Bagaimanakah impuls saraf dihantar? Impuls saraf

Seseorang bertindak sebagai sejenis penyelaras dalam badan kita. Ia menghantar arahan dari otak ke otot, organ, tisu dan memproses isyarat yang datang daripadanya. Impuls saraf digunakan sebagai sejenis pembawa data. Apa dia? Pada kelajuan berapa ia berfungsi? Ini, serta beberapa soalan lain, boleh dijawab dalam artikel ini.

Apakah impuls saraf?

Ini adalah nama untuk gelombang pengujaan yang merebak di sepanjang gentian sebagai tindak balas kepada kerengsaan neuron. Terima kasih kepada mekanisme ini, maklumat dihantar dari pelbagai reseptor ke sistem saraf pusat. Dan daripada itu, seterusnya, kepada organ yang berbeza (otot dan kelenjar). Tetapi apakah proses ini mewakili pada tahap fisiologi? Mekanisme penghantaran impuls saraf ialah membran neuron boleh mengubah potensi elektrokimianya. Dan proses yang menarik minat kita berlaku di kawasan sinaps. Kelajuan impuls saraf boleh berbeza dari 3 hingga 12 meter sesaat. Kami akan membincangkannya dengan lebih terperinci, serta tentang faktor-faktor yang mempengaruhinya.

Kajian struktur dan kerja

Laluan impuls saraf pertama kali ditunjukkan oleh saintis Jerman E. Hering dan G. Helmholtz menggunakan contoh katak. Ia kemudiannya ditubuhkan bahawa isyarat bioelektrik merambat pada kelajuan yang ditunjukkan sebelum ini. Secara umum, ini mungkin terima kasih kepada pembinaan khas Dalam beberapa cara, mereka menyerupai kabel elektrik. Jadi, jika kita membuat persamaan dengannya, maka konduktor adalah akson, dan penebat adalah sarung myelin mereka (ia adalah membran sel Schwann, yang dililit dalam beberapa lapisan). Selain itu, kelajuan impuls saraf bergantung terutamanya pada diameter gentian. Faktor kedua yang paling penting ialah kualiti penebat elektrik. Dengan cara ini, badan menggunakan lipoprotein myelin sebagai bahan, yang mempunyai sifat dielektrik. Semua perkara lain adalah sama, semakin besar lapisannya, semakin cepat impuls saraf akan bergerak. Malah pada masa ini tidak boleh dikatakan bahawa sistem ini telah diterokai sepenuhnya. Banyak yang berkaitan dengan saraf dan impuls masih kekal sebagai misteri dan subjek penyelidikan.

Ciri-ciri struktur dan fungsi

Jika kita bercakap tentang laluan impuls saraf, perlu diperhatikan bahawa serat tidak diliputi sepanjang keseluruhannya. Ciri-ciri reka bentuk adalah sedemikian rupa sehingga keadaan semasa boleh dibandingkan dengan penciptaan gandingan seramik penebat yang diikat padat pada rod kabel elektrik (walaupun dalam kes ini pada akson). Akibatnya, terdapat kawasan elektrik kecil yang tidak bertebat dari mana arus ionik boleh mengalir keluar dengan mudah daripada akson ke persekitaran (atau sebaliknya). Ini merengsakan membran. Akibatnya, penjanaan berlaku di kawasan yang tidak terpencil. Proses ini dipanggil pemintasan Ranvier. Kehadiran mekanisme sedemikian membolehkan impuls saraf menyebar lebih cepat. Mari kita bercakap tentang ini dengan contoh. Oleh itu, kelajuan pengaliran impuls saraf dalam serat mielin tebal, diameternya berbeza antara 10-20 mikron, adalah 70-120 meter sesaat. Manakala bagi mereka yang mempunyai struktur suboptimum, angka ini adalah 60 kali ganda kurang!

Di manakah mereka dicipta?

Impuls saraf berasal dari neuron. Keupayaan untuk mencipta "mesej" sedemikian adalah salah satu sifat utama mereka. Impuls saraf memastikan penyebaran pantas isyarat serupa di sepanjang akson pada jarak yang jauh. Oleh itu, ini adalah cara badan yang paling penting untuk bertukar maklumat di dalamnya. Data mengenai kerengsaan dihantar dengan menukar kekerapannya. Sistem berkala yang kompleks beroperasi di sini, yang boleh mengira beratus-ratus impuls saraf dalam satu saat. Elektronik komputer berfungsi pada prinsip yang agak serupa, walaupun jauh lebih rumit. Jadi, apabila impuls saraf timbul dalam neuron, ia dikodkan dengan cara tertentu, dan hanya kemudian dihantar. Dalam kes ini, maklumat dikumpulkan ke dalam "pek" khas yang mempunyai nombor dan corak yang berbeza. Semua ini, disatukan, membentuk asas untuk aktiviti elektrik berirama otak kita, yang boleh direkodkan menggunakan electroencephalogram.

Jenis sel

Bercakap tentang urutan laluan impuls saraf, kita tidak boleh mengabaikan neuron yang melaluinya isyarat elektrik dihantar. Jadi, terima kasih kepada mereka, bahagian tubuh yang berlainan bertukar maklumat. Bergantung pada struktur dan fungsinya, tiga jenis dibezakan:

1. Reseptor (sensitif). Mereka mengekod dan berubah menjadi impuls saraf semua rangsangan suhu, kimia, bunyi, mekanikal dan cahaya.
2. Masukkan (juga dipanggil konduktor atau penutupan). Mereka berfungsi untuk memproses dan menukar impuls. Bilangan terbesar mereka terdapat dalam otak manusia dan saraf tunjang.
3. Efektor (motor). Mereka menerima arahan daripada sistem saraf pusat untuk melakukan tindakan tertentu (dalam cahaya matahari yang terang, tutup mata anda dengan tangan anda, dan sebagainya).

Setiap neuron mempunyai badan sel dan proses. Laluan impuls saraf melalui badan bermula dengan yang terakhir. Terdapat dua jenis pucuk:

1. Dendrit. Mereka diamanahkan dengan fungsi merasakan kerengsaan dari reseptor yang terletak pada mereka.
2. Akson. Terima kasih kepada mereka, impuls saraf dihantar dari sel ke organ kerja.

Bercakap tentang pengaliran impuls saraf oleh sel, sukar untuk tidak bercakap tentang satu perkara yang menarik. Jadi, apabila mereka berehat, maka, katakan, pam natrium-kalium terlibat dalam menggerakkan ion sedemikian rupa untuk mencapai kesan air tawar di dalam dan masin di luar. Disebabkan ketidakseimbangan yang terhasil, perbezaan potensi merentas membran boleh diperhatikan sehingga 70 milivolt. Sebagai perbandingan, ini adalah 5% daripada yang biasa Tetapi sebaik sahaja keadaan sel berubah, keseimbangan yang terhasil terganggu, dan ion mula bertukar tempat. Ini berlaku apabila laluan impuls saraf melaluinya. Oleh kerana tindakan aktif ion, tindakan ini juga dipanggil potensi tindakan. Apabila ia mencapai titik tertentu, proses terbalik bermula dan sel mencapai keadaan rehat.

