معلومة

هل يمكن لعصب ما بعد المشبكي أن يغلق نفسه؟

هل يمكن لعصب ما بعد المشبكي أن يغلق نفسه؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا هاو مهتم بعلم الأعصاب وكان لدي فضول لمعرفة ما إذا كانت هناك عملية تقوم من خلالها خلية عصبية أو مجموعة من الخلايا العصبية بإغلاق مستقبلاتها وإيقاف تلقي إشارات من نقاط الاشتباك العصبي لفترة مؤقتة؟


من الأمثلة على ذلك الخلايا العصبية التي تنطفئ / تعمل على أساس دورة نومنا. تتحكم المواد الكيميائية التي ترسل إشارات الأعصاب والتي تسمى الناقلات العصبية في ما إذا كنا نائمين أو مستيقظين من خلال العمل على مجموعات مختلفة من الخلايا العصبية أو الخلايا العصبية في الدماغ. الخلايا العصبية الموجودة في جذع الدماغ ، والتي تربط الدماغ بالحبل الشوكي ، تنتج نواقل عصبية مثل السيروتونين والنورادرينالين التي تحافظ على نشاط بعض أجزاء الدماغ أثناء استيقاظنا. تبدأ الخلايا العصبية الأخرى في قاعدة الدماغ في إرسال إشارات عندما ننام. يبدو أن هذه الخلايا العصبية "تغلق" الإشارات التي تبقينا مستيقظين. تشير الأبحاث أيضًا إلى أن مادة كيميائية تسمى الأدينوزين تتراكم في دمائنا أثناء استيقاظنا وتسبب النعاس. تتحلل هذه المادة الكيميائية تدريجياً أثناء النوم (مرجع ومرجع). هنا دراسة مبنية على مفتاح تشغيل / إيقاف تشغيل الفئران أنا الخوف (مرجع).

هناك أيضًا طرق مصطنعة لإغلاق المستقبلات مثل مستقبلاتنا الحلوة (مرجع). كانت هناك أيضًا دراسات أجريت على كائنات أخرى حيث أظهرت دراسة معينة تشغيل / إيقاف تشغيل المستقبلات الشمية في هوائي الصرصور (مرجع).


سمية الإثارة

في الإثارة، تتعرض الخلايا العصبية للتلف أو الموت عندما تكون مستويات الناقلات العصبية الضرورية والآمنة مثل الجلوتامات ، α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) ، أو N-methyl-D-aspartic acid ( NMDA) مرتفعًا بشكل مرضي مما يؤدي إلى التحفيز المفرط للمستقبلات. على سبيل المثال ، عندما تواجه مستقبلات الغلوتامات مثل مستقبل NMDA أو مستقبل AMPA مستويات زائدة من الناقل العصبي الاستثاري الغلوتامات قد ينتج عنه تلف كبير في الخلايا العصبية. يسمح الغلوتامات الزائدة بدخول مستويات عالية من أيونات الكالسيوم (Ca 2+) إلى الخلية. ينشط تدفق Ca 2+ إلى الخلايا عددًا من الإنزيمات ، بما في ذلك phospholipases و endonucleases والبروتياز مثل calpain. تستمر هذه الإنزيمات في إتلاف هياكل الخلايا مثل مكونات الهيكل الخلوي والغشاء والحمض النووي. [1] [2] في الأنظمة التكيفية المتطورة والمعقدة مثل الحياة البيولوجية ، يجب أن نفهم أن الآليات نادرًا ما تكون مباشرة بشكل مبسط ، إن وجدت. على سبيل المثال ، NMDA بكميات شبه سامة تحفز بقاء الخلايا العصبية على مستويات سامة من الغلوتامات. [3] [4]

قد تكون السمية الإثارة متورطة في السرطانات ، وإصابة الحبل الشوكي ، والسكتة الدماغية ، وإصابات الدماغ الرضحية ، وفقدان السمع (من خلال التعرض المفرط للضوضاء أو تسمم الأذن) ، وفي الأمراض التنكسية العصبية للجهاز العصبي المركزي مثل التصلب المتعدد ، ومرض الزهايمر ، والتصلب الجانبي الضموري (ALS) ، مرض باركنسون ، إدمان الكحول ، انسحاب الكحوليات أو فرط أمونيا الدم وخاصة الانسحاب السريع للبنزوديازيبين ، وكذلك مرض هنتنغتون. [5] [6] الحالات الشائعة الأخرى التي تسبب تركيزات مفرطة للجلوتامات حول الخلايا العصبية هي نقص السكر في الدم. السكريات في الدم هي الطريقة الأساسية لإزالة الغلوتامات من المساحات المتشابكة في موقع مستقبلات NMDA و AMPA. يجب ألا يقع الأشخاص المصابون بصدمة سامة مثيرة أبدًا في حالة نقص السكر في الدم. يجب إعطاء المرضى 5 ٪ من الجلوكوز (الدكستروز) بالتنقيط الوريدي أثناء الصدمة السامة لتجنب التراكم الخطير للجلوتامات حول الخلايا العصبية NMDA و AMPA. [ بحاجة لمصدر ] عند عدم توفر 5٪ من الجلوكوز (سكر العنب) بالتنقيط الوريدي ، يتم إعطاء مستويات عالية من الفركتوز عن طريق الفم. يتم إعطاء العلاج خلال المراحل الحادة من الصدمة السامة للإثارة جنبًا إلى جنب مع مضادات الغلوتامات. يجب تجنب الجفاف لأن هذا يساهم أيضًا في تركيزات الجلوتامات في الشق بين المشابك [7] و "يمكن أيضًا أن تحدث حالة الصرع من خلال تراكم الجلوتامات حول الخلايا العصبية بين المشابك." [8]


دليل دراسة التشريح وعلم وظائف الأعضاء النهائي

وظيفة:
تقوم العصبونات الحسية أو الوافدة بتوصيل نبضات تجاه الجهاز العصبي المركزي من المستقبلات.
ب. تقوم الخلايا العصبية الحركية ، أو الصادرة ، بتوصيل نبضات من الجهاز العصبي المركزي إلى المؤثرات.
ج. تقوم الخلايا العصبية الداخلية ، أو الخلايا العصبية الرابطة ، بإجراء نبضات بين الخلايا العصبية الحسية والحركية ، أو في مسارات تكامل الجهاز العصبي المركزي.

الأغشية المصلية
تبطن تجاويف الجسم التي لا تنفتح مباشرة إلى الخارج ، وهي تغطي الأعضاء الموجودة في تلك التجاويف ، ويؤدي السائل الكثيف إلى تزييت الغشاء وتقليل الاحتكاك والتآكل عند الأعضاء ، على سبيل المثال ، الغشاء المصلي الذي يبطن التجويف الصدري ويغطي الرئتين

طبقات
Stratum basale-miotic and melanocytes
الطبقة الشوكية - الميلانوزومية والتغصنات
الطبقة الحبيبية - التقرن
الطبقة الصافية (فقط في الجلد السميك)
الطبقة القرنية- الأبعد

طبقات
البابوية-
RETICULAR-80٪ من الجلد
DERMAL PAPPILLAE- تعزيز القدرة على الإمساك
المساهمة في حاسة اللمس
النمط هو بصمات الأصابع

الخلايا المتقرنة الميتة للشعر
تحذير من الحشرات على الجلد
الصدمة الجسدية
فقدان الحرارة

أنواع
الغدد العرقية المفرزة (ميروكرين) - تفرز العرق
الغدد العرقية المفرزة

الدرجة الثانية
تلف البشرة والجلد العلوي

سرطان الخلايا الحرشفية- النوع الثاني الأكثر شيوعًا
يشتمل على الخلايا الكيراتينية لطبقة العمود الفقري

دعم العظام ، الحماية ، المرساة ، تكوين خلايا الدم ، تخزين الدهون ، إنتاج الهرمونات

المفاصل- تمنح الحركة الهيكلية وتثبتها معًا

نسخة أطفال الكساح من لين العظام

هشاشة العظام- ارتشاف العظام يفوق رواسب العظام. عظام ضعيفة جدا

فواصل ممزقة لولبية (التواء ضروري)

يتم ضغط جزء العظم المكسور بالاكتئاب إلى الداخل

يتم سحق عظم الضغط

ينفصل المشاشية عن الشلل على طول لوحة الأنابيب

ارتعاش العضلات- استجابة الوحدة الحركية لإمكانية فعل واحدة من الخلايا العصبية الحركية.

عملية نشل
فترة كامنة - مباشرة بعد التحفيز عندما يبدأ الانكماش. يبدأ الجسر المتقاطع

فترة الانكماش عبر الجسور هي التوتر النشط في الذروة

فترة الاسترخاء- إعادة دخول Ca 2+ إلى SR. ينخفض ​​التوتر وتقل قوة الانقباض

الكزاز- يمكن أن يكون كاملاً أو غير مكتمل

توتر تيتانوس ماكس الكامل وانقباضات سلسة ومستمرة

يزيد مجموع موجات التيتانوس غير المكتمل ، وتقلص مستمر ولكنه مرتعش

أنواع ألياف العضلات-
ألياف مؤكسدة بطيئة
ألياف مؤكسدة سريعة
حال السكر بسرعة

تقلصات متساوية التوتر - يتغير طول العضلات وتحرك الحمل

أنواع متساوية التوتر متحدة المركز وغريب الأطوار
تقصر العضلات متحدة المركز وتعمل
تطول العضلات غريب الأطوار لأنها تولد القوة


علم الأحياء- الفصل الثامن

2. تفتح قنوات البوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي بشكل أبطأ من قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي وتبقى مفتوحة لفترة أطول. تفتح قنوات البوتاسيوم ذات الجهد الكهربي استجابة لإزالة الاستقطاب من الغشاء. نظرًا لأن البوتاسيوم يترك الخلية أسفل تدرج تركيزه ، فإن إمكانات الغشاء تعود إلى القيم السالبة ، وتتجاوز في الواقع إمكانات الراحة بحوالي 20 مللي فولت (إلى حوالي -90 مللي فولت). عند هذه النقطة تغلق قنوات البوتاسيوم ذات الجهد الكهربائي

2. إزالة الاستقطاب من الغشاء قبل المشبكي يفتح قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي

3. يتسبب تدفق الكالسيوم إلى الخلية قبل المشبكية في حدوث إفراز للناقل العصبي المخزن في الحويصلات الإفرازية

4. تنتشر جزيئات الناقل العصبي عبر الشق المشبكي الضيق (مسافة صغيرة بين الخلايا)

5. يرتبط الناقل العصبي ببروتينات المستقبل في الغشاء ما بعد المشبكي ، وهذه المستقبلات عبارة عن قنوات أيونية ليجند

6. فتح القنوات الأيونية في خلية ما بعد المشبكي يغير استقطاب الغشاء

7.إذا وصل استقطاب غشاء الخلية ما بعد المشبكي إلى عتبة قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي ، يلزم وجود جهد فعل


اللدونة متشابك

  • الخلايا العصبية التي تطلق مرسلًا واحدًا في بعض أطرافها ، وآخر مختلف في البعض الآخر
  • الخلايا العصبية التي تتحول من ناقل عصبي إلى آخر عندما يتغير المنبه الذي يصل إليها. مثال: العصبونات الداخلية في منطقة ما تحت المهاد من الجرذ التي تطلق الدوبامين عندما تتعرض الفئران لفترات ضوئية قصيرة (مثل هذه الحيوانات الليلية) ولكنها تتحول إلى إطلاق السوماتوستاتين عندما تتعرض الفئران لأيام طويلة (وهو ما لا يعجبهم) .

المحاضرة 22: الخلايا العصبية ، وإمكانات العمل ، وعلم البصريات الوراثي

يبدأ البروفيسور مارتن محاضرته عن الإشارات الكهربائية بالحديث عن الخلايا العصبية ، متبوعة بإمكانيات الفعل ، والمشابك ، وعلم البصريات الوراثي.

معلم: آدم مارتن

المحاضرة 1: أهلاً بك أنترودو.

المحاضرة 2: الترابط الكيميائي.

المحاضرة 3: هياكل صباحا.

المحاضرة 4: الانزيمات والميتا.

المحاضرة 5: الكربوهيدرات و.

المحاضرة 9: إعادة تشكيل الكروماتين.

المحاضرة 11: الخلايا ، البسيط.

المحاضرة 16: الحمض النووي المؤتلف.

المحاضرة 17: الجينوم والحمض النووي.

المحاضرة 18: SNPs والإنسان.

المحاضرة 19: Cell Traffickin.

المحاضرة 20: إشارات الخلايا.

المحاضرة 21: إشارات الخلايا.

المحاضرة 22: الخلايا العصبية ، العمل.

المحاضرة 23: دورة الخلية و.

المحاضرة 24: الخلايا الجذعية Apo.

المحاضرة 27: تصور الحياة.

المحاضرة 28: تصور الحياة.

المحاضرة 29: التصوير الخلوي.

المحاضرة 32: Dise Dise.

المحاضرة 33: Bacteria and An.

المحاضرة 34: الفيروسات والنمل.

المحاضرة 35: التكاثر Cl.

آدم مارتن: حسنًا ، لنبدأ. لذا أبدأ بهذا الفيديو هنا. ما يحدث هنا هو هذا الفأر ، وترون أن كابل الألياف الضوئية هذا يدخل إلى دماغه. والفأر نائم الآن. والآن يسلط الباحثون الضوء على دماغها ، منطقة معينة من الدماغ ، لتنشيط خلايا عصبية معينة من أجل اختبار ما إذا كانت تعمل في حالة الاستثارة.

وهنا ، ترى الفأر سوف يستيقظ. وهاهو يذهب. إنه مستيقظ الآن. لذا في محاضرة اليوم ، سنعمل على فهم كيفية عمل هذه التجربة. وسنتحدث عن كيفية عمل الخلايا العصبية وكيف يمكن للباحثين التحكم في هذه الوظيفة من أجل تعديل السلوك - في هذه الحالة ، إثارة هذا الفأر.

حسنًا ، هذا سيشمل نوعًا معينًا من الخلايا في أجسامنا ، وهي الخلايا العصبية. والخلايا العصبية هي خلايا متخصصة للغاية لها وظيفة لنقل المعلومات من جزء من الجسم إلى جزء آخر. وبالتالي فإن الخلايا العصبية هي خلايا شديدة الاستقطاب ، والتي يمكنكم رؤيتها هنا. على يسار هذه الخلية العصبية ، ترى هذا الشجرة من النتوءات ، والتي تسمى التشعبات. ثم على هذا الجانب من جسم الخلية ، ترى امتدادًا واحدًا ، وهو محور عصبي ، ثم نهاية المحور العصبي هنا.

وتنقل هذه الخلية العصبية المعلومات في اتجاه واحد. سوف ينقل المعلومات من هذا الجانب إلى هذا الجانب. وهذه الخلايا العصبية قادرة على التواصل مع بعضها البعض. ويتواصلون في نهايات الخلايا العصبية ، والتي تُعرف باسم المشابك العصبية ، والتي سأعود إليها وأتحدث عنها لاحقًا في المحاضرة. لذلك يمكن للخلايا العصبية أن تصنع نقاط الاشتباك العصبي في هذا الجانب وأيضًا تصنع نقاط الاشتباك العصبي في هذا الجانب مع الخلايا العصبية الأخرى.

لذا ، للبدء في تفريغ وظيفة هذه الخلايا العصبية - ويجب أن أوضح أن تدفق المعلومات هذا يمكن أن يحدث على مسافات طويلة جدًا ، أليس كذلك؟ يمتد العصب الوركي من قاعدة العمود الفقري وصولاً إلى قدمك ، حسنًا؟ لذلك يبلغ طول هذا المحور مترًا واحدًا. هذه مسافة طويلة للغاية لنقل المعلومات على طول خلية واحدة.

ولذا سننتقل من التفكير في كيفية إرسال الإشارات في خلايا مفردة ، وهذا سوف يطور الإشارات الكهربائية. ثم سنتحدث عن نقاط الاشتباك العصبي وكيف تعمل نقاط الاشتباك العصبي للتواصل بين الخلايا العصبية. وسيشمل هذا أيضًا نوعًا من فهم كيفية عمل بعض مضادات الاكتئاب ، مثل Prozac. ثم ننتهي بالحديث عن كيفية قيام الباحثين بهذه التجربة لإيقاظ الفأر.

ويبدأ كل شيء بشيء أخبرتك عنه في بداية الفصل الدراسي ، وهو أن غشاء البلازما يفصل بين أجزاء مميزة خارج الخلية من السيتوبلازم. وتوجد تركيزات أيونية مميزة على جانبي هذه الحدود. لذلك بدأنا الآن نتحدث عن خلية عصبية واحدة. وسنتحدث عن نوع من الإشارات يُعرف بإمكانية الفعل. هذا صحيح.

لذلك سوف نتحدث عن إمكانية العمل. وما هو جهد الفعل ، هو إشارة كهربائية تنتقل بطول الخلية العصبية. إذن ، جهد الفعل هذا ، سأختصر نقطة الوصول هذه. لذلك عندما أشير إلى AP ، فأنا لا أشير إلى التنسيب المتقدم ، ولكن إمكانات العمل ، حسنًا؟ إذن فهذه إشارة كهربائية تنتقل بطول المحور العصبي والخلايا العصبية.

ومن أجل نشر إشارة كهربائية ، نحتاج إلى نوع من الخصائص الكهربائية التي تمتلكها الخلية والتي تمكننا من ذلك. وهكذا أوضحت لك أو أخبرتك في وقت سابق من الفصل الدراسي كيف تتركز أيونات الصوديوم على السطح الخارجي للخلية وتتركز أيونات البوتاسيوم في الداخل. ترى هنا تدرج الصوديوم هنا ، تدرج البوتاسيوم هنا. والآن سأخبركم كيف يحدث هذا ، لأن هذه الديناميكا الحرارية غير مفضلة ، أليس كذلك؟

تفضل هذه الأيونات ، عن طريق الانتشار ، أن تكون تركيزات متساوية على جانبي غشاء البلازما هذا ، مما يعني أن الخلية لتحويل هذا من التوازن يجب أن تنفق الطاقة لإعداد هذا الوضع. وهكذا يوجد بروتين في غشاء البلازما للخلية. إنه بروتين غشائي متكامل ويوجد داخل غشاء البلازما. هذا هو غشاء البلازما.

وهذا البروتين الغشائي المتكامل يسمى الصوديوم والبوتاسيوم ATPase. لذلك سيكون لديها وحدة فرعية تحلل جزيء ATP إلى ADP. ويستخدم البروتين طاقة التحلل المائي ATP لضخ أيونات الصوديوم حتى تدرج تركيزها. لذا فإن أيونات الصوديوم تخرج من الخلية. وهذا يتعارض مع التدفق الذي يرغب الصوديوم عادةً في أن يأخذه ، والذي سيكون في اتجاه مجرى النهر.

وهو يضخ أيونات البوتاسيوم في السيتوبلازم بحيث يكون هناك تركيز أعلى من أيونات البوتاسيوم في السيتوبلازم ، حسنًا؟ لذا فإن هذه الخلايا العصبية تستهلك قدرًا هائلاً - ربع ATP الخاص بها يستخدم عن طريق ضخ أيونات مثل هذا ، بحيث يكون هناك تدرجات من الأيونات عبر غشاء البلازما.

الآن ، إذا تم ضخ أيون صوديوم واحد مقابل كل أيون بوتاسيوم يتم ضخه ، فلن يكون هناك فرق شحنة بين الخارج والسيتوبلازم. لكن ما يحدث في غشاء البلازما هو أنه بالإضافة إلى ATPase الصوديوم ، هناك قنوات أخرى موجودة. توجد قنوات صوديوم. معظم هذه القنوات مغلقة ، ولكن هناك بعض قنوات البوتاسيوم المتسربة. وهم يقومون في الأساس بتسريب البوتاسيوم من السيتوبلازم إلى الخارج ، حسنًا؟

وإذا كانت لديك شحنات موجبة تخرج من الخلية ، فسيكون لداخل الغشاء شحنة سالبة صافية. وسيكون الجزء الخارجي من الغشاء شحنة موجبة صافية. وهذه الشحنة عبر الغشاء ، حيث يوجد موجب من الخارج وناقص من الداخل - يجب أن أسمي هذا الجزء الخارجي ، وهذا هو السيتوبلازم.

يُعرف فرق الجهد هذا باسم جهد الغشاء. إذن هذا غشاء محتمل. وهي جهد كهربائي عبر الغشاء. إذا كنت مهندسًا كهربائيًا ، فيمكنك التفكير في غشاء البلازما كمكثف ، حسنًا؟ لذا فإن غشاء البلازما هذا يحمل فرق الشحنة هذا عبره. وهكذا يوجد جهد عبر الغشاء. وفي حالة السكون ، يكون جهد الخلية في الراحة سالب 70 ملي فولت.

لذا إذا لم يتم تحفيز الخلية بشيء مثل ناقل عصبي ، فإن جهد الراحة هو سالب 70 ملي فولت ، حيث يكون الداخل سالبًا والخارج موجبًا ، حسنًا؟ لذا الآن أريد فقط تحديد بعض المصطلحات التي ستكون مفيدة لنا عندما نتحدث عن إمكانات الفعل. لذلك عندما يكون هناك هذا السالب داخل الكمون ، يُشار إلى الجهد الداخلي السالب على أنه مستقطب. إذن فهو مستقطب لأن هناك قطبية عبر هذا الغشاء ، حيث يكون أحد الجانبين موجبًا والآخر سلبيًا ، حسنًا؟

يشير الاستقطاب إلى ما إذا كان هناك جهد داخلي سالب. إذن الحالة السكونية للجانب هي أن هناك استقطابًا - إنه مستقطب. ومع ذلك ، يمكن للخلية أن تفقد هذا القطبية وليس لها فارق شحنة ، أو يمكن أن تنقلب وتكون موجبة من الداخل. وعندما يحدث ذلك ، إذا كان هناك إما صفر أو موجب داخلي ، يُشار إلى ذلك على أنه مزال الاستقطاب.

