Je, msukumo wa neva hupitishwaje? Msukumo wa neva

Mtu hufanya kama aina ya mratibu katika mwili wetu. Inapeleka amri kutoka kwa ubongo hadi kwa misuli, viungo, tishu na michakato ya ishara kutoka kwao. Msukumo wa neva hutumiwa kama aina ya carrier wa data. Yeye ni nini? Inafanya kazi kwa kasi gani? Haya, pamoja na idadi ya maswali mengine, yanaweza kujibiwa katika makala hii.

Msukumo wa neva ni nini?

Hili ni jina la wimbi la msisimko ambalo huenea kando ya nyuzi kama jibu kwa kuwasha kwa 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 mchakato huu unawakilisha nini katika kiwango cha kisaikolojia? Utaratibu wa maambukizi ya msukumo wa ujasiri ni kwamba utando wa neuroni unaweza kubadilisha uwezo wao wa electrochemical. Na mchakato unaotuvutia unatokea katika eneo la synapses. Kasi ya msukumo wa ujasiri inaweza kutofautiana kutoka mita 3 hadi 12 kwa pili. Tutazungumza juu yake kwa undani zaidi, na pia juu ya sababu zinazoathiri.

Utafiti wa muundo na kazi

Kifungu cha msukumo wa ujasiri kilionyeshwa kwanza na wanasayansi wa Ujerumani E. Hering na G. Helmholtz kwa kutumia mfano wa chura. Kisha ilianzishwa kuwa ishara ya bioelectric inaenea kwa kasi iliyoonyeshwa hapo awali. Kwa ujumla, hii inawezekana shukrani kwa ujenzi maalum.Kwa namna fulani, wanafanana 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. Jambo la pili muhimu zaidi ni ubora wa insulation ya umeme. Kwa njia, mwili hutumia lipoprotein myelin kama nyenzo, ambayo ina mali ya dielectric. Vitu vingine vyote vikiwa sawa, safu yake kubwa zaidi, msukumo wa ujasiri wa kasi utasafiri. Hata kwa sasa haiwezi kusema kuwa mfumo huu umechunguzwa kikamilifu. Mengi yanayohusiana na mishipa ya fahamu na msukumo bado yanabaki kuwa fumbo na somo la utafiti.

Vipengele vya muundo na utendaji

Ikiwa tunazungumzia juu ya njia ya msukumo wa ujasiri, ni lazima ieleweke kwamba fiber haipatikani kwa urefu wake wote. Vipengele vya muundo ni kwamba hali ya sasa inaweza kulinganishwa vyema na uundaji wa viunganisho vya kauri vya kuhami ambavyo vimefungwa kwa nguvu kwenye fimbo ya kebo ya umeme (ingawa katika kesi hii kwenye axon). Matokeo yake, kuna maeneo madogo ya umeme yasiyo ya maboksi ambayo mkondo wa ionic unaweza kutiririka kwa urahisi kutoka kwa axon hadi kwenye mazingira (au kinyume chake). Hii inakera utando. Matokeo yake, kizazi husababishwa katika maeneo ambayo hayajatengwa. Utaratibu huu unaitwa kutekwa kwa Ranvier. Uwepo wa utaratibu huo inaruhusu 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 inatofautiana kati ya microns 10-20, ni mita 70-120 kwa pili. Wakati kwa wale ambao wana muundo mdogo, takwimu hii ni mara 60 chini!

Wameumbwa wapi?

Misukumo ya neva hutoka kwenye nyuroni. Uwezo wa kuunda "ujumbe" kama huo ni moja ya mali zao kuu. Msukumo wa ujasiri huhakikisha uenezi wa haraka wa ishara zinazofanana kwenye axoni kwa umbali mrefu. Kwa hiyo, hii ndiyo njia muhimu zaidi ya mwili kwa kubadilishana habari ndani yake. Data juu ya kuwasha hupitishwa kwa kubadilisha mzunguko wao. Mfumo tata wa majarida hufanya kazi hapa, ambayo inaweza kuhesabu mamia ya msukumo wa ujasiri katika sekunde moja. Umeme wa kompyuta hufanya kazi kwa kanuni inayofanana, ingawa ni ngumu zaidi. Kwa hivyo, wakati msukumo wa ujasiri unapotokea kwenye neurons, huwekwa kwa njia fulani, na kisha tu hupitishwa. Katika kesi hii, habari imejumuishwa katika "pakiti" maalum, ambazo zina idadi tofauti na mifumo. Haya yote, kwa pamoja, huunda msingi wa shughuli za umeme za ubongo wetu, ambazo zinaweza kurekodiwa kwa kutumia electroencephalogram.

Aina za seli

Kuzungumza juu ya mlolongo wa kifungu cha msukumo wa ujasiri, hatuwezi kupuuza neurons ambayo ishara za umeme hupitishwa. Kwa hiyo, shukrani kwao, sehemu tofauti za mwili wetu hubadilishana habari. Kulingana na muundo na utendaji wao, aina tatu zinajulikana:

Kipokeaji (nyeti). Wao husimba na kubadilisha misukumo ya neva hali zote za joto, kemikali, sauti, mitambo na mwanga.
Ingiza (pia huitwa kondakta au kufungwa). Wanatumikia kusindika na kubadili msukumo. Idadi kubwa zaidi yao hupatikana katika ubongo wa binadamu na uti wa mgongo.
Effector (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 mwili wa seli na mchakato. Njia ya msukumo wa ujasiri kupitia mwili huanza na ya mwisho. Kuna aina mbili za shina:

Dendrites. Wamekabidhiwa kazi ya kugundua kuwasha kutoka kwa vipokezi vilivyo juu yao.
Akzoni. Shukrani kwao, msukumo wa ujasiri hupitishwa kutoka kwa seli hadi kwenye chombo cha kufanya kazi.

Akizungumza juu ya uendeshaji wa msukumo wa ujasiri na seli, ni vigumu si kuzungumza juu ya hatua moja ya kuvutia. Kwa hiyo, wanapokuwa wamepumzika, basi, hebu sema, pampu ya sodiamu-potasiamu inashiriki katika kusonga ions kwa njia ya kufikia athari za maji safi ndani na nje ya chumvi. Kwa sababu ya usawa unaosababishwa, tofauti zinazowezekana kwenye membrane zinaweza kuzingatiwa hadi millivolti 70. Kwa kulinganisha, hii ni 5% ya yale ya kawaida.Lakini mara tu hali ya seli inabadilika, usawa unaosababishwa huvunjika, na ions huanza kubadilisha maeneo. 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 hatua fulani, michakato ya kurudi nyuma huanza na seli hufikia hali ya kupumzika.

Kuhusu uwezo wa hatua

Akizungumza juu ya mabadiliko ya msukumo wa ujasiri na uenezi wake, ni lazima ieleweke kwamba inaweza kufikia milimita ya measly kwa pili. Kisha ishara kutoka kwa mkono hadi kwenye ubongo zingechukua dakika, ambayo ni wazi si nzuri. Hapa ndipo ala ya miyelini iliyojadiliwa hapo awali ina jukumu lake katika kuongeza uwezo wa kutenda. Na "pasi" 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 niuroni. Katika kesi za mwisho, kanuni tofauti kidogo inafanya kazi.

Kila kitu hufanyaje kwenye ubongo?

Wacha tuzungumze juu ya ni mlolongo gani wa maambukizi ya msukumo wa ujasiri hufanya kazi katika sehemu muhimu zaidi za mfumo wetu mkuu wa neva. Hapa, niuroni hutenganishwa na majirani zao na mapengo madogo yanayoitwa sinepsi. Uwezo wa hatua hauwezi kupita kupitia kwao, 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, labda, uwezekano mpya wa hatua unaonekana. Hili bado halijajulikana kwa hakika; wataalamu wa neva bado wanasoma suala hilo hadi leo.

