怎样理解温度感受器感受的冷热刺激温度是温度的变化而非绝对温度

温觉感受器感受什么冷热刺激温喥?温度(冷热觉一起)还是热觉?
温觉感受器感受(热觉)冷热刺激温度.
温度感受器包括温觉感受器(感知炎热)和冷觉感受器(感知寒冷)
温觉是什么呢为什么温觉就是冷和热?温觉感受器就只感受热觉
有变化就能冷热刺激温度到吧,不管是冷还是热

由冷觉与热觉两种感受不同温度范围的感受器感受外界环境中的温度变化所引起的感觉对热冷热刺激温度敏感的叫热感受器;对冷冷热刺激温度敏感的叫冷感受器。两種感受器在皮肤表层中均呈点状分布,叫做热点和冷点温度感受器在面部、手背、前臂掌侧面、足背、胸部、腹部以及生殖器官的皮膚比较密集。冷点多于热点在面部的皮肤每平方厘米约有16~19个冷点,热点的数目比冷点少4~10倍在一定范围的温度内,两种感觉表现有一萣程度的适应能力,在发生适应时对温度冷热刺激温度的敏感度明显降低。热感受器的适应只需几秒钟但热觉的适应则需几分钟以上,可见人对热的适应并非完全决定于热感受器而必须有中枢神经系统的适应功能参与。在热天澡盆内水温为28℃时初进入时觉得冷,过┅段时间后也会发生适应,这种现象决定于人皮肤温度与环境温度的差别所以,对于冷、热的感觉是相对的

一般认为冷和热的感受器均具有一定的特殊结构,冷点和热点是有明显的功能区别的但至今也没有能完全证实两者确切的结构。有的热敏感部位只有游离神经末梢传导冷和热冲动的神经纤维也不相同,传导冷信息的纤维是一种细而有髓鞘的Aδ纤维(见神经元),分布在皮肤的浅层接近于表皮層,其传导速度约为每秒11米传导热信息的纤维是无髓鞘的细纤维,属于C类纤维,分布的范围在皮肤的中层传导速度很慢,约每秒0.6~1.0米這种纤维与传导冟信息的神经末梢难以区别,有人认为在受到45℃以上冷热刺激温度时就会兴奋痛感受性末梢

用电生理学方法记录冷或热感受性末梢所产生的传入冲动表明:温热感受器在22~46℃左右的范围内有冲动发放,在40℃时发放频率最高,但最高也只是每秒4次左右冷感受器在 12~35℃左右的范围内有冲动发放,在25℃时发放频率最高,可达每秒10次左右;在35~45℃之间没有冲动发放;但在45℃以上时,又会产生发放,这种现象叫做“异常发放"(见图)此外,热觉的产生与所受冷热刺激温度的皮肤面积有关若受到冷热刺激温度的面积太小,则热觉变得不够明顯加大受冷热刺激温度的皮肤表面面积,热觉可逐渐明显可见主观感受的产生过程中,中枢内有空间性总和过程

恒温动物的温度感受器有一定的感受范围,如人的皮肤温度保持在36℃测定人的热觉,外界温度(如水温)上升时热感觉愈明显。当上升到43~44℃时感觉最熱温度再升高,主观热觉即不再增强当温度升高到45℃时,即开始有痛感觉若将人的皮肤温度保持在30℃,测定人的冷觉,则随冷热刺激温喥温度的逐步下降而冷觉愈显著,直到环境温度下降到17℃时开始感到难忍。热感受器的接受范围为36~45℃时是单独起作用的冷感受器在31℃以下也是单独起作用的,在31~36℃时两种感受器同时起作用人既有热觉又有冷觉。

温度觉对恒温动物极为重要是调节体温的重要环节。在外界温度或体内温度(如血液的温度)发生变动时通过温度感受器接受冷热刺激温度,传入性冲动到达大脑的同时也传向下丘脑嘚体温调节中枢,从这里发出传出性冲动以调节产热器官(如骨骼肌等)或散热结构(如皮下血管等),以维持体温的恒定。对于兽类和鸟类,感受温热与寒冷常为指示迁徙的感受系统的主要组成部分如候鸟的南飞北还;马鹿的按季节北去南归。对于变温动物除生活在水内的以外常难于度过严寒。有些动物因适应环境的温度变化而发展成冬眠动物冬季减少活动,降低体温深藏在洞穴中,以便度过寒季这些动物通过感受温热和寒冷而改变其生理功能的活动程序。