هل لدى أي شخص فكرة عن كيفية قلب الخلية للإمكانات؟ ما الذي سيحدث في غشاء البلازما لقلب هذه الإمكانية وإزالة استقطاب الخلية؟ نعم ستيفن؟

الجمهور: يمكنك فتح القنوات الأيونية.

آدم مارتن: لذا اقترح ستيفن فتح قنوات أيونية. ما هي القنوات الأيونية التي تود فتحها؟

الجمهور: قنوات الصوديوم.

آدم مارتن: أجل. لذا اقترح ستيفن أنه إذا قمت بفتح هذه ، فسيؤدي ذلك إلى إزالة استقطاب الخلية. لأن تذكر أن الصوديوم مرتفع من الخارج هنا. لذا إذا فتحت هذه القنوات ، فسوف تتدفق الأيونات الموجبة إلى الداخل. وهذا سيجعل هذا أقل سالبة وهذا أقل إيجابية ، حسنًا؟

إذن هذا هو الوضع هنا ، حيث تنفتح قنوات الصوديوم هذه ، وقنوات الصوديوم - أو أيونات الصوديوم المندفعة إلى الداخل ستؤدي إلى إزالة الاستقطاب ، حيث تقلب الآن الإمكانات. وهناك شحنة موجبة أكبر داخل غشاء البلازما. الجميع يرى كيف؟ لأن أيونات الصوديوم ستذهب في اتجاه مجرى النهر. هم أعلى تركيز هنا. لذا بمجرد فتح هذه القنوات ، لا يتعين على الخلية القيام بأي عمل للقيام بذلك. سوف يتدفق الصوديوم إلى أسفل منحدره إلى السيتوبلازم.

إذن ما هو جهد الفعل ، هو إزالة استقطاب عابر للخلية العصبية. لذا فإن جهد الفعل ، أو AP ، هو إزالة استقطاب عابر للخلايا العصبية ، مما يعني أنها لا تزيل الاستقطاب وتبقى خالية من الاستقطاب فحسب ، بل إنها تزيل الاستقطاب ثم تستعيد نفسها مرة أخرى إلى قطبية الراحة. وهكذا ما تراه عندما تقيس الجهد عبر غشاء البلازما في الخلايا العصبية ، ترى أنه يمكن أن يرتفع ويزيل الاستقطاب ، ولكن بعد ذلك يتم استعادته بسرعة إلى حالته السكونية ، حسنًا؟ لذا فهي عملية عابرة.

عندما نفكر في الخلايا العصبية بدقة أعلى ، فإن ما ستراه ليس فقط أنها عابرة ، ولكنها أيضًا موجة متنقلة تنتشر على طول الخلية بأكملها. إذن فهذه أيضًا موجة متنقلة. والشيء الوحيد الذي يمكنك ملاحظته حول هذه الخلايا العصبية ، أو إمكانات الفعل هنا ، هو أنها جميعًا تزيل الاستقطاب بنفس الدرجة. لذا فإنهم جميعًا يزيلون الاستقطاب إلى 50 مللي فولت الموجب.

وهذا يوضح خاصية أساسية للخلايا العصبية ، وهي أن مستوى نشاط الخلية العصبية لا يتحدد بحجم جهد الفعل هذا. هذا الفعل المحتمل هو حدث كل شيء أو لا شيء. إما أن يحدث أو لا يحدث. وعندما يحدث ذلك ، فإنه يزيل الاستقطاب إلى نفس المستوى. لذا فإن إمكانات الفعل هي كل شيء أو لا شيء. يمكنك التفكير في الأمر على أنه إشارة ثنائية.

وبالتالي ، فإن الطريقة التي تشفر بها الخلايا العصبية نوعًا من حجم التنشيط لا تتم من خلال مستوى إزالة الاستقطاب لإمكانات فعل واحد ، ولكنها قادرة على التمييز بين الترددات المختلفة لإمكانات الفعل التي تنتشر على طول الخلية العصبية. لذا فإن قوة الإشارة ، في هذه الحالة ، مرتبطة بتكرار إطلاق إمكانات العمل.

لذلك سنقوم الآن بتفكيك كيف تقوم الخلية العصبية بإطلاق كمون فعل وكيف تنتشر على طول الخلية بأكملها ، أليس كذلك؟ في حالة العصب الوركي ، يجب أن يحدث هذا عبر متر كامل ، حسنًا؟ هذه مسافة طويلة جدًا لنشر هذا التغيير في الإشارة الكهربائية ، على الأقل بالنسبة للخلية. ولذا سوف نتحدث عن الآلية. وسأبدأ من البداية ، عندما يبدأ جهد الفعل هذا.

لذلك سنبدأ عند بدء جهد الفعل. إذن كيف يُطلب من هذه الخلية العصبية أن تبدأ في إزالة الاستقطاب عند التشعبات؟ لأنه سيكون هناك خلية عصبية أخرى هنا ، والتي ستتواصل مع هذه الخلايا العصبية هنا لتخبرها أن تبدأ في إزالة الاستقطاب. يقوم بذلك في الموقع المعروف باسم المشبك ، وهو في الأساس نوع من الاتصال بين الخلايا العصبية.

والطريقة التي تبدأ بها هذه العملية مشابهة لنوع الإشارة الذي رأيته في المحاضرات القليلة الماضية ، حيث لديك رابط ورابط ومستقبل ، حسنًا؟ في هذه الحالة ، سوف يكون الرابط هو ما يُعرف بالناقل العصبي ، وهو جزيء صغير. وسأريكم بعضًا منها لاحقًا. والمستقبل سيكون المستقبل الذي يرتبط بهذا الترابط.

لكن في هذه الحالة ، بدلاً من أن يكون شيئًا مثل مستقبلات مقترنة ببروتين G أو مستقبلات التيروزين كيناز ، فإن المستقبل سيكون قناة أيونية ، حسنًا؟ لذا فإن المستقبل سيكون قناة أيونية. وهكذا ترون مثالاً في الشريحة بالأعلى هنا ، حيث يوجد مستقبل. وهذه المستقبلات هي ما يُعرف بالقنوات الأيونية الترابطية. في هذه الحالة ، إنها قناة صوديوم.

لذلك سيكون - سواء كان مفتوحًا أم لا يعتمد على وجود الليجند. لذلك إذا أخذنا ناقل عصبي مثل السيروتونين ، إذا لم يكن مرتبطًا بالمستقبل ، يتم إغلاق المستقبل. ولكن إذا ارتبط السيروتونين بالمستقبل ، فإنه يفتح القناة ، والتي يمكن أن تسمح بشكل انتقائي بدخول نوع من الأيونات - في هذه الحالة ، الصوديوم. في هذه الحالة ، هذه قناة تنشيط ، لأن ترك الصوديوم سيزيل استقطاب الخلية ، حسنًا؟

لذا ، فإن ارتباط مستقبلات اللجند هذا يستخدم بوابة ترابطية - هناك قناة صوديوم ذات بوابات ليجند. وهذه قناة الصوديوم ذات البوابات المترابطة هي التي تبدأ عملية إزالة الاستقطاب. هذه هي الطريقة التي تقرع بها قطعة الدومينو الأولى ، أليس كذلك؟ ولكن بعد ذلك يجب أن تكون هناك آلية ما لنشر هذا على طول خلية طويلة جدًا.

ولذا سأخبرك أن هذا يتضمن نوعًا مختلفًا من آلية الإشارة عما اعتدت التفكير فيه ، لأن هذا يتضمن نوعًا مختلفًا من القنوات الأيونية. ويسمى الجهد بوابات. وسأختصر جهد بوابة VG فقط. وفي هذه الحالة ستكون قناة صوديوم.

إذن ما هي قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي؟ هذه قناة صوديوم ذات جهد كهربائي هنا. ويمكنك أن ترى ، في حالة الراحة للخلية ، هذه القناة مغلقة. وهي مغلقة بسبب بنية القضيب الأحمر الموجبة الشحنة. هذا هو حلزون ألفا موجب الشحنة وهو جزء من هذا البروتين ومدمج في الغشاء. لكن حلزون ألفا هذا يتم وضعه لأسفل باتجاه السيتوبلازم ، لأنه موجب الشحنة. والوجه العصاري الخلوي لغشاء البلازما مشحون سلبًا ، حسنًا؟

ثم يعتمد تأكيد هذا البروتين على الشحنة عبر هذا الغشاء. لأنه عندما يكون هناك إزالة للاستقطاب ، فإن هذا يغير موضع هذا الحلزون ألفا ، بحيث يتحول الآن إلى أعلى نحو الوجه الخارجي لغشاء البلازما. وهذا يفتح القناة ، مما يتيح اندفاع أيونات الصوديوم ، حسنًا؟ مرة أخرى ، أيونات الصوديوم هنا ، تتسارع دائمًا في اتجاه مجرى النهر. إنها تدرج تركيز.

لذلك في هذه الحالة ، لا يعتمد ما إذا كانت هذه القناة مفتوحة أو مغلقة أم لا على وجود يجند ، ولكن على إمكانات الغشاء عبر غشاء البلازما. إذاً ، قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي هذه ، يتم فتحها عن طريق نزع الاستقطاب.

ثم يصبح السؤال ، إذا فتحت هذه القنوات في نهاية الخلية العصبية ، فكيف تحصل عليها بحيث تتحرك هذه الإشارة الكهربائية بشكل أحادي الاتجاه على طول الخلية العصبية؟ إذن ما الذي يؤدي إلى أحادية الاتجاه؟ من كان في حدث رياضي مؤخرًا؟ حسنا جيد. أنتم تعرفون الموجة يا رفاق؟

لذلك سنقوم بعمل الموجة. بمجرد أن تقف ، ستصاب بالتعب ، وستضطر إلى الجلوس لفترة من الوقت. سأكون ليجند - أنا قناة صوديوم ذات بوابات مجمعة ، لذا سأبدأ الأمور ، حسنًا؟ هل انت مستعد؟ كل الحق، هنا نذهب. حسنًا ، هذا أساسًا جهد فعل.

لذا فإن الطريقة التي كان بها هذا الاتجاه أحادي الاتجاه هي بمجرد قيامك والقيام بالموجة ، ثم جلست ، وتوقفت عن فعل أي شيء. وبالتالي فإن قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي لها خاصية مماثلة. إذا نظرنا إلى الخطوة التالية في هذا ، يتم فتح قناة الصوديوم عن طريق إزالة الاستقطاب. وترون أن هناك كرة من قطعة سلسلة من البروتين. هل ترى تلك الكرة الصفراء؟

بمجرد أن تفتح قناة الصوديوم ، بعد حوالي مللي ثانية ، تلتصق تلك الكرة بمسام القناة وتمنعها ، حسنًا؟ فتفتح قنوات الصوديوم هذه للسماح بدخول أيونات الصوديوم ، ولكن بعد ذلك يتم تعطيلها فورًا بعد حوالي مللي ثانية ، حسنًا؟ وهذا يتيح أحادية الاتجاه. لذلك هذا ما سأسميه تعطيل قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي.

وكيف أن هذا يعزز موجة متنقلة من إزالة الاستقطاب هو أننا إذا أخذنا في الاعتبار أن جهد فعل يتحرك على طول هذا المحور من اليسار إلى اليمين وإذا كانت قنوات الصوديوم في المنطقة الخضراء مفتوحة حاليًا ، فإنها تأتي من اليسار ، مما يعني أن كل الصوديوم القنوات الموجودة على يسار هذه المنطقة الخضراء سيتم تعطيلها. لذلك لأنهم معطلين هنا ، لن يكون هناك المزيد من نزع الاستقطاب إلى اليسار ، لكن نزع الاستقطاب يجب أن ينتقل إلى اليمين. وتحصل في الأساس على هذه الموجة المتنقلة. وهو يسير في اتجاه واحد ، لأنه إذا جاء من مكان ما ، وهو ما يحدث دائمًا ، فعندئذ من أين أتى للتو ، كل قنوات الصوديوم تلك ، قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي ستغلق.

لذلك هذا يسمح لها بالتحرك في اتجاه واحد على طول الخلية العصبية. أيضًا ، بمجرد وصول جهد الفعل إلى نهاية الخلية العصبية ، فإنه لا يعكس الاتجاه الآخر في الخلية العصبية. هذا يمكن أن يسير في اتجاه واحد فقط. لذلك هذا يوفر أحادية الاتجاه. لذا فهذه الفترة غير النشطة أو المقاومة الحرارية لقناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي هي التي تمنع جهد الفعل من التحرك للخلف.

الآن ، إذا نظرت إلى إمكانات العمل هذه في الخلية ، فسترى أنها تحدث ، لكنك لا تزيل الاستقطاب فقط وتبقى خاليًا من الاستقطاب. يتخلص جسم الخلية من الاستقطاب ثم يعاود الاستقطاب بسرعة كبيرة. لذلك هناك تذبذب. لذلك يجب أن تكون هناك طريقة ما لإنهاء إمكانية الفعل. لذلك هناك إنهاء أو عودة استقطاب للخلية.

لذلك يجب أن تكون هناك طريقة لهذه الخلية العصبية لاستعادة إمكانات الغشاء بسرعة. وأريدكم أن تفكروا لبضع ثوان فقط حول نوع القناة التي قد تفتحونها لإعادة تأسيس هذه القطبية. ما الأيون الذي تحتاجه للتدفق من أين إلى أين للحصول على صافي شحنة سالبة في الداخل؟ انت تفعل؟

الجمهور: تحتاج إلى تحريك أيونات الصوديوم من الداخل إلى الخارج.

آدم مارتن: حسنًا ، يمكنك ضخ أيونات الصوديوم للخارج ، وهذا دقيق تمامًا. لذلك سيتطلب ذلك تحريك أيونات الصوديوم لأعلى على تدرج تركيز ، والذي سيستغرق طاقة وسيكون بطيئًا. إذن ، هل هناك خيار آخر يمكننا الاستفادة منه هنا لإعادة الاستقطاب؟ راشيل؟

الجمهور: حرك أيونات البوتاسيوم.

آدم مارتن: لذا اقترحت راشيل نقل أيونات البوتاسيوم إلى الخارج ، وهذه هي الطريقة التي يتم بها ذلك. لذلك تذكر أن البوتاسيوم مرتفع في السيتوبلازم ، ومنخفض في exoplasm. وبالتالي ، إذا كان لديك قناة بوتاسيوم ذات جهد كهربائي ، فسيؤدي ذلك إلى اندفاع الأيونات الموجبة خارج الخلية. وهذا سيكون قادرًا على استعادة صافي الجهد السلبي داخل الخلية.

لذا فإن هذا الإنهاء أو عودة الاستقطاب هو نتيجة فتح بوابات الجهد ، في هذه الحالة ، ليس قنوات الصوديوم ، ولكن قنوات البوتاسيوم. متى تعتقد أنه يجب فتح هذه بالنسبة لقناة الصوديوم؟ هل يجب أن يفتحوا مباشرة بقناة الصوديوم؟ كارمن تهز رأسها لا. هل تريد شرح منطقك؟

الجمهور: حسنًا ، أعني ، كلاهما يحمل نفس الشحنة ، لذلك ينتهي بهم الأمر بالخروج في نفس الوقت [غير مسموع].

آدم مارتن: بالضبط. إذن ما قالته كارمن هو أنه إذا فتحتا في وقت واحد ، يكون لديك صوديوم يتدفق. لديك بوتاسيوم يتدفق. وهذا لن يغير بالضرورة التهمة. إذن ، متى يجب فتح هذه القنوات بالنسبة إلى قنوات الصوديوم؟ أجل ، كارمن؟

الجمهور: عندما تصل إلى ذلك الحد المحتمل [غير مسموع].

آدم مارتن: حسنًا ، بعد نزع الاستقطاب ، نعم. لذلك يجب تأجيل هذا بالنسبة لقنوات الصوديوم ، حسنًا؟ لذلك يجب تأجيل ذلك بالنسبة لقنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي. لأنه إذا كنت تفكر في هذه الموجة المتنقلة من نزع الاستقطاب ، فسيكون نزع الاستقطاب مرتفعًا حيث تدخل قنوات الصوديوم فقط. وبعد ذلك ، سيتم ضخ أيونات البوتاسيوم للخارج وإعادة استقطاب الخلية بشكل أساسي.

يرى الجميع كيف تحصل على نوع من الاستقطاب مع اندفاع الصوديوم إلى الداخل ، وبعد ذلك ، يمكنك إعادة الاستقطاب مع ضخ البوتاسيوم ، أليس كذلك؟ هنا ، لديك ارتفاع ، وتكمل الدورة. حتى أنه يمكن أن يصبح شديد الاستقطاب ، حيث يصبح أكثر سلبية مما هو عليه في العادة. ثم تعود في النهاية إلى إمكانية الراحة هذه عند حوالي سالب 60 أو سالب 70 ملي فولت.

حسنًا ، يجب أن يحدث هذا بسرعة. وأريد أن أخبركم عن عملية أو خاصية واحدة للخلايا العصبية وخلية أخرى مفيدة تمكن هذا من العمل بسرعة كبيرة. وهذا هو أن هناك هذه الخلايا الدبقية في جسمك وعقلك تلتف حول محاور العصبونات وتعمل بشكل أساسي مثل الشريط الكهربائي للخلايا العصبية ، حسنًا؟ إذن هم هؤلاء - هناك عزل كهربائي حول محاور هذه الخلايا العصبية. ويتم توفير ذلك من خلال نوع آخر من الخلايا المتخصصة يسمى الخلية الدبقية. إذن هذا بواسطة خلية دبقية.

وهنا مثالان على الخلايا الدبقية. هناك خلايا قليلة التغصن - ويمكنك أن ترى كيف تقوم الخلية بتوسيع العمليات التي تلتف حول محاور هذين العصبين. ها هي خلية شوان هنا ، والتي تلتف حول المحور العصبي مرة أخرى. وهذه الخلايا تشكل أساسًا ما يسمى بغمد المايلين. لذلك يشكلون غمدًا من المايلين حول المحاور. وهذا يعزل الغشاء البلازمي للمحور العصبي ، لذلك هنا يوجد محور عصبي.

لديك خلايا دبقية ملفوفة حولها ، وهي عبارة عن أشكال مثل الخرز على خيط. وهكذا توجد هذه الفجوات بين غمد المايلين والتي تعرف باسم عقد رانفييه. إذن هناك عقد رانفييه هذه ، وهي فجوات في غمد الميالين. وتؤدي هذه العقد وظيفة مهمة للخلايا العصبية ، لأنه حيث يتم لف المحور العصبي ، يكون الغشاء معزولًا كهربائيًا.

وبالتالي فإن أيونات الصوديوم - أو قنوات الصوديوم وقنوات البوتاسيوم ، بوابات الجهد ، تتمركز في هذه العقد. وعندما ينتقل جهد الفعل على طول المحور المحوري ، لأن هذه المناطق التي يكون فيها غمد المايلين معزول كهربائيًا ، فإن جهد المحور لا يتحرك باستمرار فحسب ، بل ينتقل من عقدة إلى أخرى ، بحيث تقوم فقط بفتح قنوات الصوديوم عند هذه العقد. وهذا يسمح لإمكانية الفعل بالسفر أسرع بنحو 100 ضعف على طول المحور العصبي. وهذا ما يسمح لخلاياك العصبية بنقل هذه الإشارات الكهربائية من قاعدة العمود الفقري إلى قدمك بسرعة كبيرة.

لذلك تحصل على زيادة في السرعة لأن جهد الفعل يقفز من عقدة إلى أخرى. وأحد الأسباب المهمة لإثارة هذا هو وجود مرض بشري مهم يؤثر على العزل الكهربائي في غمد المايلين هنا ، وهو التصلب المتعدد.

لذلك سنقوم بتفكيك مرض التصلب المتعدد في محاضرتين. هذا هو اضطراب المناعة الذاتية. ولذا سنتحدث عن المناعة لاحقًا في الفصل الدراسي ، وسنتحدث عن كيفية حدوث ذلك. لكن في الوقت الحالي ، أريد فقط أن أشير إلى أن التصلب المتعدد يحدث عندما يهاجم الجهاز المناعي غلاف المايلين هذا.

لذلك في مرض التصلب المتعدد ، يتضرر غمد المايلين. وإذا قمت بإتلاف هذا العزل الكهربائي ، فإنك تبطئ بشكل كبير من إمكانات العمل هذه ، وهذا له تأثير كبير على النبضات العصبية في الدماغ وفي جميع أنحاء الجسم. وهذا هو السبب في أن التصلب المتعدد مرض مدمر.

حسنًا ، سأبدأ التحرك الآن للنظر في أكثر من خلية عصبية واحدة. حتى الآن ، تحدثنا للتو عن كيفية إرسال إشارة كهربائية بطول خلية واحدة. والآن سنبدأ في التفكير في العديد من الخلايا العصبية وكيفية اتصالها وكيف تقوم الخلايا العصبية بدمج المعلومات من عدة خلايا عصبية أخرى لتقرير ما إذا كنت تريد إرسال جهد فعل أم لا.

وبالتالي إذا أخذنا في الاعتبار هذه الصلة هنا ، فهناك تشابك عصبي هنا. هذه خلية ترسل معلومات وخلية تتلقى هذه المعلومات. عندما نفكر في المشبك - لذلك إذا أخذنا في الاعتبار المشبك ، فهناك خلية ترسل الإشارة ، والتي تسمى ما قبل المشبك. هذه هي خلية المرسل. وهناك خلية ما بعد المشبكي.

