New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

Chapter 7 - Human Physiology

by: Celine Notetaker

Chapter 7 - Human Physiology BIOL 2213

Marketplace > University of Arkansas > Biology > BIOL 2213 > Chapter 7 Human Physiology
Celine Notetaker
GPA 4.0

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

These notes are a neat summary for those who don't want to read the whole textbook chapter. The information covered is what is most likely to be on the exam.
Human Physiology
Dr. Hill
Class Notes
BIOL, Human Physiology
25 ?




Popular in Human Physiology

Popular in Biology

This 8 page Class Notes was uploaded by Celine Notetaker on Sunday February 28, 2016. The Class Notes belongs to BIOL 2213 at University of Arkansas taught by Dr. Hill in Fall 2014. Since its upload, it has received 45 views. For similar materials see Human Physiology in Biology at University of Arkansas.


Reviews for Chapter 7 - Human Physiology


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 02/28/16
Chapter 7 – Sensory Physiology Five Classes of Sensory Receptors – There are 5 classes of sensory receptors that detect different stimuli. One important thing to note is that the term receptor has two distinct meanings. One  refers to sensory receptors and the other refers to proteins on plasma membranes or inside cells.  So we have sensory receptors and protein receptors. A stimulus is the energy or chemical that  impinges upon and activates a sensory receptor. An adequate stimulus is the type of stimulus to  which a particular sensory receptor responds in normal functioning. A sensory transduction is  when the stimulus is transferred into an electrical response. Furthermore, any given sensory  receptor gives rise to only one sensation. The following lists the 5 classes of sensory receptors: 1. Mechanoreceptors – respond to mechanical stimuli such as pressure and stretch, and are  responsible for touch, blood pressure, and muscle tension. 2. Thermoreceptors – detect sensations of cold or warmth 3. Photoreceptors – respond to particular ranges of light wavelengths 4. Chemoreceptors – respond to the binding of particular chemicals to protein receptors on  the sensory receptor membrane 5. Nociceptors – specialized neuronal endings that respond to a number of different stimuli,  such as heat or tissue damage Receptor Potential – In sensory receptors, the transduction process begins with the opening of  ion channels either directly or through a second­messenger system. These channels are either  located on the distal end of the axon or on a special receptor cell, that transfers neurotransmitters  to the dendrite of another afferent neuron. Receptor potential is the change in graded potential  caused by ion channels allowing an influx across the sensory receptor membrane. So, to reiterate, ion channels are the main source of creating receptor potential (graded potential) on the receptor  membrane to eventually an action potential if the graded potential is strong enough to reach the  axon’s voltage­gated Na  channels. Also, the more intense the graded potential, the more  frequently the action potential fires, up to its limit due to the absolute refractory period.  Adaptation is a decrease in sensory receptor sensitivity, which results in a decrease in action  potential frequency.  Primary Sensory Coding – Coding is the conversion of stimulus energy into a signal that conveys the relevant sensory information to the central nervous system. Important characteristics of a  stimulus are as follows: type of energy, intensity, and location.  1. Stimulus Type – This is called modality. The type of sensory receptor a stimulus  activates plays the primary role in coding the stimulus modality. A given sensory receptor is particularly sensitive to only one modality. Also, the receptive fields for different  modalities overlap, so that a single stimulus, such as an ice cube on the skin, can give rise to sensations of pressure and temperature at the same time.  2. Stimulus Intensity – As the strength of a local stimulus increases, receptors on adjacent  branches of the same afferent neuron are activated, resulting in a summation of their local currents. Stronger stimuli also tend to affect a larger area and activate similar receptors  on the endings of other afferent neurons.  3. Stimulus Location – This refers to where the stimulus is being applied. Stimulus location  is coded by the site of sensory receptor, which sends an action potential along specific  anatomical pathways, called labeled lines, to a specific region of the CNS associated with that particular modality and location.  