- ما أهمية الجهاز العصبي ؟

Khalifab13
منذ 12 سنة

على المستوى الأكثر أساسية ، وظيفة الجهاز العصبي هو إرسال إشارات من خلية واحدة إلى أخرى ، أو من جزء واحد من الجسم للآخرين. هناك طريقتان الأساسية التي خلية يمكن إرسال إشارات إلى الخلايا الأخرى. وأبسط هذه الطرق هي من خلال إطلاق مواد كيميائية تسمى الهرمونات في التداول الداخلي ، بحيث يمكن نشرها على مواقع بعيدة. على النقيض من هذا الوضع "البث" من إشارات ، ويوفر الجهاز العصبي "نقطة إلى نقطة" الاشارات العصبية مشروع محاور عصبية إلى مناطق مستهدفة محددة ، وإجراء اتصالات مع متشابك الخلايا المستهدفة المحددة. وهكذا ، يشير الى العصبية غير قادرة على مستوى أعلى بكثير من الدقة من إشارات الهرمونية. وهو أيضا أسرع بكثير : الإشارات العصبية أسرع السفر بسرعة تتجاوز 100 متر في الثانية الواحدة.

على مستوى أكثر تكاملية ، والوظيفة الرئيسية للجهاز العصبي هو السيطرة على الجسم. وبسبب هذا الاتساق ، ويشار في كثير من الأحيان الخلايا glutamatergic باسم "الخلايا العصبية مثير" ، وخلايا GABAergic باسم "الخلايا العصبية المثبطة". بالمعنى الدقيق للكلمة وهذا هو مخالف لها ، المصطلحات هي المستقبلات التي مثير والمثبطة ، وليس الخلايا العصبية ، ولكن ينظر الشائع حتى في المنشورات العلمية.

مجموعة فرعية واحدة من نقاط الاشتباك العصبي مهم جدا قادرة على تشكيل آثار الذاكرة عن طريق التغييرات التي تعتمد على نشاط طويل الأمد في قوة متشابك. النموذج الأكثر شهرة من الذاكرة العصبية هي عملية تسمى بعيدة المدى (مختصر الكمونية) ، التي تعمل في نقاط الاشتباك العصبي التي تستخدم جلتاميت العصبي بناء على نوع خاص من مستقبلات المعروفة باسم مستقبلات NMDA. مستقبلات NMDA لديه "النقابي" العقار : إذا كانت كل من تنشيط الخلايا شاركا في المشبك في الوقت نفسه تقريبا ، ويفتح قناة الكالسيوم الذي يسمح لتدفق في الخلية المستهدفة. دخول الكالسيوم يبدأ سلسلة رسول الثاني الذي يؤدي في النهاية إلى زيادة في عدد مستقبلات الغلوتامات في الخلية المستهدفة ، مما يزيد من قوة فعالة من المشبك. يمكن لهذا التغيير في قوة تستمر لأسابيع أو لفترة أطول. منذ اكتشاف الكمونية في عام 1973 ، تم العثور على العديد من أنواع أخرى من آثار الذاكرة متشابك ، التي تنطوي على الزيادة أو النقصان في قوة متشابك التي تحدثها ظروف مختلفة ، وتستمر لفترات متفاوتة من الزمن. كل هذه الأشكال من modifiability متشابك ، اتخذت مجتمعة ، تؤدي إلى اللدونة العصبية ، وهذا هو ، الى القدرة على الجهاز العصبي إلى تكييف نفسها مع التغيرات في البيئة.