ولكن يمكن أن يكون لديك أكثر من خلية عصبية واحدة ترسل إشارة إلى خلية عصبية في وقت معين ، أليس كذلك؟ هنا ، لديك خلية عصبية واحدة ترسل إشارة عند هذا المشبك ، لكن قد يكون لديك خلية عصبية أخرى ترسل إشارة إلى المشبك في هذا الجزء من الخلية. ويمكن أن يكون لديك إشارة أخرى قادمة هنا. وبالتالي سيتعين على هذه العصبون بعد ذلك أن يقرر ما إذا كان سيطلق جهد فعل على محورها أم لا.

والطريقة التي تقرر بها الخلايا العصبية ذلك هي دمج الإشارات. لذلك هناك عملية تكامل الإشارات. وما هو مهم لتكامل الإشارات في الخلية العصبية هو ما إذا كان جسم الخلية أم لا - ما إذا كان الجهد يزيد عن عتبة محتملة معينة. لذلك إذا لم يزداد جسم الخلية - إذا لم يزداد الجهد فوق هذا الجهد ، فلن يكون هناك عمل محتمل. ولكن إذا زاد الجهد عن الحد الأقصى المحتمل ، فإنه يطلق جهد الفعل والإشارات إلى خلية عصبية أو عضلة في اتجاه مجرى النهر أو خلية أخرى.

لذلك هنا ، فإن العتبة المحتملة في جسم الخلية هي التي تحدد ما إذا كان يتم إرسال جهد الفعل إلى أسفل المحور أم لا. وهناك أنواع مختلفة من الإشارات التي يمكن أن ترسلها الخلايا العصبية. لذلك هناك أنواع مختلفة من الإشارات. يمكن أن تكون الإشارات مثيرة ، مما يعني أنها ستميل إلى إزالة استقطاب الخلايا العصبية. لذلك هناك إشارات مثيرة تؤدي إلى إزالة الاستقطاب.

على سبيل المثال ، مع السيروتونين ، يفتح قناة الصوديوم ، وينتج عن ذلك إزالة الاستقطاب ، لذا فهذه إشارة مثيرة. ولكن هناك أنواع أخرى من الإشارات التي ترتبط بأنواع مختلفة من المستقبلات المثبطة. ما نوع المستقبلات التي قد تمنع عملية إرسال جهد فعل؟ ما الذي يمكن أن يكون المستقبل المثبط لتقليل فرصة إطلاق جهد الفعل هذا؟

ماذا لو أخبرتك أنها قناة أيونية؟ ما الأيون الذي تتوقعه قد يمر؟ انت تفعل؟

آدم مارتن: البوتاسيوم. أودو صحيح تمامًا ، أليس كذلك؟ إذا تجاوز البوتاسيوم ، فسوف يجعل الداخل أكثر سلبية. وهذا ما يعرف بفرط الاستقطاب. لذا فإن المستقبلات التي تؤدي إلى فرط الاستقطاب سيكون لها تأثير مثبط على هذه العملية.

وتذكر ، إذا كنت تعاني من فرط الاستقطاب ، فيمكنك أن تتسبب في انخفاض هذا الواقع فعليًا والابتعاد عن هذه العتبة المحتملة ، أليس كذلك؟ وإذا كانت لديك إشارة تنشيط وإشارة مثبطة ، فقد تلغى ، لأن أحدهما سيزيل الاستقطاب والآخر سوف يزداد استقطابًا. وبهذه الطريقة ، تكون الخلايا العصبية قادرة على دمج الإشارات القادمة من الخلايا العصبية المختلفة. ويؤثر ذلك على ما إذا كانت سترسل الإشارة إلى خلية في اتجاه التيار أم لا.

حسنًا ، نحن الآن نركز على ما هو الاتصال بين خلية عصبية وأخرى. وهذا يدور حول هذا الشيء الذي يسمى المشبك ، والذي هو في الأساس الفجوة بين المحطة المحورية لعصب واحد وتغصنات الخلايا العصبية بعد المشبكية. وبالتالي فإن الطريقة التي تتواصل بها الخلايا العصبية المتعددة مع بعضها البعض هي من خلال نوع من الإشارات يعرف بالناقل العصبي. وهذا ما يبدأ الإشارة.

إذن هناك عملية بدء إشارة عند المشبك. المبادرة. وهذا يتضمن الخلايا العصبية قبل المشبكية التي تفرز ناقل عصبي. لذا فإن الإشارة ، في هذه الحالة ، الإشارات بين الخلايا العصبية تسمى الناقلات العصبية. وكما ترى في الشريحة ، هذه أمثلة على النواقل العصبية. غالبًا ما يتم اشتقاقها من الأحماض الأمينية ، وبالتالي فهي جزيئات صغيرة. إنها ليست البروتينات التي تراها غالبًا مع روابط مستقبلات التيروزين كيناز. هذه فئة مختلفة من الإشارات.

لذلك أحد الأمثلة على ذلك هو السيروتونين. وإذا نظرت إلى هؤلاء ، فسنجد السيروتونين هنا. ذلك هو. هنا ، يمكنك أن ترى أنه مشتق من التربتوفان. لذلك فهو جزيء صغير ، وهو قادر على الارتباط بمستقبل في الخلية ما بعد المشبكي ويؤدي إلى إزالة الاستقطاب.

وبالتالي فإن الخلايا العصبية - الطريقة التي تتواصل بها هي - الخلايا العصبية هي حالة يفضل فيها الحظ المستعدين. الخلايا العصبية مستعدة تمامًا لإرسال إشارات لبعضها البعض. لديهم كل شيء جاهز للعمل عندما يتلقون كلمة من المنبع ، وهم مستعدون لإرسال إشارات إلى الخلية التالية. وذلك لأننا إذا نظرنا إلى المشبك قبل إمكانية الفعل ، فكل شيء جاهز للانطلاق. تحتوي الخلية على ناقل عصبي ، ويتم تعبئتها في هذه الحويصلات ، وهي مقيدة بغشاء البلازما ، جاهزة للإفراز.

لذلك قبل جهد الفعل ، توجد حويصلات مملوءة بالناقل العصبي الملتصقة بغشاء البلازما. أقوم باختصار غشاء البلازما PM ، فقط حتى لا أضطر إلى كتابته ، حسنًا؟ إذاً هذه تحتوي على ناقل عصبي ، صحيح؟ لكنك ترى في هذه الحويصلة الراسية ، الناقل العصبي باللون الأحمر ، ولا يمكنه الخروج إذا لم تندمج الحويصلة مع غشاء البلازما. لذا فهذه تحتوي على ناقل عصبي.

لكن في هذه المرحلة ، لم تلتحم الحويصلات. لكن الحويصلة ليست مندمجة. متى يجب أن يندمجوا؟ في هذا النظام من الخلايا العصبية التي ترسل إشارات لبعضها البعض ، متى يجب أن تلتحم الحويصلة بغشاء البلازما؟ ما الذي يجب أن يطلق عملية الاندماج؟ نعم ، مايلز؟

الجمهور: إذن بعد محوار [غير مسموع] عندما يحين وقت [غير مسموع] عندما تندمج الحويصلات.

آدم مارتن: نعم ، مايلز محق تمامًا. إذا نظرنا إلى الرسم التخطيطي الخاص بي هنا ، فهناك احتمال عمل ينتقل على طول هذا المحور. عندما تصل إلى المحطة المحورية ، يجب أن تكون هذه إشارة لهذه الحويصلات لتندمج في غشاء البلازما وتحرر ناقل عصبي. إذن ، إنه وصول إمكانات العمل ، أليس كذلك؟

لذا تذكر ، في هذه الحالة ، سيكون السيروتونين باللون الأزرق. إذا كان السيروتونين داخل حويصلي هنا ، فسوف يحتاج إلى إفراز الخلايا. والآن سيكون السيروتونين خارج الخلية ، جاهزًا للارتباط بالمستقبل.

حسنًا ، كما أشار مايلز ، لديك إمكانات فعلية. يجب أن يتم تشغيل الاندماج بواسطة جهد الفعل. من أجل الاندماج ، يجب أن تكون هناك بعض الإشارات داخل السيتوبلازم لإخبار الحويصلات بالاندماج. هذه الإشارة هي زيادة تركيز أيون الكالسيوم. ثم عندما يزداد تركيز الكالسيوم في السيتوبلازم ، يؤدي ذلك إلى اندماج هذه الحويصلات. وعندما تحصل على الاندماج ، هذا هو خروج الخلايا ، والسيروتونين موجود الآن على السطح الخارجي للخلية ، حيث يمكن أن ينتقل عبر الشق المشبكي ويرتبط بمستقبل على الخلايا العصبية بعد المشبكية.

إذن هذا الاندماج يحدث عندما يتم إطلاق ناقل عصبي. يتم تحرير ناقل عصبي هنا. والطريقة التي يجب أن يحدث بها هذا الكالسيوم المتزايد ، عندما يصل جهد الفعل إلى المحطة المحورية. لذلك عندما يصل إلى المحطة المحورية ، هناك إزالة للاستقطاب لهذا الجزء من الخلية. وهناك نوع خاص من البروتين يسمى قناة الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي.

كل هذه القنوات انتقائية للغاية للأيونات المختلفة. لذا فإن قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي لا تسمح بدخول جميع الأيونات خارج الخلية. إنه انتقائي للصوديوم. وهذه الحالة ، قناة الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي هذه ستسمح فقط بدخول الكالسيوم. ثم هناك آلية تربط دخول الكالسيوم إلى اندماج الحويصلة. وهذا سيظهر هنا.

ما تراه على هذه الحويصلة المشبكية الراسية هو هذا البروتين المرتبط بالكالسيوم المسمى سينابتوتاغمين الموجود على الحويصلة. وهكذا عندما يدخل الكالسيوم إلى السيتوبلازم ، فإن هذا البروتين يرتبط بالكالسيوم ، وينشط آلية الاندماج مثل أن غشاء البلازما للحويصلة يندمج - أو غشاء الحويصلة مع غشاء البلازما للخلية ، وبالتالي يطلق ناقل عصبي في الشق المشبكي.

إذن هذا ما يبدأ الإشارة. الآن ، ربما تعلم أن هذه الخلايا العصبية ليست نشطة أو تعمل طوال الوقت. لذلك يجب أن ينهي شيء ما الإشارة ، عادة بسرعة كبيرة. لذا الآن أريد أن أتحدث عن ذلك. لذلك مثل جميع مسارات الإشارات ، تكون الإشارة عديمة الفائدة إذا كان بإمكانك تشغيلها. يجب أن تكون قادرًا على تشغيله وإيقاف تشغيله حتى تعمل الأنظمة البيولوجية بشكل صحيح ، أليس كذلك؟ وهذا هو الحال مع الخلايا العصبية.

إذا قمت بتشغيل خلية عصبية ولم يكن لديك طريقة لإيقافها مرة أخرى ، فهذا عديم الفائدة إلى حد كبير. ولذا يجب أن يكون لدينا طريقة لإيقاف تشغيل الإشارة. وإذا نظرنا إلى المشبك ، فهذه هي الخلايا العصبية قبل المشبكية هنا. سأقوم برسم خلية عصبية بعد المشبكية هنا. ويتم إطلاق الناقل العصبي بواسطة العصبون قبل المشبكي إلى العصبون بعد المشبكي هنا. يتم تحرير الناقل العصبي في الشق المشبكي.

لذا فإن نوع المنطقة خارج الخلية بين هذين العصبونين يسمى الشق المشبكي. إذن الآن ، ألقت الخلية للتو حمولة كاملة من الناقلات العصبية في الشق المشبكي ، أليس كذلك؟ كيف سيتم إيقاف هذا؟ ماذا عليها أن تفعل؟ أجل ، ستيفن؟

الجمهور: يمكن أن يستوعب - الاسترجاع في [غير مسموع].

آدم مارتن: ستيفن محق تمامًا. ما اقترحه ستيفن هو ، هل هناك طريقة للخلايا العصبية قبل المشبكية لإعادة امتصاص هذا الناقل العصبي ، وبالتالي إعادة تدويره؟ لذلك يمكن إما إعادة امتصاصه أو تحطيم الناقل العصبي. عملية مختلفة للناقلات العصبية المختلفة. بالنسبة للسيروتونين ، هناك قنوات موجودة في غشاء البلازما ، وهي تتوسط في امتصاص السيروتونين.

إذن لديك قنوات هي في الأساس - بعد إطلاق الناقل العصبي ، فإنه يمتص الناقل العصبي مرة أخرى إلى الخلية قبل المشبكية بحيث يمكنه إعادة استخدام الناقل العصبي لاحقًا. وبالتالي فإن عملية الاسترداد هذه تسلط الضوء على عملية مهمة للغاية تستخدمها شركات الأدوية لإنتاج مضادات الاكتئاب. لذا فإن مضادات الاكتئاب مثل Prozac و Zoloft تؤثر على عملية إعادة امتصاص الجسم. وما يفعله ذلك هو أنه يحافظ على الناقل العصبي في الشق المشبكي لفترة أطول ، بحيث يعزز الإشارة.

وبالتالي فإن الفكرة وراء هذه الأدوية هي أنه إذا كنت تعاني من الاكتئاب بسبب نقص السيروتونين ، فيمكنك إنقاذ ذلك عن طريق منع إعادة امتصاص الناقل العصبي بسرعة في الخلية بعد تحفيز المشبك وإطلاق الناقل العصبي. وهكذا فإن بروزاك ، زولوفت ، هذه فئة من الأدوية تُعرف باسم مثبطات امتصاص السيروتونين الانتقائية.

إنه نوع من الفم. هذا هو اختصار SSRIs. لكن الطريقة التي تعمل بها هي ترك الناقل العصبي في الشق المشبكي لفترة أطول حتى تتمكن من تعزيز الإشارة ، حتى لو كان لديك مستويات منخفضة من الناقل العصبي لتبدأ.

أود أيضًا أن أشير إلى أنه إذا نظرنا إلى هذا الرسم البياني هنا ، فإن الحويصلة المشبكية تندمج ، ثم يطلق هذا الناقل العصبي. لكن كل الآلات الموجودة على هذه الحويصلة يتم إعادة تدويرها عن طريق الالتقام الخلوي بحيث يمكن إعادة استخدامها مرة أخرى ، حسنًا؟ لذا فإن الخلايا جيدة حقًا في إعادة تدوير الأشياء. إذا كان هذا نوعًا من الغشاء ، فأنت تلتصق بالخلية ثم يمكنك استخدامه مرة أخرى لاحقًا ، حسنًا؟

وبالتالي هناك إعادة تدوير ليس فقط للناقل العصبي ، ولكن أيضًا كل الآلات الموجودة على الحويصلات المشبكية المسؤولة عن حدث الاندماج. حسنًا ، أريد أن أنهي الآن بإخباركم فقط كيف تعمل هذه التجربة ، حيث يمكننا تنشيط خلايا عصبية معينة في الدماغ وهذا يؤدي إلى استيقاظ الحيوان. لذلك في الخلايا العصبية الطبيعية - هذا هو الجزء الأخير ، علم البصريات الوراثي. وسأمر بهذا بسرعة كبيرة.

لكن في العادة ، تحتاج إلى ناقل عصبي للحث على إزالة الاستقطاب. ولكن ما هو علم البصريات الوراثي ، هل نهج للتحكم في نشاط الخلية بالضوء ، حسنًا؟ إذن في هذه الحالة ، سيكون لدينا إزالة الاستقطاب بالضوء. والطريقة التي يتم بها ذلك هي اكتشاف بروتين من طحالب التمثيل الضوئي التي تستجيب للضوء ، وهي قناة صوديوم. وهذا البروتين يسمى تشانيلرودوبسين وتحديدا ChR2. وهذا بروتين حساس للضوء حيث يؤدي الضوء إلى فتح قناة الصوديوم.

لذلك سيؤدي ذلك إلى إزالة استقطاب الخلية. وما يمكنك القيام به هو أنه إذا كان لديك جين تعرف أنه يتم التعبير عنه على وجه التحديد في نوع معين من الخلايا العصبية ، يمكنك أن تأخذ منطقة المحفز والمعزز لهذا الجين وربطها بهذا المكون الفردي ، تشانيل رودوبسين ، إطار القراءة المفتوح هذا ، باستخدام تقنية الحمض النووي المؤتلف. وإذا تم التعبير عن ذلك على وجه التحديد في الخلايا العصبية التي تحاول اختبارها ، يمكنك بعد ذلك تسليط الضوء على دماغ الكائن الحي وتنشيط هذا النوع من الخلايا العصبية على وجه التحديد. وهذا يسمح لك باختبار وظيفة الخلايا العصبية في سلوك الكائن الحي.

لذلك ، في هذه الحالة ، هذا الفأر ، يضيء الضوء في دماغه ، ويقومون باختبار نوع معين من الخلايا العصبية التي تشارك في إثارة الفأر ، ويستيقظ. أوه ، إنه لا يلعب. هنا ، هذا هو نشاط الدماغ في الأعلى ، ونشاط العضلات في الأسفل. لذا سترون الضوء. هناك الضوء. انت ترى ذلك؟ الضوء يدخل الدماغ.

إنها تحفز الضوء على هذا التردد لفترة من الوقت. وبعد ذلك سينتظرون ويرون متى يستيقظ الفأر. وسوف تستيقظ الآن. وهاهو يذهب. استيقظت. ترى الآن نشاط عضلاته يسير ، حسنًا؟

لذا يمكنك اختبار وظيفة خلايا عصبية معينة باستخدام هذا النهج ، وذلك لأن لديك قناة صوديوم حساسة للضوء. لذلك انتهيت من اليوم. اتمنى لك نهايه اسبوع جميله. سأراك يوم الاثنين.


مقدمة في الخلايا العصبية والشبكات العصبية

ثلاثة أرطال من المواد الشبيهة بالهلام الموجودة داخل جماجمنا هي أكثر الآلات تعقيدًا على الأرض وربما الكون. لم تكن ميزاته الهائلة ممكنة بدون مئات المليارات من الخلايا العصبية التي تتكون منها ، والأهم من ذلك ، الروابط بين تلك الخلايا العصبية. لحسن الحظ ، يُعرف الكثير عن خصائص الخلايا العصبية الفردية والشبكات العصبية البسيطة ، وقد بدأت جوانب الشبكات العصبية المعقدة في الانهيار. سيبدأ هذا الفصل بمناقشة حول الخلية العصبية ، أو العقدة الأولية أو عنصر الدماغ ، ثم ينتقل إلى مناقشة الطرق التي تتواصل بها الخلايا العصبية الفردية مع بعضها البعض. ما يجعل الجهاز العصبي جهازًا رائعًا ويميز الدماغ عن أعضاء الجسم الأخرى ليس أنه يحتوي على 100 مليار خلية عصبية ، ولكن الخلايا العصبية قادرة على التواصل مع بعضها البعض بطريقة منظمة للغاية لتشكيل شبكات عصبية. . لفهم الشبكات العصبية ، من الضروري فهم الطرق التي تتواصل بها إحدى الخلايا العصبية مع أخرى من خلال الاتصالات المشبكية والعملية المسماة النقل المتشابك. يأتي الانتقال المتشابك في نكهتين أساسيتين: الإثارة والتثبيط. فقط عدد قليل من الخلايا العصبية المترابطة (دائرة كهربائية صغيرة) يمكنها أداء مهام معقدة مثل ردود الفعل الوسيطة ، ومعالجة المعلومات الحسية ، وتوليد الحركة ، والتوسط في التعلم والذاكرة. تتكون الشبكات الأكثر تعقيدًا (الدوائر الكبيرة) من عدة دوائر دقيقة مدمجة. تتوسط الدوائر الكبيرة وظائف الدماغ العليا مثل التعرف على الأشياء والإدراك. لذلك ، توجد مستويات متعددة من الشبكات في كل مكان في الجهاز العصبي. تنتشر الشبكات أيضًا داخل الخلايا العصبية. تشكل هذه الدوائر النانوية الآلية الكيميائية الحيوية الأساسية للتوسط في الخصائص العصبية الرئيسية مثل التعلم والذاكرة وتكوين إيقاع الخلايا العصبية.

