แรงกระตุ้นเส้นประสาท, การแปลงและการส่งผ่านกลไกของมัน

ระบบประสาทของมนุษย์ ทำหน้าที่เป็นชนิดของจุดโฟกัสในร่างกายของเรา จะส่งคำสั่งจากกล้ามเนื้อสมองอวัยวะเนื้อเยื่อและประมวลผลสัญญาณที่มาจากพวกเขา แรงกระตุ้นเส้นประสาทที่ถูกนำมาใช้เป็นชนิดของการให้บริการข้อมูล มันคืออะไร? การทำงานวิธีที่รวดเร็ว? เหล่านี้เช่นเดียวกับจำนวนของคำถามอื่น ๆ จะพบคำตอบในบทความนี้

แรงกระตุ้นเส้นประสาทคืออะไร?

ดังนั้นเราจึงเรียกคลื่นของความตื่นเต้นที่กระจายไปตามเส้นใยเช่นการตอบสนองต่อการกระตุ้นของเซลล์ประสาทที่ กลไกนี้ช่วยให้มั่นใจการส่งข้อมูลจากผู้รับต่างๆ ของระบบประสาทส่วนกลาง และจากมันในทางกลับไปยังอวัยวะที่แตกต่างกัน (กล้ามเนื้อและต่อม) และสิ่งที่ขั้นตอนนี้เป็นทางสรีรวิทยา? กลไกของการส่งแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่เป็นที่เยื่อหุ้มเซลล์ประสาทสามารถเปลี่ยน electrochemical ศักยภาพของพวกเขา และเรามีความสนใจในกระบวนการที่เกิดขึ้นในประสาท ความเร็วแรงกระตุ้นเส้นประสาทอาจแตกต่างกันภายใน 3 ถึง 12 เมตรต่อวินาที สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้และปัจจัยที่มีผลต่อมันเราจะพูดคุย

โครงสร้างและการทำงานการศึกษา

ทางแรกของแรงกระตุ้นเส้นประสาทได้รับการพิสูจน์โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน E เฮริงและ Helmholtz ในตัวอย่างของกบ ในเวลาเดียวกันและก็พบว่าสัญญาณ bioelectrical แพร่กระจายด้วยความเร็วที่ระบุไว้ก่อนหน้า โดยทั่วไปนี้เป็นไปได้ที่จะขอบคุณการก่อสร้างพิเศษของ เส้นใยประสาท ในบางวิธีที่พวกเขามีลักษณะคล้ายกับสายไฟฟ้า ดังนั้นหากมีความคล้ายคลึงกันกับมันซอนจะเป็นตัวนำและฉนวน - myelin ปลอกของพวกเขา (พวกเขาเป็นตัวแทนของเยื่อหุ้มเซลล์ชวานซึ่งเป็นแผลในหลายชั้น) นอกจากนี้ความเร็วของแรงกระตุ้นเส้นประสาทขึ้นอยู่กับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเส้นใย และถือว่าเป็นครั้งที่สองที่มีคุณภาพที่สำคัญที่สุดของฉนวนไฟฟ้า อนึ่งเป็นวัสดุร่างกายใช้เยื่อไมอีลิไลโปโปรตีนซึ่งมีคุณสมบัติเป็นฉนวน เงื่อนไขอื่น ๆ ที่เท่าเทียมกันมากขึ้นจะมีชั้นของแรงกระตุ้นเส้นประสาทจะเร็วขึ้น แม้ในขณะที่เราไม่สามารถพูดได้ว่าระบบนี้มีการตรวจสอบอย่างเต็มที่ มากที่เกี่ยวข้องกับเส้นประสาทและแรงกระตุ้นยังคงเป็นปริศนาและเรื่องของการวิจัย