Kazi ya neurotransmitters

Wakati wa kupitisha msukumo wa ujasiri, kuna chaguzi kadhaa za kile kitatokea kwao:

Wataeneza.
Itaharibika kemikali.
Watarudi kwenye Bubbles zao (hii inaitwa kukamata tena).

Mwishoni mwa karne ya 20, uvumbuzi wa kushangaza ulifanywa. Wanasayansi wamejifunza kwamba dawa zinazoathiri neurotransmitters (pamoja na kutolewa kwao na kuchukua tena) zinaweza kubadilisha sana hali ya akili ya mtu. 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 unaosababisha ugonjwa wa Parkinson.

Sasa watafiti wanaosoma majimbo ya mipaka ya psyche ya mwanadamu wanajaribu kujua jinsi haya yote yanaathiri akili ya mwanadamu. Kweli, kwa sasa hatuna jibu kwa swali la msingi kama hilo: ni nini husababisha neuroni kuunda uwezo wa kutenda? Kwa sasa, utaratibu wa "kuzindua" seli hii ni siri kwetu. Hasa ya kuvutia kutoka kwa mtazamo wa kitendawili hiki ni kazi ya neurons katika ubongo kuu.

Kwa kifupi, wanaweza kufanya kazi na maelfu ya wasafirishaji wa neva waliotumwa na majirani zao. Maelezo kuhusu usindikaji na ujumuishaji wa aina hii ya msukumo ni karibu haijulikani kwetu. Ingawa vikundi vingi vya utafiti vinashughulikia hii. Kwa sasa, tumejifunza kwamba misukumo yote iliyopokelewa imeunganishwa, na neuroni hufanya uamuzi ikiwa ni muhimu kudumisha uwezo wa hatua na kusambaza zaidi. Utendaji wa ubongo wa mwanadamu unategemea mchakato huu wa kimsingi. Naam, basi haishangazi kwamba hatujui jibu la kitendawili hiki.

Baadhi ya vipengele vya kinadharia

Katika makala hiyo, "msukumo wa ujasiri" na "uwezo wa hatua" zilitumika kama visawe. Kwa nadharia hii ni kweli, ingawa katika baadhi ya matukio ni muhimu kuzingatia baadhi ya vipengele. Kwa hiyo, ikiwa unakwenda kwa undani, uwezo wa hatua ni sehemu tu ya msukumo wa ujasiri. Kwa uchunguzi wa kina wa vitabu vya kisayansi, unaweza kujua kwamba hii ni jina tu la mabadiliko katika malipo ya membrane kutoka chanya hadi hasi, na kinyume chake. Ambapo msukumo wa neva unaeleweka kama mchakato changamano wa kimuundo-kimeme. Huenea kwenye utando wa niuroni kama wimbi linalosafiri la mabadiliko. Uwezo wa hatua ni sehemu tu ya umeme ya msukumo wa ujasiri. Ni sifa ya mabadiliko yanayotokea na malipo ya eneo la ndani la membrane.

Misukumo ya neva inaundwa wapi?

Wanaanza safari yao wapi? Jibu la swali hili linaweza kutolewa na mwanafunzi yeyote ambaye amejifunza kwa bidii fiziolojia ya msisimko. Kuna chaguzi nne:

Mwisho wa mpokeaji wa dendrite. Ikiwa iko (ambayo sio ukweli), basi inawezekana kuwa kuna kichocheo cha kutosha, ambacho kitaunda kwanza uwezo wa jenereta, na kisha msukumo wa ujasiri. Vipokezi vya maumivu hufanya kazi kwa njia sawa.
Utando wa sinepsi ya kusisimua. Kama sheria, hii inawezekana tu mbele ya kuwasha kali au muhtasari wao.
Eneo la kichochezi cha Dendritic. Katika kesi hii, uwezo wa ndani wa kusisimua wa postsynaptic huundwa kama jibu kwa kichocheo. Ikiwa nodi ya kwanza ya Ranvier ni myelinated, basi imefupishwa juu yake. Kwa sababu ya uwepo wa sehemu ya membrane huko ambayo imeongeza unyeti, msukumo wa ujasiri unatokea hapa.
Axon hillock. Hili ndilo jina linalopewa mahali ambapo axon huanza. Kifusi ndicho cha mara kwa mara 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 umeongezeka kwa unyeti, pamoja na kupungua kwa unyeti.Kwa hiyo, wakati majumuisho ya uwezekano wa postsynaptic nyingi za kusisimua huanza, hillock humenyuka kwao kwanza.

Mfano wa kueneza msisimko

Kuzungumza kwa maneno ya matibabu kunaweza kusababisha kutoelewana kwa mambo fulani. Ili kuondoa hii, inafaa kupitia kwa ufupi maarifa yaliyowasilishwa. Wacha tuchukue moto kama mfano.

Kumbuka ripoti za habari kutoka msimu wa joto uliopita (unaweza pia kusikia hii hivi karibuni). Moto unaenea! Wakati huo huo, miti na misitu inayowaka hubakia mahali pao. Lakini mbele ya moto inaendelea zaidi na zaidi kutoka mahali ambapo moto ulikuwa. Mfumo wa neva hufanya kazi kwa njia sawa.

Mara nyingi ni muhimu kutuliza msisimko wa mfumo wa neva ambao umeanza. Lakini hii si rahisi kufanya, kama katika kesi ya moto. Kwa kufanya hivyo, kuingiliwa kwa bandia kunafanywa katika utendaji wa neuron (kwa madhumuni ya matibabu) au njia mbalimbali za kisaikolojia hutumiwa. Hii inaweza kulinganishwa na kumwaga maji kwenye moto.

Mgombea wa Sayansi ya Biolojia L. Chailakhyan, mtafiti katika Taasisi ya Biofizikia ya Chuo cha Sayansi cha USSR

Msomaji wa magazeti L. Gorbunova (kijiji cha Tsybino, eneo la Moscow) anatuandikia hivi: “Ninapendezwa na utaratibu wa kusambaza ishara kupitia chembe za neva.”

1963 washindi wa Tuzo ya Nobel (kutoka kushoto kwenda kulia): A. Hodgkin, E. Huxley, D. Eccles.

Mawazo ya wanasayansi kuhusu utaratibu wa maambukizi ya msukumo wa neva yamefanyika mabadiliko makubwa hivi karibuni. Hadi hivi majuzi, maoni ya Bernstein yalitawala sayansi.

Ubongo wa mwanadamu ni, bila shaka, mafanikio ya juu zaidi ya asili. Kilo ya tishu ya neva ina quintessence ya mtu mzima, kuanzia udhibiti wa kazi muhimu - kazi ya moyo, mapafu, njia ya utumbo, ini - na kuishia na ulimwengu wake wa kiroho. Hapa kuna uwezo wetu wa kufikiria, mtazamo wetu wote wa ulimwengu, kumbukumbu, sababu, kujitambua kwetu, "I" yetu. Kujua taratibu za jinsi ubongo unavyofanya kazi ni kujijua mwenyewe.

Lengo ni kubwa na linajaribu, lakini kitu cha utafiti ni ngumu sana. Kutania tu, kilo hii ya tishu inawakilisha mfumo mgumu wa mawasiliano kati ya makumi ya mabilioni ya seli za neva.

Hata hivyo, hatua ya kwanza muhimu kuelekea kuelewa jinsi ubongo unavyofanya kazi tayari imechukuliwa. Inaweza kuwa moja ya rahisi, lakini ni muhimu sana kwa kila kitu kinachofuata.

