miniatura|300x300px|Quatre tipus de neurones sensorials Les neurones sensorials, també conegudes com a neurones aferents, es troben al sistema nerviós i converteixen un tipus específic d'estímul, a través dels seus receptors, en potencials d'acció o potencials receptors graduats. Aquest procés s'anomena transducció sensorial. Els cossos cel·lulars de les neurones sensorials es troben als ganglis de l'arrel dorsal de la medul·la espinal.
La informació sensorial viatja per les fibres nervioses aferents d'un nervi sensorial, fins al cervell a través de la medul·la espinal. Els nervis espinals transmeten sensacions externes a través dels nervis sensorials al cervell a través de la medul·la espinal. L'estímul pot provenir d' exteroreceptors fora del cos o d'interoreceptors dins del cos.
Tipus i funció Les neurones sensorials dels vertebrats són predominantment pseudounipolars o bipolars, i els diferents tipus de neurones sensorials tenen diferents receptors sensorials que responen a diferents tipus d'estímuls. Hi ha almenys sis receptors sensorials externs i dos interns:
Receptors externs Els receptors externs que responen a estímuls de fora del cos s'anomenen exteroreceptors. Els exteroreceptors inclouen quimioreceptors com ara receptors olfactius (olfacte), receptors del gust, fotoreceptors (visió), termoreceptors (temperatura), nociceptors (dolor), cèl·lules ciliades (oïda i equilibri). Hi ha diversos altres mecanoreceptors diferents per al tacte i la propiocepció (estirament, distorsió i tensió). miniatura|143x143px|Aquestes neurones sensorials olfactives es poden trobar al nas.
Olor Les neurones sensorials implicades en l'olfacte s'anomenen neurones sensorials olfactives. Aquestes neurones contenen receptors, anomenats receptors olfactius, que s'activen per molècules d'olor a l'aire. Les molècules de l'aire es detecten mitjançant cilis i microvellositats engrandidesBreed, Michael D., and Moore, Janice. Encyclopedia of Animal Behavior . London: Elsevier, 2010. Print. Aquestes neurones sensorials produeixen potencials d'acció. Els seus axons formen el nervi olfactori i fan sinapsi directament amb les neurones de l'escorça cerebral (bulb olfactori). No utilitzen la mateixa ruta que altres sistemes sensorials, sinó que eviten el tronc encefàlic i el tàlem. Les neurones del bulb olfactori que reben informació directa dels nervis sensorials tenen connexions amb altres parts del sistema olfactori i moltes parts del sistema límbic.
Gust miniatura|201x201px|Neurones sensorials que permeten que el gust sigui evident dins del cos humà. La sensació del gust es facilita mitjançant neurones sensorials especialitzades situades a les papil·les gustatives de la llengua i altres parts de la boca i la gola. Aquestes neurones sensorials són responsables de detectar diferents qualitats gustatives, com ara dolç, àcid, salat, amarg i saborós. Quan menges o beus alguna cosa, els productes químics del menjar o líquid interactuen amb els receptors d'aquestes neurones sensorials, activant senyals que s'envien al cervell. El cervell processa aquests senyals i els interpreta com a sensacions gustatives específiques, cosa que et permet percebre i gaudir dels sabors dels aliments que consumeixes. Quan les cèl·lules receptores del gust són estimulades per la unió d'aquests compostos químics (tastants), això pot provocar canvis en el flux d'ions, com ara sodi (Na+), calci (Ca2+) i potassi (K+), a través de la membrana cel·lular. En resposta a la unió dels tastants, els canals iònics de la membrana cel·lular del receptor del gust es poden obrir o tancar. Això pot provocar la despolarització de la membrana cel·lular, creant un senyal elèctric.