Mengenai potensi tindakan

Bercakap tentang transformasi impuls saraf dan penyebarannya, perlu diingatkan bahawa ia boleh berjumlah sangat kecil milimeter sesaat. Kemudian isyarat dari tangan ke otak akan mengambil masa beberapa minit, yang jelas tidak baik. Di sinilah sarung myelin yang dibincangkan sebelum ini memainkan peranannya dalam meningkatkan potensi tindakan. Dan semua "pas"nya diletakkan sedemikian rupa sehingga ia hanya memberi kesan positif pada kelajuan penghantaran isyarat. Jadi, apabila impuls mencapai hujung bahagian utama satu badan akson, ia dihantar sama ada ke sel seterusnya atau (jika kita bercakap tentang otak) ke banyak cabang neuron. Dalam kes terakhir, prinsip yang sedikit berbeza berfungsi.

Bagaimanakah semuanya berfungsi dalam otak?

Mari kita bincangkan tentang urutan penghantaran impuls saraf yang berfungsi di bahagian terpenting sistem saraf pusat kita. Di sini, neuron dipisahkan dari jiran mereka oleh jurang kecil yang dipanggil sinaps. Potensi tindakan tidak boleh melaluinya, jadi ia mencari cara lain untuk sampai ke sel saraf seterusnya. Pada penghujung setiap proses terdapat kantung kecil yang dipanggil vesikel presinaptik. Setiap daripada mereka mengandungi sebatian khas - neurotransmitter. Apabila potensi tindakan tiba pada mereka, molekul dibebaskan dari kantung. Mereka menyeberangi sinaps dan melekat pada reseptor molekul khas yang terletak pada membran. Dalam kes ini, keseimbangan terganggu dan, mungkin, potensi tindakan baru muncul. Ini belum diketahui secara pasti; ahli neurofisiologi masih mengkaji isu itu hingga ke hari ini.

Kerja neurotransmitter

Apabila mereka menghantar impuls saraf, terdapat beberapa pilihan untuk apa yang akan berlaku kepada mereka:

1. Mereka akan meresap.
2. Akan mengalami kerosakan kimia.
3. Mereka akan kembali ke buih mereka (ini dipanggil tangkap semula).

Pada akhir abad ke-20, penemuan yang menakjubkan telah dibuat. Para saintis telah mengetahui bahawa ubat-ubatan yang mempengaruhi neurotransmiter (serta pelepasan dan pengambilan semulanya) secara radikal boleh mengubah keadaan mental seseorang. Sebagai contoh, beberapa antidepresan seperti Prozac menghalang pengambilan semula serotonin. Terdapat beberapa sebab untuk mempercayai bahawa kekurangan dopamin neurotransmitter otak adalah untuk dipersalahkan untuk penyakit Parkinson.

Kini para penyelidik yang mengkaji keadaan sempadan jiwa manusia cuba memikirkan bagaimana semua ini mempengaruhi minda manusia. Nah, buat masa ini kita tidak mempunyai jawapan kepada soalan asas sedemikian: apakah yang menyebabkan neuron mencipta potensi tindakan? Buat masa ini, mekanisme untuk "melancarkan" sel ini adalah rahsia kepada kami. Terutama menarik dari sudut pandangan teka-teki ini adalah kerja neuron di otak utama.

Ringkasnya, mereka boleh bekerja dengan beribu-ribu neurotransmitter yang dihantar oleh jiran mereka. Butiran mengenai pemprosesan dan penyepaduan jenis impuls ini hampir tidak diketahui oleh kami. Walaupun banyak kumpulan penyelidikan sedang mengusahakan perkara ini. Pada masa ini, kami telah mengetahui bahawa semua impuls yang diterima disepadukan, dan neuron membuat keputusan sama ada perlu untuk mengekalkan potensi tindakan dan menghantarnya lebih jauh. Fungsi otak manusia adalah berdasarkan proses asas ini. Nah, maka tidak hairanlah kita tidak tahu jawapan kepada teka-teki ini.

Beberapa ciri teori

Dalam artikel itu, "impuls saraf" dan "potensi tindakan" digunakan secara sinonim. Secara teori ini adalah benar, walaupun dalam beberapa kes adalah perlu untuk mengambil kira beberapa ciri. Jadi, jika anda pergi secara terperinci, potensi tindakan hanyalah sebahagian daripada impuls saraf. Dengan pemeriksaan terperinci buku saintifik, anda boleh mengetahui bahawa ini hanyalah nama untuk perubahan cas membran daripada positif kepada negatif, dan sebaliknya. Manakala impuls saraf difahami sebagai proses struktur-elektrokimia yang kompleks. Ia merebak merentasi membran neuron sebagai gelombang perubahan yang mengembara. Potensi tindakan hanyalah komponen elektrik impuls saraf. Ia mencirikan perubahan yang berlaku dengan caj kawasan tempatan membran.

Di manakah impuls saraf dicipta?

Di manakah mereka memulakan perjalanan mereka? Jawapan kepada soalan ini boleh diberikan oleh mana-mana pelajar yang telah mempelajari fisiologi rangsangan dengan tekun. Terdapat empat pilihan:

1. Hujung reseptor dendrit. Sekiranya ia wujud (yang bukan fakta), maka ada kemungkinan terdapat rangsangan yang mencukupi, yang mula-mula akan mewujudkan potensi penjana, dan kemudian impuls saraf. Reseptor kesakitan berfungsi dengan cara yang sama.
2. Membran sinaps pengujaan. Sebagai peraturan, ini hanya mungkin dengan kehadiran kerengsaan teruk atau penjumlahan mereka.
3. Zon pencetus dendritik. Dalam kes ini, potensi pascasinaptik rangsangan tempatan terbentuk sebagai tindak balas kepada rangsangan. Jika nod pertama Ranvier bermielin, maka ia disimpulkan di atasnya. Disebabkan kehadiran bahagian membran di sana yang telah meningkatkan sensitiviti, impuls saraf timbul di sini.
4. Axon hilllock. Ini adalah nama yang diberikan kepada tempat di mana akson bermula. Busut adalah yang paling kerap mencipta impuls pada neuron. Di semua tempat lain yang dianggap lebih awal, kejadiannya adalah lebih kecil kemungkinannya. Ini disebabkan oleh fakta bahawa di sini membran telah meningkatkan kepekaan, serta kepekaan yang berkurangan Oleh itu, apabila penjumlahan pelbagai potensi pascasinaptik yang menggembirakan bermula, bukit itu bertindak balas kepada mereka terlebih dahulu.

Contoh penyebaran pengujaan

Bercakap dalam istilah perubatan boleh menyebabkan salah faham tentang perkara tertentu. Untuk menghapuskan ini, adalah wajar untuk mengkaji secara ringkas pengetahuan yang dibentangkan. Mari kita ambil api sebagai contoh.

Ingat laporan berita dari musim panas lalu (anda juga boleh mendengarnya semula tidak lama lagi). Api sedang merebak! Pada masa yang sama, pokok dan semak yang terbakar kekal di tempatnya. Tetapi bahagian depan api bergerak semakin jauh dari tempat di mana kebakaran itu berada. Sistem saraf berfungsi dengan cara yang sama.