العصبون

السمات المورفولوجية الأساسية للخلايا العصبية

تشترك 100 مليار خلية عصبية في الدماغ في عدد من السمات المشتركة (الشكل 1). تختلف الخلايا العصبية عن معظم الخلايا الأخرى في الجسم من حيث أنها مستقطبة ولها مناطق مورفولوجية مميزة ، ولكل منها وظائف محددة. التشعبات هي المنطقة التي يتلقى فيها أحد الخلايا العصبية اتصالات من الخلايا العصبية الأخرى. يحتوي جسم الخلية أو سوما على النواة والعضيات الأخرى الضرورية للوظيفة الخلوية. يعد المحور العصبي مكونًا رئيسيًا للخلايا العصبية تنتقل المعلومات عبره من جزء واحد من الخلايا العصبية (على سبيل المثال ، جسم الخلية) إلى المناطق الطرفية للخلايا العصبية. يمكن أن تكون المحاور طويلة نوعا ما تمتد إلى متر أو نحو ذلك في بعض الخلايا العصبية الحسية والحركية البشرية. المشبك هو المنطقة الطرفية للمحور وهو هنا حيث يشكل أحد الخلايا العصبية اتصالًا مع الآخر وينقل المعلومات من خلال عملية الإرسال المتشابك. يُشار إلى الخلايا العصبية الملونة في الشكل 1 (انقر فوق & # 8220Neuron Connected to a Postynaptic Neuron & # 8221) باسم الخلايا العصبية بعد المشبكية. وبالتالي ، يُشار إلى الطرف ذي اللون الأسمر الموجود على اليسار باسم العصبون قبل المشبكي. يمكن لعصب واحد أن يتلقى اتصالات من العديد من الخلايا العصبية المختلفة. يوضح الشكل 1 (انقر فوق & # 8220Neuron Receiving Synaptic Input & # 8221) مثالاً على ثلاث خلايا عصبية قبل المشبكية تتصل بالخلايا العصبية بعد المشبكية ذات اللون البني ، ولكن تم تقدير أن خلية واحدة يمكنها استقبال جهات اتصال من ما يصل إلى 10000 خلية أخرى. وبالتالي ، فإن التعقيد المحتمل للشبكات كبير. وبالمثل ، يمكن لأي خلية عصبية واحدة الاتصال بما يصل إلى 10000 خلية ما بعد المشبكي. (لاحظ أن الخلايا العصبية ذات اللون الأسمر والتي كانت قبل المشبكية للخلايا العصبية ذات اللون المائي هي ما بعد المشبكي للخلايا العصبية الوردية والخضراء والزرقاء. لذا فإن معظم الخلايا العصبية "قبل المشبكية" تكون "بعد المشبكية" لبعض الخلايا العصبية الأخرى.
يوضح الشكل 1 (انقر فوق & # 8220 The Synapse & # 8221) أيضًا عرضًا موسعًا للمشبك. لاحظ أن خلية ما قبل المشبكي ليست متصلة مباشرة بخلية ما بعد المشبكي. يتم فصل الاثنين بفجوة تعرف باسم الشق المشبكي. لذلك ، للتواصل مع خلية ما بعد المشبكي ، يحتاج العصبون قبل المشبكي إلى إطلاق مرسال كيميائي. تم العثور على هذا الرسول داخل الحويصلات المحتوية على الناقل العصبي (تمثل النقاط الزرقاء الناقل العصبي). يتسبب جهد الفعل الذي يغزو الطرف قبل المشبكي في اندماج هذه الحويصلات مع السطح الداخلي للغشاء قبل المشبكي وإطلاق محتوياتها من خلال عملية تسمى طرد الخلايا. ينتشر المرسل المفرج عبر الفجوة بين خلية ما قبل المشبك وخلية ما بعد المشبك ويصل بسرعة كبيرة إلى الجانب ما بعد المشبكي من المشبك حيث يرتبط بمستقبلات متخصصة "تتعرف" على المرسل. يؤدي الارتباط بالمستقبلات إلى تغيير في نفاذية القنوات الأيونية في الغشاء وبالتالي تغيير في إمكانات الغشاء للخلايا العصبية بعد المشبكية المعروفة باسم الجهد المتشابك بعد المشبكي (PSP). لذا فإن إرسال الإشارات بين الخلايا العصبية يرتبط بالتغيرات في الخصائص الكهربائية للخلايا العصبية. لفهم الخلايا العصبية والدوائر العصبية ، من الضروري فهم الخصائص الكهربائية للخلايا العصبية.

الراحة المحتملة وإمكانات العمل

يستريح إمكانات.

يوضح الشكل 2 مثالاً لخلية عصبية مثالية. يوضع في الوسط خارج الخلية مسرى مكروي. القطب الميكروي ليس أكثر من قطعة صغيرة من الأنابيب الشعرية الزجاجية التي يتم شدها تحت الحرارة لإنتاج طرف دقيق للغاية ، بترتيب قطره 1 ميكرون. يمتلئ القطب المجهري بمحلول موصل ثم يتم توصيله بجهاز تسجيل مناسب مثل راسم الذبذبات أو مسجل الرسم البياني. مع وجود القطب خارج الخلية في الوسط خارج الخلية ، يتم تسجيل جهد صفري لأن الوسط خارج الخلية متساوي الجهد. ومع ذلك ، إذا اخترق القطب الخلية بحيث أصبح طرف القطب الآن داخل الخلية ، فسيتم رؤية انحراف حاد في جهاز التسجيل. تم تسجيل جهد حوالي -60 مللي فولت داخل سالب فيما يتعلق بالخارج. تسمى هذه الإمكانية بإمكانية الراحة وهي ثابتة لفترات زمنية غير محددة في غياب أي تحفيز. إذا تمت إزالة القطب ، يتم تسجيل جهد صفري مرة أخرى. إن إمكانات الراحة ليست مجرد خصائص للخلايا العصبية ، فكل الخلايا في الجسم لها إمكانات للراحة. ما يميز الخلايا العصبية والأغشية الأخرى القابلة للاستثارة (على سبيل المثال ، خلايا العضلات) هو أنها قادرة على تغيير إمكاناتها في الراحة. في حالة الخلايا العصبية ، لدمج المعلومات ونقل المعلومات ، بينما في حالة الخلايا العضلية ، لإنتاج تقلصات العضلات.

إمكانات العمل.

يوضح الشكل 3 رسمًا تخطيطيًا آخر للخلايا العصبية المثالية. تم تخزيق هذه الخلايا العصبية بقطب كهربائي واحد لقياس جهد الراحة وقطب كهربائي آخر يسمى القطب المحفز. يتم توصيل القطب المحفز من خلال مفتاح إلى بطارية. إذا كانت البطارية موجهة بحيث يكون القطب الموجب متصلاً بالمفتاح ، فإن إغلاق المفتاح سيجعل الجزء الداخلي للخلية أكثر إيجابية إلى حد ما اعتمادًا على حجم البطارية. (يسمى هذا الانخفاض في حالة الاستقطاب للغشاء إزالة الاستقطاب.) الشكل 3 عبارة عن رسم متحرك يتم فيه فتح وإغلاق المفتاح مرارًا وتكرارًا وفي كل مرة يتم إغلاقها يتم تطبيق بطارية أكبر على الدائرة. في البداية ، ينتج عن إغلاق المفتاح إزالة استقطاب صغيرة فقط. ومع ذلك ، فإن الإمكانات تصبح أكبر وفي النهاية يكون نزع الاستقطاب كبيرًا بدرجة كافية لإطلاق جهد فعل ، يُعرف أيضًا باسم ارتفاع أو نبضة. ترتبط إمكانات الفعل باستقطاب سريع للغاية لتحقيق قيمة ذروة تبلغ حوالي +40 مللي فولت في 0.5 مللي ثانية فقط (مللي ثانية). ويتبع الذروة مرحلة عودة الاستقطاب بنفس السرعة.

يُطلق على الجهد الذي يصبح عنده نزع الاستقطاب كافيًا لإطلاق جهد فعل اسم العتبة. إذا تم استخدام بطارية أكبر لتوليد إزالة الاستقطاب فوق الحد الفائق ، فلا يزال يتم إنشاء إمكانية فعل واحدة وتكون سعة إمكانات الفعل هذه مماثلة لإمكانية الفعل الناتجة عن منبه ذي عتبة عادلة. يوضح التسجيل البسيط في الشكل 3 ميزتين مهمتين للغاية لإمكانيات العمل. أولاً ، يتم استنباطها بطريقة الكل أو لا شيء. إما أن يتم استنباط إمكانات الفعل بمحفزات عند العتبة أو أعلى منها ، أو لا يتم استنباط إمكانات الفعل. ثانيًا ، جهود الفعل هي أحداث قصيرة جدًا مدتها حوالي عدة أجزاء من الألف من الثانية. إن بدء إمكانات الفعل يشبه إلى حد ما تطبيق المطابقة على الصمامات. هناك حاجة إلى درجة حرارة معينة لإشعال المصهر (أي أن المصهر له عتبة). لن يتسبب التطابق الذي يولد قدرًا أكبر من الحرارة عن درجة حرارة العتبة في احتراق الصمامات بشكل أكثر إشراقًا أو أسرع. مثلما يتم استنباط إمكانات الفعل بطريقة الكل أو لا شيء ، يتم نشرها أيضًا بطريقة الكل أو لا شيء. بمجرد بدء جهد الفعل في منطقة واحدة من الخلايا العصبية مثل جسم الخلية ، فإن جهد الفعل هذا سينتشر على طول المحور العصبي (مثل الصمامات المحترقة) ويغزو في النهاية المشبك حيث يمكنه بدء عملية النقل المتشابك.
في المثال الموضح في الشكل 3 ، تم إنشاء إمكانات فعل واحدة فقط لأن مدة كل من المحفزات الفوقية كانت قصيرة جدًا بحيث كان الوقت الكافي متاحًا فقط لبدء إمكانية عمل واحدة (أي ، انتهى الحافز قبل اكتمال إمكانية الإجراء دورة نزع الاستقطاب وعودة الاستقطاب). ولكن ، كما هو موضح في الرسوم المتحركة في الشكل 4 ، يمكن أن تؤدي المنبهات طويلة الأمد إلى بدء إمكانات عمل متعددة ، يعتمد تواترها على شدة التحفيز. لذلك ، من الواضح أن الجهاز العصبي يشفر المعلومات ليس من حيث التغيرات في اتساع إمكانات الفعل ، ولكن بالأحرى في تواترها. هذه خاصية عالمية للغاية. كلما زادت شدة التحفيز الميكانيكي لمستقبل اللمس ، كلما زاد عدد جهود الفعل كلما زاد مقدار التمدد لمستقبلات تمدد العضلات ، وكلما زاد عدد جهود الفعل كلما زادت شدة الضوء ، وكلما زاد عدد جهود العمل التي تنتقل إلى الجهاز العصبي المركزي. وبالمثل ، في النظام الحركي ، كلما زاد عدد جهود الفعل في الخلايا العصبية الحركية ، كلما زاد تقلص العضلات التي تتلقى اتصالًا متشابكًا من تلك العصبون الحركي. يسمي المهندسون هذا النوع من ترميز المعلومات بتعديل تردد النبضة.

إمكانات متشابكة وتكامل متشابك.

يوضح الشكل 5 ثلاث خلايا عصبية. سيشار إلى اللون الأخضر الملون على أنه خلية عصبية مثيرة لأسباب ستتضح قريبًا. إنه يتصل بالخلايا العصبية بعد المشبكية باللون الأزرق. توضح الآثار أدناه (اضغط & # 8220Play & # 8221) عواقب بدء جهد فعل في العصبون الأخضر. يؤدي جهد الفعل هذا في العصبون قبل المشبكي إلى انخفاض في إمكانات الغشاء لخلية ما بعد المشبك. يتغير جهد الغشاء من قيمته السكونية التي تبلغ حوالي -60 مللي فولت إلى حالة أكثر استقطابًا. وتسمى هذه الإمكانات بالإمكانات المثيرة لما بعد المشبكي (EPSP). إنه "مثير" لأنه يحرك إمكانات الغشاء نحو العتبة وهو "ما بعد المشبكي" لأنه محتمل مسجل على الجانب ما بعد المشبكي من المشبك. بشكل عام (وهذه نقطة مهمة) ، لا ينتج جهد الفعل الفردي في خلية ما قبل المشبكية EPSP كبير بما يكفي للوصول إلى العتبة وإطلاق جهد فعل. ولكن ، إذا تم إطلاق إمكانات عمل متعددة في خلية ما قبل المشبكي ، فيمكن أن تتلخص إمكانات الإثارة المتعددة المقابلة من خلال عملية تسمى التجميع الزمني للوصول إلى العتبة وإطلاق جهد فعل. يمكن النظر إلى EPSPs على أنها "إشارة انتقال" إلى الخلايا العصبية بعد المشبكية لنقل المعلومات عبر مسار الشبكة.

يشار إلى الخلايا العصبية ذات اللون الأحمر في الشكل 5 بالخلايا العصبية المثبطة. مثل العصبون الأخضر ، فإنه يقوم أيضًا بإجراء اتصال متشابك مع العصبون الأزرق بعد المشبكي. كما أنه يطلق مرسال إرسال كيميائي ، لكن عواقب ارتباط المرسل من الخلية الزرقاء بالمستقبلات الموجودة على الخلية ما بعد المشبكية تكون معاكسة لعواقب المرسل الذي يطلقه العصبون الأخضر. نتيجة جهد الفعل في العصبون الأحمر قبل المشبكي هو إنتاج زيادة في إمكانات الغشاء للخلايا العصبية الزرقاء بعد المشبكية. إمكانات الغشاء أكثر سلبية مما كانت عليه من قبل (فرط الاستقطاب) وبالتالي فإن إمكانات الغشاء أبعد ما تكون عن العتبة.يُطلق على هذا النوع من الإمكانات اسم إمكانات ما بعد المشبك المثبطة (IPSP) لأنها تميل إلى منع الخلايا العصبية بعد المشبكية من إطلاق جهد فعل. هذه "إشارة توقف" لخلية ما بعد المشبكي. لذا فإن العصبون الأخضر يقول "اذهب" والخلايا العصبية الحمراء تقول "توقف". الآن ما هي الخلايا العصبية بعد المشبكية أن تفعل؟

الخلايا العصبية تشبه إضافة الآلات. إنهم يضيفون باستمرار المدخلات المشبكية المثيرة والمثبطة في الوقت (التجميع الزمني) وعلى منطقة التشعبات التي تتلقى اتصالات متشابكة (التجميع المكاني) ، وإذا كان هذا التجميع عند أو أعلى من العتبة يطلقون جهد فعل. إذا كان المبلغ أقل من الحد الأدنى ، فلن يتم بدء أي إجراء محتمل. هذه عملية تسمى التكامل التشابكي وهي موضحة في الشكل 5. في البداية ، أنتجت إمكانات فعلية في الخلايا العصبية الخضراء تلخيص EPSPs التي أطلقت جهد فعل في الخلية العصبية الزرقاء. ولكن ، إذا حدث IPSP من الخلايا العصبية المثبطة قبل اثنين من إمكانات الفعل في الخلايا العصبية المثيرة ، فإن مجموع IPSP واحد و EPSPs يكون أقل من العتبة ولا يتم استنباط أي جهد فعل في خلية ما بعد المشبك. الخلايا العصبية المثبطة (والتثبيط بشكل عام) هي طريقة لإحداث بوابات أو تنظيم قدرة الإشارة المثيرة على إطلاق خلية ما بعد المشبكي.

الشبكات العصبية

الزخارف الدقيقة.

كما هو مبين سابقًا في الفصل ، يمكن للخلايا العصبية أن تتلقى اتصالات من ما يصل إلى 10000 خلية عصبية ما قبل المشبكية ، وبالتالي ، يمكن لأي خلية عصبية واحدة الاتصال بما يصل إلى 10000 خلية عصبية ما بعد المشبكية. يمكن أن يؤدي الاحتمال الاندماجي إلى ظهور دوائر عصبية معقدة بشكل هائل أو طوبولوجيا شبكة ، والتي قد يكون من الصعب جدًا فهمها. ولكن على الرغم من التعقيد الهائل المحتمل ، يمكن تعلم الكثير عن عمل الدوائر العصبية من خلال فحص خصائص مجموعة فرعية من تكوينات الدوائر البسيطة. يوضح الشكل 6 بعضًا من هذه الدوائر الدقيقة أو الزخارف الدقيقة. على الرغم من بساطتها ، يمكنهم فعل الكثير مما يجب أن يقوم به الجهاز العصبي.

الإثارة المغذية. يسمح لأحد الخلايا العصبية بترحيل المعلومات إلى جارها. يمكن استخدام سلاسل طويلة من هذه لنشر المعلومات من خلال الجهاز العصبي.

تثبيط Feedforward. تثير الخلية قبل المشبكي عصبًا داخليًا مثبطًا (العصبون الداخلي هو خلية عصبية متداخلة بين خليتين عصبيتين) ويثبط هذا العصبون الداخلي المثبط الخلية التالية التابعة. هذه طريقة لإغلاق أو الحد من الإثارة في الخلايا العصبية المصب في الدائرة العصبية.

التقارب / الاختلاف. تتلقى خلية واحدة بعد المشبكي مدخلات متقاربة من عدد من الخلايا قبل المشبكية المختلفة ويمكن لأي خلية عصبية فردية إجراء اتصالات متباينة للعديد من الخلايا ما بعد المشبكية المختلفة. يسمح الاختلاف لعصب واحد بالتواصل مع العديد من الخلايا العصبية الأخرى في الشبكة. يسمح التقارب للخلايا العصبية بتلقي مدخلات من العديد من الخلايا العصبية في الشبكة.

التثبيط الجانبي. تثير الخلية قبل المشبكي الخلايا العصبية الداخلية المثبطة وتثبط الخلايا المجاورة في الشبكة. كما هو موضح بالتفصيل لاحقًا في الفصل ، يمكن استخدام هذا النوع من الدوائر في الأنظمة الحسية لتوفير تحسين للحواف.

ردود الفعل / تثبيط متكرر. في اللوحة E1 ، تتصل خلية ما قبل المشبك بخلية ما بعد المشبكي ، وتتصل الخلية بعد المشبك بدورها بعصب داخلي ، والذي يثبط الخلية قبل المشبكي. يمكن لهذه الدائرة أن تحد من الإثارة في المسار. سيتم إيقاف بعض الإثارة الأولية بعد أن يصبح العصبون الأحمر نشطًا. في اللوحة E2 ، كل خلية عصبية في السلسلة المغلقة تمنع الخلايا العصبية التي تتصل بها. قد يبدو أن هذه الدائرة لا تفعل شيئًا ، لكنها ، كما سنرى لاحقًا في الفصل ، يمكن أن تؤدي إلى توليد أنماط معقدة من نشاط السنبلة.

ردود الفعل / الإثارة المتكررة. في اللوحة F1 ، تثير الخلايا العصبية قبل المشبكي خلية عصبية ما بعد المشبكية وتثير تلك الخلايا العصبية بعد المشبكية الخلايا العصبية قبل المشبكية. يمكن أن يخدم هذا النوع من الدارات وظيفة شبيهة بالمفتاح لأنه بمجرد تنشيط خلية ما قبل المشبكي ، يمكن أن يستمر التنشيط. يمكن أن يؤدي تنشيط الخلايا العصبية قبل المشبكية إلى تشغيل هذه الشبكة ويمكن أن تظل قيد التشغيل. تُظهر اللوحة F2 متغيرات من الإثارة المرتدة التي تثير فيها الخلايا العصبية قبل المشبكي خلية عصبية ما بعد المشبكية يمكنها التغذية المرتدة لإثارة نفسها (a ، autapse) أو الخلايا العصبية الأخرى التي تتفاعل في النهاية (ب) مع نفسها.

هذه الأشكال البسيطة هي مكونات موجودة في كل مكان في العديد من الدوائر العصبية. دعونا نفحص بعض الأمثلة لما يمكن أن تفعله هذه الشبكات.

الإثارة المغذية وتثبيط التغذية.

واحدة من أفضل الدوائر الدقيقة المفهومة هي الدائرة التي تتوسط سلوكيات انعكاسية بسيطة. يوضح الشكل 7 الدائرة لما يسمى رعشة الركبة أو منعكس التمدد. يقوم طبيب الأعصاب بضرب الركبة بقطعة مطاطية ، مما يؤدي إلى امتداد الساق. يستخدم هذا الاختبار كطريقة بسيطة لفحص سلامة بعض المسارات الحسية والحركية في النخاع الشوكي. إن نقر المطرقة يمد العضلات ويؤدي إلى بدء جهود العمل في الخلايا العصبية الحسية داخل العضلات الحساسة للتمدد. (يتم تمثيل إمكانات الحركة من خلال "الأضواء" الساطعة الصغيرة في الرسوم المتحركة.) يتم بدء إمكانات الحركة بطريقة الكل أو لا شيء وتنتشر في الحبل الشوكي حيث ينقسم المحور العصبي (يتفرع) إلى فرعين.

دعنا أولاً نناقش الفرع الموجود على اليسار والذي يشكل اتصالًا متشابكًا (مثلث أخضر) مع عصبون حركي (E) (باللون الأزرق). يغزو جهد الفعل في العصبون الحسي الطرف المشبكي للخلايا العصبية الحسية مما يتسبب في إطلاق جهاز الإرسال والإثارة اللاحقة للخلايا العصبية الحركية. يؤدي التمدد إلى العضلة إلى جهد فعل في الخلايا العصبية الحركية (MN) ، والتي تنتشر بعد ذلك خارج العصب المحيطي لغزو المشبك في العضلة ، مما يتسبب في إطلاق جهاز الإرسال وإمكانية العمل في العضلات. يؤدي جهد الفعل في الخلية العضلية إلى تقلص العضلات وتمديد الطرف. إذن ، لدينا هنا دائرة إثارة بسيطة تغذوية تتوسط سلوكًا ما.

الآن دعونا نفحص الفرع الأيمن للمحور العصبي للخلايا العصبية الحسية في الشكل 7. إن جهد الفعل في العصبون الحسي يغزو الطرف المشبكي للخلايا العصبية الحسية مما يتسبب في إطلاق جهاز الإرسال ، والإثارة اللاحقة للعصبون الداخلي اللون الأسود بعد المشبكي. يُطلق على هذا العصبون اسم interneuron لأنه متداخل بين خلية عصبية واحدة (هنا SN) وخلايا عصبية أخرى (هنا MN). يؤدي إثارة العصبونات الداخلية إلى بدء إجراء والإفراج اللاحق عن جهاز الإرسال من الطرف قبل المشبكي للعصب الداخلي (المثلث الأسود) ، ولكن بالنسبة لهذا الفرع من الدائرة ، يؤدي المرسل إلى IPSP في المثني بعد المشبكي (F ) الخلايا العصبية الحركية (حمراء اللون). تتمثل العواقب الوظيفية لهذا التثبيط الأمامي في تقليل احتمالية أن تصبح الخلايا العصبية الحركية المثنية نشطة وتنتج انثناءًا غير مناسب للساق.

والتقارب والاختلاف.

تم تلخيص الدائرة المبسطة التي تتوسط منعكس التمدد في الشكل 8. ومع ذلك ، فإن الوظيفة المناسبة لدائرة منعكس التمدد تعتمد أيضًا على التقارب والتباعد. يمتلك حسي واحد فروعًا متعددة تتباعد وتقوم بإجراء اتصالات متشابكة مع العديد من الخلايا العصبية الحركية الفردية (انقر فوق & # 8220Divergence & # 8221). لذلك ، عندما تنقبض العضلة نتيجة لخطأ طبيب الأعصاب ، فإنها تفعل ذلك لأن العديد من الألياف العضلية يتم تنشيطها في وقت واحد بواسطة خلايا عصبية حركية متعددة. أيضًا ، عندما يتم شد العضلات ، لا يتم تنشيط خلية عصبية حسية واحدة ، بل يتم تنشيط العديد من الخلايا العصبية الحسية وتندمج جميع هذه الخلايا العصبية الحسية في الحبل الشوكي حيث تتلاقى مع الخلايا العصبية الحركية الباسطة الفردية (انقر فوق & # 8220Convergence & # 8221). لذلك ، فإن منعكس التمدد يرجع إلى التأثيرات المشتركة لتنشيط الخلايا العصبية الحسية المتعددة والخلايا العصبية الحركية الباسطة.