Ninamaanisha uchunguzi wa utaratibu wa upitishaji wa msukumo wa ujasiri - ishara zinazoendesha kwenye mishipa, kana kwamba kupitia waya. Ni ishara hizi ambazo ni alfabeti ya ubongo, kwa msaada wa ambayo hisia hutuma habari-matangazo kuhusu matukio katika ulimwengu wa nje kwa mfumo mkuu wa neva. Ubongo huweka maagizo yake kwa misuli na viungo mbalimbali vya ndani na msukumo wa ujasiri. Hatimaye, seli za ujasiri za kibinafsi na vituo vya ujasiri huzungumza lugha ya ishara hizi.

Seli za neva - kipengele kikuu cha ubongo - ni tofauti kwa ukubwa na sura, lakini kimsingi zina muundo mmoja. Kila seli ya ujasiri ina sehemu tatu: mwili, nyuzi za ujasiri za muda mrefu - axon (urefu wake kwa wanadamu huanzia milimita kadhaa hadi mita) na taratibu kadhaa fupi za matawi - dendrites. Seli za neva zimetengwa kutoka kwa kila mmoja na utando. Lakini seli bado zinaingiliana. Hii hutokea kwenye makutano ya seli; makutano haya yanaitwa "synapse". Katika sinepsi, axoni ya seli moja ya neva na mwili au dendrite ya seli nyingine hukutana. Kwa kuongezea, inafurahisha kwamba msisimko unaweza kupitishwa kwa mwelekeo mmoja tu: kutoka kwa axon hadi kwa mwili au dendrite, lakini kwa hali yoyote hakuna nyuma. Sinapsi ni kama kenotroni: hupitisha ishara katika mwelekeo mmoja tu.

Katika shida ya kusoma utaratibu wa msukumo wa ujasiri na uenezi wake, maswali mawili kuu yanaweza kutofautishwa: asili ya upitishaji wa msukumo wa ujasiri au msisimko ndani ya seli moja - kando ya nyuzi, na utaratibu wa kupitisha msukumo wa ujasiri. kutoka kiini hadi kiini - kwa njia ya synapses.

Ni asili gani ya ishara zinazopitishwa kutoka seli hadi seli pamoja na nyuzi za neva?

Watu wamekuwa wakipendezwa na shida hii kwa muda mrefu; Descartes alidhani kwamba uenezi wa ishara ulihusishwa na uhamishaji wa maji kupitia mishipa, kana kwamba kupitia mirija. Newton alidhani ni mchakato wa kiufundi tu. Wakati nadharia ya sumakuumeme ilipoonekana, wanasayansi waliamua kuwa msukumo wa ujasiri ni sawa na harakati ya sasa kupitia kondakta kwa kasi karibu na kasi ya uenezi wa oscillations ya sumakuumeme. Hatimaye, pamoja na maendeleo ya biokemia, mtazamo uliibuka kuwa harakati ya msukumo wa ujasiri ni uenezi pamoja na fiber ya ujasiri wa mmenyuko maalum wa biochemical.

Bado hakuna hata moja ya mawazo haya yaliyotimia.

Hivi sasa, asili ya msukumo wa ujasiri imefunuliwa: ni mchakato wa kushangaza wa electrochemical wa kushangaza, ambao unategemea harakati za ions kupitia membrane ya seli.

Kazi ya wanasayansi watatu ilitoa mchango mkubwa katika ugunduzi wa aina hii: Alan Hodgkin, profesa wa biofizikia katika Chuo Kikuu cha Cambridge; Andrew Huxley, Profesa wa Fiziolojia, Chuo Kikuu cha London, na John Eccles, Profesa wa Fiziolojia, Chuo Kikuu cha Canberra, Australia. Walitunukiwa Tuzo ya Nobel ya Tiba kwa mwaka wa 1963.

Mwanafiziolojia maarufu wa Ujerumani Bernstein alikuwa wa kwanza kupendekeza asili ya kielektroniki ya msukumo wa neva mwanzoni mwa karne hii.

Kufikia mapema karne ya ishirini, mengi yalijulikana juu ya msisimko wa neva. Wanasayansi tayari walijua kwamba nyuzi za ujasiri zinaweza kusisimua na sasa ya umeme, na msisimko daima hutokea chini ya cathode - chini ya minus. Ilijulikana kuwa eneo la msisimko la ujasiri linashtakiwa vibaya kuhusiana na eneo lisilo na msisimko. Ilibainika kuwa msukumo wa ujasiri katika kila hatua hudumu sekunde 0.001-0.002 tu, kwamba ukubwa wa msisimko hautegemei nguvu ya kuwasha, kama vile sauti ya kengele katika ghorofa yetu haitegemei jinsi tunavyoshinikiza. kifungo. Hatimaye, wanasayansi wameanzisha kwamba flygbolag za sasa za umeme katika tishu zilizo hai ni ions; Aidha, ndani ya seli electrolyte kuu ni chumvi za potasiamu, na katika maji ya tishu - chumvi za sodiamu. Ndani ya seli nyingi, mkusanyiko wa ioni za potasiamu ni mara 30-50 zaidi kuliko katika damu na katika maji ya intercellular ambayo huosha seli.

Na kwa kuzingatia data hii yote, Bernstein alipendekeza kuwa utando wa seli za neva na misuli ni utando maalum unaoweza kupenyeza nusu. Inaweza kupenyeza tu kwa K + ions; kwa ions nyingine zote, ikiwa ni pamoja na anions kushtakiwa vibaya ndani ya seli, njia imefungwa. Ni wazi kwamba potasiamu, kwa mujibu wa sheria za uenezi, itaelekea kuondoka kwenye seli, ziada ya anions inaonekana kwenye seli, na tofauti inayowezekana itaonekana pande zote za membrane: nje - pamoja na (cations ziada), ndani - minus (ziada ya anions). Tofauti hii inayowezekana inaitwa uwezo wa kupumzika. Kwa hiyo, wakati wa kupumzika, katika hali isiyo na msisimko, ndani ya seli daima hushtakiwa vibaya ikilinganishwa na ufumbuzi wa nje.

Bernstein alipendekeza kuwa wakati wa msisimko wa nyuzi za ujasiri, mabadiliko ya kimuundo hutokea kwenye utando wa uso, pores yake inaonekana kuongezeka, na inakuwa ya kupenyeza kwa ioni zote. Katika kesi hii, kwa kawaida, tofauti inayowezekana hupotea. Hii husababisha ishara ya ujasiri.

Nadharia ya utando wa Bernstein ilipata kutambuliwa haraka na ilikuwepo kwa zaidi ya miaka 40, hadi katikati ya karne yetu.

Lakini tayari mwishoni mwa miaka ya 30, nadharia ya Bernstein ilikutana na utata usioweza kushindwa. Ilipata pigo kubwa mnamo 1939 na majaribio ya hila ya Hodgkin na Huxley. Wanasayansi hawa walikuwa wa kwanza kupima maadili kamili ya uwezo wa utando wa nyuzi za ujasiri wakati wa kupumzika na wakati wa msisimko. Ilibadilika kuwa juu ya msisimko, uwezo wa membrane haukupungua tu hadi sifuri, lakini ulivuka sifuri kwa makumi kadhaa ya millivolts. Hiyo ni, sehemu ya ndani ya nyuzi ilibadilika kutoka hasi hadi chanya.

Lakini haitoshi kupindua nadharia, lazima tuibadilishe na nyingine: sayansi haivumilii utupu. Na Hodgkin, Huxley, Katz mnamo 1949-1953 wanapendekeza nadharia mpya. Inaitwa sodiamu.

