Mfumo wa fahamu wa binadamu hufanya kazi kama aina ya mratibu katika miili yetu. Inapeleka amri kutoka kwa ubongo hadi kwa misuli, viungo, tishu na mchakato wa ishara zinazotoka kwao. Msukumo wa neva hutumiwa kama aina ya carrier wa data. Anawakilisha nini? Inafanya kazi kwa kasi gani? Haya na maswali mengine kadhaa yanaweza kujibiwa katika makala haya.
Msukumo wa neva ni nini?
Hili ni jina la wimbi la msisimko ambalo huenea kupitia nyuzi kama jibu la msisimko wa niuroni. Shukrani kwa utaratibu huu, habari hupitishwa kutoka kwa receptors mbalimbali hadi mfumo mkuu wa neva. Na kutoka kwake, kwa upande wake, kwa viungo tofauti (misuli na tezi). Lakini ni nini mchakato huu katika kiwango cha kisaikolojia? Utaratibu wa maambukizi ya msukumo wa ujasiri ni kwamba utando wa neurons unaweza kubadilisha uwezo wao wa electrochemical. Na mchakato wa kupendeza kwetu unafanyika katika eneo la synapses. Kasi ya msukumo wa ujasiri inaweza kutofautiana kutoka mita 3 hadi 12 kwa pili. Tutazungumza zaidi kuihusu, na pia kuhusu sababu zinazoiathiri.
Utafiti wa muundo na kazi
Kwa mara ya kwanza, kupita kwa msukumo wa neva kulionyeshwa na Mjerumaniwanasayansi E. Goering na G. Helmholtz kwa mfano wa chura. Wakati huo huo, iligundua kuwa ishara ya bioelectric inaenea kwa kasi iliyoonyeshwa hapo awali. Kwa ujumla, hii inawezekana kutokana na ujenzi maalum wa nyuzi za ujasiri. Kwa namna fulani, zinafanana na cable ya umeme. Kwa hivyo, ikiwa tunachora sambamba nayo, basi waendeshaji ni axons, na insulators ni sheaths zao za myelin (ni membrane ya seli ya Schwann, ambayo imejeruhiwa katika tabaka kadhaa). Aidha, kasi ya msukumo wa ujasiri inategemea hasa juu ya kipenyo cha nyuzi. Ya pili muhimu zaidi ni ubora wa insulation ya umeme. Kwa njia, mwili hutumia lipoprotein ya myelin, ambayo ina mali ya dielectric, kama nyenzo. Ceteris paribus, safu yake kubwa zaidi, kasi ya msukumo wa ujasiri itapita. Hata kwa sasa haiwezi kusemwa kuwa mfumo huu umechunguzwa kikamilifu. Mengi yanayohusiana na mishipa ya fahamu na misukumo bado ni fumbo na suala la utafiti.
Vipengele vya muundo na utendakazi
Ikiwa tunazungumza juu ya njia ya msukumo wa neva, inapaswa kuzingatiwa kuwa sheath ya myelin haifuni nyuzi kwa urefu wake wote. Vipengele vya muundo ni kwamba hali ya sasa inaweza kulinganishwa vyema na uundaji wa sleeves za kauri za kuhami ambazo zimefungwa kwa nguvu kwenye fimbo ya kebo ya umeme (ingawa katika kesi hii kwenye axon). Matokeo yake, kuna maeneo madogo ya umeme yasiyo na maboksi ambayo mkondo wa ion unaweza kutoka kwa urahisiaxon kwa mazingira (au kinyume chake). Hii inakera utando. Matokeo yake, kizazi cha uwezo wa hatua husababishwa katika maeneo ambayo hayajatengwa. Utaratibu huu unaitwa kukataza kwa Ranvier. Uwepo wa utaratibu huo hufanya iwezekanavyo kufanya msukumo wa ujasiri kuenea kwa kasi zaidi. Hebu tuzungumze kuhusu hili kwa mifano. Kwa hivyo, kasi ya upitishaji wa msukumo wa ujasiri katika nyuzi nene ya myelinated, kipenyo cha ambayo hubadilika ndani ya microns 10-20, ni mita 70-120 kwa pili. Ilhali kwa wale walio na muundo mdogo, takwimu hii ni chini ya mara 60!
