ตัวรับแรง กล (Mechanoreceptor) หรือเรียกอีกอย่างว่าเมคาโน เซปเตอร์ (Mechanoceptor ) คือตัวรับความรู้สึกที่ตอบสนองต่อแรงกดหรือการบิดเบี้ยวทางกล เมคาโนเซปเตอร์ตั้งอยู่บนเซลล์ประสาทรับความรู้สึกซึ่งแปลงแรงกดทางกลเป็นสัญญาณไฟฟ้าซึ่งในสัตว์ สัญญาณเหล่านี้จะถูกส่งไปยัง ระบบ ประสาท ส่วนกลาง

ตัวรับความรู้สึกเชิงกลที่ผิวหนังตอบสนองต่อสิ่งเร้าเชิงกลที่เกิดจากการสัมผัสทางกายภาพ รวมถึงแรงกดและการสั่นสะเทือน ตัวรับเหล่านี้ตั้งอยู่ในผิวหนังเช่นเดียวกับตัวรับความรู้สึกที่ผิวหนังชนิด อื่นๆ พวกมันทั้งหมดถูกควบคุมโดยเส้นใย Aβยกเว้นปลายประสาทอิสระ ที่รับความรู้สึกเชิงกล ซึ่งถูกควบคุมโดยเส้นใย Aδตัวรับความรู้สึกเชิงกลที่ผิวหนังสามารถแบ่งประเภทได้ตามชนิดของความรู้สึกที่รับรู้ อัตราการปรับตัว และรูปร่าง นอกจากนี้ แต่ละชนิดยังมีขอบเขตการรับรู้ ที่แตกต่าง กัน

• ตัวรับแรงกลชนิดปรับตัวช้าประเภท 1 (SA1) ที่มีอวัยวะปลายประสาทเมอร์เคล (หรือที่รู้จักกันในชื่อแผ่นดิสก์เมอร์เคล) ตรวจจับแรงกดที่ต่อเนื่องและเป็นพื้นฐานของการรับรู้รูปร่างและความหยาบของผิวหนัง^{[ 1 ]}พวกมันมีสนามรับรู้ขนาดเล็กและสร้างการตอบสนองที่ต่อเนื่องต่อการกระตุ้นแบบคงที่
• ตัวรับแรงกลชนิดปรับตัวช้าแบบที่ 2 (SA2) ซึ่งมีอวัยวะปลายประสาท Ruffini corpuscle (หรือที่รู้จักกันในชื่อbulbous corpuscle ) ตรวจจับแรงตึงที่อยู่ลึกในผิวหนังและพังผืดและตอบสนองต่อการยืดของผิวหนัง แต่ไม่ได้เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับบทบาทการรับรู้ตำแหน่งหรือการรับรู้แรงกล^{[ 2 ]}นอกจากนี้ยังสร้างการตอบสนองที่ยั่งยืนต่อการกระตุ้นแบบคงที่ แต่มีขอบเขตการรับรู้ที่กว้าง
• ตัวรับความรู้สึกเชิงกลที่ปรับตัวได้อย่างรวดเร็ว (RA) ร่วมกับอวัยวะปลายประสาท Meissner corpuscle (หรือที่รู้จักกันในชื่อtactile corpuscle ) เป็นพื้นฐานของการรับรู้สัมผัสเบา ๆ เช่น การสั่นไหว^{[ 3 ]}และการลื่นบนผิวหนัง^{[ 4 ]}มันปรับตัวได้อย่างรวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิว (การสั่นสะเทือนประมาณ 50 Hz) มีสนามรับรู้ขนาดเล็กและสร้างการตอบสนองชั่วคราวต่อการเริ่มต้นและการสิ้นสุดของการกระตุ้น
• คอร์ปัสเคิลแบบแผ่นหรือที่รู้จักกันในชื่อคอร์ปัสเคิล Pacinian และ Vater–Pacini ^{[ 5 ]}ในผิวหนังและพังผืดจะตรวจจับการสั่นสะเทือนอย่างรวดเร็วที่ความถี่ประมาณ 200–300 เฮิรตซ์^{[ 3 ] [ 6 ]}นอกจากนี้ยังสร้างการตอบสนองชั่วคราวแต่มีขอบเขตการรับรู้ที่กว้าง
• ปลายประสาทอิสระตรวจจับการสัมผัส แรงกด การยืด และความรู้สึกจั๊กจี้และคัน อาการคันเกิดจากการกระตุ้นปลายประสาทอิสระด้วยสารเคมี^{[ 7 ]}
• ตัว รับที่ รูขุมขนหรือโครงข่ายประสาทที่รากผม จะรับรู้เมื่อเส้นผมเปลี่ยนตำแหน่ง อันที่จริง ตัวรับความรู้สึกเชิงกลที่ไวที่สุดในมนุษย์คือ
• เซลล์ขนในหู ชั้น ใน(โคเคลีย ) (ไม่เกี่ยวข้องกับตัวรับฟอลลิคูลาร์ – ชื่อของมันมาจากสเตอริโอซิเลีย ที่มีลักษณะคล้ายเส้นผม ซึ่งทำหน้าที่รับความรู้สึกเชิงกล) ตรวจจับการสั่นสะเทือนของความถี่เสียงในช่วงประมาณ20–20,000 เฮิรตซ์สำหรับการ ได้ยิน^{[ 7 ]}