คุณสมบัติของโครงสร้างและการทำงานของ

ถ้าเราพูดคุยเกี่ยวกับเส้นทางของแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่มันควรจะตั้งข้อสังเกตว่า myelin ปลอก ใยไม่ครอบคลุมตลอดความยาวของ คุณสมบัติของการก่อสร้างดังกล่าวว่าสถานการณ์ปัจจุบันเป็นที่ดีที่สุดที่จะได้รับเมื่อเทียบกับการสร้างแขนฉนวนเซรามิกซึ่งหงุดหงิดแน่นบนแกนของสายไฟฟ้า (แม้ว่าในกรณีนี้ซอน) เป็นผลให้ - มีขนาดเล็กสถานีไฟฟ้าไม่หุ้มฉนวนจากการที่ปัจจุบันไอออนสามารถไหลออกจากซอนในสภาพแวดล้อม (หรือกลับกัน) เมื่อเมมเบรนนี้คือการระคายเคือง ด้วยเหตุนี้เรียกว่าการดำเนินการรุ่นที่อาจเกิดขึ้นในพื้นที่ที่ไม่ได้แยก กระบวนการนี้เรียกว่าโหนด Ranvier การปรากฏตัวของกลไกดังกล่าวจะช่วยให้การทำให้แรงกระตุ้นเส้นประสาทแพร่กระจายได้เร็วขึ้นมาก ให้มาพูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้ในตัวอย่าง ดังนั้นความเร็วของแรงกระตุ้นประสาทในเส้นใย myelinated ขนาดใหญ่เส้นผ่าศูนย์กลางที่แตกต่างกันไปภายใน 10-20 ไมครอนของ 70-120 เมตรต่อวินาที ในขณะที่ผู้ที่มีโครงสร้างที่ไม่เหมาะสมคิดเป็นน้อยกว่า 60 ครั้ง!

พวกเขาอยู่ที่ไหน?

แรงกระตุ้นเส้นประสาทเกิดขึ้นในเซลล์ประสาท ความสามารถในการสร้างเหล่านี้ "ข้อความ" เป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของพวกเขา มันมีเส้นประสาทอย่างรวดเร็วแรงกระตุ้นการขยายพันธุ์สัญญาณที่คล้ายกันในซอนในระยะทางไกล ดังนั้นจึงเป็นสิ่งมีชีวิตที่สำคัญที่สุดหมายถึงการแลกเปลี่ยนข้อมูลในนั้น ข้อมูลเกี่ยวกับการกระตุ้นจะถูกส่งผ่านการเปลี่ยนแปลงความถี่ของการเดินทาง มันมีพนักงานเป็นระบบที่มีความซับซ้อนของวารสารซึ่งสามารถรวมหลายร้อยแรงกระตุ้นเส้นประสาทต่อวินาที หลักการที่คล้ายกันหลายแม้ว่าภาวะแทรกซ้อนที่สำคัญของการใช้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คอมพิวเตอร์ ดังนั้นเมื่อกระแสประสาทที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทที่พวกเขาจะถูกเข้ารหัสในทางหนึ่งและเพียงแล้วจะถูกส่ง ในกรณีนี้ข้อมูลจะถูกจัดกลุ่มในพิเศษ "แพ็ค" ซึ่งมีจำนวนและลักษณะที่แตกต่างกันการทำซ้ำ ทั้งหมดนี้จะใส่กันและเป็นพื้นฐานสำหรับกิจกรรมไฟฟ้าจังหวะของสมองที่สามารถลงทะเบียนผ่านทางอิเล็คโทร

เซลล์ชนิด

พูดเกี่ยวกับลำดับของการส่งแรงกระตุ้นเส้นประสาทอย่างใดอย่างหนึ่งไม่สามารถละเลย เซลล์ประสาท (เซลล์) และที่มีการถ่ายโอนสัญญาณไฟฟ้า ดังนั้นต้องขอบคุณพวกเขาสื่อสารส่วนต่าง ๆ ของร่างกายของเรา ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับโครงสร้างและการทำงานของพวกเขามีสามประเภท:

1. รับ (ที่สำคัญ) พวกเขาจะถูกเข้ารหัสและจะถูกแปลงเป็นแรงกระตุ้นเส้นประสาททุกความร้อน, เคมี, อะคูสติกกลและแสงเร้า
2. อธิกวาร (ยังเรียกว่าสะท้อนหรือของดนตรี) พวกเขาทำหน้าที่ในการรีไซเคิลและการเปลี่ยนพัลส์ จำนวนมากที่สุดของพวกเขาคือในสมองของมนุษย์และไขสันหลัง
3. Effector (มอเตอร์) พวกเขาได้รับคำแนะนำจากระบบประสาทส่วนกลางเพื่อให้มั่นใจว่าการกระทำบางอย่างมีความมุ่งมั่น (ในแสงแดดสดใสที่จะปิดตาของเธอและอื่น ๆ )