Selalunya perlu untuk menenangkan pengujaan sistem saraf yang telah bermula. Tetapi ini tidak begitu mudah untuk dilakukan, seperti dalam kes kebakaran. Untuk melakukan ini, gangguan buatan dibuat dalam fungsi neuron (untuk tujuan terapeutik) atau pelbagai cara fisiologi digunakan. Ini boleh dibandingkan dengan menuang air ke atas api.

Calon Sains Biologi L. Chailakhyan, penyelidik di Institut Biofizik Akademi Sains USSR

Pembaca majalah L. Gorbunova (kampung Tsybino, wilayah Moscow) menulis kepada kami: "Saya berminat dengan mekanisme penghantaran isyarat melalui sel saraf."

Pemenang Hadiah Nobel 1963 (dari kiri ke kanan): A. Hodgkin, E. Huxley, D. Eccles.

Idea saintis tentang mekanisme penghantaran impuls saraf baru-baru ini mengalami perubahan ketara. Sehingga baru-baru ini, pandangan Bernstein mendominasi sains.

Otak manusia, tanpa syak lagi, adalah pencapaian tertinggi alam. Satu kilogram tisu saraf mengandungi intipati keseluruhan orang, bermula dari peraturan fungsi penting - kerja jantung, paru-paru, saluran pencernaan, hati - dan berakhir dengan dunia rohaninya. Berikut adalah kebolehan berfikir kita, keseluruhan persepsi kita tentang dunia, ingatan, sebab, kesedaran diri kita, "I" kita. Mengetahui mekanisme bagaimana otak berfungsi ialah mengenali diri sendiri.

Matlamatnya hebat dan menggoda, tetapi objek penyelidikan adalah sangat kompleks. Bergurau sahaja, kilogram tisu ini mewakili sistem komunikasi yang kompleks antara berpuluh bilion sel saraf.

Walau bagaimanapun, langkah penting pertama ke arah memahami cara otak berfungsi telah pun diambil. Ia mungkin salah satu yang paling mudah, tetapi ia amat penting untuk semua yang berikut.

Maksud saya kajian tentang mekanisme penghantaran impuls saraf - isyarat berjalan di sepanjang saraf, seolah-olah melalui wayar. Isyarat inilah yang merupakan abjad otak, dengan bantuan deria menghantar maklumat-penghantaran tentang peristiwa di dunia luar ke sistem saraf pusat. Otak mengekod perintahnya kepada otot dan pelbagai organ dalaman dengan impuls saraf. Akhirnya, sel saraf individu dan pusat saraf bercakap bahasa isyarat ini.

Sel saraf - elemen utama otak - berbeza dari segi saiz dan bentuk, tetapi pada dasarnya ia mempunyai struktur tunggal. Setiap sel saraf terdiri daripada tiga bahagian: badan, gentian saraf panjang - akson (panjangnya pada manusia berkisar antara beberapa milimeter hingga satu meter) dan beberapa proses bercabang pendek - dendrit. Sel-sel saraf diasingkan antara satu sama lain oleh membran. Tetapi sel-sel masih berinteraksi antara satu sama lain. Ini berlaku di persimpangan sel; persimpangan ini dipanggil "sinaps". Pada sinaps, akson satu sel saraf dan badan atau dendrit sel lain bertemu. Lebih-lebih lagi, adalah menarik bahawa pengujaan boleh dihantar hanya dalam satu arah: dari akson ke badan atau dendrit, tetapi dalam kes tidak kembali. Sinaps adalah seperti kenotron: ia menghantar isyarat dalam satu arah sahaja.

Dalam masalah mengkaji mekanisme impuls saraf dan penyebarannya, dua soalan utama boleh dibezakan: sifat pengaliran impuls saraf atau pengujaan dalam satu sel - di sepanjang serat, dan mekanisme penghantaran impuls saraf dari sel ke sel - melalui sinaps.

Apakah sifat isyarat yang dihantar dari sel ke sel sepanjang gentian saraf?

Orang ramai telah lama berminat dengan masalah ini; Descartes menganggap bahawa penyebaran isyarat dikaitkan dengan pemindahan cecair melalui saraf, seolah-olah melalui tiub. Newton menganggap ia adalah proses mekanikal semata-mata. Apabila teori elektromagnet muncul, saintis memutuskan bahawa impuls saraf adalah analog dengan pergerakan arus melalui konduktor pada kelajuan yang hampir dengan kelajuan perambatan ayunan elektromagnet. Akhirnya, dengan perkembangan biokimia, satu sudut pandangan muncul bahawa pergerakan impuls saraf adalah penyebaran sepanjang gentian saraf tindak balas biokimia khas.

Namun tiada satu pun daripada idea ini menjadi kenyataan.

Pada masa ini, sifat impuls saraf telah didedahkan: ia adalah proses elektrokimia yang menghairankan halus, yang berdasarkan pergerakan ion melalui membran sel.

Kerja tiga saintis memberi sumbangan besar kepada penemuan sifat ini: Alan Hodgkin, profesor biofizik di Universiti Cambridge; Andrew Huxley, Profesor Fisiologi, Universiti London, dan John Eccles, Profesor Fisiologi, Universiti Canberra, Australia. Mereka dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Perubatan untuk tahun 1963.

Ahli fisiologi Jerman yang terkenal Bernstein adalah yang pertama mencadangkan sifat elektrokimia impuls saraf pada awal abad kita.

Menjelang awal abad kedua puluh, agak banyak yang diketahui tentang pengujaan saraf. Para saintis sudah tahu bahawa gentian saraf boleh teruja oleh arus elektrik, dan pengujaan sentiasa berlaku di bawah katod - di bawah tolak. Telah diketahui bahawa kawasan teruja saraf dikenakan secara negatif berhubung dengan kawasan tidak teruja. Telah didapati bahawa impuls saraf pada setiap titik berlangsung hanya 0.001-0.002 saat, bahawa magnitud pengujaan tidak bergantung pada kekuatan kerengsaan, sama seperti jumlah loceng di apartmen kami tidak bergantung pada seberapa keras kami menekan. butang. Akhirnya, saintis telah menetapkan bahawa pembawa arus elektrik dalam tisu hidup adalah ion; Lebih-lebih lagi, di dalam sel elektrolit utama adalah garam kalium, dan dalam cecair tisu - garam natrium. Di dalam kebanyakan sel, kepekatan ion kalium adalah 30-50 kali lebih tinggi daripada dalam darah dan dalam cecair antara sel yang mencuci sel.

Dan berdasarkan semua data ini, Bernstein mencadangkan bahawa membran sel saraf dan otot adalah membran separa telap khas. Ia hanya telap kepada ion K +; untuk semua ion lain, termasuk anion bercas negatif di dalam sel, laluan ditutup. Adalah jelas bahawa kalium, mengikut undang-undang penyebaran, akan cenderung meninggalkan sel, lebihan anion muncul di dalam sel, dan perbezaan potensi akan muncul pada kedua-dua belah membran: di luar - tambah (kation berlebihan), dalam - tolak (lebihan anion). Perbezaan potensi ini dipanggil potensi rehat. Oleh itu, semasa rehat, dalam keadaan tidak teruja, bahagian dalam sel sentiasa bercas negatif berbanding dengan larutan luar.

