نورون چیست؟
توانایی درک محیط اطراف، دیدن،شنیدن و بوییدن آنچه در اطراف ماست، به سیستم عصبی ما بستگی دارد. همچنین توانایی ما در تشخیص مکان خود و همچنین به خاطر سپردن اینکه قبلا آنجا بوده ایم،همینطور است.در واقع ، ظرفیت ما برای تعجب از اینکه از کجا می دانیم کجا هستیم به سیستم عصبی ما بستگی دارد! همه این فرایندها به سلول‌های متصل به هم بستگی دارد که سیستم عصبی ما را تشکیل می‌دهند.مانند ریه‌ها، قلب و معده، سیستم عصبی نیز از سلول‌های ویژه‌ای تشکیل شده است. این‌ها شامل سلول های عصبی یا ( نورون ها) و سلول‌های گلیال یا ( گلیال) است.
سیستم عصبی انسان چگونه است ؟
در انسان و سایر مهره داران، سیستم عصبی را می توان به طور کلی به دو بخش تقسیم کرد: سیستم عصبی مرکزی و سیستم عصبی محیطی.
• سیستم عصبی مرکزی (CNS) از مغز و نخاع تشکیل شده است. تمام تجزیه و تحلیل اطلاعات در سیستم عصبی مرکزی انجام می‌شود.
• سیستم عصبی محیطی (PNS)، که شامل نورون ها و قسمت‌هایی از نورون‌های خارج از سیستم عصبی مرکزی است ، شامل نورون‌های حسی و نورون‌های حرکتی است. نورون‌های حسی سیگنال‌ها را به CNS می‌آورند و نورون‌های حرکتی سیگنال‌ها را از CNS منتقل می کنند.بدن سلول برخی از سلول‌های عصبی محیطی، مانند نورون های حرکتی که عضله اسکلتی را کنترل می کنند( در بازو یا پای ما) ، در CNS قرار دارند. این نورون های حرکتی دارای پسوندهای طولانی ( آکسون) هستند که از CNS تا ماهیچه‌هایی که با آنها متصل می شوند ، منتقل می شود (عصب کشی).بدن سلول‌های دیگر نورون های PNS، مثل نورون‌های حسی که اطلاعاتی درمورد لمس، موقعیت، درد و دما را فراهم می کنند، در خارج از CNS قرار دارند.
آکسون های نورون‌های محیطی که مسیری مشترک را طی می کنند به هم پیوسته و به
شکل اعصاب در می آیند.
انواع نورون چیست؟
با توجه به اینکه بدن انسان در هر لحظه فعالیت های متفاوتی را انجام می دهد، باید برای انتقال این پیام‌های گوناگون نورون های متفاوتی داشته باشیم.به نظر شما برای اینکه همه پیام‌ها به درستی منتقل شوند، نیاز به چه نورون‌هایی است و انواع نورون‌ها چیست؟ بر اساس نقش نورون‌ها، می توان آنها را به سه طبقه تقسیم کرد :
نورون‌های حسی ، نورون‌های حرکتی ، نورون های رابط .
نورون‌های حسی
همان طور که از اسم این نورون معلوم است، باید مربوط به حواس انسان باشد ولی بهتر است دقیق نگاه کنیم و بفهمیم وظیفه این نورون چیست؟ نورون های حسی اطلاعات مربوط به اتفاقات در حال انجام در داخل و خارج از بدن را دریافت می کند و این اطلاعات را به سیستم عصبی مرکزی ارسال می کند و روی آن ها پردازش انجام می شود.برای مثال ، اگر یک ذغال گرم را برداریم، نورون های حسی با پایانه‌های عصبی روی اثر انگشت، اطلاعات برابر با گرم بودن آن را به CNS ارسال می کنند.
نورون‌های حرکتی
نورون های حرکتی اطلاعات را از سایر نورون‌ها دریافت می کنند و دستورات را به عضلات، اندام‌ها و غدد می برند.برای مثال اگر ذغالی گرم بردارید، این نورون‌های حرکتی عضلات انگشتان را عصب دهی می کند و باعث می شود آن را بیندازیم .
نورون های رابط
نورون‌های رابط که فقط در سیستم عصبی مرکزی. یافت می شوند، یک نورون را به نورون دیگری متصل می کند. این نورون‌ها اطلاعات را از یک نورون ( نورون‌های حسی یا رابط) دریافت می کنند و به نورون‌های دیگر ( نورون‌های حرکتی یا رابط) منتقل می کنند.
