معلومة

الجهاز العصبي: ترجمة الإشارات


إذا تم إنشاء جهاز لمراقبة الإشارات العصبية من القلب ، بما في ذلك دقات القلب المستقرة ، وسرعة ضربات القلب ، وما إلى ذلك ، وكان هذا الجهاز قادرًا على نقل "نبضات القلب المستقرة" إلى القلب ، فهل سيكون لذلك أي آثار سلبية أو مفيدة للطب علم؟


كثيرا ما يتم قياس الإشارات الكهربائية (= الإشارات العصبية) من القلب في الطب ، وهذا ما يسمى تخطيط القلب الكهربائي. يبدو مثل هذا (من نفس المقالة):

يمكن أيضًا التأثير على القلب عن طريق أجهزة تنظيم ضربات القلب. اعتمادًا على احتياجات المريض ، يمكن أن يحفز القلب بشكل دائم أو يفعل ذلك فقط ، عند استيفاء معايير معينة مما يجعل التدخل ضروريًا لمنع السكتة القلبية. في الواقع ، يمكن أن يؤدي التحفيز الخاطئ إلى قتل الناس ، لأنهم يصابون بالسكتة القلبية عندما يكون تحفيز القلب غير صحيح. هذا هو السبب في أنه يتعين على مرضى جهاز تنظيم ضربات القلب الابتعاد عن المجالات المغناطيسية القوية التي تجعل أجهزة تنظيم ضربات القلب الخاصة بهم تتعطل وتتركهم دون تحفيز مناسب.

تستخدم هذه التقنية للتأثير على القلب من الخارج بواسطة أجهزة تنظيم ضربات القلب ، والتي تستخدم الصدمة الكهربائية للتأثير على ضربات القلب. يتم استخدامه لعلاج اضطراب النظم القلبي والرجفان البطيني وعدم انتظام دقات القلب البطيني غير النابض ، والتي تؤدي جميعها إلى الوفاة إذا تركت دون علاج. النموذج الخاص عبارة عن أجهزة تنظيم ضربات القلب الخارجية الآلية ، والتي تقيس مخطط كهربية القلب ثم تحدد شكله ، ما إذا كانت هناك حاجة لصدمة كهربائية.


16.6 الجهاز العصبي

أثناء قراءتك لهذا ، يقوم جهازك العصبي بالعديد من الوظائف في وقت واحد. يقوم النظام المرئي بمعالجة ما يتم رؤيته على الصفحة حيث يتحكم نظام المحرك في حركات عينك وتقليب الصفحات (أو النقر بالماوس) تحافظ قشرة الفص الجبهي على الانتباه. حتى الوظائف الأساسية ، مثل التنفس وتنظيم درجة حرارة الجسم ، يتحكم فيها الجهاز العصبي. الجهاز العصبي هو أحد نظامين يسيطران على جميع أجهزة الجسم والآخر هو جهاز الغدد الصماء. يعتبر تحكم الجهاز العصبي أكثر تحديدًا وسرعة من الجهاز الهرموني. ينقل الإشارات من خلال الخلايا والفجوات الصغيرة بينها وليس من خلال جهاز الدورة الدموية كما هو الحال في جهاز الغدد الصماء. يستخدم مزيجًا من الإشارات الكيميائية والكهروكيميائية ، بدلاً من الإشارات الكيميائية البحتة التي يستخدمها نظام الغدد الصماء لتغطية المسافات الطويلة بسرعة. يكتسب الجهاز العصبي المعلومات من الأعضاء الحسية ، ويعالجها ومن ثم قد يبدأ استجابة إما من خلال الوظيفة الحركية ، مما يؤدي إلى الحركة ، أو في تغيير في الحالة الفسيولوجية للكائن الحي.

تختلف الأنظمة العصبية في جميع أنحاء المملكة الحيوانية من حيث التركيب والتعقيد. تفتقر بعض الكائنات الحية ، مثل إسفنج البحر ، إلى نظام عصبي حقيقي. البعض الآخر ، مثل قنديل البحر ، يفتقر إلى دماغ حقيقي وبدلاً من ذلك لديه نظام من الخلايا العصبية المنفصلة ولكن المتصلة (الخلايا العصبية) تسمى "الشبكة العصبية". تحتوي الديدان المفلطحة على جهاز عصبي مركزي (CNS) ، يتكون من عقدة (مجموعات من الخلايا العصبية المتصلة) وحبلين عصبيين ، وجهاز عصبي محيطي (PNS) يحتوي على نظام من الأعصاب التي تمتد في جميع أنحاء الجسم. يعتبر الجهاز العصبي الحشري أكثر تعقيدًا ولكنه أيضًا لا مركزي إلى حد ما. يحتوي على دماغ وحبل عصبي بطني وعقد. يمكن لهذه العقد أن تتحكم في الحركات والسلوكيات دون تدخل من الدماغ.

بالمقارنة مع اللافقاريات ، فإن الجهاز العصبي للفقاريات أكثر تعقيدًا ومركزية وتخصصًا. في حين أن هناك تنوعًا كبيرًا بين الأنظمة العصبية المختلفة للفقاريات ، إلا أنها تشترك جميعها في بنية أساسية: الجهاز العصبي المركزي الذي يحتوي على الدماغ والحبل الشوكي والجهاز العصبي المحيطي المكون من الأعصاب الحسية والحركية المحيطية. أحد الاختلافات المثيرة للاهتمام بين الجهاز العصبي للافقاريات والفقاريات هو أن الحبال العصبية للعديد من اللافقاريات تقع بطنيًا (باتجاه المعدة) بينما تقع الحبل الشوكي للفقاريات ظهريًا (باتجاه الخلف). هناك جدل بين علماء الأحياء التطورية حول ما إذا كانت هذه الخطط المختلفة للجهاز العصبي قد تطورت بشكل منفصل أو ما إذا كان ترتيب خطة جسم اللافقاريات "انقلب" بطريقة ما أثناء تطور الفقاريات.

يتكون الجهاز العصبي من الخلايا العصبية ، والخلايا المتخصصة التي يمكنها استقبال ونقل الإشارات الكيميائية أو الكهربائية ، والخلايا الدبقية التي توفر وظائف الدعم للخلايا العصبية. هناك تنوع كبير في أنواع الخلايا العصبية والدبقية الموجودة في أجزاء مختلفة من الجهاز العصبي.

الخلايا العصبية والخلايا الدبقية

الجهاز العصبي لذبابة المختبر الشائعة ، ذبابة الفاكهة سوداء البطن، يحتوي على حوالي 100،000 خلية عصبية ، وهو نفس عدد سرطان البحر. يقارن هذا الرقم بـ 75 مليون في الفئران و 300 مليون في الأخطبوط. يحتوي دماغ الإنسان على حوالي 86 مليار خلية عصبية. على الرغم من هذه الأرقام المختلفة للغاية ، فإن الأجهزة العصبية لهذه الحيوانات تتحكم في العديد من السلوكيات نفسها - من ردود الفعل الأساسية إلى السلوكيات الأكثر تعقيدًا مثل العثور على الطعام ومغازلة الأصدقاء. إن قدرة الخلايا العصبية على التواصل مع بعضها البعض وكذلك مع الأنواع الأخرى من الخلايا تكمن وراء كل هذه السلوكيات.

تشترك معظم الخلايا العصبية في نفس المكونات الخلوية. لكن الخلايا العصبية أيضًا شديدة التخصص - لأنواع مختلفة من الخلايا العصبية لها أحجام وأشكال مختلفة تتعلق بأدوارها الوظيفية.

مثل الخلايا الأخرى ، يحتوي كل خلية عصبية على جسم خلوي (أو سوما) يحتوي على نواة ، وشبكة إندوبلازمية ناعمة وخشنة ، وجهاز جولجي ، وميتوكوندريا ، ومكونات خلوية أخرى. تحتوي الخلايا العصبية أيضًا على هياكل فريدة لاستقبال وإرسال الإشارات الكهربائية التي تجعل الاتصال بين الخلايا العصبية ممكنًا (الشكل 16.19). التشعبات هي هياكل شبيهة بالأشجار تمتد بعيدًا عن جسم الخلية لتلقي الرسائل من الخلايا العصبية الأخرى عند تقاطعات متخصصة تسمى المشابك العصبية. على الرغم من أن بعض الخلايا العصبية لا تحتوي على أي تشعبات ، إلا أن معظمها يحتوي على واحد أو أكثر من التشعبات.

الغشاء الدهني ثنائي الطبقة الذي يحيط بالخلايا العصبية غير منفذ للأيونات. للدخول أو الخروج من الخلايا العصبية ، يجب أن تمر الأيونات عبر القنوات الأيونية التي تمتد عبر الغشاء. تحتاج بعض القنوات الأيونية إلى التنشيط لفتحها والسماح للأيونات بالمرور داخل الخلية أو خارجها. هذه القنوات الأيونية حساسة للبيئة ويمكن أن تغير شكلها وفقًا لذلك. القنوات الأيونية التي تغير هيكلها استجابة لتغيرات الجهد تسمى القنوات الأيونية ذات الجهد الكهربائي. يُطلق على الفرق في إجمالي الشحنة بين داخل الخلية وخارجها اسم جهد الغشاء.

الخلية العصبية في حالة الراحة تكون سالبة الشحنة: داخل الخلية حوالي 70 مللي فولت أكثر سلبية من الخارج (-70 مللي فولت). يُطلق على هذا الجهد اسم إمكانات غشاء الراحة ، وهو ناتج عن الاختلافات في تركيزات الأيونات داخل وخارج الخلية والنفاذية الانتقائية الناتجة عن القنوات الأيونية. تنتج مضخات الصوديوم والبوتاسيوم الموجودة في الغشاء تركيزات مختلفة من الأيونات داخل الخلية وخارجها عن طريق إدخال اثنين من أيونات K + وإزالة ثلاثة أيونات Na +. تعتبر إجراءات هذه المضخة مكلفة: يتم استخدام جزيء واحد من ATP في كل دورة. يستخدم ما يصل إلى 50 في المائة من ATP في الخلية العصبية للحفاظ على إمكانات غشاءها في الراحة. أيونات البوتاسيوم (K +) ، التي تكون أعلى داخل الخلية ، تتحرك بحرية إلى حد ما خارج الخلية العصبية عبر قنوات البوتاسيوم ، ينتج عن فقدان الشحنة الموجبة شحنة سالبة صافية داخل الخلية. أيونات الصوديوم (Na +) ، منخفضة في الداخل ، لها قوة دافعة للدخول ولكنها تتحرك بحرية أقل. تعتمد قنواتها على الجهد وستفتح عندما يؤدي تغيير طفيف في إمكانات الغشاء إلى تحفيزها.

يمكن للخلايا العصبية تلقي مدخلات من الخلايا العصبية الأخرى ، وإذا كان هذا الإدخال قويًا بدرجة كافية ، فقم بإرسال الإشارة إلى الخلايا العصبية في اتجاه مجرى النهر. يتم نقل الإشارة بين الخلايا العصبية بشكل عام بواسطة مادة كيميائية تسمى ناقل عصبي ، والتي تنتشر من محور عصبون واحد إلى تغصن من خلية عصبية ثانية. عندما ترتبط جزيئات الناقل العصبي بالمستقبلات الموجودة على التشعبات العصبية ، يفتح الناقل العصبي قنوات أيونية في غشاء البلازما للتغصنات. يسمح هذا الفتح لأيونات الصوديوم بدخول الخلايا العصبية ويؤدي إلى إزالة استقطاب الغشاء - انخفاض في الجهد عبر غشاء العصبون. بمجرد تلقي إشارة من التغصنات ، تنتقل بعد ذلك بشكل سلبي إلى جسم الخلية. ستصل إشارة كبيرة بما يكفي من الناقلات العصبية إلى المحور العصبي. إذا كانت قوية بما فيه الكفاية (أي ، إذا تم الوصول إلى عتبة الإثارة ، إزالة الاستقطاب إلى حوالي -60 ميللي فولت) ، فإن إزالة الاستقطاب تخلق حلقة ردود فعل إيجابية: مع دخول المزيد من أيونات الصوديوم إلى الخلية ، يصبح المحور العصبي أكثر استقطابًا ، ويفتح حتى المزيد من قنوات الصوديوم على مسافات بعيدة من جسم الخلية. سيؤدي ذلك إلى فتح قنوات Na + المعتمدة على الجهد أسفل المحور العصبي ودخول المزيد من الأيونات الموجبة إلى الخلية. في المحوار ، ستصبح هذه "الإشارة" انعكاسًا موجزًا ​​ذاتي الانتشار لإمكانات غشاء الراحة يسمى جهد الفعل.

إمكانات الفعل هي حدث كل شيء أو لا شيء يحدث أو لا يحدث. يجب الوصول إلى عتبة الإثارة للخلايا العصبية "لإطلاق" جهد فعل. مع اندفاع أيونات الصوديوم إلى الخلية ، يؤدي إزالة الاستقطاب في الواقع إلى عكس الشحنة عبر شكل الغشاء -70 مللي فولت إلى + 30 مللي فولت. يؤدي هذا التغيير في إمكانات الغشاء إلى فتح قنوات K + ذات الجهد الكهربائي ، ويبدأ K + في مغادرة الخلية ، وإعادة استقطابها. في الوقت نفسه ، يتم تعطيل قنوات Na + بحيث لا يدخل Na + في الخلية. تستمر أيونات K + في مغادرة الخلية وتعود إمكانات الغشاء إلى إمكانات الراحة. في وقت الراحة ، يتم إغلاق قنوات K + وإعادة تعيين قنوات Na. تتم إزالة الاستقطاب من الغشاء في موجة أسفل طول المحور العصبي. إنه ينتقل في اتجاه واحد فقط لأن قنوات الصوديوم معطلة وغير متاحة حتى تصبح إمكانات الغشاء قريبة من إمكانية الراحة مرة أخرى في هذه المرحلة ، حيث يتم إعادة ضبطها لإغلاقها ويمكن فتحها مرة أخرى.

المحوار عبارة عن هيكل يشبه الأنبوب ينشر الإشارة من جسم الخلية إلى نهايات متخصصة تسمى محطات محور عصبي. ثم تتشابك هذه المحطات بدورها مع الخلايا العصبية الأخرى أو العضلات أو الأعضاء المستهدفة. عندما يصل جهد الفعل إلى المحطة المحورية ، فإن هذا يتسبب في إطلاق ناقل عصبي على التغصنات في خلية عصبية أخرى. تسمح الناقلات العصبية التي يتم إطلاقها في المحاور العصبية بإيصال الإشارات إلى هذه الخلايا الأخرى ، وتبدأ العملية مرة أخرى. عادة ما تحتوي الخلايا العصبية على محور أو محورين ، لكن بعض الخلايا العصبية لا تحتوي على أي محاور.

بعض المحاور مغطاة بهيكل خاص يسمى غمد المايلين ، والذي يعمل كعازل لمنع الإشارة الكهربائية من التبدد أثناء انتقالها إلى أسفل المحور. هذا العزل مهم ، لأن المحوار من الخلايا العصبية الحركية البشرية يمكن أن يصل طوله إلى متر (3.2 قدم) - من قاعدة العمود الفقري إلى أصابع القدم. يتم إنتاج غمد المايلين بواسطة الخلايا الدبقية. على طول المحور العصبي توجد فجوات دورية في غمد الميالين. تسمى هذه الفجوات عقد Ranvier وهي مواقع يتم فيها "إعادة شحن" الإشارة أثناء انتقالها على طول المحور المحوري.

من المهم أن نلاحظ أن خلية عصبية واحدة لا تعمل بمفردها - يعتمد الاتصال العصبي على الروابط التي تقوم بها الخلايا العصبية مع بعضها البعض (وكذلك مع الخلايا الأخرى ، مثل الخلايا العضلية). قد تتلقى التشعبات من خلية عصبية واحدة اتصال متشابك من العديد من الخلايا العصبية الأخرى. على سبيل المثال ، يُعتقد أن التشعبات من خلية بركنجي في المخيخ تتلقى اتصالًا من ما يصل إلى 200000 خلية عصبية أخرى.