Sensory Information Pathway – A sensory pathway is also known as an afferent sensory  pathway.  These chains of afferent neurons travel in parallel bundles to the CNS. In the CNS,  they synapse with ascending pathways, which project up to the brain. There are 2 types of  ascending pathways: 1. Specific Ascending Pathway – the ascending pathways in the spinal cord and brain that  carry information about only single types of stimuli (different types of receptors). They  pass through the brainstem and thalamus and then go to specific sensory areas of the  cerebral cortex (except olfactory pathways). These specific sensory areas are called  primary cortical areas. a. Somatosensory Cortex – a strip of cortex that lies in the parietal lobe which gets  information from somatic receptors from the outer parts of the body including  skin, skeletal muscle, tendons, and joints.  b. Visual Cortex – located in the occipital lobe which gets information from the  eyes. c. Auditory Cortex – located in the temporal lobe which gets information from the  ears. d. Olfactory Cortex – located on the undersurface of the frontal and temporal lobes  which gets information from the olfactory projections. 2. Nonspecific Ascending Pathway – activated by sensory units of several different types  and therefore signals general information. They just indicated that something is  happening.  Cortical Association – Cortical association areas are brain areas that lie outside the primary  cortical areas but are adjacent to them. Unlike primary cortical areas, cortical association areas  are not considered part of the sensory pathways, but are important in the perception of senses.  After information is sent to the primary cortical areas, it is then relayed to the cortical association areas for further processing. Some of the neurons in the in the cortical association areas can  receive and integrate input from more than one type of sensory stimuli (multiple primary cortical areas get processed by a single cortical association area). An example is vision and neck position causing an awareness of head position. Therefore, cortical association areas are involved in  complicated perception. Factors that affect perception include: 1. Receptor adaptation  2. Emotions, experience and personality 3. Not all stimuli give rise to conscious sensation a. Blood pressure in arteries 4. Lack of receptors for certain stimuli a. Radio waves 5. Damaged neural pathways 6. Drugs Short Summary of Neural Happenings: 1. 1+ type of receptors can exist in a sensation area (eyes, skin, ears, etc.) 2. The action potentials from the sensation area travel to their respective primary cortical  area via ascending pathways 3. 1+ primary cortical areas can relay information to 1+ cortical association areas a. Ability of cortical association areas gives rise to various perceptions Somatic Sensation – This describes sensations from the skin, muscles, bones, tendons, and joints  and is initiated by a variety of sensory receptors (mechanoreceptors, chemoreceptors, and  thermoreceptors all give rise to the sensation of ‘touch”). Touch and pressure are associated with  mechanoreceptors. Some of these mechanoreceptors adapt quickly, so that they only fire when  the stimulus is changing. Fast­adapting mechanoreceptors give rise to touch, movement, and  vibration. On the other hand, some mechanoreceptors adapt slowly which give rise to pressure.  Spatial discrimination happens according to the size of the receptor field. For example, some  receptors have small, well defined receptor fields, like in the fingertips. 4 receptors are prevalent  in somatosensory systems: 1. Meissner’s Corpuscle – fast­adapting mechanoreceptor (touch and pressure) 2. Merkle’s Corpuscle – slow­adapting mechanoreceptor (touch and pressure) 3. Pacinian Corpuscle – fast­adapting mechanoreceptor (vibration and deep pressure) 4. Ruffini Corpuscle – slow­adapting mechanoreceptor (skin stretch) Neural Pathways of Somatosensory Systems – Peripheral afferent nerve fibers from somatic  receptors synapse on neurons that form specific ascending pathways projecting into the  somatosensory cortex via the brainstem and thalamus. All peripheral afferent nerve fibers either  synapse on the anterolateral pathway (ascending pathway) in the gray matter in the spinal cord,  or enter the dorsal column pathway (ascending pathway) in the white matter where the fibers do  not synapse until they reach the brainstem. Once inside the somatosensory cortex, the endings of  axons from specific somatic pathways are grouped according to peripheral location.   