Hapa msomaji ana haki ya kushangaa: hadi sasa hakuna mazungumzo juu ya sodiamu. Hiyo ndiyo hoja nzima. Wanasayansi wameanzisha kwa msaada wa atomi zilizoandikwa kwamba sio tu ioni za potasiamu na anions zinazohusika katika uhamisho wa msukumo wa ujasiri, lakini pia ioni za sodiamu na klorini.

Kuna ioni za sodiamu na klorini za kutosha mwilini; kila mtu anajua kuwa damu ina ladha ya chumvi. Kwa kuongezea, kuna sodiamu mara 5-10 zaidi kwenye giligili ya seli kuliko ndani ya nyuzi za neva.

Hii inaweza kumaanisha nini? Wanasayansi wamependekeza kuwa juu ya msisimko, wakati wa kwanza, upenyezaji wa membrane tu kwa sodiamu huongezeka kwa kasi. Upenyezaji unakuwa mara kumi zaidi kuliko ioni za potasiamu. Na kwa kuwa kuna sodiamu mara 5-10 zaidi nje kuliko ndani, itaelekea kuingia kwenye nyuzi za neva. Na kisha ndani ya nyuzi itakuwa chanya.

Na baada ya muda fulani - baada ya msisimko - usawa hurejeshwa: utando huanza kuruhusu ions za potasiamu kupita. Na wanaenda nje. Kwa hivyo, wao hulipa fidia kwa malipo mazuri ambayo yaliletwa ndani ya fiber na ioni za sodiamu.

Haikuwa rahisi hata kidogo kupata mawazo kama hayo. Na hii ndiyo sababu: kipenyo cha ioni ya sodiamu katika suluhisho ni mara moja na nusu kubwa kuliko kipenyo cha ioni za potasiamu na klorini. Na haijulikani kabisa jinsi ioni kubwa hupita ambapo ndogo haiwezi kupita.

Ilihitajika kubadili kwa kiasi kikubwa mtazamo juu ya utaratibu wa mpito wa ioni kupitia membrane. Ni wazi kwamba hoja kuhusu pores katika membrane pekee haitoshi hapa. Na kisha wazo liliwekwa mbele kwamba ions inaweza kuvuka utando kwa njia tofauti kabisa, kwa msaada wa washirika wa siri kwa wakati huo - molekuli maalum za carrier za kikaboni zilizofichwa kwenye membrane yenyewe. Kwa msaada wa molekuli hiyo, ions zinaweza kuvuka utando popote, si tu kupitia pores. Kwa kuongezea, molekuli hizi za teksi hutofautisha abiria wao vizuri; hazichanganyi ioni za sodiamu na ioni za potasiamu.

Kisha picha ya jumla ya uenezi wa msukumo wa ujasiri itaonekana kama hii. Katika mapumziko, molekuli za carrier, kushtakiwa vibaya, zinakabiliwa na mpaka wa nje wa membrane na uwezo wa membrane. Kwa hivyo, upenyezaji wa sodiamu ni mdogo sana: mara 10-20 chini ya ioni za potasiamu. Potasiamu inaweza kuvuka utando kupitia pores. Wakati wimbi la msisimko linakaribia, shinikizo la uwanja wa umeme kwenye molekuli za carrier hupungua; wao hutupa “pingu” zao za kielektroniki na kuanza kuhamisha ayoni za sodiamu ndani ya seli. Hii inapunguza zaidi uwezo wa membrane. Kuna aina ya mchakato wa mlolongo wa kurejesha utando. Na mchakato huu unaendelea kuenea pamoja na nyuzi za ujasiri.

Kwa kupendeza, nyuzi za neva hutumia dakika 15 tu kwa siku kwenye kazi yao kuu - kufanya msukumo wa neva. Hata hivyo, nyuzi ziko tayari kwa hili kwa sekunde yoyote: vipengele vyote vya nyuzi za ujasiri hufanya kazi bila usumbufu - masaa 24 kwa siku. Fiber za ujasiri kwa maana hii ni sawa na ndege za interceptor, ambazo motors zinaendelea kukimbia kwa kuondoka mara moja, lakini kuondoka yenyewe kunaweza kufanyika mara moja kila baada ya miezi michache.

Sasa tumefahamiana na nusu ya kwanza ya kitendo cha ajabu cha kupitisha msukumo wa neva pamoja na nyuzi moja. Msisimko hupitishwaje kutoka kwa seli hadi seli, kupitia makutano - sinepsi? Swali hili lilichunguzwa katika majaribio mazuri ya mshindi wa tatu wa Tuzo ya Nobel, John Eccles.

Msisimko hauwezi kuhamisha moja kwa moja kutoka kwa ncha za neva za seli moja hadi kwa mwili au dendrites ya seli nyingine. Takriban mkondo wote hutiririka kupitia mwanya wa sinepsi hadi kwenye umajimaji wa nje, na sehemu yake ndogo huingia kwenye seli ya jirani kupitia sinepsi, haiwezi kusababisha msisimko. Kwa hiyo, katika eneo la synapses, kuendelea kwa umeme katika uenezi wa msukumo wa ujasiri huvunjika. Hapa, kwenye makutano ya seli mbili, utaratibu tofauti kabisa unaanza kutumika.

Wakati msisimko unakaribia mwisho wa seli, tovuti ya sinepsi, vitu vyenye kazi ya kisaikolojia - wapatanishi, au waamuzi - hutolewa kwenye maji ya intercellular. Wanakuwa kiungo katika uhamishaji wa taarifa kutoka seli hadi seli. Mpatanishi huingiliana kwa njia ya kemikali na seli ya pili ya neva, hubadilisha upenyezaji wa ionic wa membrane yake - kana kwamba anachoma shimo ambalo ioni nyingi hukimbilia, pamoja na ioni za sodiamu.

Kwa hivyo, kutokana na kazi ya Hodgkin, Huxley na Eccles, majimbo muhimu zaidi ya seli ya ujasiri - msisimko na kizuizi - yanaweza kuelezewa kwa suala la michakato ya ionic, kwa suala la upangaji upya wa miundo na kemikali ya utando wa uso. Kulingana na kazi hizi, tayari inawezekana kufanya mawazo kuhusu taratibu zinazowezekana za kumbukumbu ya muda mfupi na ya muda mrefu, na kuhusu mali ya plastiki ya tishu za neva. Hata hivyo, haya ni mazungumzo kuhusu taratibu ndani ya seli moja au zaidi. Hii ni ABC ya ubongo tu. Inavyoonekana, hatua inayofuata, labda ngumu zaidi, ni ugunduzi wa sheria ambazo shughuli ya uratibu wa maelfu ya seli za ujasiri hujengwa, utambuzi wa lugha ambayo vituo vya ujasiri huzungumza kati yao wenyewe.

Katika ujuzi wetu wa jinsi ubongo unavyofanya kazi, sasa tuko kwenye kiwango cha mtoto ambaye amejifunza herufi za alfabeti, lakini hajui jinsi ya kuziunganisha kwa maneno. Walakini, wakati sio mbali wakati wanasayansi, kwa kutumia kanuni - vitendo vya msingi vya biochemical vinavyotokea kwenye seli ya ujasiri, watasoma mazungumzo ya kuvutia zaidi kati ya vituo vya ujasiri vya ubongo.