اتصال يومي

تكوين الخلايا العصبية

في وقت ما ، اعتقد العلماء أن الناس يولدون بكل الخلايا العصبية التي قد تكون لديهم في أي وقت. تشير الأبحاث التي أجريت خلال العقود القليلة الماضية إلى أن تكوين الخلايا العصبية ، ولادة خلايا عصبية جديدة ، يستمر حتى مرحلة البلوغ. تم اكتشاف تكوين الخلايا العصبية لأول مرة في الطيور المغردة التي تنتج خلايا عصبية جديدة أثناء تعلم الأغاني. بالنسبة للثدييات ، تلعب الخلايا العصبية الجديدة أيضًا دورًا مهمًا في التعلم: حوالي 1000 خلية عصبية جديدة تتطور في الحُصين (بنية دماغية تشارك في التعلم والذاكرة) كل يوم. بينما تموت معظم الخلايا العصبية الجديدة ، وجد الباحثون أن الزيادة في عدد الخلايا العصبية الجديدة الباقية في الحُصين ترتبط بمدى نجاح الفئران في تعلُّم مهمة جديدة. ومن المثير للاهتمام أن كلاً من التمارين وبعض الأدوية المضادة للاكتئاب تعزز أيضًا تكوين الخلايا العصبية في الحُصين. الإجهاد له تأثير معاكس. في حين أن تكون الخلايا العصبية محدودة جدًا مقارنة بالتجدد في الأنسجة الأخرى ، فقد يؤدي البحث في هذا المجال إلى علاجات جديدة لاضطرابات مثل مرض الزهايمر والسكتة الدماغية والصرع.

كيف يتعرف العلماء على الخلايا العصبية الجديدة؟ يمكن للباحث حقن مركب يسمى بروموديوكسيوريدين (BrdU) في دماغ الحيوان. بينما ستتعرض جميع الخلايا لـ BrdU ، سيتم دمج BrdU فقط في الحمض النووي للخلايا المولدة حديثًا الموجودة في المرحلة S. يمكن استخدام تقنية تسمى الكيمياء الهيستولوجية المناعية لإرفاق ملصق الفلورسنت بـ BrdU المدمج ، ويمكن للباحث استخدام المجهر الفلوري لتصور وجود BrdU ، وبالتالي الخلايا العصبية الجديدة ، في أنسجة المخ (الشكل 16.20).

المفاهيم في العمل

قم بزيارة هذا المختبر التفاعلي الرابط للاطلاع على مزيد من المعلومات حول تكوين الخلايا العصبية ، بما في ذلك محاكاة معملية تفاعلية وفيديو يشرح كيف تقوم BrdU بتسمية الخلايا الجديدة.

بينما يُعتقد غالبًا أن الخلايا الدبقية هي القوالب الداعمة للجهاز العصبي ، فإن عدد الخلايا الدبقية في الدماغ يفوق عدد الخلايا العصبية بعامل 10. هذه الخلايا الدبقية. تقوم الخلايا الدبقية بتوجيه الخلايا العصبية النامية إلى وجهاتها ، والأيونات العازلة والمواد الكيميائية التي من شأنها أن تضر الخلايا العصبية ، وتوفر أغلفة المايلين حول المحاور. عندما لا تعمل الخلايا الدبقية بشكل صحيح ، يمكن أن تكون النتيجة كارثية - معظم أورام الدماغ سببها طفرات في الخلايا الدبقية.

كيف تتواصل الخلايا العصبية

تتطلب جميع الوظائف التي يؤديها الجهاز العصبي - من رد الفعل الحركي البسيط إلى الوظائف الأكثر تقدمًا مثل صنع الذاكرة أو اتخاذ القرار - الخلايا العصبية للتواصل مع بعضها البعض. تتواصل الخلايا العصبية بين محور عصبون واحد والتشعبات ، وأحيانًا جسم الخلية ، من خلية عصبية أخرى عبر الفجوة بينهما ، والمعروفة باسم الشق المشبكي. عندما يصل جهد الفعل إلى نهاية محور عصبي ، فإنه يحفز إطلاق جزيئات الناقل العصبي في الشق المشبكي بين المقبض المشبكي للمحور العصبي والغشاء اللاحق للتشابك للتغصن أو سوما للخلية التالية. يتم تحرير الناقل العصبي من خلال خروج الحويصلات التي تحتوي على جزيئات الناقل العصبي. ينتشر الناقل العصبي عبر الشق المشبكي ويرتبط بمستقبلات في الغشاء ما بعد المشبكي. جزيئات المستقبلات هذه عبارة عن قنوات أيونية منظمة كيميائيًا وستفتح ، مما يسمح للصوديوم بالدخول إلى الخلية. إذا تم إطلاق ناقل عصبي كافٍ ، فقد يتم بدء جهد فعل في الخلية التالية ، لكن هذا غير مضمون. إذا تم تحرير ناقل عصبي غير كافٍ ، فإن الإشارة العصبية سوف تموت في هذه المرحلة. هناك عدد من النواقل العصبية المختلفة الخاصة بأنواع الخلايا العصبية التي لها وظائف محددة.

الجهاز العصبي المركزي

يتكون الجهاز العصبي المركزي (CNS) من الدماغ والنخاع الشوكي ومغطى بثلاث طبقات من الأغطية الواقية تسمى السحايا ("السحايا" مشتقة من اللغة اليونانية وتعني "الأغشية") (الشكل 16.21). الطبقة الخارجية هي الأم الجافية ، والطبقة الوسطى هي الأم العنكبوتية الشبيهة بالويب ، والطبقة الداخلية هي الأم الحنون ، التي تتصل وتغطي الدماغ والحبل الشوكي مباشرة. تمتلئ الفراغ بين العنكبوتيات والعظام الحنون بالسائل الدماغي النخاعي (CSF). يطفو الدماغ في CSF ، والذي يعمل بمثابة وسادة وامتصاص الصدمات.

الدماغ

الدماغ هو جزء من الجهاز العصبي المركزي الموجود في التجويف القحفي للجمجمة. ويشمل القشرة الدماغية والجهاز الحوفي والعقد القاعدية والمهاد والوطاء والمخيخ وجذع الدماغ وشبكية العين. الجزء الخارجي من الدماغ عبارة عن قطعة سميكة من نسيج الجهاز العصبي تسمى القشرة الدماغية. تشكل القشرة الدماغية والجهاز الحوفي والعقد القاعدية نصفي الكرة المخية. حزمة ألياف سميكة تسمى الجسم الثفني (corpus = “body” callosum = “صلب”) تربط نصفي الكرة الأرضية. على الرغم من وجود بعض وظائف الدماغ التي تتمركز في نصفي الكرة الأرضية أكثر من النصف الآخر ، فإن وظائف نصفي الكرة الأرضية زائدة عن الحاجة إلى حد كبير. في الواقع ، في بعض الأحيان (نادرًا جدًا) تتم إزالة نصف الكرة الأرضية بأكمله لعلاج الصرع الشديد. في حين أن المرضى يعانون من بعض النواقص بعد الجراحة ، إلا أنهم قد يعانون من مشاكل قليلة بشكل مفاجئ ، خاصة عندما يتم إجراء الجراحة على الأطفال الذين لديهم أجهزة عصبية غير ناضجة للغاية.

في العمليات الجراحية الأخرى لعلاج الصرع الشديد ، يتم قطع الجسم الثفني بدلاً من إزالة نصف الكرة الأرضية بأكمله. يتسبب هذا في حالة تسمى انقسام الدماغ ، والتي تعطي نظرة ثاقبة للوظائف الفريدة لنصفي الكرة الأرضية. على سبيل المثال ، عند تقديم كائن إلى المجال البصري الأيسر للمريض ، فقد لا يتمكنون من تسمية الشيء شفهيًا (وقد يزعمون أنهم لم يروا شيئًا على الإطلاق). هذا لأن المدخلات المرئية من المجال البصري الأيسر تتقاطع وتدخل إلى النصف الأيمن من الدماغ ولا يمكنها بعد ذلك إرسال إشارة إلى مركز الكلام ، والذي يوجد بشكل عام في الجانب الأيسر من الدماغ. ومن اللافت للنظر أنه إذا طُلب من المريض المصاب بانقسام الدماغ أن يلتقط شيئًا معينًا من مجموعة من الأشياء بيده اليسرى ، فسيكون المريض قادرًا على القيام بذلك ولكنه لا يزال غير قادر على التعرف عليه شفهيًا.

المفاهيم في العمل

قم بزيارة الموقع التالي لمعرفة المزيد عن مرضى انقسام الدماغ ولعب لعبة حيث يمكنك نمذجة تجارب الدماغ المنقسمة بنفسك.

يحتوي كل نصف كرة على مناطق تسمى الفصوص التي تشارك في وظائف مختلفة. يمكن تقسيم كل نصف كرة من القشرة الدماغية للثدييات إلى أربعة فصوص محددة وظيفيًا ومكانيًا: الفص الجبهي والجداري والزماني والقذالي (الشكل 16.22).

يقع الفص الجبهي في مقدمة الدماغ فوق العينين. يحتوي هذا الفص على البصلة الشمية التي تعالج الروائح. يحتوي الفص الجبهي أيضًا على القشرة الحركية ، وهو أمر مهم لتخطيط وتنفيذ الحركة. خريطة المناطق داخل القشرة الحركية لمجموعات العضلات المختلفة. تتحكم الخلايا العصبية في الفص الجبهي أيضًا في الوظائف المعرفية مثل الحفاظ على الانتباه والكلام واتخاذ القرار. تظهر الدراسات التي أُجريت على البشر الذين أضروا بالفصوص الأمامية أن أجزاء من هذه المنطقة متورطة في الشخصية ، والتنشئة الاجتماعية ، وتقييم المخاطر. يقع الفص الجداري في الجزء العلوي من الدماغ. تشارك الخلايا العصبية في الفص الجداري في الكلام والقراءة أيضًا. تتمثل وظيفتان أساسيتان من وظائف الفص الجداري في معالجة الإحساس الجسدي - أحاسيس اللمس مثل الضغط والألم والحرارة والبرودة - ومعالجة استقبال الحس العميق - بمعنى كيفية توجيه أجزاء من الجسم في الفضاء. يحتوي الفص الجداري على خريطة حسية جسدية للجسم تشبه القشرة الحركية. يقع الفص القذالي في الجزء الخلفي من الدماغ.إنه يشارك بشكل أساسي في الرؤية - رؤية العالم المرئي والتعرف عليه وتحديده. يقع الفص الصدغي في قاعدة الدماغ ويشارك بشكل أساسي في معالجة الأصوات وتفسيرها. كما أنه يحتوي على قرن آمون (يُسمى من اليونانية "فرس البحر" ، والذي يشبه في الشكل) هيكل يعالج تكوين الذاكرة. تم تحديد دور الحُصين في الذاكرة جزئيًا من خلال دراسة أحد مرضى الصرع المشهورين ، HM ، الذي أزيل كلا جانبي الحصين في محاولة لعلاج الصرع. اختفت نوباته ، لكنه لم يعد قادرًا على تكوين ذكريات جديدة (على الرغم من أنه يمكن أن يتذكر بعض الحقائق من قبل الجراحة ويمكنه تعلم مهام حركية جديدة).

تلعب مناطق الدماغ المترابطة التي تسمى العقد القاعدية أدوارًا مهمة في التحكم في الحركة والوضعية. تنظم العقد القاعدية أيضًا الدافع.

يعمل المهاد كبوابة من وإلى القشرة. يتلقى المدخلات الحسية والحركية من الجسم ويتلقى أيضًا ردود فعل من القشرة. يمكن لآلية التغذية المرتدة هذه تعديل الإدراك الواعي للمدخلات الحسية والحركية اعتمادًا على حالة الانتباه والإثارة للحيوان. يساعد المهاد على تنظيم حالات الوعي والإثارة والنوم.

تحت المهاد يوجد الوطاء. يتحكم الوطاء في نظام الغدد الصماء عن طريق إرسال إشارات إلى الغدة النخامية. من بين الوظائف الأخرى ، ما تحت المهاد هو منظم حرارة الجسم - فهو يضمن الحفاظ على درجة حرارة الجسم عند المستويات المناسبة. تنظم الخلايا العصبية داخل منطقة ما تحت المهاد أيضًا إيقاعات الساعة البيولوجية ، والتي تسمى أحيانًا دورات النوم.

الجهاز الحوفي هو مجموعة متصلة من الهياكل التي تنظم المشاعر ، وكذلك السلوكيات المتعلقة بالخوف والتحفيز. يلعب دورًا في تكوين الذاكرة ويتضمن أجزاء من المهاد وما تحت المهاد بالإضافة إلى الحُصين. أحد الهياكل المهمة داخل الجهاز الحوفي هو هيكل الفص الصدغي يسمى اللوزة. اللوزتان اللوزيتان (اللوزتان على كل جانب) مهمتان للإحساس بالخوف وللتعرف على الوجوه المخيفة.

يقع المخيخ (المخيخ = "دماغ صغير") في قاعدة الدماغ أعلى جذع الدماغ. يتحكم المخيخ في التوازن ويساعد في تنسيق الحركة وتعلم المهام الحركية الجديدة. مخيخ الطيور كبير مقارنة بالفقاريات الأخرى بسبب التنسيق الذي تتطلبه الرحلة.

يربط جذع الدماغ بقية الدماغ بالحبل الشوكي وينظم بعض أهم الوظائف الأساسية للجهاز العصبي بما في ذلك التنفس والبلع والهضم والنوم والمشي وتكامل المعلومات الحسية والحركية.

الحبل الشوكي

يتصل الحبل الشوكي بجذع الدماغ ويمتد إلى أسفل الجسم عبر العمود الفقري. الحبل الشوكي عبارة عن حزمة سميكة من الأنسجة العصبية التي تنقل معلومات عن الجسم إلى الدماغ ومن الدماغ إلى الجسم. يوجد الحبل الشوكي داخل السحايا وعظام العمود الفقري ولكنه قادر على توصيل الإشارات من وإلى الجسم من خلال اتصالاته مع الأعصاب الشوكية (جزء من الجهاز العصبي المحيطي). يشبه المقطع العرضي للحبل الشوكي شكل بيضاوي أبيض يحتوي على شكل فراشة رمادية (الشكل 16.23). تشكل المحاور "المادة البيضاء" وتشكل أجسام الخلايا العصبية والخلايا الدبقية (والعصبونات الداخلية) "المادة الرمادية". تنقل المحاور وأجسام الخلايا في الظهرية النخاع الشوكي في الغالب المعلومات الحسية من الجسم إلى الدماغ. تنقل المحاور وأجسام الخلايا في النخاع الشوكي بشكل أساسي الإشارات التي تتحكم في الحركة من الدماغ إلى الجسم.

يتحكم الحبل الشوكي أيضًا في ردود الفعل الحركية. ردود الفعل هذه هي حركات سريعة غير واعية - مثل إزالة اليد تلقائيًا من جسم ساخن. ردود الفعل سريعة جدًا لأنها تتضمن اتصالات متشابكة محلية. على سبيل المثال ، يتم التحكم في منعكس الركبة الذي يختبره الطبيب أثناء إجراء جسدي روتيني عن طريق مشابك واحدة بين الخلايا العصبية الحسية والخلايا العصبية الحركية. في حين أن المنعكس قد يتطلب فقط مشاركة واحدة أو اثنتين من المشابك العصبية ، فإن المشابك العصبية مع العصبونات الداخلية في العمود الفقري تنقل المعلومات إلى الدماغ لنقل ما حدث (ارتجاف الركبة ، أو كانت اليد ساخنة).

الجهاز العصبي المحيطي

الجهاز العصبي المحيطي (PNS) هو الرابط بين الجهاز العصبي المركزي وبقية الجسم. يمكن تقسيم الجهاز العصبي المحيطي إلى الجهاز العصبي اللاإرادي ، الذي يتحكم في الوظائف الجسدية دون سيطرة واعية ، والجهاز العصبي الحسي الجسدي ، الذي ينقل المعلومات الحسية من الجلد والعضلات والأعضاء الحسية إلى الجهاز العصبي المركزي ويرسل أوامر حركية من الجهاز العصبي المركزي للعضلات.

