Skip to main content
Global

12.1: الهياكل الأساسية ووظيفة الجهاز العصبي

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    203189

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    أهداف التعلم

    • التعرف على التقسيمات التشريحية والوظيفية للجهاز العصبي
    • اربط الاختلافات الوظيفية والهيكلية بين المادة الرمادية وهياكل المادة البيضاء في الجهاز العصبي ببنية الخلايا العصبية
    • قائمة الوظائف الأساسية للجهاز العصبي

    ربما تتضمن الصورة التي تدور في ذهنك عن الجهاز العصبي الدماغ والأنسجة العصبية الموجودة داخل الجمجمة والحبل الشوكي، وهو امتداد الأنسجة العصبية داخل العمود الفقري. يشير ذلك إلى أنه مصنوع من عضوين - وقد لا تفكر حتى في الحبل الشوكي كعضو - ولكن الجهاز العصبي عبارة عن بنية معقدة للغاية. داخل الدماغ، هناك العديد من المناطق المختلفة والمنفصلة المسؤولة عن العديد من الوظائف المختلفة والمنفصلة. يبدو الأمر كما لو أن الجهاز العصبي يتكون من العديد من الأعضاء التي تبدو جميعها متشابهة ولا يمكن تمييزها إلا باستخدام أدوات مثل المجهر أو الفيزيولوجيا الكهربائية. بالمقارنة، من السهل رؤية أن المعدة مختلفة عن المريء أو الكبد، لذلك يمكنك تخيل الجهاز الهضمي كمجموعة من الأعضاء المحددة.

    الجهاز العصبي المركزي والمحيطي

    يمكن تقسيم الجهاز العصبي إلى منطقتين رئيسيتين: الجهاز العصبي المركزي والمحيطي. الجهاز العصبي المركزي (CNS) هو الدماغ والحبل الشوكي، والجهاز العصبي المحيطي (PNS) هو كل شيء آخر (الشكل\(\PageIndex{1}\)). يوجد الدماغ داخل التجويف القحفي للجمجمة، والحبل الشوكي موجود داخل التجويف الفقري للعمود الفقري. من التبسيط المفرط أن نقول إن الجهاز العصبي المركزي هو ما يوجد داخل هذين التجاويف والجهاز العصبي المحيطي خارجهما، ولكن هذه إحدى الطرق للبدء في التفكير في الأمر. في الواقع، هناك بعض عناصر الجهاز العصبي المحيطي الموجودة داخل التجاويف القحفية أو الفقرية. تم تسمية الجهاز العصبي المحيطي بهذا الاسم لأنه يقع على الأطراف - أي خارج الدماغ والحبل الشوكي. اعتمادًا على الجوانب المختلفة للجهاز العصبي، فإن الخط الفاصل بين المركزي والمحيطي ليس بالضرورة عالميًا.

    الشكل\(\PageIndex{1}\): الجهاز العصبي المركزي والمحيطي. يشار إلى هياكل PNS باسم العقد والأعصاب، والتي يمكن اعتبارها هياكل متميزة. الهياكل المكافئة في الجهاز العصبي المركزي ليست واضحة من هذا المنظور العام ويتم فحصها بشكل أفضل في الأنسجة المحضرة تحت المجهر.

    يحتوي النسيج العصبي، الموجود في كل من CNS و PNS، على نوعين أساسيين من الخلايا: الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. الخلية الدبقية هي واحدة من مجموعة متنوعة من الخلايا التي توفر إطارًا من الأنسجة التي تدعم الخلايا العصبية وأنشطتها. تعتبر الخلايا العصبية هي الأكثر أهمية وظيفيًا بين الاثنين، من حيث الوظيفة التواصلية للجهاز العصبي. لوصف التقسيمات الوظيفية للجهاز العصبي، من المهم فهم بنية الخلايا العصبية. الخلايا العصبية هي خلايا وبالتالي لها سوما، أو جسم الخلية، ولكن لديها أيضًا امتدادات للخلية؛ يشار إلى كل امتداد عمومًا على أنه عملية. هناك عملية واحدة مهمة تسمى كل خلية عصبية بالمحور العصبي، وهي الألياف التي تربط الخلية العصبية بهدفها. نوع آخر من العمليات التي تتفرع من السوما هو التغصينات. التشعبات مسؤولة عن تلقي معظم المدخلات من الخلايا العصبية الأخرى. بالنظر إلى الأنسجة العصبية، هناك مناطق تحتوي في الغالب على أجسام خلوية ومناطق تتكون إلى حد كبير من محاور فقط. غالبًا ما يشار إلى هاتين المنطقتين داخل هياكل الجهاز العصبي بالمادة الرمادية (المناطق التي تحتوي على العديد من أجسام الخلايا والتشعبات) أو المادة البيضاء (المناطق التي تحتوي على العديد من المحاور). \(\PageIndex{2}\)يوضح الشكل مظهر هذه المناطق في الدماغ والحبل الشوكي. الألوان المنسوبة إلى هذه المناطق هي ما يمكن رؤيته في الأنسجة العصبية «الطازجة» أو غير الملطخة. المادة الرمادية ليست بالضرورة رمادية. يمكن أن يكون لونه ورديًا بسبب محتوى الدم، أو حتى أسمر قليلاً، اعتمادًا على مدة الحفاظ على الأنسجة. لكن المادة البيضاء بيضاء لأن المحاور العصبية معزولة بمادة غنية بالدهون تسمى المايلين. يمكن أن تظهر الدهون كمادة بيضاء («دهنية»)، مثل الدهون الموجودة على قطعة نيئة من الدجاج أو اللحم البقري. في الواقع، قد يُنسب هذا اللون إلى المادة الرمادية لأنها بجانب المادة البيضاء، تكون داكنة فقط - وبالتالي تكون رمادية.

    غالبًا ما يتم تطبيق التمييز بين المادة الرمادية والمادة البيضاء على الأنسجة العصبية المركزية، التي تحتوي على مناطق كبيرة يمكن رؤيتها بالعين المجردة. عند النظر إلى الهياكل الطرفية، غالبًا ما يتم استخدام المجهر ويتم تلوين الأنسجة بألوان صناعية. هذا لا يعني أن الأنسجة العصبية المركزية لا يمكن تلوينها وعرضها تحت المجهر، ولكن الأنسجة غير الملطخة هي على الأرجح من الجهاز العصبي المركزي - على سبيل المثال، القسم الأمامي من الدماغ أو المقطع العرضي للحبل الشوكي.

    الشكل\(\PageIndex{2}\): المادة الرمادية والمادة البيضاء. يُظهر الدماغ الذي تمت إزالته أثناء تشريح الجثة، مع إزالة جزء منه، مادة بيضاء محاطة بمادة رمادية. تشكل المادة الرمادية القشرة الخارجية للدماغ. (الائتمان: تعديل العمل من قبل «Suseno» /ويكيميديا كومنز)

    بغض النظر عن مظهر الأنسجة الملطخة أو غير الملطخة، يمكن وضع الأجسام الخلوية للخلايا العصبية أو المحاور في هياكل تشريحية منفصلة تحتاج إلى تسميتها. هذه الأسماء خاصة بما إذا كان الهيكل مركزيًا أم طرفيًا. يشار إلى المجموعة الموضعية من أجسام الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي بالنواة. في PNS، يشار إلى مجموعة من أجسام الخلايا العصبية باسم العقدة. \(\PageIndex{3}\)يوضح الشكل كيف أن مصطلح النواة له بعض المعاني المختلفة في علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء. إنه مركز الذرة، حيث توجد البروتونات والنيوترونات؛ إنه مركز الخلية، حيث يوجد الحمض النووي؛ وهو مركز لبعض الوظائف في الجهاز العصبي المركزي. هناك أيضًا استخدام مربك محتمل لكلمة العقدة (الجمع = العقد) التي لها تفسير تاريخي. في الجهاز العصبي المركزي، توجد مجموعة من النوى المتصلة ببعضها البعض وكانت تسمى ذات مرة العقد القاعدية قبل قبول «العقدة» كوصف للهيكل المحيطي. تشير بعض المصادر إلى هذه المجموعة من النوى باسم «النواة القاعدية» لتجنب الارتباك.

    الشكل\(\PageIndex{3}\): ما هي النواة؟ (أ) تحتوي نواة الذرة على البروتونات والنيوترونات. (ب) نواة الخلية هي العضية التي تحتوي على الحمض النووي. (ج) النواة في الجهاز العصبي المركزي هي مركز موضعي للوظيفة حيث توجد أجسام خلوية للعديد من الخلايا العصبية، كما هو موضح هنا محاطة بدائرة حمراء. (المرجع: «كنت نحلة» /ويكيميديا كومنز)

    تختلف المصطلحات المطبقة على حزم المحاور أيضًا اعتمادًا على الموقع. تسمى حزمة المحاور أو الألياف الموجودة في الجهاز العصبي المركزي بالمسالك بينما يُطلق على نفس الشيء في PNS اسم العصب. هناك نقطة مهمة يجب توضيحها حول هذه المصطلحات، وهي أنه يمكن استخدام كلاهما للإشارة إلى نفس حزمة المحاور. عندما تكون هذه المحاور في PNS، فإن المصطلح هو العصب، ولكن إذا كانت الجهاز العصبي المركزي، فإن المصطلح هو الجهاز العصبي المركزي. المثال الأكثر وضوحًا على ذلك هو المحاور التي تنطلق من شبكية العين إلى الدماغ. تسمى هذه المحاور العصبية بالعصب البصري عند خروجها من العين، ولكن عندما تكون داخل الجمجمة، يشار إليها باسم القناة البصرية. هناك مكان محدد يتغير فيه الاسم، وهو التصدع البصري، لكنهم لا يزالون نفس المحاور (الشكل\(\PageIndex{4}\)). يمكن وصف وضع مماثل خارج العلم لبعض الطرق. تخيل طريقًا يسمى «شارع برود» في بلدة تسمى «أنيفيل». يغادر الطريق أنيفيل ويذهب إلى المدينة التالية التي تسمى «مسقط الرأس». عندما يعبر الطريق الخط الفاصل بين المدينتين ويقع في مسقط، يتغير اسمه إلى «الشارع الرئيسي». هذه هي الفكرة وراء تسمية محاور الشبكية. في PNS، تسمى العصب البصري، وفي الجهاز العصبي المركزي، هي القناة البصرية. \(\PageIndex{1}\)يساعد الجدول على توضيح أي من هذه المصطلحات ينطبق على الجهاز العصبي المركزي أو المحيطي.

    الشكل\(\PageIndex{4}\): العصب البصري مقابل الجهاز البصري. يُظهر هذا الرسم لوصلات العين بالدماغ العصب البصري الممتد من العين إلى الهوة، حيث تستمر البنية كقناة بصرية. تمتد نفس المحاور من العين إلى الدماغ من خلال هاتين الحزمتين من الألياف، لكن الهوة تمثل الحد الفاصل بين المحيط والمركزي.

    تصوير بالرنين المغناطيسي

    في عام 2003، تم منح جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لبول سي لوتربور والسير بيتر مانسفيلد لاكتشافاتهم المتعلقة بالتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). هذه أداة لرؤية هياكل الجسم (وليس فقط الجهاز العصبي) التي تعتمد على المجالات المغناطيسية المرتبطة ببعض النوى الذرية. فائدة هذه التقنية في الجهاز العصبي هي أن الأنسجة الدهنية والمياه تظهر كظلال مختلفة بين الأسود والأبيض. نظرًا لأن المادة البيضاء دهنية (من الميالين) والمادة الرمادية ليست كذلك، يمكن تمييزها بسهولة في صور التصوير بالرنين المغناطيسي. قم بزيارة موقع Nobel Prize على الويب للعب لعبة تفاعلية توضح استخدام هذه التكنولوجيا وتقارنها بأنواع أخرى من تقنيات التصوير. كما تتم مقارنة نتائج جلسة التصوير بالرنين المغناطيسي مع الصور التي تم الحصول عليها من الأشعة السينية أو التصوير المقطعي المحوسب. كيف تشير تقنيات التصوير الموضحة في هذه اللعبة إلى فصل المادة البيضاء عن المادة الرمادية مقارنة بالأنسجة التي تم تشريحها حديثًا الموضحة سابقًا؟

    الجدول\(\PageIndex{1}\): هياكل CNS و PNS
    CNS مفصلات
    مجموعة من أجسام الخلايا العصبية (أي المادة الرمادية) نواة العقدة
    حزمة المحاور (أي المادة البيضاء) الجهاز عصب

    الأقسام الوظيفية للجهاز العصبي

    يمكن أيضًا تقسيم الجهاز العصبي على أساس وظائفه، لكن التقسيمات التشريحية والأقسام الوظيفية مختلفة. يساهم كل من CNS و PNS في نفس الوظائف، ولكن يمكن أن تُعزى هذه الوظائف إلى مناطق مختلفة من الدماغ (مثل القشرة الدماغية أو منطقة ما تحت المهاد) أو إلى العقد المختلفة في المحيط. تكمن مشكلة محاولة دمج الاختلافات الوظيفية في التقسيمات التشريحية في أنه في بعض الأحيان يمكن أن تكون البنية نفسها جزءًا من عدة وظائف. على سبيل المثال، يحمل العصب البصري إشارات من شبكية العين تُستخدم إما للإدراك الواعي للمنبهات البصرية، التي تحدث في القشرة الدماغية، أو للاستجابات الانعكاسية للأنسجة العضلية الملساء التي تتم معالجتها من خلال منطقة ما تحت المهاد.

    هناك طريقتان للنظر في كيفية تقسيم الجهاز العصبي وظيفيًا. أولاً، الوظائف الأساسية للجهاز العصبي هي الإحساس والتكامل والاستجابة. ثانيًا، يمكن أن تكون السيطرة على الجسم جسدية أو ذاتية - وهي انقسامات تحددها إلى حد كبير الهياكل المشاركة في الاستجابة. هناك أيضًا منطقة من الجهاز العصبي المحيطي تسمى الجهاز العصبي المعوي المسؤول عن مجموعة محددة من الوظائف في مجال التحكم اللاإرادي المرتبط بوظائف الجهاز الهضمي.

    الوظائف الأساسية

    يشارك الجهاز العصبي في تلقي معلومات حول البيئة المحيطة بنا (الإحساس) وتوليد الاستجابات لتلك المعلومات (الاستجابات الحركية). يمكن تقسيم الجهاز العصبي إلى مناطق مسؤولة عن الإحساس (الوظائف الحسية) والاستجابة (الوظائف الحركية). ولكن هناك وظيفة ثالثة يجب تضمينها. يجب دمج المدخلات الحسية مع الأحاسيس الأخرى، وكذلك مع الذكريات أو الحالة العاطفية أو التعلم (الإدراك). تسمى بعض مناطق الجهاز العصبي مناطق التكامل أو الارتباط. تجمع عملية التكامل بين التصورات الحسية والوظائف المعرفية العليا مثل الذكريات والتعلم والعاطفة لإنتاج استجابة.

    الإحساس. الوظيفة الرئيسية الأولى للجهاز العصبي هي الإحساس - تلقي معلومات حول البيئة للحصول على مدخلات حول ما يحدث خارج الجسم (أو، في بعض الأحيان، داخل الجسم). تسجل الوظائف الحسية للجهاز العصبي وجود تغيير من التوازن أو حدث معين في البيئة، يُعرف باسم التحفيز. أكثر الحواس التي نفكر فيها هي «الخمسة الكبار»: الذوق والشم واللمس والبصر والسمع. محفزات التذوق والشم عبارة عن مواد كيميائية (جزيئات ومركبات وأيونات وما إلى ذلك)، واللمس عبارة عن محفزات فيزيائية أو ميكانيكية تتفاعل مع الجلد، والبصر عبارة عن محفزات ضوئية، والسمع هو إدراك الصوت، وهو حافز مادي مشابه لبعض جوانب اللمس. هناك بالفعل حواس أكثر من تلك فقط، لكن هذه القائمة تمثل الحواس الرئيسية. هذه الخمسة كلها حواس تتلقى محفزات من العالم الخارجي، وهناك إدراك واعي لها. قد تأتي المنبهات الحسية الإضافية من البيئة الداخلية (داخل الجسم)، مثل تمدد جدار العضو أو تركيز أيونات معينة في الدم.

    استجابة. ينتج الجهاز العصبي استجابة على أساس المنبهات التي تراها الهياكل الحسية. قد تكون الاستجابة الواضحة هي حركة العضلات، مثل سحب اليد من الموقد الساخن، ولكن هناك استخدامات أوسع للمصطلح. يمكن أن يسبب الجهاز العصبي تقلص جميع الأنواع الثلاثة من الأنسجة العضلية. على سبيل المثال، تنقبض العضلات الهيكلية لتحريك الهيكل العظمي، وتتأثر عضلة القلب مع زيادة معدل ضربات القلب أثناء التمرين، وتتقلص العضلات الملساء عندما ينقل الجهاز الهضمي الطعام على طول الجهاز الهضمي. تشمل الاستجابات أيضًا التحكم العصبي في الغدد في الجسم أيضًا، مثل إنتاج وإفراز العرق عن طريق الغدد العرقية المفرزة والميروكرين الموجودة في الجلد لخفض درجة حرارة الجسم.

    يمكن تقسيم الاستجابات إلى تلك الطوعية أو الواعية (تقلص العضلات الهيكلية) وتلك التي لا إرادية (تقلص العضلات الملساء، وتنظيم عضلة القلب، وتنشيط الغدد). تخضع الاستجابات الطوعية للجهاز العصبي الجسدي والاستجابات اللاإرادية يحكمها الجهاز العصبي اللاإرادي، والتي تتم مناقشتها في القسم التالي.

    الاندماج. يتم نقل المنبهات التي تتلقاها الهياكل الحسية إلى الجهاز العصبي حيث تتم معالجة هذه المعلومات. هذا يسمى التكامل. تتم مقارنة المنبهات أو دمجها مع المحفزات الأخرى أو ذكريات المنبهات السابقة أو حالة الشخص في وقت معين. هذا يؤدي إلى الاستجابة المحددة التي سيتم إنشاؤها. إن رؤية كرة بيسبول ملقاة على الخليط لن تتسبب تلقائيًا في تأرجح الخليط. يجب مراعاة مسار الكرة وسرعتها. ربما يكون العدد ثلاث كرات وضربة واحدة، ويريد المهاجم ترك هذا الملعب على أمل الوصول إلى القاعدة الأولى. أو ربما يكون فريق الخليط متقدمًا جدًا، سيكون من الممتع الابتعاد.

    السيطرة على الجسم

    يمكن تقسيم الجهاز العصبي إلى قسمين في الغالب على أساس الاختلاف الوظيفي في الاستجابات. الجهاز العصبي الجسدي (SNS) مسؤول عن الإدراك الواعي والاستجابات الحركية الطوعية. الاستجابة الحركية الطوعية تعني تقلص العضلات الهيكلية، لكن هذه الانقباضات ليست دائمًا طوعية بمعنى أنك تريد القيام بها. بعض الاستجابات الحركية الجسدية هي ردود أفعال، وغالبًا ما تحدث دون اتخاذ قرار واعي بتنفيذها. إذا قفز صديقك من وراء الزاوية وصرخ «Boo!» ستندهش وقد تصرخ أو تقفز إلى الوراء. لم تقرر القيام بذلك، وربما لم ترغب في إعطاء صديقك سببًا للضحك على نفقتك الخاصة، ولكنه رد فعل ينطوي على تقلصات العضلات الهيكلية. تصبح الاستجابات الحركية الأخرى تلقائية (بمعنى آخر، فاقد الوعي) عندما يتعلم الشخص المهارات الحركية (يشار إليها باسم «تعلم العادة» أو «الذاكرة الإجرائية»).

    الجهاز العصبي اللاإرادي (ANS) مسؤول عن التحكم اللاإرادي في الجسم، عادة من أجل التوازن (تنظيم البيئة الداخلية). يمكن أن تكون المدخلات الحسية للوظائف اللاإرادية من الهياكل الحسية التي يتم ضبطها على المنبهات البيئية الخارجية أو الداخلية. يمتد الإخراج الحركي إلى العضلات الملساء والقلبية وكذلك الأنسجة الغدية. يتمثل دور النظام اللاإرادي في تنظيم أنظمة أعضاء الجسم، وهو ما يعني عادةً التحكم في التوازن. يتم التحكم في الغدد العرقية، على سبيل المثال، بواسطة النظام اللاإرادي. عندما تشعر بالحرارة، يساعد التعرق على تبريد جسمك. هذه آلية استاتيكية. ولكن عندما تشعر بالتوتر، قد تبدأ في التعرق أيضًا. هذا ليس توازنًا، إنه استجابة فسيولوجية لحالة عاطفية.

    هناك قسم آخر من الجهاز العصبي يصف الاستجابات الوظيفية. الجهاز العصبي المعوي (ENS) مسؤول عن التحكم في العضلات الملساء والأنسجة الغدية في الجهاز الهضمي. إنه جزء كبير من PNS، ولا يعتمد على CNS. ومع ذلك، من الصحيح أحيانًا اعتبار الجهاز المعوي جزءًا من الجهاز اللاإرادي لأن الهياكل العصبية التي تشكل الجهاز المعوي هي أحد مكونات الإخراج اللاإرادي الذي ينظم عملية الهضم. هناك بعض الاختلافات بين الاثنين، ولكن لأغراضنا هنا سيكون هناك قدر كبير من التداخل. انظر الشكل\(\PageIndex{5}\) للحصول على أمثلة عن الأماكن التي يمكن العثور فيها على هذه التقسيمات في الجهاز العصبي.

    الشكل\(\PageIndex{5}\): الهياكل الجسدية والمستقلة والمعوية للجهاز العصبي. تشمل الهياكل الجسدية الأعصاب الشوكية، والألياف الحركية والحسية، وكذلك العقد الحسية (العقد الجذرية الخلفية والعقد العصبية القحفية). توجد الهياكل اللاإرادية في الأعصاب أيضًا، ولكنها تشمل العقد السمبتاوية والسمبتاوية. يشمل الجهاز العصبي المعوي الأنسجة العصبية داخل أجهزة الجهاز الهضمي.

    قم بزيارة هذا الموقع لتقرأ عن امرأة تلاحظ أن ابنتها تواجه مشكلة في صعود الدرج. هذا يؤدي إلى اكتشاف حالة وراثية تؤثر على الدماغ والحبل الشوكي. أشارت اختبارات تخطيط كهربية العضل والتصوير بالرنين المغناطيسي إلى وجود عيوب في الحبل الشوكي والمخيخ، وكلاهما مسؤول عن التحكم في الحركات المنسقة. إلى أي تقسيم وظيفي للجهاز العصبي تنتمي هذه الهياكل؟

    الاتصال اليومي: ما مقدار ما تستخدمه من عقلك؟

    هل سمعت من قبل الادعاء بأن البشر يستخدمون 10 بالمائة فقط من أدمغتهم؟ ربما شاهدت إعلانًا على موقع ويب يقول إن هناك سرًا لإطلاق العنان للإمكانات الكاملة لعقلك - كما لو كان هناك 90 بالمائة من عقلك خاملاً، فقط في انتظارك لاستخدامه. إذا رأيت إعلانًا من هذا القبيل، فلا تنقر. هذا ليس صحيحًا.

    طريقة سهلة لمعرفة مقدار الدماغ الذي يستخدمه الشخص هي أخذ قياسات لنشاط الدماغ أثناء أداء المهمة. ومن الأمثلة على هذا النوع من القياس التصوير الوظيفي بالرنين المغناطيسي (fMRI)، الذي ينشئ خريطة للمناطق الأكثر نشاطًا ويمكن إنشاؤه وعرضه في ثلاثة أبعاد (الشكل\(\PageIndex{6}\)). يختلف هذا الإجراء عن تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي القياسية لأنه يقيس التغيرات في الأنسجة بمرور الوقت مع حالة أو حدث تجريبي.

    الشكل\(\PageIndex{6}\): التصوير بالرنين المغناطيسي. يُظهر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي تنشيط القشرة البصرية استجابة للمنبهات البصرية. (مصدر الصورة: «Superborsuk» /ويكيميديا كومنز)

    الافتراض الأساسي هو أن الأنسجة العصبية النشطة ستتدفق الدم بشكل أكبر. من خلال جعل الشخص يؤدي مهمة بصرية، يمكن قياس النشاط في جميع أنحاء الدماغ. ضع في اعتبارك هذه التجربة المحتملة: يُطلب من الشخص أن ينظر إلى شاشة بنقطة سوداء في المنتصف (نقطة تثبيت). يتم عرض صورة لوجه على الشاشة بعيدًا عن المركز. يجب على الشخص أن ينظر إلى الصورة ويفك شفرة ماهيتها. تم توجيه الموضوع بالضغط على زر إذا كانت الصورة لشخص يتعرف عليه. قد تكون الصورة لأحد المشاهير، لذلك سيضغط الموضوع على الزر، أو قد تكون لشخص عشوائي غير معروف للموضوع، لذلك لن يضغط الموضوع على الزر.

    في هذه المهمة، ستكون المناطق الحسية البصرية نشطة، وستكون مناطق التكامل نشطة، وستكون المناطق الحركية المسؤولة عن تحريك العينين نشطة، وستكون المناطق الحركية للضغط على الزر بإصبع نشطة. يتم توزيع هذه المناطق في جميع أنحاء الدماغ وستظهر صور التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي نشاطًا في أكثر من 10 بالمائة فقط من الدماغ (تشير بعض الأدلة إلى أن حوالي 80 بالمائة من الدماغ يستخدم الطاقة - بناءً على تدفق الدم إلى الأنسجة - خلال مهام محددة جيدًا تشبه تلك المقترحة أعلاه). لا تشمل هذه المهمة حتى جميع الوظائف التي يؤديها الدماغ. لا توجد استجابة لغوية، فالجسم في الغالب لا يزال في جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي، ولا يأخذ في الاعتبار الوظائف الذاتية التي قد تستمر في الخلفية.

    مراجعة الفصل

    يمكن فصل الجهاز العصبي إلى أقسام على أساس علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء. الأقسام التشريحية هي الجهاز العصبي المركزي والمحيطي. الجهاز العصبي المركزي هو الدماغ والحبل الشوكي. PNS هي كل شيء آخر. من الناحية الوظيفية، يمكن تقسيم الجهاز العصبي إلى تلك المناطق المسؤولة عن الإحساس، وتلك المسؤولة عن التكامل، وتلك المسؤولة عن توليد الاستجابات. كل هذه المجالات الوظيفية موجودة في كل من التشريح المركزي والمحيطي.

    بالنظر إلى المناطق التشريحية للجهاز العصبي، هناك أسماء محددة للهياكل داخل كل قسم. يشار إلى المجموعة الموضعية من أجسام الخلايا العصبية بالنواة في الجهاز العصبي المركزي وكعقدة في PNS. يشار إلى حزمة المحاور على أنها قناة في الجهاز العصبي المركزي وكعصب في PNS. في حين أن النوى والعقد موجودة تحديدًا في الأقسام المركزية أو الطرفية، يمكن للمحاور العصبية عبور الحدود بين الاثنين. يمكن أن يكون محور عصبي واحد جزءًا من العصب والمسالك. يعتمد اسم هذا الهيكل المحدد على موقعه.

    يمكن أيضًا وصف الأنسجة العصبية بأنها مادة رمادية ومادة بيضاء على أساس مظهرها في الأنسجة غير الملطخة. غالبًا ما تستخدم هذه الأوصاف في CNS. المادة الرمادية هي المكان الذي توجد فيه النوى والمادة البيضاء هي مكان وجود المسالك. في PNS، تكون العقد في الأساس مادة رمادية والأعصاب هي مادة بيضاء.

    يمكن أيضًا تقسيم الجهاز العصبي على أساس كيفية تحكمه في الجسم. الجهاز العصبي الجسدي (SNS) مسؤول عن الوظائف التي تؤدي إلى تحريك العضلات الهيكلية. أي وظائف حسية أو تكاملية تؤدي إلى حركة العضلات الهيكلية تعتبر جسدية. الجهاز العصبي اللاإرادي (ANS) مسؤول عن الوظائف التي تؤثر على أنسجة القلب أو العضلات الملساء، أو التي تجعل الغدد تنتج إفرازاتها. يتم توزيع الوظائف الذاتية بين المناطق المركزية والمحيطية للجهاز العصبي. يمكن أن تكون الأحاسيس التي تؤدي إلى وظائف ذاتية هي نفس الأحاسيس التي تشكل جزءًا من بدء الاستجابات الجسدية. قد تتداخل الوظائف التكاملية الجسدية والاستقلالية أيضًا.

    قسم خاص من الجهاز العصبي هو الجهاز العصبي المعوي، وهو المسؤول عن التحكم في الجهاز الهضمي. تتداخل أجزاء من الجهاز العصبي اللاإرادي مع الجهاز العصبي المعوي. يوجد الجهاز العصبي المعوي حصريًا في المحيط لأنه النسيج العصبي في أعضاء الجهاز الهضمي.

    أسئلة الرابط التفاعلي

    في عام 2003، تم منح جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب لبول سي لوتربور والسير بيتر مانسفيلد لاكتشافاتهم المتعلقة بالتصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). هذه أداة لرؤية هياكل الجسم (وليس فقط الجهاز العصبي) التي تعتمد على المجالات المغناطيسية المرتبطة ببعض النوى الذرية. فائدة هذه التقنية في الجهاز العصبي هي أن الأنسجة الدهنية والمياه تظهر كظلال مختلفة بين الأسود والأبيض. نظرًا لأن المادة البيضاء دهنية (من الميالين) والمادة الرمادية ليست كذلك، يمكن تمييزها بسهولة في صور التصوير بالرنين المغناطيسي. قم بزيارة موقع جائزة نوبل للعب لعبة تفاعلية توضح استخدام هذه التكنولوجيا وتقارنها بأنواع أخرى من تقنيات التصوير. كما تتم مقارنة نتائج جلسة التصوير بالرنين المغناطيسي مع الصور التي تم الحصول عليها من الأشعة السينية أو التصوير المقطعي المحوسب. كيف تشير تقنيات التصوير الموضحة في هذه اللعبة إلى فصل المادة البيضاء عن المادة الرمادية مقارنة بالأنسجة التي تم تشريحها حديثًا الموضحة سابقًا؟

    الإجابة: يستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي الكمية النسبية من الماء في الأنسجة لتمييز المناطق المختلفة، لذلك يمكن رؤية المادة الرمادية والبيضاء في الجهاز العصبي بوضوح في هذه الصور.

    قم بزيارة هذا الموقع لتقرأ عن امرأة تلاحظ أن ابنتها تواجه مشكلة في صعود الدرج. هذا يؤدي إلى اكتشاف حالة وراثية تؤثر على الدماغ والحبل الشوكي. أشارت اختبارات تخطيط كهربية العضل والتصوير بالرنين المغناطيسي إلى وجود عيوب في الحبل الشوكي والمخيخ، وكلاهما مسؤول عن التحكم في الحركات المنسقة. إلى أي تقسيم وظيفي للجهاز العصبي تنتمي هذه الهياكل؟

    الجواب: إنها جزء من الجهاز العصبي الجسدي المسؤول عن الحركات الإرادية مثل المشي أو تسلق السلالم.

    مراجعة الأسئلة

    س: أي من التجاويف التالية تحتوي على أحد مكونات الجهاز العصبي المركزي؟

    أ. بطني

    B. الحوض

    C. الجمجمة

    د. الصدر

    الإجابة: ج

    س: ما هي البنية السائدة في المادة البيضاء للدماغ؟

    أ. المحاور الميالينية

    B. أجسام الخلايا العصبية

    C. العقد العصبية السمبتاوية

    د. حزم من التشعبات من الجهاز العصبي المعوي

    الإجابة: أ

    س: أي جزء من الخلايا العصبية ينقل إشارة كهربائية إلى الخلية المستهدفة؟

    أ. التشعبات

    ب. سوما

    C. جسم الخلية

    دكتور ساكسون

    الإجابة: د

    س: ما المصطلح الذي يصف حزمة المحاور العصبية في الجهاز العصبي المحيطي؟

    أ. نواة

    ب. العقدة

    ج. الجهاز

    د. العصب

    الإجابة: د

    س: ما هو التقسيم الوظيفي للجهاز العصبي المسؤول عن التغيرات الفسيولوجية التي تظهر أثناء التمرين (مثل زيادة معدل ضربات القلب والتعرق)؟

    أ. جسدي

    ب. اللاإرادي

    C. المعوي

    د. مركزي

    الإجابة: ب

    أسئلة التفكير النقدي

    س: ما الاستجابات التي يولدها الجهاز العصبي عند الجري على جهاز المشي؟ قم بتضمين مثال لكل نوع من الأنسجة الخاضعة لسيطرة الجهاز العصبي.

    ج: الجري على جهاز المشي ينطوي على تقلص عضلات الهيكل العظمي في الساقين، وزيادة تقلص عضلة القلب في القلب، وإنتاج وإفراز العرق في الجلد للبقاء باردًا.

    س: عند تناول الطعام، ما هي الأقسام التشريحية والوظيفية للجهاز العصبي التي تشارك في التجربة الإدراكية؟

    ج: يتم استشعار الإحساس بالذوق المرتبط بالأكل عن طريق الأعصاب الموجودة في الأطراف التي تشارك في الوظائف الحسية والجسدية.

    المراجع

    كرايمر، دكتوراه. الاستماع إلى بروزاك. الطبعة الأولى. نيويورك (نيويورك): كتب البطريق؛ 1993.

    مسرد المصطلحات

    الجهاز العصبي اللاإرادي (ANS)
    التقسيم الوظيفي للجهاز العصبي المسؤول عن ردود الفعل المتجانسة التي تنسق التحكم في القلب والعضلات الملساء، وكذلك الأنسجة الغدية
    محور عصبي
    عملية واحدة من الخلايا العصبية التي تحمل إشارة كهربائية (إمكانات العمل) بعيدًا عن جسم الخلية باتجاه الخلية المستهدفة
    دماغ
    العضو الكبير في الجهاز العصبي المركزي المكون من مادة بيضاء ورمادية، موجودة داخل الجمجمة ومستمرة مع الحبل الشوكي
    الجهاز العصبي المركزي (CNS)
    التقسيم التشريحي للجهاز العصبي الموجود داخل التجاويف القحفية والفقرية، أي الدماغ والحبل الشوكي
    التغصينات
    واحدة من العديد من العمليات الشبيهة بالفروع التي تمتد من جسم الخلية العصبية وتعمل كجهة اتصال للإشارات الواردة (نقاط الاشتباك العصبي) من الخلايا العصبية الأخرى أو الخلايا الحسية
    الجهاز العصبي المعوي (ENS)
    الأنسجة العصبية المرتبطة بالجهاز الهضمي المسؤولة عن التحكم العصبي من خلال الوصلات اللاإرادية
    العقدة
    مجموعة موضعية من أجسام الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المحيطي
    خلية دبقية
    واحدة من الأنواع المختلفة لخلايا الأنسجة العصبية المسؤولة عن صيانة الأنسجة، وهي مسؤولة إلى حد كبير عن دعم الخلايا العصبية
    مادة رمادية
    مناطق الجهاز العصبي التي تحتوي على أجسام خلوية من الخلايا العصبية مع عدد قليل من المحاور الميلانية أو انعدامها؛ في الواقع قد يكون لونه ورديًا أو أسمرًا أكثر، ولكن يُطلق عليه اللون الرمادي على عكس المادة البيضاء
    التكامل
    وظيفة الجهاز العصبي التي تجمع بين التصورات الحسية والوظائف المعرفية العليا (الذكريات والتعلم والعاطفة وما إلى ذلك) لإنتاج استجابة
    المايلين
    مادة عازلة غنية بالدهون تحيط بمحاور العديد من الخلايا العصبية، مما يسمح بنقل أسرع للإشارات الكهربائية
    عصب
    حزمة المحاور الشبيهة بالحبل الموجودة في الجهاز العصبي المحيطي والتي تنقل المدخلات الحسية ومخرجات الاستجابة من وإلى الجهاز العصبي المركزي
    عصبون
    خلية الأنسجة العصبية المسؤولة بشكل أساسي عن توليد ونشر الإشارات الكهربائية داخل وخارج الجهاز العصبي
    نواة
    في الجهاز العصبي، مجموعة موضعية من أجسام الخلايا العصبية المرتبطة وظيفيًا؛ «مركز» الوظيفة العصبية
    الجهاز العصبي المحيطي (PNS)
    التقسيم التشريحي للجهاز العصبي الذي يقع إلى حد كبير خارج التجاويف القحفية والفقرية، أي جميع الأجزاء باستثناء الدماغ والحبل الشوكي
    معالجة
    في الخلايا، وهو امتداد لجسم الخلية؛ وفي حالة الخلايا العصبية، يشمل ذلك المحور العصبي والتشعبات
    استجابة
    وظيفة الجهاز العصبي التي تجعل الأنسجة المستهدفة (العضلات أو الغدة) تنتج حدثًا نتيجة للمنبهات
    إحساس
    وظيفة الجهاز العصبي التي تتلقى المعلومات من البيئة وتترجمها إلى إشارات كهربائية للأنسجة العصبية
    سوما
    في الخلايا العصبية، ذلك الجزء من الخلية الذي يحتوي على النواة؛ جسم الخلية، على عكس عمليات الخلية (المحاور والتشعبات)
    الجهاز العصبي الجسدي (SNS)
    التقسيم الوظيفي للجهاز العصبي الذي يهتم بالإدراك الواعي والحركة الإرادية وردود الفعل العضلية الهيكلية
    الحبل الشوكي
    عضو الجهاز العصبي المركزي الموجود داخل التجويف الفقري ومتصل بالمحيط من خلال الأعصاب الشوكية؛ يتوسط السلوكيات الانعكاسية
    التحفيز
    حدث في البيئة الخارجية أو الداخلية يسجل كنشاط في الخلايا العصبية الحسية
    الجهاز
    حزمة من المحاور في الجهاز العصبي المركزي لها نفس الوظيفة ونقطة المنشأ
    مادة بيضاء
    مناطق الجهاز العصبي التي تحتوي في الغالب على محاور ميالين، مما يجعل الأنسجة تبدو بيضاء بسبب المحتوى الدهني العالي للميالين