Een zintuig of organum sensusFederative Committee on Anatomical Terminology (FCAT) (1998). Terminologia Anatomica. Stuttgart: Thieme is een gespecialiseerd orgaan dat een organisme in staat stelt bepaalde, voor het zintuig specifieke, stimuli (prikkels) waar te nemen. Ieder afzonderlijk zintuig geeft mens en dier toegang tot een bepaald deel van de fysische werkelijkheid. De zintuigen vormen in de dierfysiologie samen een orgaansysteem; ze zijn een belangrijk studieobject in de neurowetenschap en de cognitieve psychologie.
Definitie van een zintuig thumb|Vijf zintuigen afgebeeld op een centsprent (ca. 1800): het gehoor (dwarsfluit), de reuk (bloem), de smaak (pijp en drank), het gevoel (kat), en het gezicht (boek). Er is onder neurowetenschappers geen algemene overeenstemming over de definitie van een zintuig. Dit betekent dat het aantal erkende zintuigen afhangt van de gekozen definitie. Schoolboeken noemen vaak enkel de vijf klassieke gewaarwordingen zien, horen, proeven, ruiken en voelen, zoals benoemd door Aristoteles. De verschillende organen zijn betrokken bij gewaarwordingen, maar niet identiek aan die gewaarwording. Signalen van een orgaan worden eerst door allerlei neurale circuits gemodificeerd,eerst door schakelingen en ganglia (zenuwknopen) dicht bij de receptoren, en daarna in zintuig-specifieke delen van de thalamus (met uitzondering van het reukorgaan). voordat ze (als gewaarwording) de met het bewustzijn geassocieerde gedeeltes in de hersenschors bereiken.Dit zijn bijvoorbeeld de visuele en de auditieve schors. Bij ernstige hersenbeschadiging in deze gedeeltes is men doof of blind, hoewel het zintuig op een onbewust niveau nog kan functioneren (reflexen, dag/nachtritme)
Een fysiologische definitie van een zintuig is: "Een systeem met sensorische cellen die reageren op een specifieke vorm van fysische energie en dat overeenstemt met een bepaalde regio (of groep van regio's) in de hersenen waar de signalen ontvangen en verwerkt worden."
Rondom de neurologische kern is vaak een omgeving van assisterende weefsels aanwezig, zoals slakkenhuis, ooglens, die het zintuig in staat stellen meer gedetailleerde en ruimtelijke informatie te verzamelen. Deze weefsels worden vaak ook tot het zintuig gerekend. Het smaakzintuig is een uitzondering omdat het neurale gedeelte reageert op veranderingen in receptorcellen, die geen deel uitmaken van het neurale systeem.
Zintuigen bij de mens en andere gewervelden {| class="wikitable" ! Zin (vermogen) !! Orgaan !! Prikkel !! Gewaarwording |- | Gezichtsvermogen || Oog || Licht || Zien |- | Gehoor || Oor || Trilling || Horen |- | Reukzin || Neus || Moleculen/stoffen || Ruiken |- | Smaakzin || Tong || Moleculen/stoffen || Proeven |- | Tastzin || Huid || Vervorming van de huid || Voelen |- | Thermoceptie || o.a. Huid || Verwarming/afkoeling van de huid || Warmte/kou voelen |- | Nociceptie || o.a. Huid || Extreme vervorming/opwarming/afkoeling van de huid || Pijn voelen |- | Evenwichtszin || Evenwichtsorganen || Beweging van endolymfe || Evenwicht |- | Proprioceptie (ook positiezin of kinesthesie genoemd) || Spierspoeltjes en peeszintuigen|| Spierspanning en rek in pezen || Bewustzijn van lichaam, Bewegingen, houding |- | Interoceptie || Diffuus verdeeld over diverse ingewanden (osmoreceptoren) || Gewaarwording dat een stof uitgestoten of aangevuld dient te worden || Ademdrang, honger, dorst, aandrang tot ontlasten of urineren
Gezichtsvermogen, gehoor, reukzin en de smaakzin vormen, samen met de evenwichtszin, de speciale zintuigen.
Voelen wordt onderverdeeld in drie aparte zintuigen, alle drie voornamelijk gelegen in de huid. Dit zijn de tastzin (aanraking/druk), thermoceptie (warmte en kou) en nociceptie (pijn). Samen vormen deze drie de somatische zintuigen.