برای مثال، اگر یک ذغال گرم برداریم، سیگنال هایی از نورون‌های حسی موجود روی اثر انگشتان به نورون‌های رابط موجود در نخاع منتقل می شوند.بعضی از این نورون‌های رابط، سیگنال هایی برای کنترل عضلات انگشتان ( برای حرکت) می فرستنده در حالی که سایر نورون های رابط در حال ارسال اطلاعات از نخاع به نورون‌های مغز هستند که موجب ایجاد درد در ناحیه مورد نظر می شود.نورون‌های رابط بیش ازین نورون‌های موجود در بدن هستندو در پردازش اطلاعات، هم در رویدادهای ساده رفلکسی ( مانند تحریک توسط شئ داغ) یا رویدادهای پیچیده در مغز نقش دارند. ترکیبی از نورون‌های رابط در مغز ما، موجب می شود نتیجه‌ای را تصور کنیم که منجر به برنداشتن ذغال گرم شود و همچنین این اطلاعات به عنوان منابع رویدادهای آیند نیز ذخیره می شود.
عملکردهای اساسی نورون چیست؟
به نظر شما با توجه به طبقه‌بندی گفته شده در مورد نورون، وظیفه هر نورون چیست؟اگر به طور کلی به نقش هر سه طبقه نورون‌ها فکر کنیم، می توانیم بطور کلی سه عملکرد کلی برای نورون‌ها تصور کنیم که عبارتند از :
• دریافت سیگنال‌ها یا اطلاعات
• مجموع گرفتن سیگنال‌های وردی برای ارسال یا عدم ارسال اطلاعات در طول اعصاب
• انتقال سیگنال‌ها به سلول‌های هدف مانند نورون‌های دیگر یا عضلات یا غدد
این عملکردهای عصبی مربوط به آناتومی نورون‌ها است.
آناتومی نورون چیست؟
نورون‌ها مانند سایر سلول ها دارای جسم سلولی دارند و هسته نورون در جسم سلولی قرار دارد.نورون ها نیاز به تولید مقدار زیادی پروتئین دارند و این پروتئین های عصبی در جسم سلولی وجود دارند.
فرآیندهای مختلفی از جسم سلولی نشات می گیرد. این فرایندها ، تعداد زیادی شاخه های کوچک به نام دندریت را شامل می‌شود، و یک مجرا به نام آکسون هست که معمولا طولانی تر از دندریت است.
دندریت
دو عملکرد اول عصبی یعنی دریافت و پردازش اطلاعات ورودی بطور کلی در دندریت ها و جسم سلولی اتفاق می‌افتد. سیگنال‌های ورودی که می‌توانند تحریکی باشند یعنی به تولید پتانسیل عمل شوند یا مهار کنند( جلوگیری از تولید پتانسیل عمل).
بسیاری از نورون ها تعداد زیادی سیگنال ورودی از طریق شاخه‌های دندریت شأن دریافت می کنند.اینکه آیا نورون به مرحله تولید پتانسیل عمل برسد یا خیر، بستگی به مجموع تمامی سیگنال‌های دریافتی تحریکی و مهاری دارد. اگر در نهایت مجموع اتفاقاتی نورون موجب به تولید پتانسیل عمل شود،پتانسیل عمل از طریق آکسون منتقل می شوند.
آکسون
آکسون از چندین نظر با دندریت ها متفاوت هستند.
• دندریت ها تمایل دارند که در پایانه‌های خود باریک و نوک تیز شوند و اغلب با برآمدگی‌هایی پوشیده شده‌اند.
• آکسون از جسم سلولی در محل خاصی به نام تپه آکسون (axon hillock ) جدا می شود.
• در نهایت، بیش تر آکسون ها توسط ماده عایق مخصوصی به نام میلین پوشانده شده‌اند که به انتقال سریع پالس های عصبی کمک می کند. میلین هرگز روی دندریت ها یافت نمی شود.
آکسون در انتهای آن به شاخه های زیادی تقسیم شده و تورم پیازی ایجاد می‌کند که به عنوان پایانه‌های آکسون ( یا پایانه‌های عصبی) شناخته می شوند. این پایانه‌های آکسون روی سلول‌های هدف اتصال ایجاد می‌کنند.