Bernstein mencadangkan bahawa pada saat pengujaan gentian saraf, perubahan struktur berlaku pada membran permukaan, liang-liangnya kelihatan meningkat, dan ia menjadi telap kepada semua ion. Dalam kes ini, secara semula jadi, perbezaan potensi hilang. Ini menyebabkan isyarat saraf.

Teori membran Bernstein dengan cepat mendapat pengiktirafan dan wujud selama lebih 40 tahun, sehingga pertengahan abad kita.

Tetapi sudah pada penghujung tahun 30-an, teori Bernstein menemui percanggahan yang tidak dapat diatasi. Ia telah mendapat tamparan hebat pada tahun 1939 oleh eksperimen halus Hodgkin dan Huxley. Para saintis ini adalah yang pertama mengukur nilai mutlak potensi membran gentian saraf semasa rehat dan semasa pengujaan. Ternyata apabila pengujaan, potensi membran tidak hanya berkurangan kepada sifar, tetapi melintasi sifar dengan beberapa puluh milivolt. Iaitu, bahagian dalam gentian berubah dari negatif kepada positif.

Tetapi ia tidak mencukupi untuk menggulingkan teori, kita mesti menggantikannya dengan yang lain: sains tidak bertolak ansur dengan kekosongan. Dan Hodgkin, Huxley, Katz pada 1949-1953 mencadangkan teori baru. Ia dipanggil natrium.

Di sini pembaca mempunyai hak untuk terkejut: sehingga kini tidak ada pembicaraan tentang natrium. Itulah keseluruhannya. Para saintis telah membuktikan dengan bantuan atom berlabel bahawa bukan sahaja ion kalium dan anion terlibat dalam penghantaran impuls saraf, tetapi juga ion natrium dan klorin.

Terdapat cukup ion natrium dan klorin dalam badan semua orang tahu bahawa darah terasa masin. Selain itu, terdapat 5-10 kali lebih banyak natrium dalam cecair antara sel berbanding di dalam serat saraf.

Apakah maksud ini? Para saintis telah mencadangkan bahawa apabila pengujaan, pada saat pertama, kebolehtelapan membran hanya kepada natrium meningkat dengan mendadak. Kebolehtelapan menjadi berpuluh kali ganda lebih besar daripada ion kalium. Dan kerana terdapat 5-10 kali lebih banyak natrium di luar daripada di dalam, ia akan cenderung untuk memasuki serabut saraf. Dan kemudian bahagian dalam serat akan menjadi positif.

Dan selepas beberapa lama - selepas pengujaan - keseimbangan dipulihkan: membran mula membenarkan ion kalium melaluinya. Dan mereka pergi ke luar. Oleh itu, mereka mengimbangi cas positif yang dimasukkan ke dalam gentian oleh ion natrium.

Ia sama sekali tidak mudah untuk mendapatkan idea seperti itu. Dan inilah sebabnya: diameter ion natrium dalam larutan adalah satu setengah kali lebih besar daripada diameter ion kalium dan klorin. Dan adalah tidak jelas bagaimana ion yang lebih besar melepasi di mana ion yang lebih kecil tidak boleh melepasi.

Ia adalah perlu untuk mengubah pandangan secara radikal mengenai mekanisme peralihan ion melalui membran. Adalah jelas bahawa penaakulan tentang liang dalam membran sahaja tidak mencukupi di sini. Dan kemudian idea dikemukakan bahawa ion boleh melintasi membran dengan cara yang sama sekali berbeza, dengan bantuan sekutu rahsia buat masa ini - molekul pembawa organik khas yang tersembunyi di dalam membran itu sendiri. Dengan bantuan molekul sedemikian, ion boleh melintasi membran di mana-mana, bukan hanya melalui liang. Selain itu, molekul teksi ini membezakan penumpang mereka dengan baik; ia tidak mengelirukan ion natrium dengan ion kalium.

Kemudian gambaran umum penyebaran impuls saraf akan kelihatan seperti ini. Semasa rehat, molekul pembawa, bercas negatif, ditekan ke sempadan luar membran oleh potensi membran. Oleh itu, kebolehtelapan natrium adalah sangat kecil: 10-20 kali lebih rendah daripada ion kalium. Kalium boleh melintasi membran melalui liang. Apabila gelombang pengujaan menghampiri, tekanan medan elektrik pada molekul pembawa berkurangan; mereka membuang "belenggu" elektrostatik mereka dan mula memindahkan ion natrium ke dalam sel. Ini mengurangkan lagi potensi membran. Terdapat sejenis proses rantaian mengecas semula membran. Dan proses ini terus merebak di sepanjang serabut saraf.

Menariknya, serabut saraf hanya menghabiskan kira-kira 15 minit sehari pada tugas utamanya - menghantar impuls saraf. Walau bagaimanapun, gentian bersedia untuk ini pada bila-bila masa: semua elemen serat saraf berfungsi tanpa gangguan - 24 jam sehari. Gentian saraf dalam pengertian ini adalah serupa dengan pesawat pemintas, yang enjinnya sentiasa berjalan untuk pelepasan segera, tetapi pelepasan itu sendiri hanya boleh berlaku sekali setiap beberapa bulan.

Kami kini telah berkenalan dengan separuh pertama tindakan misteri melepaskan impuls saraf - sepanjang satu serat. Bagaimanakah pengujaan dihantar dari sel ke sel, melalui persimpangan - sinaps? Persoalan ini diterokai dalam eksperimen cemerlang pemenang Nobel ketiga, John Eccles.

Pengujaan tidak boleh terus dipindahkan dari hujung saraf satu sel ke badan atau dendrit sel lain. Hampir semua arus mengalir melalui celah sinaptik ke dalam cecair luar, dan sebahagian kecil daripadanya memasuki sel jiran melalui sinaps, tidak dapat menyebabkan pengujaan. Oleh itu, di kawasan sinaps, kesinambungan elektrik dalam penyebaran impuls saraf terganggu. Di sini, di persimpangan dua sel, mekanisme yang sama sekali berbeza mula berkuat kuasa.

Apabila pengujaan menghampiri penghujung sel, tapak sinaps, bahan aktif fisiologi - mediator, atau perantara - dilepaskan ke dalam cecair antara sel. Mereka menjadi pautan dalam pemindahan maklumat dari sel ke sel. Mediator berinteraksi secara kimia dengan sel saraf kedua, mengubah kebolehtelapan ionik membrannya - seolah-olah menebuk lubang di mana banyak ion menyerbu, termasuk ion natrium.

Oleh itu, terima kasih kepada kerja Hodgkin, Huxley dan Eccles, keadaan sel saraf yang paling penting - pengujaan dan perencatan - boleh diterangkan dari segi proses ionik, dari segi penyusunan semula struktur dan kimia membran permukaan. Berdasarkan kerja-kerja ini, sudah mungkin untuk membuat andaian tentang kemungkinan mekanisme ingatan jangka pendek dan jangka panjang, dan tentang sifat plastik tisu saraf. Walau bagaimanapun, ini ialah perbualan tentang mekanisme dalam satu atau lebih sel. Ini hanya ABC otak. Nampaknya, peringkat seterusnya, mungkin lebih sukar, ialah penemuan undang-undang yang membina aktiviti penyelarasan beribu-ribu sel saraf, pengiktirafan bahasa yang dituturkan oleh pusat saraf sesama mereka.

