal

62. Cairan serous alkali dan limfa yang terdapat di dalam rongga otak dan saraf tunjang disebut.

63. Memanjangkan dari saraf tunjang katak adalah

(d) akar saraf dorsal dan ventral

64. Otak dan saraf tunjang pada katak dilindungi dengan mana antara meniges berikut.

(c) kedua-duanya (d) tidak ada
ini

65. Arachnoid terdapat di antara.

(b) dura mater dan sarung tulang yang terlalu banyak.

66. Ventrikel hadir in hemisfera serebrum dipanggil.

(c) kedua-duanya (d) tiada satu pun
ini

67. Ruang di dalam lobus penciuman dipanggil

68. Komunikasi antara dua paracoels dipanggil

69. Rongga dalam saraf tunjang dipanggil

(c) enterocoel (d) schizocoel.

70. Bahan aktif dalam kebanyakan semburan dan serbuk kutu adalah parathion yang mencegah kerosakan

71. Bahagian luar otak yang merangkumi otak adalah.

(c) duramater (d) semua ini

72. Hemisfera serebrum adalah pusat

73. HypothalamuS dibentuk oleh

(a) dinding ventral diensefalon

(a) otak depan dengan otak tengah

(b) otak tengah dengan otak belakang.

(c) otak depan dengan otak belakang

(d) otak belakang dengan saraf tunjang.

75. Kumpulan mana yang mempunyai cerebellum lebih besar daripada kumpulan lain.

76. Kumpulan haiwan & # 8217 manakah yang biasanya mempunyai crebellum asas yang mencerminkan corak lokomotor mudah mereka.

77. Tempat kedudukan fakulti mental tertinggi seperti alam semula jadi ialah kesedaran, kecerdasan dan pertuturan yang jelas dalam otak adalah


Busur Refleks

Arka refleks adalah fenomena yang menarik untuk mempertimbangkan bagaimana PNS dan CNS bekerjasama. Refleks adalah pergerakan pantas dan tidak sedar, seperti melepaskan tangan dari objek panas secara automatik. Refleks sangat pantas kerana ia melibatkan sambungan sinaptik tempatan dalam saraf tunjang, dan bukannya penyampaian maklumat ke otak. Contohnya, refleks lutut yang diuji oleh doktor semasa rutin fizikal dikendalikan oleh sinaps tunggal antara neuron deria dan neuron motorik. Walaupun refleks mungkin hanya memerlukan penglibatan satu atau dua sinaps, sinaps dengan interneuron dalam ruang tulang belakang menghantar maklumat ke otak untuk menyampaikan apa yang berlaku. selepas acara sudah selesai (lutut tersentak, atau tangan terasa panas). Jadi ini bermakna bahawa otak tidak terlibat sama sekali dalam pergerakan dikaitkan dengan refleks, tetapi ia pasti terlibat dalam pembelajaran dari pengalaman & # 8211 kebanyakan orang hanya perlu menyentuh dapur panas sekali untuk mengetahui bahawa mereka tidak boleh melakukannya lagi!

Litar neuron yang paling mudah adalah yang mendasari tindak balas regangan otot, seperti refleks sentak lutut yang berlaku apabila seseorang memukul tendon di bawah lutut anda (tendon patellar) dengan tukul. Mengetuk pada tendon itu meregangkan otot paha depan paha, merangsang neuron deria yang menginervasinya untuk menembak. Akson dari neuron deria ini meluas ke saraf tunjang, di mana mereka menyambung ke neuron motor yang menjalin hubungan dengan (menghidupkan) quadriceps. Neuron deria menghantar isyarat rangsang kepada neuron motor, menyebabkan ia juga terbakar. Neuron motor, seterusnya, merangsang quadriceps untuk mengecut, meluruskan lutut. Dalam refleks lutut, neuron deria dari otot tertentu menyambung terus ke neuron motor yang mengikat otot yang sama, menyebabkannya berkontraksi setelah diregangkan. Kredit gambar: https://www.khanacademy.org/science/biology/ap-biology/human-biology/neuron-nervous-system/a/overview-of-neuron-structure-and-function, diubah suai dari & # 8220Patellar arka refleks tendon, & # 8221 oleh Amiya Sarkar (CC BY-SA 4.0). Imej yang diubah suai dilesenkan di bawah lesen CC BY-SA 4.0.

Video ini memberikan gambaran keseluruhan tentang cara arka refleks berfungsi: