La viperele cu gropi, groapa de căldură este formată dintr-un buzunar adânc în rostru cu o membrană întinsă peste el. În spatele membranei, o cameră plină de aer asigură contactul cu aerul de o parte și de alta a membranei. Membrana gropii este foarte vascularizată și puternic inervată cu numeroși receptori sensibili la căldură, formați din masele terminale ale nervului trigemen (mase nervoase terminale sau TNM). Prin urmare, receptorii nu sunt celule discrete, ci o parte a nervului trigemenin în sine. Groapa labială întâlnită la boas și pitoni este lipsită de membrana suspendată și constă mai mult într-o simplă groapă căptușită cu o membrană care este la fel de inervată și vascularizată, deși morfologia vasculaturii diferă între acești șerpi și crotaline. Scopul vasculaturii, pe lângă furnizarea de oxigen către terminalele receptorilor, este de a răci rapid receptorii până la starea lor termo-neutră după ce au fost încălziți de radiația termică a unui stimul. Dacă nu ar exista această vasculare, receptorul ar rămâne într-o stare caldă după ce a fost expus la un stimul cald și ar prezenta animalului imagini ulterioare chiar și după ce stimulul a fost îndepărtat.
NeuroanatomieEdit
În toate cazurile, groapa facială este inervată de nervul trigemen. La crotaline, informațiile de la organul gropii sunt retransmise către nucleul reticularus caloris din măduvă prin intermediul tractului trigeminal descendent lateral. De acolo, este retransmisă către tectusul optic contralateral. La boas și pitoni, informația de la groapa labială este trimisă direct la tectusul optic contralateral prin intermediul tractului trigeminal descendent lateral, ocolind nucleul reticularus caloris.
Tectusul optic al creierului este cel care procesează în cele din urmă aceste indicii în infraroșu. Această porțiune a creierului primește și alte informații senzoriale, mai ales stimularea optică, dar și motorie, proprioceptivă și auditivă. Unii neuroni din tectum răspund doar la stimularea vizuală sau în infraroșu; alții răspund mai puternic la stimularea combinată vizuală și în infraroșu, iar alții răspund doar la o combinație de vizual și infraroșu. Unii neuroni par a fi reglați pentru a detecta mișcarea într-o singură direcție. S-a constatat că hărțile vizuală și infraroșie ale șarpelui sunt suprapuse în tectumul optic. Această informație combinată este transmisă prin tectum către creierul anterior.
Fibrele nervoase din organul gropii trag în mod constant la un ritm foarte scăzut. Obiectele care se află într-un interval neutru de temperatură nu modifică rata de tragere; intervalul neutru este determinat de radiația termică medie a tuturor obiectelor din câmpul receptiv al organului. Radiația termică care depășește un anumit prag determină o creștere a temperaturii fibrei nervoase, ceea ce duce la stimularea nervului și la declanșarea ulterioară a tragerilor, creșterea temperaturii ducând la creșterea ratei de tragere. Sensibilitatea fibrelor nervoase este estimată la >0,001 °C.
Organul gropiței se va adapta la un stimul repetat; dacă un stimul adaptat este îndepărtat, se va produce o fluctuație în sens opus. De exemplu, dacă un obiect cald este plasat în fața șarpelui, organul va crește rata de ardere la început, dar după un timp se va adapta la obiectul cald și rata de ardere a nervilor din organul gropii va reveni la normal. Dacă acel obiect cald este apoi îndepărtat, organul gropii va înregistra acum spațiul pe care obișnuia să îl ocupe ca fiind mai rece și, ca atare, rata de aprindere va fi scăzută până când se va adapta la îndepărtarea obiectului. Perioada de latență a adaptării este de aproximativ 50-150 ms.
Punctul facial vizualizează, de fapt, radiația termică folosind aceleași principii optice ca o cameră cu orificiu în formă de ac, în care locația unei surse de radiație termică este determinată de locația radiației pe membrana punctului termic. Cu toate acestea, studiile care au vizualizat imaginile termice văzute de groapa facială folosind analiza computerizată au sugerat că rezoluția este extrem de slabă. Dimensiunea deschiderii gropii duce la o rezoluție slabă a obiectelor mici și calde și, împreună cu dimensiunea mică a gropii și conducția termică slabă ulterioară, imaginea produsă are o rezoluție și un contrast extrem de scăzute. Se știe că în tractul trigeminal descendent lateral are loc o oarecare focalizare și o îmbunătățire a imaginii și este posibil ca integrarea vizuală și în infraroșu care are loc în tectum să fie, de asemenea, utilizată pentru a ajuta la îmbunătățirea imaginii.
Mecanism molecularEdit
În ciuda faptului că detectează lumina infraroșie, mecanismul de detectare a infraroșilor nu este similar cu cel al fotoreceptorilor – în timp ce fotoreceptorii detectează lumina prin reacții fotochimice, proteina din gropițele șerpilor este un tip de canal de potențial receptor tranzitoriu, TRPV1, care este un canal ionic sensibil la temperatură. Aceasta detectează semnalele infraroșii printr-un mecanism care implică încălzirea organului gropii, mai degrabă decât o reacție chimică la lumină. Din punct de vedere structural și funcțional, acesta seamănă cu o versiune biologică a instrumentului de detectare a căldurii numit bolometru. Acest lucru este în concordanță cu membrana subțire a gropii, care ar permite radiației infraroșii primite să încălzească rapid și precis un anumit canal ionic și să declanșeze un impuls nervos, precum și cu vascularizarea membranei gropii pentru a răci rapid canalul ionic înapoi la starea sa inițială de temperatură. Deși precursorii moleculari ai acestui mecanism se găsesc și la alți șerpi, proteina este atât exprimată la un nivel mult mai scăzut, cât și mult mai puțin sensibilă la căldură.
.