Dalam pengetahuan kita tentang cara otak berfungsi, kita kini berada di tahap kanak-kanak yang telah mempelajari huruf abjad, tetapi tidak tahu bagaimana untuk menyambungkannya ke dalam perkataan. Walau bagaimanapun, masanya tidak lama apabila saintis, menggunakan kod - tindakan biokimia asas yang berlaku dalam sel saraf, akan membaca dialog yang paling menarik antara pusat saraf otak.

Penerangan terperinci tentang ilustrasi

Idea saintis tentang mekanisme penghantaran impuls saraf baru-baru ini mengalami perubahan ketara. Sehingga baru-baru ini, pandangan Bernstein mendominasi sains. Pada pendapat beliau, dalam keadaan rehat (1) serabut saraf bercas positif di luar dan negatif di dalam. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa hanya ion kalium bercas positif (K +) boleh melalui liang di dinding gentian; Anion bercas negatif yang besar (A –) terpaksa kekal di dalam dan menghasilkan lebihan cas negatif. Pengujaan (3) menurut Bernstein dikurangkan kepada kehilangan perbezaan potensi, yang disebabkan oleh fakta bahawa saiz liang meningkat, anion keluar dan menyamakan keseimbangan ionik: bilangan ion positif menjadi sama dengan bilangan negatif satu. Hasil kerja pemenang Hadiah Nobel 1963 A. Hodgkin, E. Huxley dan D. Eccles mengubah idea kami sebelum ini. Telah terbukti bahawa ion natrium positif (Na +), ion klorin negatif (Cl –) dan molekul pembawa bercas negatif turut terlibat dalam pengujaan saraf. Keadaan rehat (3) terbentuk pada prinsipnya dengan cara yang sama seperti yang difikirkan sebelum ini: lebihan ion positif berada di luar serat saraf, lebihan negatif berada di dalam. Walau bagaimanapun, telah ditetapkan bahawa apabila pengujaan (4), bukan penyamaan cas yang berlaku, tetapi pengecasan semula: lebihan ion negatif terbentuk di luar, dan lebihan ion positif di dalam. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa apabila teruja, molekul pembawa mula mengangkut ion natrium positif melalui dinding. Oleh itu, impuls saraf (5) ialah cas semula lapisan berkembar elektrik yang bergerak di sepanjang gentian. Dan dari sel ke sel, pengujaan dihantar oleh sejenis bahan kimia "battering ram" (6) - molekul asetilkolin, yang membantu ion menembusi dinding serat saraf jiran.

Maklumat dipindahkan antara neuron seperti arus dalam wayar. Impuls elektrik dihantar dari sel ke sel, dari dendrit di mana ia berasal ke akson yang melaluinya. Tetapi terdapat juga perbezaan dari rangkaian elektrik - impuls dihantar bukan melalui elektron, tetapi melalui ion.

Sinaps

Walaupun bilangannya besar, neuron tidak pernah menyentuh satu sama lain. Tetapi impuls elektrik tidak boleh dihantar melainkan terdapat sentuhan fizikal. Oleh itu, mesej yang dihantar dari neuron ke neuron mesti ditukar daripada elektrik kepada bentuk lain. Sistem saraf menggunakan bahan kimia untuk menghantar maklumat antara neuron.

Sinaps ialah titik hubungan antara dua neuron atau antara neuron dan sel yang menerima isyarat.

Ruang sinaptik mempunyai bentuk celah. Apabila impuls elektrik tiba di neuron, ia membebaskan molekul kimia yang dipanggil neurotransmitter dari sinaps. Melalui penyebaran, mereka bergerak merentasi celah sinaptik dan memasuki reseptor neuron lain yang direka khas untuk mereka. Akibatnya, satu lagi impuls elektrik berlaku.

Dua jenis neurotransmitter

Otak menghasilkan kira-kira lima puluh jenis neurotransmitter, yang boleh dibahagikan kepada dua jenis. Pengantara pengujaan menyumbang kepada penjanaan impuls saraf. Neurotransmiter perencatan, sebaliknya, memperlahankan kejadiannya. Dalam kebanyakan kes, neuron mengeluarkan hanya satu jenis neurotransmitter.

Had pengujaan

Setiap neuron mampu menerima ratusan mesej sesaat. Dia menilai tahap kepentingannya dan membuat analisis awal mengenainya. Dalam neuron, impuls rangsangan ditambah dan impuls perencatan ditolak. Untuk neuron menjana impulsnya sendiri, jumlah yang terhasil mestilah lebih besar daripada nilai tertentu.

Peranan Pengulangan

Idea yang sama, kenangan yang sama membakar neuron dan sinaps yang sama. Sinaps yang kerap digunakan berfungsi lebih cepat. Oleh itu, kita cepat mengingati apa yang telah kita lihat atau ulang beberapa kali. Walau bagaimanapun, sambungan ini boleh hilang jika ia tidak cukup digunakan, dan sambungan baharu boleh muncul di tempatnya.

Sel glial

Satu lagi jenis sel saraf ialah sel glial. Terdapat 10 kali lebih banyak daripada neuron itu sendiri. Mereka dipanggil "jururawat neuron" kerana mereka menyumbang kepada pemakanan mereka, penyingkiran bahan buangan mereka dan perlindungan daripada musuh luar. Tetapi penyelidikan terkini menunjukkan bahawa mereka diperlukan untuk lebih daripada sekadar menjaga neuron. Nampaknya, mereka juga terlibat dalam pemprosesan maklumat, di samping itu, mereka perlu untuk fungsi ingatan!

Serabut saraf

Proses neuron dikelilingi oleh membran dan digabungkan menjadi berkas yang dipanggil gentian saraf. Bilangan serabut saraf dalam pelbagai saraf adalah antara 10 2 hingga 10 5.

Sarung gentian saraf terdiri daripada sel glial dan memudahkan laluan impuls saraf ke seluruh badan. Ia dipanggil sarung myelin.

Peranan hormon dalam fungsi otak

Untuk bertukar maklumat, otak menggunakan sebatian kimia khas - hormon. Sebahagian daripadanya dihasilkan oleh otak itu sendiri, dan sebahagian lagi oleh kelenjar endokrin. Hormon menyebabkan pelbagai tindak balas fisiologi.

3. OTAK MANUSIA

Lapisan luar otak terdiri daripada dua hemisfera serebrum, yang menyembunyikan pembentukan yang lebih dalam. Permukaan hemisfera ditutup dengan alur dan belitan, yang meningkatkan permukaannya.

