İnsanın sinir sistemi bədənimizdə bir növ koordinator kimi çıxış edir. Beyindən gələn əmrləri əzələlərə, orqanlara, toxumalara ötürür və onlardan gələn siqnalları emal edir. Bir növ məlumat daşıyıcısı kimi sinir impulsu istifadə olunur. O, nəyi təmsil edir? Hansı sürətlə işləyir? Bu və bir sıra digər suallara bu məqalədə cavab tapa bilərsiniz.
Sinir impulsu nədir?
Bu, neyronların stimullaşdırılmasına cavab olaraq liflər vasitəsilə yayılan həyəcan dalğasının adıdır. Bu mexanizm sayəsində məlumat müxtəlif reseptorlardan mərkəzi sinir sisteminə ötürülür. Və ondan, öz növbəsində, müxtəlif orqanlara (əzələlər və bezlər). Bəs fizioloji səviyyədə bu proses nədir? Sinir impulsunun ötürülməsi mexanizmi neyronların membranlarının elektrokimyəvi potensialını dəyişdirə bilməsidir. Və bizi maraqlandıran proses sinapslar sahəsində baş verir. Sinir impulsunun sürəti saniyədə 3 ilə 12 metr arasında dəyişə bilər. Bu barədə, eləcə də ona təsir edən amillər haqqında daha çox danışacağıq.
Struktur və işin tədqiqi
İlk dəfə sinir impulsunun keçməsi Alman tərəfindən nümayiş etdirildielm adamları E. Goering və G. Helmholtz qurbağanın timsalında. Eyni zamanda müəyyən edilib ki, bioelektrik siqnal əvvəllər göstərilən sürətlə yayılır. Ümumiyyətlə, bu, sinir liflərinin xüsusi konstruksiyası sayəsində mümkündür. Bəzi cəhətdən onlar elektrik kabelinə bənzəyirlər. Deməli, onunla paralellər aparsaq, onda keçiricilər aksonlar, izolyatorlar isə onların miyelin qabıqlarıdır (onlar bir neçə təbəqədə sarılmış Şvan hüceyrəsinin membranıdır). Üstəlik, sinir impulsunun sürəti ilk növbədə liflərin diametrindən asılıdır. İkinci ən vacib şey elektrik izolyasiyasının keyfiyyətidir. Yeri gəlmişkən, bədən material kimi dielektrik xüsusiyyətlərinə malik olan miyelin lipoproteini istifadə edir. Ceteris paribus, onun təbəqəsi nə qədər böyükdürsə, sinir impulsları bir o qədər tez keçəcək. Hətta hazırda bu sistemin tam şəkildə araşdırıldığını söyləmək olmaz. Əsəblər və impulslarla əlaqəli çox şey hələ də sirr və tədqiqat mövzusudur.
Struktur və işləmə xüsusiyyətləri
Əgər sinir impulsunun yolundan danışırıqsa, qeyd etmək lazımdır ki, mielin qabığı bütün uzunluğu boyunca lifi əhatə etmir. Dizayn xüsusiyyətləri elədir ki, mövcud vəziyyət ən yaxşı şəkildə elektrik kabelinin çubuğuna sıx bağlanmış (bu halda aksonda olsa da) izolyasiya edən keramika qollarının yaradılması ilə müqayisə edilə bilər. Nəticədə, ion cərəyanının asanlıqla kənara çıxa biləcəyi kiçik izolyasiya edilməmiş elektrik sahələri var.ətraf mühitə akson (və ya əksinə). Bu, membranı qıcıqlandırır. Nəticədə, təcrid olunmayan sahələrdə fəaliyyət potensialının yaranmasına səbəb olur. Bu proses Ranvierin kəsilməsi adlanır. Belə bir mexanizmin olması sinir impulsunun daha sürətli yayılmasına imkan verir. Bu barədə nümunələrlə danışaq. Belə ki, diametri 10-20 mikron daxilində dalğalanan qalın miyelinli lifdə sinir impulsunun ötürülmə sürəti saniyədə 70-120 metr təşkil edir. Halbuki suboptimal quruluşa malik olanlar üçün bu rəqəm 60 dəfə azdır!