แต่ละเซลล์ประสาทมีร่างกายเซลล์และกระบวนการ เส้นทางของแรงกระตุ้นเส้นประสาทผ่านร่างกายเริ่มต้นด้วยหลัง กระบวนการเป็นสองประเภท:

1. dendrites พวกเขามีฟังก์ชั่นของการรับรู้ของผู้รับการระคายเคืองอยู่สิ่งปลูก
2. ซอน ขอขอบคุณที่พวกเขาแรงกระตุ้นเส้นประสาทจะถูกส่งจากเซลล์ร่างกายทำงาน

ด้านที่น่าสนใจของ

การพูดของการถือครองเซลล์ของแรงกระตุ้นเส้นประสาทมันเป็นเรื่องยากที่จะไม่บอกคุณเกี่ยวกับช่วงเวลาหนึ่งที่น่าสนใจ ดังนั้นเมื่อพวกเขาอยู่คนเดียวแล้วให้เราบอกว่าปั๊มโซเดียมโพแทสเซียมมีส่วนร่วมในการเคลื่อนไหวของไอออนในลักษณะเช่นเพื่อให้บรรลุผลของน้ำจืดและน้ำเค็มภายในภายนอก เนื่องจากความไม่สมดุลที่จะได้รับความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นผ่านเยื่อหุ้มเซลล์สามารถสังเกตได้ถึง 70 มิลลิโวลต์ สำหรับการเปรียบเทียบ - มันเป็น 5% จากปกติ แบตเตอรี่ AA แต่ทันทีที่เซลล์เปลี่ยนสถานะแล้วสมดุลส่งผลให้ถูกรบกวนและไอออนเริ่มที่จะกลับรายการ นี้เกิดขึ้นเมื่อมันผ่านเส้นทางของแรงกระตุ้นเส้นประสาท เนื่องจากการกระทำของไอออนที่ใช้งานและการกระทำนี้จะเรียกว่า มีศักยภาพในการดำเนินการ เมื่อมาถึงร่างบางแล้วกระบวนการย้อนกลับและเซลล์ถึงหยุดนิ่ง

การกระทำที่อาจเกิดขึ้น

พูดคุยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของแรงกระตุ้นเส้นประสาทและการขยายพันธุ์ของมันก็ควรจะตั้งข้อสังเกตว่ามันจะเป็นความเลวทรามต่ำช้ามิลลิเมตรต่อวินาที แล้วพวกเขาก็จะส่งสัญญาณจากสมองไปถึงในนาทีซึ่งจะเห็นได้ชัดไม่ดี ที่นี่ยังมีบทบาทในการเสริมสร้างขีดความสามารถของการกระทำของ myelin ปลอกที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ที่ และ "ละเว้น" ของมันจะอยู่ในลักษณะที่ว่าพวกเขาเท่านั้นที่มีผลกระทบในเชิงบวกต่ออัตราการส่งสัญญาณ ดังนั้นเมื่อแรงกระตุ้นถึงจุดสิ้นสุดของส่วนหลักของซอนหนึ่งของร่างกายที่จะถูกโอนไปยังเซลล์ถัดไปหรือ (ถ้าเราพูดคุยเกี่ยวกับสมอง) หน่อจำนวนมากของเซลล์ประสาท แต่ในกรณีหลังเป็นบิตหลักการที่แตกต่างกัน

วิธีการทำงานในสมอง?

ขอพูดคุยสิ่งที่ลำดับของการถ่ายโอนแรงกระตุ้นเส้นประสาททำงานในส่วนที่สำคัญที่สุดของระบบประสาทส่วนกลาง มีเซลล์ประสาทจากเพื่อนบ้านของพวกเขาแยกจากกันโดยช่องว่างเล็ก ๆ ที่เรียกประสาท ที่มีศักยภาพการกระทำที่ไม่สามารถผ่านพวกเขาดังนั้นเขากำลังมองหาวิธีการที่จะได้รับไปยังเซลล์ประสาทต่อไปอีก ในตอนท้ายของแต่ละขั้นตอนมีถุงเล็ก ๆ ที่จะเรียกว่าถุง presynaptic แต่ละคนมีการเชื่อมต่อพิเศษ - สารสื่อประสาท เมื่อมาถึงที่มีศักยภาพการกระทำโมเลกุลจะถูกปล่อยออกมาจากกระเป๋า พวกเขาข้ามไซแนปส์และจะแนบมากับผู้รับโมเลกุลพิเศษที่ตั้งอยู่บนเมมเบรน เมื่อยอดเงินนี้จะถูกรบกวนและอาจจะมีศักยภาพการกระทำใหม่ อย่างมีนัยสำคัญมันยังไม่เป็นที่รู้จักนักประสาทวิทยาได้รับการศึกษาปัญหาไปในวันนี้