التثبيط الجانبي.

تعزيز الحافة. التثبيط الجانبي مهم جدًا لمعالجة المعلومات الحسية. أحد الأمثلة على ذلك هو ظاهرة في النظام البصري تسمى تحسين الحواف. يوضح الشكل 9 شريطين ، شريط رمادي غامق على اليسار ، وشريط رمادي فاتح على اليمين. على الرغم من أن الشريط الداكن والشريط الفاتح لهما إضاءة موحدة في كل حقل ، إلا أن الفحص الدقيق يكشف أن الشريط الرمادي الفاتح يبدو أفتح إلى حد ما عند حدود النطاق الرمادي الغامق مما هو عليه في المناطق الأخرى من الحقل. في المقابل ، يظهر الشريط الرمادي الغامق أغمق إلى حد ما عند الحد منه في مناطق أخرى من الحقل المظلم. هذه ظاهرة لتحسين الحواف ، والتي تساعد النظام البصري على استخلاص المعلومات المهمة من المشاهد المرئية. يتم تحسين الحواف ، على الأقل جزئيًا عن طريق التثبيط الجانبي في شبكية العين.

لنفكر أولاً في دائرة بدون تثبيط جانبي (الشكل 10 ، انقر فوق & # 8220Without Lateral Inhibition & # 8221). يسقط الضوء على شبكية العين (الجزء أ) ويمكن وصف الشدة بالتدرج الشبيه بالخطوة (الجزء ب). للتبسيط ، افترض أن المنطقة الرمادية الداكنة لها كثافة خمس وحدات وأن المنطقة الرمادية الفاتحة بها كثافة عشر وحدات. ينشط تدرج الضوء المستقبلات الضوئية وتقوم المستقبلات الضوئية بعمل اتصالات متشابكة مع الخلايا العصبية من الدرجة الثانية. افترض أن شدة الضوء البالغة 5 وحدات تؤدي إلى 5 ارتفاعات / ثانية وأن شدة الضوء البالغة 10 وحدات تؤدي إلى 10 شوكات / ثانية (الجزء C) في مستقبلات الصور ، وأن القوة التشابكية كافية (يشار إليها هنا بـ +1) بحيث تؤدي شدة الضوء البالغة 5 وحدات إلى 5 ارتفاعات / ث ، وتؤدي شدة الضوء البالغة 10 وحدات إلى 10 شوكات / ثانية (الجزء C) على التوالي في الخلايا العصبية من الدرجة الثانية. إذا لم تحدث معالجة أخرى للمعلومات ، فإن التدرج اللوني الذي يتم إدراكه سيكون بالضبط نفس التدرج اللوني لشدة الضوء (الجزء ب ، التتبع الأحمر). لكن هذا ليس ما يُنظر إليه ، كما أن التثبيط الجانبي يفسر الاختلاف.

الآن ضع في اعتبارك الدائرة الموسعة مع التثبيط الجانبي (انقر فوق & # 8220With Lateral Inhibition & # 8221). كل واحد من المستقبلات الضوئية يصنع اتصالات متشابكة مثبطة مع العصبون المجاور من الدرجة الثانية. قوة التثبيط (المشار إليها بـ -0.2) أقل من قوة الإثارة (المتبرع بها بواسطة +1). قبل النظر إلى الحد ، ضع في اعتبارك إخراج الدائرة في المناطق المنتظمة لكل حقل. بعيدًا إلى الجانب الأيمن من الحدود ، تتلقى جميع الخلايا نفس الإثارة ونفس التثبيط. بدون تثبيط جانبي ، ستنتج شدة الضوء البالغة 10 وحدات 10 شوكات / ثانية في العصبون من الدرجة الثانية. ولكن بسبب الاتصال المثبط من الخلايا العصبية المجاورة إلى اليمين واليسار ، يتم تقليل الإخراج إلى 6 نوبات / ث. وينطبق الشيء نفسه على الخلايا البعيدة إلى يسار الحدود ولكن حجم الإثارة أقل وبالتالي يكون حجم التثبيط أقل. تحدث معالجة المفتاح عند الحد أو الحافة. لاحظ أن العصبون الموجود على يمين الحدود يتلقى نفس التثبيط من العصبون الموجود على يمينه ولكنه يتلقى تثبيطًا أقل من العصبون الموجود على يساره على الجانب الآخر من الحدود. لذلك ، فإنها تتلقى المزيد من الإثارة الصافية ولديها ناتج 7 مسامير / ثانية بدلاً من 6 ارتفاعات / ثنيات من جارتها على اليمين. انظر الآن إلى الخلية العصبية الموجودة على يسار الحد. تتلقى منعًا ضعيفًا من جارتها على اليسار ، لكنها تتلقى منعًا أقوى من جارتها على اليمين على الجانب الآخر من الحدود. لذلك ، يتلقى قدرًا أقل من الإثارة الصافية ولديها ناتج 2 مسامير / ثانية بدلاً من 3 ارتفاعات / ثنيات من جارتها على اليسار. لذلك ، نتيجة للتثبيط الجانبي ، فإن المعلومات المنقولة إلى الجهاز العصبي والتدرج الذي يتم إدراكه سيكون نسخة من النسخة الأصلية ذات الحدود أو الحافة المحسّنة (الشكل 10 ب)!

نطاقات ماخ. يمكن للدائرة الشبكية البسيطة ذات التثبيط الجانبي أن تفسر ظاهرة تحسين الحواف. يمكن أن يفسر أيضًا الوهم البصري المعروف باسم عصابات Mach. يوضح الشكل 11 التدرج اللوني للنطاقات الرأسية الفاتحة والداكنة وعبر هذه النطاقات يوجد خط أفقي رفيع. يبدو كما لو أن الخط الأفقي له توزيع غير متساو للكثافة حيث يكون أغمق في منطقة التدرجات الرأسية الفاتحة وأفتح في منطقة التدرجات الرأسية الداكنة. هذا وهم بصري. يمكن الكشف عن الوهم بوضع قناع فوق التدرج الرأسي. (اضغط & # 8220Play & # 8221 لإضافة القناع.) الآن يمكنك أن ترى أن الشريط الأفقي له كثافة موحدة. يُنظر إليه على أنه أغمق في بعض المناطق لأن الخلايا الموجودة في شبكية العين التي تستجيب للمنطقة المظلمة من الشريط الأفقي تمنعها بشدة الخلايا التي تستجيب للمنطقة المضيئة من النطاق العمودي. في المقابل ، يُنظر إلى الشريط على أنه أكثر إشراقًا في بعض المناطق لأن الخلايا في شبكية العين التي تستجيب للمنطقة الأخف من الشريط الأفقي يتم تثبيتها بشكل ضعيف فقط من خلال الخلايا التي تستجيب للمنطقة المظلمة من الشريط الرأسي.

ردود الفعل / تثبيط متكرر.

تثبيط ردود الفعل في الدوائر الدقيقة. يلعب تثبيط التغذية الراجعة دورًا عامًا في تثبيط الإثارة عبر الدائرة العصبية. مثال كلاسيكي هو خلية رينشو في الحبل الشوكي. محوار من فروع الخلايا العصبية الحركية الشوكية. يعصب أحد الفروع العضلات كما هو موضح سابقًا (على سبيل المثال ، الشكل 7) ويقوم الفرع الآخر بعمل اتصال متشابك مثير مع عصب داخلي يسمى خلية رينشو. يقوم العصبون الداخلي بدوره بتثبيط الخلايا العصبية الحركية ، وبالتالي يغلق الحلقة. تم العثور على مثال آخر لتثبيط التغذية المرتدة في الحُصين. تقوم الخلايا الهرمية من النوع CA3 بعمل اتصالات مثيرة لخلايا السلة وتغذية مرتدة خلايا السلة لتثبيط خلايا CA3. يتم تطبيق مصطلح التثبيط المتكرر على دارات تثبيط ردود الفعل البسيطة مثل دائرة رينشو في الحبل الشوكي ودائرة خلية السلة في الحصين.

تثبيط ردود الفعل في الدوائر النانوية. إن تثبيط التغذية الراجعة ليس منتشرًا فقط في العديد من الدوائر العصبية ، بل إنه منتشر أيضًا في الدوائر البيوكيميائية. هنا يمكن أن يكون بمثابة ركيزة لتوليد التذبذبات. يمكن أن تغطي هذه المقاييس الزمنية المتعددة من ثوانٍ إلى أيام اعتمادًا على المكونات الجزيئية للدائرة.

الشكل 12. من Byrne، Canavier، Lechner، Clark and Baxter، 1996.

سلوك انفجار داخلي في الخلايا العصبية. كانت الخلايا العصبية المثالية الموصوفة سابقًا في الفصل صامتة في غياب التحفيز (على سبيل المثال ، الشكل 3). ومع ذلك ، تطلق بعض الخلايا العصبية إمكانات فعلية في غياب التحفيز ، وفي بعض الحالات ، يمكن أن تظهر أنماط إطلاق النار نمط انفجار يتبع فيه نشاط ارتفاع التردد العالي المتتالي فترات هادئة. يمكن أن تكون هذه الخصائص العصبية مهمة لتوليد سلوكيات إيقاعية مثل التنفس. الشكل 12 هو مثال على تسجيل من خلية عصبية لافقارية لها إيقاع انفجار داخلي. يُطلق على هذا العصبون المعين اسم المفجر المكافئ لأن طبيعة الفواصل بين السنبلة طويلة في بداية ونهاية دورة الاندفاع ، ولكنها قصيرة جدًا في منتصف الدورة. تطلق الخلية دفعة من جهود الفعل ثم تصبح صامتة ، ولكن سرعان ما تحدث انفجار آخر وتستمر هذه العملية إلى أجل غير مسمى كل عشر إلى خمس عشرة ثانية. يحدث الانفجار حتى إذا تمت إزالة الخلايا العصبية جراحيًا من العقدة ووضعها في مزرعة لذلك لا توجد اتصالات متشابكة من الخلايا العصبية الأخرى. لذا فإن الشبكة العصبية ليست ضرورية لهذا الإيقاع & # 8211 فهي داخلية. لكنها تتضمن دائرة نانوية داخل الخلية. يوضح الشكل 13 أ نسخة مبسطة جدًا لتلك الشبكة التي تؤكد على مبدأ التشغيل الأساسي. تعتبر قناة في الغشاء (تسمى gSI) أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة لوظيفة الشبكة هذه ، وهي قابلة للاختراق لـ Ca2 +. نظرًا لأن تركيز Ca2 + مرتفع نسبيًا في الوسط خارج الخلية ومنخفضًا داخل الخلية ، فإن Ca2 + سينتقل إلى أسفل تدرج تركيزه وبذلك يؤدي إلى إزالة استقطاب الخلية. في النهاية ، يصل الاستقطاب إلى العتبة وتبدأ الخلية في إطلاق النار. يؤدي إطلاق النار إلى تدفق إضافي لـ Ca2 + (السهم الأخضر) وتراكم Ca2 + داخل الخلية. تتمثل الخطوة الأساسية في أن تراكم Ca2 + يمنع (السهم الأحمر) التدفق الإضافي للكالسيوم وينهي الاندفاع. يظل الاندفاع منتهيًا طالما ظلت مستويات Ca داخل الخلايا مرتفعة. لكن مستويات Ca2 + لا تبقى مرتفعة لفترة طويلة. يتم تقليلها بواسطة المخازن المؤقتة داخل الخلايا وإزالتها من الخلية بواسطة المضخات (INaCa و ICaP). مع انخفاض مستويات Ca2 + داخل الخلايا ، يتم إزالة تثبيط القناة (إزالة التثبيط) ويبدأ العصبون في إزالة الاستقطاب مرة أخرى وبدء انفجار آخر. بشكل أساسي ، ما نراه هنا على مستوى الشبكة النانوية هو تلخيص لشبكة مثبطة للتغذية الراجعة (الشكل 13 ب ، تحوم فوق المنطقة على يمين الشكل 13 أ). تؤدي عملية الإثارة الأولية إلى تنشيط عملية مثبطة ، والتي تتغذى مرة أخرى لإيقاف عملية الإثارة. في مثل هذه الشبكة ، ستحدث التذبذبات إذا كان محرك الأقراص الاستثارة مستمرًا ، لكن العملية المثبطة تتضاءل في فعاليتها.

الشكل 14. معدل من Hastings et al.، Nature Rev. Neurosci.، 2003.

إيقاعات الساعة البيولوجية. المثال الثاني لتثبيط التغذية المرتدة هو الدائرة النانوية لتنظيم الجينات التي تكمن وراء إيقاعات الساعة البيولوجية. يرجع إيقاع الساعة البيولوجية للفقاريات إلى تشغيل مجموعة من الخلايا العصبية في منطقة من الدماغ تسمى النواة فوق التصالبية ، والتي تقع فوق العصب البصري مباشرةً. هذه الخلايا العصبية لها تأثيرات عميقة على كل من الإفراز الهرموني مثل الميلاتونين والكورتيزول ، وكذلك على الوظائف اللاإرادية مثل درجة حرارة الجسم (الشكل 14). على الرغم من التأثيرات العميقة لهذا المذبذب ، فإن تشغيله يقلل من دائرة بسيطة للغاية ، وليس في الواقع دائرة عصبية ، بل دائرة نانوية أخرى. يبدو أن الآلية الأساسية محفوظة في جميع أنواع الحيوانات بما في ذلك الإنسان. الشكل 15 هو رسم تخطيطي مبسط للمكونات الأساسية. العديد من الجينات متورطة ولكن الآلية الأساسية تتضمن جينًا يسمى per ، حيث لكل فترة. تم التعرف على هذا الجين لأول مرة من ذبابة الفاكهة ولكنه موجود أيضًا في الفقاريات. يؤدي الجين الواحد إلى إنتاج كل مرسال RNA. يترك كل مرنا النواة ويدخل السيتوبلازم حيث يؤدي إلى تخليق البروتين PER. ينتشر PER أو يتم نقله مرة أخرى إلى النواة حيث يقوم بقمع النسخ الإضافي لكل جين. من الناحية المفاهيمية ، يشبه هذا النظام إلى حد كبير نظام آلية انفجار الخلايا العصبية التي تمت مناقشتها أعلاه. يتم تنشيط الجين ، وينتج الرسالة والبروتين ، وتأثيرات البروتين لتثبيط التعبير الجيني. لكن كيف تعيد الدورة نفسها؟ الآلية الرئيسية هي تدهور PER. يتحلل البروتين PER ويتحلل خلال فترة 24 ساعة. لذلك عندما يتحلل بروتين PER ، تتم إزالة التثبيط أو القمع (إزالة التثبيط) مما يسمح لهذا الجين بالبدء في صنع RNA والبروتين المرسال مرة أخرى. لذلك بمجرد أن تبدأ هذه الدورة ، تتكرر مرارًا وتكرارًا كل 24 ساعة. هذه هي الآلية الأساسية الكامنة وراء إيقاعات الساعة البيولوجية وتأثيرها القوي على عدد من الأنظمة الفسيولوجية المختلفة. في الأساس ، تبدأ إيقاعاتنا اليومية بشبكة تثبيط ردود الفعل الجزيئية.

تثبيط ردود الفعل في الدوائر الحلقية. يمكن للتثبيط المتكرر ، على الأقل من حيث المبدأ ، أن يفسر توليد أنماط حركية معقدة ، ومثال على ذلك هو الحركة الرباعية. الموقع رباعي الأرجل مثير للاهتمام لأن الرباعي لا يستطيعون تحريك أرجلهم الأربعة فحسب ، بل أيضًا توليد أنواع مختلفة من دورات النشاط تسمى المشية. يوضح الشكل 16 أربع مشيات. اللوحة الأولى عبارة عن نزهة (تحوم فوق اللوحة). يبدأ التسلسل بامتداد الطرف الأمامي الأيسر. يتبع ذلك تمديدات للطرف الخلفي الأيمن والطرف الأمامي الأيمن والطرف الخلفي الأيسر. في الهرولة (اللوحة الثانية من الشكل 16) (تحوم فوق اللوحة) ، تكون الأطراف الأمامية اليسرى والأطراف الخلفية اليمنى في طور مع بعضها البعض و 180 درجة خارج الطور مع الأطراف الأمامية اليمنى والخلفية اليسرى. في الإطار (اللوحة الثالثة) (تحوم فوق اللوحة) ، تكون الأطراف الأمامية اليسرى واليمنى في الطور ، ولكن 180 درجة خارج الطور مع الأطراف الخلفية اليسرى والخلفية. يعد الركض (اللوحة الرابعة) (التمرير فوق اللوحة) نوعًا مختلفًا من الحد الذي يوجد فيه اختلاف طفيف في الطور بين الأطراف الأمامية اليمنى واليسرى والأطراف الخلفية.

كيف يولد الجهاز العصبي هذه المشية؟ وهل الدوائر العصبية المنفصلة ضرورية لكل واحدة؟ لسوء الحظ ، لا يعرف علماء الأعصاب إجابات هذه الأسئلة ، لكن من المفيد دراسة بعض الاحتمالات. هذا نهج في مجال علم الأعصاب يسمى علم الأعصاب الحسابي والنظري. طريقة واحدة لتوليد مشية موضحة في الشكل 17. خذ أربع خلايا عصبية فردية لكل منها نشاط انفجار داخلي مثل الذي تم توضيحه سابقًا في الشكل 12 ، وقم بتعيين نشاط في كل واحدة من هذه الخلايا العصبية للتحكم في طرف معين. يمكن "بدء" الخلايا العصبية بحيث يكون لديها علاقات الطور المناسبة لتوليد مشية مثل الحد الموضح في الشكل 16. وستكون الصعوبة في بدء الخلايا العصبية في الوقت المحدد بالضبط. هناك مشكلة أخرى تتمثل في "الانجرافات" الطفيفة في الفترات التذبذبية للخلايا العصبية الأربعة المستقلة والتي قد تتسبب بمرور الوقت في أن يصبح النمط غير منسق (الشكل 18). هذا الكلب لن يفوز بأي سباقات وربما لن يكون قادرًا على المشي.

لذلك من الواضح أن الخلايا العصبية بحاجة إلى الاقتران. تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في استخدام دائرة تثبيط متكررة تتكون من أربعة خلايا عصبية مقترنة لتشكيل ما يسمى بدائرة "الحلقة" حيث يكون لكل خلية عصبية في الدائرة نشاط انفجار داخلي وكل خلية عصبية مقترنة بالآخر مع اتصال متشابك مثبط ( الشكل 19 أ).

الشكل 19. معدّل من Canavier، Butera، Dror، Baxter، Clark and Byrne، 1997.

للحصول على علاقات الطور الصحيحة للمشي ، بدلاً من تعيين Neuron 3 ليكون الجبهة اليمنى ، يتم تعيينه للتحكم في الطرف الخلفي الأيمن ، ويتم تعيين Neuron 4 للتحكم في الطرف الأمامي الأيمن (تحريف بسيط للدائرة) ( الشكل 19 ب). عند تنفيذها بمحاكاة حاسوبية ، فإن هذه الدائرة المفردة قادرة على توليد بوابات رباعية. علاوة على ذلك ، يمكن للدائرة نفسها ، مع تغييرات صغيرة فقط في خصائص الخلايا العصبية الفردية ، أن تولد كل من المشيات الأربعة الموضحة في الشكل 17 (الشكل 20).

تشير هذه النتيجة إلى نقطة مهمة حول الشبكات العصبية. من أجل فهمها ، من الضروري فهم ليس فقط طوبولوجيا الشبكة ، ولكن أيضًا طبيعة الروابط بين الخلايا العصبية (سواء كانت مثيرة أو مثبطة) ، وكذلك خصائص العقد الفردية (أي ، الخلايا العصبية). أيضًا ، توضح هذه المحاكاة ظاهرة تسمى إعادة التكوين الديناميكي. ليس من الضروري أن يكون لديك أربع شبكات مختلفة لتوليد هذه المشيات الأربعة المختلفة & # 8211 يمكن أن يتم كل ذلك بدائرة واحدة. تعد الدائرة الفعلية لتوليد المشية الرباعية أكثر تعقيدًا من تلك الموجودة في الشكل 19. تتم إحالة القارئ المهتم إلى مراجعة حديثة قام بها Ole Keihn (انظر المزيد من القراءة)

ردود الفعل / الإثارة المتكررة.

يبدو أن الإثارة المتكررة في الدوائر النانوية والدوائر الدقيقة أمر بالغ الأهمية لعمليات التعلم والذاكرة. يتضمن التعلم تغييرات في الخصائص الفيزيائية الحيوية للخلايا العصبية وتغيرات في القوة المشبكية. تشير الأدلة المتراكمة إلى أن التغذية المرتدة الإيجابية داخل السلاسل الكيميائية الحيوية وشبكات الجينات عنصر مهم لتحريض هذه التغييرات والحفاظ عليها. علاوة على ذلك ، تم العثور على الإثارة المتكررة في بعض الدوائر الدقيقة المشاركة في عمليات الذاكرة على الأقل. تم العثور على مثال رئيسي داخل منطقة CA3 من قرن آمون.

الشكل 21. معدلة من Byrne and Roberts، 2009.