Onlar harada hazırlanır?
Sinir impulsları neyronlardan əmələ gəlir. Belə "mesajlar" yaratmaq qabiliyyəti onların əsas xüsusiyyətlərindən biridir. Sinir impulsu eyni tipli siqnalların uzun məsafədə aksonlar boyunca sürətlə yayılmasını təmin edir. Buna görə də o, orqanizmin içindəki məlumat mübadiləsi üçün ən vacib vasitədir. Qıcıqlanma haqqında məlumatlar onların təkrarlanma tezliyini dəyişdirərək ötürülür. Burada bir saniyədə yüzlərlə sinir impulsunu hesablaya bilən mürəkkəb dövri nəşrlər sistemi işləyir. Bir qədər oxşar prinsipə görə, daha mürəkkəb olsa da, kompüter elektronikası işləyir. Beləliklə, neyronlarda sinir impulsları yarandıqda, onlar müəyyən bir şəkildə kodlanır və yalnız bundan sonra ötürülür. Bu zaman informasiya ardıcıllığın müxtəlif sayı və xarakterinə malik olan xüsusi “paketlər”ə qruplaşdırılır. Bütün bunlar birlikdə beynimizin ritmik elektrik fəaliyyətinin əsasını təşkil edir.elektroensefaloqramma.
Hüceyrə növləri
Sinir impulsunun keçmə ardıcıllığından danışarkən, elektrik siqnallarının ötürülməsinin baş verdiyi sinir hüceyrələrinə (neyronlara) məhəl qoymamaq olmaz. Beləliklə, onların sayəsində bədənimizin müxtəlif hissələri məlumat mübadiləsi aparır. Quruluşundan və funksionallığından asılı olaraq üç növ fərqləndirilir:
- Reseptor (həssas). Onlar bütün temperatur, kimyəvi, səs, mexaniki və işıq stimullarını kodlayır və sinir impulslarına çevrilirlər.
- Daxiletmə (həmçinin keçirici və ya bağlanma adlanır). Onlar impulsları emal etməyə və dəyişdirməyə xidmət edir. Onların ən çoxu insan beynində və onurğa beynindədir.
- Effektiv (motor). Onlar mərkəzi sinir sistemindən müəyyən hərəkətləri yerinə yetirmək üçün əmrlər alırlar (parlaq günəşdə, əlinizlə gözlərinizi yumun və s.).
Hər bir neyronun hüceyrə gövdəsi və prosesi var. Bədəndə sinir impulsunun yolu məhz sonuncu ilə başlayır. Proseslər iki növdür:
- Dendritlər. Onlara onlarda yerləşən reseptorların qıcıqlanmasını dərk etmək funksiyası həvalə olunub.
- Axonlar. Onların sayəsində sinir impulsları hüceyrələrdən işçi orqana ötürülür.
Fəaliyyətin maraqlı tərəfi
Hüceyrələr tərəfindən sinir impulsunun keçirilməsindən danışarkən, bir maraqlı məqam haqqında danışmamaq çətindir. Beləliklə, onlar istirahətdə olanda, deyəkbeləliklə, natrium-kalium nasosu ionların hərəkəti ilə elə məşğul olur ki, içəridə şirin, çöldə isə duzlu su effektinə nail olsun. Membran boyunca potensial fərqin nəticədə balanssızlığı səbəbindən 70 millivolta qədər müşahidə edilə bilər. Müqayisə üçün qeyd edək ki, bu, adi AA batareyalarının 5%-ni təşkil edir. Amma hüceyrənin vəziyyəti dəyişən kimi yaranan tarazlıq pozulur və ionlar yerlərini dəyişməyə başlayır. Bu, sinir impulsunun yolu ondan keçdikdə baş verir. İonların aktiv fəaliyyətinə görə bu hərəkətə fəaliyyət potensialı da deyilir. Müəyyən bir dəyərə çatdıqda, əks proseslər başlayır və hüceyrə istirahət vəziyyətinə çatır.