ตัวรับความรู้สึกเชิงกลบนผิวหนังยังสามารถแบ่งออกเป็นประเภทตามอัตราการปรับตัวได้อีกด้วย เมื่อตัวรับความรู้สึกเชิงกลได้รับสิ่งเร้า มันจะเริ่มส่งสัญญาณหรือศักยภาพการกระทำด้วยความถี่ที่สูงขึ้น (ยิ่งสิ่งเร้าแรง ความถี่ก็จะยิ่งสูงขึ้น) อย่างไรก็ตาม เซลล์จะ "ปรับตัว" ให้เข้ากับสิ่งเร้าคงที่หรือคงที่ในไม่ช้า และสัญญาณจะลดลงสู่ระดับปกติ ตัวรับที่ปรับตัวได้อย่างรวดเร็ว (เช่น กลับสู่ระดับสัญญาณปกติอย่างรวดเร็ว) เรียกว่า "แบบเฟสิก" ส่วนตัวรับที่ใช้เวลานานในการกลับสู่ระดับสัญญาณปกติเรียกว่า "แบบโทนิก" ตัวรับความรู้สึกเชิงกลแบบเฟสิกมีประโยชน์ในการรับรู้สิ่งต่างๆ เช่น พื้นผิวหรือการสั่นสะเทือน ในขณะที่ตัวรับแบบโทนิกมีประโยชน์สำหรับการรับรู้ถึงอุณหภูมิและการรับรู้ตำแหน่งของร่างกาย เป็นต้น

• การปรับตัวอย่างช้าๆ: ตัวรับแรงกลที่ปรับตัวอย่างช้าๆ ได้แก่อวัยวะรับความรู้สึกแบบเมอร์เคลและ รัฟฟินี และปลายประสาทอิสระ บาง ส่วน
  • ตัวรับแรงกลชนิดที่ 1 ที่ปรับตัวช้าจะมีอวัยวะรับความรู้สึกแบบเมอร์เคล หลายแห่ง
  • ตัวรับแรงกลชนิดที่ 2 ที่ปรับตัวช้าจะมีอวัยวะรับความรู้สึกแบบ Ruffini corpuscle เพียงอันเดียว
• การปรับตัวระดับกลาง: ปลายประสาทอิสระ บางส่วน มีการปรับตัวระดับกลาง
• ตัวรับแรงกลที่ปรับตัวได้อย่างรวดเร็ว ได้แก่ อวัยวะรับความรู้สึกแบบเมสเนอร์ (Meissner corpuscle end-organs) , อวัยวะรับความรู้สึกแบบพาซิเนียน (Pacinian corpuscle end-organs) , ตัวรับความรู้สึกในรูขุมขนและปลายประสาทอิสระ บาง ส่วน
  • ตัวรับแรงกลชนิดที่ 1 ที่ปรับตัวได้อย่างรวดเร็วมีอวัยวะรับความรู้สึกแบบเมสเนอร์หลาย ตัว
  • ตัวรับแรงกลชนิดที่ 2 ที่ปรับตัวได้อย่างรวดเร็ว (โดยทั่วไปเรียกว่า Pacinian) มีอวัยวะรับความรู้สึกแบบ Pacinian เพียง ตัว เดียว