Maelezo ya kina ya vielelezo

Mawazo ya wanasayansi kuhusu utaratibu wa maambukizi ya msukumo wa neva yamefanyika mabadiliko makubwa hivi karibuni. Hadi hivi majuzi, maoni ya Bernstein yalitawala sayansi. Kwa maoni yake, katika hali ya kupumzika (1) nyuzi za ujasiri zinashtakiwa vyema nje na hasi ndani. Hii ilielezewa na ukweli kwamba ioni za potasiamu tu zilizo na chaji (K +) zinaweza kupita kupitia pores kwenye ukuta wa nyuzi; Anions kubwa zilizo na chaji hasi (A -) zinalazimishwa kubaki ndani na kuunda ziada ya malipo hasi. Msisimko (3) kulingana na Bernstein hupunguzwa kwa kutoweka kwa tofauti inayowezekana, ambayo husababishwa na ukweli kwamba saizi ya pore huongezeka, anions hutoka na kusawazisha usawa wa ionic: idadi ya ioni chanya inakuwa sawa na idadi ya hasi. wale. Kazi ya washindi wa Tuzo ya Nobel ya 1963 A. Hodgkin, E. Huxley na D. Eccles ilibadilisha mawazo yetu ya awali. Imethibitishwa kuwa ioni za sodiamu chanya (Na +), ioni hasi za klorini (Cl -) na molekuli za carrier zilizo na chaji hasi pia zinahusika katika msisimko wa neva. Hali ya kupumzika (3) huundwa kwa kanuni kwa njia ile ile kama ilivyofikiriwa hapo awali: ziada ya ions chanya iko nje ya nyuzi za ujasiri, ziada ya hasi iko ndani. Hata hivyo, imeanzishwa kuwa wakati wa msisimko (4) sio usawa wa malipo ambayo hutokea, lakini recharging: ziada ya ions hasi huundwa nje, na ziada ya ions chanya ndani. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba wakati wa msisimko, molekuli za carrier huanza kusafirisha ioni za sodiamu chanya kupitia ukuta. Kwa hivyo, msukumo wa ujasiri (5) ni recharge ya safu mbili ya umeme inayotembea kando ya nyuzi. Na kutoka kwa seli hadi seli, msisimko hupitishwa na aina ya kemikali "kondoo ya kugonga" (6) - molekuli ya asetilikolini, ambayo husaidia ioni kuvunja ukuta wa nyuzi za ujasiri za jirani.

Taarifa huhamishwa kati ya niuroni kama mkondo wa nyaya. Msukumo wa umeme hupitishwa kutoka kwa seli hadi seli, kutoka kwa dendrite ambayo hutoka kwa axon ambayo hupita. Lakini pia kuna tofauti kutoka kwa mitandao ya umeme - msukumo hupitishwa si kwa njia ya elektroni, lakini kupitia ions.

Synapse

Licha ya idadi yao kubwa, niuroni hazigusana kamwe. Lakini msukumo wa umeme hauwezi kupitishwa isipokuwa kuna mawasiliano ya kimwili. Kwa hivyo, ujumbe unaotumwa kutoka kwa neuroni hadi neuroni lazima ubadilishwe kutoka kwa umeme hadi umbo lingine. Mfumo wa neva hutumia kemikali kusambaza habari kati ya nyuroni.

Sinapisi ni sehemu ya mgusano kati ya niuroni mbili au kati ya niuroni na seli inayopokea ishara.

Nafasi ya sinepsi ina umbo la ufa. Msukumo wa umeme unapofika kwenye niuroni, hutoa molekuli za kemikali zinazoitwa neurotransmitters kutoka kwenye sinepsi. Kupitia mgawanyiko, husogea kwenye mwanya wa sinepsi na kuingia vipokezi vya niuroni nyingine iliyoundwa kwa ajili yao. Matokeo yake, msukumo mwingine wa umeme hutokea.

Aina mbili za neurotransmitters

Ubongo hutoa karibu aina hamsini za neurotransmitters, ambazo zinaweza kugawanywa katika aina mbili. Wapatanishi wa kusisimua huchangia katika kizazi cha msukumo wa ujasiri. Vizuizi vya neurotransmitters, kinyume chake, kupunguza kasi ya tukio lake. Mara nyingi, neuroni hutoa aina moja tu ya neurotransmitter.

Kikomo cha msisimko

Kila neuroni ina uwezo wa kupokea mamia ya ujumbe kwa sekunde. Anahukumu kiwango cha umuhimu wake na kufanya uchambuzi wa awali juu yake. Katika neuroni, msukumo wa kusisimua huongezwa na msukumo wa kuzuia hupunguzwa. Ili neuroni kutoa msukumo wake yenyewe, jumla inayotokana lazima iwe kubwa kuliko thamani fulani.

Jukumu la Kurudia

Mawazo yanayofanana, kumbukumbu zinazofanana huwasha niuroni na sinepsi sawa. Sinapsi zinazotumiwa mara kwa mara hufanya kazi haraka. Kwa hiyo, tunakumbuka haraka kile ambacho tumeona au kurudia mara kadhaa. Hata hivyo, viunganisho hivi vinaweza kutoweka ikiwa hazitumiwi vya kutosha, na vipya vinaweza kuonekana mahali pao.

Seli za Glial

Aina nyingine ya seli za ujasiri ni seli za glial. Kuna mara 10 zaidi yao kuliko neurons wenyewe. Wanaitwa "wauguzi wa neurons" kwa sababu wanachangia lishe yao, kuondolewa kwa bidhaa zao za taka na ulinzi kutoka kwa maadui wa nje. Lakini utafiti wa hivi punde unapendekeza kwamba zinahitajika kwa zaidi ya kutunza niuroni tu. Inaonekana, pia wanahusika katika usindikaji wa habari, kwa kuongeza, ni muhimu kwa kazi ya kumbukumbu!

Nyuzi za neva

Michakato ya niuroni imezungukwa na utando na kuunganishwa katika vifungu vinavyoitwa nyuzi za neva. Idadi ya nyuzi za neva katika mishipa mbalimbali huanzia 10 2 hadi 10 5.

Ala ya nyuzi za neva imeundwa na seli za glial na kuwezesha upitishaji wa msukumo wa neva katika mwili wote. Inaitwa sheath ya myelin.

Jukumu la homoni katika kazi ya ubongo

Ili kubadilishana habari, ubongo hutumia misombo maalum ya kemikali - homoni. Baadhi yao huzalishwa na ubongo yenyewe, na baadhi na tezi za endocrine. Homoni husababisha athari mbalimbali za kisaikolojia.

3. UBONGO WA BINADAMU

Safu ya nje ya ubongo ina hemispheres mbili za ubongo, ambazo huficha malezi ya kina. Upeo wa hemispheres umefunikwa na grooves na convolutions, ambayo huongeza uso wao.

Sehemu kuu za ubongo

Ubongo wa mwanadamu unaweza kugawanywa katika sehemu kuu tatu:

ubongo wa mbele

shina la ubongo

cerebellum

Grey na nyeupe suala

Jambo la ubongo linajumuisha maeneo ya kijivu na nyeupe. Maeneo ya kijivu ni makundi ya neurons. Kuna zaidi ya bilioni 100 kati yao, na ndio wanaochakata habari. Nyeupe ya ubongo imeundwa na axons. Kupitia kwao, habari hupitishwa ambayo huchakatwa na neurons. Sehemu ya ndani ya uti wa mgongo pia ina kijivu.

Lishe ya ubongo

Ubongo unahitaji lishe ili kufanya kazi vizuri. Tofauti na seli zingine za mwili, seli za ubongo zinaweza kusindika sukari tu. Ubongo pia unahitaji oksijeni. Bila hivyo, mitochondria haitaweza kuzalisha nishati ya kutosha. Lakini kwa kuwa damu hutoa glucose na oksijeni kwa ubongo, ili kudumisha afya ya ubongo, hakuna kitu kinachopaswa kuingilia kati ya kawaida ya damu. Ikiwa damu itaacha kuingia kwenye ubongo, ndani ya sekunde kumi mtu hupoteza fahamu. Ingawa ubongo una uzito wa 2.5% tu ya uzito wa mwili, mara kwa mara hupokea 20% ya damu inayozunguka katika mwili na kiasi kinacholingana cha oksijeni, mchana na usiku.

