Ang nervous system ng tao ay gumaganap bilang isang uri ng coordinator sa ating katawan. Nagpapadala ito ng mga utos mula sa utak patungo sa mga kalamnan, organo, tisyu at pinoproseso ang mga signal na nagmumula sa kanila. Ang isang nerve impulse ay ginagamit bilang isang uri ng data carrier. Ano ang kinakatawan niya? Sa anong bilis ito gumagana? Ang mga ito at ang ilang iba pang tanong ay masasagot sa artikulong ito.
Ano ang nerve impulse?
Ito ang pangalan ng wave of excitation na kumakalat sa mga fibers bilang tugon sa stimulation ng neurons. Salamat sa mekanismong ito, ang impormasyon ay ipinadala mula sa iba't ibang mga receptor sa central nervous system. At mula dito, sa iba't ibang mga organo (mga kalamnan at glandula). Ngunit ano ang prosesong ito sa antas ng pisyolohikal? Ang mekanismo ng paghahatid ng isang nerve impulse ay ang mga lamad ng mga neuron ay maaaring magbago ng kanilang electrochemical potensyal. At ang proseso ng interes sa amin ay nagaganap sa lugar ng mga synapses. Ang bilis ng isang nerve impulse ay maaaring mag-iba mula 3 hanggang 12 metro bawat segundo. Pag-uusapan pa natin ito, gayundin ang tungkol sa mga salik na nakakaimpluwensya dito.
Pagsasaliksik ng istraktura at trabaho
Sa unang pagkakataon, ang pagpasa ng isang nerve impulse ay ipinakita ng Germanmga siyentipiko na sina E. Goering at G. Helmholtz sa halimbawa ng palaka. Kasabay nito, natagpuan na ang bioelectric signal ay kumakalat sa dating ipinahiwatig na bilis. Sa pangkalahatan, posible ito dahil sa espesyal na pagtatayo ng mga nerve fibers. Sa ilang mga paraan, sila ay kahawig ng isang de-koryenteng cable. Kaya, kung gumuhit tayo ng mga parallel dito, kung gayon ang mga conductor ay ang mga axon, at ang mga insulator ay ang kanilang mga myelin sheaths (sila ang lamad ng Schwann cell, na nasugatan sa ilang mga layer). Bukod dito, ang bilis ng nerve impulse ay pangunahing nakasalalay sa diameter ng mga hibla. Ang pangalawang pinakamahalaga ay ang kalidad ng pagkakabukod ng kuryente. Sa pamamagitan ng paraan, ang katawan ay gumagamit ng myelin lipoprotein, na may mga katangian ng isang dielectric, bilang isang materyal. Ang Ceteris paribus, mas malaki ang layer nito, mas mabilis ang pagdaan ng mga nerve impulses. Kahit sa ngayon ay hindi masasabing lubusang naimbestigahan ang sistemang ito. Ang karamihang nauugnay sa nerbiyos at impulses ay misteryo pa rin at paksa ng pananaliksik.
Mga tampok ng istraktura at gumagana
Kung pag-uusapan natin ang landas ng isang nerve impulse, dapat tandaan na ang myelin sheath ay hindi sumasakop sa fiber sa buong haba nito. Ang mga tampok ng disenyo ay tulad na ang kasalukuyang sitwasyon ay pinakamahusay na maihahambing sa paglikha ng insulating ceramic sleeves na mahigpit na naka-strung sa baras ng isang electrical cable (bagaman sa kasong ito sa axon). Bilang resulta, may mga maliliit na uninsulated electrical area kung saan madaling dumaloy palabas ang ion currentaxon sa kapaligiran (o vice versa). Nakakairita ito sa lamad. Bilang resulta, ang pagbuo ng isang potensyal na aksyon ay sanhi sa mga lugar na hindi nakahiwalay. Ang prosesong ito ay tinatawag na intercept ni Ranvier. Ang pagkakaroon ng gayong mekanismo ay ginagawang posible na ang nerve impulse ay magpalaganap nang mas mabilis. Pag-usapan natin ito ng mga halimbawa. Kaya, ang bilis ng pagpapadaloy ng nerve impulse sa isang makapal na myelinated fiber, ang diameter na nagbabago sa loob ng 10-20 microns, ay 70-120 metro bawat segundo. Samantalang para sa mga may suboptimal na istraktura, ang figure na ito ay 60 beses na mas mababa!