Zimetengenezwa wapi?
Misukumo ya neva huanzia kwenye niuroni. Uwezo wa kuunda "ujumbe" kama huo ni moja ya mali zao kuu. Msukumo wa ujasiri huhakikisha uenezi wa haraka wa aina moja ya ishara pamoja na axons kwa umbali mrefu. Kwa hiyo, ni njia muhimu zaidi ya mwili kwa kubadilishana habari ndani yake. Data juu ya hasira hupitishwa kwa kubadilisha mzunguko wa kurudia kwao. Mfumo tata wa majarida hufanya kazi hapa, ambayo inaweza kuhesabu mamia ya msukumo wa ujasiri katika sekunde moja. Kulingana na kanuni inayofanana, ingawa ni ngumu zaidi, vifaa vya elektroniki vya kompyuta hufanya kazi. Kwa hiyo, wakati msukumo wa ujasiri unapotokea katika neurons, ni encoded kwa njia fulani, na kisha tu hupitishwa. Katika kesi hii, habari imejumuishwa katika "pakiti" maalum, ambazo zina idadi tofauti na asili ya mlolongo. Haya yote, kwa pamoja, ni msingi wa shughuli za umeme za ubongo wetu, ambazo zinaweza kusajiliwa shukrani kwaelectroencephalogram.
Aina za seli
Tukizungumza kuhusu mlolongo wa kupita kwa msukumo wa neva, mtu hawezi kupuuza seli za neva (nyuroni) ambazo upitishaji wa ishara za umeme hutokea. Kwa hiyo, shukrani kwao, sehemu tofauti za mwili wetu hubadilishana habari. Kulingana na muundo na utendakazi wao, aina tatu zinajulikana:
- Kipokezi (nyeti). Husimba na kugeuka kuwa misukumo ya neva halijoto yote, kemikali, sauti, mitambo na vichocheo vya mwanga.
- Uingizaji (pia huitwa kondakta au kufunga). Wanatumikia kusindika na kubadili msukumo. Idadi kubwa zaidi yao iko kwenye ubongo wa binadamu na uti wa mgongo.
- Inatumika (motor). Wanapokea amri kutoka kwa mfumo mkuu wa neva kufanya vitendo fulani (katika jua kali, funga macho yako kwa mkono wako, na kadhalika).
Kila neuroni ina seli ya seli na mchakato. Njia ya msukumo wa ujasiri kupitia mwili huanza kwa usahihi na mwisho. Michakato ni ya aina mbili:
- Dendrites. Wamekabidhiwa jukumu la kutambua kuwashwa kwa vipokezi vilivyo juu yao.
- Akzoni. Shukrani kwao, misukumo ya neva hupitishwa kutoka kwa seli hadi kwa kiungo kinachofanya kazi.
Kipengele cha kuvutia cha shughuli
Tukizungumza kuhusu upitishaji wa msukumo wa neva na seli, ni vigumu kutosema kuhusu wakati mmoja wa kuvutia. Kwa hiyo, wanapokuwa wamepumzika, basi, tusemehivyo, pampu ya sodiamu-potasiamu inashiriki katika harakati za ions kwa njia ya kufikia athari za maji safi ndani na nje ya chumvi. Kwa sababu ya usawa unaosababishwa wa tofauti inayowezekana kwenye membrane, hadi millivolti 70 zinaweza kuzingatiwa. Kwa kulinganisha, hii ni 5% ya betri za kawaida za AA. Lakini mara tu hali ya seli inabadilika, usawa unaosababishwa unafadhaika, na ions huanza kubadilisha mahali. Hii hutokea wakati njia ya msukumo wa ujasiri inapita ndani yake. Kutokana na hatua ya kazi ya ions, hatua hii pia inaitwa uwezo wa hatua. Inapofikia thamani fulani, basi michakato ya kurudisha nyuma huanza, na seli hufikia hali ya kupumzika.