De manera similar als receptors olfactius, els receptors del gust (receptors gustatius) de les papil·les gustatives interactuen amb les substàncies químiques dels aliments per produir un potencial d'acció. miniatura|143x143px|La visió és disponible gràcies a les neurones sensorials
Visió Les cèl·lules fotoreceptores són capaces de fototransducció, un procés que converteix la llum (radiació electromagnètica) en senyals elèctrics. Aquests senyals es refinen i es controlen mitjançant les interaccions amb altres tipus de neurones de la retina. Les cinc classes bàsiques de neurones dins de la retina són les cèl·lules fotoreceptores, les cèl·lules bipolars, les cèl·lules ganglionals, les cèl·lules horitzontals i les cèl·lules amacrines. Els circuits bàsics de la retina incorporan una cadena de tres neurones que consisteix en el fotoreceptor (ja sigui un bastó o un con), la cèl·lula bipolar i la cèl·lula ganglional. El primer potencial d'acció es produeix a la cèl·lula ganglional de la retina. Aquesta via és la manera més directa de transmetre informació visual al cervell. Hi ha tres tipus principals de fotoreceptors: Els cons són fotoreceptors que responen significativament al color. En els humans, els tres tipus diferents de cons corresponen a una resposta primària a la longitud d'ona curta (blau), la longitud d'ona mitjana (verd) i la longitud d'ona llarga (groc/vermell). Els bastons són fotoreceptors molt sensibles a la intensitat de la llum, cosa que permet la visió en condicions de poca llum. Les concentracions i la proporció de bastons respecte als cons estan fortament correlacionades amb si un animal és diürn o nocturn. En els humans, els bastons superen en nombre els cons en aproximadament 20:1, mentre que en els animals nocturns, com el mussol vermell, la proporció és més propera a 1000:1. Les cèl·lules ganglionals de la retina estan implicades en la resposta simpàtica. Dels ~1,3 milions de cèl·lules ganglionals presents a la retina, es creu que l'1-2% són fotosensibles."eye, human." Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopædia Britannica, 2010.
Els problemes i la deterioració de les neurones sensorials associades amb la visió provoquen trastorns com ara:
Degeneració macular: degeneració del camp visual central a causa de l'acumulació de restes cel·lulars o vasos sanguinis entre la retina i la coroide, cosa que altera i/o destrueix la complexa interacció de les neurones que hi són presents. Glaucoma: pèrdua de cèl·lules ganglionals de la retina que causa part de la pèrdua de visió fins a la ceguesa. Retinopatia diabètica: un mal control del sucre en sang a causa de la diabetis danya els petits vasos sanguinis de la retina.
miniatura|120x120px|El sistema auditiu envia senyals al cervell.
Auditiu El sistema auditiu és l'encarregat de convertir les ones de pressió generades per la vibració de les molècules d'aire o el so en senyals que poden ser interpretades pel cervell.
Aquesta transducció mecanoelèctrica està mediada per cèl·lules ciliades dins de l'orella. Depenent del moviment, la cèl·lula ciliada pot hiperpolaritzar-se o despolaritzar-se. Quan el moviment és cap als estereocilis més alts, els canals catiònics de Na + s'obren permetent que el Na + flueixi cap a l'interior de la cèl·lula i la despolarització resultant fa que s'obrin els canals de Ca ++, alliberant així el seu neurotransmissor al nervi auditiu aferent. Hi ha dos tipus de cèl·lules ciliades: internes i externes. Les cèl·lules ciliades internes són els receptors sensorials.
Els problemes amb les neurones sensorials associades al sistema auditiu provoquen trastorns com ara:
Trastorn del processament auditiu: la informació auditiva al cervell es processa de manera anormal. Els pacients amb trastorn del processament auditiu normalment poden obtenir la informació amb normalitat, però el seu cervell no la pot processar correctament, cosa que provoca discapacitat auditiva. Agnòsia verbal auditiva: es perd la comprensió de la parla, però es manté la capacitat d'oïda, parla, lectura i escriptura. Això és causat per un dany als lòbuls temporals posteriors superiors, que no permet que el cervell processi correctament l'entrada auditiva.
