Մարդու նյարդային համակարգը մեր մարմնում գործում է որպես մի տեսակ համակարգող։ Այն ուղեղից հրամաններ է փոխանցում մկաններին, օրգաններին, հյուսվածքներին և մշակում դրանցից եկող ազդանշանները: Նյարդային ազդակը օգտագործվում է որպես տվյալների կրիչի տեսակ։ Ի՞նչ է նա ներկայացնում։ Ինչ արագությամբ է այն աշխատում: Այս և մի շարք այլ հարցերի կարելի է պատասխանել այս հոդվածում։
Ի՞նչ է նյարդային իմպուլսը:
Սա գրգռման ալիքի անվանումն է, որը տարածվում է մանրաթելերի միջով որպես նեյրոնների գրգռման պատասխան: Այս մեխանիզմի շնորհիվ տարբեր ընկալիչներից տեղեկատվությունը փոխանցվում է կենտրոնական նյարդային համակարգ։ Եվ դրանից, իր հերթին, տարբեր օրգաններ (մկաններ և գեղձեր): Բայց ո՞րն է այս գործընթացը ֆիզիոլոգիական մակարդակում: Նյարդային ազդակի փոխանցման մեխանիզմն այն է, որ նեյրոնների թաղանթները կարող են փոխել իրենց էլեկտրաքիմիական ներուժը։ Իսկ մեզ հետաքրքրող գործընթացը տեղի է ունենում սինապսների տարածքում։ Նյարդային ազդակի արագությունը կարող է տատանվել 3-ից 12 մետր վայրկյանում: Մենք ավելի շատ կխոսենք դրա մասին, ինչպես նաև դրա վրա ազդող գործոնների մասին։
Կառուցվածքի և աշխատանքի հետազոտություն
Առաջին անգամ նյարդային իմպուլսի անցումը ցուցադրվեց գերմանացիների կողմից.գիտնականներ Է. Գորինգը և Գ. Հելմհոլցը գորտի օրինակով։ Միաժամանակ պարզվել է, որ բիոէլեկտրական ազդանշանը տարածվում է նախկինում նշված արագությամբ։ Ընդհանուր առմամբ, դա հնարավոր է նյարդային մանրաթելերի հատուկ կառուցման շնորհիվ։ Որոշ առումներով դրանք հիշեցնում են էլեկտրական մալուխ: Այսպիսով, եթե զուգահեռներ անցկացնենք նրա հետ, ապա հաղորդիչները աքսոններն են, իսկ մեկուսիչները՝ նրանց միելինային թաղանթները (դրանք Շվանի բջջի թաղանթն են, որը փաթաթված է մի քանի շերտերով)։ Ավելին, նյարդային ազդակի արագությունը հիմնականում կախված է մանրաթելերի տրամագծից: Երկրորդ ամենակարևորը էլեկտրական մեկուսացման որակն է: Ի դեպ, օրգանիզմը որպես նյութ օգտագործում է միելինային լիպոպրոտեինը, որն ունի դիէլեկտրիկի հատկություններ։ Ceteris paribus, որքան մեծ է նրա շերտը, այնքան ավելի արագ կանցնեն նյարդային ազդակները։ Նույնիսկ այս պահին չի կարելի ասել, որ այս համակարգը ամբողջությամբ հետաքննվել է։ Նյարդերի և իմպուլսների հետ կապված շատ բան դեռ առեղծված է և հետազոտության առարկա:
Կառուցվածքի և գործառության առանձնահատկությունները
Եթե խոսենք նյարդային ազդակի ուղու մասին, ապա պետք է նշել, որ միելինային թաղանթը չի ծածկում մանրաթելն իր ողջ երկարությամբ։ Դիզայնի առանձնահատկություններն այնպիսին են, որ ներկայիս իրավիճակը լավագույնս համեմատվում է մեկուսիչ կերամիկական թևերի ստեղծման հետ, որոնք սերտորեն ամրացված են էլեկտրական մալուխի ձողի վրա (թեև այս դեպքում աքսոնի վրա): Արդյունքում կան փոքր չմեկուսացված էլեկտրական տարածքներ, որոնցից իոնային հոսանքը հեշտությամբ կարող է դուրս հոսելաքսոն շրջակա միջավայրին (կամ հակառակը): Սա գրգռում է թաղանթը: Արդյունքում գործողության ներուժի գեներացիան առաջանում է ոչ մեկուսացված տարածքներում: Այս գործընթացը կոչվում է Ranvier-ի ընդհատում: Նման մեխանիզմի առկայությունը հնարավորություն է տալիս նյարդային իմպուլսի շատ ավելի արագ տարածմանը։ Այս մասին խոսենք օրինակներով։ Այսպիսով, նյարդային ազդակների փոխանցման արագությունը հաստ միելինացված մանրաթելում, որի տրամագիծը տատանվում է 10-20 միկրոն սահմաններում, կազմում է վայրկյանում 70-120 մետր։ Մինչդեռ նրանց համար, ովքեր ունեն ոչ օպտիմալ կառուցվածք, այս ցուցանիշը 60 անգամ պակաս է:
Որտե՞ղ են պատրաստվում։
Նյարդային ազդակները ծագում են նեյրոններից: Նման «հաղորդագրություններ» ստեղծելու ունակությունը նրանց հիմնական հատկություններից մեկն է: Նյարդային իմպուլսն ապահովում է նույն տեսակի ազդանշանների արագ տարածումը աքսոնների երկայնքով մեծ հեռավորության վրա։ Հետեւաբար, դա մարմնի ամենակարեւոր միջոցն է նրանում տեղեկատվության փոխանակման համար։ Գրգռվածության մասին տվյալները փոխանցվում են՝ փոխելով դրանց կրկնության հաճախականությունը։ Այստեղ գործում է պարբերականների բարդ համակարգ, որը մեկ վայրկյանում կարող է հաշվել հարյուրավոր նյարդային ազդակներ։ Համաձայն փոքր-ինչ նման սկզբունքի, թեև շատ ավելի բարդ է, բայց աշխատում է համակարգչային էլեկտրոնիկան: Այսպիսով, երբ նյարդային ազդակները առաջանում են նեյրոններում, դրանք կոդավորվում են որոշակի ձևով, և միայն դրանից հետո են դրանք փոխանցվում: Այս դեպքում տեղեկատվությունը խմբավորվում է հատուկ «փաթեթների» մեջ, որոնք ունեն հաջորդականության տարբեր քանակ և բնույթ։ Այս ամենը, միասին վերցրած, հիմք է հանդիսանում մեր ուղեղի ռիթմիկ էլեկտրական ակտիվության համար, որը կարելի է գրանցել շնորհիվ.էլեկտրաէնցեֆալոգրամ.
Բջջի տեսակներ
Խոսելով նյարդային ազդակի անցման հաջորդականության մասին՝ չի կարելի անտեսել նյարդային բջիջները (նեյրոնները), որոնց միջոցով տեղի է ունենում էլեկտրական ազդանշանների փոխանցում։ Այսպիսով, նրանց շնորհիվ մեր մարմնի տարբեր մասեր փոխանակում են տեղեկատվություն։ Կախված դրանց կառուցվածքից և ֆունկցիոնալությունից՝ առանձնանում են երեք տեսակ՝
- Ռեցեպտոր (զգայուն): Նրանք կոդավորում և վերածում են նյարդային ազդակների բոլոր ջերմաստիճանային, քիմիական, ձայնային, մեխանիկական և լուսային գրգռիչները:
- Տեղադրում (նաև կոչվում է հաղորդիչ կամ փակում): Նրանք ծառայում են իմպուլսները մշակելու և փոխելու համար: Դրանց ամենամեծ թիվը գտնվում է մարդու ուղեղում և ողնուղեղում։
- Արդյունավետ (շարժիչ): Նրանք կենտրոնական նյարդային համակարգից հրամաններ են ստանում որոշակի գործողություններ կատարելու համար (պայծառ արևի տակ, ձեռքով փակել աչքերը և այլն):
Յուրաքանչյուր նեյրոն ունի բջջային մարմին և գործընթաց: Մարմնի միջով նյարդային ազդակի ուղին սկսվում է հենց վերջինով: Գործընթացները երկու տեսակի են՝
- Դենդրիտներ. Նրանց է վստահված իրենց վրա տեղակայված ընկալիչների գրգռվածությունն ընկալելու գործառույթը։
- Աքսոններ. Դրանց շնորհիվ նյարդային ազդակները բջիջներից փոխանցվում են աշխատանքային օրգան։
Գործունեության հետաքրքիր կողմ
Խոսելով բջիջների կողմից նյարդային իմպուլսի անցկացման մասին՝ դժվար է չպատմել մեկ հետաքրքիր պահի մասին։ Ուրեմն, երբ հանգստանում են, ուրեմն, ասենքԱյսպիսով, նատրիում-կալիումի պոմպը ներգրավված է իոնների շարժման մեջ այնպես, որ հասնի քաղցրահամ ջրի ազդեցությանը ներսում և աղի դրսում: Մեմբրանի միջով պոտենցիալ տարբերության արդյունքում առաջացած անհավասարակշռության պատճառով կարող է դիտվել մինչև 70 միլիվոլտ: Համեմատության համար նշենք, որ սա սովորական AA մարտկոցների 5%-ն է: Բայց հենց որ բջջի վիճակը փոխվում է, առաջացած հավասարակշռությունը խախտվում է, և իոնները սկսում են փոխվել տեղերը։ Դա տեղի է ունենում, երբ դրա միջով անցնում է նյարդային ազդակի ուղին։ Իոնների ակտիվ գործողության շնորհիվ այս գործողությունը կոչվում է նաև գործողության պոտենցիալ։ Երբ այն հասնում է որոշակի արժեքի, այնուհետև սկսվում են հակադարձ գործընթացներ, և բջիջը հասնում է հանգստի վիճակի։
Գործողությունների ներուժի մասին
Խոսելով նյարդային ազդակների փոխակերպման և տարածման մասին, պետք է նշել, որ դա կարող է լինել մի թշվառ միլիմետր վայրկյանում: Այնուհետև ազդանշանները ձեռքից դեպի ուղեղ կհասնեին րոպեների ընթացքում, ինչը ակնհայտորեն լավ չէ: Հենց այստեղ է, որ նախկինում քննարկված միելինային թաղանթը իր դերն է խաղում գործողության ներուժի ամրապնդման գործում: Իսկ դրա բոլոր «անցումները» տեղադրվում են այնպես, որ միայն դրական են ազդում ազդանշանի փոխանցման արագության վրա։ Այսպիսով, երբ իմպուլսը հասնում է մեկ աքսոնային մարմնի հիմնական մասի ծայրին, այն փոխանցվում է կամ հաջորդ բջիջ, կամ (եթե խոսում ենք ուղեղի մասին) նեյրոնների բազմաթիվ ճյուղեր։ Վերջին դեպքերում գործում է մի փոքր այլ սկզբունք։
Ինչպե՞ս է ամեն ինչ աշխատում ուղեղում:
Եկեք խոսենք այն մասին, թե նյարդային ազդակների փոխանցման ինչ հաջորդականություն է գործում մեր կենտրոնական նյարդային համակարգի ամենակարևոր մասերում:Այստեղ նեյրոններն իրենց հարեւաններից բաժանված են փոքր բացերով, որոնք կոչվում են սինապսներ։ Գործողությունների ներուժը չի կարող անցնել դրանք, ուստի այն փնտրում է հաջորդ նյարդային բջիջ հասնելու այլ ճանապարհ: Յուրաքանչյուր գործընթացի վերջում կան փոքրիկ պարկեր, որոնք կոչվում են նախասինապտիկ վեզիկուլներ: Նրանցից յուրաքանչյուրը պարունակում է հատուկ միացություններ՝ նեյրոհաղորդիչներ։ Երբ գործողության պոտենցիալը հասնում է նրանց, մոլեկուլները ազատվում են պարկերից: Նրանք անցնում են սինապսով և միանում հատուկ մոլեկուլային ընկալիչներին, որոնք գտնվում են թաղանթի վրա։ Այս դեպքում հավասարակշռությունը խախտվում է և, հավանաբար, նոր գործողության ներուժ է հայտնվում։ Սա դեռ հստակ հայտնի չէ, նեյրոֆիզիոլոգները մինչ օրս ուսումնասիրում են խնդիրը:
Նեյրոհաղորդիչների աշխատանքը
Երբ նրանք փոխանցում են նյարդային ազդակներ, կան մի քանի տարբերակ, թե ինչ կլինի նրանց հետ:
- Նրանք կցրվեն։
- Կենթարկվի քիմիական քայքայման.
- Վերադարձեք նրանց պղպջակների մեջ (սա կոչվում է վերագրավում):
Զարմանալի հայտնագործություն է արվել 20-րդ դարի վերջում։ Գիտնականները պարզել են, որ դեղամիջոցները, որոնք ազդում են նեյրոհաղորդիչների վրա (ինչպես նաև դրանց արտազատման և վերաբնակեցման վրա) կարող են հիմնովին փոխել մարդու հոգեկան վիճակը։ Այսպիսով, օրինակ, մի շարք հակադեպրեսանտներ, ինչպիսին է Prozac-ը, արգելափակում են սերոտոնինի վերաբաշխումը: Կան որոշ պատճառներ ենթադրելու, որ ուղեղի նյարդային հաղորդիչ դոֆամինի պակասը մեղավոր է Պարկինսոնի հիվանդության համար:
Այժմ հետազոտողները, ովքեր ուսումնասիրում են մարդու հոգեկանի սահմանային վիճակները, փորձում են պարզել, թե ինչպես է դաԱմեն ինչ ազդում է մարդու մտքի վրա. Միևնույն ժամանակ մենք չունենք նման հիմնարար հարցի պատասխան՝ ի՞նչն է ստիպում նեյրոնին ստեղծել գործողության ներուժ: Առայժմ այս բջջի «գործարկման» մեխանիզմը մեզ համար գաղտնիք է։ Այս հանելուկի տեսանկյունից հատկապես հետաքրքիր է հիմնական ուղեղի նեյրոնների աշխատանքը։
Մի խոսքով, նրանք կարող են աշխատել հազարավոր նեյրոհաղորդիչների հետ, որոնք ուղարկվում են իրենց հարևանների կողմից: Այս տեսակի իմպուլսների մշակման և ինտեգրման վերաբերյալ մանրամասները մեզ համար գրեթե անհայտ են: Չնայած բազմաթիվ հետազոտական խմբեր աշխատում են այս ուղղությամբ: Այս պահին պարզվեց, որ ստացված բոլոր իմպուլսները ինտեգրված են, և նեյրոնը որոշում է կայացնում՝ արդյոք անհրաժեշտ է պահպանել գործողության ներուժը և դրանք փոխանցել հետագա: Մարդու ուղեղի աշխատանքը հիմնված է այս հիմնարար գործընթացի վրա: Դե ուրեմն, զարմանալի չէ, որ մենք չգիտենք այս հանելուկի պատասխանը։
Որոշ տեսական առանձնահատկություններ
Հոդվածում որպես հոմանիշներ օգտագործվել են «նյարդային իմպուլսը» և «գործողության ներուժը»։ Տեսականորեն դա ճիշտ է, թեև որոշ դեպքերում անհրաժեշտ է հաշվի առնել որոշ առանձնահատկություններ: Այսպիսով, եթե մանրամասնեք, ապա գործողության ներուժը միայն նյարդային ազդակի մի մասն է: Գիտական գրքերի մանրամասն ուսումնասիրությամբ կարող եք պարզել, որ սա միայն մեմբրանի լիցքի փոփոխությունն է դրականից դեպի բացասական և հակառակը։ Մինչդեռ նյարդային իմպուլսը հասկացվում է որպես բարդ կառուցվածքային և էլեկտրաքիմիական գործընթաց: Այն տարածվում է նեյրոնային թաղանթով, ինչպես փոփոխությունների ճանապարհորդող ալիքը: Պոտենցիալգործողությունները պարզապես էլեկտրական բաղադրիչ են նյարդային իմպուլսի բաղադրության մեջ: Այն բնութագրում է փոփոխությունները, որոնք տեղի են ունենում մեմբրանի տեղական հատվածի լիցքավորման հետ կապված:
Որտե՞ղ են առաջանում նյարդային ազդակները:
Որտե՞ղ են նրանք սկսում իրենց ճանապարհորդությունը: Այս հարցի պատասխանը կարող է տալ ցանկացած ուսանող, ով ջանասիրաբար ուսումնասիրել է գրգռման ֆիզիոլոգիան: Կան չորս տարբերակ՝
- Դենդրիտի ընկալիչի վերջավորություն. Եթե այն կա (ինչը փաստ չէ), ապա հնարավոր է համարժեք խթանի առկայությունը, որը նախ կստեղծի գեներատորի պոտենցիալ, իսկ հետո՝ նյարդային ազդակ։ Ցավի ընկալիչները նույն կերպ են աշխատում։
- Հուզիչ սինապսի թաղանթ. Որպես կանոն, դա հնարավոր է միայն ուժեղ գրգռվածության կամ դրանց գումարման դեպքում։
- Ատամների ձգանման գոտի. Այս դեպքում տեղական գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալները ձևավորվում են որպես խթանի արձագանք: Եթե Ranvier-ի առաջին հանգույցը միելինացված է, ապա դրանք ամփոփվում են դրա վրա։ Այնտեղ թաղանթի մի հատվածի առկայության պատճառով, որն ունի զգայունության բարձրացում, այստեղ առաջանում է նյարդային ազդակ։
- Աքսոն բլուր. Սա այն վայրի անունն է, որտեղից սկսվում է աքսոնը: Թմբուկը ամենատարածվածն է նեյրոնի վրա իմպուլսներ ստեղծելու համար: Բոլոր մյուս վայրերում, որոնք ավելի վաղ դիտարկվել են, դրանց առաջացումը շատ ավելի քիչ հավանական է: Դա պայմանավորված է նրանով, որ այստեղ թաղանթն ունի զգայունության բարձրացում, ինչպես նաև ապաբևեռացման ավելի ցածր կրիտիկական մակարդակ: Հետևաբար, երբ սկսվում է բազմաթիվ գրգռիչ հետսինապտիկ պոտենցիալների գումարումը, բլուրն առաջին հերթին արձագանքում է դրանց։
Գրգռվածության տարածման օրինակ
Բժշկական տերմիններով պատմելը կարող է որոշակի կետերի թյուրիմացություն առաջացնել: Դա վերացնելու համար արժե համառոտ անցնել նշված գիտելիքները: Օրինակ վերցնենք կրակը։
Հիշեք անցյալ ամառվա նորությունների տեղեկագրերը (նաև շուտով նորից կհնչեն): Կրակը տարածվում է. Միաժամանակ այրվող ծառերն ու թփերը մնում են իրենց տեղերում։ Բայց կրակի ճակատն ավելի ու ավելի է գնում այն վայրից, որտեղ կրակն էր։ Նյարդային համակարգը աշխատում է նույն կերպ։
Հաճախ անհրաժեշտ է հանգստացնել նյարդային համակարգը, որը սկսել է հուզել։ Բայց դա այնքան էլ հեշտ չէ անել, ինչպես հրդեհի դեպքում։ Դրա համար արհեստական միջամտություն են անում նեյրոնի աշխատանքին (բժշկական նպատակներով) կամ օգտագործում են տարբեր ֆիզիոլոգիական միջոցներ։ Դա կարելի է համեմատել կրակի վրա ջուր լցնելու հետ։