Zintuig en bewustzijn De klassieke zintuigen zijn de zintuigen waarmee een organisme bewuste waarnemingen kan doen, maar niet alle waarneming gebeurt bewust. Dat is bij het evenwichtsorgaan en bij proprioceptie het duidelijkst. Deze zintuigen corrigeren door reflexen de houding van het lichaam. Toch is er ook een bewust element in de zin van een aanwezig lichaamsbewustzijn.
Ter onderscheid met de onwillekeurige fysiologische regelmechanismen, met hun eigen specifieke receptoren die in verbinding staan met een corresponderend deel in de hersenen, wordt de verbinding met het bewustzijn gelegd, om zo het begrip 'zintuig' af te bakenen. Deze inperking is niet helemaal houdbaar, aangezien het niet duidelijk is wat het niveau van bewustzijn van andere organismen is. Bovendien sluit deze afbakening de onbewuste verwerking van zintuiglijke waarnemingen uit. Daarnaast wordt bij de poging tot definitie ook wel uitgegaan van een verband tussen zintuig en de directe omgeving, maar dan zou proprioceptie als zintuig afvallen.
Voorbeeld visuele waarneming miniatuur | Zenuwbanen van het oogzintuig.
Een probleem, dat daarmee kan worden vergeleken, speelt bij de definitie van visuele waarneming, van het zien. Het hogere deel van het zien betreft het doorgeven van de signalen van het netvlies in het corpus geniculatum laterale van de thalamus en de verdere verwerking in de visuele schors. Deze visuele schors doet ons bewust zien en doet dit door middel van een analyse van kleur, contrast, beweging enzovoort.
Er is echter nog een tweede manier waarop de hersenen informatie van de oogzenuw analyseren. Hierbij wordt informatie in de colliculi superiores van de vierheuvelplaat doorgegeven naar een specifiek deel van de pariëtale kwab. De plaats van een in het gezichtsveld verschenen object wordt in dit deel van de hersenen bepaald.Dit mechanisme is belangrijk bij het snel fixeren op nieuwe elementen in het gezichtsveld. Het is mogelijk dat deze onbewuste waarneming ons in staat stelt bijvoorbeeld te tennissen of te honkballen. Het bewustzijn opereert namelijk met een behoorlijke vertraging, waardoor het theoretisch onmogelijk wordt dit soort snelle handelingen als een bewuste handeling te verrichten. Onbewuste en reflexmatige verwerking gaan daarentegen een stuk sneller. Bij een ernstig beschadigde visuele schors is een patiënt blind, maar toch in staat om desgevraagd met de hand een oplichtend lampje aan te wijzen, doordat het oog ook onbewuste connecties met de hogere delen van de hersenen maakt.
Het beeld dat de hersenen in de visuele schors opdoen is weliswaar bewust, maar aan de waarnemingen moet door andere hersengedeeltes betekenis worden gegeven, wat er wordt waargenomen en hoe daarnaar te handelen.Er zijn bijvoorbeeld gebieden in de hersenen speciaal voor het herkennen van voedsel of van een seksuele partner. Beschadiging van alleen deze hersengedeeltes resulteert in het syndroom van Klüver-Bucy. Mensen die aan dit syndroom lijden proberen zomaar en van alles te eten en maken avances naar willekeurige personen. Zonder het vermogen om een betekenis te geven aan de dingen rondom ons zou alles een soort abstracte kunst zonder enige zin of verband zijn. Dit wordt visuele agnosie genoemd. en . I See, But I Don't Know, december 2008 / januari 2009. Scientific American Mind, 19, 6, blz 20-23
Prikkels en receptoren We kunnen de zintuigen aan de hand van de receptoren, van de zenuwreceptoren, die de waarneming in neurale signalen omzetten, indelen. Er zijn: mechanoreceptoren chemoreceptoren, bijvoorbeeld voor reuk en smaak lichtreceptoren, om te zien thermoreceptoren elektroreceptoren, magnetoreceptoren en nociceptoren, om pijn te voelen We kunnen de zintuigen ook op grond van hun celkenmerken karakteriseren. Bijna alle receptorcellen zijn zelf zenuwcellen, zoals de staafjes en kegeltjes. Alleen de smaakgevoelige receptoren zijn secundaire cellen, zij maken via synapsen maken vervolgens contact met de zenuwcellen. Taste, how stuff works Zenuwcel en neuron zijn synoniem.