Ni nini msukumo wa ujasiri

Asili ni rahisi sana.
Vinginevyo hakuna kitu kingefanya kazi.
Kuna mengi tu ya unyenyekevu huu.
Kwa hivyo shida zote.

Ingawa leo mengi yanajulikana kuhusu ubongo na muundo wake, swali kuu ni: "Je! hakuna jibu bado. Ubongo unaonekana kwetu kama kisanduku cheusi, pembejeo ambayo kupitia vipokezi - viungo vya hisia - hupokea ishara "baadhi" zinazoonyesha hali ya ulimwengu wa nje, na ubongo, kwa upande wake, huzichakata, kuhifadhi na kutuma "baadhi". ” amri za udhibiti kwa wafanyikazi (watendaji) vyombo.

Maswali ambayo hayajajibiwa yanasalia kuhusu jinsi habari hii inavyoonyeshwa, kurekodiwa (kunaswa) na kurejeshwa.

Lakini, iwe hivyo, Sayansi haisimama tuli, na wanasayansi wamefanya maendeleo makubwa katika utafiti wa ubongo.

Kuna mawazo kuhusu jinsi neurons hufanya kazi, kuna majaribio ya kujenga mfano wa kimantiki wa jinsi ubongo unavyofanya kazi. Kweli, inafaa kugusa maswala ya uhamishaji wa habari kati ya niuroni na mara moja tunakutana na vidokezo vya kawaida vya kukwepa kuhusu njia fulani za kupitisha msisimko, mbinu za kemikali na umeme za upitishaji wa ishara. Asili ya umeme ya msukumo wa ujasiri inatajwa, kana kwamba inapita.

Ukosefu wa maelezo mahususi hutoa wigo wa mawazo ya kisayansi na ya kisayansi. Kwa hiyo, ili kuelewa athari za kibayolojia katika ubongo, majaribio yanafanywa mara kwa mara ili kuanzisha postulates mpya, kwa mfano, kuhusu kuwepo kwa asili ya nguvu fulani muhimu au mashamba ya torsion.

Kwa hiyo, mfano wa kisasa wa jinsi ubongo unavyofanya kazi.
Leo inajulikana kwa hakika kwamba ubongo una idadi kubwa ya vipengele vya mantiki ya mtu binafsi - neurons. Kila neuroni inaweza kusisimka na ishara zinazofika kwenye pembejeo zake ( akzoni) kutoka kwa matokeo ( dendrites) niuroni nyingine zilizounganishwa moja kwa moja nayo. Kwa kuwa imesisimka, neuroni hii iko katika hali ya msisimko (!!! na haijachajiwa) na husambaza msisimko kupitia matokeo yake hadi kwenye viingizi vya vipengele vya kimantiki vifuatavyo - niuroni.

Neuroni- seli maalum ya neva yenye utando wake, seti ya organelles ya ndani ya seli na neurofibrils. Mchakato mrefu wa axial-axon na dendrites za matawi mafupi hutoka kwenye mwili wake. Dendrites zinazopokea msukumo wa neva kutoka kwa niuroni zingine huzihamisha hadi kwenye akzoni, ambapo msisimko huo huenea bila kupunguzwa kwa niuroni au viathiriwa vingine - aina mbalimbali za viungo vya utendaji (tezi, misuli, n.k.). Kamusi - Kitabu cha Mtaalamu wa Wadudu Pia ningeangazia sinepsi. Synapse- tovuti ya mawasiliano kati ya niuroni mbili au kati ya niuroni na seli ya athari inayopokea ishara. Hutumika kusambaza msukumo wa neva kati ya seli mbili.

Haya ndiyo yote ambayo sayansi inajua kuhusu jinsi neuroni inavyofanya kazi. Maarifa mengine yote yanakuja kwa uainishaji wa neurons kwa aina, ukubwa, idadi ya mikia na mali nyingine muhimu sana. Na kwa kweli, idadi kubwa ya hitimisho ilitolewa kwa msingi wa wazo potofu juu ya asili ya umeme ya msukumo wa neva.

Sasa hebu tufanye mawazo mawili.
Kwanza- habari (msisimko) hupitishwa kutoka kwa neuron hadi neuron kwa namna ya wimbi la acoustic (sauti).
Pili- neuron ni mfumo mmoja wa oscillatory (mzunguko wa oscillatory) na ina uwezo wa kuelekeza kwa masafa moja au zaidi ya resonant na kuwa katika hali ya kujitegemea, na hivyo kuhakikisha kukariri (kuhifadhi) habari.
Kisha msukumo wa neva sio kitu zaidi ya wimbi la acoustic linalopitishwa kando ya dendrites na axoni za neuroni. Mwili wa neuroni yenyewe inawakilisha mzunguko wa oscillatory au resonator ya akustisk, ambayo, katika kesi ya upitishaji wa habari, ina uwezo wa kurekebisha msukumo wa ujasiri unaopita ndani yake, na katika kesi ya kuhifadhi habari, iko katika hali ya kujigeuza. frequency fulani. Au, tuseme, kufanya kazi ya kurekodi, kiini hubadilisha vigezo vyake vya resonance na inaendelea kubaki utulivu, na hujibu tu wakati unashughulikiwa.

Wacha tuangalie jinsi hii yote inavyofanya kazi kwa kutumia mfano wa KIELELEZO......

R1-Rn - receptors. Taarifa kutoka kwa wapokeaji hupitia pembejeo - dendrites, kupitia mwili wa neuron hadi pato - axon. Kazi ya mfumo wa neva ni kupeleka habari kutoka kwa kipokezi hadi kwa ubongo. Katika sakiti rahisi zaidi iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 1, hii inawezekana tu ikiwa ishara zinaweza kutofautishwa kibinafsi. Hiyo ni, ishara ya pato hubeba habari kuhusu kipokezi maalum ambacho msukumo wa ujasiri ulianza. Hebu tufikiri kwamba kwa upande wetu, msukumo wa ujasiri hutofautiana katika mzunguko.

Sasa wacha tufanye kazi kuwa ngumu zaidi. Tuseme kwamba msukumo wa neva hupitishwa kutoka kwa kipokezi kupitia mlolongo wa niuroni, kwa mfano mbili. tazama Mtini.2.
Katika mfano huu, msukumo wa ujasiri katika pato la mzunguko lazima iwe na habari sio tu kuhusu kipokezi ambacho kilitoka, lakini pia kuhusu neurons zote ambazo zilipitishwa. Inaweza kuzingatiwa kuwa kila neuroni inayohusika katika upitishaji wa msukumo huleta sehemu yake ya habari kwake. Kwa mfano, urekebishaji wa mawimbi ya mawimbi yanayotoka kwa kipokezi.

Misukumo yote ya neva ni ya kipekee, kama misimbo pau kwenye bidhaa kwenye duka kuu, kama alama za vidole. Ni za kipekee na hubeba taarifa kuhusu ukweli wa kuwasha vipokezi na njia iliyosafirishwa.
Mamilioni ya msukumo wa neva hukimbia kupitia mfumo wa neva wa binadamu kila sekunde. Mpango uliopendekezwa hapo juu unatuwezesha kueleza jinsi msukumo tofauti kabisa unaweza kupitishwa pamoja na njia sawa za ujasiri, na jinsi huduma ya usambazaji wa msukumo inaweza kufanya kazi.

Mawazo kama haya yanatuambia nini?

