โครงสร้างของระบบประสาท

ระบบประสาททำหน้าที่ดังต่อไปนี้: ควบคุมกิจกรรมของระบบและเครื่องมือต่าง ๆ ที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิตทั้งหมด การประสานงานกระบวนการต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิต การสร้างความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสภาพแวดล้อมภายนอก นักสรีรวิทยาผู้ยิ่งใหญ่ IP Pavlov เขียนไว้ว่า: "กิจกรรมของระบบประสาทมุ่งไปที่การรวมเป็นหนึ่ง การบูรณาการงานของทุกส่วนของสิ่งมีชีวิต อีกด้านหนึ่งคือการเชื่อมโยงระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม เพื่อสร้างสมดุลระหว่างระบบของสิ่งมีชีวิตกับสภาพแวดล้อมภายนอก"

เส้นประสาทจะแทรกซึมเข้าสู่อวัยวะและเนื้อเยื่อทั้งหมด ก่อตัวเป็นแขนงย่อยจำนวนมากที่มีปลายประสาทรับความรู้สึกและปลายประสาททำงาน และเมื่อรวมเข้ากับส่วนกลาง (สมองและไขสันหลัง) จะทำให้ทุกส่วนของร่างกายเชื่อมต่อกันเป็นหนึ่งเดียว ระบบประสาทจะควบคุมการทำงานของการเคลื่อนไหว การย่อยอาหาร การหายใจ การขับถ่าย การไหลเวียนของเลือด ระบบภูมิคุ้มกัน (ป้องกัน) และกระบวนการเผาผลาญ (เผาผลาญ) เป็นต้น

กิจกรรมของระบบประสาท ตามคำกล่าวของ IM Sechenov มีลักษณะเป็นปฏิกิริยาตอบสนอง

รีเฟล็กซ์ (จากภาษาละติน reflexus แปลว่า สะท้อน) คือการตอบสนองของร่างกายต่อสิ่งเร้าเฉพาะ (ผลกระทบจากภายนอกหรือภายใน) ซึ่งเกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของระบบประสาทส่วนกลาง (CNS) ร่างกายมนุษย์ซึ่งอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมภายนอกที่อยู่รอบๆ จะโต้ตอบกับร่างกาย สภาพแวดล้อมส่งผลต่อร่างกาย และร่างกายก็จะตอบสนองต่ออิทธิพลเหล่านี้ตามไปด้วย กระบวนการที่เกิดขึ้นในร่างกายเองก็ทำให้เกิดการตอบสนองเช่นกัน ดังนั้น ระบบประสาทจึงทำหน้าที่เชื่อมโยงและรวมเป็นหนึ่งเดียวของร่างกายและสิ่งแวดล้อม

หน่วยโครงสร้างและหน้าที่ของระบบประสาทคือเซลล์ประสาท (เซลล์ประสาทหรือนิวโรไซต์) เซลล์ประสาทประกอบด้วยส่วนต่างๆ ของร่างกายและกระบวนการ กระบวนการที่ส่งกระแสประสาทไปยังส่วนต่างๆ ของเซลล์ประสาทเรียกว่าเดนไดรต์ จากส่วนต่างๆ ของเซลล์ประสาท กระแสประสาทจะถูกส่งไปยังเซลล์ประสาทอีกเซลล์หนึ่งหรือไปยังเนื้อเยื่อที่ทำงานตามกระบวนการที่เรียกว่าแอกซอนหรือนิวไรต์ เซลล์ประสาทมีโพลาไรซ์แบบไดนามิก กล่าวคือ เซลล์ประสาทสามารถส่งกระแสประสาทไปในทิศทางเดียวเท่านั้น คือ จากเดนไดรต์ผ่านตัวเซลล์ไปยังแอกซอน (นิวไรต์)