Mechanoreceptoren Haarcellen – registreren vloeistofstroming, dus zijn gevoelig voor beweging. Dit type cel komt in het lateraal orgaan van vissen, haaien en aquatisch levende amfibieën voor en in het evenwichtsorgaan en oor van alle gewervelde dieren. Spierspoeltjes en peeslichaampjes – registreren rek of verkorting en zijn bij de proprioceptie betrokken. Lamellenlichaampjes van Vater-Pacini – registreren snelle drukverandering en laagfrequente trillingen. Deze komen onderhuids, in de voetzolen, geslachtsorganen en tepels en in het bindweefsel rond gewrichten en spieren voor. Ze zijn bij de tastzin en proprioceptie betrokken. Lichaampjes van Merkel – registreren drukverandering en vervorming, zijn bij de tastzin actief Haarreceptoren, de vrije zenuwuiteinden rondom de haarzakjes – registreren bewegingen van hoofdharen. Lichaampjes van Meissner – registreren lichte aanraking bij onbehaarde huid.
Chemoreceptoren Reukepitheel – actief voor de reukzin, selectief en gevoelig voor veel verschillende substanties. De cellen van het reukepitheel zijn zenuwcellen. Het orgaan van Jacobson bevat ook reukepitheel. Smaakknop – alleen gevoelig voor de smaakzin, voor het verschil tussen zoet, zuur, zout, bitter en umami. De smaakknop bestaat uit een wand van secundaire cellen die de smaak waarnemen en in contact staan met neuronen.
Fotoreceptoren Staafjes – één type grotere, functionele eenhedenhet aantal staafjes dat met één zenuwcel is verbonden, daardoor lichtgevoeliger. Kegeltjes – drie types met verschillende absorptiespectra, kleurgevoelig, kleine functionele eenheden vooral in de gele vlek. Retinulacel met rabdomeer – lichtgevoelige receptor in samengesteld ogen, ook bij inktvissen, lichtabsorptie in het rabdomeer, vier verschillende types bij insecten, kleuren zien ook in het ultraviolette spectrum, maar ongevoelig voor rood licht. Andere elementen – lichtgevoelige cellen bij wormen, ocelli bij insecten, epifyse bij gewervelden, betrokken bij het ritme van dag en nacht. Dit soort elementen meet lichtintensiteit en er kan een bepaalde mate van richtingsgevoeligheid zijn, maar ze maken geen deel uit van het normale, beeldvormende zintuig.
Thermoreceptoren Koudereceptoren, niet anatomisch vastgesteld – zijn bij zoogdieren talrijker dan warmtereceptoren, zijn gevoelig voor temperatuursdaling.Deze receptoren zijn bij de reukzin van belang. Zoogdieren met natte neuzen kunnen de windrichting bepalen, door de temperatuursafname van de neus aan de kant waar de luchtstroom vandaan komt. Warmtereceptoren – zijn bij zoogdieren schaarser dan koudereceptoren. De warmtegevoelige lichaampjes zijn bij boa's en groefkopadders op de bodem van een instulping voor het oog gerangschikt. De slangen kunnen met behulp van dit gespecialiseerde orgaan kunnen warmbloedige prooien lokaliseren.Het orgaan kan ook als een detector van infrarood licht worden opgevat, maar de receptoren zijn homoloog met warmtereceptoren in de huid en registreren de infrarode straling indirect door temperatuursverhoging Bij beenvissen, bij elritsen, is vastgesteld dat de temperatuurzin door vrije zenuwuiteinden van de spinale zenuwen in de huid wordt veroorzaakt. De temperatuurzin is gevoeliger naarmate een groter gedeelte van de huid aan een temperatuursverandering wordt blootgesteld. Andere typen receptoren, bijvoorbeeld elektrische receptoren, zullen ook voor een deel afhankelijk van de temperatuur reageren, maar worden door de hersenen niet gebruikt om de temperatuur te bepalen. Anderzijds worden warmtereceptoren in de mond en keelholte geprikkeld door 'hete' pepers en koudereceptoren door menthol. Evenwichtsreceptoren: specifieke thermoreceptoren die subtiele temperatuurverschillen detecteren en dienen om het thermische evenwicht in het lichaam te handhaven. Ze zijn cruciaal voor het aanpassen van gedrag en voortplantingskeuzes in verschillende omgevingen, zoals het vinden van geschikte broedplaatsen bij reptielen en het aanpassen van gedrag bij vissen.
Elektroreceptoren