ตัวรับความรู้สึกเชิงกลบนผิวหนังที่มี ขอบเขตการรับรู้ขนาดเล็กและแม่นยำพบได้ในบริเวณที่ต้องการการสัมผัสที่แม่นยำ (เช่น ปลายนิ้ว) ที่ปลายนิ้วและริมฝีปาก ความหนาแน่นของการรับรู้ของตัวรับความรู้สึกเชิงกลชนิดปรับตัวช้าแบบที่ 1 และชนิดปรับตัวเร็วแบบที่ 1 เพิ่มขึ้นอย่างมาก ตัวรับความรู้สึกเชิงกลทั้งสองชนิดนี้มีขอบเขตการรับรู้ขนาดเล็กที่แยกจากกัน และเชื่อกันว่าเป็นพื้นฐานของการใช้งานนิ้วมือในระดับต่ำส่วนใหญ่ในการประเมินพื้นผิว ความลื่น และการสั่นไหว ตัวรับความรู้สึกเชิงกลที่พบในบริเวณของร่างกายที่มีความแม่นยำในการสัมผัสต่ำกว่า มักจะมีขอบเขตการรับรู้ ที่ใหญ่ กว่า

คอร์ปัสเคิลแบบแผ่นหรือคอร์ปัสเคิลแบบพาซิเนียน หรือคอร์ปัสเคิลแบบวาเตอร์-พาซินี เป็นตัวรับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างหรือแรงกดที่อยู่ในผิวหนังและอวัยวะภายในต่างๆ^{[ 8 ]}แต่ละตัวเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทรับความรู้สึก เนื่องจากมีขนาดค่อนข้างใหญ่ จึงสามารถแยกคอร์ปัสเคิลแบบแผ่นเดี่ยวออกมาศึกษาคุณสมบัติได้ สามารถใช้แรงกดเชิงกลที่มีความแรงและความถี่ต่างกันกับคอร์ปัสเคิลโดยใช้สไตลัส และตรวจจับกิจกรรมทางไฟฟ้าที่เกิดขึ้นโดยใช้อิเล็กโทรดที่ติดอยู่กับตัวอย่าง

การทำให้ตัวรับความรู้สึกเสียรูปทรงจะสร้างศักยภาพกำเนิดในเซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่เกิดขึ้นภายในนั้น นี่คือการตอบสนองแบบค่อยเป็นค่อยไป: ยิ่งการเสียรูปทรงมากเท่าไร ศักยภาพกำเนิดก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น หากศักยภาพกำเนิดถึงระดับเกณฑ์ ชุดของศักยภาพการกระทำ (กระแสประสาท) จะถูกกระตุ้นที่ปมแรกของแรนเวียร์ในเซลล์ประสาทรับความรู้สึก

เมื่อถึงระดับเกณฑ์แล้ว ขนาดของสิ่งเร้าจะถูกเข้ารหัสในความถี่ของกระแสประสาทที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาท ดังนั้น ยิ่งการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของตัวรับความรู้สึกเดี่ยวๆ มีขนาดใหญ่หรือรวดเร็วมากเท่าใด ความถี่ของกระแสประสาทที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทนั้นก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ความไวที่เหมาะสมที่สุดของคอร์ปัสเคิลแบบแผ่นคือ 250 เฮิรตซ์ ซึ่งเป็นช่วงความถี่ที่สร้างขึ้นบนปลายนิ้วโดยพื้นผิวที่ทำจากคุณลักษณะที่มีขนาดเล็กกว่า  200 ไมโครเมตร^{[ 9 ]}