يعمل الجهاز العصبي اللاإرادي كمرحل بين الجهاز العصبي المركزي والأعضاء الداخلية. يتحكم في الرئتين والقلب والعضلات الملساء والغدد الصماء والغدد الصماء. يتحكم الجهاز العصبي اللاإرادي في هذه الأعضاء إلى حد كبير دون سيطرة واعية ، ويمكنه مراقبة ظروف هذه الأنظمة المختلفة باستمرار وتنفيذ التغييرات حسب الحاجة. عادةً ما تتضمن الإشارة إلى النسيج المستهدف مشابك عصبية: عصبون ما قبل العقدة (نشأ في الجهاز العصبي المركزي) يتشابك مع خلية عصبية في عقدة تتشابك بدورها على العضو المستهدف (الشكل 16.24). هناك قسمان من الجهاز العصبي اللاإرادي لهما تأثيرات متعارضة: الجهاز العصبي السمبثاوي والجهاز العصبي السمبتاوي.

الجهاز العصبي الودي مسؤول عن الاستجابات الفورية التي يقوم بها الحيوان عندما يواجه موقفًا خطيرًا. إحدى الطرق لتذكر ذلك هي التفكير في استجابة "القتال أو الهروب" التي يشعر بها الشخص عند مواجهة ثعبان (يبدأ كل من "ثعبان" و "متعاطف" بحرف "s"). تتضمن أمثلة الوظائف التي يتحكم فيها الجهاز العصبي السمبثاوي تسارع معدل ضربات القلب والهضم المانع. تساعد هذه الوظائف في إعداد جسم الكائن الحي للإجهاد البدني المطلوب للهروب من موقف يحتمل أن يكون خطيرًا أو لصد حيوان مفترس.

بينما يتم تنشيط الجهاز العصبي الودي في المواقف العصيبة ، يسمح الجهاز العصبي السمبتاوي للحيوان "بالراحة والهضم". طريقة واحدة لتذكر هذا هو التفكير في أنه خلال موقف مريح مثل النزهة ، يكون الجهاز العصبي السمبتاوي هو المسيطر (كل من "النزهة" و "الجهاز السمبتاوي" يبدأان بالحرف "p"). تحتوي الخلايا العصبية نظير الودي قبل العقدة على أجسام خلوية تقع في جذع الدماغ وفي الحبل الشوكي العجزي (نحو الأسفل) (الشكل 16.25). يعيد الجهاز العصبي السمبتاوي ضبط وظيفة العضو بعد تنشيط الجهاز العصبي الودي بما في ذلك تباطؤ معدل ضربات القلب وخفض ضغط الدم وتحفيز الهضم.

يتكون الجهاز العصبي الحسي الجسدي من أعصاب في الجمجمة والعمود الفقري ويحتوي على كل من الخلايا العصبية الحسية والحركية. تنقل الخلايا العصبية الحسية المعلومات الحسية من الجلد والعضلات الهيكلية والأعضاء الحسية إلى الجهاز العصبي المركزي. تنقل الخلايا العصبية الحركية رسائل حول الحركة المرغوبة من الجهاز العصبي المركزي إلى العضلات لجعلها تنقبض. بدون نظامه العصبي الحسي الجسدي ، لن يكون الحيوان قادرًا على معالجة أي معلومات عن بيئته (ما يراه ، ويشعر به ، ويسمع ، وما إلى ذلك) ولن يتمكن من التحكم في الحركات الحركية. على عكس الجهاز العصبي اللاإرادي ، الذي عادة ما يحتوي على اثنين من نقاط الاشتباك العصبي بين الجهاز العصبي المركزي والعضو المستهدف ، عادة ما تحتوي الخلايا العصبية الحسية والحركية على مشابك واحدة فقط - توجد نهاية واحدة من الخلايا العصبية في العضو والأخرى تتصل مباشرة بخلايا عصبية الجهاز العصبي المركزي.


الجهاز العصبي: ترجمة الإشارات - علم الأحياء

الآن وقد ناقشنا التشريح الأساسي للخلايا العصبية ، يمكننا أن ننتقل إلى علم وظائف الأعضاء الذي يقوم عليه الإشارات العصبية.

تستخدم الخلايا العصبية رسائل الكل أو لا شيء تسمى إمكانات العمل لترحيل النبضات الكهربائية أسفل المحور العصبي إلى الحبة المشبكية. كما سنستكشف في القسم التالي ، تتسبب إمكانات الفعل في النهاية في إطلاق النواقل العصبية في الشق المشبكي.

يستريح المحتملة

جميع الخلايا العصبية تحمل أ يستريح غشاء المحتملة. هذا يعني أن هناك فرق جهد كهربائي (جهد كهربائي) بين داخل الخلية العصبية والفضاء خارج الخلية. عادةً ما يكون هذا حوالي -70 مللي فولت ، مع كون الجزء الداخلي من الخلايا العصبية سالبًا بالنسبة إلى الخارج. تستخدم الخلايا العصبية نفاذية انتقائية للأيونات و Na + / K + ATPase للحفاظ على هذه البيئة الداخلية السلبية ، كما هو موضح في الشكل 4.3.

شكل 4.3. صيانة إمكانات غشاء الراحة يحافظ Na + / K + ATPase على إمكانات غشاء الراحة من -70 مللي فولت عن طريق تحريك 3 أيونات Na + خارج الخلية لكل 2 K + أيونات تنتقل إلى الخلية.

مثل أي خلية أخرى ، فإن غشاء البلازما العصبي غير منفذ إلى حد ما للأنواع المشحونة. نظرًا لأن غشاء البلازما يحتوي على حاجز غير قطبي سميك (ذيول الأحماض الدهنية) ، فليس من الملائم بشدة أن تعبر الأيونات هذا الحاجز. داخل العصبون ، [+ K] مرتفع و [+ Na] منخفض. خارج الخلية العصبية ، [+ Na] مرتفع ، بينما [K +] منخفض. يتم إنشاء إمكانات الراحة السلبية بواسطة كل من البروتينات سالبة الشحنة داخل الخلية ونفاذية الغشاء الأكبر نسبيًا إلى K مقارنة بـ Na. إذا كان غشاء الخلية أكثر نفاذاً لـ K + وكان تركيز الأيون أعلى من الداخل ، فإن K + سينتشر أسفل انحداره خارج الخلية. ماذا يعني هذا من حيث حركة الشحنة؟ K + مشحون إيجابياً ، لذا فإن حركته خارج الخلية ينتج عنه داخل الخلية سالب. بعبارة أخرى ، إذا افترضنا أن الغشاء يبدأ من الصفر ، وأخذنا شحنة موجبة ، ينتهي بنا الأمر بشحنة سالبة داخل الخلية: 0 - (+1) = –1. لا يمكن لـ Na + الدخول بسهولة في حالة السكون ، لذلك يتم الحفاظ على الإمكانات السلبية.

تعتمد إمكانات غشاء الراحة على تركيزات الأيونات داخل وخارج الخلية ، والنفاذية النسبية للغشاء لهذه الأيونات المختلفة ، وشحنات هذه الأيونات. تجمع معادلة جهد جولدمان - هودجكين - كاتز هذه العوامل المختلفة معًا في معادلة واحدة تتنبأ بإمكانية غشاء الراحة. تمت مناقشة هذه المعادلة في الفصل 8 من مراجعة الكيمياء الحيوية MCAT.

تعد قاعدة Na + / K + ATPase مهمة لاستعادة هذا التدرج اللوني بعد إطلاق إمكانات الفعل. ينقل ثلاثة Na + خارج الخلية لكل 2 K + إلى الخلية على حساب ATP واحد. يعد ATP ضروريًا لأن كل من Na + و K + يتم تحريكهما مقابل تدرجاتهما من خلال هذه العملية ، وبالتالي ، فإن هذا مؤهل كنقل نشط أولي. في كل مرة تعمل المضخة ، ينتج عن ذلك أن يصبح الجزء الداخلي للخلية أكثر سلبية نسبيًا ، حيث يتم تحريك شحنتين موجبتين فقط لكل ثلاثة يتم نقلها للخارج.

أكسون هيلوك

يمكن أن تتلقى الخلايا العصبية مدخلات مثيرة ومثبطة. أسباب المدخلات المثيرة نزع الاستقطاب (رفع إمكانات الغشاء ، الخامسم، من إمكاناته في الراحة) وبالتالي يجعل الخلايا العصبية أكثر عرضة لإطلاق جهد فعل. أسباب المدخلات المثبطة فرط الاستقطاب (خفض إمكانات الغشاء من إمكاناته في الراحة) وبالتالي يجعل العصبون أقل احتمالا لإطلاق جهد فعل. إذا تلقى التل المحوري ما يكفي من المدخلات المثيرة لإزالة الاستقطاب إلى عتبة قيمة (عادة في النطاق من -55 إلى -40 مللي فولت) ، سيتم تشغيل إمكانية العمل.

هذا يعني أنه ليس كل حافز يولد بالضرورة استجابة. قد لا تكون الإشارة الاستثارة الصغيرة كافية لجلب التل المحوري إلى العتبة. علاوة على ذلك ، قد تتلقى الخلايا العصبية بعد المشبكية معلومات من عدة خلايا عصبية مختلفة قبل المشبكي ، بعضها مثير وبعضها مثبط. تُعرف التأثيرات الإضافية للإشارات المتعددة باسم خلاصة.

هناك نوعان من الجمع: الزماني والمكاني. في التجميد الزمني، يتم دمج إشارات متعددة خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. يمكن لعدد من الإشارات المثيرة الصغيرة التي يتم إطلاقها في نفس اللحظة تقريبًا أن تصل خلية ما بعد المشبكية إلى العتبة ، مما يتيح إمكانية العمل. في التجميع المكاني، تعتمد التأثيرات المضافة على عدد وموقع الإشارات الواردة. سيؤدي عدد كبير من الإشارات المثبطة التي تطلق مباشرة على سوما إلى حدوث فرط استقطاب أكثر عمقًا في التل المحوري أكثر من الاستقطاب الناتج عن عدد قليل من الإشارات المثيرة التي تنطلق على التشعبات في الخلايا العصبية.

القنوات الأيونية وإمكانات الغشاء

رسم بياني لإمكانيات الغشاء ضد. الوقت خلال جهد الفعل يظهر في الشكل 4.4.

شكل 4.4. جيل إمكانات العمل يؤدي نزع الاستقطاب الكافي عبر غشاء الخلية إلى الحد الأدنى إلى توليد جهد فعل ، يتبعه عودة الاستقطاب وفرط الاستقطاب قبل العودة إلى إمكانات غشاء الراحة.

إذا تم إحضار الخلية إلى العتبة ، تفتح قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي في الغشاء. كما يوحي الاسم ، تفتح هذه القنوات الأيونية استجابة للتغير في إمكانات الغشاء (إزالة الاستقطاب) وتسمح بمرور أيونات الصوديوم. هناك قوي التدرج الكهروكيميائيالذي يعزز هجرة الصوديوم إلى الخلية. من وجهة نظر كهربائية ، يكون الجزء الداخلي للخلية أكثر سلبية من الجزء الخارجي للخلية ، مما يفضل حركة كاتيونات الصوديوم موجبة الشحنة إلى داخل الخلية. من وجهة نظر كيميائية ، يوجد تركيز أعلى من الصوديوم خارج الخلية منه في الداخل ، مما يؤدي أيضًا إلى تفضيل حركة الصوديوم داخل الخلية. عندما يمر الصوديوم عبر هذه القنوات الأيونية ، تصبح إمكانات الغشاء أكثر إيجابية ، أي أن الخلية تزيل الاستقطاب بسرعة. لا تفتح قنوات الصوديوم استجابةً للتغيرات في إمكانات الغشاء فحسب ، بل تُعطل أيضًا بواسطتها. متي الخامسم مقاربة +35 بالسيارات ، قنوات الصوديوم معطل وسيتعين إعادته بالقرب من إمكانية الراحة معطل. وبالتالي ، يمكن أن توجد قنوات الصوديوم هذه في ثلاث حالات: مغلق (قبل أن تصل الخلية إلى الحد الأدنى ، وبعد عكس التعطيل) ، افتح (من عتبة إلى حوالي +35 بالسيارات) ، و غير نشط (من +35 بالسيارات تقريبًا إلى إمكانية الراحة).

المفهوم الرئيسي

يريد Na + الدخول إلى الخلية لأن الخلية أكثر سلبية من الداخل (التدرج الكهربائي) ولها تركيز أقل من Na + داخل (التدرج الكيميائي).

لا تؤدي الإمكانات الإيجابية داخل الخلية إلى تعطيل قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي فحسب ، بل تؤدي أيضًا إلى فتح قنوات البوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي. بمجرد إزالة الصوديوم من الخلية ، يوجد تدرج كهروكيميائي يفضل تدفق البوتاسيوم من الخلايا العصبية. نظرًا لأن كاتيونات البوتاسيوم موجبة الشحنة يتم إخراجها من الخلية ، فسيكون هناك استعادة لإمكانات الغشاء السالب التي تسمى عودة الاستقطاب. يتسبب تدفق K + في تجاوز إمكانات غشاء الراحة ، مما يؤدي إلى فرط استقطاب الخلايا العصبية. يؤدي فرط الاستقطاب هذا وظيفة مهمة: فهو يجعل العصبون مقاومًا لإمكانات العمل الإضافية. هناك نوعان من فترات حرارية. أثناء ال فترة الحرارية المطلقة، لا يمكن لأي قدر من التحفيز أن يتسبب في حدوث فعل آخر. أثناء ال فترة الحراريات النسبية، يجب أن يكون هناكأكبر من المعتاد التحفيز لإحداث جهد فعل لأن الغشاء يبدأ من جهد أكثر سلبية من قيمته السكونية.

يعمل Na + / K + ATPase على استعادة ليس فقط إمكانات الراحة ، ولكن أيضًا تدرجات الصوديوم والبوتاسيوم التي تم تبديدها جزئيًا بواسطة جهد الفعل.

المفهوم الرئيسي

تعتمد جهود العمل على كل من التدرجات الكهربائية والكيميائية. يبدأ العصبون عند إمكانية الراحة ، حوالي -70 مللي فولت. في حالة الراحة ، يكون البوتاسيوم مرتفعًا داخل الخلية ومنخفضًا خارج الخلية ، بينما يكون الصوديوم مرتفعًا خارج الخلية ومنخفضًا داخل الخلية. بمجرد أن تصل الخلية إلى العتبة ، تنفتح قنوات الصوديوم ويغمر الصوديوم الخلية ، مما يجعلها أكثر إيجابية في الداخل (إزالة الاستقطاب). ثم يتم تعطيل قنوات الصوديوم وتفتح قنوات البوتاسيوم. هذا يسمح للبوتاسيوم بالتدفق خارج الخلية ، مما يجعل الإمكانات إلى النطاق السلبي (عودة الاستقطاب) ، وفي الواقع تتجاوز إمكانات الراحة (فرط الاستقطاب). ثم يعمل Na + / K + ATPase على استعادة إمكانات الراحة.

انتشار النبضة

لقد ناقشنا حتى الآن حركات الأيونات في جزء صغير من المحور العصبي. من أجل نقل إشارة إلى خلية عصبية أخرى ، يجب أن ينتقل جهد الفعل إلى أسفل المحور العصبي ويبدأ إطلاق الناقل العصبي. هذه الحركة تسمى انتشار النبضة ويظهر في الشكل 4.5. عندما يندفع الصوديوم إلى جزء واحد من المحور العصبي ، فإنه يتسبب في إزالة الاستقطاب في المناطق المحيطة بالمحور. سيؤدي هذا الاستقطاب إلى جلب الأجزاء اللاحقة من المحور العصبي إلى العتبة ، مما يؤدي إلى فتح قنوات الصوديوم في تلك الأجزاء. ثم يستمر كل جزء من هذه الأجزاء خلال بقية جهد الفعل بطريقة موجية حتى تصل جهد الفعل إلى محطة العصب. بعد إطلاق جهد الفعل في جزء واحد من المحور العصبي ، يصبح هذا الجزء مقاومًا للحرارة مؤقتًا ، كما هو موضح سابقًا. والنتيجة الوظيفية لذلك هي أن المعلومات لا يمكن أن تتدفق إلا في اتجاه واحد.