Bahagian utama otak

Otak manusia boleh dibahagikan secara kasar kepada tiga bahagian utama:

otak depan

batang otak

cerebellum

Jirim kelabu dan putih

Jirim otak terdiri daripada kawasan kelabu dan putih. Kawasan kelabu ialah gugusan neuron. Terdapat lebih daripada 100 bilion daripada mereka, dan merekalah yang memproses maklumat. Bahan putih otak terdiri daripada akson. Melalui mereka, maklumat dihantar yang diproses oleh neuron. Bahagian dalam saraf tunjang juga mengandungi bahan kelabu.

Pemakanan otak

Otak memerlukan nutrisi untuk berfungsi dengan baik. Tidak seperti sel lain dalam badan, sel otak hanya boleh memproses glukosa. Otak juga memerlukan oksigen. Tanpanya, mitokondria tidak akan dapat menghasilkan tenaga yang mencukupi. Tetapi oleh kerana darah membekalkan glukosa dan oksigen ke otak, untuk mengekalkan kesihatan otak, tiada apa yang harus mengganggu aliran darah normal. Jika darah berhenti mengalir ke otak, dalam masa sepuluh saat orang itu hilang kesedaran. Walaupun berat otak hanya 2.5% daripada berat badan, ia sentiasa menerima 20% daripada darah yang beredar di dalam badan dan jumlah oksigen yang sepadan, siang dan malam.

Apakah impuls saraf

Alam semula jadi sangat mudah.
Jika tidak, tiada apa yang akan berfungsi.
Terdapat banyak kesederhanaan ini.
Oleh itu semua kesukaran.

Walaupun hari ini banyak yang diketahui tentang otak dan strukturnya, persoalan utamanya ialah: "Bagaimana ia berfungsi?" tiada jawapan lagi. Otak kelihatan kepada kita sebagai kotak hitam, input yang melalui reseptor - organ deria - menerima isyarat "beberapa" yang mencerminkan keadaan dunia luar, dan otak, seterusnya, memprosesnya, menyimpan dan menghantar "beberapa ” perintah kawalan kepada organ pekerja (eksekutif).

Soalan yang tidak dijawab kekal tentang cara maklumat ini dipaparkan, dirakam (ditangkap) dan diambil semula.

Tetapi, walau bagaimanapun, Sains tidak berdiam diri, dan saintis telah membuat kemajuan yang ketara dalam penyelidikan otak.

Terdapat idea tentang bagaimana neuron berfungsi, terdapat percubaan untuk membina model logik bagaimana otak berfungsi. Benar, adalah wajar menyentuh isu pemindahan maklumat antara neuron dan kami segera menemui petunjuk mengelak sederhana tentang kaedah tertentu untuk menghantar pengujaan, kaedah kimia dan elektrik penghantaran isyarat. Sifat elektrik impuls saraf disebut, seolah-olah sedang berlalu.

Kekurangan spesifik memberikan ruang untuk imaginasi mistik dan pseudo-saintifik. Oleh itu, untuk memahami kesan biofizikal dalam otak, percubaan sentiasa dibuat untuk memperkenalkan postulat baru, contohnya, tentang kehadiran dalam sifat daya penting atau medan kilasan tertentu.

Jadi, model moden bagaimana otak berfungsi.
Hari ini diketahui dengan pasti bahawa otak terdiri daripada sejumlah besar elemen logik individu - neuron. Setiap neuron boleh teruja dengan isyarat yang tiba pada inputnya ( akson) daripada keluaran ( dendrit) neuron lain yang bersambung terus kepadanya. Setelah teruja, neuron ini berada dalam keadaan teruja (!!! dan tidak dicas) dan menghantar pengujaan melalui outputnya kepada input unsur logik berikut - neuron.

Neuron– sel saraf khusus dengan membrannya sendiri, satu set organel intraselular dan neurofibril. Proses paksi panjang-akson dan dendrit bercabang pendek memanjang dari badannya. Dendrit yang menerima impuls saraf dari neuron lain memindahkannya ke akson, di mana pengujaan merebak tanpa pengecilan ke neuron atau efektor lain - pelbagai jenis organ eksekutif (kelenjar, otot, dll.). Kamus - Buku Panduan Entomologi Saya juga akan menyerlahkan sinaps. Sinaps- tapak sentuhan antara dua neuron atau antara neuron dan sel efektor yang menerima isyarat. Berfungsi untuk menghantar impuls saraf antara dua sel.

Ini boleh dikatakan semua yang sains tahu tentang cara neuron berfungsi. Semua pengetahuan lain datang kepada klasifikasi neuron mengikut jenis, saiz, bilangan ekor dan sifat lain yang sangat penting. Dan sudah tentu, sejumlah besar kesimpulan dibuat berdasarkan idea yang pada dasarnya salah tentang sifat elektrik impuls saraf.

Sekarang mari kita buat dua andaian.
Pertama– maklumat (pengujaan) dari neuron ke neuron dihantar dalam bentuk gelombang akustik (bunyi).
Kedua– neuron ialah sistem berayun tunggal (litar berayun) dan mampu menala kepada satu atau lebih frekuensi resonans dan berada dalam keadaan berayun sendiri, dengan itu memastikan hafalan (penyimpanan) maklumat.
Kemudian impuls saraf tidak lebih daripada gelombang akustik yang dihantar sepanjang dendrit dan akson neuron. Badan neuron itu sendiri mewakili litar berayun akustik atau resonator, yang, dalam hal penghantaran maklumat, mampu memodulasi impuls saraf yang melaluinya, dan dalam hal menyimpan maklumat, berada dalam keadaan berayun sendiri pada frekuensi tertentu. Atau, katakan, untuk melaksanakan fungsi rakaman, sel menukar parameter resonansnya dan terus kekal tenang, dan bertindak balas hanya apabila ditangani.

Mari kita lihat bagaimana ini semua berfungsi menggunakan contoh RAJAH......

R1-Rn - reseptor. Maklumat daripada reseptor melalui input - dendrit, melalui badan neuron ke output - akson. Tugas sistem saraf adalah untuk menyampaikan maklumat dari reseptor ke otak. Dalam litar termudah yang ditunjukkan dalam Rajah 1, ini hanya mungkin jika isyarat boleh dibezakan secara individu. Iaitu, isyarat keluaran membawa maklumat tentang reseptor khusus dari mana impuls saraf bermula. Mari kita anggap bahawa dalam kes kita, impuls saraf berbeza dalam kekerapan.

Sekarang mari kita jadikan tugas itu lebih sukar. Mari kita anggap bahawa impuls saraf dihantar dari reseptor melalui urutan neuron, contohnya dua. lihat Rajah.2.
Dalam contoh ini, impuls saraf pada output litar mesti mengandungi maklumat bukan sahaja tentang reseptor dari mana ia datang, tetapi juga tentang semua neuron yang melaluinya ia dihantar. Ia boleh diandaikan bahawa setiap neuron yang terlibat dalam penghantaran impuls membawa komponen maklumatnya sendiri kepadanya. Sebagai contoh, modulasi isyarat frekuensi yang datang dari reseptor.

Semua impuls saraf adalah unik, seperti kod bar pada barangan di pasar raya, seperti cap jari. Ia unik dan membawa maklumat tentang fakta kerengsaan reseptor dan laluan yang dilalui.
Berjuta-juta impuls saraf mengalir melalui sistem saraf manusia setiap saat. Skim yang dicadangkan di atas membolehkan kami menerangkan bagaimana impuls yang berbeza boleh dihantar sepanjang saluran saraf yang sama, dan bagaimana perkhidmatan pengedaran impuls boleh berfungsi.

