هدایت پیام عصبی: حرکت پیام عصبی در طول یاخته عصبی

هدایت پیام عصبی: سفر یک پیام در طول یاخته عصبی

نورون، کارخانه و پیک پیام‌های بدن

یاخته عصبی یا نورون، واحد اصلی سازندهٔ سیستم عصبی است. کار آن تولید، پردازش و انتقال پیام‌های عصبی است. ساختار یک نورون شبیه یک درخت کوچک است که بخش‌های اصلی زیر را دارد:

پیام عصبی یا پتانسیل عمل⁶ معمولاً از نقطه‌ای روی آکسون شروع می‌شود و باید مسیر نسبتاً طولانی آن را تا پایانه‌اش طی کند. این سفر، هدایت پیام عصبی نامیده می‌شود.

مسابقه‌ی انتقال: دو روش اصلی حرکت پیام

پیام عصبی به دو روش اصلی در طول آکسون حرکت می‌کند که انتخاب روش، به وجود یا عدم وجود یک ماده عایق به نام غلاف میلین⁷ بستگی دارد.

۱. هدایت پیوسته: این روش در آکسون‌های بدون میلین رخ می‌دهد. در اینجا، پتانسیل عمل باید مانند کسی که قدم‌به‌قدم کل یک خیابان را طی می‌کند، از هر نقطه‌ای از آکسون عبور کند. این روش کند است. تصور کنید بخواهید یک پیام را در مدرسه، با دویدن و داد زدن به هر دانش‌آموزی در راهرو برسانید! بسیار زمان‌بر است.

۲. هدایت جهشی (سالتاتوری)⁸: این روش در آکسون‌های میلین‌دار اتفاق می‌افتد. غلاف میلین مانند یک عایق پلاستیکی دور سیم برق، بخش‌هایی از آکسون را می‌پوشاند. اما بین این عایق‌ها، نقاط کوچکی به نام گره رانویه‌ر⁹ وجود دارد. در این روش، پتانسیل عمل از یک گره به گره بعدی می‌پرد و بخش‌های عایق‌بندی شده را نادیده می‌گیرد. مانند این است که در همان مدرسه، فقط به سراغ نمایندگان هر کلاس بروید و پیام را به آن‌ها بدهید. بسیار سریع‌تر است!

از فرمان مغز تا حرکت انگشت: یک مثال ملموس

تصور کنید توپ والیبالی به سمت شما می‌آید و تصمیم می‌گیرید آن را با دست بزنید. فرآیند هدایت پیام عصبی برای این عمل اینگونه است:

۱. نورون‌های حرکتی در مغز شما، یک پتانسیل عمل تولید می‌کنند.
۲. این پیام وارد آکسون بلند و میلین‌داری می‌شود که از نخاع تا ماهیچه‌های دست شما کشیده شده است.
۳. به لطف غلاف میلین و روش هدایت جهشی، پیام با سرعت باورنکردنی (صدها کیلومتر در ساعت!) در طول این آکسون می‌پرد و پیش می‌رود.
۴. پیام در کمتر از چشم برهم زدنی به پایانه آکسون در ماهیچه دست می‌رسد و باعث انقباض ماهیچه و حرکت دست شما می‌شود.

اگر این هدایت به روش کند و پیوسته بود، شما هرگز نمی‌توانستید به موقع عکس‌العمل نشان دهید و توپ از کنارتان رد می‌شد!

اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم

پاورقی

¹ نورون (Neuron): یاخته عصبی.
² دنتریت (Dendrite): زائده‌های کوتاه و منشعب نورون که پیام را دریافت می‌کنند.
³ جسم یاخته‌ای یا سوما (Soma, Cell Body): بخش مرکزی نورون که هسته و اندامک‌های اصلی را دارد.
⁴ آکسون (Axon): رشته بلند و باریک نورون که پیام عصبی را از جسم یاخته‌ای به سمت بیرون هدایت می‌کند.
⁵ پایانه آکسونی (Axon Terminal): انتهای شاخه‌شاخه آکسون که با نورون یا سلول بعدی ارتباط برقرار می‌کند.
⁶ پتانسیل عمل (Action Potential): موج تغییر ولتاژ که به عنوان پیام عصبی در طول آکسون حرکت می‌کند.
⁷ غلاف میلین (Myelin Sheath): پوشش عایق چربی‌مانند دور آکسون که سرعت هدایت را بسیار افزایش می‌دهد.
⁸ هدایت جهشی یا سالتاتوری (Saltatory Conduction): روش انتقال پیام در آکسون‌های میلین‌دار که پیام از یک گره به گره دیگر می‌پرد.
⁹ گره رانویه‌ر (Node of Ranvier): فاصله بین غلاف‌های میلین روی آکسون که پتانسیل عمل در این نقاط تجدید می‌شود.
¹⁰ یون سدیم ($Na^+$): یک ذره باردار مثبت که ورود آن به درون نورون در شروع پتانسیل عمل نقش کلیدی دارد.
¹¹ یون پتاسیم ($K^+$): یک ذره باردار مثبت که خروج آن از نورون در بازگشت به حالت عادی نقش دارد.