ونظم الدوائر العصبية
الوظيفة الأساسية من الخلايا العصبية ترسل إشارات إلى خلايا أخرى تشمل القدرة على الخلايا العصبية لتبادل الإشارات مع بعضها البعض. الشبكات التي شكلتها مجموعات مترابطة من الخلايا العصبية قادرة على طائفة واسعة من الوظائف ، بما في ذلك الكشف عن ميزة ، وتوليد نمط ، والتوقيت. في الواقع ، فإنه من الصعب تعيين حدود لمعالجة أنواع المعلومات التي يمكن أن تقوم بها الشبكات العصبية : وارن مكلوتش والتر بيتس عام 1943 أظهرت أن شبكات حتى تشكلت من التجريد حسابية مبسطة إلى حد كبير من الخلايا العصبية قادرة على حساب عالمية . المتقدمة تشارلز شيرينجتون ، في كتابه ''1906 نفوذا والعمل التكاملي من'' الجهاز العصبي ، ومفهوم التحفيز للاستجابة الآليات بالتفصيل أكثر من ذلك بكثير ، والسلوكية ، ومدرسة للفكر أن يهيمن علم النفس من خلال منتصف القرن 20 حاول أن يشرح كل جانب من جوانب السلوك البشري في الاستجابة للشروط التحفيز.

لكن الدراسات التجريبية من الكهربية ، في بداية القرن 20 في وقت مبكر والوصول الإنتاجية العالية من قبل 1940s ، أظهرت أن الجهاز العصبي يحتوي على العديد من الآليات لتوليد أنماط النشاط في جوهرها ، دون الحاجة إلى حافز خارجي. تم العثور على الخلايا العصبية لتكون قادرة على إنتاج سلاسل منتظمة من إمكانات العمل ، أو متواليات من رشقات نارية ، وحتى في عزلة تامة. عندما تكون متصلا الخلايا العصبية نشطة جوهريا لبعضها البعض في الدوائر المعقدة ، وإمكانيات لتوليد الأنماط الزمنية المعقدة تصبح أكثر اتساعا.

ردود الفعل وغيرها من الدوائر التحفيز على الاستجابة
أبسط نوع من الدوائر العصبية هي القوس المنعكس ، والذي يبدأ من المدخلات الحسية وينتهي الناتج المحرك ، ويمر من خلال سلسلة من الخلايا العصبية بينهما. على سبيل المثال ، خذ بعين الاعتبار "منعكس الانسحاب" مما تسبب في يد لدعم النطر بعد لمس موقد ساخن. الدائرة يبدأ مع المستقبلات الحسية في الجلد التي يتم تفعيلها من خلال المستويات الضارة من الحرارة : نوع خاص من التركيب الجزيئي جزءا لا يتجزأ من غشاء أسباب الحرارة لتوليد مجال كهربائي عبر الغشاء. إذا كان التغيير الكهربائية المحتملة كبيرة بما فيه الكفاية ، فإنه يستدعي إمكانات العمل ، والتي تبث على طول محور عصبي من الخلية المستقبلة ، في الحبل الشوكي. هناك محور عصبي يجعل الاتصالات متشابك مثير مع الخلايا الأخرى ، والبعض منها مشروع لنفس المنطقة من الحبل الشوكي ، والبعض الآخر توقع في الدماغ. هدف واحد هو مجموعة من interneurons العمود الفقري لهذا المشروع الخلايا العصبية الحركية في السيطرة على عضلات الذراع. وinterneurons تثير الخلايا العصبية الحركية ، وإذا كانت الإثارة قوية بما فيه الكفاية ، وبعض من الخلايا العصبية الحركية توليد إمكانات العمل ، الذي يسافر باستمرار محاور عصبية لدرجة أنها إجراء اتصالات متشابك مثير مع خلايا العضلات. الإشارات مثير حمل انكماش خلايا العضلات ، مما يسبب الزوايا المشتركة في الذراع لتغيير ، وسحب الذراع بعيدا.

في الواقع ، هذا المخطط straightfoward يخضع لمضاعفات عديدة. على الرغم من ردود الفعل لأبسط هناك المسارات العصبية الحسية قصيرة من الخلايا العصبية إلى الخلايا العصبية الحركية ، وهناك أيضا الخلايا العصبية الأخرى المجاورة التي تشارك في الدائرة وتعدل الاستجابة. وعلاوة على ذلك ، هناك توقعات من الدماغ إلى الحبل الشوكي التي هي قادرة على رد الفعل في تعزيز أو عرقلة.