غلاف میلین
غلاف های میلین از بافت چربی هستند که از سلول‌های عصبی ما محافظت می کنند.این سلول‌ها، بخشی از سیستم عصبی مرکزی ما هستند که پیام ها را بین مغز و بقیه اعضای بدن ما به عقب و جلو می برند.اگر به ام‌اس ( بیماریی که باعث می شود سیستم ایمنی بدن ما به سیستم عصبی مرکزی ما حمله کند) مبتلا هستید، غلاف‌های میلین ما آسیب می بیند. این به این معناست که اعصاب ما قادر به ارسال و دریافت پیام نیست.به همین دلیل، ام‌اس می تواند عضلات ما را ضعیف کند، به هماهنگی ما آسیب برساند و در بدترین حالت ما را فلج کند.
گره رانویه
گره رانویه، شکاف دوره‌ای در غلاف عایق ( میلین) در آکسون نورون‌های خاص است که در جهت تسهیل انتقال سریع ایمپالس های عصبی عمل می کند.این وقفه ها در پوشش میلین برای اولین بار در سال ۱۸۷۸ توسط لوئیس آنتوان رانویو، آسیب شناس فرانسوی کشف شد و گره ها را به عنوان انقباضات توصیف کرد.
گره های رانویه تقریباً یک میکرومتر عرض دارند و غشای نورون را در معرض محیط خارجی قرار می دهند.این شکاف‌ها غنی از کانال‌های یونی هستند، که واسطه تبادل یون های خاصی از جمله سدیم و کلرید را می باشند که برای تشکیل یک پتانسیل عمل مورد نیاز است (معکوس شدن قطبش الکتریکی غشای نورون که شروع یا بخشی از موجی از تحریک است، در امتداد آکسون حرکت می کند).پتانسیل عملی که توسط یک گره از رانویه منتشر می شود، به گره بعدی در امتداد آکسون باز می رسد و در نتیجه پتانسیل عمل می تواند به سرعت در امتداد الیاف حرکت کند.
سیناپس
اتصال نورون به نورون، با اتصال به دندریت ها و جسم های سلولی دیگر نورون‌ها ساخته می شود.این اتصالات که سیناپس نامیده می شوند، محل هوایی هستند که اطلاعات از نورون اول که نورون پیش سیناپسی نام داد، به نورون هدف که نورون پس سیناپسی نام دارد، منتقل می شود.اتصالات سیناپسی بین نورون‌ها و سلول‌های عضلات اسکلتی، عموما اتصالاتی عصبی عضلانی نامیده می شوند و اتصالات بین نورون‌ها و سلول‌های عضلات صاف یا غدد، اتصالاتی neuroeffector نامیده می شوند.
در بیش تر سیناپس ها و اتصالات ، اطلاعات به شکل پیام رسان های شیمیایی به نام نوروترنسمیتر منتقل می شوند.وقتی پتانسیل عمل در طول آکسون منتقل می شوند و به پایانه‌های عصبی می رسند، ترشح نوروترنسمیتر در سلول پیس سیناپسی آغاز می شود.مولکول‌های نوروترنسمیتر که سیگنال تحریکی یا مهاری است، از سیناپس عبور می کنند و به غشای گیرنده در سلول پس سیناپسی می چسبند.
در نتیجه، سومین عملکرد اساسی نورون، یعنی انتقال پیام به سلول‌های هدف، توسط آکسون و پایانه‌های آکسون انجام می شود.
مانند یک نورون که می تواند از چندین نورون پیش سیناپسی پیام دریافت کند، خودش نیز می تواند از طریق پایانه‌های آکسونی با تعداد بی شماری نورون پس سیناپسی، اتصالات سیناپسی ایجاد کند.
انواع شکل و ساختار نورون چیست؟
بیش تر نورون‌ها از یک ساختار کلی یکسان تبعیت می کنند اما ساختار یا نورون به تنهایی متفاوت است و با عملکرد مخصوص نورون مورد نظر ( یا طبقه نورون) منطبق است.
انواع مختلف نورون از نظر شکل و اندازه تنوع زیادی را نشان می دهد که با توجه به پیچیدگی فوق‌العاده سیستم عصبی و تعداد زیادی از وظایف مختلف که انجام می دهد، منطقی است.
برای مثال، نورون خاصی به نام سلول پورکینژ در نواحی از مغز به نام مخچه یافت می شوند.سلول های پورکینژی دارای شاخه های بسیار پیچیده دندریت هستند که به آنها اجازه دریافت و انباشته کردن تعداد بی شماری ورودی‌های سیناپسی را می دهد.