Temperatura Els termoreceptors són receptors sensorials que responen a temperatures variables. Tot i que els mecanismes pels quals operen aquests receptors no estan clars, descobriments recents han demostrat que els mamífers tenen almenys dos tipus diferents de termoreceptors.Krantz, John. Experiencing Sensation and Perception . Pearson Education, Limited, 2009. p. 12.3 El corpuscle bulboide és un receptor cutani, un receptor sensible al fred que detecta temperatures baixes, mentre que l'altre tipus és un receptor sensible a la calor.
Mecanoreceptors Els mecanoreceptors són receptors sensorials que responen a forces mecàniques, com ara la pressió o la distorsió.
Les cèl·lules receptores sensorials especialitzades anomenades mecanoreceptors sovint encapsulen fibres aferents per ajudar a sintonitzar-les amb els diferents tipus d'estimulació somàtica. Els mecanoreceptors també ajuden a reduir els llindars per a la generació de potencials d'acció en les fibres aferents i, per tant, fan que siguin més propenses a activar-se en presència d'estimulació sensorial.
Alguns tipus de mecanoreceptors disparen potencials d'acció quan les seves membranes s'estiren físicament.
Els propioceptors són un altre tipus de mecanoreceptors que literalment significa "receptors per a un mateix". Aquests receptors proporcionen informació espacial sobre les extremitats i altres parts del cos.
Els nociceptors són els responsables de processar el dolor i els canvis de temperatura. La cremor i la irritació que s'experimenten després de menjar un pebrot xili (a causa del seu ingredient principal, la capsaïcina), la sensació de fred que s'experimenta després d'ingerir una substància química com el mentol o la cil·lina, així com la sensació comuna de dolor, són totes el resultat de les neurones amb aquests receptors.
Els problemes amb els mecanoreceptors provoquen trastorns com ara:
Dolor neuropàtic: una afecció de dolor greu resultant d'un nervi sensorial danyat Hiperalgèsia: una major sensibilitat al dolor causada pel canal iònic sensorial, TRPM8, que normalment respon a temperatures entre 23 i 26 graus i proporciona la sensació de refredament associada al mentol i la cil·lina. Síndrome del membre fantasma: un trastorn del sistema sensorial en què s'experimenta dolor o moviment en una extremitat que no existeix.
Receptors interns Els receptors interns que responen als canvis dins del cos es coneixen com a interoceptors.
Sang Els cossos aòrtics i els cossos carotídics contenen grups de cèl·lules glòmiques: quimioreceptors perifèrics que detecten canvis en les propietats químiques de la sang, com ara la concentració d'oxigen. Aquests receptors són polimodals i responen a diversos estímuls diferents.
Nociceptors Els nociceptors responen a estímuls potencialment nocius enviant senyals a la medul·la espinal i al cervell. Aquest procés, anomenat nocicepció, normalment provoca la percepció del dolor.Sherrington C. The Integrative Action of the Nervous System. Oxford: Oxford University Press; 1906. Es troben en òrgans interns, així com a la superfície del cos, per "detectar i protegir". Els nociceptors detecten diferents tipus d'estímuls nocius que indiquen un potencial de dany i, a continuació, inicien respostes neuronals per retirar-se de l'estímul.
Els nociceptors tèrmics s'activen amb la calor o el fred nocius a diverses temperatures. Els nociceptors mecànics responen a un excés de pressió o deformació mecànica, com ara un pessic. Els nociceptors químics responen a una àmplia varietat de substàncies químiques, algunes de les quals indiquen una resposta. Estan implicats en la detecció d'algunes espècies en els aliments, com ara els ingredients picants de les plantes Brassica i Allium, que es dirigeixen al receptor neural sensorial per produir dolor agut i la posterior hipersensibilitat al dolor.
Connexió amb el sistema nerviós central