Visible Light – Light is anything in the visible spectrum. The wavelengths capable of stimulating receptors in the eye range from about 400 to 750 nm. Different wavelengths of light within this  band are perceived as color. Anatomy of the Eye: Photoreceptors – First of all, accommodation refers to the adjustments made for distance due to  changes in lens shape. The retina is an extension of the central nervous system that contains  photoreceptors. The two types of photoreceptors are called cones and rods.  1. Rods – respond to very low levels of illumination  2. Cones – respond only to high levels of illumination Light passes all the way through all cell layers into the back of the retina, where the rods and  cones are located. Directly behind the retina is a layer called the pigment epithelium. This layer  absorbs light so that there is no reflection and scattering back on the photoreceptors, which  would cause an image to blur. Photoreceptors contain molecules called photopigments, which  absorb light. Rods contain Rhodopsin. All photopigments contain membrane proteins called  opsins, which surround and bind to a chromophore (retinal) molecule. Chromophores are light  sensitive molecules. The opsin in each photoreceptor is different and binds to chromophores in  different ways, causing each photopigment to absorb light at a specific energy.  Photoreceptors ← Photopigments (opsins) ← Chromophore (retinal) Photo­Transduction – Each photoreceptor contains over a billion photopigments (opsins).  Photoreceptors act in reverse to many other sensory receptors in that its resting state is  depolarized. Photoreceptors hyperpolarize in response to an adequate stimulus. The following  outlines the steps of photo­transduction: 1. Guanylyl cyclase (an enzyme) converts GTP into a high concentration of intracellular  cGMP.  2. cGMP (a ligand) maintains the ligand­gated ion cation channels open, so there is a  +  2+ persistent influx of Na and Ca . a. Therefore, in the dark, cGMP concentrations are high and the photoreceptor is  depolarized. Also, there are a lot of intracellular cations in the dark.  3. Light shines on a chromophore (retinal) molecule, changing its shape.  4. The change in chromophore shape alters the shape of the opsin. 5. Opsin interacts with transducin, a G­protein receptor.  6. Transducin activates the enzyme, cGMP­phosphodiesterase, which degrades cGMP. 7. Cation channels close. 8. The membrane potential hyperpolarizes to produce the sensation of light.  Photoreceptor Adaption – There are 2 types of adaptation: 1. Dark Adaptation – Vision is only supplied by the rods in a dark room. In a lighted area,  rhodopsin is completely activated. Restoration to resting state (of the chromophore) takes several minutes. Once at its resting state, retinal becomes light sensitive again.  2. Light Adaptation – Rods are overwhelmingly activated as the retinal receives a lot of  light energy at once. Eventually, rhodopsin is inactivated and the rods become  unresponsive so that only less sensitive cones are operating.  Neural Pathways of Vision – Light signals are converted to action potentials through the  interaction of photoreceptors with bipolar cells and ganglion cells (clusters of neurons in the  CNS). Photoreceptors and bipolar cells undergo graded potentials in response to the  hyperpolarization of rods and cones. Photoreceptors interact with bipolar and ganglion cells in 2  ways, called the ON­pathway and the OFF­pathway. In both pathways, photoreceptors are  depolarized in the absence of light, causing the neurotransmitter glutamate to be released onto  bipolar cells. In the presence of light, photoreceptors are hyperpolarized and glutamate is not  released. From here, the pathways differ: 1. ON­pathway – Light hyperpolarizes photoreceptors, causing glutamate release to stop. In  these bipolar cells, glutamate receptors are inhibitory, so the absence of glutamate  depolarizes the bipolar cell. This causes an increase in the frequency of action potentials. 2. OFF­pathway – Light hyperpolarizes photoreceptors, causing glutamate release to stop.  In these bipolar cells, glutamate receptors are excitatory, so the absence of glutamate  hyperpolarizes the bipolar cell, causing a decrease in the frequency of action potentials. The axons of the ganglia form the output from the retina, which is called the optic nerve (cranial  nerve II). The two optic nerves meet at the base of the brain to form the optic chiasm, where the  fibers cross and travel within the optic tracts to the opposite side of the brain into the visual  cortex. Color Vision – This begins with the activation of photopigments in cone photoreceptor cells.  