Apakah andaian sedemikian memberitahu kita?

• Pertama, idea akustik memberi kita lebih atau kurang munasabah, dari sudut pandangan fizik, teori pemindahan maklumat dalam organisma hidup.
• Kedua, ia menerangkan bagaimana maklumat disimpan di dalam otak.
• Ketiga, ia memungkinkan untuk menerangkan fenomena kehidupan yang tidak dapat difahami pada masa ini, dan menyediakan alat untuk pengetahuan diri.
• Keempat, ini adalah paradigma baru dalam perubatan, terutamanya dalam terapi.

Soalan retorik: apakah punca penyakit, patologi organ atau patologi isyarat yang mengawal organ? Secara teorinya, kedua-duanya adalah mungkin, dan dengan kebarangkalian yang sama. Jadi apakah terapi moden merawat (pembedahan lebih jelas)? Dan mungkin plasebo dan homeopati, yang ditertawakan oleh doktor "sebenar" dengan sopan, bukanlah kebodohan sedemikian berdasarkan hipnosis diri pesakit, tetapi rawatan tepat dengan melaraskan sistem kawalan. Rawatan adalah tidak langsung, melalui fungsi luaran otak, tetapi bagaimana jika rawatan boleh dilakukan melalui. Sebagai contoh, mari kita ingat perangsang jantung berkuasa bateri moden. Dan jika anda merangsang jantung bukan dengan impuls elektrik mengikut prinsip " ", tetapi dengan isyarat kawalan (gelombang akustik) yang berlaku secara semula jadi. Mungkin kemudian tidak ada keperluan untuk pembedahan; ia cukup untuk menggunakan penjana akustik ke mana-mana bahagian badan atau mana-mana neuron dan isyarat akan menemui sasarannya sendiri.

IMPULSI SARAF(lat. nervus nerve; lat. impulsus blow, push) - gelombang pengujaan yang merebak di sepanjang serabut saraf; unit pengujaan penyebaran.

N. dan. memastikan penghantaran maklumat daripada reseptor ke pusat saraf dan daripadanya ke organ eksekutif - otot rangka, otot licin organ dalaman dan saluran darah, kelenjar endokrin dan eksokrin, dsb.

Maklumat kompleks tentang kerengsaan yang menjejaskan badan dikodkan dalam bentuk kumpulan berasingan N. dan.-siri. Menurut undang-undang "Semua atau tiada apa-apa" (lihat), amplitud dan tempoh individu N. dan melalui gentian yang sama adalah malar, dan kekerapan dan bilangan N. dan. dalam siri bergantung kepada keamatan kerengsaan. Kaedah penghantaran maklumat ini adalah yang paling tahan hingar, iaitu, ia tidak bergantung dalam julat yang luas pada keadaan gentian pengalir.

Taburan N. dan. dikenal pasti dengan pengaliran potensi tindakan (lihat potensi bioelektrik). Kejadian pengujaan boleh menjadi akibat kerengsaan (lihat), contohnya, kesan cahaya pada reseptor visual, bunyi pada reseptor pendengaran, atau proses yang berlaku dalam tisu (kejadian spontan N. dan.). Dalam kes ini, N. dan. memastikan kerja organ yang diselaraskan semasa menjalankan sebarang proses fisiologi (contohnya, dalam proses pernafasan, N. dan. menyebabkan penguncupan otot rangka dan diafragma, mengakibatkan penyedutan dan hembusan nafas, dsb.).

Dalam organisma hidup, pemindahan maklumat juga boleh dilakukan secara humor, melalui pelepasan hormon, mediator, dan lain-lain ke dalam aliran darah Walau bagaimanapun, kelebihan maklumat yang dihantar menggunakan N. dan ia lebih disasarkan dengan cepat dan boleh dikodkan dengan lebih tepat daripada isyarat yang dihantar oleh sistem humoral.

Hakikat bahawa batang saraf adalah laluan di mana pengaruh dihantar dari otak ke otot dan ke arah yang bertentangan diketahui pada zaman dahulu. Pada Zaman Pertengahan dan sehingga pertengahan abad ke-17. dipercayai bahawa bahan tertentu, serupa dengan cecair atau api, merebak di sepanjang saraf. Idea sifat elektrik N. dan. timbul pada abad ke-18. Kajian pertama fenomena elektrik dalam tisu hidup yang berkaitan dengan kemunculan dan penyebaran pengujaan telah dijalankan oleh L. Galvani. G. Helmholtz menunjukkan bahawa kelajuan perambatan N. dan., yang sebelum ini dianggap hampir dengan kelajuan cahaya, mempunyai nilai terhingga dan boleh diukur dengan tepat. Hermann (L. Hermann) memperkenalkan konsep potensi tindakan ke dalam fisiologi. Penjelasan tentang mekanisme kejadian dan pengaliran pengujaan menjadi mungkin selepas penciptaan teori pemisahan elektrolitik oleh S. Arrhenius. Selaras dengan teori ini, Bernstein (J. Bernstein) mencadangkan agar kemunculan dan pelaksanaan N. dan. disebabkan oleh pergerakan ion antara gentian saraf dan persekitaran. Inggeris penyelidik A. Hodgkin, B. Katz dan E. Huxley mengkaji secara terperinci arus ionik transmembran yang mendasari perkembangan potensi tindakan. Kemudian, mekanisme operasi saluran ion, di mana ion ditukar antara akson dan persekitaran, dan mekanisme yang memastikan keupayaan gentian saraf untuk menjalankan siri N. dan. irama dan tempoh yang berbeza.

N. dan. merebak disebabkan oleh arus tempatan yang timbul di antara bahagian serabut saraf yang teruja dan tidak teruja. Arus yang meninggalkan gentian keluar di bahagian rehat berfungsi sebagai rangsangan. Refraktori yang berlaku selepas pengujaan di kawasan tertentu serat saraf menentukan pergerakan ke hadapan N. dan.

Hubungan antara fasa pembangunan potensi tindakan yang berbeza boleh dicirikan secara kuantitatif dengan membandingkannya dalam amplitud dan tempoh dari semasa ke semasa. Jadi, sebagai contoh, untuk gentian saraf bermielin kumpulan A dalam mamalia, diameter gentian berada dalam julat 1-22 mikron, kelajuan pengaliran ialah 5-120 m/s, tempoh dan amplitud bahagian voltan tinggi ( puncak atau spike) ialah 0.4-0 ms dan 100-120 mv, masing-masing, kesan potensi negatif - 12-20 ms (3-5% daripada amplitud spike), kesan potensi positif - 40-60 ms (0.2% daripada amplitud spike).

Kemungkinan untuk menghantar pelbagai maklumat diperluaskan dengan meningkatkan kadar perkembangan potensi tindakan, kelajuan pembiakan, dan juga dengan meningkatkan labiliti (lihat) - iaitu, keupayaan pembentukan teruja untuk menghasilkan semula irama pengujaan yang tinggi setiap unit masa.