شكل 4.5. الانتشار المحتمل للعمل تنتشر إمكانات الفعل أسفل المحور المحوري عندما تفتح قنوات الصوديوم القريبة وتزيل استقطاب الغشاء ، مما يؤدي إلى فتح قنوات الصوديوم المجاورة أيضًا بسبب الطابع الحراري لهذه القنوات ، يمكن أن تتحرك إمكانات الفعل في اتجاه واحد فقط.

سم يسمى الذيفان الرباعي تم العثور على (TTX) في السمكة المنتفخة ، وهي طعام شهي في اليابان. يحظر TTX قنوات Na + ذات الجهد الكهربائي ، وبالتالي يمنع انتقال الخلايا العصبية. يمكن أن يتسبب هذا في الوفاة بسرعة لأن الأعصاب الحجابي التي تغذي الحجاب الحاجز لم تعد قادرة على إزالة الاستقطاب ، مما يؤدي إلى شلل العضلات وتوقف التنفس. لهذا السبب ، يجب أن يكون الطهاة الذين يحضرون السمكة المنتفخة مدربين تدريباً خاصاً ومرخصين.

يعمل التخدير الموضعي عن طريق منع قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي. تعمل هذه الأدوية بشكل جيد على الخلايا العصبية الحسية وبالتالي تمنع انتقال الألم. إنهم يفضلون الخلايا العصبية المؤلمة لأن هذه الخلايا العصبية لها أقطار محاور صغيرة وقليل من المايلين أو لا يوجد منه ، مما يتيح سهولة الوصول إلى قنوات الصوديوم. يتم الاحتفاظ بتركيزات التخدير منخفضة بما فيه الكفاية لمنع الخلايا العصبية من الألم دون آثار كبيرة على الطرائق الحسية الأخرى أو الوظيفة الحركية.

تعتمد السرعة التي تتحرك بها إمكانات الفعل على الطول ومنطقة المقطع العرضي للمحور. يؤدي زيادة طول المحور العصبي إلى مقاومة أعلى وتوصيل أبطأ. تسمح مناطق المقطع العرضي الأكبر بانتشار أسرع بسبب المقاومة المنخفضة. تأثير مساحة المقطع العرضي أكثر أهمية من تأثير الطول. من أجل زيادة سرعة الانتقال إلى الحد الأقصى ، تمتلك الثدييات الميالين. المايلين هو عازل جيد للغاية ، يمنع تبديد الإشارة الكهربائية. يكون العزل فعّالًا لدرجة أن الغشاء لا يمكن اختراقه إلا لحركة الأيونات عند عُقد رانفييه. وهكذا ، فإن الإشارة "قفزات" من عقدة إلى عقدة و [مدش] ما يسمى التوصيل المملحي.

هذا العزل بواسطة المايلين فعال للغاية. يبلغ سمك الحبل الشوكي عند الإنسان سمك الإصبع. بدون هذا العزل ، يجب أن يكون السلك عريضًا تقريبًا مثل عمود الهاتف لمنع فقدان الإشارة.

من المهم ملاحظة أن جميع إمكانات العمل داخل نفس النوع من الخلايا العصبية لها نفس فرق الجهد أثناء إزالة الاستقطاب. زيادة شدة الحافز لا ينتج عنها اختلاف محتمل متزايد في جهد الفعل ، بل يؤدي إلى زيادة وتيرة إطلاق النار.

كما ناقشنا سابقًا ، الخلايا العصبية ليست في الواقع على اتصال جسدي مباشر. هناك مساحة صغيرة بين الخلايا العصبية تسمى الشق المشبكي حيث يتم إفراز الناقلات العصبية ، كما هو موضح في الشكل 4.6. لتوضيح المصطلحات ، تسمى الخلية العصبية التي تسبق الشق المشبكيالخلايا العصبية قبل المشبكي تسمى الخلية العصبية بعد الشق المشبكي الخلايا العصبية بعد المشبكي. إذا كانت الخلايا العصبية تشير إلى غدة أو عضلة ، بدلاً من خلية عصبية أخرى ، فإن الخلية بعد المشبكية تسمى المستجيب. معظم نقاط الاشتباك العصبي المواد الكيميائية في الطبيعة يستخدمون جزيئات صغيرة يشار إليها باسمالناقلات العصبية لإرسال رسائل من خلية إلى أخرى.

شكل 4.6. المشبك يتم إطلاق الحويصلات المشبكية من الخلايا العصبية قبل المشبكية وتنتشر عبر الشق المشبكي لتنشيط المستقبلات على الخلايا العصبية بعد المشبكي (أو الغدة أو العضلات).

الناقلات العصبية

قبل الإطلاق ، يتم تخزين جزيئات الناقل العصبي في حويصلات مرتبطة بالغشاء في طرف العصب. عندما يصل جهد الفعل إلى الطرف العصبي ، تفتح قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي ، مما يسمح للكالسيوم بالتدفق إلى الخلية. تؤدي هذه الزيادة المفاجئة في الكالسيوم داخل الخلايا إلى اندماج الحويصلات المرتبطة بالغشاء مع غشاء الخلية عند المشبك ، مما يؤدي إلى خروج الخلايا من الناقل العصبي.

المفهوم الرئيسي

من الأهمية بمكان فهم الفرق بين النقل الكهربائي والكيميائي. داخل الخلايا العصبية ، تُستخدم الكهرباء لتمرير الإشارات على طول المحور العصبي. بين الخلايا العصبية ، يتم استخدام المواد الكيميائية (الناقلات العصبية) لتمرير الإشارات إلى الخلايا العصبية اللاحقة (أو الغدة أو العضلات).

بمجرد إطلاقها في المشبك ، تنتشر جزيئات الناقل العصبي عبر الشق وترتبط بمستقبلات على الغشاء بعد المشبكي. هذا يسمح للرسالة بالمرور من خلية عصبية إلى أخرى. كما ذكرنا سابقًا ، قد تكون الخلايا العصبية إما مثيرة أو مثبطة ، وهذا التمييز يأتي حقًا على مستوى مستقبلات الناقل العصبي ، والتي تميل إلى أن تكون إما قنوات أيونية مرتبطة بالرباط أو مستقبلات مقترنة بالبروتين G. إذا كان المستقبل عبارة عن قناة أيونية ذات بوابات ترابطية ، فإن الخلية بعد المشبكية ستكون إما منزوعة الاستقطاب أو مفرطة الاستقطاب. إذا كان مستقبلًا مقترنًا ببروتين G ، فسوف يتسبب إما في تغيرات في مستويات AMP الدوري (cAMP) أو تدفق الكالسيوم. لاحظ أن فسيولوجيا المستقبلات تمت مناقشتها بمزيد من التفصيل في الفصل 3 من مراجعة الكيمياء الحيوية MCAT.

يجب تنظيم النقل العصبي ولا توجد أي ظروف تقريبًا يكون فيها إرسال الإشارات المستمرة إلى خلية ما بعد المشبك أمرًا مرغوبًا فيه. لذلك ، يجب إزالة الناقل العصبي من الشق المشبكي. هناك ثلاث آليات رئيسية لتحقيق هذا الهدف. أولاً ، يمكن تفكيك النواقل العصبية عن طريق التفاعلات الأنزيمية. انهيار أستيل (ACh) بواسطة أستيل كولينستراز (AChE) ، الموضح في الشكل 4.7 ، هو مثال كلاسيكي.

شكل 4.7. انهيار ناقل عصبي بواسطة إنزيم يمكن تكسير الأسيتيل كولين (ACh) بواسطة أستيل كولينستراز (AChE).

ثانيًا ، يمكن إعادة الناقلات العصبية إلى الخلايا العصبية قبل المشبكية باستخدام ناقلات إعادة امتصاص. إعادة امتصاص السيروتونين (5-HT) ، الموضح في الشكل 4.8 ، هو مثال كلاسيكي على هذه الآلية. الدوبامين (DA) و نوربينفرين (شمال شرق) أيضا استخدام ناقلات إعادة امتصاص.

شكل 4.8. إعادة امتصاص ناقل عصبي يمكن استعادة السيروتونين (5-HT) بواسطة الخلية قبل المشبكية ، حيث يقوم المستقبل الذاتي بإشارة الخلية قبل المشبكية للتوقف عن إطلاق السيروتونين وبدء عملية إعادة الامتصاص.

ثالثًا ، قد تنتشر الناقلات العصبية ببساطة خارج الشق المشبكي. أكسيد النيتريك (لا) ، وهو جزيء إشارات غازي ، يناسب هذه الفئة.

تعمل العديد من الأدوية الشائعة (سواء في الاستخدام السريري أو عقاقير الشوارع) على تعديل العمليات التي تحدث في المشبك. على سبيل المثال ، يعمل الكوكايين عن طريق منع ناقلات امتصاص الخلايا العصبية ، وبالتالي إطالة عمل الناقلات العصبية في المشبك. هناك عقاقير مفيدة سريريًا (بعضها يستخدم لعلاج مرض الزهايمر ، والزرق ، والوهن العضلي الوبيل) التي تثبط أستيل كولينستراز ، وبالتالي ترفع مستويات التشابك العصبي من أستيل كولين. تعتبر غازات الأعصاب ، التي استخدمت في الحروب والإرهاب ، من مثبطات أستيل كولينستيراز شديدة الفعالية. يسبب غاز الأعصاب الموت السريع عن طريق منع ارتخاء العضلات الهيكلية (الأهم من ذلك ، الحجاب الحاجز) ، مما يؤدي إلى توقف التنفس.

فحص مفهوم MCAT 4.2:

قبل المضي قدمًا ، قم بتقييم فهمك للمادة باستخدام هذه الأسئلة.

1. ما هي البنية العصبية التي تبدأ جهد الفعل؟

2. ما الكيان الذي يحافظ على إمكانات غشاء الراحة؟ ما هو الجهد التقريبي لإمكانات غشاء الراحة؟

3. ما هو الفرق بين الجمع الزماني والمكاني؟

4. أثناء جهد الفعل ، أي قناة أيونية تفتح أولاً؟ كيف يتم تنظيم هذه القناة الأيونية؟ ما هو تأثير فتح هذه القناة على استقطاب الخلية؟

5. خلال جهد الفعل ، أي قناة أيون تفتح ثانية؟ كيف يتم تنظيم هذه القناة الأيونية؟ ما هو تأثير فتح هذه القناة على استقطاب الخلية؟

6. ما هو الفرق بين فترة المقاومة المطلقة والنسبية؟

& middot & emsp فترة مقاومة مطلقة:

& middot & emsp فترة الحراريات النسبية:

7. ما الأيون المسؤول بشكل أساسي عن اندماج الحويصلات المحتوية على ناقل عصبي مع الغشاء الطرفي للعصب؟

8. ما هي الطرق الثلاث الرئيسية التي يمكن من خلالها إيقاف عمل الناقل العصبي؟

إذا كنت مالك حقوق الطبع والنشر لأي مادة واردة على موقعنا وتعتزم إزالتها ، فيرجى الاتصال بمسؤول الموقع للحصول على الموافقة.


الاتصالات العصبية

الآن بعد أن تعلمنا عن الهياكل الأساسية للخلايا العصبية والدور الذي تلعبه هذه الهياكل في الاتصال العصبي ، فلنلقِ نظرة فاحصة على الإشارة نفسها - كيف تتحرك عبر الخلية العصبية ثم تنتقل إلى الخلية العصبية التالية ، حيث العملية مكرر.

نبدأ من الغشاء العصبي. ال الخلايا العصبية يوجد في بيئة سائلة - محاط بسائل خارج الخلية ويحتوي على سائل داخل الخلايا (أي السيتوبلازم). يحافظ الغشاء العصبي على هذين السائلين منفصلين - وهو دور حاسم لأن الإشارة الكهربائية التي تمر عبر العصبون تعتمد على اختلاف السوائل داخل الخلايا وخارجها كهربائيًا. يسمى هذا الاختلاف في الشحنة عبر الغشاء غشاء المحتملة، يوفر الطاقة للإشارة.

تنتج الشحنة الكهربائية للسوائل عن الجزيئات المشحونة (الأيونات) المذابة في السائل. تقيد الطبيعة شبه القابلة للنفاذ للغشاء العصبي إلى حد ما حركة هذه الجزيئات المشحونة ، ونتيجة لذلك ، تميل بعض الجسيمات المشحونة إلى أن تصبح أكثر تركيزًا سواء داخل الخلية أو خارجها.

بين الإشارات ، فإن إمكانات غشاء الخلايا العصبية تبقى في حالة استعداد ، تسمى يستريح المحتملة. مثل الشريط المطاطي الممتد وينتظر أن يبدأ العمل ، تصطف الأيونات على جانبي غشاء الخلية ، وتكون جاهزة للاندفاع عبر الغشاء عندما ينشط العصبون ويفتح الغشاء بواباته (أي ، مضخة الصوديوم والبوتاسيوم الذي يسمح بحركة الأيونات عبر الغشاء). الأيونات الموجودة في المناطق عالية التركيز جاهزة للانتقال إلى مناطق التركيز المنخفض ، والأيونات الموجبة جاهزة للانتقال إلى المناطق ذات الشحنة السالبة.

في حالة الراحة ، يكون الصوديوم (Na +) بتركيزات أعلى خارج الخلية ، لذلك يميل إلى الانتقال إلى الخلية. من ناحية أخرى ، يتركز البوتاسيوم (K +) بشكل أكبر داخل الخلية ، ويميل إلى الخروج من الخلية (الشكل 3). بالإضافة إلى ذلك ، فإن الجزء الداخلي من الخلية مشحون بشكل سلبي قليلاً مقارنة بالخارج. يوفر هذا قوة إضافية على الصوديوم ، مما يؤدي إلى انتقاله إلى الخلية.

الشكل 3. في حالة الراحة ، يكون Na + (الخماسي الأزرق) أكثر تركيزًا خارج الخلية في السائل خارج الخلية (كما هو موضح باللون الأزرق) ، في حين أن K + (المربعات الأرجواني) يكون أكثر تركيزًا بالقرب من الغشاء في السيتوبلازم أو السائل داخل الخلايا. تساعد الجزيئات الأخرى ، مثل أيونات الكلوريد (الدوائر الصفراء) والبروتينات سالبة الشحنة (المربعات البنية) ، في الشحنة الصافية الموجبة في السائل خارج الخلية والشحنة الصافية السالبة في السائل داخل الخلايا.

من هذه الحالة المحتملة للراحة ، يتلقى العصبون إشارة وتتغير حالته فجأة (الشكل 4). عندما يستقبل العصبون إشارات عند التشعبات - بسبب النواقل العصبية من ارتباط عصبون مجاور بمستقبلاته - تفتح المسام أو البوابات الصغيرة على الغشاء العصبي ، مما يسمح لأيونات الصوديوم ، مدفوعة بالاختلافات في الشحنة والتركيز ، بالانتقال إلى زنزانة. مع هذا التدفق للأيونات الموجبة ، تصبح الشحنة الداخلية للخلية أكثر إيجابية. إذا وصلت هذه الشحنة إلى مستوى معين ، يسمى عتبة الإثارة، يصبح العصبون نشطًا ويبدأ جهد الفعل.

يتم فتح العديد من المسام الإضافية ، مما يتسبب في تدفق هائل من أيونات الصوديوم وارتفاع موجب ضخم في إمكانات الغشاء ، وهي ذروة الفعل المحتملة. في ذروة السنبلة ، تغلق بوابات الصوديوم وتفتح بوابات البوتاسيوم. عندما تغادر أيونات البوتاسيوم موجبة الشحنة ، تبدأ الخلية بسرعة في إعادة الاستقطاب. في البداية ، يتحول إلى استقطاب مفرط ، ويصبح أكثر سلبية بقليل من احتمالية الراحة ، ثم يستقر بعد ذلك ، ويعود إلى إمكانات الراحة.

الشكل 4. أثناء جهد الفعل ، تتغير الشحنة الكهربائية عبر الغشاء بشكل كبير.