رغم أنه قد يكون توسط في أبسط ردود الفعل من قبل دوائر الكذب تماما داخل الحبل الشوكي ، والردود أكثر تعقيدا تعتمد على معالجة الاشارات في الدماغ. تنظر ، على سبيل المثال ، ماذا يحدث عندما يكون الجسم في هامش التحركات المجال البصري ، ويبدو الشخص تجاهها. الاستجابة الأولية الحسية ، في شبكية العين ، والاستجابة الحركية النهائي ، في نواة المحرك للعين من جذع الدماغ ، ليست كلها مختلفة عن تلك التي في منعكس بسيطة ، ولكن في المراحل المتوسطة ومختلفة تماما. بدلا من سلسلة خطوة واحدة أو اثنتين من تجهيز والاشارات البصرية تمر عبر مراحل ربما دزينة من التكامل ، تنطوي على المهاد ، قشرة الدماغ ، العقد القاعدية ، أكيمة متفوقة ، والمخيخ ، ونوى الدماغ عدة. هذه المناطق أداء وظائف الإشارات التي تشمل تجهيز كشف الميزة ، تحليل الإدراك الحسي ، أذكر الذاكرة ، وصنع القرار ، والتخطيط السيارات.

الكشف عن الميزة هو القدرة على استخراج المعلومات ذات الصلة بيولوجيا من مزيج من إشارات حسية. في النظام البصري ، على سبيل المثال ، المستقبلات الحسية في شبكية العين هي الوحيدة القادرة على حدة للكشف عن "نقطة ضوء" في العالم الخارجي. المستوى الثاني الخلايا العصبية البصرية تلقي مساهمات من مجموعات من المستقبلات الأولية ، وارتفاع مستوى الخلايا العصبية تلقي مساهمات من مجموعات من الخلايا العصبية المستوى الثاني ، وهلم جرا ، وتشكيل التسلسل الهرمي للمراحل التجهيز. في كل مرحلة ، يتم استخراج معلومات هامة من فرقة إشارة ويتم تجاهل المعلومات غير مهم. في نهاية هذه العملية ، وقد تم تحويل إشارات الدخل التي تمثل "نقطة ضوء" في تمثيل العصبية من الكائنات في العالم المحيط وممتلكاتهم. تجهيز الأكثر تطورا الحسية يحدث داخل المخ ، ولكن ميزة استخراج معقدة تأخذ أيضا في الحبل الشوكي والحواس الطرفية مثل شبكية العين.

الجوهرية نمط الجيل
على الرغم من التحفيز للاستجابة الآليات أسهل للفهم ، والجهاز العصبي هو أيضا قادرة على السيطرة على الجسم بطرق التي لا تحتاج إلى حافز خارجي ، من خلال ايقاعات المولدة داخليا من النشاط. بسبب مجموعة متنوعة من القنوات ايون الجهد الحساسة التي يمكن أن تكون جزءا لا يتجزأ في غشاء الخلية العصبية ، أنواع عديدة من الخلايا العصبية قادرة ، حتى في عزلة ، لتوليد متواليات الايقاعي من إمكانات العمل ، أو التناوبات rhymthic بين ارتفاع معدل انفجار وquiessence . عندما تكون متصلا الخلايا العصبية التي هي في جوهرها الإيقاعي لبعضها البعض من خلال نقاط الاشتباك العصبي مثير أو المثبطة ، وشبكات الناتجة قادرة على طائفة واسعة من السلوكيات الحركية ، بما في ذلك ديناميات الجذاب وتواترها ، وحتى الفوضى. ويطلق على شبكة من الخلايا العصبية التي تستخدم هيكلها الداخلي لتوليد الناتج تنظيما مؤقتا ، دون الحاجة إلى التحفيز منظم المناظرة مؤقتا ، ومولد نمط الوسطى.