معلومة

15.4 أ: وظائف الجهاز العصبي - علم الأحياء


تتمثل الوظيفة الأساسية للجهاز العصبي في التنسيق والتحكم في وظائف الجسم المختلفة.

أهداف التعلم

  • وصف وظائف الجهاز العصبي

النقاط الرئيسية

  • الجهاز العصبي هو نظام متكامل للغاية. يحتوي الجهاز العصبي على ثلاث وظائف متداخلة تعتمد على المدخلات الحسية والتكامل والإخراج الحركي.
  • على مستوى أكثر تكاملاً ، تتمثل الوظيفة الأساسية للجهاز العصبي في التحكم في المعلومات وتوصيلها في جميع أنحاء الجسم.

الشروط الاساسية

  • هرمون: جزيء تطلقه خلية أو غدة في جزء من الجسم يرسل رسائل تؤثر على الخلايا في أجزاء أخرى من الكائن الحي.
  • الجهاز العصبي: الجهاز الذي ينسق أنشطة العضلات ويراقب الأعضاء ويبني ويعالج البيانات الواردة من الحواس ويبدأ الإجراءات.

يحتوي الجهاز العصبي على ثلاث وظائف متداخلة تعتمد على المدخلات الحسية والتكامل والإخراج الحركي. الجهاز العصبي هو نظام متكامل للغاية.

المدخلات الحسية

تأتي المدخلات الحسية من العديد من المستقبلات الحسية التي تراقب التغيرات التي تحدث داخل وخارج الجسم. المجموع الكلي للمعلومات التي جمعتها هذه المستقبلات يسمى المدخلات الحسية. يعالج الجهاز العصبي المدخلات الحسية ويفسرها ويقرر الإجراءات التي يجب اتخاذها. ينشط الجهاز العصبي أعضاء المستجيب مثل العضلات والغدد لإحداث استجابة تسمى النتاج الحركي.

اندماج

على مستوى أكثر تكاملاً ، تتمثل الوظيفة الأساسية للجهاز العصبي في التحكم في المعلومات وتوصيلها في جميع أنحاء الجسم. يقوم بذلك عن طريق استخراج المعلومات من البيئة باستخدام المستقبلات الحسية. يتم إرسال هذه المدخلات الحسية إلى الجهاز العصبي المركزي ، والذي يحدد الاستجابة المناسبة.

استجابة المحرك

بمجرد تنشيط الاستجابة ، يرسل الجهاز العصبي إشارات عبر خرج المحرك إلى العضلات أو الغدد لبدء الاستجابة.

في البشر ، يسمح تطور الجهاز العصبي باللغة ، والتمثيل المجرد للمفاهيم ، ونقل الثقافة ، والعديد من السمات الأخرى للمجتمع التي لم تكن لتوجد لولا ذلك.


وظيفة الجهاز العصبي

الأساسية وظيفة الجهاز العصبي يتضمن - تلقي المعلومات الحسية (المدخلات) ، ومعالجة المدخلات وإنتاج الاستجابات الحركية. يتكون الجهاز العصبي من جزأين متصلين ببعضهما البعض بشكل متكامل. يمتلك الدماغ والجهاز العصبي وظائف متعددة مهمة للغاية لعمل الجسم بشكل طبيعي. يتم نقل المعلومات الحسية الناتجة عن تحفيز المستقبلات عن طريق التغيرات في البيئة الخارجية والداخلية إلى الجهاز العصبي المركزي من خلال ألياف الأعصاب الواردة. في الجهاز العصبي المركزي ، تتم معالجة هذه المعلومات من خلال مسارات عصبية معقدة (متشابكة).


نتيجة لما سبق ، يتم تفريغ الأوامر من خلال الألياف العصبية الصادرة إلى الأعضاء المستجيبة (أي العضلات والغدد) لإنتاج استجابات حركية أو تغيير في نشاط أعضاء المستجيبات. تؤدي المعالجة المركزية أيضًا إلى تحفيز المشاعر (الأحاسيس) وتخزين المعلومات كذاكرة. الذاكرة المخزنة باسم وظيفة الجهاز العصبي يساعد بدوره في الاستغناء عن المدخلات المستقبلية للوظائف العقلية الأخرى مثل العاطفة وقوة التفكير والحكم والذكاء والشخصية وما إلى ذلك.
من مناقشتنا أعلاه ، من الواضح أن وظائف الجهاز العصبي التالية تؤدي: -

الإحساس بالوعي كوظيفة للجهاز العصبي

الجهاز العصبي مسؤول عن تحفيز الأحاسيس الواعية التي يمكننا من خلالها الشعور بالتغيرات التي تحدث داخل الجسم أو من حولنا. يتم إثارة الإحساس الواعي مثل البصر والسمع والشم والذوق والشعور باللمس ودرجة الحرارة والضغط والألم وما إلى ذلك عندما تصل النبضات العصبية الواردة إلى أعلى مركز للجهاز العصبي المركزي أو القشرة الدماغية للدماغ.

الوظائف العقلية كوظيفة الجهاز العصبي

الجهاز العصبي مسؤول عن الوظائف العقلية العليا مثل الذاكرة والذكاء وقوة التفكير والحكم والعاطفة والشخصية وما إلى ذلك. تم تطوير هذه الوظائف بشكل خاص في الحيوانات العليا وكذلك البشر الذين لديهم دماغ متطور للغاية.