هذا الارتفاع الإيجابي يشكل إمكانات العمل: الإشارة الكهربائية التي تنتقل عادة من جسم الخلية أسفل المحور العصبي إلى المحاور الطرفية. تتحرك الإشارة الكهربائية أسفل المحور العصبي مثل الموجة عند كل نقطة ، وتنتشر بعض أيونات الصوديوم التي تدخل الخلية إلى القسم التالي من المحور العصبي ، مما يرفع الشحنة إلى ما بعد عتبة الإثارة ويطلق تدفقًا جديدًا لأيونات الصوديوم. يتحرك جهد الحركة على طول الطريق أسفل المحور العصبي إلى الأزرار الطرفية.

جهد الفعل هو جميع أو لا شيء ظاهرة. بعبارات بسيطة ، هذا يعني أن الإشارة الواردة من خلية عصبية أخرى إما كافية أو غير كافية للوصول إلى عتبة الإثارة. لا يوجد وسيط بين ، ولا يوجد إيقاف لإمكانية العمل بمجرد أن تبدأ. فكر في الأمر مثل إرسال بريد إلكتروني أو رسالة نصية. يمكنك التفكير في إرسال كل ما تريد ، ولكن لا يتم إرسال الرسالة حتى تضغط على زر الإرسال. علاوة على ذلك ، بمجرد إرسال الرسالة ، لا يوجد ما يمنعها.

لأنها كلها أو لا شيء ، فإن إمكانات العمل يتم إعادة تكوينه أو تكاثره بكامل قوته في كل نقطة على طول المحور العصبي. مثل الكثير من الفتيل المشتعل للألعاب النارية ، فإنه لا يتلاشى عندما ينتقل إلى أسفل المحور العصبي. إنها خاصية الكل أو لا شيء هي التي تفسر حقيقة أن دماغك يرى إصابة في جزء بعيد من الجسم مثل إصبع قدمك بنفس الألم الذي يصيب أنفك.

كما ذكرنا سابقًا ، عندما يصل جهد الفعل إلى الزر الطرفي ، تطلق الحويصلات المشبكية نواقلها العصبية في المشبك. تنتقل النواقل العصبية عبر المشبك وترتبط بالمستقبلات الموجودة على تشعبات العصبون المجاور ، وتكرر العملية نفسها في العصبون الجديد (بافتراض أن الإشارة قوية بما يكفي لتحريك جهد فعل). بمجرد توصيل الإشارة ، تنحرف النواقل العصبية الزائدة في المشبك بعيدًا ، أو تنقسم إلى أجزاء غير نشطة ، أو يُعاد امتصاصها في عملية تُعرف باسم إعادة امتصاص. ينطوي الاسترداد على ضخ الناقل العصبي مرة أخرى في العصبون الذي أطلقه ، من أجل مسح المشبك (الشكل 5). يعمل مسح المشبك على توفير حالة "تشغيل" و "إيقاف" واضحة بين الإشارات وتنظيم إنتاج الناقل العصبي (توفر الحويصلات المشبكية الكاملة إشارات تفيد بعدم الحاجة إلى إنتاج نواقل عصبية إضافية).

الشكل 5. ينطوي الاسترداد على نقل ناقل عصبي من المشبك إلى الطرف المحوري الذي تم إطلاقه منه.

غالبًا ما يشار إلى الاتصال العصبي على أنه حدث كهروكيميائي. حركة جهد الفعل أسفل طول المحور العصبي هي حدث كهربائي ، وتمثل حركة الناقل العصبي عبر الفضاء المشبكي الجزء الكيميائي من العملية.

ارتباط بالتعلم


القوس الانعكاسي [عودة إلى الأعلى]

يتم ترتيب الأنواع الثلاثة من الخلايا العصبية في دوائر وشبكات ، أبسطها هو القوس الانعكاسي.

في قوس منعكس بسيط ، مثل رعشة الركبة ، يتم الكشف عن المنبه بواسطة خلية مستقبلية ، والتي تتشابك مع عصبون حسي. يحمل العصب الحسي النبضة من موقع التحفيز إلى الجهاز العصبي المركزي (الدماغ أو النخاع الشوكي) ، حيث يتشابك مع عصب داخلي. يتشابك البينيورون مع العصبون الحركي ، الذي ينقل النبضات العصبية إلى المستجيب ، مثل العضلات ، التي تستجيب عن طريق الانقباض.

يمكن أيضًا تمثيل القوس الانعكاسي من خلال مخطط تدفق بسيط:


المحاضرة 24: الجهاز العصبي 1

قم بتنزيل الفيديو من iTunes U أو Internet Archive.

المحاضرة 21: التطوير - 1

المحاضرة 22: التطوير - 2

المحاضرة 24: الجهاز العصبي 1

المحاضرة 25: الجهاز العصبي 2

المحاضرة 26: الجهاز العصبي 3

يتم توفير المحتوى التالي بموجب ترخيص المشاع الإبداعي. سيساعد دعمك MIT OpenCourseWare على الاستمرار في تقديم موارد تعليمية عالية الجودة مجانًا. لتقديم تبرع أو عرض مواد إضافية من مئات دورات معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، قم بزيارة MIT OpenCourseWare على ocw.mit.edu.

هازيل سيف: حسنًا ، دعنا نلقي نظرة على بعض أسئلتك. حفنة منهم - أنت تعرف ماذا ، ربما سأستخدم تلك الشاشة معظم الوقت. لأن هذا ليس مناسبا. لكن دعونا نلقي نظرة على هذه الشاشة.

ركزت أسئلتك حقًا على خلايا IPS ونوع سحر خلايا IPS. وكان هناك زوجان من الأسئلة الرئيسية التي ظهرت. ما هي مشكلة استخدام خلايا IPS علاجيًا؟

حسنًا ، هناك رقم. أولاً ، إنها جديدة جدًا لدرجة أننا لا نعرف حقًا أنواع الخلايا التي يمكن لخلايا IPS هذه أن تصنعها ، لذلك ليس من الواضح كيفية استخدامها. مشكلة أخرى في الواقع ، والتي يعمل عليها زميلي ، البروفيسور يانيش ، هي مسألة كيفية زراعة هذه الخلايا بالفعل.

لدي مشكلة في الصوت هذا الصباح. لذلك أنت تعلم ، كلما كنت أكثر هدوءًا ، زادت قدرتك على سماع كلماتي.

تنمو خلايا IPS ، الخلايا البشرية ، ببطء شديد في المختبر. ومن الصعب جدًا زراعتها. إذاً ، هناك بعض الأسئلة الأساسية في علم الأحياء ، حول كيفية تنمية هذه الخلايا إلى أعداد كافية والتي ستكون مفيدة بالفعل.

ولكن هنا واحد آخر مهم للغاية. تضمنت عوامل النسخ التي نستخدمها لتحويل الخلايا البالغة إلى خلايا IPS جينًا سرطانيًا يسمى c-Myc. و Myc هو نوع الجين الذي لا تريده أن يطفو حول جسمك بشكل لطيف ونشط في خلاياك ، لأنه سوف يصيبك بالسرطان.

لذا فإن التحدي يكمن في كيفية استخدام Myc وعوامل النسخ القوية الأخرى لتحويل الخلايا البالغة إلى خلايا جذعية ولكن لا تجعل الخلايا الجذعية تسبب السرطان للمتلقي. وهناك بعض الطرق الذكية للغاية التي يحاول الناس من خلالها الالتفاف على هذا الأمر.

من المستحيل حقًا تعليمك ، إذا كانت هناك مجموعات منكم تتحدث. أنا فقط لا أستطيع أن أفعل ذلك. لذا من يتحدث منكم ، من فضلك لا تفعل. شكرا لك.

حسنًا ، ما هي المشكلة الكبيرة في خلايا IPS؟ حسنًا ، المهم أنها يمكن أن تكون خاصة بك. نظريًا - وربما من الناحية العملية ، عقدًا ، ربما خمس سنوات من الآن - يمكن إزالة خلايا بشرتك ، وخلايا بشرتك ، والتعامل معها في المختبر ، وتحويلها إلى خلايا جذعية خاصة بك ، وإعادتها مرة أخرى في جسدك ، وسيكونون لك.

لذلك بالطبع ، لن يتم رفضهم من قبلك. وهذه صفقة هائلة. يطلق عليهم الخلايا الذاتية. هناك مشكلة أخلاقية ، وهي أنك لست مضطرًا لحصاد أي أجنة للحصول على سلالات الخلايا الجذعية. وهذه مشكلة كبيرة.

وهذه صفقة مفاهيمية. عندما تحدثنا عن التطور ، تحدثنا عن هذا المسار الاتجاهي ، حيث تصبح الخلايا غير الملتزمة ملتزمة متمايزة. كان يعتقد حقًا أن هذا كان طريقًا في اتجاه واحد.

لكن ما أظهرته تقنية خلية IPS - لنلق نظرة على هذا - حسنًا ، يمكننا الحصول على الفكرة من إحدى هاتين الشاشتين. ما أظهرته تقنية خلية IPS هو أنه يمكنك عكس التمايز. يمكنك أن تأخذ خلايا بالغة متمايزة وباستخدام العوامل التنظيمية الصحيحة ، يمكنك تحويلها إلى خلايا جذعية. ومن الناحية المفاهيمية ، هذه مشكلة كبيرة. جيد جدا ، أسئلة رائعة.

ساعات مكتبي القادمة هي يوم الاثنين ، 12-1. تعال معي أو راسلني عبر البريد الإلكتروني. لكننا سننتقل الآن إلى وحدة جديدة ، وهي الجهاز العصبي. وهذا هو المكان الذي نحن فيه في الدورة.

لقد انتهيت من جميع المواد التأسيسية. لقد تحدثنا عن التشكيل. والآن سنتحدث عن الأنظمة والجهاز العصبي على وجه الخصوص.

لنبدأ بالسؤال عن ماهية النظام. البناء ، تعقيد ما نتحدث عنه في الحياة. يشير النظام إلى العديد من الأعضاء التي تعمل معًا بوظيفة واحدة مشتركة. تعمل العديد من الأجهزة مع وظيفة واحدة عامة.

وسوف تتحدث عن اثنين في الدورة. سوف تتحدث عن الجهاز العصبي والجهاز المناعي مع البروفيسور جاك. الجهاز العصبي ، وهو موضوع المحاضرات الثلاث القادمة ، له علاقة بالتواصل - له علاقة بالتواصل من الخارج إلى داخل جسم الحيوان ، وله علاقة بالتواصل داخل الجسم ، وعليه أن يفعل بالتواصل للحصول على الكائن الحي - الحيوان ، لأن النباتات ليس لديها جهاز عصبي - الحيوان ليفعل شيئًا ما. لذا فإن الجهاز العصبي يتعلق بالتواصل مع أو من أو داخل جسم حيوان.

لدينا عدد من المقارنات الكهربائية في الدورة. سوف تتذكر تشبيه الإشارات الشهير لتشغيل مفتاح الضوء هناك على الحائط. لكننا الآن ننتقل إلى تشبيه كهربائي آخر ، وهو في الواقع أكثر صحة.

وسأستخدم تشبيه الجهاز العصبي بالحديث عن الأسلاك التي تنقل الإشارة ، والتي من خلالها تتواصل الخلايا. سأتحدث عن الموصلات بين الأسلاك. وبعد ذلك سأتحدث عن الدوائر.

وستكون هذه موضوعات المحاضرات الثلاث القادمة. لذلك الأسلاك والموصلات والدوائر. وستكون تلك عبارة عن الجهاز العصبي من 1 إلى 3 ، المحاضرات في هذه الوحدة.

اليوم سوف نتحدث عن الأسلاك. وسيكون هناك ثلاثة مواضيع. الأول هو نوع الخلية الذي له علاقة بالأسلاك الخاصة بهذا الاتصال. والثاني هو شيء يسمى جهد الفعل ، وهو الإشارة التي تتواصل بها الخلايا داخل نفسها. والثالث يتعلق بالقنوات والمضخات الأيونية.

لكن لنبدأ بصياغة المشكلة بطريقة رائعة. إذا نظرت إلى الإنسان - فلنلق نظرة على هذه الشاشة. إذا نظرت إلى الإنسان ، ورسمت الأعصاب. وإذا ذهبت لرؤية المعروضات البشرية الحية الملدنة ، فستشاهد الأعصاب الملدنة.

إنهم حقًا غير عاديين. شبكة الأعصاب ، وهي وحدة الاتصال في جميع أنحاء الجسم. هائل.وهي تضم كل جزء من أجزاء الجسم تقريبًا.

الخلية التي تشارك في الاتصال - سنقوم برسم هذا في لحظة - هي الخلايا العصبية. وأحد الأشياء المتعلقة بالخلايا العصبية هو أن لديها عمليات طويلة جدًا ، تسمى المحاور العصبية ، والتي سنتعامل معها بعمق اليوم.

لكن دعنا نصيغ الأشياء بشكل حدسي أكثر. هذا ما تبدو عليه أدمغتنا. هم في الحقيقة ليس لديهم أعصاب تبتكرهم. وبالتالي ، إذا أجريت بالفعل عملية جراحية في الدماغ ، فيمكنك حقًا أن تكون مستيقظًا أثناء الجراحة. بسبب عدم وجود أعصاب داخل الدماغ ، أو على الأقل عدم وجود مستقبلات للألم داخل الدماغ. بالطبع ، الدماغ لديه أعصاب ، لكن لا توجد مستقبلات للألم في الدماغ.

العقل البشري. مليارات ومليارات وتريليونات من الخلايا العصبية. سنتحدث عن الأرقام في المحاضرات المقبلة. لكن دعونا ننظر بعمق أكثر قليلاً في الدماغ ، حتى تتمكن من رؤية مدى امتلاءه بالخلايا العصبية وكيف أن الروابط بين الخلايا العصبية معقدة للغاية لدرجة أنك تفكر في كيفية استخدامك للدوائر لبناء الجهاز العصبي البشري - أو في الواقع ذلك من معظم الحيوانات - مشكلة هائلة.

البروفيسور سيباستيان سيونغ هنا - اسمه خارج الشاشة ، وأنا أعتذر له ، إنها شاشة العرض ، ستكون على نقاط القوة الخاصة بك عند تنزيلها من الويب - تعمل على مهمة تجميع كل اتصالات في الدماغ البشري. وبدءًا بمكعب صغير من الدماغ - هذا حوالي 100 ميكرون ، إنه ليس مكعبًا تمامًا ، لكنه حوالي 100 ميكرون مكعب - لقد عمل لمحاولة معرفة ماهية جميع اتصالات الخلايا وما هي كل الخلايا هي ، داخل هذا المكعب الصغير الصغير من الدماغ ، وهو مجرد جزء صغير جدًا من دماغك.

لذا انظر إلى هذا. هذا هو صورة مجهرية إلكترونية قام بوضع مجموعة من الميكروسكوبات الإلكترونية معًا لبناء هذا الهيكل ثلاثي الأبعاد. والآن يذهب طلابه وتلاميذ الأستاذ ليختمان في جامعة هارفارد ويضعون الخطوط العريضة لخلية معينة في أقسام متسلسلة ، من خلال هذا المكعب. هذه أقسام صغيرة جدًا. هذه حوالي خمسة أقسام نانومترية.

ثم وضعوا هذه الأقسام معًا. ويمكنك الحصول على البنية ثلاثية الأبعاد للخلايا العصبية ، لأنها تمر عبر المكعب. ويمكنك البدء في رسم خريطة لكيفية تواجد هذه الخلايا العصبية بجوار الخلايا العصبية الأخرى. حسنًا ، هناك يتجه للخلف.

وهناك خليتان ترقدان بجانب بعضهما البعض يمكنك الحصول عليهما في عرض ثلاثي الأبعاد ، مع هذه العملية المضنية للغاية أولاً ، الحصول على أجزاء من الدماغ ، وتجميعها جميعًا معًا في قطعة ، ثم تفكيك أشكال الخلايا الفردية داخل تلك القطعة . إذا فعلت ذلك لقطعة الأنسجة بأكملها ، فهذا ما تحصل عليه. هناك ذلك العصبون الأحمر والأخضر. هنا لون أزرق ، وهناك لون أصفر ، وجير ، وأرجواني ، وأحمر ، وأزرق داكن ، وأصفر ، وبرتقالي. إنه أمر شاق.

ها أنت ذا. في هذا الجزء الصغير جدًا من الدماغ ، هذا هو مدى تكدس الخلايا. والصلات بينهما هائلة. وهذا أقل من جزء من المليون من دماغك.

