یاخته عصبی: ماشین ترجمه پیامهای بدن
ساختار یک یاخته عصبی؛ نقش هر بخش چیست؟
هر نرون مانند یک ایستگاه رلهی پیچیده است. برای درک چگونگی کار آن، باید با قسمتهای اصلیاش آشنا شویم. تصور کنید یک درخت وارونه است: شاخههای آن پیام میگیرند، تنهاش پیام را سریع جابهجا میکند و ریشههایش پیام را به درخت بعدی میرسانند.
| نام بخش | شکل ظاهری و کارکرد | مثال قابللمس |
|---|---|---|
| دندریت3 | شاخههای کوتاه و منشعب شده از جسم سلولی. نقش آنها دریافت پیام از نرونهای دیگر است. | مثل آنتنهای متعدد یک تلویزیون که امواج را از ایستگاههای مختلف میگیرند. |
| جسم سلولی4 | بدنه اصلی سلول که هسته و اندامکهای حیاتی را در خود دارد. نقش آن پردازش پیامهای دریافتی و تصمیمگیری برای ارسال پاسخ است. | مثل پردازنده مرکزی (CPU) رایانه که اطلاعات ورودی را تحلیل میکند. |
| آکسون5 | رشتهای بلند و معمولاً منفرد. نقش آن انتقال پیام عصبی از جسم سلولی به انتهای خود است. | مثل کابل فیبر نوری که دادهها را با سرعت بالا و در مسافت طولانی جابهجا میکند. |
| پایانه آکسون6 و سیناپس7 | انتهای شاخهشده آکسون. در نقطه سیناپس، پیام از این پایانهها به دندریت نرون بعدی یا سلول ماهیچهای منتقل میشود. | مثل دکههای تحویل بار در انتهای یک آزادراه که محموله (پیام) را به مسیر بعدی یا مقصد نهایی میرسانند. |
پیام عصبی چگونه سفر میکند؟ از تحریک تا انتقال
انتقال پیام عصبی یک فرآیند دو مرحلهای الکتروشیمیایی است: اول در طول آکسون و دوم در فضای سیناپس.
۱. سفر در طول آکسون (پتانسیل عمل10): وقتی تحریک دندریتها از یک آستانه معین بگذرد، یک موج الکتریکی کوتاه در آکسون ایجاد میشود که به آن پتانسیل عمل میگویند. این موج با سرعت ثابت و تمامقد (مثل روشن شدن چراغ در طول یک فیوز) در طول آکسون حرکت میکند. برای حرکت این موج، تبادل یونهای سدیم ($Na^+$) و پتاسیم ($K^+$) در دو طرف غشای آکسون حیاتی است. میتوان آن را جرقهای دانست که در طول فتیله حرکت میکند.
۲. عبور از سیناپس (انتقال سیناپسی12): پتانسیل عمل وقتی به پایانه آکسون میرسد، نمیتواند مستقیم به سلول بعدی بپرد. در اینجا پیام از حالت الکتریکی به شیمیایی تغییر شکل میدهد. پایانه آکسون کیسههای کوچکی به نام وزیکول سیناپسی13 دارد که پر از مواد شیمیایی به نام نوروترنسمیتر14 (پیامرسان عصبی) هستند. با رسیدن موج، این کیسهها محتویات خود را در فضای سیناپسی رها میکنند. مولکولهای نوروترنسمیتر شناور شده و به گیرندههای روی دندریت سلول بعدی میچسبند و در آن سلول، یک پیام الکتریکی جدید (تحریکی یا بازدارنده) ایجاد میکنند.
یاختههای عصبی در عمل: از حرکت انگشت تا احساس شادی
حالا بیایید این فرآیند را در چند موقعیت روزمره دنبال کنیم:
مثال ۱: عقب کشیدن دست از یک شیء داغ: حسگرهای دمای پوست شما (گیرنده) پیام «داغ!» را via نرونهای حسی به نخاع میفرستند. در نخاع، این پیام بلافاصله توسط نرونهای رابط15 به نرونهای حرکتی وصل میشود. نرون حرکتی پیام «دست را جمع کن!» را به ماهیچههای بازو میفرستد. همه این مراحل آنقدر سریع رخ میدهد که حتی قبل از احساس درد در مغز، دستتان را عقب کشیدهاید! این یک قوس بازتابی16 ساده است.
مثال ۲: به خاطر سپردن یک شماره تلفن: وقتی شماره را میشنوید، گروههای خاصی از نرونها در مغز فعال میشوند. عبور مکرر پیام بین این نرونها، باعث تقویت ارتباط سیناپسی بین آنها میشود. به این پدیده انعطافپذیری سیناپسی17 میگویند. هر بار که آن شماره را مرور میکنید، این مسیر عصبی قویتر و یادگیری پایدارتر میشود.
مثال ۳: احساس لذت از موسیقی: گوشدادن به آهنگ موردعلاقه باعث آزادسازی نوروترنسمیترهایی مانند دوپامین18 در مغز میشود. دوپامین مانند پیامرسان شیمیایی «پاداش» عمل میکند و با اتصال به گیرندههای نرونهای مناطق مرتبط با احساس لذت، حال خوبی در شما ایجاد میکند.
اشتباهات رایج و پرسشهای مهم
برای مدتها تصور میشد نرونها پس از تولد تقسیم و تکثیر نمیشوند. اما تحقیقات جدید نشان داده که در بعضی مناطق محدود مغز (مثل هیپوکامپ19 که مرتبط با یادگیری و حافظه است) تولید نرونهای جدید در طول زندگی ادامه دارد. با این حال، بخش عمدهای از نورونهای قشر مغز در همان سالهای اولیه زندگی تشکیل شده و تا پایان عمر با شخص میمانند.
خیر. بین انتهای آکسون یک نرون و دندریت نرون بعدی (یا سلول هدف)، یک فضای میکروسکوپی خالی به نام شکاف سیناپسی20 وجود دارد. پیام باید از این شکاف بهصورت شیمیایی (با کمک نوروترنسمیترها) عبور کند. این فاصله، امکان تنظیم و کنترل پیام (تقویت یا تضعیف آن) را فراهم میکند.
سرعت انتقال در آکسونهای مختلف، متفاوت است و به قطر آکسون و وجود غلاف میلین بستگی دارد. سریعترین آکسونهای میلیندار میتوانند پیام را با سرعتی معادل 120 متر بر ثانیه (یعنی حدود 432 کیلومتر در ساعت!) منتقل کنند. آکسونهای بدون میلین سرعتی در حدود 0.5 تا 2 متر بر ثانیه دارند.
پاورقی
1 یاخته عصبی (Nerve Cell)
2 نرون (Neuron)
3 دندریت (Dendrite)
4 جسم سلولی (Soma or Cell Body)
5 آکسون (Axon)
6 پایانه آکسون (Axon Terminal)
7 سیناپس (Synapse)
8 غلاف میلین (Myelin Sheath)
9 اماس (MS): مخفف Multiple Sclerosis، یک بیماری خودایمنی که به غلاف میلین آسیب میزند.
10 پتانسیل عمل (Action Potential)
11 پتانسیل استراحت (Resting Potential)
12 انتقال سیناپسی (Synaptic Transmission)
13 وزیکول سیناپسی (Synaptic Vesicle)
14 نوروترنسمیتر (Neurotransmitter)
15 نرون رابط (Interneuron)
16 قوس بازتابی (Reflex Arc)
17 انعطافپذیری سیناپسی (Synaptic Plasticity)
18 دوپامین (Dopamine)
19 هیپوکامپ (Hippocampus)
20 شکاف سیناپسی (Synaptic Cleft)