Fəaliyyət potensialı haqqında
Sinir impulsunun çevrilməsi və yayılmasından danışarkən qeyd etmək lazımdır ki, bu, saniyədə bədbəxt bir millimetr ola bilər. O zaman əldən beyinə gələn siqnallar dəqiqələr ərzində çatırdı, bu, açıq-aydın yaxşı deyil. Burada əvvəllər müzakirə edilən miyelin qabığı fəaliyyət potensialını gücləndirməkdə öz rolunu oynayır. Və onun bütün "keçidləri" elə yerləşdirilib ki, onlar yalnız siqnalın ötürülmə sürətinə müsbət təsir göstərir. Beləliklə, impuls bir akson bədəninin əsas hissəsinin sonuna çatdıqda, o, ya növbəti hüceyrəyə, ya da (beyin haqqında danışırıqsa) neyronların çoxsaylı qollarına ötürülür. Sonuncu hallarda bir az fərqli prinsip işləyir.
Hər şey beyində necə işləyir?
Mərkəzi sinir sistemimizin ən vacib hissələrində hansı sinir impulsunun ötürülməsi ardıcıllığının işlədiyindən danışaq. Burada neyronlar qonşularından sinaps adlanan kiçik boşluqlarla ayrılır. Fəaliyyət potensialı onları keçə bilməz, ona görə də növbəti sinir hüceyrəsinə çatmaq üçün başqa yol axtarır. Hər bir prosesin sonunda presinaptik veziküllər adlanan kiçik kisələr var. Onların hər birində xüsusi birləşmələr var - neyrotransmitterlər. Fəaliyyət potensialı onlara çatdıqda, molekullar kisələrdən ayrılır. Onlar sinapsdan keçir və membranda yerləşən xüsusi molekulyar reseptorlara bağlanırlar. Bu zaman tarazlıq pozulur və yəqin ki, yeni fəaliyyət potensialı yaranır. Bu hələ dəqiq bilinmir, neyrofizioloqlar bu günə qədər məsələni öyrənirlər.
Nörotransmitterlərin işi
Sinir impulslarını ötürdükdə, onların başına gələcək bir neçə variant var:
- Onlar yayılacaqlar.
- Kimyəvi parçalanmaya məruz qalacaq.
- Baloncuklarına qayıdın (buna yenidən tutma deyilir).
20-ci əsrin sonunda heyrətamiz bir kəşf edildi. Alimlər öyrəniblər ki, neyrotransmitterlərə təsir edən dərmanlar (həmçinin onların buraxılması və geri alınması) insanın psixi vəziyyətini əsaslı şəkildə dəyişə bilər. Beləliklə, məsələn, Prozac kimi bir sıra antidepresanlar serotoninin geri alınmasını maneə törədir. Parkinson xəstəliyinin səbəbi beyin nörotransmitter dopaminin çatışmazlığı olduğuna inanmaq üçün bəzi səbəblər var.
İndi insan psixikasının sərhəd vəziyyətlərini öyrənən tədqiqatçılar bunun necə olduğunu anlamağa çalışırlar. Hər şey insanın düşüncəsinə təsir edir. Bu arada, belə bir fundamental suala cavabımız yoxdur: bir neyronun fəaliyyət potensialı yaratmasına səbəb nədir? Hələ ki, bu hüceyrənin “başlatılması” mexanizmi bizim üçün sirrdir. Bu tapmaca nöqteyi-nəzərindən xüsusilə maraqlı olan əsas beyindəki neyronların işidir.
Bir sözlə, onlar qonşuları tərəfindən göndərilən minlərlə neyrotransmitterlə işləyə bilirlər. Bu tip impulsların işlənməsi və inteqrasiyası ilə bağlı təfərrüatlar bizə demək olar ki, məlum deyil. Baxmayaraq ki, bir çox tədqiqat qrupları bunun üzərində işləyir. Bu anda məlum oldu ki, bütün qəbul edilən impulslar inteqrasiya olunub və neyron qərar verir - fəaliyyət potensialını saxlamaq və onları daha da ötürmək lazımdırmı. İnsan beyninin fəaliyyəti bu fundamental prosesə əsaslanır. Yaxşı, bu tapmacanın cavabını bilməməyimiz təəccüblü deyil.
