การถ่ายโอนความรู้สึก

ในสรีรวิทยา การถ่ายโอนความรู้สึก"ศัพท์บัญญัติอังกฤษ-ไทย, ไทย-อังกฤษ ฉบับราชบัณฑิตยสถาน (คอมพิวเตอร์) รุ่น ๑.๑", ให้ความหมายของ transduction ว่า "การถ่ายโอนจีน(ผ่านไวรัส)"  ()  เป็นการแปลงตัวกระตุ้นความรู้สึกจากรูปแบบหนึ่ง  ไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่ง

การถ่ายโอนในระบบประสาทโดยปกติหมายถึงการส่งสัญญาณเพื่อแจ้งการตรวจพบตัวกระตุ้น โดยที่ตัวกระตุ้นเชิงกล ตัวกระตุ้นเชิงเคมี หรือเชิงอื่น ๆ  แปลงไปเป็นศักยะงานประสาท แล้วส่งไปทางแอกซอน ไปสู่ระบบประสาทกลางซึ่งเป็นศูนย์รวบรวมสัญญาณประสาทเพื่อประมวลผล

เซลล์รับความรู้สึก  (receptor cell) เปลี่ยนพลังงานของตัวกระตุ้นไปเป็นความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างภายในภายนอกของเซลล์ ข้ามเยื่อหุ้มเซลล์Breedlove, S.M., Rosenzweig, M.R., & Watson, N.V., Biological Psychology, 5th Edition, Sinauer Associates, Inc, Sunderland, MA, 2007 ซึ่งนำไปสู่การลดขั้ว (depolarization) ของเยื่อหุ้มเซลล์ และนำไปสู่การสร้างศักยะงานประสาทที่ส่งไปยังสมองเพื่อประมวลผล

 การถ่ายโอนในประสาทรับความรู้สึก 
 ระบบการเห็น 
ในระบบการเห็น เซลล์รับความรู้สึกคือตัวรับแสง  (photoreceptor) ในจอตาที่เรียกว่า  เซลล์รูปแท่ง (rod cell) และเซลล์รูปกรวย (cone cell) เปลี่ยนพลังงานทางกายภาพของแสงไปเป็นพัลส์ไฟฟ้า (electrical impulse) ที่เดินทางไปสู่สมอง พลังงานแสงก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงในโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ที่เรียกว่า rhodopsin เป็นความเปลี่ยนแปลงที่เริ่มกระบวนการระดับโมเลกุล ที่ส่งผลให้มีการลดระดับความต่างศักย์ไฟฟ้าของตัวรับแสง ซึ่งนำไปสู่การลดระดับสัญญาณไฟฟ้าที่ส่งไปยังสมอง เพราะฉะนั้น เมื่อมีแสงมากขึ้นมากระทบตัวรับแสง ก็จะมีการถ่ายโอนสัญญาณที่นำไปสู่การส่งพลังไฟฟ้าในระดับความถี่ที่ต่ำลงไปยังสมอง 

ให้สังเกตว่า ระบบหน่วยส่งสัญญาณที่สอง (second messenger system ระบบหน่วยส่งสัญญาณที่สอง (Second messenger system) เป็นโมเลกุลหลายตัวที่ส่งสัญญาณจากหน่วยรับความรู้สึกนอกเยื่อหุ้มเซลล์ ไปยังโมเลกุลปลายทางภายในเซลล์  ซึ่งอยู่ในไซโทพลาซึมหรือนิวเคลียส  ทำให้เกิดความเปลี่ยนแปลงบางอย่างในเซลล์ เป็นกระบวนการขยายกำลังของสัญญาณของตัวกระตุ้น) เป็นสื่อความเปลี่ยนแปลงในการปล่อยสารสื่อประสาท (neurotransmitter)  ซึ่งมีอยู่ในเซลล์รูปแท่ง ไม่มีอยู่ในเซลล์รูปกรวย ดังนั้น การตอบสนองของเซลล์รูปแท่งต่อความเปลี่ยนแปลงของระดับแสง จึงมีความรวดเร็วช้ากว่าการตอบสนองทั่ว ๆ ไปในระบบประสาทSilverthorn, Dee Unglaub. Human Physiology: An Integrated Approach, 3rd Edition, Inc, San Francisco, CA, 2004.

 ระบบการได้ยิน 
ในระบบการได้ยิน  ความสั่นสะเทือนคือเสียง ซึ่งเป็นพลังงานเชิงกล  รับการถ่ายโอนเป็นพลังงานไฟฟ้าในเซลล์ขนภายในหูชั้นใน เสียงจากวัตถุหนึ่งทำให้เกิดความสั่นสะเทือนในโมเลกุลของอากาศ  อันเป็นตัวเหตุในการสั่นสะเทือนในแก้วหู

การเคลื่อนไหวของแก้วหูทำให้กระดูกหูชั้นกลาง  (กระดูกหู) สั่นสะเทือน ซึ่งเดินทางต่อไปยังหูชั้นในรูปหอยโข่ง (cochlear) อันเป็นอวัยวะแห่งการได้ยิน ภายในอวัยวะรูปหอยโข่ง  เซลล์ขนบนเนื้อเยื่อบุผิวของ organ of Corti ก็จะงอทำให้เกิดการเคลื่อนไหวในเยื่อกั้นหูชั้นใน (basilar membrane) ซึ่งเคลื่อนโดยเป็นคลื่นมีขนาดต่าง ๆ ตามความถี่ของเสียง  จากนั้น เซลล์ขนจึงสามารถเปลี่ยนการเคลื่อนไหวซึ่งเป็นพลังงานเชิงกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้า (คือศักยะงาน) ที่เดินทางตามเส้นประสาทการได้ยิน  ไปยังศูนย์การได้ยินในสมองEatock, R. (2010). Auditory receptors and transduction. In E. Goldstein (Ed.), Encyclopedia of perception. (pp. 184-187). Thousand Oaks, CA: SAGE Publications, Inc. doi: 10.4135/9781412972000.n63

 ระบบการได้กลิ่น 
ในระบบการได้กลิ่น  โมเลกุลมีกลิ่นที่อยู่ในเมือกจมูกเข้าไปยึดกับหน่วยรับความรู้สึกแบบจีโปรตีนของเซลล์รับกลิ่น ตัวจีโปรตีนนั้นก่อให้เกิดกระบวนการส่งสัญญาณสืบต่อกันไป และนำไปสู่การเพิ่มระดับของ cyclic-AMP (cAMP) ซึ่งกระตุ้นเซลล์ประสาทให้ปล่อยสารสื่อประสาท 

 ระบบการรับรสชาติ 
ในระบบการรับรสชาติ  การรับรู้รส 5 อย่าง คือ รสหวาน เค็ม เปรี้ยว ขม และอูมามิ อาศัยวิถีประสาทที่ถ่ายโอนรสชาติโดยโครงสร้างต่าง ๆ รวมทั้งเซลล์รับรส จีโปรตีน ประตูไอออน (ion channel) และเอ็นไซม์หน่วยปฏิบัติงาน  (effector  enzyme)Timothy A Gilbertson; Sami Damak; Robert F Margolskee, "The molecular physiology of taste transduction", Current Opinion in Neurobiology (August 2000), 10 (4), pg. 519-527

 หมายเหตุและอ้างอิง 

หมวดหมู่:สรีรวิทยา