Kwanza, wazo la akustisk linatupa kusadikika zaidi au kidogo, kutoka kwa mtazamo wa fizikia, nadharia ya uhamishaji habari ndani ya kiumbe hai.
Pili, inaelezea jinsi habari inavyohifadhiwa kwenye ubongo.
Tatu, inafanya uwezekano wa kuelezea matukio ya maisha ambayo hayaelewiki kwa wakati huu kwa wakati, na hutoa zana ya kujijua.
Nne, hii ni dhana mpya katika dawa, haswa katika tiba.

Swali la rhetorical: ni nini sababu ya ugonjwa huo, ugonjwa wa chombo au ugonjwa wa ishara inayoongoza chombo? Kinadharia, zote mbili zinawezekana, na kwa uwezekano sawa. Kwa hivyo tiba ya kisasa inatibu nini (upasuaji ni wazi)? Na labda placebo na homeopathy, ambayo "halisi" madaktari hucheka kwa heshima, sio ujinga kama huo kulingana na hali ya mgonjwa, lakini ni matibabu kwa kurekebisha mfumo wa udhibiti. Matibabu sio ya moja kwa moja, kupitia kazi za nje za ubongo, lakini vipi ikiwa matibabu yanawezekana kupitia. Kwa mfano, hebu tukumbuke vichochezi vya kisasa vya moyo vinavyotumia betri. Na ikiwa unachochea moyo sio kwa msukumo wa umeme kulingana na kanuni "", lakini kwa ishara ya asili ya kudhibiti (wimbi la acoustic). Labda basi hakuna haja ya upasuaji; inatosha kupaka jenereta ya akustisk kwa sehemu yoyote ya mwili au kwa neuroni yoyote na ishara itapata lengo lake yenyewe.

MSUKUMO WA SHIRIKA(lat. ujasiri wa neva; lat. pigo la msukumo, kushinikiza) - wimbi la msisimko linaloenea pamoja na nyuzi za ujasiri; kitengo cha kueneza msisimko.

N. na. inahakikisha uhamisho wa habari kutoka kwa vipokezi hadi vituo vya ujasiri na kutoka kwao hadi viungo vya mtendaji - misuli ya mifupa, misuli ya laini ya viungo vya ndani na mishipa ya damu, tezi za endocrine na exocrine, nk.

Taarifa ngumu kuhusu hasira zinazoathiri mwili ni encoded kwa namna ya makundi tofauti ya N. na.-mfululizo. Kwa mujibu wa sheria "Yote au hakuna" (tazama), amplitude na muda wa mtu binafsi N. na kupita pamoja na fiber sawa ni mara kwa mara, na mzunguko na idadi ya N. na. katika mfululizo hutegemea ukubwa wa kuwasha. Njia hii ya kusambaza habari ni sugu zaidi ya kelele, yaani, haitegemei ndani ya aina mbalimbali juu ya hali ya nyuzi zinazoendesha.

Usambazaji wa N. na. kutambuliwa na upitishaji wa uwezekano wa hatua (tazama Uwezo wa Bioelectric). Tukio la msisimko linaweza kuwa matokeo ya kuwasha (tazama), kwa mfano, athari ya mwanga kwenye kipokezi cha kuona, sauti kwenye kipokezi cha kusikia, au michakato inayotokea kwenye tishu (tukio la papo hapo la N. na.). Katika kesi hizi, N. na. kuhakikisha kazi iliyoratibiwa ya viungo wakati wa mchakato wowote wa kisaikolojia (kwa mfano, katika mchakato wa kupumua, N. na. kusababisha mkazo wa misuli ya mifupa na diaphragm, na kusababisha kuvuta pumzi na kuvuta pumzi, nk).

Katika viumbe hai, uhamisho wa habari pia unaweza kufanyika humorally, kwa njia ya kutolewa kwa homoni, wapatanishi, nk ndani ya damu.Hata hivyo, faida ya habari inayopitishwa kwa kutumia N. na. ni kwamba inalenga zaidi, inapitishwa haraka na inaweza kusimba kwa usahihi zaidi kuliko ishara zinazotumwa na mfumo wa ucheshi.

Ukweli kwamba shina za ujasiri ni njia ambayo mvuto hupitishwa kutoka kwa ubongo hadi kwa misuli na kwa upande mwingine ulijulikana zamani. Katika Zama za Kati na hadi katikati ya karne ya 17. iliaminika kuwa dutu fulani, sawa na kioevu au moto, ilikuwa ikienea pamoja na mishipa. Wazo la asili ya umeme ya N. na. ilitokea katika karne ya 18. Masomo ya kwanza ya matukio ya umeme katika tishu hai zinazohusiana na kuibuka na uenezi wa msisimko ulifanyika na L. Galvani. G. Helmholtz ilionyesha kuwa kasi ya uenezi wa N. na., ambayo hapo awali ilikuwa kuchukuliwa karibu na kasi ya mwanga, ina thamani ya mwisho na inaweza kupimwa kwa usahihi. Hermann (L. Hermann) alianzisha dhana ya uwezo wa kutenda katika fiziolojia. Ufafanuzi wa utaratibu wa tukio na uendeshaji wa msisimko uliwezekana baada ya kuundwa kwa nadharia ya kutengana kwa electrolytic na S. Arrhenius. Kwa mujibu wa nadharia hii, Bernstein (J. Bernstein) alipendekeza kuwa kuibuka na utekelezaji wa N. na. husababishwa na harakati za ioni kati ya nyuzi za neva na mazingira. Kiingereza watafiti A. Hodgkin, B. Katz na E. Huxley walisoma kwa undani mikondo ya ioniki ya transmembrane inayozingatia maendeleo ya uwezo wa hatua. Baadaye, taratibu za uendeshaji wa njia za ion, kwa njia ambayo ions hubadilishana kati ya axon na mazingira, na taratibu zinazohakikisha uwezo wa nyuzi za ujasiri kufanya mfululizo wa N. na. rhythm tofauti na muda.

N. na. huenea kutokana na mikondo ya ndani inayotokea kati ya sehemu za msisimko na zisizo na msisimko za nyuzi za ujasiri. Ya sasa inayoacha nyuzi nje katika sehemu ya kupumzika hutumika kama kichocheo. Kipingamizi kinachotokea baada ya msisimko katika eneo fulani la nyuzi za ujasiri huamua kusonga mbele kwa N. na.

Uhusiano kati ya awamu tofauti za ukuzaji wa uwezo wa hatua unaweza kubainishwa kwa kiasi kwa kuzilinganisha katika ukubwa na muda kwa muda. Kwa hivyo, kwa mfano, kwa nyuzi za neva za myelinated za kikundi A katika mamalia, kipenyo cha nyuzi iko katika safu ya mikroni 1-22, kasi ya upitishaji ni 5-120 m / sec, muda na amplitude ya voltage ya juu. sehemu (kilele au mwiba) ni 0.4-0. 5 ms na 100-120 mv, kwa mtiririko huo, kufuatilia uwezo hasi - 12-20 ms (3-5% ya amplitude ya spike), kufuatilia uwezo chanya - 40-60 ms (0.2 % ya amplitude ya spike).

Uwezo wa kupitisha habari mbali mbali hupanuliwa kwa kuongeza kiwango cha ukuzaji wa uwezo wa hatua, kasi ya uenezi, na pia kwa kuongeza uwezo (tazama) - ambayo ni, uwezo wa malezi ya kupendeza ya kuzaliana midundo ya juu ya msisimko kwa kila kitengo. wakati.