يوضح الشكل 21 السمات الرئيسية لدائرة الاستثارة المتكررة CA3. تم تصنيف ستة خلايا عصبية هرمية قرن آمون مختلفة على أنها U و V و W و X و Y و Z. تتلقى كل واحدة من هذه الخلايا العصبية اتصالًا متشابكًا من الخلايا العصبية قبل المشبكية المسمى a و b و c و d و e و f. يمكن أن تكون هذه الخلايا العصبية قبل المشبكية إما نشطة أو غير نشطة مع 0 ولون أسود يمثل خلية عصبية غير نشطة ولون 1 ولون أخضر يشير إلى خلية نشطة. يتمثل أحد الجوانب المهمة لهذه الدائرة في أن الاتصالات المشبكية من مسار الإدخال قوية بما يكفي لتنشيط (إطلاق) الخلايا العصبية الهرمية التي ترتبط بها. على سبيل المثال ، إذا تم تنشيط الخلية العصبية أ ، فسيتم تنشيط الخلية العصبية Z ، والتي يتم تمثيلها على أنها 1 على شريط الإخراج. هذه الطوبولوجيا ليست أكثر من إثارة تغذوية. الإثارة المتبادلة تجعل هذه الدائرة خاصة. على سبيل المثال ، تحتوي الخلايا العصبية Z والخلايا العصبية الهرمية الأخرى على ضمانات محاور عصبية تتفاعل مع نفسها. لكنهم لا يقومون فقط بالاتصال بأنفسهم. يقوم كل خلية عصبية بعمل اتصال مع كل من الخلايا العصبية الهرمية الأربعة الأخرى في الدائرة. لذلك يتلقى كل هرمي معلومات متقاربة من جميع الخلايا الأخرى في الشبكة ، وبالتالي ، يتباعد ناتج كل خلية عصبية هرمية لعمل اتصالات متشابكة مع جميع الخلايا العصبية الهرمية الأخرى في الدائرة. (لذلك ، فإن فكرة الإثارة المتكررة هذه قد ضمنت بداخلها أشكال التقارب والتباعد.) تتكون مصفوفة الاتصال من 36 عنصرًا.

لكي تتعلم هذه الشبكة أي شيء ، يجب تضمين قاعدة تعلم اللدونة المشبكية في الدائرة. يُعرف أحد القواعد المقبولة على نطاق واسع باسم قاعدة التعلم Hebb. بشكل أساسي ، ينص على أن المشبك سيغير قوته إذا كان هذا المشبك نشطًا (أي يطلق جهاز الإرسال) ، وفي الوقت نفسه ، تكون خلية ما بعد المشبك نشطة. يؤدي الجمع بين قاعدة التعلم هذه والدائرة الاستثارة المتكررة إلى بعض الخصائص الناشئة المثيرة للاهتمام. على سبيل المثال ، إذا تم تنشيط الخلية العصبية Z عن طريق الإدخال a ، فإن قوة اتصالها بنفسها (المشبك 1) ستتغير كما هو موضح بواسطة المشبك الملون الأخضر في الشكل 21 (قم بالمرور فوق الرسم التوضيحي). ومع ذلك ، لن يكون المشبك العصبي 1 هو المشبك الوحيد الذي سيتم تقويته. على سبيل المثال ، سيتم أيضًا تقوية المشبك 13 لأن العصبون Z كان نشطًا في نفس الوقت الذي تم فيه تنشيط الخلية العصبية X عن طريق الإدخال c. في المقابل ، لم يتم تقوية المشبك 7 لأن العصبون Y لم يكن نشطًا في نفس الوقت مع العصبون Z. التأثير الصافي لهذا التقارب والتباعد وقاعدة التعلم هي أن نمط إدخال النشاط الأولي سيتم تخزينه كتغييرات في عناصر مصفوفة الاتصال. لذلك سميت هذه الدائرة بشبكة الارتباط التلقائي. أحد المفاهيم المهمة هنا هو أن "الذاكرة" ليست في أي نقطة تشابك واحدة فهي موزعة في الشبكة.

ملخص

تم إحراز تقدم كبير في فهم كيفية مشاركة الشبكات العصبية البسيطة المختلفة في معالجة المعلومات والتوسط في السلوك. الإثارة المغذية والتثبيط المغذي يتوسطان سلوكيات الانعكاس. التثبيط الجانبي مهم لتقوية الحواف. الاستثارة المتكررة آلية مهمة للذاكرة. يمكن أن يكون التثبيط المتكرر مهمًا لتوليد السلوك الحركي. التقارب والتباعد جزء لا يتجزأ من هذه الدوائر الدقيقة. يتم إعادة تلخيص نفس الأنواع من أشكال الشبكة في شبكات الكيمياء الحيوية والجينات.
المستوى التالي من الفهم هو على مستوى الشبكات العصبية التي تتوسط أكثر تعقيدًا ، وهذا ما يسمى وظائف الدماغ ذات الترتيب الأعلى. أصبح فهمهم ممكنًا من خلال استخدام تقنيات التسجيل الكهربية والضوئية ، وتقنيات التصوير الحديثة مثل التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) وتصوير موتر الانتشار (DTI). يسمح التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للباحثين بتحديد مناطق الدماغ التي تشارك في المهام المعرفية ، بينما يسمح DTI بتصور المسارات التي تربط منطقة دماغية بأخرى. الشكل 22 (بإذن من تيم إلمور ، دكتوراه ، قسم جراحة الأعصاب ، كلية الطب بجامعة تكساس في هيوستن) هو منظر جانبي للدماغ البشري يُظهر المسارات التي تربط المناطق القشرية التي تم الكشف عنها باستخدام DTI.

الشكل 22 بإذن من تيم إلمور ، دكتوراه.

التعرف على الأشياء هو مثال على إحراز تقدم في فهم الدوائر الكبيرة. كما هو موضح في الشكل 23 ، تبدأ معالجة المعلومات المرئية في شبكية العين ثم تشرك مناطق قشرية متعددة مثل القشرة القذالية والقشرة الصدغية. ضمن هذه الدائرة الكبيرة توجد وحدات تستخرج معلومات ذات ترتيب أعلى. من المفترض أن تتضمن كل وحدة مئات ، إن لم يكن الآلاف من الدوائر الدقيقة الفردية. يتمثل التحدي المستقبلي في تحديد كيفية عمل هذه الوحدات وكيفية تفاعلها مع الوحدات الأخرى. على الرغم من وجود اتصالات التغذية الأمامية ، إلا أن اتصالات التغذية الراجعة والوصلات الجانبية منتشرة على نطاق واسع. التحدي هائل ولكن ربما يتم تسهيل تحقيق الهدف من خلال الاستفادة مما تم تعلمه حول مبادئ الدوائر النانوية والدوائر الدقيقة. لفهم الدوائر الكبيرة ، سيكون من الضروري معرفة أكثر من طوبولوجيا التوصيلات البينية للشبكة. سيكون من الضروري معرفة كيفية عمل كل وحدة وعن ديناميكيات اتصالات الوحدة النمطية.


نموذج

وصف البحث النظري (19) انتشار جهود الفعل من خلال الخلايا العصبية باستخدام نموذج هودجكين-هكسلي بناءً على العمليات الفيزيائية الحيوية والكيميائية الحيوية التفصيلية. في الآونة الأخيرة ، تم استخدام نظرية الترشيح (20) لمحاكاة نقل المعلومات بين الخلايا العصبية بحيث يمكن للخلايا العصبية قبل المشبكية إثارة الخلايا العصبية بعد المشبكية عن طريق إطلاق جهد فعل. أدت التطورات الإضافية إلى نماذج لمعالجة الإشارات ، بما في ذلك انتشار النيران المتزامنة مع نشاط عصبي متزامن وانتشار معدل إطلاق النار (21).

نحن نستخدم نهج الشبكة العصبية الديناميكية التي تكون فيها الخلايا العصبية إما مثيرة أو مثبطة. لتقليل عدد المعلمات ، فإن ديناميات الخلايا العصبية المثبطة مشروطة بإثارة الخلايا العصبية المثيرة. نموذج الشبكة هذا هو نسخة مبسطة للغاية لشبكة عصبية واقعية من حيث أننا نتجاهل وجود بنية تحتية للدماغ أو حقيقة أن تكوين الذاكرة يفترض التفاعل بين مناطق الدماغ المختلفة (22). بالإضافة إلى ذلك ، تعالج الخلايا العصبية القشرية القابلة للاستثارة في شبكات واقعية المعلومات وتنقلها في شكل إشارات كهربائية وكيميائية استجابة للمنبهات الخارجية (مثل السمع والبصر واللمس والشم والذوق). عندما تتلقى هذه الشبكة العصبية مدخلاً يعتمد على الوقت ، تنتشر الإشارات على طول المسارات وتتسبب في إثارة عصبونات مختلفة وإطلاق إمكانات فعلية. نظرًا لأن كل خلية عصبية تولد بالتالي سلسلة زمنية خاصة بها من الإثارة ، يمكننا تقدير احتمالية أن تصبح العصبون متحمسًا. تلعب هذه الاحتمالات دور معلمات النموذج وتعكس متوسط ​​سلوك الخلايا العصبية عندما يتم تشغيلها بواسطة محفزات خارجية.

في شبكتنا العصبية الديناميكية ، الروابط بين العقد هي نقاط الاشتباك العصبي التي تغير قوتها ، اعتمادًا على النشاط العصبي. منذ عمل Cajal ، من المعروف أن التعلم يغير قوة الروابط المشبكية بين الخلايا العصبية. في مواجهة نقاط القوة المشبكية المتغيرة ، كيف يحقق الدماغ اللدونة المتجانسة (23 ، 24)؟ كيف تحافظ على الظروف اللازمة للعمل الطبيعي والقوي فيما يتعلق بالتقلبات في البيئة؟ للإجابة على هذه الأسئلة ، نبدأ بتحديد الجزء من فضاء الطور حيث تنقلب الشبكة العصبية بين مرحلة الإثارة ومرحلة الراحة. ثم ننظر إلى ما تفعله كل خلية عصبية محليًا لإنتاج السلوك الجماعي المطلوب (17 ، 25) وإنشاء قانون حفظ إحصائي يحافظ على متوسط ​​القوة التشابكية. يؤدي هذا النهج إلى الافتراضات الأساسية الثلاثة للنموذج:

افتراض أنا.

على الرغم من أن الخلايا العصبية تنشط استجابةً للمنبهات الخارجية عن طريق إطلاق إمكانات العمل ، فإن تنشيطها يخضع أيضًا لعمليات عشوائية تحكمها ، على سبيل المثال ، موثوقية النقل المتشابك والتقلبات العشوائية لإمكانات الغشاء (26 –28). عند حساب متوسط ​​المنبهات الخارجية على جميع الخلايا العصبية ، فإننا نفترض أنه نتيجة للتنبيهات الخارجية السابقة ، يمكن لأي خلية عصبية أن تثير تلقائيًا مع الاحتمال p وتبقى نشطة لخطوات زمنية. كل خلية عصبية لديها الاحتمال p d t من هذه الإثارة خلال الفترة الزمنية d t ، على غرار الفشل الداخلي الموصوف في المراجع. 29 و 30. هذا مشابه أيضًا للمفهوم في نظرية الترشيح حيث يتم إنشاء مجموعة متصلة في رسم بياني عشوائي بافتراض أن الحافة أو "الرابطة" بين جارتين يمكن أن تكون مفتوحة (تسمح للإشارة بالمرور) مع الاحتمال p أو مغلق باحتمال 1 - ص. الفرق هو أننا نمذجة استثارة الخلايا العصبية بدلاً من استثارة الارتباط.

افتراض ثانيا.

كما هو مذكور أعلاه ، عادة ما تنشط الخلايا العصبية استجابة للمنبهات الخارجية. وبالتالي فإننا نفترض أن كل خلية عصبية (ما بعد المشبكي) يمكن أن تثير (إمكانات عمل النار) استجابةً للنشاط في جوارها المباشر (الخلايا العصبية قبل المشبكية). إذا كان جار واحد من الخلايا العصبية أنا متحمسًا في الوقت t - 1 ، فعندئذٍ سوف يطلق العصبون في الوقت t مع احتمال p 1 d t. عندما يكون هناك أكثر من جار متحمس في الوقت t - 1 ، فإن احتمال إطلاق النار عند t يزيد إلى p 2 d t (p 1 & lt p 2). نحن نفترض أنه لا يمكن إثارة أي خلية عصبية خارجيًا إلا من خلال أقرب جيرانها. بمجرد أن ينشط أحد الخلايا العصبية استجابةً لخلايا عصبية أخرى ، فإنها تظل متحمسة لخطوات زمنية ′ (دون أي فقدان للعمومية التي حددناها τ ′ = τ).

افتراض ثالثا.

لتقليد الديناميات المشبكية والداخلية ، يولد اثنان من الخلايا العصبية المجاورة في الحالة المثارة ، i و j ، إمكانات مثيرة بعد المشبكية مع احتمال p s وإمكانات مثبطة بعد المشبكية مع احتمال متبقي 1 - p s. على النقيض من ذلك ، إذا كان أي من الجيران i و j في حالة الراحة ، يتم إنشاء إمكانات ما بعد المشبكية المثبطة فقط. يقوي الجهد الاستثاري المشبك بين i و j بمقدار Δ ϵ U = ϵ ، حيث يتم أخذ من التوزيع الأسي باستخدام SD σ. يضعف الجهد المثبط نفس المشبك بمقدار Δ ϵ D = z ϵ ، حيث z هو رقم صغير مثل Δ ϵ D & lt & lt Δ ϵ U. الممارسة مطلوبة للتعلم (31) ، ولكن بمجرد أن نتعلم ليس من السهل نسيانها.

لتسهيل متابعة العرض ، نركز في البداية على الديناميكيات الغنية نسبيًا الناشئة عن الافتراض أنا وافتراض ثانيا، مع تعطيل ميزات النموذج المحددة في الافتراض ثالثا. يلعب هذا الافتراض الأخير دورًا مركزيًا بمجرد توجيه انتباهنا نحو اللدونة المشبكية والحفاظ على القوة المشبكية.


خلية ما بعد المشبكي / المشبك العصبي العضلي

قم بتنزيل الفيديو من iTunes U أو Internet Archive.

صباح الخير. شكرا لك. لذا ، أريد أن أكمل اليوم موضوع علم الأعصاب. تحدثنا آخر مرة عن آلية العمل المحتملة. اليوم أود الانتقال من إمكانية العمل إلى المشبك. لكن اسمحوا لي أن أذكرنا بإيجاز بما نقوله. لذا ، سأقدم القسم صفر ملخصًا هنا.

الأشياء ذات الصلة التي قلناها في المرة الماضية كانت هناك إمكانية غشاء تبلغ حوالي 70 مللي فولت كإمكانات الغشاء ، وهذا ما نعمل به. يتم إنشاء إمكانات الغشاء هذه من خلال تدرجات التركيز. المزيد من الكالسيوم ، المزيد من البوتاسيوم في الداخل. المزيد من الصوديوم في الخارج. المزيد من الكالسيوم في الخارج. وسأذكر أيضًا الكلوريد ، هناك المزيد من الكلوريد في الخارج عند 116 مليمولار ، وأربعة مليمترات في الخارج.

يتم إعداد تدرجات التركيز هذه بواسطة مضخات مختلفة.

إنهم هناك طوال الوقت. ثم لدينا قناة الراحة هذه.

لذلك ، لدينا هنا ناقلات.

لدينا قناة البوتاسيوم في الراحة. هذا يعني أنه مفتوح طوال الوقت. لم يتم تفعيله بأي شيء.

يسمح للبوتاسيوم بالخروج. يترك البوتاسيوم حتى يبني هذا الغشاء المحتمل حوالي 70 تحت الصفر. عند هذه النقطة ، من غير المناسب كهربائيًا أن تخرج الشحنات الموجبة إلى البيئة الأكثر إيجابية. على الرغم من زيادة التركيز الداخلي. ونصل إلى احتمال توازن ناقص 70. ثم لدينا بعض القنوات ذات الجهد الكهربائي.

وتأتي القنوات ذات البوابات ذات الجهد الكهربي بنكهتين هنا.

لدينا قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي. تفتح قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي نفسها حوالي 70 تحت الصفر. أوه ، آسف ، حوالي 50 تحت الصفر. لذا ، إذا تمكنت من الحصول على ما يصل إلى 50 تحت الصفر ، فإنها تفتح. ثم يندفع الصوديوم للداخل. إنه ينقل جهد الغشاء من سالب 50 إلى صفر إلى زائد 50.

القناة تغلق. في مكان ما حوالي 30 أو نحو ذلك يفتح قناة البوتاسيوم ، قناة البوتاسيوم المتدرجة الجهد ، ويسمح للبوتاسيوم بالاندفاع واستعادة إمكانات الراحة.

تأثير هذا هو أنه إذا كان هذا صفرًا هنا ، فلدينا إمكانية راحة. إذا صعدنا فوقه قليلاً ، نطلق النار ثم نعود للأسفل. وبعد ذلك يمكن لجهد فعل آخر بعد ميلي ثانية أو نحو ذلك أن ينزل في نفس الخلية العصبية.

وأخيرًا ، إذا نظرنا على طول محور عصبي ، فإن إمكانية الفعل هنا تتسبب في انتقال الشحنات من خلالها إلى إطلاق إمكانات فعلية هنا تؤدي إلى ترحيل الشحنات وما إلى ذلك ، وما إلى ذلك. . إنه نظام جميل.

ثم كان آخر شيء هو أنه من خلال عزل هذا تمكنا من جعل سرعة التوصيل تسير بشكل أسرع عن طريق جعل الطول الفعال أقصر في وجود مجموعة كاملة من المناطق المعزولة كهربائيًا. هذا كل شيء. إنها قطعة هندسية جميلة. كيف نعرف صحة أي من هذا؟

كنقطة جانبية مثيرة للاهتمام ، قد أذكر فقط أنه عندما تم التوصل إلى هذا ، تم عمل ذلك من قبل شخصين يدعى هودجكين وهكسلي.

فاز هودجكين وهكسلي بجائزة نوبل عن هذا العمل الجميل على هذا المحوار العملاق للحبار الذي يعد أسرع محاور على الإطلاق.

وها نحن لا نتحدث عن الحبار العملاق الذي قام شخص ما بتربيته في المرة السابقة. إنه حبار عادي. لديها محور كبير من الدهون. إنه كبير بما يكفي بحيث يمكنك فقط لصق سلك في منتصفه وكل ذلك. إنه محور عصبي كبير جدًا.

إنه محور عصبي ذو قطر عالٍ جدًا.

وكانوا قادرين على قياس هذه الأشياء كهربائيًا.

واستناداً إلى القياسات الكهربائية التي أجروها في أنواع مختلفة من المحاليل ، تمكنوا من استنتاج وجود قنوات الصوديوم وقنوات البوتاسيوم.

لكن كل هذا حدث في منتصف القرن العشرين. وبالتأكيد لم يتمكنوا من رؤية أي شيء. لم يتمكنوا من استنساخها.

لم يتمكنوا من رؤية أي شيء. وبالتالي فإن فكرة وجود قنوات جزيئية فردية تتأرجح مفتوحة ، كانت فعل كل هذه الأشياء استنتاجًا غير مباشر ، ربما نوعًا ما مثل استدلال مندل على الجين أو استنتاج ستورتيفانت للخرائط الجينية. لكن في الآونة الأخيرة ، جاء الناس مع تقنية غير عادية ، كما فاز هؤلاء الأشخاص بجائزة نوبل لهذا لأنه كان رائعًا ، وهو ما يسمى Patch Clamp. مشبك التصحيح هو التقنية التالية البسيطة بشكل يبعث على السخرية. افترض أنني كنت سأصنع ماصة زجاجية.

إذن ، هذا مقطع عرضي لماصة زجاجية.

لذلك ، تدور هكذا. ويمكنني رفعه بقوة ضد الغشاء. وافترض أنني فعلت ذلك بطريقة يمكنني من خلالها الحصول على ختم رائع حقًا ولدي فقط رقعة صغيرة من الغشاء. افترض أن الرقعة الصغيرة من الغشاء بها قناة واحدة فقط. والآن ، هذه ماصة ، لنفترض أنني كنت سأمزق تلك الرقعة من الغشاء من الخلية ، والخلية الفقيرة ، ولدي ماصة زجاجية مع رقعة صغيرة من الغشاء في نهايتها بقناة أيونية واحدة معزولة. الآن ، إذا قمت بقياس التيار عبر هذه القناة عن طريق وضعه في محلول مناسب ، فربما قمت بتمزيق قناة بوتاسيوم أثناء الراحة ، حسنًا؟ إذا وضعت هذا في محلول بوتاسيوم وطبقت تيارًا ، فأنا أطبق فرقًا في الجهد ، وسأكون قادرًا على رؤية التيار. ويمكنك بالفعل قياس تيار. والأكثر روعة ، إذا قمت بذلك وقمت بنزع قناة الصوديوم ذات الجهد الكهربائي ، فقد اتضح أنني يجب أن أكون قادرًا على دراسة خصائصها عن طريق تغيير الجهد عليها وقياس التيار كدالة لـ الجهد االكهربى.

حسنًا ، اتضح أنه إذا قمت بذلك ، فأنا قادر على قياس موصلية تدفق التيار في قنوات الجهد الكهربي هذه ، في الواقع ، ما أقيسه حقًا هو توصيل قناة كهذه ، يمكنني شاهد القناة تفتح وتغلق وتفتح وتغلق بشكل كمي. يمكنني قياس الموصلية بشكل كمي. هذه ليست ميكانيكا الكم. إنها مجرد قياسات كمية للتوصيلية. ماذا سيحدث لو تم سرقة قناتين؟ الآن سأراها تسير على هذا النحو.

حسنًا ، ربما يفتح واحد آخر. عفوًا ، سيتم إغلاق أحد الآن. الآن يغلق الآخر. ومن اللافت للنظر أنه يمكنك الحصول على هذا. لذلك ، يمكنك دراسة جزيء واحد ، قنوات جزيئية واحدة.