Bəzi nəzəri xüsusiyyətlər
Məqalədə "sinir impulsu" və "fəaliyyət potensialı" sinonim kimi istifadə edilmişdir. Nəzəri cəhətdən bu, doğrudur, baxmayaraq ki, bəzi hallarda bəzi xüsusiyyətləri nəzərə almaq lazımdır. Beləliklə, təfərrüatlara girsəniz, fəaliyyət potensialı sinir impulsunun yalnız bir hissəsidir. Elmi kitabların ətraflı araşdırılması ilə bunun yalnız membranın yükünün müsbətdən mənfiyə və əksinə dəyişməsi olduğunu öyrənə bilərsiniz. Halbuki sinir impulsu mürəkkəb struktur və elektrokimyəvi proses kimi başa düşülür. O, neyron membranı boyunca hərəkət edən dəyişikliklər dalğası kimi yayılır. Potensialhərəkətlər sinir impulsunun tərkibində sadəcə elektrik komponentidir. O, membranın yerli hissəsinin yüklənməsi ilə baş verən dəyişiklikləri xarakterizə edir.
Sinir impulsları harada əmələ gəlir?
Onlar səyahətə haradan başlayırlar? Bu sualın cavabını oyanma fiziologiyasını səylə öyrənmiş hər bir tələbə verə bilər. Dörd seçim var:
- Dendritin reseptor sonu. Mövcuddursa (bu bir fakt deyil), o zaman adekvat stimulun olması mümkündür ki, bu da ilk növbədə generator potensialını, sonra isə sinir impulsunu yaradacaq. Ağrı reseptorları oxşar şəkildə işləyir.
- Həyəcanlandırıcı sinapsın membranı. Bir qayda olaraq, bu, yalnız güclü qıcıqlanma və ya onların yekunu olduqda mümkündür.
- Dentrid tətik zonası. Bu zaman bir stimula cavab olaraq yerli həyəcanverici postsinaptik potensiallar əmələ gəlir. Ranvierin ilk nodu miyelinlidirsə, onda onlar üzərində yekunlaşdırılırlar. Orada həssaslığı artıran membranın bir hissəsinin olması səbəbindən burada sinir impulsu meydana gəlir.
- Axon təpəsi. Bu, aksonun başladığı yerin adıdır. Təpə neyronda impulslar yaratmaq üçün ən çox yayılmışdır. Əvvəllər nəzərdən keçirilən bütün digər yerlərdə onların baş vermə ehtimalı daha azdır. Bu, burada membranın artan həssaslığına, eləcə də depolarizasiyanın daha aşağı kritik səviyyəsinə malik olması ilə bağlıdır. Buna görə də, çoxsaylı həyəcanlandırıcı postsinaptik potensialların cəmlənməsi başlayanda təpə ilk növbədə onlara reaksiya verir.
Həyəcanlanma nümunəsi
Tibbi terminlərlə danışmaq müəyyən məqamların anlaşılmazlığına səbəb ola bilər. Bunu aradan qaldırmaq üçün qeyd olunan bilikləri qısaca nəzərdən keçirməyə dəyər. Nümunə olaraq yanğını götürək.
Keçən yayın xəbər bülletenlərini xatırlayın (həmçinin tezliklə yenidən dinləniləcək). Yanğın yayılır! Eyni zamanda yanan ağaclar və kollar öz yerində qalır. Amma yanğının qabağı yanğın olan yerdən daha da irəli gedir. Sinir sistemi də oxşar şəkildə işləyir.
Həyəcanlanmağa başlayan sinir sistemini tez-tez sakitləşdirmək lazımdır. Ancaq yanğın zamanı olduğu kimi bunu etmək o qədər də asan deyil. Bunun üçün neyronun işinə süni müdaxilə edirlər (dərman məqsədləri üçün) və ya müxtəlif fizioloji vasitələrdən istifadə edirlər. Bunu odun üzərinə su tökməklə müqayisə etmək olar.