لذا فإن معرفة كل الوصلات ، كل الدوائر في الجهاز العصبي ، هي مهمة هائلة. ونحن لا نعرف ذلك. سنتحدث عما نعرفه لاحقًا. لكنني أردت أن أضع المشكلة في إطار من أجلك ، حتى يكون لديك إحساس بالمكان الذي نحاول الذهاب إليه.

دعنا نعود إلى الخلايا العصبية. ودعنا نتحدث عن نوع الخلية وكيف أن نوع الخلية مهم للتفكير في إرسال الإشارات في الجهاز العصبي. لذا ، مثل أي شيء آخر في الجسم ، يستخدم الاتصال الخلايا كعملة له. ونوع الخلية هو نوع خاص من أنواع الخلايا ، وهي الخلايا العصبية. لذا فإن الخلايا العصبية هي خلايا التوصيل / الأسلاك.

هناك نوع ثان من الخلايا في الجهاز العصبي وهو حقًا محوري لوظيفة الجهاز العصبي تسمى الخلايا الدبقية. وهذه هي الخلايا التي يشار إليها باسم الخلايا الداعمة. لكن هذا ليس عدلاً حقًا. إنها ترشد الخلايا العصبية ، وكما سنذكر لاحقًا ، فإنها أيضًا تعزل الخلايا العصبية ، بحيث لا تقصر الأسلاك الدائرة. لذا فهم يوجهون ويعزلون الخلايا العصبية.

إن بنية الخلية العصبية مهمة لفهم وظيفتها. مثل كل الخلايا ، لديها نواة وسيتوبلازم. وها هي النواة ، السيتوبلازم. وتسمى هذه المنطقة من الخلايا العصبية بجسم الخلية.

ولكن على عكس الخلايا الأخرى ، هناك عمليات تخرج من هذا الجسم الخلوي. وهي عمليات جوهرية للغاية. على جانب واحد من جسم الخلية عادة ما تكون عمليات قصيرة إلى حد ما. يمكن أن تكون متفرعة ، ويمكن أن يكون هناك مجموعات منها. وتسمى هذه التشعبات.

التشعبات هي عمليات تستقبل إشارة. لذلك هم المكان الذي توجد فيه إشارة - دعني أتخلص من هذا التغصن - هناك مدخل للإشارة. الإشارات التي تتلقاها التشعبات تتحرك عبر جسم الخلية إلى عملية أخرى تسمى المحور العصبي وهي طويلة جدًا.

وحقيقة أنها طويلة جدًا هي في الواقع ما تدور حوله هذه المحاضرة. لذا فإن المحور هو السلك. يمكن أن يصل طول المحاور إلى متر. هنا هو المحور.

وهناك محاور تبدأ في الحبل الشوكي وتتحرك على طول ساقك ، من خلية واحدة. سنتحدث عن سبب ذلك في لحظة. تتفرع هذه المحاور في نهاياتها. ويتصلون بخلايا عصبية أخرى أو بشيء آخر ، لكننا سنرسم خلية عصبية أخرى.

هنا خلية عصبية أخرى بتغصناتها ومحور عصبي آخر. الاتصال - هنا هو العصبون 1 والخلايا العصبية 2. والاتصال بين المحاور والتشعبات - أو كما ستكتشف ، المحاور في جسم الخلية - يسمى المشبك. يقول بعض الناس أن المشبك - هذا هو الرابط - إما أنه جيد.

والشيء هو أن هذه المدخلات الموجودة على الجانب الأيسر من اللوحة تنتقل ، على طول المحور العصبي ، إلى الخلية العصبية التالية ، ثم على طول الخلية العصبية التالية. هذه هي الإشارة. وعلينا أن نفكر في سبب رغبة الخلايا في الحصول على هذه العمليات الطويلة جدًا للقيام بذلك ، ثم كيفية نقل الإشارة.

سبب حصول الخلايا على هذه العمليات الطويلة بدلاً من - حسنًا ، دعنا في الواقع نتراجع لحظة. دعونا نفكر في كيفية تواصل الخلايا مع بعضها البعض. يمكنك أن تتخيل مجموعة كاملة من الخلايا الصغيرة المستديرة ، كلها مصطفة ، بحيث يكون هناك متر منها ينتقل من الحبل الشوكي إلى ساقك. وهذا من شأنه أن يمنحك سلسلة من الاتصالات من الحبل الشوكي إلى ساقك. ويمكن أن تعيد واحدة إلى عقلك وما إلى ذلك.

وهذا من الناحية النظرية سيعمل بشكل جيد. ولكن اتضح أن الاتصال بين الخلايا الخلوية بطيء جدًا ، وأن الخلايا اكتشفت طريقة لنقل إشارة على طولها تكون سريعة جدًا.

أنت تعلم أن هناك وقتًا محدودًا بين الحصول على الحافز والاستجابة. كما تعلم ، تلمس شيئًا ساخنًا ، يمكنك أن تقول أنه يستغرق لحظة قبل أن تكتشف أنه ساخن. هذه هي سرعة إرسال الإشارة إلى عقلك. وأنت تقول ، واو ، هذا مثير ، حرك إصبعي.

إذا كان لديك خلايا كانت متصلة بدلاً من عمليات طويلة لخلية واحدة ، فسيستغرق الأمر وقتًا أطول بكثير لإجراء ذلك - ربما أكثر بعشر مرات - لإجراء هذا الاتصال. وستحصل على إصبع محترق بشدة.

لذا فإن المحور العصبي هو الشيء الذي يسمح بالانتقال السريع للإشارة. لذا فإن المحور العصبي طويل. يؤدي إلى إشارة داخل الخلايا. وهذا سريع جدًا بالنسبة للإشارة بين الخلايا.

لكن كيف ترسل إشارة على طول الخلية؟ حسنًا ، المحاور تفعل ذلك باستخدام حركة الأيونات. لذا فإن الإشارة على طول المحور العصبي ترجع إلى حركة الأيونات. وهذا ما يسمى إمكانية الفعل ، كما سنناقش.

وتعتمد هذه العملية على خاصية جميع الخلايا التي استفادت منها الخلايا العصبية. لذلك تقريبًا كل الخلايا لديها فرق جهد عبر غشاءها ، لأن هناك فرق شحنة عبر غشاء البلازما. لذلك تمتلك جميع الخلايا تقريبًا ما يسمى بجهد الغشاء ، وهو فرق جهد الغشاء.

وبشكل عام ، تكون الخلايا في الخارج أكثر إيجابية مما هي عليه في الداخل. إذاً خارج الخلية - وهذا يستحق أن تتذكره - يكون الأمر أكثر إيجابية. وهي أكثر إيجابية لأن هناك الكثير من أيون الصوديوم. سترى سبب أهمية ذلك. يوجد أيون بوتاسيوم منخفض ، وهناك بعض أيونات الكلوريد عالية. لكن الشيء المهم حقًا هو وجود تركيز عالٍ جدًا من الصوديوم خارج الخلية.

على العكس من ذلك ، من الواضح أن داخل الخلية أكثر سلبية. الصوديوم منخفض. البوتاسيوم أعلى ولكنه ليس مرتفعًا جدًا. وهناك مجموعة من الأيونات محاصرة نوعًا ما في الخلية.

لماذا هذا مهم؟ اسمحوا لي أن أرى ما لدي بعد ذلك هنا. حسنًا ، تُظهر معظم الخلايا فرقًا محتملًا. ها هو. هنا هو مكتوب فرق الجهد. تقع الخلايا العصبية في مكان ما بين 70 و 60 مللي فولت ، حيث تتحدث عن فرق الجهد النسبي من الداخل إلى الخارج ، وهذا هو سبب كونه سالبًا. ويمكنك أن ترى أن الخلايا السرطانية لديها بالفعل قدرة غشاء منخفضة للغاية ، والتي قد تكون أو لا تكون مهمة.

ما هي طبيعة الإشارة التي تستخدمها الخلايا العصبية للإرسال من المدخلات ، على طول المحور العصبي ، إلى الخلية التالية؟ على وجه الخصوص ، ما هي الإشارة التي يتم إرسالها على طول المحور العصبي؟ والجواب هو شيء يسمى جهد الفعل. إنها الإشارة المرسلة على طول المحور العصبي ، السلك الذي أشرت إليه.

واحتمالية وقوع حادث ، والتي سأختصرها باسم AP ، ستحدد - وستفهمون هذا بعد قليل - على أنها إزالة استقطاب عابرة. موضعي ، عابر - يدوم لحظة - إزالة الاستقطاب ، تغير في إمكانات الغشاء. وسأقوم بمعظم هذا على السبورة. لديك توزيع ورق ، لكنني سأفعل معظم هذا على السبورة لأنه يعمل بشكل أفضل كمحادثة أكثر من عرض توضيحي.

دعونا نرسم قليلا من محور عصبي. هنا هو المحور. غشاءان بلازما - خارجي ، داخلي ، خارجي. إذن هذا هو المحور. غشاء البلازما PM.

وما سنفعله - وهنا السيتوبلازم - ما سنفعله هو أخذ جزء من المحور العصبي وتفجيره والتركيز على غشاء بلازما واحد فقط ، على جانب واحد من المحور العصبي ، وننظر ونرى بالتفصيل ما يجري هناك. لذلك دعونا نأخذ هذه القطعة ونفجرها ، بحيث يكون لدينا الآن غشاء البلازما - ونتذكر أنه طبقة ثنائية الدهون. لكني أرسمها على هيئة سطر واحد ، لأنها حقًا وسيلة للتحكم في الألم لرسمها كطبقة ثنائية للدهون. لكنك تعلم أنها طبقة ثنائية الدهون.

من جانب - وهنا خارج الزنزانة وداخل الزنزانة. من ناحية ، هناك الكثير من الشحنات الإيجابية. وعلى الجانب الآخر ، هناك عدد أقل من الشحنات السلبية وأكثر نسبيًا.

عندما يبدو المحور العصبي على هذا النحو ، مع توازن الشحنات الموجبة والسالبة ، يقال إنه في حالة راحة محتملة. وتبلغ احتمالية الراحة حوالي 60 مللي فولت.

طيب ما هو هدفنا؟ هدفنا هو أن نبدأ هنا ، عند هذه العلامة النجمية ، وأن نرسل إشارة على طول هذه القطعة من المحور العصبي وأن ترسل الإشارة بطريقة اتجاهية. لذا فإن هدفنا هو إرسال إشارة اتجاهية.

لنرسم ثلاث نقاط زمنية ، لكل منها غشاء بلازما لهذا الجزء المحدد من المحور العصبي. ودعونا - سأنتقل قليلاً ، إلى هذا الجانب من اللوحة - لنجعلهم هنا ، هنا ، وهنا. وبالتالي سيكون لدينا متجه زمني يسير بشكل قطري عبر اللوحة.

وقد بدأنا بشيء يشبه ما حدث على السبورة أعلاه في حالة الراحة المحتملة. والآن ، سنقوم - عبر جزء قصير جدًا من الغشاء ، سنقوم بعكس شحنة الغشاء ، أو ستقوم الخلية بذلك. إذن في الخارج الآن ، يوجد جزء صغير من الغشاء يكون سالب بالخارج وإيجابيًا من الداخل. والباقي موجب للخارج وسالب من الداخل.

مع مرور الوقت ، يسمى هذا إزالة الاستقطاب ، وهو انعكاس لإمكانات الغشاء. بمرور الوقت ، هذا الاستقطاب ، سوف يتم تصحيح هذا الاستقطاب الأولي. سيعود إلى ما كان عليه.

لذلك ستحصل على شحنات موجبة بالخارج مرة أخرى. لكن جزء الغشاء المجاور سينزع الاستقطاب ، لذا يصبح الآن سالبًا بالخارج وإيجابيًا من الداخل. والباقي موجب للخارج وسالب من الداخل.

تلك القطعة الصغيرة من الغشاء ، الثانية - إذن هذه إزالة الاستقطاب 1 ، هنا إزالة الاستقطاب 2. مرة أخرى ، بمرور الوقت ، ستحصل على تصحيح لإزالة الاستقطاب الثانية. وقد حصلت على الفكرة الآن ، إنها ستتحرك أكثر أسفل المحور العصبي.

إذن هنا هو نزع الاستقطاب 3. وتذكر أن هذا خارج وداخل المحور العصبي. إذا نظرت إلى الرسم التخطيطي الخاص بي - لم أعطيك أي آلية - لكن يمكنك أن ترى هنا لدينا إشارة تتحرك في هذا الاتجاه ، على طول المحور العصبي.

كل من عمليات إزالة الاستقطاب التي رسمتها تسمى إمكانات فعلية. وسأعطيك ، في لحظة ، بعض الخصائص الإضافية ، حتى تعرف إمكانات الفعل عندما ترى واحدة. ولكن هناك بعض الأسئلة التي تنشأ من هذا الرسم التخطيطي سهل الرسم.

أولا ، كيف يحدث هذا حقا؟ كيف تنعكس الشحنات عبر الغشاء؟ ثانيًا ، لماذا الإشارة أحادية الاتجاه؟ لماذا لا يتراجع؟ وثالثًا ، كيف يمكنك إعادة ضبط الاستقطاب بمجرد حدوثه؟

وكل هذه الأشياء التي ستراها مرتبطة ببعضها البعض ، لكن دعنا نطرح هذه الأسئلة. اذن كيف حدث ذلك؟ لماذا هو أحادي الاتجاه؟ وماذا يعني - أو ما هي آلية إعادة ضبط إمكانات الغشاء بعد حدوث نزع الاستقطاب؟ كما هو الحال هنا على سبيل المثال ، قمت بإعادة ضبط إمكانات الغشاء.

لذا فإن الإجابة على كل هذا معقدة. وسنرد عليها في مجموعات ، كما نفعل في هذا الفصل. وأول شيء سنجيب عليه فيما يتعلق بتغيير جهد الغشاء.

لنبدأ مرة أخرى بقطعة المحاور الخاصة بنا ، من الخارج والداخل ، وتوزيع الشحنة الموجود في حالة الراحة المحتملة. ويأتي بعد ذلك نوع من المدخلات. قد يكون اللمس ، قد يكون خلية عصبية أخرى تلامس خلية عصبية ثانية. قد تكون الرؤية ، الضوء ، الذي يأتي ، نوع من المدخلات.

ها هو. وهذا الإدخال يعمل على جزء محلي جدًا من الغشاء. وهو يغير إمكانات الغشاء قليلاً فقط ، بحيث يصل جهد الغشاء إلى ما يسمى جهد العتبة.

لذلك دعونا ننظر ، دعونا نرسمها. ها هو. فوق جزء صغير جدًا من الغشاء ، هناك نوع من انعكاس الشحنة. تأتي الشحنات الموجبة من الخارج وتتحرك إلى الداخل. وسنسمي هذا فرق الجهد المحتمل. وإذا كنت تريد رقمًا ، فهو يقارب 55 مللي فولت.

ماذا يحدث بعد العتبة؟ حسنًا ، أنت تفهم ما هي العتبة. هذا يعني أن شيئًا ما يحدث لأنك وصلت إلى نقطة اللاعودة. وما يحدث هو أنه يوجد الآن جهد فعل ، وهناك حركة هائلة لأيونات الصوديوم الموجبة في الخلية.

إذاً من عتبة الإمكانات هناك حركة هائلة ، مرة أخرى وخارجة. لذا الآن لديك بدلاً من هذه المنطقة الصغيرة الصغيرة من الاستقطاب ، لديك منطقة كبيرة من الاستقطاب. إذن هذا صغير ، مزيل للاستقطاب - لإزالة الاستقطاب - يؤدي إلى إزالة استقطاب كبيرة جدًا من النوع الذي رسمته على السبورة من قبل.

يسمى هذا الاستقطاب الكبير بإمكانية الفعل. ولها خصائص عديدة. يعكس جهد الفعل إمكانات الغشاء بالكامل تقريبًا. والآن في هذه المنطقة من الغشاء ، تبلغ حوالي 60 ملي فولت. لذلك فهو نزع استقطاب هائل. تقوم بعكس توزيع الأيونات تمامًا على منطقة صغيرة من الغشاء.