สารสื่อประสาททำงาน

เมื่อพวกเขาส่งแรงกระตุ้นเส้นประสาทมีหลายตัวเลือกที่จะเกิดขึ้นกับพวกเขา

1. พวกเขาจะกระจาย
2. ได้รับการย่อยสลายสารเคมี
3. ย้อนกลับไปในฟองของคุณ (เรียกว่า reuptake)

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 20 ได้ค้นพบที่น่าตกใจ นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่ายาเสพติดที่มีผลต่อสารสื่อประสาท (เช่นเดียวกับการปล่อยมลพิษของพวกเขาและการรัฐประหารกลับ) อาจปรับเปลี่ยนสภาพจิตใจของคนอย่างมาก ดังนั้นสำหรับตัวอย่างเช่นจำนวนของซึมเศร้าเช่น "Prozac" บล็อก reuptake ของ serotonin มีเหตุผลบางอย่างที่จะเชื่อว่าในโรคพาร์กินสันจะตำหนิสำหรับการขาดดุลในโดปามีนในสมองมีสารสื่อประสาท

ตอนนี้นักวิจัยที่กำลังศึกษาอยู่ในรัฐชายแดนของจิตใจมนุษย์พยายามที่จะคิดออกว่าทั้งหมดนี้มีผลกระทบต่อจิตใจของมนุษย์ ในขณะเดียวกันในขณะที่เราไม่ได้มีคำตอบให้กับคำถามพื้นฐานนี้: สิ่งที่ทำให้เกิดเซลล์ประสาทในการสร้างศักยภาพการดำเนินการ? ในขณะที่กลไกของการ "เปิดตัว" ของเซลล์ที่จะมีความลับ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่น่าสนใจจากมุมมองของปริศนาที่เป็นงานหลักของเซลล์ประสาทสมอง

ในระยะสั้นจะสามารถทำงานร่วมกับพันของสารสื่อประสาทซึ่งจะถูกส่งมาจากเพื่อนบ้านของพวกเขา รายละเอียดเกี่ยวกับการประมวลผลและการรวมกลุ่มของประเภทของการเต้นของชีพจรนี้เราแทบจะไม่รู้จัก ขณะที่ทำงานกับกลุ่มวิจัยจำนวนมากนี้ ในขณะที่ผมหันไปดูว่าทุกคนที่ได้รับการพัลส์มีการบูรณาการและเซลล์ประสาททำให้การตัดสินใจ - ไม่ว่าจะรักษาศักยภาพการดำเนินการและผ่านพวกเขา เกี่ยวกับกระบวนการพื้นฐานนี้จะขึ้นอยู่กับการทำงานของสมองของมนุษย์ อืมแล้วก็ไม่น่าแปลกใจที่เราไม่ทราบว่าคำตอบของปริศนานี้

คุณลักษณะบางอย่างในทางทฤษฎี

ในบทความ "แรงกระตุ้นเส้นประสาท" และ "การกระทำที่อาจเกิดขึ้น" จะถูกใช้เป็นคำพ้องความหมาย ในทางทฤษฎีนี้เป็นจริงแม้ในบางกรณีก็เป็นสิ่งจำเป็นที่จะต้องคำนึงถึงคุณสมบัติพิเศษบางอย่าง ดังนั้นถ้าคุณเข้าไปในรายละเอียดที่มีศักยภาพการกระทำที่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของแรงกระตุ้นเส้นประสาท เมื่อพิจารณารายละเอียดของหนังสือวิทยาศาสตร์สามารถพบว่าเยื่อที่เรียกว่าเพียงเปลี่ยนค่าใช้จ่ายจากบวกเป็นลบและในทางกลับกัน ในขณะที่อยู่ภายใต้แรงกระตุ้นเส้นประสาทที่จะเข้าใจกระบวนการโครงสร้างและไฟฟ้าที่ซับซ้อน มันมีการกระจายในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทเป็นคลื่นการเดินทางมีการเปลี่ยนแปลง การดำเนินการที่มีศักยภาพ - เพียงส่วนประกอบไฟฟ้าในองค์ประกอบของแรงกระตุ้นเส้นประสาท มันเป็นลักษณะของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับส่วนค่าใช้จ่ายในท้องถิ่นของเมมเบรน