Ciri khusus penyebaran N. dan. dikaitkan dengan struktur gentian saraf (lihat). Teras gentian (axoplasma) mempunyai rintangan yang rendah dan, oleh itu, kekonduksian yang baik, dan membran plasma yang mengelilingi axoplasma mempunyai rintangan yang tinggi. Rintangan elektrik lapisan luar sangat tinggi dalam gentian bermielin, di mana hanya nod Ranvier bebas daripada sarung mielin yang tebal. Dalam gentian bukan mielin N. dan. bergerak secara berterusan, dan dalam myelin - secara spasmodik (pengaliran garam).

Terdapat perambatan decremental dan bukan decremental bagi gelombang pengujaan. Pengaliran penurunan, iaitu pengaliran pengujaan dengan kepupusan, diperhatikan dalam gentian yang tidak bermielin. Dalam gentian tersebut kelajuan pengaliran N. dan. adalah kecil dan apabila anda menjauh dari tempat kerengsaan, kesan kerengsaan arus tempatan secara beransur-ansur berkurangan sehingga kepupusan sepenuhnya. Pengaliran penurunan adalah ciri gentian yang mempersarafi organ dalaman yang mempunyai fungsi dan mobiliti yang rendah. Pengaliran tanpa pengurangan adalah ciri gentian bermielin dan bukan bermielin yang menghantar isyarat kepada organ yang sangat responsif (contohnya, otot jantung). Apabila menjalankan N. bukan penurunan dan. pergi sepanjang jalan dari tempat kerengsaan ke tempat pelaksanaan maklumat tanpa pengecilan.

Kelajuan maksimum pengaliran saraf yang direkodkan dalam gentian saraf pengalir cepat mamalia ialah 120 m/s. Halaju pengaliran impuls yang tinggi boleh dicapai dengan meningkatkan diameter gentian saraf (untuk gentian tidak bermielin) atau dengan meningkatkan tahap mielin. Pengagihan N. tunggal dan. dengan sendirinya tidak memerlukan perbelanjaan tenaga langsung, kerana pada tahap polarisasi membran tertentu, setiap bahagian gentian saraf berada dalam keadaan bersedia untuk pengaliran dan rangsangan yang menjengkelkan memainkan peranan sebagai "pencetus". Walau bagaimanapun, memulihkan keadaan awal gentian saraf dan mengekalkannya dalam kesediaan untuk N. dan baru. dikaitkan dengan perbelanjaan tenaga dalam tindak balas biokimia yang berlaku dalam gentian saraf. Proses pemulihan menjadi sangat penting dalam kes menjalankan siri N. dan. Apabila melakukan pengujaan berirama (siri impuls) dalam gentian saraf, pengeluaran haba dan penggunaan oksigen kira-kira dua kali ganda, fosfat bertenaga tinggi digunakan dan aktiviti Na,K-ATPase meningkat, yang dikenal pasti dengan pam natrium. Perubahan dalam keamatan pelbagai proses fizikal dan kimia. dan proses biokimia bergantung pada sifat pengujaan berirama (tempoh siri impuls dan kekerapan pengulangannya) dan physiol, keadaan saraf. Apabila menjalankan sejumlah besar N. dan. pada irama yang tinggi, "hutang metabolik" boleh terkumpul dalam gentian saraf (ini dicerminkan dalam peningkatan jumlah potensi jejak), dan kemudian proses pemulihan ditangguhkan. Tetapi walaupun dalam keadaan ini, keupayaan gentian saraf untuk menjalankan N. dan. kekal tidak berubah untuk masa yang lama.

Pemindahan N. dan. daripada gentian saraf kepada gentian otot atau beberapa efektor lain dijalankan melalui sinaps (lihat). Dalam vertebrata, dalam kebanyakan kes, pemindahan pengujaan kepada effector berlaku melalui pembebasan asetilkolin (sinaps neuromuskular otot rangka, sambungan sinaptik dalam jantung, dll.). Sinaps sedemikian dicirikan oleh pengaliran impuls berat sebelah dan kehadiran kelewatan masa dalam penghantaran pengujaan.

Dalam sinaps, dalam celah sinaptik yang terdapat sedikit rintangan kepada arus elektrik kerana kawasan permukaan yang bersentuhan yang besar, penghantaran pengujaan elektrik berlaku. Tiada kelewatan sinaptik dalam pengaliran mereka dan pengaliran dua hala adalah mungkin. Sinaps sedemikian adalah ciri haiwan invertebrata.

Pendaftaran N. dan. telah menemui aplikasi yang meluas dalam biol, penyelidikan dan baji, amalan. Untuk rakaman, gelung dan, lebih kerap, osiloskop katod digunakan (lihat Osilografi). Menggunakan teknologi mikroelektrod (lihat kaedah penyelidikan Mikroelektrod), N. dan. dalam formasi tunggal yang boleh dirangsang - neuron dan akson. Kemungkinan untuk mengkaji mekanisme kejadian dan penyebaran N. dan. berkembang dengan ketara selepas pembangunan kaedah penetapan berpotensi. Kaedah ini digunakan untuk mendapatkan data asas mengenai arus ionik (lihat potensi Bioelektrik).

Pelanggaran pengaliran N. dan. berlaku apabila batang saraf rosak, contohnya, akibat kecederaan mekanikal, mampatan akibat pertumbuhan tumor atau semasa proses keradangan. Pelanggaran N. dan. selalunya tidak dapat dipulihkan. Akibat pemberhentian pemuliharaan mungkin gangguan fungsian dan trofik yang teruk (contohnya, atrofi otot rangka bahagian kaki selepas pemberhentian bekalan N. akibat kecederaan tidak dapat dipulihkan pada batang saraf). Pemberhentian boleh balik N. dan. mungkin disebabkan khusus untuk tujuan terapeutik. Sebagai contoh, dengan bantuan anestetik mereka menyekat impuls yang datang daripada reseptor sakit dalam c. n. Dengan. Pemberhentian boleh balik N. dan. sekatan novocaine juga menyebabkan. Pemberhentian sementara penghantaran N. dan. sepanjang konduktor saraf juga diperhatikan semasa anestesia am.

Bibliografi: Brezhe M. A. Aktiviti elektrik sistem saraf, trans. daripada English, M., 1979; Zhukov E.K. Esei mengenai fisiologi neuromuskular, JI., 1969; K o n e l dan K. Proses pemulihan dan metabolisme dalam saraf, dalam buku: Sovr, probl. biofizik, trans. daripada bahasa Inggeris, ed. G. M. Frank dan A. G. Pasynsky, jilid 2, hlm. 211, M., 1961;

Kostyuk P. G. Fisiologi sistem saraf pusat, Kyiv, 1977; Latma-nizova JI. V. Essay on the physiology of excitation, M., 1972; Fisiologi umum sistem saraf, ed. P. G. Kostyuk, JI., 1979; T a s a k i I. Pengujaan saraf, trans. daripada English, M., 1971; Hodgkin A. Impuls saraf, trans. daripada English, M., 1965; Khodorov B. I. Fisiologi am membran yang boleh dirangsang, M., 1975.