Somatosenzorický systém je rozmanitý smyslový systém složený z receptorů a zpracovatelských center, které vytvářejí smyslové modality, jako je hmat, teplota, propriocepce (poloha těla) a nocicepce (bolest). Smyslové receptory pokrývají kůži a epitelie, kosterní svaly, kosti a klouby, vnitřní orgány a kardiovaskulární systém. Zatímco hmat (formálněji též takt; adjektivní tvar: (přívlastek „hmatový“ nebo „somatosenzorický“) je považován za jeden z pěti tradičních smyslů, dojem z hmatu je tvořen několika modalitami. V medicíně se hovorový termín hmat obvykle nahrazuje termínem somatické smysly, aby lépe odrážel rozmanitost zapojených mechanismů.
Systém reaguje na různé podněty pomocí různých receptorů: termoreceptorů, nociceptorů, mechanoreceptorů a chemoreceptorů. Přenos informací z receptorů probíhá prostřednictvím senzorických nervů přes dráhy v míše do mozku. Ke zpracování dochází především v primární somatosenzorické oblasti v temenním laloku mozkové kůry.
Kortikální homunkulus vymyslel Wilder Penfield.
Nejjednodušeji tento systém funguje tak, že aktivita smyslového neuronu je spuštěna specifickým podnětem, například teplem; tento signál se nakonec přenese do oblasti v mozku, která je jednoznačně přiřazena dané oblasti těla – to umožňuje, aby byl zpracovaný podnět pociťován na správném místě. Mapování ploch těla v mozku od bodu k bodu se nazývá homunkulus a je nezbytné pro vytvoření obrazu těla. Tato mapa povrchu mozku („kůry“) však není neměnná. V reakci na mrtvici nebo zranění může dojít k dramatickým změnám.
Somatosenzorický systém je rozšířen ve všech hlavních částech těla savců (a dalších obratlovců). Skládá se jak ze smyslových receptorů, tak ze smyslových (aferentních) neuronů na periferii (například v kůži, svalech a orgánech) až po hlubší neurony v centrální nervové soustavě.
Obecná somatosenzorická dráha
Somatosenzorická dráha má obvykle tři dlouhé neurony: primární, sekundární a terciární (neboli první, druhý a třetí).
Na periferii somatosenzorický systém detekuje různé podněty pomocí senzorických receptorů, např. pomocí mechanoreceptorů pro taktilní vjemy a nociceptorů pro vjemy bolesti. Smyslové informace (hmat, bolest, teplota atd.) jsou pak aferentními neurony přenášeny do centrálního nervového systému. Existuje řada různých typů aferentních neuronů, které se liší svou velikostí, strukturou a vlastnostmi. Obecně existuje souvislost mezi typem detekované smyslové modality a typem aferentního neuronu. Například pomalé, tenké, nemyelinizované neurony vedou bolest, zatímco rychlejší, silnější, myelinizované neurony vedou běžný dotek.
Somatosenzorický systém v míše zahrnuje vzestupné dráhy z těla do mozku. Jedním z hlavních cílů v mozku je postcentrální gyrus v mozkové kůře. Ten je cílem pro neurony dorzální kolony mediální lemniskové dráhy a ventrální spinothalamické dráhy. Všimněte si, že mnoho vzestupných somatosenzorických drah zahrnuje synapse buď v thalamu, nebo v retikulární formaci, než dosáhnou kůry. Jiné vzestupné dráhy, zejména ty, které se podílejí na kontrole držení těla, se promítají do mozečku. Patří mezi ně ventrální a dorzální spinocerebelární dráhy. Dalším důležitým cílem aferentních somatosenzorických neuronů, které vstupují do míchy, jsou neurony zapojené do lokálních segmentálních reflexů.
Primární somatosenzorická oblast v lidské mozkové kůře se nachází v postcentrálním gyru temenního laloku. V postcentrálním gyru se nachází primární somatosenzorická oblast, hlavní smyslová receptivní oblast pro hmat. Stejně jako v jiných smyslových oblastech se v tomto místě nachází mapa smyslového prostoru zvaná homunkulus. V případě primární somatosenzorické kůry se nazývá senzorický homunkulus. Oblasti této části lidského mozku mapují určité oblasti těla v závislosti na množství nebo důležitosti somatosenzorického vstupu z dané oblasti. Například pro vnímání rukou je určena velká oblast mozkové kůry, zatímco pro vnímání zad je určena mnohem menší oblast. Somatosenzorické informace související s propriocepcí a držením těla se zaměřují také na zcela jinou část mozku, mozeček.
Iniciace somatosenzací začíná aktivací fyzického „receptoru“. Tyto somatosenzorické receptory se nacházejí v kůži, orgánech nebo svalech. Struktura těchto receptorů je v zásadě ve všech případech podobná a skládá se buď z „volného nervového zakončení“, nebo z nervového zakončení zasazeného do specializovaného pouzdra. Mohou být aktivovány pohybem (mechanoreceptor), tlakem (mechanoreceptor), chemickými látkami (chemoreceptor) a/nebo teplotou. Další aktivace je způsobena vibracemi, které vznikají při přejíždění prstu po povrchu. Tímto způsobem můžeme vnímat jemné textury, jejichž prostorové měřítko je menší než 200 µm. Takové vibrace mají frekvenci kolem 250 Hz, což je optimální frekvenční citlivost paciniánských tělísek. V každém případě je obecný princip aktivace podobný; podnět způsobí depolarizaci nervového zakončení a poté je iniciován akční potenciál. Tento akční potenciál se pak (obvykle) šíří směrem dovnitř k míše.
Příčinou somatosenzorické nedostatečnosti může být periferní neuropatie, která postihuje periferní nervy somatosenzorického systému.
Může se projevovat jako necitlivost nebo parestézie.
Hodnocení jakéhokoli podezření na onemocnění somatosenzorického systému je součástí neurologického vyšetření periferního nervového systému.
Nová oblast výzkumu haptické technologie může poskytnout dotykový vjem ve virtuálním i reálném prostředí. Tato nová disciplína začala poskytovat kritické poznatky o dotykových schopnostech. V oblasti logopedie se hmatová zpětná vazba začala používat k léčbě poruch řeči.
Flanagan, J.R., Lederman, S.J. Neurobiologie: News and Views, Nature, 2001 Jul. 26;412(6845):389-91.
Hayward V, Astley OR, Cruz-Hernandez M, Grant D, Robles-De-La-Torre G. Haptická rozhraní a zařízení. Sensor Review 24(1), s. 16-29 (2004).
Robles-De-La-Torre G., Hayward V. Force Can OvercomFLARGUSe Object Geometry In the perception of Shape Through Active Touch. Nature 412 (6845):445-8 (2001).
Robles-De-La-Torre G. Význam dotyku ve virtuálním a reálném prostředí. IEEE Multimedia 13(3), Special issue on Haptic User Interfaces for Multimedia Systems, s. 24-30 (2006).