تريد أن تعرف كيف تفتح هذه القناة وبأي جهد تفتح؟

فقط اتصل بالجهد الكهربائي ومعرفة ما إذا كان مفتوحًا. هل تريد أن تعرف إلى متى يظل مفتوحًا؟ ما عليك سوى تشغيله ومعرفة المدة التي يظل فيها مفتوحًا. انه حقا رائع. هل تريد معرفة ما إذا كانت أي مواد كيميائية أخرى يمكن أن تؤثر عليها ، أو أي أيونات ، أو أي مواد كيميائية أخرى داخل الخلايا أو خارج الخلية؟ يمكنك أن تفعل ذلك.

لذا ، فإن القدرة على دراسة القنوات الفردية المعزولة جاءت جنبًا إلى جنب مع لقط التصحيح. وما يسمح به هو دراسة هائلة للفيزياء الحيوية للقنوات الفردية.

وحيث كان على الناس قبل ذلك أن ينظروا إلى الموصلية الكلية لمحور عصبي بأكمله. الآن أصبحوا قادرين ، ومن هذا الاستدلال على سلوك القنوات الفردية ، الآن ما يمكنهم فعله هو دراسة سلوك القنوات المفردة وبناء صورة اصطناعية للتوصيلية الكلية لمحور عصبي من مكوناته الفردية ومعرفة ما إذا كانت المكونات حددنا أنها كافية لشرح السلوك الذي نراه. على أي حال ، هذا لقط التصحيح.

الكثير من المرح. لذا ، الآن ، ما أريد أن أنتقل إليه الآن هو الإشارة في المشبك.

لذلك ، لدينا جسم خليتنا هنا. لقد حصلت على التشعبات عليه.

هذا هو محور عصبي لدينا. لقد تمكنا من الحصول على إمكانية عمل تبدأ عليها وتتحرك على طول الطريق.

نصل الآن إلى أحد المحطات المشبكية.

تجعلها الإشارة الكهربائية على طول الطريق إلى الطرف المشبكي ، ولكن كيف تؤثر على خلية ما بعد التشابك؟

حسنًا ، دعنا نلقي نظرة عن قرب على ذلك.

ها نحن ذا. ها هي المحطة المشبكية. لدينا إمكانات عملنا القادمة. إمكانية العمل القادمة.

وبعد ذلك تصل إلى هنا. وصلت إمكانات العمل.

أرغب في إطلاق مواد كيميائية في الشق المشبكي ، المساحة بين الخلية السابقة واللاحقة للتشابك.

أود أن أسكب مواد كيميائية هي نواقل عصبية.

لذلك ، تحتوي الخلية قبل المشبكي بشكل ملائم على حويصلات ، حويصلات صغيرة مرتبطة بالغشاء مع ناقلات عصبية معبأة مسبقًا.

نعم؟ تم تصنيع هذه الناقلات العصبية المعبأة مسبقًا بشكل ملائم بواسطة الخلية وهي جالسة هناك فقط في انتظار إطلاقها استجابة لإمكانية الفعل.

عندما يأتي جهد الفعل ، فإنه يتسبب في اندماج هذه الحويصلات المشبكية مع الغشاء. وفي اندماج الدواخل يصبح مستمرًا مع الخارج ، هذه صورة اندماج صغيرة هنا ، وتتسرب الناقلات العصبية. نعم؟

كيف تفعل ذلك ، مع ذلك ، ميكانيكيًا؟

كيف في العالم يتسبب جهد الفعل في اندماج هذه الحويصلات مع الغشاء؟ حسنًا ، بطريقة ما يجب أن تقرأ النشاط الكهربائي في نوع من النشاط الكيميائي داخل الخلايا. هذا ما يفعله.

عندما تنخفض الإشارة الكهربائية ، تذكر في الأصل أن جهد الغشاء سالب ، ولكن عندما يأتي كمون فعل ما الذي يفعله بجهد الغشاء؟ إنه يعكسها.

يجعلها إيجابية من الداخل لفترة وجيزة. نعم؟ إذن ، هذه علامة على إمكانية فعل ، AP تنزل.

في هذا الغشاء لدينا قناة أخرى حساسة للجهد.

هذه القناة الحساسة للجهد هي قناة كالسيوم حساسة للجهد.

نعم؟ من الذي يرغب في تصميم قناة كالسيوم حساسة للجهد؟

ماذا يجب أن تفعل؟ ماذا تريد أن تكون خصائصه الافتتاحية والختامية؟ متى يفتح؟

بتهمة موجبة. لذلك ، عندما تحصل على إمكانات غشاء موجبة ، فإنها تتأرجح مفتوحة. ثم ماذا تفعل؟

دع الكالسيوم يتحرك. في أي طريق يريد الكالسيوم أن يذهب؟

في لأنه أكثر من ذلك. لذا ، ما سيحدث هو استجابة للعمل المحتمل الذي يندفع فيه الكالسيوم.

الآن ، ستتذكر أن الكالسيوم كان في آثار صغيرة متلاشية بالداخل ، 0.1 ميكرومولار قلنا. وتدفق الكالسيوم أمر خطير للغاية ويتم استشعاره من خلال مجموعة متنوعة من البروتينات.

على وجه الخصوص ، هناك ، عائم في الخلية ، بروتين يسمى هنا بروتين كيناز المعتمد على الكالسيوم.

بروتين كيناز المعتمد على الكالسيوم هو بروتين قادر على وضع مجموعة فوسفات.

يضع كينازه مجموعة فوسفاتية على بروتينات أخرى.

لذا ، فإن بروتين كيناز المعتمد على الكالسيوم هنا سوف يستمر ويحفز إضافة مجموعة فوسفات إلى بروتينات أخرى.

لذلك ، سوف يحفز هذا إنزيميًا. لكنها تفعل ذلك فقط في وجود الكالسيوم. لذلك ، عندما يكون هناك كالسيوم في الخلية ، يتم تنشيط كيناز المعتمد على الكالسيوم ، وهو يدور حوله ويلصق مجموعات الفوسفات ببروتينات مستهدفة محددة.

هل تعرف أين يعيش أحد هذه البروتينات المستهدفة؟ في الحويصلات.

يحدث أن تكون الحويصلات هدفًا لهذا الغرض. لذلك ، تحتوي الحويصلات على بروتين عليها. وفي واحدة من هذه المصادفات غير العادية في البيولوجيا الجزيئية ، يصادف أن يسمى البروتين الموجود على الحويصلة المشبكية ، بالصدفة ، سينابسين.

نعم؟ ليس من قبيل المصادفة تمامًا أن يطلق عليه اسم سينابسين. كان اسمه سينابسين لأنه وجد في الحويصلات المشبكية ، من الواضح. ولذا فإن ما يحدث هو أنه عندما تنخفض جهد الفعل ، فإنه يتسبب في فتح قناة الكالسيوم استجابةً للجهد الموجب. يأتي الكالسيوم ، وهو ينشط في كيناز. فوسفوريلات كيناز السينابسين.

والآن يحب الشكل الفسفوري من السينابسين الارتباط بشيء في الغشاء. هذا كل شيء. كم منكم لا يزال يعرف ما هي آلة Rube Goldberg؟ حسن. نعم. هذه واحدة من هذه الأشياء الرائعة ، حسنًا ، يجب على الآخرين البحث عنها على الويب لأنها مجرد رسوم كاريكاتورية رائعة ، رسوم Rube Goldberg الكارتونية حول الجهاز حيث يصيح الديك ويذهل القطة التي تسحب الشيء مع أسباب ذلك التقليب الذي يتسبب في دخول البيض في المقلاة مما يؤدي إلى طهي الشيء مما يؤدي إلى حدوث أي شيء.

وأنا أفكر دائمًا في هذه من منظور آلات Rube Goldberg الجزيئية الرائعة. إذن ، هذه هي آلة Rube Goldberg التي تحصل على هذه الحويصلة المشبكية لتندمج هناك.

نعم؟ حسن. كل جزء من البيولوجيا العصبية له آلية جزيئية يمكن تفسيرها على هذا النحو. لذا ، دعنا الآن ننتقل إلى الجزء التالي. كيف يتم استشعار هذه الإشارة في الخلية التالية؟ مالذي ننوي فعله؟

رقم ثلاثة. لنلق نظرة على تقاطع معين.

بدلاً من النظر إلى التقاطع بين خليتين عصبيتين ، اسمحوا لي أن أبدأ بالوصلة بين خلية عصبية وخلية عضلية ، الموصل العصبي العضلي. نعم؟ لذلك ، لقد استبدلت عصبي ما بعد التشابك العصبي بألياف عضلية هنا. هذه ألياف عضلية. لذلك ، عندما تنفث الخلايا العصبية التي تعصب ألياف العضلات ، في الواقع ، سأقوم بتوسيع ذلك قليلاً ، الخلايا العصبية التي تعصب ألياف العضلات ، ها هي العضلات ، وسأضعها على مسافة ما هنا ، عضلة ، قم برش جهاز إرسال معين استجابة لتدفق الكالسيوم. وهذا المرسل يسمى أستيل كولين ، من الآن فصاعدا ACH.

يتم رش الأسيتيل كولين في الشق المشبكي ويخرج.

وماذا تعتقد أن الأسيتيل كولين سيفعل؟

يجب أن أرسل الإشارة الكيميائية إلى الخلية التالية.

يجب أن أرسل تلك الإشارة بطريقة ما إلى السطح.

سوف يرتبط بشيء ما في الخلية التالية.

أنت تعرف الصفقة ، أليس كذلك؟ لذلك ، يجب أن يرتبط ببروتين في هذه الخلية. ومن اللافت للنظر أن ما يرتبط به يسمى مستقبلات الأسيتيل كولين. نعم؟ أشياء معقولة جدا. مستقبلات الأسيتيل كولين. تصادف أن مستقبلات الأسيتيل كولين هي قناة أيونية ، لكنها ليست قناة أيونية ذات جهد كهربائي. إنها ليست قناة أيونية تفتح استجابة للجهد. إنها قناة أيونية تفتح استجابةً لأستيل كولين.

إنه ما نسميه القناة الأيونية ذات البوابات الرابطة لأنها محاطة ببوابة ليجند ، أستيل كولين. إذن ، هذا الرجل هنا عبارة عن قناة أيونية ذات بوابات ترابطية والتي ، عندما يرتبط بها الأسيتيل كولين ، تتأرجح. وما يفعله هو أنه يسمح بالصوديوم.

بنغو. الآن ، عندما يأتي الصوديوم ، ماذا يحدث؟ إمكانات العمل.

لكن يا لها من ثانية. هذه عضلة.

جميع الأغشية لديها آلية لديها القدرة على العمل؟ ناه ، خلايا الكبد سلبية جدًا.

أنت تفعل هذا لخلية كبدية توجد نوعًا ما هناك.

لكن خلايا العضلات لديها آلية عمل محتملة.

يستجيبون هنا مثل خلية عصبية ، إمكانات فعلية. وماذا يحدث عندما أفتح بعض قنوات الصوديوم لإراحة عضلاتي؟ ما هي إمكانات الراحة لعضلاتي؟ حوالي 70 ناقص ماذا يحدث عندما أقوم بفتح قنوات الصوديوم ذات البوابات الرابطة؟ يندفع الصوديوم إلى الداخل. ماذا يفعل لإمكانيات الغشاء لدي؟ يجعلها أكثر إيجابية.

ماذا يفعل ذلك؟ يؤدي إلى انتشار إمكانية العمل في جميع أنحاء العضلات. ولأن للعضلة قدرة فعلية - - كل ما عليك فعله هو إدارة هذا في رقعة صغيرة من العضلات وتنتشر في جميع أنحاء الألياف العضلية.

سيكون المشبك العصبي العضلي واحدًا كافيًا لتنشيط العضلات ، من حيث المبدأ ، لأن لديك آلية جهد الفعل هذه.

وبعد ذلك ، عندما يشتعل جهد الفعل في العضلات ، فإنه يتسبب في الواقع في فتح قنوات أخرى ، بما في ذلك بعض قنوات الكالسيوم.

تتسبب قنوات الكالسيوم في دخول الكالسيوم. يتسبب الكالسيوم في تقلص عضلاتك بسبب انزلاق الأكتين والميوسين وأشياء من هذا القبيل. هذه هي الطريقة التي يعمل.

هذه آلة Rube Goldberg. حسنا. لذا ، فلنستعد.

دعنا نطلق. دعنا نرسل إشارة عصبية عضلية لأسفل.

اتفافية. الآن ها هي المشكلة. لقد حصلت على كل هذا الأسيتيل كولين جالسًا في المشبك الخاص بي الذي ينشط قناة الصوديوم ذات بوابات الترابط مما يتسبب في دخول الصوديوم ، لكني أرغب في إرخاء عضلاتي ، من فضلك. ماذا سنفعل حيال هذا؟

يمكن أن أقوم بتشغيل قناة أخرى ، وربما يمكن أن يكون تنشيط أستيل كولين متأخر ، نعم ، داه ، داه ، داه ، داه ، داه ، داه ، هذا ممكن. يمكنني أن أجعلها تغلق نفسها. هذه كلها احتمالات معقولة تمامًا ، وسنقوم بإحالتها إلى اللجنة الهندسية.

ماذا بعد؟ يمكنك التخلص من الأسيتيل كولين بطريقة أخرى.

اتضح أن الأخير هو الحل هنا.

نود الحصول على بعض الإنزيم الذي يمضغ الأسيتيل كولين.

ماذا عن أستيل كولينستريز؟ لذلك ، دعونا نضع أستيل كولينستراز ، ACHE ، أستيل كولينستراز في الشق المشبكي.

ثم عندما أقوم برش الأسيتيل كولين ، فإنه يصل إلى الجانب الآخر ، ولكن بسرعة كبيرة يقوم الأسيتيل كولينستراز بإفساده.

ولذا فإن لها وقتًا قصيرًا جدًا من الثبات في الشق المشبكي. نعم؟ انه يعمل انها تعمل. لذلك ، هذه هي الطريقة التي أدير بها تقاطع عصبي عضلي. نعم؟

لذا ، فإن أستيل كولينستريز مهم جدًا. الآن ، مرة أخرى ، كما هو الحال مع العديد من الأشياء التي تحدثت عنها ، نعلم حقًا أن هذه الأشياء صحيحة عندما نكون قادرين على منعها بطرق مختلفة. لذا ، أريد أن أتوقف لحظة وأتحدث عن المخدرات والسموم. لأنها تساعدنا في التحقيق في هذه العمليات المختلفة. أي شخص لديه fugu من أي وقت مضى؟

هل يعرف أي شخص ما هو الفوجو؟ ما هو الفوجو؟ إنها سمكة منتفخة.

حق. إنها سمكة منتفخة يتم تناولها في السوشي ، وهي طعام شهي غير عادي. ولما ذلك؟ حق. لأنها واحدة من السوشيات الوحيدة التي يجب أن تقلق فيها حقًا بشأن الإعداد غير السليم ، ليس فقط لتسمم الطعام أو ألم في المعدة أو شيء من هذا القبيل ، ولكن تم إعداده بشكل قاتل بشكل غير صحيح. والسبب في أنها غير محضرة بطريقة مميتة هو أن السمكة المنتفخة تحتوي على سم معين يسمى تيترودوتوكسين. لذلك ، إذا كنت تأكل السوشي ، في الواقع ، فإن الطهاة في اليابان يحتاجون إلى ترخيص لإعداد فوغو للعملاء. كل مرة ، كل عامين ، يقوم ممثل أو شخصية مشهورة بإعداد fugu الخاصة به ويموت منها وهو موجود في الصحف. عنجد. لقد حدث هذا للناس. إنهم قادرون على القيام بذلك. على أي حال ، الذيفان الرباعي ، الذيفان الرباعي هو من الأسماك المنتفخة ، fugu. لماذا تقتلك هذه الاشياء؟

اتضح أن ما يفعله tetrodotoxin ، هذا السم الرائع من هذا السوشي ، هو أنه يرتبط بشكل لا رجعة فيه ، ويلتزم بشكل لا رجعة فيه ويمنع قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي.

لماذا قد يكون هذا شيء غير مستحسن أن يكون؟

لنفترض أنك ملتزم بشكل لا رجعة فيه وقنوات الصوديوم الخاصة بك ، قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي ، ما الذي لن تتمكن من تحقيقه؟ إمكانية العمل.

هذا غير حكيم لأن تكون غير قادر على إنجاز عمل محتمل.

يمكنك أن تتخيل أن ما يؤدي إليه حينها هو شلل وخطير للغاية ، وإذا كان لا رجعة فيه فهذا ليس بالأمر الجيد. هناك اشياء اخرى. هل سبق لأي شخص أن أطلق رمي السهام السامة في غابات أمريكا الجنوبية؟ [ضحك] حسنًا ، إذا كنت قد فعلت ذلك ، لكنت قد أرسلتها إليهم بالقول. تستخدم قرة في صناعة السهام السامة. ما يفعله qurare هو أنه يرتبط بشكل عكسي ، لكنه لا يزال غير جيد ، لكنه رابط قابل للعكس لمستقبلات الأسيتيل كولين ويمنعه ، ويمنع ارتباط الأسيتيل كولين.

وبالتالي ، فإن مستقبلات الأسيتيل كولين لديك لا يمكنها الاستجابة لأسيتيل كولين الخاص بك. ماذا سيفعل ذلك؟

شلل رخو بسبب عدم قدرتك على تحريك عضلاتك.

لذا ، إذا كنت تحاول إطلاق النار على فريسة في الغابة وأرسلت السهم السام الذي يحتوي على قريش ، فسوف يتسبب ذلك في سقوط الحيوان. نعم؟ الثعابين. أوه ، أي نوع من الثعابين؟ ثعابين شريحة لحم السامة ، نعم. [ضحك] مثل ثعابين البنغاروس ، تلك السامة حقًا.

لذلك ، اتضح ، سؤال رائع ، أنهم يصنعون شيئًا يسمى alpha-bungerotoxin. الأفاعي السامة ، الشيء التالي في قائمتي بالضبط. التحسين الوحيد الذي قاموا به هنا هو أن هذا مادة رابطة لا رجعة فيها لمستقبلات الأسيتيل كولين. أشياء رائعة جدا. اشياء مختلفة. سنعود إلى قناديل البحر. لكن ، في الأساس ، كل ما تعرفه هناك ضارًا هو أن تكون ضارًا بطريقة ما تؤثر على البيولوجيا الجزيئية. ليس كل ذلك يؤثر على الجهاز العصبي. أولئك الذين يحبون جمع الفطر قد يرغبون في تجنب فطر amanitas. إنهم يصنعون أمانيتاس.

Amanitan هو مادة رابطة لا رجعة فيها تؤثر على البوليميراز ، RNA polymerase. ليس من الجيد أن تخسره أيضًا. لذلك ، تحتوي جميع أجزاء هذه الدورة على سموم مثيرة للاهتمام ستؤثر عليها ، لكننا سنركز على السموم التي تؤثر على البيولوجيا العصبية اليوم.

ثم هناك شيء من صنع الإنسان. هل تتذكر ، حسنًا ، أولئك الذين سمعوا عن الحرب العالمية الأولى ، غاز الأعصاب أو ، على وجه الخصوص ، الذين يتذكرون الهجوم في مترو أنفاق طوكيو باستخدام السارين ، وهو نوع خاص من غاز الأعصاب. هل تعرف ماذا تفعل هذه الأشياء؟

وهو مثبط قوي لإنزيم أستيل كولينستراز.

ماذا سيحدث إذا قمت بتثبيط أستيلكولينستريز؟

تتوتر العضلات وأنا غير قادر على تخفيفها لأنني ، مثلما كنت أفعل هناك ، لأن الأسيتيل كولين الخاص بي لا يتفكك في المشبك. إذن ، هذه قائمة لطيفة من السموم المثيرة للاهتمام والحقائق الممتعة التي يجب معرفتها وإخبارها والأشياء الجيدة التي يجب تجنبها. هناك المزيد من المخدرات والأشياء التي يمكننا العودة إليها.

لذا ، الآن دعنا نتحدث ، دعنا ننتقل إلى المشابك العصبية الأخرى.

دعونا نلقي نظرة على المشابك العصبية.

لذلك ، نظرنا إلى تشابك عضلي عصبي. ما هي خصائص هذا العصب المشبك العضلي؟

حسنًا ، لها خاصية أن خلية عصبية واحدة تعصب ألياف عضلية واحدة. حسنا؟ كانت هذه ألياف واحد لواحد ، آسف ، خلية عصبية واحدة ، ألياف مفردة.

عندما نصل إلى التشابكات العصبية العصبية ، فهي أكثر تعقيدًا. قد تتشابك أطراف عصبية مختلفة متعددة على نفس الخلية العصبية ، كما أشرت في المرة السابقة. قد يكون هناك ألف طرف عصبي مختلف متشابك على التشعبات لخلية ما بعد المشبكي ، لكن دعونا ننظر إلى إحداها للحظة. ثم سنعود إلى كيفية عمل الألف معًا. إذن ، هذا واحد.

وها هي التغصنات التي أشترك فيها هنا.

تطلق المحطة العصبية في الشق المشبكي بعض الناقلات العصبية. اتضح أن هناك مجموعة متنوعة من الناقلات العصبية التي يتم إطلاقها بينما يتضمن الموصل العصبي العضلي الأسيتيل كولين. أحد الأمثلة التي قد تكون متورطة هنا هو شيء يسمى الغلوتامات. ما هو الغلوتامات؟

إنه حمض أميني. حمض الجلوتاميك. إنه أيون حمض الجلوتاميك. هذا في الواقع ناقل عصبي.

من أي وقت مضى لديك الجلوتامات أحادية الصوديوم. هل يصاب أي شخص بالصداع من الجلوتامات أحادية الصوديوم؟ أنا افعل. هذا لأنه ناقل عصبي. إنه يعبث بكيمياء الدماغ.