سایر انواع نورون‌ها در مخچه نیز می توانند با شکل متمایز شان، تشخیص داده شوند. در زیر دیاگرام نیز سایر انواع سلول‌های مخچه را مشاهده خواهید کرد.
به طور مشابه، نورون‌ها می توانند از لحاظ طول نیز متنوع باشند در حالی که تعداد زیادی از نورون‌ها کوچک و ریز هستند، طول آکسون نورون‌های عضلانی که از نخاع منشعب می شوند تا به انگشتان پا عصب دهی کنند، می تواند یک متر طول داشته باشند ( یا بزرگ تر).
سایر مثال های تنوع در شکل در نورون‌های حسی یافت می شود. در بسیاری از نورون های حسی، تمایز ریخت‌شناسی بین آکسون و دندریت ها تار است.یک شاخه میلین شده جسم سلولی را ترک کرده و به دو قسمت تقسیم می شود و یک شاخه را به نخاع می فرستد تا اطلاعات را منتقل کند و دیگری را برای دریافت اطلاعات به گیرنده‌های حسی محیطی می برد.
در زیر دیاگرام یک نورون حسی را مشاهده می کنید. این دیاگرام میلین نیست.اگر غلاف میلین داشت، شاخه یکی که از نورون خارج شده و در ادامه به دو شاخه مجزا تقسیم شده را می پوشاند.
شبکه نورون چیست؟
یک نورون به تنهایی نمی تواند کار زیادی انجام دهد و عملکرد سیستم عصبی وابسته به گروهی از نورون‌ها است که با هم کار می کنند.یک نورون به تنهایی به نورون های دیگر متصل می شود تا فعالیت آنها را تحریک یا مهار کند، پروسه‌ای را ایجاد کند تا بتواند اطلاعات ورودی را پردازش کند و پاسخ را منتقل کند.مدارهای عصبی می توانند بسیار ساده باشند و تنها از چند نورون تشکیل شده باشند یا می توانند چندین شبکه عصبی پیچیده را درگیر کند.
رفلکس ناگهانی زانو
ساده‌ترین مدارهای عصبی، آن‌هایی هستند که پاسخ‌های کششی عضلات را تشکیل می دهند،مانند رفلکس ناگهانی زانو که اگر فردی به تاندون زیر زانو ( تاندون کشمکش) با چکش ضربه بزند، رخ می دهد.ضربه زدن روی این تاندون موجب کشش عضله چهار سر ران شده. بهتر است برای درک بهتر این شبکه، بفهمیم عملکرد این شبکه و هر نورون چیست؟
آکسون های حاصل از این نورون‌های حسی به نخاع منشعب می شوند، و در آنجا به نورون‌های حرکتی متصل می شوند که با عضلات چهار سر ران در ارتباط هستند.
نورون‌های حسی یک سیگنال تحریکی به نورون‌های حرکتی ارسال می کند که باعث تولید پتانسیل عمل در آنها می شود.
نورون‌های حرکتی نیز به نوبه خود باعث تحریک عضلات چهار سر ران برای انقباض می شوند و در نتیجه زانو صاف می شود.در رفلکس ناگهانی زانو، نورون‌های حسی از یک عضله خاص مستقیما به نورون‌های حرکتی که همان عضله را تحریک می‌کنند، متصل می شوند و باعث انقباض آن پس از کشیده شدن می شوند.
نورون‌های حسی عضله چهار سر ران همچنین جزوی از مدار هستند زیرا باعث ریلکس شدن عضله همسترینگ ( عضله‌ای که مخالف عضلات چهار سر ران عمل می کند) می شنود.