Kuhusu uwezo wa kuchukua hatua
Tukizungumza kuhusu ubadilishaji wa msukumo wa neva na uenezi, ni lazima ieleweke kwamba inaweza kuwa milimita mbaya kwa sekunde. Kisha ishara kutoka kwa mkono hadi kwa ubongo zingefikia kwa dakika, ambayo ni wazi si nzuri. Hapa ndipo ala ya myelini iliyojadiliwa hapo awali ina jukumu lake katika kuimarisha uwezo wa hatua. Na "kupita" zake zote zimewekwa kwa namna ambayo zina athari nzuri tu kwa kasi ya maambukizi ya ishara. Kwa hivyo, wakati msukumo unafikia mwisho wa sehemu kuu ya mwili wa axon moja, hupitishwa kwa seli inayofuata, au (ikiwa tunazungumza juu ya ubongo) kwa matawi mengi ya neurons. Katika hali za mwisho, kanuni tofauti kidogo hufanya kazi.
Jinsi kila kitu hufanya kazi kwenye ubongo?
Hebu tuzungumze kuhusu ni nini mfuatano wa uambukizaji wa msukumo wa neva hufanya kazi katika sehemu muhimu zaidi za mfumo wetu mkuu wa neva. Hapa, neurons hutenganishwa na majirani zao na mapungufu madogo, ambayo huitwa synapses. Uwezo wa hatua hauwezi kuwavuka, kwa hivyo inatafuta njia nyingine ya kupata seli inayofuata ya neva. Mwishoni mwa kila mchakato kuna mifuko ndogo inayoitwa vesicles ya presynaptic. Kila mmoja wao ana misombo maalum - neurotransmitters. Wakati uwezo wa kutenda unapofika kwao, molekuli hutolewa kutoka kwa mifuko. Wanavuka sinepsi na kushikamana na vipokezi maalum vya Masi ambazo ziko kwenye membrane. Katika kesi hii, usawa unafadhaika na, pengine, uwezo mpya wa hatua unaonekana. Hili bado halijajulikana kwa hakika, wataalamu wa magonjwa ya mfumo wa neva wanachunguza suala hili hadi leo.
Kazi ya visafirisha nyuro
Wanaposambaza misukumo ya neva, kuna chaguo kadhaa kwa kile kitakachowapata:
- Zitasambaa.
- Itaharibika kemikali.
- Rudi kwenye vipovu vyao (hii inaitwa kukamata tena).
Ugunduzi wa kushangaza ulipatikana mwishoni mwa karne ya 20. Wanasayansi wamejifunza kwamba dawa zinazoathiri neurotransmitters (pamoja na kutolewa kwao na kuchukua tena) zinaweza kubadilisha hali ya akili ya mtu kwa njia ya kimsingi. Kwa hivyo, kwa mfano, idadi ya dawamfadhaiko kama Prozac huzuia uchukuaji upya wa serotonini. Kuna baadhi ya sababu za kuamini kwamba upungufu wa dopamine ya neurotransmitter ya ubongo ndio chanzo cha ugonjwa wa Parkinson.
Sasa watafiti wanaochunguza hali za mpaka za psyche ya binadamu wanajaribu kubaini ni jinsi ganiKila kitu huathiri akili ya mtu. Kwa sasa, hatuna jibu kwa swali la msingi kama hili: ni nini kinachosababisha neuroni kuunda uwezo wa kutenda? Hadi sasa, utaratibu wa "kuzindua" kiini hiki ni siri kwetu. Kinachovutia hasa kutokana na mtazamo wa kitendawili hiki ni kazi ya niuroni katika ubongo mkuu.
Kwa ufupi, wanaweza kufanya kazi na maelfu ya vitoa nyuro ambavyo hutumwa na majirani zao. Maelezo kuhusu usindikaji na ujumuishaji wa aina hii ya msukumo ni karibu haijulikani kwetu. Ingawa vikundi vingi vya utafiti vinafanyia kazi hili. Kwa sasa, iligundua kuwa msukumo wote uliopokelewa umeunganishwa, na neuron hufanya uamuzi - ikiwa ni muhimu kudumisha uwezo wa hatua na kuwapeleka zaidi. Utendaji wa ubongo wa mwanadamu unatokana na mchakato huu wa kimsingi. Basi, haishangazi kuwa hatujui jibu la kitendawili hiki.