Vipengele maalum vya kuenea kwa N. na. kuhusishwa na muundo wa nyuzi za ujasiri (tazama). Msingi wa fiber (axoplasm) ina upinzani mdogo na, ipasavyo, conductivity nzuri, na membrane ya plasma inayozunguka axoplasm ina upinzani mkubwa. Upinzani wa umeme wa safu ya nje ni ya juu sana katika nyuzi za myelinated, ambazo nodes tu za Ranvier hazipatikani na sheath nene ya myelin. Katika nyuzi zisizo na myelini N. na. huenda kwa kuendelea, na katika myelin - spasmodically (uendeshaji wa chumvi).

Kuna uenezi wa kupungua na usiopungua wa wimbi la msisimko. Uendeshaji wa kupungua, yaani, uendeshaji wa msisimko na kutoweka, huzingatiwa katika nyuzi zisizo na myelini. Katika nyuzi hizo kasi ya uendeshaji wa N. na. ni ndogo na unapoondoka mahali pa kuwasha, athari inakera ya mikondo ya ndani hupungua hatua kwa hatua hadi kutoweka kabisa. Uendeshaji wa kupungua ni tabia ya nyuzi zinazoingia ndani ya viungo vya ndani ambavyo vina kazi ya chini na uhamaji. Uendeshaji usio na kupungua ni tabia ya nyuzi za myelinated na zile zisizo na myelini ambazo hupeleka ishara kwa viungo vinavyoitikia sana (kwa mfano, misuli ya moyo). Wakati wa kutekeleza yasiyo ya kupungua N. na. huenda njia yote kutoka mahali pa hasira hadi mahali pa utekelezaji wa habari bila attenuation.

Kasi ya juu ya upitishaji wa ujasiri iliyorekodiwa katika nyuzi za neva zinazoendesha haraka za mamalia ni 120 m / sec. Kasi ya upitishaji wa msukumo wa juu inaweza kupatikana kwa kuongeza kipenyo cha nyuzi za ujasiri (kwa nyuzi zisizo na myelini) au kwa kuongeza kiwango cha myelination. Usambazaji wa N. moja na. yenyewe hauhitaji matumizi ya nishati ya moja kwa moja, kwa kuwa kwa kiwango fulani cha polarization ya membrane, kila sehemu ya nyuzi za ujasiri iko katika hali ya utayari wa uendeshaji na kichocheo cha kuchochea kina jukumu la "trigger". Hata hivyo, kurejesha hali ya awali ya fiber ya ujasiri na kuitunza kwa utayari wa N. mpya na. kuhusishwa na matumizi ya nishati katika athari za biochemical zinazotokea kwenye nyuzi za neva. Michakato ya kurejesha inakuwa muhimu sana katika kesi ya kutekeleza mfululizo wa N. na. Wakati wa kufanya msisimko wa rhythmic (mfululizo wa msukumo) katika nyuzi za ujasiri, uzalishaji wa joto na matumizi ya oksijeni takriban mara mbili, phosphates ya juu ya nishati hutumiwa na shughuli za Na,K-ATPase huongezeka, ambayo hutambuliwa na pampu ya sodiamu. Mabadiliko katika ukubwa wa michakato mbalimbali ya kimwili na kemikali. na michakato ya biochemical inategemea asili ya msisimko wa rhythmic (muda wa mfululizo wa msukumo na mzunguko wa kurudia kwao) na physiol, hali ya ujasiri. Wakati wa kutekeleza idadi kubwa ya N. na. kwa rhythm ya juu, "deni la kimetaboliki" linaweza kujilimbikiza katika nyuzi za ujasiri (hii inaonekana katika ongezeko la uwezekano wa jumla wa ufuatiliaji), na kisha taratibu za kurejesha zimechelewa. Lakini hata chini ya hali hizi, uwezo wa nyuzi za ujasiri kufanya N. na. inabaki bila kubadilika kwa muda mrefu.

Uhamisho N. na. kutoka kwa nyuzi za ujasiri hadi nyuzi za misuli au athari nyingine hufanyika kwa njia ya sinepsi (tazama). Katika wanyama wenye uti wa mgongo, katika idadi kubwa ya matukio, uhamisho wa msisimko kwa athari hutokea kwa kutolewa kwa asetilikolini (neuromuscular synapses ya misuli ya mifupa, uhusiano wa synaptic moyoni, nk). Sinapsi kama hizo zina sifa ya upitishaji wa msukumo madhubuti wa upande mmoja na uwepo wa kucheleweshwa kwa muda katika upitishaji wa msisimko.

Katika sinepsi, katika ufa wa sinepsi ambayo kuna upinzani mdogo kwa sasa ya umeme kwa sababu ya eneo kubwa la nyuso za kugusana, maambukizi ya umeme ya msisimko hutokea. Hakuna ucheleweshaji wa sinepsi katika upitishaji wao na upitishaji wa nchi mbili unawezekana. Sinapsi kama hizo ni tabia ya wanyama wasio na uti wa mgongo.

Usajili N. na. imepata matumizi mapana katika biol, utafiti na kabari, mazoezi. Kwa kurekodi, kitanzi na, mara nyingi zaidi, oscilloscopes ya cathode hutumiwa (angalia Oscillography). Kutumia teknolojia ya microelectrode (angalia njia ya utafiti ya Microelectrode), N. na. katika muundo mmoja wa kusisimua - neurons na axoni. Uwezekano wa kujifunza utaratibu wa tukio na kuenea kwa N. na. kupanuliwa kwa kiasi kikubwa baada ya maendeleo ya njia ya kurekebisha uwezo. Njia hii ilitumiwa kupata data ya msingi juu ya mikondo ya ionic (angalia uwezo wa Bioelectric).

Ukiukaji wa uendeshaji wa N. na. hutokea wakati shina za ujasiri zinaharibiwa, kwa mfano, kutokana na majeraha ya mitambo, compression kutokana na ukuaji wa tumor au wakati wa michakato ya uchochezi. Ukiukaji huo wa N. na. mara nyingi hayawezi kutenduliwa. Matokeo ya kusitishwa kwa uhifadhi inaweza kuwa matatizo makubwa ya kazi na trophic (kwa mfano, atrophy ya misuli ya mifupa ya mwisho baada ya kukomesha kwa N. kwa sababu ya kuumia isiyoweza kurekebishwa kwa shina la ujasiri). Kusitishwa kwa N. na. inaweza kusababishwa mahsusi kwa madhumuni ya matibabu. Kwa mfano, kwa msaada wa anesthetics huzuia msukumo kutoka kwa vipokezi vya maumivu katika c. n. Na. Kusitishwa kwa N. na. blockade ya novocaine pia husababisha. Kukomesha kwa muda kwa maambukizi ya N. na. pamoja na waendeshaji wa ujasiri pia huzingatiwa wakati wa anesthesia ya jumla.

Bibliografia: Brezhe M. A. Shughuli ya umeme ya mfumo wa neva, trans. kutoka kwa Kiingereza, M., 1979; Zhukov E.K. Insha juu ya fiziolojia ya neuromuscular, JI., 1969; K o n e l na K. Michakato ya kurejesha na kimetaboliki katika ujasiri, katika kitabu: Sovr, probl. biofizikia, trans. kutoka kwa Kiingereza, mh. G. M. Frank na A. G. Pasynsky, kitabu cha 2, p. 211, M., 1961;

Kostyuk P. G. Fiziolojia ya mfumo mkuu wa neva, Kyiv, 1977; Latma-nizova JI. V. Insha juu ya fiziolojia ya msisimko, M., 1972; Fiziolojia ya jumla ya mfumo wa neva, ed. P. G. Kostyuk, JI., 1979; T a s a k i I. Msisimko wa neva, trans. kutoka kwa Kiingereza, M., 1971; Hodgkin A. Msukumo wa neva, trans. kutoka kwa Kiingereza, M., 1965; Khodorov B. I. Fizikia ya jumla ya utando wa kusisimua, M., 1975.