มีตัวรับแรงกลสี่ประเภทที่ฝังอยู่ในเอ็นเนื่องจากตัวรับแรงกลทุกประเภทเหล่านี้มีปลอกไมอีลินหุ้มจึงสามารถส่งข้อมูลความรู้สึกเกี่ยวกับตำแหน่งข้อต่อไปยังระบบประสาทส่วนกลาง ได้อย่างรวดเร็ว ^{[ 10 ]}

• ประเภทที่ 1: (ขนาดเล็ก) เกณฑ์ต่ำ ปรับตัวช้า ทั้งในสภาพแวดล้อมคงที่และแบบไดนามิก
• ประเภทที่ 2: (ปานกลาง) เกณฑ์ต่ำ ปรับตัวได้อย่างรวดเร็วในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา
• ประเภท III: (ขนาดใหญ่) เกณฑ์สูง ปรับตัวช้าในสภาพแวดล้อมแบบไดนามิก
• ประเภท IV: (ขนาดเล็กมาก) ตัวรับความเจ็บปวดที่มีเกณฑ์สูงซึ่งสื่อสารถึงการบาดเจ็บ

เชื่อกันว่าตัวรับแรงกลประเภท II และประเภท III โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีความเชื่อมโยงกับความรู้สึกรับรู้ตำแหน่งของร่างกาย ( proprioception )

นอกจากตัวรับความรู้สึกที่ผิวหนังแล้ว ตัวรับความรู้สึกเชิงกลอื่นๆ ยังรวมถึงเซลล์ขนซึ่งเป็นตัวรับความรู้สึกในระบบทรงตัวของหูชั้นใน ที่มีส่วนช่วยในระบบการได้ยินและการรับรู้สมดุลตัวรับความดันเป็นเซลล์ประสาทรับความรู้สึกเชิงกลชนิดหนึ่งที่ถูกกระตุ้นโดยการยืดตัวของหลอดเลือด นอกจากนี้ยังมีตัวรับความรู้สึกใกล้เส้นเลือดฝอย (J)ซึ่งตอบสนองต่อเหตุการณ์ต่างๆ เช่นภาวะบวมน้ำใน ปอด ภาวะ ลิ่มเลือดอุดตันในปอดโรคปอดบวมและภาวะ บาดเจ็บจากความดัน

ปฏิกิริยากระตุกเข่า ( knee jerk ) เป็นปฏิกิริยาตอบสนองจากการยืดกล้ามเนื้อ (การเตะขาโดยไม่ตั้งใจ) ที่รู้จักกันดี ซึ่งเกิดจากการเคาะเข่าด้วยค้อนหัวยาง ค้อนจะกระทบกับเอ็นที่เชื่อมต่อกล้าม เนื้อ ยืด (extensor muscle) ด้านหน้าของต้นขาเข้ากับขา การเคาะเอ็นจะทำให้กล้ามเนื้อต้นขายืดออก ซึ่งจะกระตุ้นตัวรับการยืดภายในกล้ามเนื้อที่เรียกว่าเส้นใยกล้ามเนื้อ (muscle spindles ) เส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นประกอบด้วยปลายประสาทรับความรู้สึกที่พันรอบเส้นใยกล้ามเนื้อพิเศษที่เรียกว่า เส้นใยกล้ามเนื้ออินทราฟิวซัล (intrafusal muscle fibers ) การยืดเส้นใยอินทราฟิวซัลจะเริ่มต้นการส่งสัญญาณประสาทไปยังเซลล์ประสาทรับความรู้สึก ( เซลล์ประสาท Ia ) ที่ติดอยู่กับเส้นใยนั้น สัญญาณประสาทจะเดินทางไปตามแอกซอนรับความรู้สึกไปยังไขสันหลัง ซึ่งจะเกิดเป็น ไซแนปส์หลายชนิด:

1. กิ่งก้านบางส่วนของแอกซอน Ia เชื่อมต่อโดยตรงกับเซลล์ประสาทสั่งการอัลฟา เซลล์ประสาทเหล่านี้ส่งกระแสประสาทกลับไปยังกล้ามเนื้อเดียวกัน ทำให้กล้ามเนื้อหดตัว ขาจึงเหยียดตรง
2. กิ่งก้านบางส่วนของแอกซอน Ia จะเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทตัวกลางยับยั้งในไขสันหลัง เซลล์ประสาทตัวกลางเหล่านี้จะเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทสั่งการที่นำไปยังกล้ามเนื้อตรงข้าม ซึ่งก็คือกล้ามเนื้อที่งอบริเวณด้านหลังต้นขา โดยการยับยั้งกล้ามเนื้อที่งอ เซลล์ประสาทตัวกลางเหล่านี้จะช่วยให้กล้ามเนื้อที่เหยียดหดตัวได้
3. นอกจากนี้ แอกซอน Ia สาขาอื่นๆ ยังสร้างไซแนปส์กับอินเตอร์นิวรอนที่นำไปสู่ศูนย์กลางสมอง เช่น สม cerebellum ซึ่งทำหน้าที่ประสานการเคลื่อนไหวของร่างกาย^{[ 11 ]}

ใน กระบวนการ ส่งสัญญาณรับความรู้สึก ทางกาย (somatosensory transduction ) เซลล์ประสาทนำเข้า (afferent neurons)จะส่งข้อความผ่านไซแนปส์ในนิวเคลียสของคอลัมน์ด้านหลัง (dorsal column nuclei ) ซึ่งเซลล์ประสาทลำดับที่สอง จะส่งสัญญาณไปยัง ทาลามัส (thalamus)และเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทลำดับที่สามในคอมเพล็กซ์เวนโทรบาซัล (ventrobasal complex ) จากนั้นเซลล์ประสาทลำดับที่สามจะส่งสัญญาณไปยังเปลือกสมองส่วนรับความรู้สึกทางกาย (somatosensory cortex )

งานวิจัยล่าสุดได้ขยายบทบาทของตัวรับกลไกผิวหนังสำหรับการป้อนกลับในการควบคุมการเคลื่อนไหวละเอียด^{[ 12 ]}ศักยภาพการกระทำเดี่ยวจากคอร์ปัสเคิลของ Meissnerคอร์ปัสเคิล Pacinianและ เส้นประสาท รับความรู้สึกปลาย Ruffiniเชื่อมโยงโดยตรงกับการกระตุ้นกล้ามเนื้อ ในขณะที่ การกระตุ้นคอมเพล็กซ์เซลล์-นิ วไรต์ของ Merkelไม่กระตุ้นการทำงานของกล้ามเนื้อ^{[ 13 ]}