เซลล์ประสาทในระบบประสาทเมื่อสัมผัสกันจะเกิดเป็นโซ่ที่ส่งกระแสประสาท (เคลื่อนย้าย) การส่งกระแสประสาทจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งเกิดขึ้นที่จุดสัมผัสและเกิดขึ้นจากรูปแบบพิเศษที่เรียกว่าไซแนปส์ระหว่างเซลล์ประสาท ไซแนปส์แบบแอกโซโซมาติกจะแยกออกได้เป็นสองแบบ คือ ไซแนปส์แบบแอกโซโซมาติกซึ่งปลายของแอกซอนของเซลล์ประสาทหนึ่งจะสัมผัสกับตัวของเซลล์ประสาทอีกเซลล์หนึ่ง และไซแนปส์แบบแอกโซเดนไดรต์ซึ่งเมื่อแอกซอนสัมผัสกับเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทอีกเซลล์หนึ่ง ความสัมพันธ์แบบสัมผัสในไซแนปส์ภายใต้สภาวะทางสรีรวิทยาต่างๆ สามารถ "สร้าง" หรือ "ทำลาย" ได้อย่างชัดเจน ทำให้เกิดปฏิกิริยาตอบสนองแบบเลือกสรรต่อการระคายเคืองใดๆ นอกจากนี้ โครงสร้างการสัมผัสของโซ่เซลล์ประสาทยังสร้างความเป็นไปได้ในการส่งกระแสประสาทไปในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง เนื่องจากมีการสัมผัสกันในไซแนปส์บางแห่งและการตัดการเชื่อมต่อในบางแห่ง การนำกระแสประสาทจึงอาจเกิดขึ้นโดยตั้งใจ

ในห่วงโซ่ประสาท เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จะมีหน้าที่ที่แตกต่างกัน ในเรื่องนี้ เซลล์ประสาทสามประเภทหลักจะถูกแบ่งตามลักษณะทางสัณฐานวิทยาและหน้าที่ของมัน

เซลล์ประสาทรับความรู้สึก ตัวรับ หรือตัวรับความรู้สึก (รับความรู้สึก) ตัวรับประสาทเหล่านี้อยู่ภายนอกสมองหรือไขสันหลังเสมอ โดยอยู่ในต่อม (ปมประสาท) ของระบบประสาทส่วนปลาย กระบวนการหนึ่งที่ขยายจากตัวเซลล์ประสาทจะไปยังส่วนปลายของอวัยวะใดอวัยวะหนึ่งและสิ้นสุดที่นั่นที่ปลายประสาทรับความรู้สึกปลายใดปลายหนึ่ง ซึ่งก็คือตัวรับ ตัวรับสามารถแปลงพลังงานจากอิทธิพลภายนอก (การระคายเคือง) ให้เป็นแรงกระตุ้นประสาท กระบวนการที่สองจะมุ่งไปที่ระบบประสาทส่วนกลาง ไขสันหลัง หรือก้านสมอง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของรากหลังของเส้นประสาทไขสันหลังหรือเส้นประสาทสมองที่เกี่ยวข้อง

ตัวรับประเภทต่อไปนี้จะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับตำแหน่ง:

1. ตัวรับภายนอกทำหน้าที่รับรู้การระคายเคืองจากสภาพแวดล้อมภายนอก ตัวรับเหล่านี้อยู่ในชั้นนอกของร่างกาย ในผิวหนังและเยื่อเมือก ในอวัยวะรับความรู้สึก
2. Interoceptor ได้รับการกระตุ้นส่วนใหญ่โดยการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบทางเคมีของสภาพแวดล้อมภายในร่างกายและความดันในเนื้อเยื่อและอวัยวะ
3. ตัวรับความรู้สึกจะรับรู้การระคายเคืองในกล้ามเนื้อ เส้นเอ็น เส้นเอ็น พังผืด และแคปซูลข้อต่อ

IP Pavlov อธิบายถึงการรับสัญญาณ เช่น การรับรู้ถึงการระคายเคืองและการเริ่มต้นของการแพร่กระจายของกระแสประสาทตามตัวนำประสาทไปยังศูนย์กลางต่างๆ ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของกระบวนการวิเคราะห์

เซลล์ประสาทล็อก เซลล์ประสาทแทรก เซลล์ประสาทเชื่อมโยง หรือเซลล์ประสาทตัวนำ เซลล์ประสาทนี้ส่งการกระตุ้นจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกไปยังเซลล์ประสาทส่งออก สาระสำคัญของกระบวนการนี้คือการส่งสัญญาณที่รับมาจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกไปยังเซลล์ประสาทส่งออกเพื่อดำเนินการในรูปแบบของการตอบสนอง IP Pavlov ได้ให้คำจำกัดความการกระทำนี้ว่าเป็น "ปรากฏการณ์การปิดเซลล์ประสาท" เซลล์ประสาทล็อก (แทรก) อยู่ภายในระบบประสาทส่วนกลาง

เซลล์ประสาทที่ทำหน้าที่รับความรู้สึกหรือขับออก (มอเตอร์หรือสารคัดหลั่ง) เซลล์ประสาทเหล่านี้มีโครงสร้างอยู่ในระบบประสาทส่วนกลาง (หรือบริเวณรอบนอก - ในต่อมน้ำเหลืองซิมพาเทติกและพาราซิมพาเทติกของส่วนเวเจเททีฟของระบบประสาท) แอกซอน (นิวไรต์) ของเซลล์เหล่านี้จะเชื่อมต่อไปยังอวัยวะที่ทำงาน (โดยสมัครใจ - โครงกระดูกและโดยสมัครใจ - กล้ามเนื้อเรียบ ต่อม) เซลล์และเนื้อเยื่อต่างๆ

หลังจากข้อสังเกตทั่วไปเหล่านี้แล้ว เรามาพิจารณารายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับส่วนโค้งสะท้อนและการกระทำสะท้อนซึ่งเป็นหลักการพื้นฐานของกิจกรรมของระบบประสาทกัน

ส่วนโค้งสะท้อนเป็นห่วงโซ่ของเซลล์ประสาทที่ประกอบด้วยเซลล์ประสาทรับความรู้สึก (รับความรู้สึก) และเซลล์ประสาทกระตุ้น (สั่งการหรือหลั่งสาร) ซึ่งกระแสประสาทจะเคลื่อนจากจุดกำเนิด (จากตัวรับ) ไปยังอวัยวะที่ทำงาน (ตัวกระตุ้น) การตอบสนองส่วนใหญ่เกิดขึ้นจากส่วนโค้งสะท้อน ซึ่งเกิดจากเซลล์ประสาทในส่วนล่างของระบบประสาทส่วนกลาง ได้แก่ เซลล์ประสาทของไขสันหลังและก้านสมอง

ส่วนโค้งสะท้อนที่ง่ายที่สุดประกอบด้วยเซลล์ประสาทเพียงสองเซลล์ ได้แก่ เซลล์รับและเซลล์เอฟเฟกเตอร์ (เซลล์ส่งออก) ดังที่ระบุไว้ เซลล์ประสาทแรก (เซลล์รับ เซลล์รับ) อยู่ภายนอก CNS โดยทั่วไปเซลล์ประสาทนี้จะเป็นเซลล์ประสาทแบบขั้วเดียวเทียม (เซลล์เดียว) ซึ่งเซลล์ประสาทนี้จะอยู่ในปมประสาทไขสันหลังหรือปมประสาทรับความรู้สึกในเส้นประสาทสมองเส้นใดเส้นหนึ่ง กระบวนการส่วนปลายของเซลล์นี้ดำเนินไปตามเส้นประสาทไขสันหลังหรือเส้นประสาทสมองที่มีใยรับความรู้สึกและกิ่งก้านและปลายของใยประสาทเหล่านี้ที่รับความรู้สึกภายนอก (จากสภาพแวดล้อมภายนอก) หรือภายใน (ในอวัยวะ เนื้อเยื่อ) การระคายเคืองที่ปลายประสาทนี้จะเปลี่ยนเป็นกระแสประสาทที่ส่งไปยังตัวของเซลล์ประสาท จากนั้นกระแสประสาทตามกระบวนการส่วนกลาง (แอกซอน) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของเส้นประสาทไขสันหลังจะถูกส่งไปยังไขสันหลังหรือตามเส้นประสาทสมองที่เกี่ยวข้อง - ไปยังสมอง ในเนื้อเทาของไขสันหลังหรือในนิวเคลียสมอเตอร์ของสมอง กระบวนการนี้ของเซลล์รับความรู้สึกจะสร้างไซแนปส์กับตัวของเซลล์ประสาทที่สอง (เซลล์รับความรู้สึกที่ส่งออก เซลล์รับความรู้สึกที่มีผล) ในไซแนปส์ระหว่างเซลล์ประสาท การส่งผ่านการกระตุ้นประสาทจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึก (เซลล์รับความรู้สึกที่นำเข้า) ไปยังเซลล์ประสาทสั่งการ (เซลล์รับความรู้สึกที่ส่งออก) จะเกิดขึ้นด้วยความช่วยเหลือของตัวกลาง ซึ่งกระบวนการดังกล่าวจะออกจากไขสันหลังเป็นส่วนหนึ่งของรากด้านหน้าของเส้นประสาทไขสันหลังหรือเส้นใยประสาทสั่งการของเส้นประสาทสมอง และมุ่งไปที่อวัยวะที่ทำงาน ส่งผลให้กล้ามเนื้อหดตัว

ตามกฎแล้วส่วนโค้งสะท้อนกลับไม่ได้ประกอบด้วยเซลล์ประสาทสองเซลล์ แต่มีความซับซ้อนมากกว่ามาก ระหว่างเซลล์ประสาทสองเซลล์ ได้แก่ เซลล์รับ (รับความรู้สึก) และเซลล์ส่งออก จะมีเซลล์ประสาทปิด (อินเทอร์คาลารี, คอนดักทีฟ) หนึ่งเซลล์ขึ้นไป ในกรณีนี้ การกระตุ้นจากเซลล์ประสาทรับจะส่งต่อไปตามกระบวนการหลัก ไม่ใช่โดยตรงไปยังเซลล์ประสาทเอฟเฟกเตอร์ แต่ไปยังเซลล์ประสาทอินเทอร์คาลารีหนึ่งเซลล์ขึ้นไป บทบาทของเซลล์ประสาทอินเทอร์คาลารีในไขสันหลังดำเนินการโดยเซลล์ที่อยู่ในเนื้อเทาของคอลัมน์หลัง เซลล์เหล่านี้บางเซลล์มีแอกซอน (นิวไรต์) ซึ่งมุ่งไปที่เซลล์สั่งการของฮอร์นด้านหน้าของไขสันหลังในระดับเดียวกัน และปิดส่วนโค้งสะท้อนกลับที่ระดับของส่วนใดส่วนหนึ่งของไขสันหลัง แอกซอนของเซลล์อื่นในไขสันหลังสามารถแบ่งตัวเป็นรูปตัว T เบื้องต้นเป็นกิ่งที่ลาดลงและลาดขึ้น ซึ่งมุ่งไปที่เซลล์ประสาทสั่งการของฮอร์นด้านหน้าของส่วนที่อยู่ติดกัน สูงกว่าหรือต่ำกว่า ตลอดเส้นทาง กิ่งก้านที่ขึ้นหรือลงแต่ละกิ่งสามารถส่งสารต่อเนื่องไปยังเซลล์มอเตอร์ของส่วนต่างๆ ของไขสันหลังและส่วนข้างเคียงอื่นๆ ได้ ในเรื่องนี้ จะเห็นได้ชัดว่าการระคายเคืองของตัวรับแม้เพียงเล็กน้อยก็สามารถส่งผ่านไปยังเซลล์ประสาทของส่วนใดส่วนหนึ่งของไขสันหลังได้ ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังแพร่กระจายไปยังเซลล์ของส่วนข้างเคียงหลายๆ ส่วนได้ด้วย ผลลัพธ์ที่ได้คือการหดตัวของกล้ามเนื้อไม่ใช่เพียงกล้ามเนื้อเดียวหรือกลุ่มกล้ามเนื้อเดียว แต่เป็นหลายกลุ่มในคราวเดียวกัน ดังนั้น ในการตอบสนองต่อการระคายเคือง จะเกิดการเคลื่อนไหวแบบรีเฟล็กซ์ที่ซับซ้อนขึ้น นี่คือปฏิกิริยาของร่างกายอย่างหนึ่ง (รีเฟล็กซ์) ในการตอบสนองต่อการระคายเคืองภายนอกหรือภายใน

IM Sechenov เสนอแนวคิดเรื่องความเป็นเหตุเป็นผล (determinism) ในผลงานของเขาเรื่อง "Reflexes of the Brain" โดยระบุว่าปรากฏการณ์แต่ละอย่างในร่างกายมีสาเหตุ และผลสะท้อนกลับเป็นการตอบสนองต่อสาเหตุนั้น แนวคิดเหล่านี้ได้รับการพัฒนาอย่างสร้างสรรค์เพิ่มเติมในผลงานของ SP Botkin และ IP Pavlov ซึ่งเป็นผู้ก่อตั้งหลักคำสอนเรื่องการตอบสนองทางประสาท ข้อดีที่ยิ่งใหญ่ของ IP Pavlov คือเขาขยายหลักคำสอนเรื่องการตอบสนองไปยังระบบประสาททั้งหมด ตั้งแต่ส่วนล่างไปจนถึงส่วนบนสุด และพิสูจน์ธรรมชาติการตอบสนองกลับของกิจกรรมสำคัญทุกรูปแบบของร่างกายโดยไม่มีข้อยกเว้น ตามคำกล่าวของ IP Pavlov กิจกรรมรูปแบบง่ายๆ ของระบบประสาท ซึ่งคงที่ มีมาแต่กำเนิด จำเพาะต่อสายพันธุ์ และสำหรับการก่อตัวของเงื่อนไขเบื้องต้นทางโครงสร้างซึ่งไม่จำเป็นต้องมีเงื่อนไขทางสังคม ควรกำหนดให้เป็นการตอบสนองแบบไม่มีเงื่อนไข

นอกจากนี้ ยังมีการเชื่อมโยงชั่วคราวกับสิ่งแวดล้อมที่ได้มาในช่วงชีวิตของบุคคล ความสามารถในการเชื่อมโยงชั่วคราวทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถสร้างความสัมพันธ์ที่หลากหลายและซับซ้อนที่สุดกับสิ่งแวดล้อมภายนอกได้ IP Pavlov เรียกกิจกรรมตอบสนองรูปแบบนี้ว่ารีเฟล็กซ์ที่มีเงื่อนไข (ตรงข้ามกับรีเฟล็กซ์ที่ไม่มีเงื่อนไข) ส่วนที่รีเฟล็กซ์ที่มีเงื่อนไขปิดอยู่คือคอร์เทกซ์ของสมอง สมองและคอร์เทกซ์เป็นพื้นฐานของกิจกรรมประสาทขั้นสูง

PK Anokhin และโรงเรียนของเขาได้ยืนยันการมีอยู่ของสิ่งที่เรียกว่าการตอบรับของอวัยวะที่ทำงานด้วยศูนย์กลางประสาท - "feedback afferentation" ในช่วงเวลาที่แรงกระตุ้นที่ส่งออกจากศูนย์กลางของระบบประสาทไปถึงอวัยวะที่บริหาร ปฏิกิริยาตอบสนอง (การเคลื่อนไหวหรือการหลั่ง) จะเกิดขึ้นในอวัยวะเหล่านั้น ผลการทำงานนี้จะระคายเคืองตัวรับของอวัยวะที่บริหาร แรงกระตุ้นที่เกิดจากกระบวนการเหล่านี้จะถูกส่งกลับไปยังศูนย์กลางของไขสันหลังหรือสมองตามเส้นทางการรับความรู้สึกในรูปแบบของข้อมูลเกี่ยวกับการดำเนินการบางอย่างของอวัยวะในช่วงเวลาที่กำหนด ด้วยวิธีนี้ จึงสามารถบันทึกความถูกต้องของการดำเนินการคำสั่งได้อย่างแม่นยำด้วยความช่วยเหลือของแรงกระตุ้นประสาทที่ส่งไปยังอวัยวะที่ทำงานจากศูนย์กลางประสาท และการแก้ไขอย่างต่อเนื่อง การมีอยู่ของการส่งสัญญาณสองทางตามห่วงโซ่ประสาทรีเฟล็กซ์แบบวงกลมหรือวงแหวนปิดของ "การตอบสนองแบบป้อนกลับ" ช่วยให้สามารถแก้ไขปฏิกิริยาของสิ่งมีชีวิตต่อการเปลี่ยนแปลงใดๆ ในเงื่อนไขของสภาพแวดล้อมภายในและภายนอกได้อย่างต่อเนื่องและต่อเนื่องทุกขณะ หากไม่มีกลไกป้อนกลับ การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตต่อสภาพแวดล้อมก็เป็นสิ่งที่คิดไม่ถึง ดังนั้น แนวคิดเก่าๆ ที่ว่าพื้นฐานของการทำงานของระบบประสาทคือส่วนโค้งรีเฟล็กซ์แบบ "เปิด" (ไม่ปิด) จึงถูกแทนที่ด้วยแนวคิดของห่วงโซ่รีเฟล็กซ์แบบวงกลมปิด

[ 1 ], [ 2 ]