Saan ginawa ang mga ito?
Nerve impulses ay nagmumula sa mga neuron. Ang kakayahang lumikha ng gayong "mga mensahe" ay isa sa kanilang mga pangunahing katangian. Tinitiyak ng nerve impulse ang mabilis na pagpapalaganap ng parehong uri ng mga signal kasama ang mga axon sa mahabang distansya. Samakatuwid, ito ang pinakamahalagang paraan ng katawan para sa pagpapalitan ng impormasyon sa loob nito. Ang data sa pangangati ay ipinapadala sa pamamagitan ng pagbabago ng dalas ng kanilang pag-uulit. Gumagana dito ang isang kumplikadong sistema ng mga peryodiko, na maaaring magbilang ng daan-daang nerve impulses sa isang segundo. Ayon sa isang medyo katulad na prinsipyo, kahit na mas kumplikado, gumagana ang computer electronics. Kaya, kapag ang mga nerve impulses ay lumitaw sa mga neuron, sila ay naka-encode sa isang tiyak na paraan, at pagkatapos lamang sila ay ipinadala. Sa kasong ito, ang impormasyon ay naka-grupo sa mga espesyal na "pack", na may ibang numero at katangian ng pagkakasunud-sunod. Ang lahat ng ito, pinagsama-sama, ay ang batayan para sa maindayog na aktibidad ng kuryente ng ating utak, na maaaring mairehistro salamat saelectroencephalogram.
Mga uri ng cell
Sa pagsasalita tungkol sa pagkakasunud-sunod ng pagpasa ng isang nerve impulse, hindi maaaring balewalain ng isa ang mga nerve cell (neuron) kung saan nangyayari ang paghahatid ng mga electrical signal. Kaya, salamat sa kanila, ang iba't ibang bahagi ng ating katawan ay nagpapalitan ng impormasyon. Depende sa kanilang istraktura at functionality, tatlong uri ang nakikilala:
- Receptor (sensitibo). Nag-encode at nagiging nerve impulses ang mga ito sa lahat ng temperatura, kemikal, tunog, mekanikal at magaan na stimuli.
- Insertion (tinatawag ding conductor o closing). Nagsisilbi sila sa pagproseso at pagpapalit ng mga impulses. Ang pinakamaraming bilang sa kanila ay nasa utak at spinal cord ng tao.
- Epektibo (motor). Tumatanggap sila ng mga utos mula sa central nervous system na magsagawa ng ilang partikular na pagkilos (sa maliwanag na araw, ipikit ang iyong mga mata gamit ang iyong kamay, at iba pa).
Ang bawat neuron ay may cell body at isang proseso. Ang landas ng isang nerve impulse sa pamamagitan ng katawan ay nagsisimula nang tumpak sa huli. Ang mga proseso ay may dalawang uri:
- Dendrites. Ipinagkatiwala sa kanila ang pag-andar ng pagdama ng pangangati ng mga receptor na matatagpuan sa kanila.
- Axons. Salamat sa kanila, ang mga nerve impulses ay ipinapadala mula sa mga cell patungo sa gumaganang organ.
Kawili-wiling aspeto ng aktibidad
Sa pagsasalita tungkol sa pagpapadaloy ng isang nerve impulse sa pamamagitan ng mga cell, mahirap na hindi sabihin ang tungkol sa isang kawili-wiling sandali. So, kapag nagpapahinga na sila, then, let's saykaya, ang sodium-potassium pump ay nakikibahagi sa paggalaw ng mga ions sa paraang makamit ang epekto ng sariwang tubig sa loob at maalat sa labas. Dahil sa nagresultang kawalan ng timbang ng potensyal na pagkakaiba sa buong lamad, hanggang 70 millivolts ang maaaring maobserbahan. Para sa paghahambing, ito ay 5% ng mga kumbensyonal na baterya ng AA. Ngunit sa sandaling magbago ang estado ng cell, ang nagresultang balanse ay nabalisa, at ang mga ion ay nagsimulang magbago ng mga lugar. Nangyayari ito kapag ang landas ng isang nerve impulse ay dumaan dito. Dahil sa aktibong pagkilos ng mga ion, ang pagkilos na ito ay tinatawag ding potensyal na pagkilos. Kapag umabot na ito sa isang tiyak na halaga, magsisimula ang mga pabalik na proseso, at ang cell ay umabot sa isang estado ng pahinga.
Tungkol sa potensyal na pagkilos
Speaking of nerve impulse conversion and propagation, dapat tandaan na ito ay maaaring isang miserable millimeters per second. Pagkatapos ang mga signal mula sa kamay patungo sa utak ay aabot sa ilang minuto, na malinaw na hindi maganda. Ito ay kung saan ang naunang tinalakay na myelin sheath ay gumaganap ng papel nito sa pagpapalakas ng potensyal na aksyon. At ang lahat ng "pass" nito ay inilalagay sa paraang mayroon lamang silang positibong epekto sa bilis ng paghahatid ng signal. Kaya, kapag ang isang salpok ay umabot sa dulo ng pangunahing bahagi ng isang katawan ng axon, ito ay ipinadala alinman sa susunod na selula, o (kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa utak) sa maraming sangay ng mga neuron. Sa mga huling kaso, gumagana ang isang bahagyang naiibang prinsipyo.
Paano gumagana ang lahat sa utak?
Pag-usapan natin kung anong nerve impulse transmission sequence ang gumagana sa pinakamahalagang bahagi ng ating central nervous system. Dito, ang mga neuron ay nahihiwalay mula sa kanilang mga kapitbahay sa pamamagitan ng maliliit na puwang, na tinatawag na synapses. Ang potensyal na aksyon ay hindi maaaring tumawid sa kanila, kaya naghahanap ito ng ibang paraan upang makarating sa susunod na nerve cell. Sa dulo ng bawat proseso ay may maliliit na sac na tinatawag na presynaptic vesicles. Ang bawat isa sa kanila ay naglalaman ng mga espesyal na compound - neurotransmitters. Kapag ang isang potensyal na aksyon ay dumating sa kanila, ang mga molekula ay inilabas mula sa mga sac. Tinatawid nila ang synapse at nakakabit sa mga espesyal na molekular na receptor na matatagpuan sa lamad. Sa kasong ito, naaabala ang balanse at, malamang, may lalabas na bagong potensyal na pagkilos. Ito ay hindi pa tiyak, pinag-aaralan ng mga neurophysiologist ang isyu hanggang ngayon.
Ang gawain ng mga neurotransmitter
Kapag nagpapadala sila ng mga nerve impulses, maraming opsyon kung ano ang mangyayari sa kanila:
- Magkakalat sila.
- Dadaan sa pagkasira ng kemikal.
- Bumalik sa kanilang mga bula (ito ay tinatawag na muling pagkuha).
Isang nakagugulat na pagtuklas ang ginawa sa pagtatapos ng ika-20 siglo. Nalaman ng mga siyentipiko na ang mga gamot na nakakaapekto sa neurotransmitters (pati na rin ang paglabas at pag-reuptake ng mga ito) ay maaaring magbago ng mental na estado ng isang tao sa isang pangunahing paraan. Kaya, halimbawa, ang isang bilang ng mga antidepressant tulad ng Prozac ay humaharang sa reuptake ng serotonin. May ilang dahilan para maniwala na ang kakulangan sa neurotransmitter dopamine ng utak ang dapat sisihin sa sakit na Parkinson.
Ngayon, sinusubukan ng mga mananaliksik na nag-aaral sa borderline states ng psyche ng tao kung paano itoAng lahat ay nakakaapekto sa pag-iisip ng isang tao. Samantala, wala kaming sagot sa ganoong pangunahing tanong: ano ang nagiging sanhi ng isang neuron na lumikha ng potensyal na aksyon? Sa ngayon, ang mekanismo ng "paglulunsad" ng cell na ito ay isang lihim para sa amin. Partikular na kawili-wili mula sa punto ng view ng bugtong na ito ay ang gawain ng mga neuron sa pangunahing utak.
Sa madaling salita, maaari silang magtrabaho kasama ang libu-libong neurotransmitter na ipinadala ng kanilang mga kapitbahay. Ang mga detalye tungkol sa pagproseso at pagsasama ng ganitong uri ng mga impulses ay halos hindi alam sa amin. Bagama't maraming grupo ng pananaliksik ang gumagawa nito. Sa ngayon, nalaman na ang lahat ng natanggap na impulses ay isinama, at ang neuron ay gumagawa ng isang desisyon - kung kinakailangan upang mapanatili ang potensyal na aksyon at ipadala ang mga ito nang higit pa. Ang paggana ng utak ng tao ay batay sa pangunahing prosesong ito. Kung gayon, hindi nakakagulat na hindi natin alam ang sagot sa bugtong na ito.