ตัวรับกลไกของแมลงและสัตว์ขาปล้อง ได้แก่: ^{[ 14 ]}

• เซนซิลลาแบบแคมพานิฟอร์ม : โดมขนาดเล็กในโครงกระดูกภายนอกที่กระจายอยู่ทั่วร่างกายของแมลง เซลล์เหล่านี้เชื่อว่าตรวจจับแรงทางกลในรูปของแรงต้านต่อการหดตัวของกล้ามเนื้อ คล้ายกับอวัยวะเอ็นกอลจิใน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
• แผ่นขน : เซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่ไปเลี้ยงขนซึ่งพบในรอยพับของข้อต่อแมลง ขนเหล่านี้จะเบี่ยงเบนเมื่อส่วนของร่างกายส่วนหนึ่งเคลื่อนที่สัมพันธ์กับส่วนที่อยู่ติดกัน มี หน้าที่รับรู้ตำแหน่ง ของร่างกายและเชื่อกันว่าทำหน้าที่เป็นตัวตรวจจับขีดจำกัดที่เข้ารหัสช่วงการเคลื่อนไหวสุดขั้วของแต่ละข้อต่อ^{[ 15 ]}
• อวัยวะ Chordotonal : ตัวรับการยืดภายในที่ข้อต่อ สามารถทำหน้าที่ทั้งภายนอกและรับรู้ตำแหน่งได้เซลล์ประสาทในอวัยวะ Chordotonal ในDrosophila melanogasterสามารถจัดเรียงเป็นเซลล์ประสาทแบบคลับ กรงเล็บ และตะขอได้ เซลล์ประสาทแบบคลับเชื่อว่าเข้ารหัสสัญญาณการสั่นสะเทือน ในขณะที่เซลล์ประสาทแบบกรงเล็บและตะขอสามารถแบ่งย่อยออกเป็นกลุ่มการยืดและการงอ ซึ่งเข้ารหัสมุมข้อต่อและการเคลื่อนไหวตามลำดับ^{[ 16 ]}
• เซนซิลลาแบบร่อง : ร่องในโครงกระดูกภายนอกที่ตรวจจับการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของโครงกระดูกภายนอกของสัตว์มี หน้าที่ในการรับรู้ตำแหน่งของร่างกาย
• เซนซิลล่าขน : เซลล์ประสาทขนเป็นตัวรับแรงกลที่เชื่อมต่อกับขนตลอดลำตัว เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จะยื่นกระบวนการเดนไดรต์ออกไปเพื่อเชื่อมต่อกับขนแต่ละเส้นและส่งแอกซอนไปยังเส้นประสาทส่วนท้อง เซลล์ประสาทเหล่านี้เชื่อกันว่าทำหน้าที่ในการรับรู้สัมผัสโดยการตอบสนองต่อการเบี่ยงเบนทางกายภาพของขน^{[ 17 ]}สอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าแมลงหลายชนิดมีขนที่มีขนาดแตกต่างกัน ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่ามาโครเคต (ขนที่หนาและยาวกว่า) และไมโครเคต (ขนที่บางและสั้นกว่า) การศึกษาก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าเซลล์ประสาทขนที่เชื่อมต่อกับขนที่มีขนาดแตกต่างกันเหล่านี้อาจมีคุณสมบัติการยิงที่แตกต่างกัน เช่น ศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ขณะพักและเกณฑ์การยิง^{[ 18 ] [ 19 ]}

ตัวรับแรงกลยังพบได้ในเซลล์พืชซึ่งมีบทบาทสำคัญในการเจริญเติบโตตามปกติ การพัฒนา และการรับรู้สภาพแวดล้อม^{[ 20 ]}ตัวรับแรงกลช่วยให้ต้นหม้อข้าวหม้อแกงลิง ( Dionaea muscipula Ellis)จับเหยื่อ ขนาดใหญ่ได้ ^{[ 21 ] [ 22 ]}

โปรตีนตัวรับเชิงกลเป็นช่องไอออนที่การไหลของไอออนถูกเหนี่ยวนำโดยการสัมผัส การวิจัยในช่วงแรกแสดงให้เห็นว่าการส่งสัญญาณสัมผัสในหนอนตัวกลมCaenorhabditis elegansพบว่าต้องอาศัยโปรตีนช่องไอออนแบบสองทรานส์เมมเบรนที่ไวต่ออะมิ โลไรด์ซึ่งเกี่ยวข้องกับ ช่องโซเดียมของเยื่อบุผิว (ENaCs) ^{[ 23 ]}โปรตีนนี้เรียกว่า MEC-4 ซึ่งสร้างช่อง Na ⁺ที่เลือกแบบเฮเทอโรเมอริกพร้อมกับ MEC-10 ยีนที่เกี่ยวข้องในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีการแสดงออกในเซลล์ประสาทรับความรู้สึกและแสดงให้เห็นว่าถูกควบคุมโดยค่า pH ต่ำ ตัวรับตัวแรกดังกล่าวคือ ASIC1a ซึ่งตั้งชื่อเช่นนั้นเพราะเป็นช่องไอออนที่ไวต่อกรด (ASIC) ^{[ 24 ]}

• ระบบรับความรู้สึกทางกาย
• ตัวรับอุณหภูมิ
• ตัวรับความเจ็บปวด
• เซ็นเซอร์การยืด
• ระบบการทรงตัว
• ตัวรับการยืด

ลองค้นหาคำว่า "mechanoreceptor"ในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

• ตัวรับแรงกล (Mechanoreceptors) ในฐานข้อมูล Medical Subject Headings (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา