Nervų sistema: organizmo „internetas“
Nagrinėjame dvi pagrindines organizmo valdymo sistemas: greitąją (nervų) ir lėtesnę (humoralinę), kurios užtikrina, kad visos kitos sistemos veiktų suderintai.
Įvadas: nervų sistema – organizmo valdymo centras
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Nervų sistema yra sudėtingiausias ir svarbiausias organizmo valdymo tinklas. Ji atlieka dvi pagrindines funkcijas: priima ir apdoroja informaciją iš išorinės bei vidinės aplinkos, ir koordinuoja visų organų bei jų sistemų veiklą, užtikrindama darnų organizmo atsaką į pokyčius. Ši sistema yra atsakinga už viską – nuo nesąlyginių refleksų, tokių kaip mirksėjimas, iki sudėtingų procesų, kaip mąstymas, atmintis ir emocijos.
Struktūriškai nervų sistema skirstoma į dvi pagrindines dalis: centrinę nervų sistemą (CNS), kurią sudaro galvos ir nugaros smegenys, ir periferinę nervų sistemą (PNS), apimančią visus nervus, jungiančius CNS su likusiu kūnu. Šioje temoje nagrinėsime pagrindinį nervų sistemos vienetą – neuroną, nervinio impulso perdavimo mechanizmus ir visos sistemos hierarchinę struktūrą bei funkcijas.
Nervų sistemos apžvalga
„Crash Course“ vaizdo įrašas (anglų k.) suteikia išsamią ir dinamišką nervų sistemos apžvalgą, paaiškindamas jos pagrindines dalis ir veikimo principus.
Dauguma vaizdo įrašų yra įgarsinti angliškai, bet visuose galima įjungti lietuviškus subtitrus.
1. Įsijunkite vaizdo įrašą.
2. Spauskite mygtuką, kuris yra video langelio apačioje dešinėje pusėje, kol ekrane matote, jog rodomas tekstas.
2. Atverkite nustatymus paspaudus prie pat esantį mygtuką.
4. Spauskite Subtitrai/CC (arba Subtitles/CC).
5. Pasirinkite lietuvių kalbą, jeigu toks pasirinkimas yra. Jeigu ne, apačioje pasirinkite Automatinis vertimas (Auto-translate).
6. Pasirinkite lietuvių kalbą (kitaip – Lithuanian).
Nervų sistemos terminų žodynas
Pagrindinė struktūrinė ir funkcinė nervų sistemos ląstelė, gebanti generuoti ir perduoti nervinius impulsus.
Nervų sistemos dalis, kurią sudaro galvos ir nugaros smegenys. Ji veikia kaip pagrindinis informacijos apdorojimo ir valdymo centras.
Nervų sistemos dalis, kurią sudaro nervai ir nerviniai mazgai, esantys už CNS ribų. Ji jungia CNS su jutimo organais, raumenimis ir liaukomis.
Periferinės nervų sistemos dalis, valdanti valingus griaučių raumenų judesius ir perduodanti jutiminę informaciją iš odos, raumenų ir sąnarių.
Periferinės nervų sistemos dalis, reguliuojanti nevalingas vidaus organų funkcijas, tokias kaip širdies plakimas, kvėpavimas, virškinimas.
Autonominės nervų sistemos dalis, aktyvuojanti organizmą „kovok arba bėk“ (angl. fight-or-flight) situacijose. Ji greitina širdies ritmą, didina kraujospūdį, plečia vyzdžius.
Autonominės nervų sistemos dalis, atsakinga už organizmo grąžinimą į ramybės ir virškinimo (angl. rest-and-digest) būseną. Ji lėtina širdies ritmą, aktyvina virškinimą.
Trumpalaikis, staigus membranos potencialo pokytis, sklindantis neurono aksonu. Tai yra pagrindinis informacijos perdavimo būdas nervų sistemoje.
Specializuota jungtis tarp dviejų neuronų arba tarp neurono ir efektorinės ląstelės (raumeninės, liaukinės), per kurią perduodamas signalas.
Cheminė medžiaga (pvz., acetilcholinas, dopaminas, serotoninas), kuri perneša signalą per sinapsės plyšį iš vieno neurono į kitą.
Riebalinė medžiaga, apgaubianti daugelio neuronų aksonus. Ji veikia kaip izoliatorius ir pagreitina nervinio impulso sklidimą.
Nervinio impulso kelias nuo receptoriaus iki efektoriaus, sukeliantis greitą, nevalingą atsaką į dirgiklį (refleksą).
Didžiausia galvos smegenų dalis, atsakinga už aukštąją nervinę veiklą: mąstymą, kalbą, atmintį, valingus judesius.
Galvos smegenų dalis, atsakinga už judesių koordinaciją, pusiausvyrą ir raumenų tonuso palaikymą.
Galvos smegenų dalis, jungianti smegenis su nugaros smegenimis ir reguliuojanti gyvybiškai svarbias funkcijas (kvėpavimą, širdies veiklą, kraujospūdį).
Tarpinių smegenų dalis, veikianti kaip pagrindinis homeostazės reguliavimo centras. Jis kontroliuoja kūno temperatūrą, alkį, troškulį ir endokrininę sistemą.
Neuronas, perduodantis nervinius impulsus iš receptorių į centrinę nervų sistemą.
Neuronas, perduodantis nervinius impulsus iš centrinės nervų sistemos į efektorius (raumenis ar liaukas).
Neuronas, esantis centrinėje nervų sistemoje, kuris jungia juntamuosius ir judinamuosius neuronus. Sudaro didžiąją dalį smegenų neuronų.
Audinys, sudarytas iš neuronų ir pagalbinių neuroglijos ląstelių, atliekantis informacijos perdavimo ir apdorojimo funkciją.
Apibrėžimų nėra.
Neuronas: nervų sistemos statybinis blokas
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Neuronas yra specializuota ląstelė, pritaikyta perduoti informaciją. Jo struktūra tiesiogiai atspindi jo funkciją.
| Neurono dalis | Funkcija |
|---|---|
| Dendritai | Šakotos ataugos, kurios priima signalus iš kitų neuronų ir perduoda juos į ląstelės kūną. |
| Ląstelės kūnas (soma) | Pagrindinė ląstelės dalis, kurioje yra branduolys ir organelės. Čia integruojami gauti signalai. |
| Aksonas | Ilga, pavienė atauga, kuri perduoda nervinį impulsą (veikimo potencialą) nuo ląstelės kūno kitiems neuronams ar efektoriams. |
| Mielino dangalas | Riebalinė izoliacinė medžiaga, dengianti aksoną. Ji pagreitina impulso sklidimą šuoliais (saltatorinis sklidimas). |
| Aksono galūnėlės | Aksono pabaigoje esantys sustorėjimai, kuriuose kaupiasi mediatoriai ir per sinapses perduodamas signalas kitai ląstelei. |
Veikimo potencialas: elektrinis signalas
Nervinis impulsas, arba veikimo potencialas, yra greitas membranos elektrinio potencialo pokytis. Jis kyla dėl jonų (daugiausia Na⁺ ir K⁺) judėjimo pro specifinius jonų kanalus neurono membranoje. Procesas vyksta „viskas arba nieko“ principu: jei dirgiklis pasiekia tam tikrą slenkstinę vertę, kyla pilnos amplitudės veikimo potencialas, jei ne – jis nekyla visai.
Nervų sistemos skirstymas
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Nervų sistema yra hierarchiškai organizuota. Ją galima skirstyti pagal anatomiją (struktūrą) ir fiziologiją (funkciją).
Centrinė ir periferinė nervų sistemos
| Sistema | Sudėtis | Pagrindinės funkcijos |
|---|---|---|
| Centrinė nervų sistema (CNS) | Galvos smegenys, nugaros smegenys | Informacijos apdorojimas, sprendimų priėmimas, komandų siuntimas. |
| Periferinė nervų sistema (PNS) | Visi nervai, išeinantys iš CNS (galviniai ir nugariniai) | Informacijos perdavimas iš receptorių į CNS ir iš CNS į efektorius. |
Periferinės nervų sistemos funkcinis skirstymas
| Sistema | Valdymas | Funkcijos |
|---|---|---|
| Somatinė nervų sistema | Valingas | Valdo griaučių raumenų judesius, perduoda jutimus iš aplinkos (lytėjimas, skausmas, temperatūra). |
| Autonominė (vegetacinė) nervų sistema | Nevalingas | Reguliuoja vidaus organų (širdies, plaučių, skrandžio, žarnyno) veiklą, palaiko homeostazę. |
Autonominės nervų sistemos posistemės
Autonominė sistema veikia kaip svarstyklės, palaikydama organizmo vidinę pusiausvyrą.
| Posistemė | Aktyvuojama | Poveikis organizmui |
|---|---|---|
| Simpatinė | Streso, pavojaus, fizinio krūvio metu („kovok arba bėk“) | Greitina širdies veiklą, didina kraujospūdį, lėtina virškinimą, mobilizuoja energijos atsargas. |
| Parasimpatinė | Ramybės būsenoje („ilsėkis ir virškink“) | Lėtina širdies veiklą, mažina kraujospūdį, skatina virškinimą, kaupia energijos atsargas. |
Reflekso lankas: greitasis atsakas
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Refleksas yra greitas, automatiškas ir nevalingas organizmo atsakas į dirgiklį. Šis atsakas vyksta nervinio impulso keliu, vadinamu reflekso lanku, kuris dažnai veikia nugaros smegenų lygmeniu, dar prieš signalui pasiekiant galvos smegenis ir sukeliant sąmoningą pojūtį.
Reflekso lanko komponentai:
- Receptorius. Specializuota ląstelė ar nervinė galūnėlė, kuri jaučia dirgiklį (pvz., skausmo receptorius odoje).
- Juntamasis (aferentinis) neuronas. Perduoda nervinį impulsą iš receptoriaus į nugaros smegenis (CNS).
- Nervinis centras (įterptinis neuronas). Nugaros smegenyse esantis neuronas, kuris apdoroja gautą signalą ir perduoda jį judinamajam neuronui.
- Judinamasis (eferentinis) neuronas. Perduoda komandą (impulsą) iš CNS į efektorių.
- Efektorius. Raumo ar liauka, kuri vykdo komandą ir sukelia atsaką (pvz., raumens susitraukimas, atitraukiant ranką).
Nervų sistemos apibendrinimas
„Crash Course“ antro dalies vaizdo įrašas (anglų k.) apie nervų sistemą.
Dauguma vaizdo įrašų yra įgarsinti angliškai, bet visuose galima įjungti lietuviškus subtitrus.
1. Įsijunkite vaizdo įrašą.
2. Spauskite mygtuką, kuris yra video langelio apačioje dešinėje pusėje, kol ekrane matote, jog rodomas tekstas.
2. Atverkite nustatymus paspaudus prie pat esantį mygtuką.
4. Spauskite Subtitrai/CC (arba Subtitles/CC).
5. Pasirinkite lietuvių kalbą, jeigu toks pasirinkimas yra. Jeigu ne, apačioje pasirinkite Automatinis vertimas (Auto-translate).
6. Pasirinkite lietuvių kalbą (kitaip – Lithuanian).
Interaktyvi laboratorija: reflekso laiko tyrimas
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Išnagrinėjus teorinius reflekso lanko pagrindus, laikas praktiškai ištirti savo reakcijos greitį. Ši užduotis padės suprasti skirtumą tarp sąlyginių ir nesąlyginių refleksų bei įvertinti savo nervų sistemos veikimo greitį.
Užduotis: išmatuokite savo reakcijos laiką
- Interaktyvus modelis: Reflekso lankas, sąlyginis ir nesąlyginis refleksas
- Ką darysite? Atliksite interaktyvų testą, kurio metu turėsite kuo greičiau reaguoti į vizualinį dirgiklį. Programa išmatuos ir pateiks jūsų vidutinį reakcijos laiką.
- Tikslas: Įtvirtinti supratimą apie signalo kelią nervų sistemoje. Palyginkite gautą reakcijos laiką su nesąlyginio reflekso (pvz., kelio girnelės) greičiu ir paaiškinkite, kodėl sąmoninga reakcija yra lėtesnė nei nevalingas refleksas.
Sinapsė: neurono pokalbis
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Nervinis impulsas (veikimo potencialas) yra elektrinis signalas, sklindantis vieno neurono aksonu. Bet kaip šis signalas perduodamas kitam neuronui, raumeniui ar liaukai, kai tarp jų yra fizinis tarpas? Atsakymas – sinapsė. Tai specializuota jungtis, kurioje vyksta informacijos perdavimas.
Įsivaizduokite, kad neuronai yra miestai, o aksonai – juos jungiantys greitkeliai. Sinapsė būtų tarsi keltas arba tiltas, leidžiantis informacijai persikelti iš vieno „miesto“ į kitą. Būtent sinapsėse signalas gali būti sustiprintas, susilpnintas arba net blokuotas. Tai yra plastiškumo, mokymosi ir atminties pagrindas.
Cheminės sinapsės veikimo etapai:
- Impulso atvykimas. Veikimo potencialas pasiekia presinapsinio neurono aksono galūnėlę.
- Kalcio jonų srautas. Impulsas atveria įtampai jautrius kalcio (Ca²⁺) jonų kanalus. Kalcio jonai plūsta į aksono galūnėlės vidų.
- Mediatoriaus išskyrimas. Kalcio jonų antplūdis priverčia sinapsines pūsleles (membranines pūsleles su mediatoriais) susilieti su presinapsine membrana ir išlaisvinti mediatorius į sinapsinį plyšį (procesas vadinamas egzocitoze).
- Difuzija ir prisijungimas. Mediatoriaus molekulės difunduoja per sinapsinį plyšį ir specifiškai jungiasi prie receptorių, esančių postsinapsinėje membranoje (veikia „rakto ir spynos“ principu).
- Postsinapsinio potencialo generavimas. Mediatoriaus prisijungimas prie receptoriaus atidaro jonų kanalus postsinapsinėje membranoje. Priklausomai nuo to, kokie jonai (pvz., Na⁺ ar Cl⁻) patenka į ląstelę, postsinapsiniame neurone kyla žadinantis arba slopinantis potencialas.
- Mediatoriaus pašalinimas. Kad signalas būtų trumpalaikis, mediatorius greitai pašalinamas iš sinapsinio plyšio: jį suskaido fermentai, reabsorbuoja (grąžina) presinapsinis neuronas arba jis tiesiog nudifunduoja šalin.
Sinapsės veikėjai
Funkcinė jungtis tarp dviejų neuronų arba tarp neurono ir efektorinės ląstelės, per kurią perduodamas nervinis signalas.
Mažas tarpas tarp presinapsinės ir postsinapsinės membranos cheminėje sinapsėje.
Cheminė medžiaga, pernešanti signalą per sinapsinį plyšį. Pavyzdžiai: acetilcholinas, dopaminas, serotoninas, noradrenalinas.
Membraninė pūslelė presinapsinio neurono aksono galūnėlėje, kurioje kaupiamas ir saugomas mediatorius.
Baltyminė molekulė postsinapsinėje membranoje, prie kurios specifiškai jungiasi mediatorius. Šis prisijungimas sukelia ląstelės atsaką.
Svarbus mediatorius nervų ir raumenų sinapsėse (sukelia raumenų susitraukimą), taip pat svarbus atminčiai ir mokymuisi.
Mediatorius, susijęs su malonumo ir atlygio sistema, motyvacija, judesių kontrole. Jo trūkumas sukelia Parkinsono ligą.
Mediatorius, reguliuojantis nuotaiką, miegą, apetitą. Daugelio antidepresantų veikimas pagrįstas serotonino kiekio sinapsėse didinimu.
Sinapsė, kurioje mediatorius sukelia postsinapsinės membranos depoliarizaciją (pvz., atidaro Na⁺ kanalus) ir padidina tikimybę, kad kils veikimo potencialas.
Sinapsė, kurioje mediatorius sukelia postsinapsinės membranos hiperpoliarizaciją (pvz., atidaro Cl⁻ kanalus) ir sumažina tikimybę, kad kils veikimo potencialas.
Procesas, kurio metu presinapsinis neuronas susiurbia mediatorių atgal iš sinapsinio plyšio, taip nutraukdamas signalo perdavimą. Tai yra daugelio vaistų taikinys.
Apibrėžimų nėra.
Sinapsių tipai: cheminė ir elektrinė
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Nors žmogaus organizme absoliuti dauguma sinapsių yra cheminės, egzistuoja ir kitas, retesnis tipas – elektrinės sinapsės.
| Požymis | Cheminė sinapsė | Elektrinė sinapsė |
|---|---|---|
| Signalą perduoda | Cheminė medžiaga (mediatorius) | Tiesioginis jonų srautas |
| Sinapsinis plyšys | Platus (20-40 nm) | Labai siauras (apie 3.5 nm) |
| Signalo perdavimo greitis | Lėtesnis (su cheminiu vėlavimu) | Beveik momentinis, labai greitas |
| Signalo kryptis | Vienakryptis (iš presinapsinio į postsinapsinį) | Gali būti dvikryptis |
| Paplitimas žmogaus organizme | Dominuojantis tipas centrinėje ir periferinėje nervų sistemoje | Retos. Randamos širdies raumenyje, kai kuriose smegenų dalyse, kur reikalingas sinchronizuotas ląstelių atsakas. |
Giluminis nardymas: sinapsės ir vaistų veikimas
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Supratimas, kaip veikia sinapsės, yra farmakologijos ir neurologijos pagrindas. Dauguma psichoaktyvių medžiagų – tiek vaistai, tiek narkotikai – veikia būtent sinapsių lygmeniu, keisdami mediatorių pusiausvyrą.
Veikimo mechanizmų pavyzdžiai
- Antidepresantai (SSRI). Selektyvūs serotonino reabsorbcijos inhibitoriai (SSRI), tokie kaip fluoksetinas, blokuoja serotonino grąžinimą į presinapsinį neuroną. Dėl to padidėja serotonino koncentracija sinapsiniame plyšyje, ir jis ilgiau veikia postsinapsinius receptorius, taip gerindamas nuotaiką.
- Parkinsono ligos gydymas. Šia liga sergantiems žmonėms trūksta dopamino. Vaistas Levodopa (L-DOPA) gali pereiti kraujo-smegenų barjerą ir smegenyse yra paverčiamas dopaminu, taip kompensuodamas jo trūkumą ir palengvindamas simptomus.
- Narkotinės medžiagos. Kokainas blokuoja dopamino reabsorbciją, sukeldamas euforiją. Botulino toksinas (Botoksas) blokuoja acetilcholino išsiskyrimą nervų ir raumenų sinapsėse, sukeldamas raumenų paralyžių.
Šie pavyzdžiai rodo, kad subtili cheminė pusiausvyra sinapsėse yra kritiškai svarbi normaliai smegenų funkcijai, o jos sutrikdymas gali turėti dramatiškų pasekmių.
Paruošta užbaigimui!
Sveikiname! Užbaigėte visas užduotis šiame mokymosi rinkinyje. Gaukite 100 XP taškų už savo darbą.
Svarbu žinoti:
Kai užbaigsite mokymosi rinkinį, jo nebegalėsite "atbaigti". XP taškai bus pridėti prie jūsų profilio iš karto.
Mokymosi rinkinys užbaigtas
Jūs sėkmingai gavote 100 XP taškų už šį mokymosi rinkinį.
Tęskite mokymąsi
Norėdami gauti XP taškus, užbaikite visas interaktyvias užduotis šioje pamokoje.
% užbaigta
Ką reikia padaryti:
- • Perskaitykite visą pamokos turinį
- • Atsakykite į refleksijos klausimus
- • Palikite komentarą diskusijos temoms
- • Užbaikite visus testus ir praktinius darbus