There are 3 types of cones: red, green, and blue. With any wavelength of incoming light, the  different cones respond with different graded potentials.  Anatomy of the Ear: Sound Transmission – Sound waves enter the external auditory canal. Air molecules push against the tympanic membrane, causing it to vibrate at the same frequency as the sound wave. The  middle ear cavity is exposed to atmospheric pressure via the Eustachian tube which is connected  to the pharynx through slits. When the slits are closed, and the pressure changes, the pressure  stretches the tympanic membrane and causes pain. 1. Sound waves vibrate the tympanic membrane.  2. Vibrations enter the middle ear. 3. The malleus, incus, and stapes amplify the sound pressure through the oval window and  into the cochlea. The total force applied to the tympanic membrane and oval window are  the same, but the force per unit area in the oval window is much higher.  4. The cochlear duct is a membranous tube within cochlea. The cochlear duct is filled with  fluid called endolymph, which is similar in electrolyte composition to intracellular fluid.  Outside the cochlear duct is filled with perilymph. The scala vestibuli is above the  cochlear duct and begins at the oval window. The scala tympani are below the cochlear  duct and begin at the round window. Anyways, waves of pressure are created in the scala  vestibuli. This pressure is transmitted into the cochlear duct and dissipated by the round  window at the scala tympani.  5. The side of the cochlear duct nearest the scala tympani is the basilar membrane, which  sits the organ of Corti that contains the ear’s sensory receptor cells. The sound waves  from step 4 cause the basilar membrane to vibrate.  Hair Cells of the Organ of Corti – Receptor cells of the organ of Corti are called hair cells. Hair  cells are mechanoreceptors. There are two types of hair cells, inner and outer hair cells. The  tectorial membrane overlies the organ of Corti, and embeds the projections of the outer hair cells. When there is pressure in the cochlea, the basilar membrane is displaced, and mechanically gated ion channels open in the hair cells. This causes depolarization, creating influx of Ca  from  voltage­gated calcium channels, triggering release of the neurotransmitter, glutamate. This  causes generation of an action potential in the neurons, whose axons form the cochlear branch of  the Vestibulocochlear nerve (cranial nerve VIII). Finally, low frequency sounds distort the  helioctrema region while high frequency sounds distort the region closest to the middle ear.  Cochlear fibers synapse in the brainstem. The interneurons send information through the  thalamus and into the auditory complex in the temporal lobe. Vestibular System – The vestibular system consists of the vestibular apparatus, a series of  membranous tubes that connect with the cochlear duct. The vestibular apparatus consists of 3  semicircular canals and two saclike swellings called the utricle and saccule.  1. Semicircular Canals – The 3 semicircular canals are oriented in the 3 main 3D planes so  rotation can be detected. Receptor cells are located in 3 gelatinous masses (1 for each  semicircular canal) called the cupula, which is encapsulated by a bulge called the  ampulla. During head movement, the ampulla is pushed against the stationary endolymph fluid, causing the bending of hair cells, which alters the release of neurotransmitters.  2. The Utricle and Saccule – The utricle and saccule provide information about linear  movement due to changes in head movement relative to the forces of gravity. The hair  cells of the utricle and saccule are covered by a gelatinous substance in which tiny stones  called otoliths are embedded. The otoliths (calcium carbonate crystals) make the  gelatinous fluid heavier than the endolymph, so the gel will move according to the forces  of gravity and will pull against the hair cells so the mechanoreceptors are stimulated. a. Utricle – hair cells point straight up (respond when you tip your tip) b. Saccule – hair cells are at right angles (respond when you go from lying to  standing)


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

25 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."

Allison Fischer University of Alabama

"I signed up to be an Elite Notetaker with 2 of my sorority sisters this semester. We just posted our notes weekly and were each making over $600 per month. I LOVE StudySoup!"

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."


"Their 'Elite Notetakers' are making over $1,200/month in sales by creating high quality content that helps their classmates in a time of need."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.