ومع ذلك ، فهي محلية للغاية. يحدث جهد فعل زائد - أو يحدث هذا الاستقطاب الهائل على مسافة ميكرون من الغشاء. يستغرق الإعداد من واحد إلى ملي ثانية. إنها تنطوي على حركة حوالي 10 إلى 5 أيونات ، من الخارج إلى الداخل. وقد أخبرتك بالإمكانات.

الشيء الآخر المهم حقًا الذي يجب أن تفهمه هو شيء يسمى الكل أو لا شيء. إزالة الاستقطاب التي تحصل عليها مع إمكانات الفعل إما أن تكون كاملة أو لا تحدث. إذا وصلت إلى العتبة ، فإنك تنعكس القطبية ، وتحصل على هذا الاستقطاب الكامل إلى 60 مللي فولت من 60 تحت الصفر. لا تحصل على إزالة استقطاب جزئية إلى زائد 10 أو 20 أو 30 أحيانًا ، أو 35.

بالنسبة إلى خلية عصبية معينة ، تحصل على إمكانية عمل محددة. وإما أن يحدث أو لا يحدث. لذلك كل شيء على لا شيء ، مهم جدا. لا توجد إمكانات عمل صغيرة أو كبيرة.

والآن لدينا حالة من الاستقطاب ، لكننا لم نجب على سؤالين. لم نجب على سؤال unidirection ، ولم نجب على سؤال إعادة التعيين. لذلك دعونا نفعل ذلك في السبورة التالية.

ودعنا نبدأ ، في الواقع ، بإمكانية فعل. وسأقوم بالفعل برسم جهد فعل ، نوعًا ما في منتصف هذا المحور. سترى لماذا.

عندما تحصل على جهد فعل ، فإن ما يحدث هو أن أيونات الصوديوم تتحرك من الخارج من الداخل. وتلك أيونات الصوديوم - لأنها مجرد أيونات - ستبدأ في الانتشار في السيتوبلازم. وعندما ينتشرون في الجوار ، سوف يغيرون جهد الغشاء ، والذي سيصل إلى العتبة ، والذي سيطلق جهد فعل في جزء الغشاء المجاور. وبعد ذلك ستنتشر هذه الأيونات ، لجعل جزء الغشاء المجاور يصل إلى عتبة الإمكانات. وستحصل على عمل محتمل يتم تشغيله ، وما إلى ذلك.

لكن الأيونات ، بالطبع ، لأنها مجرد أيونات ، يمكنها التحرك في أي اتجاه. لذلك يمكن للأيونات أن تعود. إذا كان هذا هو المكان الذي حدثت فيه إمكانات الفعل الخاصة بك ، يمكن أن تتحرك الأيونات في هذا الاتجاه وتؤدي إلى عودة جهد الفعل ، إلى أعلى المحور ، باتجاه جسم الخلية.

لماذا لا يحدث ذلك؟ لا يحدث ذلك لأنه بمجرد قيامك بتشغيل جهد فعل ، يصبح هذا الغشاء مقاومًا للحرارة ، وغير قادر على إطلاق جهد فعل آخر لفترة من الوقت. وخلال تلك الفترة التي يكون فيها الغشاء غير قادر على الاستجابة وعمل جهد فعل آخر ، انتشرت الأيونات بعيدًا وذهبت إلى أسفل المحور. وهكذا تحصل على انتشار أحادي الاتجاه.

دعنا نحاول استخلاص ذلك. إذن ها هي إمكانية العمل. والأيونات التي تتحرك في الداخل سوف تنتشر. وسيأخذون الغشاء المجاور إلى العتبة. ولذا فإنهم سيطلقون عملية محتملة في الجوار.

تلك الأيونات التي تندمج للخلف لا يمكنها فعل أي شيء. لأنه بمجرد أن يكون للغشاء إمكانات فعلية ، لا يمكن أن يكون له جهد آخر لفترة من الوقت. إذاً هذا الغشاء هنا ، المجاور لإمكانات الفعل ، مقاوم للصهر لإزالة الاستقطاب - وهذا عمل إملائي مروّع حقًا ، إزالة الاستقطاب - لفترة من الزمن. دعنا نقول لحوالي ثانية أو أقل بقليل من ذلك ، ولكن في مكان ما هناك.

وهذا يعني أن جهد الفعل أحادي الاتجاه. يمكن أن تنتشر الأيونات في كلا الاتجاهين ، لكن جهد الفعل يمكن أن يذهب في اتجاه واحد فقط. لذلك يمنحك هذا اتجاه إشارتك.

وأيضًا ، لقد رسمت بشكل متعجرف هناك أن جهد الغشاء ينعكس ويعيد ضبط نفسه ، حيث حدثت إمكانات الفعل سابقًا. وسنتحدث عن ذلك أكثر بعد قليل. حتى هنا ، تمت إعادة ضبط إمكانات الغشاء.

إذن هذه مسيرة نظرية من خلال إمكانات الفعل. وقد أعطيتك مجموعة من الصدقات. لكنني لن أخوضها ، لأنه يمكنك استخدامها كاختبار أو كتمرين بعد الفصل ، لمعرفة مدى فهمك.

أحد الأشياء المتعلقة بالتوصيل على طول محور عصبي هو أنه سريع جدًا. يستغرق الأمر وقتًا قصيرًا جدًا من لمس هذا الشيء الساخن لإدراك أنك لمسته. لكن أحد الأسباب التي تجعله قصيرًا جدًا هو أنك لا ترسل إمكانات فعلية طوال الطريق على طول محور عصبي كما نرسم.

لا يمكنك فعلاً إزالة استقطاب أجزاء متتالية من الغشاء.لأن هذا في الواقع ، على الرغم من أنه أسرع من الاتصالات بين الخلايا ، إلا أنه لا يزال بطيئًا للغاية. إذن هناك طريقة تعزل بها الخلية نفسها ، يعزل المحوار نفسه ، ليمنحك إمكانات فعل في أماكن معينة فقط. وهذا بالفعل يسرع من معدل انتقال جهد الفعل.

وقد حصلت على هذا على الشريحة هنا ، ونحن على السبورة مباشرة. لذلك أثناء إزالة الاستقطاب وبعده وطوال الوقت ، تتسرب الأيونات من المحور العصبي. وهذا يقلل من تواتر تشكيل جهد الفعل.

وهكذا فإن ما تفعله الخلايا ، هو نوعًا ما يشبه - لا ، ليس دائرة قصر تمامًا ، ولكنه سلك كهربائي سيء. ولذا فإن ما فعلته الخلية هو عزل نفسها بطبقات من الخلايا الدهنية. وهذه الخلايا حقًا مذهلة نوعًا ما.

تلتف معظم الخلايا التي تعزل الخلايا العصبية في الجهاز العصبي حول الخلايا العصبية ، كما في هذا الرسم البياني. يمكنك أن ترى هنا خلية. وهذه الخطوط لأن خلية واحدة تلتف حول الخلية العصبية. أنت تعلم أن غشاء البلازما دهني. إنه لا يوصل الأيونات ، وبالتالي لديك بالفعل طبقة دهنية من العزل.

والشيء الذي يعزل الخلايا هو شيء يسمى غمد المايلين ، وهو دهون بالإضافة إلى بعض البروتين. لكنها حقًا طبقة كارهة للماء تلتف حول الخلايا العصبية وتعزلها.

على طول الخلايا العصبية المعزولة ، توجد أماكن محددة لا يوجد فيها عزل. وهذا هو المكان الذي تحدث فيه إمكانات الفعل. لذلك تحدث جهود الفعل عند الإيماءات بدون المايلين.

وهذه إحدى الطرق التي تسرع بها الخلايا العصبية معدل توصيلها. ولذا أضع هنا ترددًا محتملاً للإجراء ، لكن هذا غير صحيح في الواقع. سأتحدث عن معدل انتقال العدوى.

إذن كيف يسير كل هذا معًا؟ لنلق نظرة على فيلم ، حيث توجد الخلية العصبية ، وها هو المحور العصبي ، ينقل جهد فعل على طوله. وإليك طريقة مختلفة لتصوير جهد الفعل ، كرسم بياني للجهد مقابل الزمن. وهذا شيء ستمارسه في القسم.

لكن ما أريدكم أن تراه هو أن هناك إمكانية فعل تتحرك على طول المحور العصبي. ويمكن للمحور أن ينقل العديد من إمكانات العمل ، واحدة تلو الأخرى ، مع فترة استرداد قصيرة بينهما.

ما زلنا لم نجب تمامًا على السؤال المتعلق بكيفية عمل إمكانات الفعل. والجواب على ذلك هو النظر في القنوات والمضخات الأيونية ، لأن كل توزيع الشحنة هذا لا يحدث فقط. تم إعداده بواسطة الخلية ، ويتم إعداده بواسطة القنوات والمضخات الأيونية ، والتي يمكننا كتابة تنظيم إمكانات الغشاء.

دعونا نراجع بإيجاز ما هي القنوات والمضخات الأيونية. لقد تحدثنا عنهم حفنة. لكنك تحتاج إلى معرفة بعض الجواهر لهذه الوحدة بالذات.

تسمح القنوات الأيونية للأيونات عبر الغشاء عن طريق الانتشار. إذن فهذه قناة أيونية. وأنا أرسم قناة مفتوحة. وتتحرك الأيونات بالانتشار عبر القناة.

لكن هناك فئات أخرى من القنوات الأيونية ليست مفتوحة دائمًا. يطلق عليهم بوابة. وتحدثنا عنها ، عندما تحدثنا عن إفراز البروتين ، توطين البروتين.

لذلك يمكن إغلاق القنوات المغلقة تحت حافز معين ثم التغيير إلى التأكيد المفتوح ، بعد أن يتم إعطاؤهم الحافز المناسب. إذاً هنا يوجد نوع من التحفيز. وسيتم فتح قناة مسورة.

النوع الثالث من طرق تمرير الأيونات عبر الغشاء هو استخدام مضخة ، حيث يتم وضع المضخة في غشاء البلازما أيضًا. ولكن بدلاً من عملية يحكمها الانتشار للحصول على أيونات عبر الغشاء ، تقوم المضخة بتحريك الأيونات بنشاط عبر الغشاء.

لذا فإن المضخات الأيونية تنقل الأيونات بنشاط. وهي تتطلب عمومًا طاقة ، ATP ، من أجل القيام بذلك. وكل هذه الأشياء ضرورية لضبط إمكانات الغشاء وتغييرها أثناء تكوين جهد الفعل.

إذا أخذنا في الاعتبار إمكانية الراحة - في الواقع ، دعني أرى ما لدي على الشرائح هنا. هذا حقا شيء رائع. حسنًا ، دعني أتصفح أعمال مجلس الإدارة ، وبعد ذلك سنفعل ما هو رائع حقًا بعد أو يوم الاثنين.

من أجل إعداد إمكانات الراحة ، هناك عدة أنواع من القنوات والمضخات التي يجب أن تكون على دراية بها. واحد منهم - وهو ضخم وحصل على جائزة نوبل منذ عدة عقود - يسمى مضخة الصوديوم والبوتاسيوم. وهذا حقًا شيء كبير. يطلق عليه أيضًا الصوديوم ATPase. وما يفعله هو ضخ ثلاثة أيونات صوديوم خارج الخلية ووضع أيوني بوتاسيوم في الخلية. وهذه مضخة بالغة الأهمية للحياة. ويمكنك أن ترى ما يفعله هو زيادة تركيز الصوديوم خارج الخلية وزيادة تركيز البوتاسيوم بالداخل.

هناك أيضًا ما يسمى قناة البوتاسيوم المفتوحة التي تسمح لكل هذا البوتاسيوم الذي يتم ضخه من خلال مضخة بوتاسيوم الصوديوم بالبدء في الانتشار خارج الخلية. لكن في الواقع ، لا ينتشر كل شيء. لأنه يضرب الشحنات الموجبة لأيونات الصوديوم من الخارج ، وهناك تنافر إلكتروستاتيكي.

وهذا يحد من كمية البوتاسيوم - بحلول يوم الاثنين ، سأكون قادرًا على التحدث بحلول يوم الاثنين أو سأفقد صوتي تمامًا. سيكون لديك الخيار. لذا فإن قناة البوتاسيوم المفتوحة تسمح للبوتاسيوم بالخروج عن طريق الانتشار ، حتى يتم صده أو إيقافه بواسطة القوى الكهروستاتيكية القادمة من أيونات الصوديوم. ثم الأيون الثالث المفتوح ، القناة الأيونية المفتوحة هي قناة الكلوريد ، والتي لن نناقشها الآن.

أثناء جهد الفعل ، هناك قناة أيونية مهمة للغاية وهي آخر شيء سأذكره اليوم. وهذا يسمى قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي. هذه قناة أيونية ، مثل العديد من القنوات الأيونية ، تتكون من مركب من البروتينات. سنقوم بتدوين ذلك ، وسأقوم بتدوين ذلك في المرة القادمة.

لكن قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي حساسة لإمكانات الغشاء. وعندما يتم الوصول إلى إمكانية العتبة ، هناك تغيير في تأكيد هذه القناة ، والتي يتم إغلاقها عادةً عند محتوى الراحة ولكنها تصبح مفتوحة عند الحد الأدنى المحتمل ، لتؤدي إلى إمكانية الإجراء. ويصبح في الواقع مفتوحًا من خلال انزلاق إحدى حلزونات ألفا التي تشكل بروتينات القناة. وتنزلق حلزونات ألفا المنزلقة لأن شحنتها تتغير ، وتتغير شحنات الأحماض الأمينية. وهذا يفتح القناة.

سأريكم صورة واحدة لآخر قناة صوديوم ، قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي. ها هو. ثم ننتهي.

الق نظرة على هذا بسرعة. هنا قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي مغلقة. الأحماض الأمينية تسد المسام. وهناك يفتح ، للسماح للأيونات بالدخول. وسننهي هذا يوم الاثنين.


الجهاز العصبي للصراصير

يتكون الجهاز العصبي المركزي من العقدة أو الدماغ فوق المريء ، والعقدة تحت المريء والحبل العصبي.

العقدة فوق المريئية أو العقدة الدماغية عبارة عن هيكل ذو فصين يقع في الرأس أمام المريء ، وفوق الخيمة وبين قواعد الهوائيات تقريبًا. يتكون من اندماج ثلاثة أزواج من العقد. إنه يمثل الدماغ ويهتم بشكل أساسي بالوظيفة الحسية.

من العقد فوق المريئية ينشأ رابطان حول المريء يحيطان حول المريء ويلتقيان تحته بالعقدة تحت المريء. تقع العقدة تحت المريء أيضًا في الرأس وتتكون من اندماج 3 أزواج من العقد.

وهكذا ، فإن العقدة فوق المريئية ، والوصلات المحيطة بالمريء والعقدة تحت المريء تشكل معًا الحلقة العصبية حول المريء في كبسولة الرأس. العقدة تحت المريء هي المركز الحركي الرئيسي وتتحكم في حركات العضلات وأجزاء الفم والأجنحة والساقين.

من العقدة تحت المريء ينشأ حبل عصبي مزدوج يمر عبر الصدر والبطن أسفل القناة الهضمية على الجانب البطني حتى النهاية الخلفية للجسم. يحتوي الحبل العصبي على ثلاث عقد كبيرة في القفص الصدري ، واحدة لكل من الأجزاء المؤيدة والمتوسطة والميتاثوراسية ، لذلك يطلق عليها العقد البروتورية والعقد المتوسطة والصدرية.

علاوة على ذلك ، يحتوي الحبل العصبي على ست عقد في البطن تقع في الأجزاء الأولى والثانية والثالثة والرابعة والخامسة والسابعة.

تتكون كل عقدة من الحبل العصبي من اندماج عقدين باستثناء العقدة في الجزء السابع. العقدة في الجزء السابع من البطن هي الأكبر من جميع العقد البطنية وربما تكونت من اندماج 3 أزواج من العقد. يعمل كلا الحبلين العصبيين متوازيين وقريبين جدًا من بعضهما البعض ، ولكن على عكس دودة الأرض ، لا يتم وضعهما في غمد مشترك.

لكنها تلتحم فقط في مكان وجود العقدة وتكون صلبة.