Baadhi ya vipengele vya kinadharia
Katika makala, "msukumo wa neva" na "uwezo wa kuchukua hatua" zilitumika kama visawe. Kinadharia, hii ni kweli, ingawa katika baadhi ya matukio ni muhimu kuzingatia baadhi ya vipengele. Kwa hiyo, ikiwa unaingia katika maelezo, basi uwezo wa hatua ni sehemu tu ya msukumo wa ujasiri. Kwa uchunguzi wa kina wa vitabu vya kisayansi, unaweza kujua kwamba hii ni mabadiliko tu katika malipo ya membrane kutoka chanya hadi hasi, na kinyume chake. Ambapo msukumo wa neva unaeleweka kama mchakato changamano wa kimuundo na kielektroniki. Huenea kwenye utando wa niuroni kama wimbi linalosafiri la mabadiliko. Uwezekanovitendo ni sehemu ya umeme tu katika utungaji wa msukumo wa ujasiri. Inaangazia mabadiliko yanayotokea kwa malipo ya sehemu ya ndani ya utando.
Misukumo ya neva huzalishwa wapi?
Wanaanzia wapi safari yao? Jibu la swali hili linaweza kutolewa na mwanafunzi yeyote ambaye alisoma kwa bidii fiziolojia ya msisimko. Kuna chaguzi nne:
- Mwisho wa kipokezi cha dendrite. Ikiwa ipo (ambayo sio ukweli), basi uwepo wa kichocheo cha kutosha kinawezekana, ambacho kitaunda kwanza uwezo wa jenereta, na kisha msukumo wa ujasiri. Vipokezi vya uchungu hufanya kazi kwa njia sawa.
- Tando la sinepsi ya kusisimua. Kama sheria, hii inawezekana tu ikiwa kuna miwasho kali au muhtasari wao.
- Eneo la kianzishaji la Dentrid. Katika kesi hii, uwezo wa ndani wa kusisimua wa postsynaptic huundwa kama jibu kwa kichocheo. Ikiwa node ya kwanza ya Ranvier ni myelinated, basi ni muhtasari juu yake. Kutokana na kuwepo kwa sehemu ya utando pale, ambayo imeongeza unyeti, msukumo wa neva hutokea hapa.
- Axon hillock. Hili ndilo jina la mahali ambapo axon huanza. Kifusi ndicho kinachojulikana zaidi kuunda msukumo kwenye niuroni. Katika maeneo mengine yote ambayo yalizingatiwa hapo awali, kutokea kwao kuna uwezekano mdogo sana. Hii ni kutokana na ukweli kwamba hapa utando una unyeti ulioongezeka, pamoja na kiwango cha chini cha muhimu cha depolarization. Kwa hivyo, wakati muhtasari wa uwezo mwingi wa kusisimua wa postsynaptic unapoanza, hillock huipokea kwanza kabisa.
Mfano wa kueneza msisimko
Kusema kwa maneno ya matibabu kunaweza kusababisha kutoelewana kwa baadhi ya vipengele. Ili kuondokana na hili, ni thamani ya kupitia kwa ufupi ujuzi ulioelezwa. Hebu tuchukulie moto kama mfano.
Kumbuka taarifa za habari za msimu wa joto uliopita (pia zitasikika tena hivi karibuni). Moto unaenea! Wakati huo huo, miti na vichaka vinavyowaka hubakia mahali pao. Lakini mbele ya moto huenda zaidi na zaidi kutoka mahali ambapo moto ulikuwa. Mfumo wa neva hufanya kazi kwa njia sawa.
Mara nyingi ni muhimu kutuliza mfumo wa neva ambao umeanza kusisimuka. Lakini hii si rahisi kufanya, kama katika kesi ya moto. Kwa kufanya hivyo, hufanya uingiliaji wa bandia katika kazi ya neuron (kwa madhumuni ya dawa) au kutumia njia mbalimbali za kisaikolojia. Inaweza kulinganishwa na kumwaga maji kwenye moto.