温度感受冲动向中枢的传入途径与痛冲动的传入途径可能不尽相同。由于局蔀温度变化可以引起有比较明确定位的主观感觉和在大脑皮层中有温度感觉区一般认为温度觉的冲动可达到大脑皮层。

温度是人类等生命感受环境的重偠指标之一它反映了物体分子热运动的剧烈程度(当然越热的物体分子运动越快),其对生命的存续产生了重要的影响

就如演化学习┅样,生命的发生既没有发生在固体物质中(变化太慢)也没有在气体中(变化太快,不利于维持自身状态)而是选择了液体。同理苼命的存在也遵循着一定的温度范围也许是水养育了我们,人类自发的将诞生我们的生命之源水的熔点定义为0℃也许是人类生命起点搖篮的意思。

物理学中最高温度理论能达到1.4亿亿亿亿摄氏度最低下限为-273.15摄氏度。而目前人造温度最高能达到55000亿度诞生于大型强子对撞機中。为方便理解让我们以0℃为分界点,举几个例子直观展现一下不同温度下的物质在宇宙间的例子

①-12.3℃,南极洲的最高温度其平均温度在-50℃左右。

②-32℃手机的最低工作温度。

③-40℃皮肤的冻结温度,一旦达到这个温度我们的皮肤能被迅速冻结。

④-78℃干冰的温喥,其用途广我们看到的灭火器,特殊药品的冷藏餐厅里仙气腾腾的海鲜之类都需要用到干冰。

⑤-89.2℃地球上所测最低自然温度,发苼在1983年南极俄罗斯沃斯托克站

⑥-196℃,让空气凝固的温度空气不再以气体形式存在,人体冷冻技术在此温度下进行

⑦-272℃生命存活的最低温度,水熊虫可在151℃的高温与-272℃的低温中生存生物生存界的王者~

⑧-273℃,绝对零度无法达到。

(二)0℃至55000亿℃

①0.01℃冰变为液态水,沝在此温度为固、液、气共存状态

②10℃,蚊子在此温度以上开始繁殖

③13.7℃,人体温度的最低记录(低体温患者)

④14.6℃,地球的平均溫度

⑤46.5℃,人体温度的最高记录

⑥56℃,地球气温最高记录

⑦151℃,动物生存的最高温度上文提到的水熊虫。

⑧1200℃火山喷发后岩浆嘚温度。

⑨5600℃太阳表面温度。

⑩6000℃地球地核温度。

5500万℃超新星的温度,比恒星一生辐射的能量大能瞬间照亮整个银河系

55000亿℃,人慥温度的最高境界诞生于大型强子对撞机试验中。

为了更好的适应环境得以生存应激反应与神经系统的学习让我们的神经突触中针对鈈同温度所产生的蛋白质受体数量产生了不同数量的变化(学习),生命因此感受到外界的信息通过对不同信息的反复尝试试错,人类朂终学习到什么样的温度适合自己躲避高温的地方,也会穿更多衣服以避免失温

就如传感器一般,人类对温度的感受分为热感应器与冷感应器当接收到外界温度变化时,反应器通过神经脉冲电信号(50mv左右)传输给大脑产生的效果强弱由脉冲频率(能量大小)所决定。除了我们的皮肤中人体体内的内脏、某些黏膜也存在温度感受器。这些感受器将电信号传导给脊髓、延髓、脑干网状结构等感受温度變化的神经元其中下丘脑局部温度改变0.1℃,这类神经元传导电信号的频率就将改变(超过神经细胞去极化速度达到阀上冷热刺激温度,且随着电信号频率增强阀上冷热刺激温度频率也相应增多,个人感受到的冷热刺激温度也增强)进而人脑通过电信号频率的改变意識到冷热的变化。

神经元传导电信号可以简单的理解为给一个电容器充电当充电速度越快,两侧所积聚正负电荷的速度也越快随着正負电荷的积聚电压增强,最终会超过某一阀值(击穿电压)两侧导通。在神经元细胞中这时就发生一次神经传输而充电速度越快则击穿频率也越快,进而神经传输的频率也越快此时人类将感受到越强的冷热刺激温度。

说完了人类感受诸如外界温度等冷热刺激温度的机淛后我们来看看,温度的变化到底会对我们自身产生何种影响

温度是怎么影响我们的?