ที่ไหนมีแรงกระตุ้นเส้นประสาทหรือไม่

พวกเขาเริ่มต้นที่ไหน? คำตอบสำหรับคำถามนี้สามารถให้นักเรียนคนใดที่ศึกษาอย่างขยันขันแข็งสรีรวิทยาของความตื่นเต้น มีสี่ตัวเลือก:

1. ปลายประสาทรับของ ถ้ามันเป็น (ไม่จริง) มันเป็นไปได้สำหรับการกระตุ้นที่เหมาะสมซึ่งจะสร้างการปฏิรูปครั้งแรกที่มีศักยภาพแล้วและแรงกระตุ้นเส้นประสาท nociceptors ทำงานคล้าย
2. เมมเบรนของประสาท excitatory ตามกฎนี้เป็นไปได้ก็ต่อเมื่อมีการระคายเคืองที่แข็งแกร่งหรือบวกของพวกเขา
3. โซนไก Dentrida ในกรณีนี้ท้องถิ่นศักยภาพ postsynaptic excitatory สร้างขึ้นในการตอบสนองต่อสิ่งเร้า ถ้าโหนดแรกของ Ranvier ของ myelinated พวกเขาอยู่ในนั้นจะสรุป เพราะการปรากฏตัวของการมีส่วนเมมเบรนซึ่งได้เพิ่มขึ้นไวมีเกิดแรงกระตุ้นเส้นประสาท
4. Axon เนินเขาเล็ก ๆ เรียกว่าสถานที่ที่ซอนเริ่มต้น กอง - นี้เป็นพัลส์ที่พบบ่อยที่สุดในการสร้างเซลล์ประสาท ในสถานที่อื่น ๆ ทั้งหมดซึ่งถูกมองว่าก่อนหน้านี้การปรากฏตัวของพวกเขาคือมีโอกาสน้อยมาก เพราะนี่คือความจริงที่ว่านี่เมมเบรนมีความไวที่เพิ่มขึ้นและลดลงสลับขั้วระดับที่สำคัญ ดังนั้นเมื่อเริ่มต้นผลรวมของหลายศักยภาพ postsynaptic excitatory ที่เร็วที่สุดเท่าที่พวกเขาทำปฏิกิริยากับเนินดิน

ตัวอย่างการขยายพันธุ์การกระตุ้น

เรื่องข้อตกลงทางการแพทย์อาจทำให้เกิดความสับสนในช่วงเวลาของแต่ละบุคคล เพื่อแก้ไขปัญหานี้มันมีค่าสั้น ๆ ไปผ่านการนำเสนอความรู้ ตัวอย่างเช่นการใช้ไฟ

โปรดจำไว้ว่ารายงานข่าวจากในช่วงฤดูร้อนที่ผ่านมา (ตามที่มันเร็ว ๆ นี้จะเป็นไปได้ที่จะได้ยินอีกครั้ง) ไฟกระจาย! ในกรณีนี้ต้นไม้และพุ่มไม้ที่ไฟยังคงอยู่ในที่นั่งของพวกเขา แต่ด้านหน้าไฟไปไกลออกไปจากสถานที่ที่เขาเป็นแหล่งที่มาของการเกิดไฟไหม้ ในทำนองเดียวกันการทำงานของระบบประสาท

มันมักจะเป็นสิ่งที่จำเป็นเพื่อสร้างความมั่นใจให้จุดเริ่มต้นของการกระตุ้นของระบบประสาท แต่มันไม่เป็นเช่นนั้นง่ายที่จะทำเช่นในกรณีของการเกิดไฟไหม้ ในการดำเนินงานนี้เซลล์ประสาทเทียมรบกวน (เพื่อการรักษาโรค) หรือใช้ความหลากหลายของวิธีการทางสรีรวิทยา นี้สามารถเทียบกับไฟโดยการราดน้ำ