الجهاز العصبي المحيطي للصرصور:

تشكل الأعصاب التي تنشأ من الحلقة العصبية والحبل العصبي البطني لتعصب أجزاء مختلفة من الجسم الجهاز العصبي المحيطي.

ثلاثة أزواج من الأعصاب تنشأ من العقدة فوق المريئية - العصب البصري ، والعصب الهوائي ، والعصب الجبهي. الأولين يعصبان العينين والهوائيات ، لكن الثالث ينقسم إلى العصب الشفاوي الذي يغذي الشفا والعصب الأمامي الذي يمتد إلى الأمام لينضم إلى الجهاز العصبي الودي.

وبالمثل ، تنشأ ثلاثة أزواج من الأعصاب من العقدة تحت المريئية - الفك السفلي والفك العلوي والشفوي لتعصب الفك السفلي والفكين والشفرين على التوالي. تنشأ عدة أزواج من الأعصاب من كل عقدة صدرية لتزويد الأجزاء المختلفة من الجزء الخاص بها.

ومع ذلك ، فإن زوجًا من الأعصاب من العقدة metathoracic يُعصب الجزء الأول من البطن. الأعصاب الناشئة من العقد البطنية الخمس الأولى تعصب الأجزاء البطنية الثانية والثالثة والرابعة والخامسة والسادسة. من العقدة البطنية الأخيرة ، يتم إعطاء ثلاثة أزواج من الأعصاب لتزويد الأجزاء السابع والثامن والتاسع. كما أنه يعطي فرعًا لتعصب cercus والهياكل الأخرى المرتبطة به.

الجهاز العصبي الودي:

يتكون الجهاز العصبي اللاإرادي أو المعدي أو الودي أو الحشوي للصرصور من بعض العقد ووصلاتها. وهي تشمل العقد الأمامية ، القذالية ، الحشوية أو البطنية ، والعقد السابقة للبطين. ترتبط الأعصاب من هذه العقد بالعقدة فوق المريئية.

العقدة الأمامية هي عقدة صغيرة تقع على المريء أمام العقدة فوق المريئية. يرتبط زوج من الوصلات الأمامية من العقدة الأمامية بالعقدة فوق المريئية ، ويمر العصب المتكرر المتوسط ​​للخلف منه ويربط العقدة القذالية أو العقدة الدماغية خلف العقدة فوق المريئية.

ثلاثة أعصاب ، اثنان جانبيان وواحد متوسط ​​ينشأان من العقدة القذالية ، ترتبط الأعصاب الجانبية بالجسم القلبي والجسم اللاتي وهما غدد صماء ، في حين أن العصب المتوسط ​​يمتد للخلف فوق المريء وينضم إلى العقدة الحشوية الموجودة على المحصول.

يقوم زوج من العقدة الحشوية بتزويد القناة الهضمية ، يرتبط أحدهما بالعقدة المؤيدة للبطين الموجودة على الحوصلة (الشكل 73.27).


البنية الريبوسومية وآلية الترجمة

أحدثت الهياكل البلورية للريبوسومات المنشورة في السنوات القليلة الماضية ثورة في فهمنا للأساس الهيكلي لاختيار الحمض الريبي النووي النقال ونشاط تكوين رابطة الببتيد للريبوسوم. ومع ذلك ، لا تزال الآليات الدقيقة للخطوات المميزة لتخليق البروتين غير معروفة. تمت معالجة هذه المشكلة من قبل العديد من المتحدثين ، بما في ذلك Venki Ramakrishnan (مختبر MRC للبيولوجيا الجزيئية ، كامبريدج ، المملكة المتحدة) ، الذي قدم عمله الأخير الذي يوضح أن الريبوسوم يعزز الاختيار الدقيق للحمض النووي الريبي في موقع الريبوسوم A وهذا التعرف على تفاعل الكودون المضاد للكودون المشابه. يحث الوحدة الفرعية 30S الريبوسوم على تبني شكل مغلق. تعمل هذه الحركة على الأرجح على تسريع معدل التحلل المائي GTP وخطوة التكيف التالية ، التي لاحظتها المجموعات الأخرى من التحليل الحركي. ركزت العروض التقديمية الأخرى على إعادة الترتيب الهيكلية للريبوسوم أثناء الاستطالة والانتقال ، وقد سلطت هذه البيانات الهيكلية معًا الضوء على الطبيعة الديناميكية لهيكل الريبوسوم خلال خطوات الترجمة المختلفة ودفعت الجمهور إلى التفكير في التغييرات التوافقية التي تحد من المعدل أثناء الترجمة.

كما أن التحليل الهيكلي للريبوسوم حقيقيات النواة عند ارتباطه بعوامل الترجمة قد أدى أيضًا إلى ظهور رؤى جديدة. في حقيقيات النوى ، يعتمد بدء الترجمة بشكل عام على وجود بنية سقف 5 بوصات على الرنا المرسال. بدء الترجمة المعتمدة على الغطاء هي عملية معقدة ، يتم تسهيلها من خلال عدد كبير من عوامل البدء (eIFs) التي تشكل شبكة معقدة من التفاعلات التعاونية مع الوحدة الفرعية الريبوسومية 40S. أبلغ جون مكارثي (Manchester Interdisciplinary Biocentre ، المملكة المتحدة) عن عمليات إعادة بناء المجهر الإلكتروني بالتبريد (cryo-EM) ، والتي تشير إلى أن ربط eIF1A بالوحدة الفرعية الريبوسومية 40S يؤدي إلى تغييرات كبيرة في التوافق في الوحدة الفرعية. قد تخلق هذه الحركات حالة مختصة بالتجنيد للوحدة الفرعية 40S التي تتوسط في الارتباط التعاوني لـ eIFs الأخرى لتشكيل مجمع البدء 43S. علاوة على ذلك ، يشير هيكل مجمع 43S إلى أن الانتقال من 40S إلى 43S يتضمن دورانًا كبيرًا لرأس الوحدة الفرعية الصغيرة التي يُعتقد أنها تعكس فتح قناة mRNA والتي بدورها قد تسهل ربط mRNA والمسح اللاحق.

يستغل المسار المستقل للغطاء لبدء الترجمة ، الذي يستخدمه كل من الرنا المرسال الفيروسي والخلوي ، مناطق بدء الترجمة شديدة التنظيم على مواقع دخول الريبوسوم الداخلية التي يطلق عليها اسم الرنا المرسال (IRESs). تجمع IRES من فيروس شلل الكريكيت (CrPV) مباشرة ريبوسومات مختصة بالاستطالة في غياب eIFs الكنسي و tRNA البادئ ، methionyl-tRNAأنا. وصف إريك جان ، من مجموعة بيتر سارنو (جامعة ستانفورد ، الولايات المتحدة الأمريكية) التجارب التي تستغل cryo-EM لتصور CrPV-IRES المرتبطة بالوحدات الفرعية البشرية 40S والريبوسوم 80S. تم عرض IRES لتشكيل اتصالات محددة مع مكونات مواقع الريبوسوم A و P و E ولإحداث تغييرات توافقية في الريبوسوم. كانت هذه التغييرات مماثلة لتلك التي لوحظت عندما يرتبط فيروس التهاب الكبد C (HCV) بالوحدة الفرعية 40S وعندما يرتبط عامل الاستطالة eEF2 بالريبوسوم 80S. يشير هذا إلى أن CrPV IRES يعمل كعامل ترجمة قائم على الحمض النووي الريبي الذي يعالج الريبوسوم بفعالية للتوسط في وضع الفيروس غير المعتاد لبدء الترجمة. بشكل جماعي ، قادت البيانات الهيكلية عن الريبوسوم والمجمعات المرتبطة به والتي تم تقديمها خلال الاجتماع الجمهور إلى تقدير الريبوسوم كآلة ديناميكية تخضع تشوهاتها للتأثير الكبير لكل من البروتينات التنظيمية وهياكل الحمض النووي الريبي.


مصادر

تتم كتابة المعلومات الصحية IQWiG بهدف مساعدة الناس على فهم مزايا وعيوب خيارات العلاج الرئيسية وخدمات الرعاية الصحية.

نظرًا لأن IQWiG هو معهد ألماني ، فإن بعض المعلومات المقدمة هنا خاصة بنظام الرعاية الصحية الألماني. يمكن تحديد مدى ملاءمة أي من الخيارات الموصوفة في حالة فردية من خلال التحدث إلى الطبيب. نحن لا نقدم استشارات فردية.

تستند معلوماتنا إلى نتائج دراسات ذات نوعية جيدة. تمت كتابته من قبل فريق من المتخصصين في الرعاية الصحية والعلماء والمحررين ، ومراجعته من قبل خبراء خارجيين. يمكنك العثور على وصف تفصيلي لكيفية إنتاج معلوماتنا الصحية وتحديثها في أساليبنا.


الجزء 6: أسئلة وأجوبة تعتمد على الممر

تتسبب الأمراض المزالة للميالين في تدمير غمد الميالين مع تجنيب المحاور. يمكن أن تكون إزالة الميالين نتيجة لعملية التهابية أو عدوى فيروسية أو اضطراب التمثيل الغذائي المكتسب أو اضطراب القلب والأوعية الدموية. تشمل الأمراض التي يمكن أن تسبب إزالة الميالين الالتهابية للجهاز العصبي المركزي التصلب المتعدد (MS) والتهاب الدماغ والنخاع الحاد المنتشر (ADEM) والتهاب بيضاء الدماغ النزفي الحاد. يمكن أن تتسبب الأمراض المُزيلة للميالين أيضًا في حدوث فشل تنفسي حاد عندما يتأثر الحبل الشوكي.

تم إدخال امرأة يونانية تبلغ من العمر 17 عامًا إلى المستشفى في وحدة العناية المركزة بسبب فشل تنفسي حاد يتطلب تهوية ميكانيكية. كان لدى المريض تاريخ من مرض الحمى قبل الزيارة بشهر واحد ، والذي تضمن بداية حادة من الشلل النصفي ، والشفع ، وضعف الذراع التدريجي من جانب واحد وضيق التنفس. تم تحديد مرض الجهاز العصبي المركزي المزيل للميالين (CNS) ، وربما التهاب الدماغ والنخاع المعدي (ADEM) على أنه الحالة الأساسية.

كشف التصوير بالرنين المغناطيسي للدماغ عن وجود آفات تشمل العصب البصري والعقد القاعدية والمخيخ والبطن والنخاع المستطيل. كان هناك أيضًا تورط ممتد على طول الحبل الشوكي. علاوة على ذلك ، كشفت تحاليل الدم عن ارتفاع عدد خلايا الدم البيضاء داخل السائل الدماغي النخاعي.

احتاج المريض إلى تهوية ميكانيكية لمدة شهرين. ثم تم نقلها إلى مركز إعادة التأهيل. بعد ثلاث سنوات ما زالت مصابة بشلل نصفي. ومنذ ذلك الحين لم تتعرض لأي هجوم آخر لإزالة الميالين.

السؤال الأول: استنادًا إلى المعلومات الواردة في المقطع ، أي مما يلي هو تأثير محتمل للحالة الأساسية للمريض؟

أ) انخفاض السرعة التشابكية

ب) انخفاض سرعة توصيل الإشارات الكهربائية

ج) زيادة الحساسية في الأطراف

د) انخفاض معدلات الإدراك

السؤال 2: الهياكل التي تعرضت للضرر في هذا المريض هي المسؤولة بشكل مباشر عن أي من الوظائف التالية؟

أ) إرسال إشارات إلى خلايا أخرى

ب) استقبال الإشارات من الخلايا الأخرى

د) إسكان المادة الوراثية

السؤال 3: من المرجح أن يكون ضعف ذراع المريض بسبب خلل في أي من الهياكل التالية؟

أ) الخلايا العصبية الواردة في الجهاز العصبي المركزي

ب) الخلايا العصبية الفعالة في الجهاز العصبي المحيطي

ج) الخلايا العصبية الحسية في الجهاز العصبي المحيطي

د) الخلايا العصبية الداخلية في النخاع الشوكي

السؤال الرابع: وفقًا للمعلومات الواردة في المقطع ، أي من البُنى التالية قد يؤدي إلى ظهور الأعراض الجسدية التي يُظهرها هذا المريض؟

السؤال 5: أي مما يلي يصف بدقة فترة المقاومة النسبية بعد جهد الفعل؟

أ) لا يمكن توليد إمكانات العمل مرة أخرى بواسطة أي حافز

ب) يمكن توليد إمكانات الفعل مرة أخرى بواسطة حافز أضعف

ج) يمكن توليد إمكانات الفعل مرة أخرى بواسطة حافز أقوى من المعتاد

د) يمكن توليد إمكانات الفعل مرة أخرى بواسطة منبه عادي ، لكنها تصبح أكثر تكلفة من حيث الطاقة

مفتاح الإجابة للأسئلة التي تعتمد على المرور

اختيار الإجابة "ب" صحيح. ينص المقطع على أن المريض يعاني من مرض أساسي في الجهاز العصبي المركزي المزيل للميالين. يعزل المايلين الألياف العصبية ، مما يزيد من سرعة توصيل الإشارات الكهربائية على طول المحاور. وبالتالي ، ستكون هناك سرعة توصيل على طول المحور العصبي (الخيار B صحيح). نظرًا لأن إزالة الميالين لا تؤثر على المحطات العصبية ، فإن سرعة المشابك لا تتأثر بإزالة الميالين (الخيار A غير صحيح). بينما قد يتأثر الإدراك والحساسية ، لا توجد معلومات كافية لافتراض حدوث ذلك (الخياران C و D غير صحيحين).

اختيار الإجابة (أ) صحيح. المحاور العصبية هي نواتج طويلة من الخلايا العصبية التي ترسل إشارات إلى خلايا أخرى (الخيار A صحيح). التشعبات هي نواتج أقصر تعمل على استقبال الإشارات (الخيار B غير صحيح).سوما ، أو جسم الخلية ، هو موقع النواة ، والشبكة الإندوبلازمية ، والريبوزومات التي تصنع البروتينات (الخياران C و D غير صحيحين).

اختيار الإجابة "ب" صحيح. تحمل الخلايا العصبية الفعالة المعلومات بعيدًا عن الدماغ لتحفيز تقلص العضلات وحركتها. يشمل الجهاز العصبي المحيطي جميع الخلايا العصبية غير الموجودة في الدماغ أو النخاع الشوكي ، بما في ذلك الأعصاب التي تعصب الذراع (الخيار B صحيح). تحمل الخلايا العصبية الواردة المعلومات الحسية إلى الدماغ (الخياران A و C غير صحيحين). غالبًا ما تكون الخلايا العصبية الداخلية متورطة في أقواس منعكسة ، وليست ذات صلة هنا (الخيار D غير صحيح).

اختيار الإجابة (أ) صحيح. عانى هذا المريض من مرض إزالة الميالين ، والذي من المحتمل أن يستهدف الخلايا الدبقية (المساعدة) التي تنتج المايلين. يشير ضعف ذراع المريض من جانب واحد إلى أن أعراضها تدل على وجود خلل في الجهاز العصبي المحيطي ، وليس عيبًا في الجهاز العصبي المركزي. الخلايا قليلة التغصن النخاعية الألياف العصبية في الجهاز العصبي المركزي (الخيار B غير صحيح). خلايا شوان تقوم بتخدير الألياف العصبية في الجهاز العصبي المحيطي (الخيار A هو الصحيح). بينما قد تكون الخلايا العصبية الحركية العلوية والسفلية للمريض قد تضررت أيضًا ، لا يوجد دليل واضح على استهداف الخلايا العصبية نفسها (الخياران C و D غير صحيحين).

اختيار الإجابة C صحيح. خلال فترة المقاومة النسبية ، لا يمكن إنشاء إمكانات فعلية مرة أخرى إلا من خلال حافز أقوى من المعتاد (الخياران B و D غير صحيحين). خلال فترة الانكسار المطلق ، لا يمكن توليد جهد الفعل مرة أخرى بواسطة أي حافز حتى تعود الخلية إلى إمكانات غشاء الراحة (الاختيار أ غير صحيح).


شاهد الفيديو: Lewenswetenskap - Senuweestelsel inleiding (كانون الثاني 2022).