Ilang teoretikal na feature
Sa artikulo, ang "nerve impulse" at "action potential" ay ginamit bilang kasingkahulugan. Sa teoryang ito, totoo ito, bagaman sa ilang mga kaso kinakailangan na isaalang-alang ang ilang mga tampok. Kaya, kung pupunta ka sa mga detalye, kung gayon ang potensyal ng pagkilos ay bahagi lamang ng nerve impulse. Sa isang detalyadong pagsusuri sa mga librong pang-agham, malalaman mo na ito lamang ang pagbabago sa singil ng lamad mula sa positibo patungo sa negatibo, at kabaliktaran. Samantalang ang isang nerve impulse ay nauunawaan bilang isang kumplikadong proseso ng istruktura at electrochemical. Kumakalat ito sa lamad ng neuron tulad ng isang naglalakbay na alon ng mga pagbabago. PotensyalAng mga aksyon ay isang electrical component lamang sa komposisyon ng isang nerve impulse. Inilalarawan nito ang mga pagbabagong nagaganap sa pagsingil ng isang lokal na seksyon ng lamad.
Saan nabuo ang mga nerve impulses?
Saan nila sisimulan ang kanilang paglalakbay? Ang sagot sa tanong na ito ay maaaring ibigay ng sinumang mag-aaral na masigasig na nag-aral ng pisyolohiya ng pagpukaw. May apat na opsyon:
- Receptor na nagtatapos sa dendrite. Kung ito ay umiiral (na hindi isang katotohanan), kung gayon ang pagkakaroon ng isang sapat na pampasigla ay posible, na unang lilikha ng isang potensyal na generator, at pagkatapos ay isang nerve impulse. Gumagana ang mga pain receptor sa katulad na paraan.
- Ang lamad ng excitatory synapse. Bilang isang tuntunin, ito ay posible lamang kung mayroong matinding pangangati o ang kanilang kabuuan.
- Dentrid trigger zone. Sa kasong ito, ang mga lokal na excitatory postsynaptic na potensyal ay nabuo bilang tugon sa isang stimulus. Kung ang unang node ng Ranvier ay myelinated, kung gayon sila ay summed up dito. Dahil sa pagkakaroon ng isang seksyon ng lamad doon, na tumaas ang sensitivity, isang nerve impulse ang nangyayari dito.
- Axon hilllock. Ito ang pangalan ng lugar kung saan nagsisimula ang axon. Ang mound ay ang pinaka-karaniwan upang lumikha ng mga impulses sa isang neuron. Sa lahat ng iba pang mga lugar na isinasaalang-alang nang mas maaga, ang kanilang paglitaw ay mas malamang. Ito ay dahil sa ang katunayan na dito ang lamad ay may mas mataas na sensitivity, pati na rin ang isang mas mababang kritikal na antas ng depolarization. Samakatuwid, kapag nagsimula ang pagsasama-sama ng maraming excitatory postsynaptic na potensyal, unang-una sa lahat ang hilllock ay tumutugon sa mga ito.
Halimbawa ng pagpapalaganap ng kaguluhan
Ang pagsasabi sa mga medikal na termino ay maaaring magdulot ng hindi pagkakaunawaan sa ilang partikular na punto. Upang maalis ito, ito ay nagkakahalaga ng maikling pagdaan sa nakasaad na kaalaman. Kunin natin ang apoy bilang halimbawa.
Tandaan ang mga news bulletin noong nakaraang tag-init (mapapakinggan din muli sa lalong madaling panahon). Kumakalat ang apoy! Kasabay nito, ang mga puno at shrub na nasusunog ay nananatili sa kanilang mga lugar. Ngunit ang harapan ng apoy ay palayo nang palayo sa lugar kung saan naroon ang apoy. Gumagana ang nervous system sa katulad na paraan.
Kadalasan ay kailangan na pakalmahin ang nervous system na nagsimula nang mag-excite. Ngunit ito ay hindi napakadaling gawin, tulad ng sa kaso ng sunog. Upang gawin ito, gumawa sila ng isang artipisyal na interbensyon sa gawain ng isang neuron (para sa mga layuning panggamot) o gumamit ng iba't ibang paraan ng physiological. Maihahalintulad ito sa pagbuhos ng tubig sa apoy.