لذلك ، الجلوتامات. يتم تحرير الغلوتامات.

وما يفعله هو وجود قناة على الخلية ما بعد التشابك والتي تربط الغلوتامات. وهي أيضًا قناة أيونية ذات بوابات ترابطية. ويمكن أن تكون ، على سبيل المثال ، قناة صوديوم.

قد تستخدم النواقل العصبية الأخرى قنوات أخرى.

ماذا يحدث إذا قمت برش بعض الجلوتامات على تغصن خلية بها قناة صوديوم تنشط بالغلوتامات؟

ماذا سيحدث في هذا التغصن؟ الصوديوم سوف يندفع في جعل الغشاء محتمل الاستقطاب ثم موجبًا ثم يسبب جهد فعل؟ لا ، لقد اتضح أن هذا الجزء الأخير لا يحدث لأن التشعبات لا تملك آلة عمل محتملة. ومن المثير للاهتمام أن آلية جهد الفعل محصورة في المحور العصبي. لم يتم العثور عليه في التشعبات.

لذلك ، عندما نرش بالجلوتامات ، ما سيحدث هو إذا كان هذا طرفًا متشابكًا يحمل الغلوتامات ، فإن إمكانات الغشاء هنا ستصبح إيجابية محليًا. لكنها ليست إمكانات فعل متجددة انفجارية لأنه لا توجد قنوات صوديوم ذات جهد كهربائي ستفتح استجابة لذلك الاستقطاب المحلي.لذلك ، أصبحت إيجابية قليلاً في هذه الزاوية من الخلايا العصبية. الآن ، إذا أصبحت إيجابية قليلاً في هذه الزاوية من الخلايا العصبية ، كما تعلمون ، فسوف تجذب بعض الشحنات السالبة من هنا ، إلى اليمين ، لتعويض تلك الإيجابية المحلية. ولكن إذا كانت مجرد رقعة صغيرة محلية موجبة ، فإنها تجتذب القليل من الشحنة السالبة. لكن هل سيكون ذلك كافياً لإزالة الاستقطاب هنا؟ لا. إذن ماذا تريد أن تفعل؟

عندك مزيد. لنفترض أن لديّ اثنين من مشابك الجلوتامين وقد يطلقان النار ، فقد يكون الأمر كذلك. على الاغلب لا.

ربما يتعين عليهم إطلاق النار في نفس الوقت. ربما إذا كان لدي مائة من ألف. تخيل أن لدي مائة مشابك جلوتامين مختلفة تعمل في وقت واحد ، فماذا سيحدث؟ سأحصل على شحنات موجبة في كل منهم.

وربما يكون هذا كافيًا لسحب بعض الشحنة السالبة بعيدًا عن المحور العصبي وبدء جهد فعل ، أو ربما لا. ربما تحتاج مائتي. ماذا لو لم يطلقوا النار في نفس اللحظة بالضبط؟

حسنًا ، في اللحظة التي ينطلق فيها المرء يجعله إيجابيًا محليًا ، ولكن بعد ذلك يبدأ في استعادة نفسه بحيث إذا تم فصلهما في الوقت المناسب ، فلن يكونا فعالين كما لو كانا يحدثان في وقت واحد.

لذلك ، لدينا هنا دائرة تكامل تناظرية معقدة للغاية. تعتمد دارة تكامل القياس على الوصول الزمني لهذه الإشارات.

وماذا تعتمد على ذلك؟ عدد الإشارات. لذا ، دعنا ننزل هذا. سنقوم بدمج الإشارات هنا.

سيعتمد ذلك على توقيتهم ، وعددهم ، وشكلهم الهندسي ، لأنه اتضح أن القيام بذلك في أماكن مختلفة في ، الآن ، قمت برسم شجرتى المتفرعة ، والتشعبات حيث كل هذه النتوءات الشعرية الصغيرة تخرج من جسم الخلية ، لكن التشعبات أكثر تعقيدًا من ذلك بكثير. تحتوي بعض الخلايا على أشجار شجيرية متقنة. يمكن للشجرة التغصنية ، التشعبات لبعض الخلايا العصبية ، هنا جسم الخلية ، أن تنفجر في جميع أنواع الأنماط المعقدة الرائعة. وقد يكون أكثر فاعلية إصابة نقاط الاشتباك العصبي بالقرب من جسم الخلية أو نقاط الاشتباك العصبي في أجزاء مختلفة من الشجرة. ومن ثم يمكن أن يكون للشكل الكامل لتلك الشجرة التغصنية تأثير ، ومكان ضربها له تأثير. لذا ، في حين أن إمكانات الفعل هي شيء بسيط للغاية ، يمكنك القول فقط استبداله بسلك لدراسات نمذجة الكمبيوتر ، الخير ، لم ينجح أحد فعليًا في بناء نموذج مثالي لخصائص التكامل لشجرة شجرية لمفردة الخلايا العصبية.

يمكنهم الحصول على التخمين والتقريب.

لذا ، هناك تكامل رائع يحدث هنا.

لكن اتضح أن الأمر أكثر تعقيدًا من ذلك ، لأنك ، كما ترى ، قلت إن لدينا ، لنقل ، الناقلات العصبية الغلوتاماتية هنا التي تسببت في اندفاع الشحنات الموجبة.

اتضح أن هناك نواقل عصبية أخرى تنشط قنوات أخرى في الغشاء. وعلى سبيل المثال ، هناك بعض النواقل العصبية التي تنشط ، مثل الجلايسين ، حمض أميني آخر ينشط قنوات الكلوريد الترابطية.

لذلك ، الجلوتامات ، أحد الأحماض الأمينية ينشط قنوات الصوديوم. الصوديوم يندفع للداخل. الجلايسين ينشط قنوات الكلوريد.

ماذا سيفعل الكلوريد؟ يمكن أن يأتي.

ماذا ستفعل عندما تدخل؟ نفي. يا إلهي. لذلك ، عندما يتم رش الجلايسين على كلوريد الخلية بعد التشابك ، تدخل الخلية وتصبح أكثر سلبية محليًا. وتسمى هذه المشابك المثبطة.

على النقيض من ذلك ، فإن أولئك الذين يعترفون بأيونات موجبة المشابك المثيرة.

يمكن أن تحتوي الخلايا العصبية على كل من المشابك المثبطة والمثيرة على التشعبات. لذلك ، ستتلقى الخلية ما بعد المشبكي إشارات إيجابية ، وتأتي أيونات موجبة من المشبك الاستثاري وإشارات سلبية ، وإشارات مثبطة مع دخول أيونات سالبة.

يعد تكامل الشحنة في الشجرة التغصنية مشكلة تكاملية تتعلق بالتوقيت ، والعدد ، والهندسة ، والإشارة ، الموجبة أو السالبة ، لإشارات التنشيط هذه.

هذا ما يحدث. وما يحدث هو أن الخلايا العصبية تدمج هذه الإشارات ، الإيجابية والسلبية. لذلك ، سنجعل هذا واحدًا من الخلايا العصبية الجليسينية ، سالبة ، سالبة ، سالبة.

كل هذا التكامل يحدث هنا في منطقة الخلية المسماة تلة المحور العصبي ، وهو المكان الأول الذي يتم فيه العثور على آلية جهد الفعل. وبالطبع ، فإن هذا التكامل ليس أكثر ولا أقل من معرفة ما إذا كانت إمكانات الغشاء تتعدى سالب 50. إذا تجاوزت سالب 50 فإنها تشتعل.

هل تشترك النواة في ، ما هي الطريقة التي ستشارك بها النواة؟

إنه سؤال مثير للاهتمام. أعني أن النواة تفعل ذلك ، بمعنى ما.

إن هندسة تلك الخلية لها بعض التأثير على الخواص الكهربائية وكل ذلك ، لكن إذا فكرت في الجداول الزمنية. كم مرة تطلق الخلايا العصبية؟ في كثير من الأحيان حوالي ميلي ثانية. لذا ، هذا يعني أن كل ما لدي من تقدم في العمر ، مشكلة التكامل المعقدة تحدث في غضون مللي ثانية. العمليات في النواة التي أفكر فيها عادةً تتعلق بالنسخ والترجمة وكلها تعمل بعدة أوامر من حيث الحجم بشكل أبطأ من ذلك. كما تعلم ، سيعملون ، حتى في أفضل الظروف ، في ثوانٍ ، وغالبًا في أكثر من ذلك ، قبل دقائق من حصولك على النسخ والترجمة وما شابه ذلك. لذا ، أعتقد أن النواة ، في معظمها ، تعمل بشكل أفضل من خلال إنتاج الأشياء وإخراجها إلى الأطراف ، ولكن ربما من خلال التعبير الجينوم لا تستطيع فعل الكثير في جزء من الألف من الثانية ذات الصلة أو نحو ذلك.

لكنني لن أصاب بالصدمة إذا كان بعض علماء الأحياء العصبية يعرفون أفضل مما أفعله أن النيوكليولي تفعل شيئًا ما. أعني أن هناك العديد من الأشياء الساطرة التي تحدث. أنا متأكد من أن الخلية قد أهدرت أي شيء ، ولكن فيما يتعلق بالعمليات التي تحدثنا عنها ربما لا.

نعم؟ لكنني دائمًا متردد في القول إن شيئًا ما لم يحدث أبدًا بأي طريقة ممكنة. حسنا. إذن ، الآن كيف يعلق كل هذا معًا؟ حسنًا ، ليس لدينا فقط هذا التكامل المعقد داخل الشجرة التغصنية ولكن ، بالطبع ، الخلايا العصبية ملتصقة ببعضها البعض في الدوائر نفسها.

إذا كان لدينا المزيد من الوقت ، فسأرسم الدائرة التي تستخدمها لدمج الدوال المعقدة في التفاضل والتكامل ، ولكن ليس لدي الكثير من الوقت ، سأذهب هنا لدائرة أبسط بكثير.

سأعود فقط إلى الأعصاب والعضلات. وها قد بدأنا.

لنفترض أنني أضغط هنا أسفل ركبتك. ماذا يحدث؟

هناك رد فعل. دعنا على الأقل نستمر في ذلك ، حسنًا؟ ما يحدث هو عندما أنقر فوق الرضفة ، ها هي ركبتك هنا ، هناك خلية عصبية حسية.

يُخرج العصبون الحسي إشارة ويذهب إلى العمود الفقري هنا. هذا هو رد الفعل.

لا يحتاج الأمر إلى الصعود إلى عقلك. لا تحتاج إلى التفكير كثيرًا في ذلك. ويذهب إلى العمود الفقري هنا في العقد الجذرية الظهرية. هذا مقطع عرضي.

العصبون الحسي ، آسف ، يأتي هنا. وما يفعله هو أن العصبون الحسي يصنع مشابكًا ، وفي الواقع مشابكًا أخرى ، ويصنع تشابكًا عصبيًا على الخلايا العصبية الحركية. تعود الخلايا العصبية الحركية وتتشابك مع تلك العضلة بالذات. إنها أبسط دائرة ممكنة.

أشعر أنني أرسل إشارة حسية واحدة إلى النخاع الشوكي ، هناك مشابك مشابك إيجابي مثير على خلية عصبية حركية ، هذه العصبون الحركي يطلق عضلاتي ويقلصها لذا أعود.

في نفس الوقت ، هذا الرجل يصنع مشابكًا عصبية أخرى ، مشابكًا مثيرًا إيجابيًا على خلية صغيرة هي عبارة عن عصبون داخلي ، وهذا هو عصبون وسيط. هذا العصبون الوسيط يصنع مشابكًا على خلية عصبية حركية ثانية ، لكن هذا المشبك المثبط.

يرسل هذا العصبون الحركي عمليته ويؤثر على العضلة المعاكسة. إذن ماذا يحدث الآن؟

لنقوم الامر. ضربت هنا.

وتعود الإشارة إلى النخاع الشوكي. تتسبب العصبون الحسي في تقلص أحد الخلايا العصبية الحركية مباشرة عن طريق إطلاق النار عليها. يتسبب في إطلاق عصبون داخلي يثبط الخلايا العصبية الحركية المعاكسة. ماذا يحدث إذا قمت بتثبيط الخلايا العصبية الحركية المعاكسة؟ أنت ترخي الانقباض ، أو على الأقل لا تنقبض العضلة المعاكسة.

لذا ، ما يحدث هو أنك ترسل إشارة موجبة للعضلة من جانب وتثبط الإشارة إلى العضلة على الجانب الآخر.

إنها دائرة بسيطة للغاية. لديها عصبون حسي واحد.

اثنان من الخلايا العصبية الحركية. انترنيورون واحد. لديها اثنين من نقاط الاشتباك العصبي الإيجابية المثيرة. لديها مشابك مثبطة سلبية واحدة.

هذا عن ذلك. من المفترض أن كل شيء آخر يحدث في الحياة اليومية هو في الأساس نفس الشيء. ربما يكون هذا هو شكل تناول الغداء ، مثل الوقوع في الحب وأشياء من هذا القبيل ، على الرغم من أن التفاصيل لا تزال بحاجة إلى تحديد كيفية عمل هذه الأشياء بالضبط. هناك مجموعة كبيرة من ، أقدم لكم الأمثلة البسيطة لأنه من الواضح أننا لا نعرف الكثير من الأمثلة المعقدة. هناك الكثير لهذا.

إذا كان لدينا وقت في الدورة ، فيمكننا الخوض في ما هو معروف عن المزيد من الدوائر. انا امزح. نحن نعلم عن الدوائر التي تساعدك على رؤية الرؤية ، والتي تسمح لك بالتقاط الإشارات في شبكية عينك ، وإرسالها مرة أخرى وإعادة بناء الأشياء بإشارات إيجابية وسلبية تسمح لك برؤية خط مستقيم ، على سبيل المثال ، والتعرف على خط مستقيم .

وهناك أنماط من الخلايا ترسل إشارات إيجابية وإشارات سلبية ، وعندما تقوم بدمجها يمكنك الحصول على إشارة إذا وفقط إذا كان هناك خط مستقيم في هذه الزاوية في مجال رؤيتك.

والناس يعرفون عن هذا النوع من الأشياء ، ولكن بعض الأشياء الأكثر تعقيدًا التي لا نعرف عنها شيئًا. هناك الكثير والكثير من الناقلات العصبية ، الجلوتامات ، الجلايسين ، الهيستامين ، السيروتونين. يمكن أن يكون ATP ناقلًا عصبيًا.

يمكن أن يكون الأدينوزين ناقلًا عصبيًا. هناك الناقلات العصبية الببتيدية.

الإندورفين والأوكسيتوسين وحتى الغازات. أكسيد النيتروز هو ناقل عصبي.

ومن ثم فإن بعض الأدوية التي قد تعرفها تعمل من خلال التأثير على هذه الناقلات العصبية. بروزاك والفئة العامة لمثبطات امتصاص السيروتونين الانتقائية. يؤثر Prozac على عملية محددة باستخدام ناقل عصبي.

هناك ناقل عصبي سيروتونين. بعد إطلاقه ، بدلاً من أن يكون أستيل كوليستيراز في المشبك يدمره أو بعض الإنزيم الآخر الذي يدمره ، يتم استعادته بواسطة الخلايا.

إذا تمكنت من منع العملية التي تتناول بها السيروتونين مرة أخرى ، فسيستمر السيروتونين لفترة أطول في المشبك العصبي الخاص بك وستكون أكثر سعادة ، أو تعطي أو تأخذ ، بشكل تقريبي إلى الحد الذي يجعل المزيد من السيروتونين أمرًا جيدًا. وهذا ما تفعله Prozac.

في الواقع ، إنه أحد الأشياء التي يقوم بها Prozac. هناك دليل جيد الآن على أن بروزاك يقوم بأشياء أخرى أيضًا ، بما في ذلك التسبب في نمو الخلايا العصبية ، لكن هذه قصة أخرى كاملة.

هناك أشياء مثل الكوكايين. الكوكايين مادة سيئة لأنها تمنع بعض ناقلات الصوديوم وأشياء أخرى.

وإذا تناولت جميع الأدوية ذات التأثير النفساني المختلفة ، فإنها تؤثر على أجزاء مختلفة من هذه العمليات. لذا ، دعوت ليوم الجمعة زميلًا متخصصًا في علم الأعصاب ، لست أخصائيًا في علم الأحياء العصبية يحمل بطاقة ، للحديث عن بعض الأشياء البعيدة عن التعلم والذاكرة.

سيتحدث آندي تشيس ، وهو صديق جيد وزميل ، عن التعلم والذاكرة. ثم اقضي وقتًا ممتعًا معه ، وسأراكم لاحقًا.


الاختلافات بين EPSP وإمكانية العمل

استحوذ علم الأعصاب على اهتمام الكثيرين. إنها دراسة حول كيفية عمل الجهاز العصبي وكيف يكون الجسم قادرًا على الاستجابة بمحفزات مختلفة. يحتوي الجسم نفسه على مواد كيميائية تمكننا من العمل والبقاء على قيد الحياة في هذه البيئة الصعبة. يتحكم الدماغ في الجسم كله ويخبرنا بما نحتاج إلى القيام به أو كيف نتفاعل. إنه عام أجسادنا بأتباعها ، الخلايا العصبية. تتواصل الخلايا العصبية مع بعضها البعض وترسل الرسائل إلى العام. مع وجود المعلومات في متناول اليد ، يمكن لعامة الدماغ معالجة التكتيكات الجديدة حول كيفية مواجهة مثل هذه المآثر. في أغلب الأحيان ، يشارك EPSP وإمكانات العمل في توليد إجراءات محددة. سيتم توضيح الفرق بين EPSP وإمكانات العمل في هذه المقالة.

. EPSP. تمثل . إمكانات ما بعد المشبكي المثيرة. عندما يكون هناك تدفق للأيونات موجبة الشحنة نحو خلية ما بعد المشبكي ، يحدث نزع استقطاب مؤقت لإمكانات الغشاء ما بعد المشبكي. تُعرف هذه الظاهرة باسم EPSP. تصبح إمكانات ما بعد المشبكية مثيرة عندما يتم تشغيل الخلايا العصبية لإطلاق جهد فعل. يشبه EPSP أصل إمكانات الفعل لأنه يتم إنشاؤه عند تشغيل الخلية العصبية. يمكن أن يكون هناك EPSP عندما يكون هناك انخفاض في شحنات الأيونات الموجبة الصادرة. نطلق على الزناد تيار ما بعد المشبكي المثير ، أو EPSC. EPSC هو تدفق الأيونات الذي يسبب EPSP.

في رقعة واحدة من الغشاء بعد المشبكي ، من المحتمل أن تحدث عدة EPSPs. EPSPs لها تأثير إضافي مما يعني أن مجموع كل EPSPs الفردية سيؤدي إلى تأثير مشترك. تسري إزالة الاستقطاب الأكبر من الغشاء عندما يتم إنشاء EPSPs أكبر. كلما زاد حجم EPSPs ، زاد وصوله إلى حد إطلاق جهد عمل. الغلوتامات من الأحماض الأمينية هي الناقل العصبي المرتبط بـ EPSPs. وهو أيضًا الناقل العصبي الرئيسي للفقاريات. الجهاز العصبي المركزي. ثم يسمى الجلوتامات من الأحماض الأمينية بالناقل العصبي الاستثاري.

يتم إطلاق إمكانات العمل بواسطة EPSP. إنه حدث مؤقت حيث الخلية. يرتفع وينخفض ​​جهد الغشاء الكهربائي على الفور. ثم يتبع مسار ثابت. في الخلايا العصبية ، تُسمى جهود الفعل أيضًا النبضات العصبية أو النبضات. يُطلق على سلسلة من إمكانات العمل اسم قطار سبايك. تحدث إمكانات الفعل بشكل متكرر في الخلايا البشرية لأن البشر لديهم خلايا عصبية وخلايا غدد صماء وخلايا عضلية. عندما تكون هناك إشارة ، تتواصل الخلايا العصبية مع بعضها البعض لتصل إلى EPSP حتى تحتاج إلى إطلاق جهد فعل. تنتج القنوات الأيونية ذات الجهد الكهربائي إمكانات فعلية. تقع هذه القنوات داخل غشاء البلازما للخلية. هناك مرحلة تسمى الراحة المحتملة. عندما تقترب إمكانات الغشاء من مرحلة السكون ، يتم إغلاق القنوات الأيونية ذات الجهد الكهربائي ، ولكنها تفتح على الفور عندما تكون هناك زيادة في القيمة المحتملة للغشاء. ستتدفق أيونات الصوديوم عندما تنفتح هذه القنوات مما يزيد من إمكانات الغشاء. مع زيادة إمكانات الغشاء ، يتدفق المزيد والمزيد من التيار الكهربائي. هناك نوعان أساسيان من إمكانات العمل في الخلايا الحيوانية: قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي وقنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي. تدوم قنوات الصوديوم ذات الجهد الكهربائي لمدة أقل من ميلي ثانية تقريبًا بينما تدوم قنوات الكالسيوم ذات الجهد الكهربائي لحوالي مائة ميلي ثانية أو حتى أكثر.

. EPSP. تمثل . إمكانات ما بعد المشبكي المثيرة.

يحدث جهد ما بعد المشبك المثير عندما يكون هناك تدفق للأيونات موجبة الشحنة نحو خلية ما بعد المشبكي ، يتم إنشاء إزالة استقطاب لحظية لإمكانات الغشاء بعد المشبكي.

يُطلق على إمكانات الفعل أيضًا النبضات العصبية أو النبضات.

تصبح إمكانات ما بعد المشبكية مثيرة عندما يتم تشغيل الخلايا العصبية لإطلاق جهد فعل.

جهد الفعل هو حدث مؤقت حيث تكون الخلية. يرتفع وينخفض ​​جهد الغشاء الكهربائي على الفور.


شاهد الفيديو: Neuronal synapses chemical. Human anatomy and physiology. Health u0026 Medicine. Khan Academy (شهر فبراير 2023).