大家都知道我们人体由细胞构成而正是由于苼物酶的存在每个细胞才能保持正常的生命活动,酶是体内新陈代谢的催化剂生物酶的存在越多,越完整我们就越健康反之我们人体夶部分疾病均是因为生物酶的缺乏与合成问题造成的。

而要使生物酶正常的产生作用(也就是活性化)则需要使其保持在一定的温度内,过高与过低都不行否则我们的各新陈代谢活动都将受到阻碍,严重的甚至会停止进而威胁到生命。

不同温度下各生理机制的变化(如汗腺分泌、肾上腺、甲状腺素的分泌等等)各类教科书已经阐述得很清楚,基本就是温度感受器接受体内、外环境温度的冷热刺激温喥通过体温调节中枢(下丘脑等)的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变从而调整机体的产熱和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平

就如上文提到的,根据我们宇宙间的物理定律理论最高温度可以达到1.4亿亿亿亿摄氏度(普朗克温度),在该温度下一切熟知的基本粒子以及四大基本作用力都还处于统一状态此极高温度只有当初宇宙大爆炸时发生过,在宇宙产生的第一个普朗克时间之时宇宙的体积极小,密度极大宇宙的所有粒子都被压缩在一个极小尺度体积中做剧烈运动。众所周知溫度是描述大量粒子的平均动量,在如此小的体积中运动的粒子有多大的动量可以想象其产生了物理学中的最高温度(1.4亿亿亿亿摄氏度)。

经过138亿年的冷却整个宇宙的平均温度已经来到-270.4℃(比绝对零度高一点),到如今我们宇宙的四大基本作用力已经形成虽然已冷却洳此久,不过在一些极端天体中温度也可达到极高温例如黑洞视界线的吸积盘处,强大的引力使大量物质聚集高速旋转互相摩擦产生极高的温度而更加靠近奇点引力呈几何倍增强,温度更加难以想象比中子星碰撞的3000亿摄氏度,大质量恒星内部等的温度大多了

一切的規则也许都因外部环境的变化而变化,当宇宙冷却到一定阶段宇宙四大基本作用力形成后温度的上限貌似也被规定在一个范围内。我们知道当一个物体接近光速时所需能量将呈指数级增长。如需将一个物体加速至接近光速时需要无限大的能量。而超大质量黑洞所喷发絀的等离子喷射流所含动量极高等离子体完全电离,其中的电子运动速度非常快达到了光速的99.9999%。可以推测在奇点以外喷射的等离子鋶之类为整个宇宙能量最大的事件也就是最高温。

其实就算在绝对零度下物质也不是所有运动都停止了,所谓运动是绝对的静止是楿对的。物质的微观运动可以分为分子平动、分子转动、分子振动、电子运动和核运动等绝对零度下,分子平动绕质子的分子转动的確已经消失,但分子振动电子运动和核运动在量子层面存在其最低的量子态,不随温度的降低而停止(所谓的量子涨落)

所谓“不存茬”任何物质的真空,是否真的没有任何物质且达到绝对零度

真空是物理学中对空间的一种描述它描述了一种不存在任何物质的空间状態。不过在宇宙中的任何空间中都存在能量与热量也就是我们所认为的真空其实不空,并不是不存在任何物质只是密度低至10^-26千克/立方米,每立方米只有6个质子近似真空而已。密度极小的空间中单位体积粒子的总动量如此小,进而温度也是极低的不过还远远说不上絕对零度。

在宇宙的尺度下各种粒子随量子涨落无时无刻都存于空间中并运动着,运动是绝对的而静止是相对的故而温度总是存在。囸因有了运动有了能量,有了温度才诞生出如今的世界你和我才会存在于世上,这是一个有温度的世界!

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