منطقی نیست که نورون‌های حسی عضله چهار سر ران نورون‌های حرکتی عضله همسترینگ را فعال کنند، زیرا این امر باعث انقباض عضله همسترینگ می شود و انقباض عضلات چهار سر ران را دشوار می‌کند. در عوض، نورون‌های حسی عضلات چهار سر ران غیر مستقیم به نورون های حرکتی عضله همسترینگ از طریق نورون‌های رابط مهاری وصل هستند.فعال سازی نورون رابط مهاری باعث مهار شدن نورون‌های حرکتی که همسترینگ را عصب دهی می کند، می شود که خود باعث ریلکس شدن عضله همسترینگ می شود.نورون‌های حسی عضلات چهار سر ران فقط در این مدار رفلکسی شرکت نمی کنند.در عوض ، آنها به مغز نیز پیام می فرستند که به شما اجازه آگاهی در مورد اینکه فردی به تاندون شما به وسیله چکش ضربه می زند را می دهد و احتمالا پاسخی مانند « چرا شما این کار را می کنید » در بر خواهد داشت.اگرچه مدارهای نخاعی می توانند رفتار های بسیار ساده‌ای مانند رفلکس ناگهانی زانو را ایجاد کنند، اما توانایی درک آگاهانه محرک های حسی همراه با همه عملکرد های پیچیده تر سیستم عصبی که به شبکه‌های عصبی پیچیده‌تری در مغز بستگی دارد را نیز برعهده دارد.
سلول‌های گلیال چیست؟
در ابتدا گفتم شبکه عصبی از دو نوع سلول با نام های نورون و گلیا تشکیل شده است، که نورون واحد اصلی عملکرد سیستم عصبی را برعهده دارد و گلیا نقش حمایت کننده‌ای دارد. همان گونه که بازیگران پشتیبان برای موفقیت یک فیلم ضروری هستند، گلیا نیز برای عملکرد سیستم عصبی ضروری است. در واقع، سلول های گلیال خیلی بیش‌تر از نورون‌ها در مغز وجود دارند.
انواع سلول‌های گلیا و عملکرد آنها چگونه است؟
چهار دسته اصلی از سلول‌های گلیال در سیستم عصبی مهره داران بالغ وجود دارد. سه مورد از آنها یعنی آستروسیت‌ها (Astrocytes)، اُلیگودندروسیت ها (oligodendrocytes) و میکروگلیا (microglia) فقط در سیستم عصبی مرکزی یا CNS یافت می شوند.چهارمین آنها که سلول‌های شوان ( Schwann) نام دارد، فقط در سیستم عصبی یا PNS یافت می شود.
انواع دیگر گلیا ( علاوه بر چهار نوع اصلی) شامل سلول‌های گلیال ماهواره‌ای ( satellite cells) و سلول‌های اپندیمال ( Ependymal) است.
آستروسیت‌ها
این گونه از سلول‌های گلیا بیشترین تعداد را در بدن دارند.در واقع، بیشترین تعداد را در مغز دارند.از عملکردهای آنها می توان به تنظیم کردن میزان جریان خون در مغز، تنظیم کردن میزان ترکیبات محلول محاصره کننده نورون‌ها و تنظیم ارتباط بین نورون‌ها در سیناپس اشاره کرد.در طول رشد، آستروسیت‌ها به نورون‌ها برای پیدا کردن راه به سمت مقصدشان و تشکیل سد خونی در مغز کمک می کنند که به عایق کردن مغز در برابر مواد سمی بالقوه در خون کمک می کند.
اُلیگودندروسیت‌ها و سلول‌های شوان
اُلیگودندروسیت های سیستم عصبی مرکزی و سلول‌های شوان سیستم عصبی محیطی تقریبا عملکرد یکسانی دارند. هر دو نوع سلول‌های گلیا، میلین تولید می کنند.میلین ماده‌ای عایق است که غلافی اطراف آکسون تعداد زیادی از نورون‌ها ایجاد می کند.میلین بطور ایده‌آل سرعت انتقال پتانسیل عمل در طول آکسون را زیاد می کند و نقش حیاتی در عملکرد سیستم عصبی را برعهده دارد.
میکروگلیا
میکروگلیا مرتبط با ماکروفاژهای سیستم ایمنی هستید و مانند رفتگران، سلول‌های مرده و سایر مواد مخروبه را حذف می کنند.
سلول‌های ماهواره‌ای
این دسته از سلول‌ها جسم سلولی نورون‌های گنگلیا سیستم عصبی محیطی را می پوشانند.
عملکرد سلول‌های گلیال ماهواره‌ای این گونه تصور می شود که وظیفه حمایتی نورون‌ها را برعهده دارند و مانند سد محافظ عمل می کنند ولی آنها هنوز به خوبی شناخته نشده است.
سلول‌های اپندیمال
سلول‌های اپندیمال که بطن‌های مغز و کانال مرکزی نخاع را پوشانده است، دارای مژک های مو مانند است که برای تقویت گردش مایع مغزی نخاعی در داخل بطن ها و کانال نخاعی می تپد.