التحكم في الحركات الإرادية هو وظيفة الجهاز العصبي

عندما يتم تحريك العضلة الهيكلية على شكل تقلص أو ارتخاء حسب رغبتنا أو قوة إرادتنا ، يطلق عليها الحركة الإرادية. تخضع هذه الحركات للإحساس الواعي وتبدأ بواسطة القشرة الدماغية ، وهي تساعد في الحركة والكلام وما إلى ذلك ، وهي وظيفة أخرى للجهاز العصبي.

السيطرة على الإجراءات المنعكسة هي وظيفة الجهاز العصبي

عندما يثير أحد المدخلات الحسية استجابة حركية بدون أو قبل تحفيز الإحساس الواعي ، فإنه يسمى الفعل المنعكس. ينظم الجهاز العصبي نشاط جميع أنواع العضلات الثلاثة ، وهي العضلات والغدد الهيكلية ، الملساء والقلبية من خلال ردود أفعال مختلفة. يساعد التحكم الانعكاسي في عضلات الهيكل العظمي في الحفاظ على وضعية الجسم ، والتنفس وما إلى ذلك ، بينما تحافظ الاستجابات الانعكاسية للعضلات والغدد الأخرى على التنسيق بين أنشطة الأنظمة المختلفة بحيث يعمل الجسم كله كوحدة مدمجة.


غالبًا ما يكون من الصعب إضافة نشاط علم وظائف الأعضاء والتشريح البشري إلى الفصل الدراسي الذي يسهل تنفيذه وغير مكلف أيضًا. لقد استخدمت هذه التجربة مع الطلاب لاختبار حساسية الأعصاب الموجودة في أجزاء مختلفة من الجسم.

الوقت المطلوب: أقل من 20 دقيقة إذا تم تقديم المفهوم بالفعل وتم توفير جدول البيانات.

إعداد الفصل الدراسي: توفير مشبك ورق واحد لكل طالب ومسطرة واحدة على الأقل لكل طاولة. (يمكن للطلاب مشاركة المساطر). يجب على الطلاب تسجيل بياناتهم الخاصة.

  • هذه تجربة سهلة للطلاب لأداءها بشكل فردي ، لكن معظم الطلاب يفضلون المساعدة من الشريك. إذا تم ذلك في شركاء ، حذر الطلاب من الوخز بلطف. في المرة الأولى التي أجريت فيها هذه التجربة ، انتهى الأمر بأحد طلابي بأنف دموي من كزة مشبك ورق غير ملائم (وأنا أقوم بتدريس طلاب المدارس الثانوية). منذ ذلك الحين ، قمت بتحذير الطلاب. إنهم يسخرون ويديرون أعينهم ، لكن لم تقع إصابات أخرى.
  • قد يصر بعض الطلاب على أنهم يشعرون بنقطتين حتى عند استخدام نقطة واحدة فقط. بالنسبة لهؤلاء الطلاب ، قد يعمل العمل مع شريك بشكل أفضل حتى يتمكنوا من التركيز على ما يشعرون به بدلاً من التركيز على ما يفعلونه. ستساعد مشاركة البيانات في الفصل الدراسي هؤلاء الطلاب أيضًا على ربط ما يشعرون به بما اختبره الآخرون.
  • يجب أن يكون الطلاب الأكثر تقدمًا قادرين على إنتاج جدول البيانات بأنفسهم بدون نسخة مطبوعة بتنسيق pdf أو التعليمات.
  • اطلب من الطلاب كتابة فرضية رسمية تشرح استدلالهم واستنتاجهم يشرحون بياناتهم ولماذا دعمت أو لم تدعم فرضيتهم الأولية.
  • يمكن أن تؤدي هذه التجربة إلى متابعة الأسئلة أو التجارب مما يمنح الطلاب الفرصة لتصميم وتنفيذ تجربتهم الخاصة. تشمل الأمثلة اختبار الإصبع الأكثر حساسية ، والمقارنات بأجزاء أخرى من الجسم بما في ذلك القدمين أو أصابع القدم ، أو ردود الفعل تجاه السخونة والباردة.

جهات الاتصال

I. مقدمة

يعمل الجهاز العصبي بفضل الشبكات العصبية التي تربط بين أنواع كبيرة من الخلايا العصبية بطريقة منظمة للغاية ومسيطر عليها. يتم تجميع هذه الشبكات أثناء التطوير وتخضع للتكيف المستمر طوال العمر الافتراضي. تسمح جزيئات التصاق الخلية للخلايا العصبية والخلايا العصبية والخلايا الدبقية بالتفاعل. يتضح دورها الرئيسي في العمليات النمائية العصبية مثل الهجرة ، وتوجيه المحاور ، والتشويش المحوري ، والتكوين المشبكي وفي العمليات البلاستيكية للدماغ الناضج مثل إعادة ترتيب المشابك ، وديناميات التشعب ، والتجديد. يهيمن على ذخيرة جزيئات التصاق الخلايا العصبية عدة عائلات بروتينية كبيرة ، إحداها هي عائلة الغلوبولين المناعي (Ig) الفائقة لجزيئات التصاق الخلايا ، IgCAMs. هذه البروتينات هي بروتينات غشائية من النوع الأول ، تشترك في بنية مبنية على مجالات Ig ، وتنقسم إلى أجزاء من خلال وجود مجالات بروتينية إضافية محفوظة. أفضل أعضاء IgCAMs العصبيين هم عائلات NCAM و L1-CAM.

تتكون عائلة غريبة من IgCAMs العصبية من مجموعة من ستة أعضاء من IgCAMs مرتبطة بسطح الخلية بواسطة glycophosphatidylinositol (GPI) -anchor ، جهات الاتصال (Shimoda and Watanabe ، 2009 الشكل 1). النموذج الأولي لجهات الاتصال هو contactin-1 (Cntn1 ، المعروف أيضًا باسم F3 / contactin) و contactin-2 (Cntn2 ، المعروف أيضًا باسم TAG-1). تم فحص هذين البروتينين بالإضافة إلى وظائفهما البيولوجية في تفاعلات الخلايا العصبية الدبقية وتشكيل عقد رانفييه في دراسات محورية لأكثر من عقدين (سالزر وآخرون ، 2008). كشفت هذه الدراسات عن مبادئ الهيكل والوظيفة التي وجهت البحث إلى أفراد هذه العائلة الآخرين. ومع ذلك ، فإن contactin-3 (Cntn3 المعروف أيضًا باسم BIG-1) ، و contactin-4 (Cntn4 ، المعروف أيضًا باسم BIG-2) ، و contactin-5 (Cntn5 ، المعروف أيضًا باسم NB-2) ، و contactin-6 (Cntn6 ، المعروف أيضًا باسم NB-3) ظلت ضعيفة التعرض على الرغم من الدراسات المتعمقة المتعددة من قبل مجموعات واتانابي ويوشيهارا. في الآونة الأخيرة ، واجهت جينات الاضطرابات العصبية النمائية العصبية العديد من هؤلاء الأعضاء وأثارت التساؤل حول كيفية مشاركتهم في التسبب في اضطرابات مثل التوحد. لفهم دورهم في الاضطرابات التنموية للدماغ ، سيكون من الضروري تحديد المسارات البيولوجية والجزيئية التي تشارك فيها جهات الاتصال هذه. في هذا الفصل ، نقدم لمحة عامة عن الخصائص البيولوجية والهيكلية المطلوبة للإجابة على هذه الأسئلة.

رسم بياني 1 . الهيكل الأساسي للاتصال بأفراد الأسرة. (أ) تحليل النشوء والتطور لبروتينات CNTN البشرية. تمت محاذاة تسلسل الأحماض الأمينية باستخدام CLUSTALW كما تم تنفيذه في MEGA5 ، وتم إنشاء الشجرة باستخدام MEGA5 (Tamura et al. ، 2007). (ب) رسم كاريكاتوري يمثل بنية المجال لأفراد عائلة CNTN جنبًا إلى جنب مع هوية الأحماض الأمينية بين المجالات الفردية لـ CNTN2 و -3 و -4 و -5 و -6 مع CNTN1. (C) مثل (B) ولكن إظهار هوية الأحماض الأمينية للمجالات الفردية لـ CNTN3 و -5 و -6 مع CNTN4.


شكوى DMCA

إذا كنت تعتقد أن المحتوى المتاح عن طريق موقع الويب (كما هو محدد في شروط الخدمة الخاصة بنا) ينتهك واحدًا أو أكثر من حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيرجى إخطارنا من خلال تقديم إشعار كتابي ("إشعار الانتهاك") يحتوي على المعلومات الموضحة أدناه إلى الجهة المعينة الوكيل المذكور أدناه. إذا اتخذ Varsity Tutors إجراءً ردًا على إشعار الانتهاك ، فسيحاول بحسن نية الاتصال بالطرف الذي جعل هذا المحتوى متاحًا عن طريق عنوان البريد الإلكتروني الأحدث ، إن وجد ، الذي قدمه هذا الطرف لمعلمي Varsity.

قد تتم إعادة توجيه إشعار الانتهاك الخاص بك إلى الطرف الذي جعل المحتوى متاحًا أو إلى جهات خارجية مثل ChillingEffects.org.

يُرجى العلم أنك ستكون مسؤولاً عن التعويضات (بما في ذلك التكاليف وأتعاب المحاماة) إذا لم تُثبت بالدليل المادي أن منتجًا أو نشاطًا ما ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك. وبالتالي ، إذا لم تكن متأكدًا من أن المحتوى الموجود على الموقع أو المرتبط به ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيجب أن تفكر أولاً في الاتصال بمحامٍ.

الرجاء اتباع هذه الخطوات لتقديم إشعار:

يجب عليك تضمين ما يلي:

توقيع مادي أو إلكتروني لمالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه تعريف بحقوق النشر المزعوم انتهاكها وصفًا لطبيعة المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر وموقعه الدقيق ، بما يكفي التفاصيل للسماح للمدرسين المختلفين بالعثور على هذا المحتوى وتحديده بشكل إيجابي ، على سبيل المثال ، نطلب رابطًا إلى السؤال المحدد (وليس فقط اسم السؤال) الذي يحتوي على المحتوى ووصف أي جزء معين من السؤال - صورة ، أو الرابط والنص وما إلى ذلك - تشير شكواك إلى اسمك وعنوانك ورقم هاتفك وعنوان بريدك الإلكتروني وبيان من جانبك: (أ) تعتقد بحسن نية أن استخدام المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك هو غير مصرح به بموجب القانون ، أو من قبل مالك حقوق الطبع والنشر أو وكيل المالك (ب) أن جميع المعلومات الواردة في إشعار الانتهاك الخاص بك دقيقة ، و (ج) تحت طائلة عقوبة الحنث باليمين ، أنك إما مالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه.

أرسل شكواك إلى وكيلنا المعين على:

تشارلز كوهن فارسيتي توتورز ذ م م
101 طريق هانلي ، جناح 300
سانت لويس ، مو 63105


شكوى DMCA

إذا كنت تعتقد أن المحتوى المتاح عن طريق موقع الويب (كما هو محدد في شروط الخدمة الخاصة بنا) ينتهك واحدًا أو أكثر من حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيرجى إخطارنا من خلال تقديم إشعار كتابي ("إشعار الانتهاك") يحتوي على المعلومات الموضحة أدناه إلى الجهة المعينة الوكيل المذكور أدناه. إذا اتخذ Varsity Tutors إجراءً ردًا على إشعار الانتهاك ، فسيحاول بحسن نية الاتصال بالطرف الذي جعل هذا المحتوى متاحًا عن طريق عنوان البريد الإلكتروني الأحدث ، إن وجد ، الذي قدمه هذا الطرف لمعلمي Varsity.

قد تتم إعادة توجيه إشعار الانتهاك الخاص بك إلى الطرف الذي جعل المحتوى متاحًا أو إلى جهات خارجية مثل ChillingEffects.org.

يُرجى العلم أنك ستكون مسؤولاً عن التعويضات (بما في ذلك التكاليف وأتعاب المحاماة) إذا لم تُثبت بالدليل المادي أن منتجًا أو نشاطًا ما ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك. وبالتالي ، إذا لم تكن متأكدًا من أن المحتوى الموجود على الموقع أو المرتبط به ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك ، فيجب أن تفكر أولاً في الاتصال بمحامٍ.

الرجاء اتباع هذه الخطوات لتقديم إشعار:

يجب عليك تضمين ما يلي:

توقيع مادي أو إلكتروني لمالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه تعريف بحقوق النشر المزعوم انتهاكها وصفًا لطبيعة المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر وموقعه الدقيق ، بما يكفي التفاصيل للسماح للمدرسين المختلفين بالعثور على هذا المحتوى وتحديده بشكل إيجابي ، على سبيل المثال ، نطلب رابطًا إلى السؤال المحدد (وليس فقط اسم السؤال) الذي يحتوي على المحتوى ووصف أي جزء معين من السؤال - صورة ، أو الرابط والنص وما إلى ذلك - تشير شكواك إلى اسمك وعنوانك ورقم هاتفك وعنوان بريدك الإلكتروني وبيان من جانبك: (أ) تعتقد بحسن نية أن استخدام المحتوى الذي تدعي أنه ينتهك حقوق الطبع والنشر الخاصة بك هو غير مصرح به بموجب القانون ، أو من قبل مالك حقوق الطبع والنشر أو وكيل المالك (ب) أن جميع المعلومات الواردة في إشعار الانتهاك الخاص بك دقيقة ، و (ج) تحت طائلة عقوبة الحنث باليمين ، أنك إما مالك حقوق الطبع والنشر أو شخص مخول بالتصرف نيابة عنه.

أرسل شكواك إلى وكيلنا المعين على:

تشارلز كوهن فارسيتي توتورز ذ م م
101 طريق هانلي ، جناح 300
سانت لويس ، مو 63105


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 ، و الدبقية، الخلايا 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 بنى فريدة لاستقبال وإرسال الإشارات الكهربائية التي تجعل الاتصال بين الخلايا العصبية ممكنًا ([رابط]). التشعبات هي هياكل شبيهة بالشجرة تمتد بعيدًا عن جسم الخلية لتلقي الرسائل من الخلايا العصبية الأخرى عند تقاطعات متخصصة تسمى المشابك. 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 وينتج عنها نزع الاستقطاب من 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 كان عتبة الإثارة، يتم الوصول إلى إزالة الاستقطاب إلى حوالي -60 مللي فولت) ، ثم يؤدي إزالة الاستقطاب إلى إنشاء حلقة تغذية مرتدة إيجابية: مع دخول المزيد من أيونات الصوديوم + إلى الخلية ، يصبح المحوار أكثر استقطابًا ، مما يفتح المزيد من قنوات الصوديوم على مسافات أبعد 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 تسمى إمكانات العمل.

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.

ان محور عصبي هي بنية تشبه الأنبوب تنشر الإشارة من جسم الخلية إلى نهايات متخصصة تسمى محطات المحوار. 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 أ غمد المايلين، الذي يعمل كعازل لمنع الإشارة الكهربائية من التبدد أثناء انتقالها إلى أسفل المحور العصبي. 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.

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 ([رابط]).

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 شق متشابك. 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

ال الجهاز العصبي المركزي (CNS) يتكون من الدماغ والنخاع الشوكي ومغطاة بثلاث طبقات من الأغطية الواقية تسمى سحايا المخ ("السحايا" مشتق من اليونانية وتعني "الأغشية") ([رابط]). الطبقة الخارجية هي الأم الجافية ، والطبقة الوسطى هي الأم العنكبوتية الشبيهة بالويب ، والطبقة الداخلية هي الأم الحنون ، التي تتصل وتغطي الدماغ والحبل الشوكي مباشرة. يتم ملء الفراغ بين العناكب والعناكب الحنون السائل 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 = "hard") يربط 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.

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 ([الرابط]).

ال الفص الجبهي يقع 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. ال الفص الجداري يقع 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. ال الفص القذالي يقع في الجزء الخلفي من الدماغ. إنه يشارك بشكل أساسي في الرؤية - رؤية العالم المرئي والتعرف عليه وتحديده. ال الفص الصدغي يقع في قاعدة الدماغ ويشارك بشكل أساسي في معالجة الأصوات وتفسيرها. يحتوي أيضًا على ملف قرن آمون (سميت من اليونانية لـ "seahorse" ، والتي تشبه في الشكل) بنية تعالج 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).

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

ال المهاد بمثابة بوابة 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 هو الغدة النخامية. 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.

ال الجهاز الحوفي هي 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.

ال المخيخ (المخيخ = "دماغ صغير") يقع 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.

ال جذع الدماغ يربط 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 ([رابط]). 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

ال الجهاز العصبي المحيطي (PNS) هي الصلة بين الجهاز العصبي المركزي وبقية الجسم. يمكن تقسيم PNS إلى الجهاز العصبي اللاإرادي، الذي يتحكم في وظائف الجسم دون سيطرة واعية ، و الجهاز العصبي الحسي الجسدي، الذي ينقل المعلومات الحسية من الجلد والعضلات والأعضاء الحسية إلى الجهاز العصبي المركزي ويرسل أوامر حركية من الجهاز العصبي المركزي إلى العضلات.

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 مشابكين: عصبون ما قبل العقدة (نشأ في الجهاز العصبي المركزي) يتشابك مع خلية عصبية في عقدة تتشابك بدورها على العضو المستهدف ([رابط]). هناك قسمان من الجهاز العصبي اللاإرادي لهما تأثيرات متعارضة: الجهاز العصبي السمبثاوي والجهاز العصبي السمبتاوي.

ال الجهاز العصبي الودي مسؤول عن الاستجابات الفورية التي يقوم بها الحيوان عندما يواجه موقفًا خطيرًا. One way to remember this is to think of the “fight-or-flight” response a person feels when encountering a snake (“snake” and “sympathetic” both begin with “s”). Examples of functions controlled by the sympathetic nervous system include an accelerated heart rate and inhibited digestion. These functions help prepare an organism’s body for the physical strain required to escape a potentially dangerous situation or to fend off a predator.

While the sympathetic nervous system is activated in stressful situations, the الجهاز العصبي السمبتاوي allows an animal to “rest and digest.” One way to remember this is to think that during a restful situation like a picnic, the parasympathetic nervous system is in control (“picnic” and “parasympathetic” both start with “p”). Parasympathetic preganglionic neurons have cell bodies located in the brainstem and in the sacral (toward the bottom) spinal cord ([link]). The parasympathetic nervous system resets organ function after the sympathetic nervous system is activated including slowing of heart rate, lowered blood pressure, and stimulation of digestion.

The sensory-somatic nervous system is made up of cranial and spinal nerves and contains both sensory and motor neurons. Sensory neurons transmit sensory information from the skin, skeletal muscle, and sensory organs to the CNS. Motor neurons transmit messages about desired movement from the CNS to the muscles to make them contract. Without its sensory-somatic nervous system, an animal would be unable to process any information about its environment (what it sees, feels, hears, and so on) and could not control motor movements. Unlike the autonomic nervous system, which usually has two synapses between the CNS and the target organ, sensory and motor neurons usually have only one synapse—one ending of the neuron is at the organ and the other directly contacts a CNS neuron.

ملخص القسم

The nervous system is made up of neurons and glia. Neurons are specialized cells that are capable of sending electrical as well as chemical signals. Most neurons contain dendrites, which receive these signals, and axons that send signals to other neurons or tissues. Glia are non-neuronal cells in the nervous system that support neuronal development and signaling. There are several types of glia that serve different functions.

Neurons have a resting potential across their membranes and when they are stimulated by a strong enough signal from another neuron an action potential may carry an electrochemical signal along the neuron to a synapse with another neuron. Neurotransmitters carry signals across synapses to initiate a response in another neuron.

The vertebrate central nervous system contains the brain and the spinal cord, which are covered and protected by three meninges. The brain contains structurally and functionally defined regions. In mammals, these include the cortex (which can be broken down into four primary functional lobes: frontal, temporal, occipital, and parietal), basal ganglia, thalamus, hypothalamus, limbic system, cerebellum, and brainstem—although structures in some of these designations overlap. While functions may be primarily localized to one structure in the brain, most complex functions, like language and sleep, involve neurons in multiple brain regions. The spinal cord is the information superhighway that connects the brain with the rest of the body through its connections with peripheral nerves. It transmits sensory and motor input and also controls motor reflexes.

The peripheral nervous system contains both the autonomic and sensory-somatic nervous systems. The autonomic nervous system provides unconscious control over visceral functions and has two divisions: the sympathetic and parasympathetic nervous systems. The sympathetic nervous system is activated in stressful situations to prepare the animal for a “fight-or-flight” response. The parasympathetic nervous system is active during restful periods. The sensory-somatic nervous system is made of cranial and spinal nerves that transmit sensory information from skin and muscle to the CNS and motor commands from the CNS to the muscles.


الجهاز العصبي

In the human beings as well as other higher animals the nervous system and the endocrine system have evolved for regulating the function of different organs of the body and for maintaining synchronization between their activities. The nervous system receives information from different sensory organs which are called receptors and integrates them to determine the response to be made by day organs of the body. Regulation of the activities of different organs according to the need of the body is done by it. So, the nervous system keeps the body aware of the changes occurring in its internal or external environment and helps the body to react properly so that it can deal with different situation. The nervous system acts very rapidly but its actions are relatively short lusting, on the other hand the endocrine system acts slowly for a prolonged period.

Organisation of nervous system: –

By two types of cells the nervous system is made up, those are neurons and neuroglia. The highly specialised cells الخلايا العصبية carry out the functions of nervous system by transmitting information in the form of nerve impulses from one part of the body to another through the complex path involving المشابك. There are more than 10,000 million of neurons in the nervous system of the human beings which are formed during the foetal life. New neurons are never formed during their lifespan as after birth the neurons do not divide. However the neurons increase in length and new synapses are formed with the growth and development of the body after birth. The neuroglia cells support and nourish the neurons. They continue to multiply after birth and increase in number.

Anatomically the nervous system is divided into two parts those are central nervous system (CNS) and peripheral nervous system (PNS). The CNS comprises of brain and spinal cord which lie in the axial part of the body. The part expended part of CNS is the brain lying within the cranial cavity. The weight of a adult human brain is about 1.36 kilogram in males and 1.25 kilograms in females. From above downward, the human brain is divisible into three primary regions those are (i) forebrain, (ii) midbrain, and (iii) hindbrain.

The largest part of human brain is forebrain and further divided into two parts namely the cerebrum و ال diencephalon. The diencephalon comprises of المهاد و الغدة النخامية.
The midbrain remains undivided but the hindbrain is further divided into two parts: met-encephalon و myelencephalon. The metencephalon comprises of pons و المخيخ. ال جذع الدماغ he’s formed by midbrain, pons and medulla together. The spinal cord is the long, tubular lower part of the CNS lying within the cavity of vertebral column.
To study about anatomy of brain click here ►► HUMAN BRAIN
The peripheral nervous system includes all the nerve pathways of the body outside the brain and spinal cord. Contact with the CNS is made by these pathways in various part of the body. By 43 pairs of nerves the PNS is comprises of. Among them, 12 pairs of peripheral nerves are connected with brain and are called cranial nerves. The remaining 31 pairs of peripheral nerves are connected to spinal cord, which are called spinal nerves.

The total central nervous system is histologically divisible into two distinct zones – grey matter and white matter. The grey matter is composed of cell bodies of neurons hence, synapses are formed in the region of the CNS. On the other hand the white matter consists of nerve fibres called Axons. Due to the presence of myelin sheath on the actions it appears as white. In cerebrum and cerebellum, the grey matter is present on the outer side which is also called cortex and the white matter on the inner side. The remaining parts of CNS are called nerve tracts whereas in the PNS, they are called peripheral nerves. There are two types of peripheral nerve fibres – sensory or afferent fibres and motor or efferenr fibres.

Sensory fibres carry the information received by the receptors, from different part of the body to the central nervous system to make CNS aware to the change happening within the body or in the external environment. Motor fibres carry the commands of the CNS to different organs for necessary modification in their activities. Peripheral nerves may be of three types depending on the types of nerve fibres, those are – sensory, motor and mixed.

The nervous system can also be divided functionally into two parts, such as, somatic nervous system and automatic nervous system. The somatic nervous system is concerned with conscious sensations arising from the sense organ, muscles, tendons and joints and movement control of skeletal muscles. On the other hand the automatic nervous system is concerned with the control of involuntary organs.


What Are the Four Functions of the Nervous System?

The nervous system is perhaps the most important part of the body. The roles it serves are crucial for perceiving and responding to the world around us. Our nervous systems allow our body to respond to stimuli and coordinate important bodily functions.

Parts of the Nervous System

The nervous system consists of the brain, organs used to provide sensory information, spinal cord and all the nerves that connect them. Each part of the nervous system is responsible for providing some level of control over the body. The nervous system is made of two groups: the central nervous system and peripheral nervous system

The central nervous system, also known as the CNS, includes both the spinal cord and the brain. They are the control center of the body. These are the parts of the body in which you make decisions and evaluate the world.

The peripheral nervous system, or PNS, consists of sensory nerves and organs in the body. This part of the nervous system monitors the world around you and then sends information to the brain.

سensory Function

The sensory function of the nervous system is the part that gathers information about both the world around you and the inside of the body. The nervous system collects the data and then interprets it in a way that the brain can understand and respond. For example, the eyes are one of the most important sensory organs. The eyes take in light and convert it into electrical signals that travel to the brain and create an image. Other sensations the body perceives and interprets include taste, smell, touch, and hearing. The nervous system also senses the body’s internal environment, though you may not be consciously aware of it.

جommunicative Function

Communication is another crucial feature of the nervous system. Without the communicative function of the nervous system, the brain and spinal cord would miss out on important information coming from the sensory organs. For example, the nerves in your hand may experience a reaction when you place your hand on a hot burner, but without communicating the pain to your brain, you might not know to pull your hand away and prevent further burning.

أناntegrative Function

Information is processed via the nervous system’s integrative functioning. Integration occurs when a stimulus is sent to the area in which the information is processed. Stimuli may be compared with other stimuli, perhaps those that occur at the same time or memories of those past. This means that an individual can respond to a stimulus based on experience.

مotor Function

The nervous system also serves a motor purpose that results after the nervous system responds to perceived stimuli. The motor function creates the response to the stimuli, often in the form of contracting muscles. Some forms of response are voluntary, and some are completely involuntary, like a reflex. For example, it's the motor function of the nervous system that causes you to pull your hand away from a hot stove or to jump out of the way of a moving vehicle.


Nervous System Physiology

Functions of the Nervous System

The nervous system has 3 main functions: sensory, integration, and motor.

  1. Sensory. The sensory function of the nervous system involves collecting information from sensory receptors that monitor the body’s internal and external conditions. These signals are then passed on to the central nervous system (CNS) for further processing by afferent neurons (and nerves).
  2. اندماج. The process of integration is the processing of the many sensory signals that are passed into the CNS at any given time. These signals are evaluated, compared, used for decision making, discarded or committed to memory as deemed appropriate. Integration takes place in the gray matter of the brain and spinal cord and is performed by interneurons. Many interneurons work together to form complex networks that provide this processing power.
  3. محرك. Once the networks of interneurons in the CNS evaluate sensory information and decide on an action, they stimulate efferent neurons. Efferent neurons (also called motor neurons) carry signals from the gray matter of the CNS through the nerves of the peripheral nervous system to effector cells. The effector may be smooth, cardiac, or skeletal muscle tissue or glandular tissue. The effector then releases a hormone or moves a part of the body to respond to the stimulus.

Unfortunately of course, our nervous system doesn’t always function as it should. Sometimes this is the result of diseases like Alzheimer’s and Parkinson’s disease. Did you know that DNA testing can help you discover your genetic risk of acquiring certain health conditions that affect the organs of our nervous system? Late-onset Alzheimer’s, Parkinson’s disease, macular degeneration - visit our guide to DNA health testing to find out more.

Divisions of the Nervous System

الجهاز العصبي المركزي

The brain and spinal cord together form the central nervous system, or CNS. The CNS acts as the control center of the body by providing its processing, memory, and regulation systems. The CNS takes in all of the conscious and subconscious sensory information from the body’s sensory receptors to stay aware of the body’s internal and external conditions. Using this sensory information, it makes decisions about both conscious and subconscious actions to take to maintain the body’s homeostasis and ensure its survival. The CNS is also responsible for the higher functions of the nervous system such as language, creativity, expression, emotions, and personality. The brain is the seat of consciousness and determines who we are as individuals.

الجهاز العصبي المحيطي

The peripheral nervous system (PNS) includes all of the parts of the nervous system outside of the brain and spinal cord. These parts include all of the cranial and spinal nerves, ganglia, and sensory receptors.

الجهاز العصبي الجسدي

The somatic nervous system (SNS) is a division of the PNS that includes all of the voluntary efferent neurons. The SNS is the only consciously controlled part of the PNS and is responsible for stimulating skeletal muscles in the body.

الجهاز العصبي اللاإرادي

The autonomic nervous system (ANS) is a division of the PNS that includes all of the involuntary efferent neurons. The ANS controls subconscious effectors such as visceral muscle tissue, cardiac muscle tissue, and glandular tissue.

There are 2 divisions of the autonomic nervous system in the body: the sympathetic and parasympathetic divisions.

  • ودي. The sympathetic division forms the body’s “fight or flight” response to stress, danger, excitement, exercise, emotions, and embarrassment. The sympathetic division increases respiration and heart rate, releases adrenaline and other stress hormones, and decreases digestion to cope with these situations.
  • الجهاز العصبي نظير الودي. The parasympathetic division forms the body’s “rest and digest” response when the body is relaxed, resting, or feeding. The parasympathetic works to undo the work of the sympathetic division after a stressful situation. Among other functions, the parasympathetic division works to decrease respiration and heart rate, increase digestion, and permit the elimination of wastes.

Enteric Nervous System

The enteric nervous system (ENS) is the division of the ANS that is responsible for regulating digestion and the function of the digestive organs. The ENS receives signals from the central nervous system through both the sympathetic and parasympathetic divisions of the autonomic nervous system to help regulate its functions. However, the ENS mostly works independently of the CNS and continues to function without any outside input. For this reason, the ENS is often called the “brain of the gut” or the body’s “second brain.” The ENS is an immense system—almost as many neurons exist in the ENS as in the spinal cord.

Action Potentials

Neurons function through the generation and propagation of electrochemical signals known as action potentials (APs). An AP is created by the movement of sodium and potassium ions through the membrane of neurons. (ارى Water and Electrolytes.)

  • يستريح المحتملة. At rest, neurons maintain a concentration of sodium ions outside of the cell and potassium ions inside of the cell. This concentration is maintained by the sodium-potassium pump of the cell membrane which pumps 3 sodium ions out of the cell for every 2 potassium ions that are pumped into the cell. The ion concentration results in a resting electrical potential of -70 millivolts (mV), which means that the inside of the cell has a negative charge compared to its surroundings.
  • Threshold Potentiaل. If a stimulus permits enough positive ions to enter a region of the cell to cause it to reach -55 mV, that region of the cell will open its voltage-gated sodium channels and allow sodium ions to diffuse into the cell. -55 mV is the threshold potential for neurons as this is the “trigger” voltage that they must reach to cross the threshold into forming an action potential.
  • Depolarization. Sodium carries a positive charge that causes the cell to become depolarized (positively charged) compared to its normal negative charge. The voltage for depolarization of all neurons is +30 mV. The depolarization of the cell is the AP that is transmitted by the neuron as a nerve signal. The positive ions spread into neighboring regions of the cell, initiating a new AP in those regions as they reach -55 mV. The AP continues to spread down the cell membrane of the neuron until it reaches the end of an axon.
  • عودة الاستقطاب. After the depolarization voltage of +30 mV is reached, voltage-gated potassium ion channels open, allowing positive potassium ions to diffuse out of the cell. The loss of potassium along with the pumping of sodium ions back out of the cell through the sodium-potassium pump restores the cell to the -55 mV resting potential. At this point the neuron is ready to start a new action potential.

Synapses

A synapse is the junction between a neuron and another cell. Synapses may form between 2 neurons or between a neuron and an effector cell. There are two types of synapses found in the body: chemical synapses and electrical synapses.

  • Chemical synapses. At the end of a neuron’s axon is an enlarged region of the axon known as the axon terminal. The axon terminal is separated from the next cell by a small gap known as the synaptic cleft. When an AP reaches the axon terminal, it opens voltage-gated calcium ion channels. Calcium ions cause vesicles containing chemicals known as neurotransmitters (NT) to release their contents by exocytosis into the synaptic cleft. The NT molecules cross the synaptic cleft and bind to receptor molecules on the cell, forming a synapse with the neuron. These receptor molecules open ion channels that may either stimulate the receptor cell to form a new action potential or may inhibit the cell from forming an action potential when stimulated by another neuron.
  • Electrical synapses. Electrical synapses are formed when 2 neurons are connected by small holes called gap junctions. The gap junctions allow electric current to pass from one neuron to the other, so that an AP in one cell is passed directly on to the other cell through the synapse.

Myelination

The axons of many neurons are covered by a coating of insulation known as myelin to increase the speed of nerve conduction throughout the body. Myelin is formed by 2 types of glial cells: Schwann cells in the PNS and oligodendrocytes in the CNS. In both cases, the glial cells wrap their plasma membrane around the axon many times to form a thick covering of lipids. The development of these myelin sheaths is known as myelination.

Myelination speeds up the movement of APs in the axon by reducing the number of APs that must form for a signal to reach the end of an axon. The myelination process begins speeding up nerve conduction in fetal development and continues into early adulthood. Myelinated axons appear white due to the presence of lipids and form the white matter of the inner brain and outer spinal cord. White matter is specialized for carrying information quickly through the brain and spinal cord. The gray matter of the brain and spinal cord are the unmyelinated integration centers where information is processed.

ردود الفعل

Reflexes are fast, involuntary responses to stimuli. The most well known reflex is the patellar reflex, which is checked when a physicians taps on a patient’s knee during a physical examination. Reflexes are integrated in the gray matter of the spinal cord or in the brain stem. Reflexes allow the body to respond to stimuli very quickly by sending responses to effectors before the nerve signals reach the conscious parts of the brain. This explains why people will often pull their hands away from a hot object before they realize they are in pain.

Functions of the Cranial Nerves

Each of the 12 cranial nerves has a specific function within the nervous system.

  • The olfactory nerve (I) carries scent information to the brain from the olfactory epithelium in the roof of the nasal cavity.
  • ال optic nerve (II) carries visual information from the eyes to the brain.
  • Oculomotor, trochlear, and abducens nerves (III, IV, and VI) all work together to allow the brain to control the movement and focus of the eyes. ال العصب الثلاثي التوائم (V) carries sensations from the face and innervates the muscles of mastication.
  • The facial nerve (VII) innervates the muscles of the face to make facial expressions and carries taste information from the anterior 2/3 of the tongue.
  • The vestibulocochlear nerve (VIII) conducts auditory and balance information from the ears to the brain.
  • The glossopharyngeal nerve (IX) carries taste information from the posterior 1/3 of the tongue and assists in swallowing.
  • The vagus nerve (X), sometimes called the wandering nerve due to the fact that it innervates many different areas, “wanders” through the head, neck, and torso. It carries information about the condition of the vital organs to the brain, delivers motor signals to control speech and delivers parasympathetic signals to many organs.
  • The accessory nerve (XI) controls the movements of the shoulders and neck.
  • The hypoglossal nerve (XII) moves the tongue for speech and swallowing.

Sensory Physiology

All sensory receptors can be classified by their structure and by the type of stimulus that they detect. Structurally, there are 3 classes of sensory receptors: free nerve endings, encapsulated nerve endings, and specialized cells. Free nerve endings are simply free dendrites at the end of a neuron that extend into a tissue. Pain, heat, and cold are all sensed through free nerve endings. An encapsulated nerve ending is a free nerve ending wrapped in a round capsule of connective tissue. When the capsule is deformed by touch or pressure, the neuron is stimulated to send signals to the CNS. Specialized cells detect stimuli from the 5 special senses: vision, hearing, balance, smell, and taste. Each of the special senses has its own unique sensory cells—such as rods and cones in the retina to detect light for the sense of vision.

Functionally, there are 6 major classes of receptors: mechanoreceptors, nociceptors, photoreceptors, chemoreceptors, osmoreceptors, and thermoreceptors.


شاهد الفيديو: وظائف الجهاز العصبي. الأحياء. التشريح وعلم وظائف الأعضاء (كانون الثاني 2022).