عصب‌ها و مغز (Nerves and the Brain)
یه سلول عصبی چطور سیگنال می‌بره، سیگنال‌ها چطور از فاصله‌ی بین دو سلول رد می‌شن، رفلکس چیه، و هر بخش مغز چی‌کار می‌کنه.
سلولِ پیام‌رسون
نورون‌ها: تو سیم برقی، از روی فاصله شیمیایی
به سلول‌های عصبی می‌گن نورون (neuron). هر کدوم دندریت (dendrite) داره، شاخه‌های کوتاهی که سیگنال می‌گیرن، یه جسم سلولی که پردازششون می‌کنه، و یه آکسون (axon) دراز که سیگنال رو جلو می‌فرسته. فقط مغزت تقریباً ۸۶ میلیارد نورون داره. تو طول آکسون، سیگنال به‌شکل یه پالس برقیِ ریز حرکت می‌کنه. ولی نورون‌ها کاملاً به هم نمی‌چسبن: بین هر نورون و بعدی یه فاصله‌ی خیلی کوچیک هست به اسم سیناپس (synapse). اون‌جا سیگنال شیمیایی می‌شه: نورون اول ناقل‌های عصبی (neurotransmitters) آزاد می‌کنه، پیام‌رسون‌های شیمیایی‌ای که از فاصله رد می‌شن و سلول بعدی رو فعال می‌کنن.
رشته‌های عصبیِ سریع سیگنال رو تا تقریباً ۱۰۰ متر در ثانیه یا بیشتر می‌برن؛ رشته‌های کُند حدود ۱ متر در ثانیه. برای همینه که وقتی انگشت پات به جایی می‌خوره، اول ضربه‌ی تیز رو حس می‌کنی و یه لحظه بعد دردِ مبهم رو.
خودت رو امتحان کن
یه سیگنال به ته یه نورون می‌رسه. چطوری از سیناپس رد می‌شه و به نورون بعدی می‌رسه؟
- به‌شکل یه جرقه‌ی برقی از روش می‌پره
- نورون اول پیام‌رسون‌های شیمیایی آزاد می‌کنه که از فاصله رد می‌شن
- دو تا نورون به هم می‌چسبن و سیگنال مستقیم رد می‌شه
- از راه خون به نورون بعدی می‌ره
جواب رو ببین
نورون اول پیام‌رسون‌های شیمیایی آزاد می‌کنه که از فاصله رد می‌شن
درسته. تو سیناپس سیگنال شیمیایی می‌شه: ناقل‌های عصبی آزاد می‌شن، از اون فاصله‌ی ریز رد می‌شن و سلول بعدی رو فعال می‌کنن، که دوباره سیگنال رو به یه پالس برقی تبدیل می‌کنه.
قدم‌به‌قدم ببین
نوک انگشت به صفحه‌ی داغ می‌خوره دستت روی یه صفحه با برچسب HOT گذاشته شده که ازش گرما بلند می‌شه. یه گیرنده تو نوک انگشت همون لحظه‌ای که تماس پیدا می‌کنه فعال می‌شه، و اون نقطه‌ی آبیِ روشن همون سیگناله که تو عصب حسی به‌سمت نخاع راه افتاده؛ نخاع (spinal cord) همون ستون بلند وسطه. مغز بالای تصویر و ماهیچه‌ی بازو هنوز کم‌رنگن: هنوز چیزی بهشون نرسیده.
سیگنال به نخاع می‌رسه سیگنال به نخاع رسیده. قاب سمت راست یه سیناپس رو اون‌جا بزرگ نشون می‌ده: ته یه نورون ذره‌های ریزی آزاد می‌کنه، همون پیام‌رسون‌های شیمیایی، که از فاصله رد می‌شن و به نورون بعدی می‌رسن. سیگنال مستقیم به یه عصب دوم داده می‌شه، بدون اینکه اول تا مغز بره بالا.
نخاع فرمان رو برمی‌گردونه یه سیگنال تازه از نخاع بیرون می‌آد و از راه عصب حرکتی به ماهیچه‌ی بازو می‌رسه، که موقع منقبض شدن نارنجی می‌شه. فلش نتیجه رو نشون می‌ده: دست از روی صفحه‌ی داغ بلند می‌شه. کل این مسیر، از نوک انگشت تا نخاع تا ماهیچه، فقط کسری از یه ثانیه طول می‌کشه.
تازه حالا مغز حسش می‌کنه در همین حین، سیگنال از نخاع هم بالا می‌ره تا مغز، که روشن می‌شه. تازه حالا گرما رو به‌شکل درد حس می‌کنی. ساعتِ t+ نکته‌ی اصلیه: این اتفاق بعد از این می‌افته که دستت قبلاً حرکت کرده. رفلکس ازت محافظت کرد، قبل از اینکه بفهمی اصلاً خطری در کار بوده.
خودت رو امتحان کن
کدوم ترتیب با رفلکسی که الان دیدی جور درمی‌آد؟
- مغز ← نخاع ← عصب حرکتی ← ماهیچه ← گیرنده‌ی پوست
- گیرنده‌ی پوست ← مغز ← عصب حرکتی ← ماهیچه
- گیرنده‌ی پوست ← عصب حسی ← نخاع ← عصب حرکتی ← ماهیچه
- ماهیچه ← عصب حرکتی ← نخاع ← عصب حسی ← گیرنده‌ی پوست
جواب رو ببین
گیرنده‌ی پوست ← عصب حسی ← نخاع ← عصب حرکتی ← ماهیچه
درسته. این همون قوس رفلکس (reflex arc)ـه: از راه عصب حسی وارد می‌شه، تو نخاع دور می‌زنه، از راه عصب حرکتی به ماهیچه می‌ره. مغز از یه شاخه‌ی جدا، بعداً خبردار می‌شه.
این شبکه چطور چیده شده
- دستگاه عصبی مرکزی: مغز و نخاع، جایی که سیگنال‌ها مرتب می‌شن و تصمیم‌ها گرفته می‌شن.
- دستگاه عصبی محیطی: همه‌ی عصب‌هایی که از اون‌جا به بقیه‌ی بدن شاخه می‌دن.
- عصب‌های حسی اطلاعات رو از پوست و چشم و گوش و اندام‌ها میارن تو. عصب‌های حرکتی فرمان‌ها رو به ماهیچه‌ها و غده‌ها می‌برن بیرون.
- رفلکس (بازتاب) یه میون‌برِ از پیش ساخته از راه نخاع یا ساقه‌ی مغزه: خودکار، خیلی سریع و محافظ. پلک زدن وقتی چیزی به‌سمت چشمت پرت می‌شه هم یکی دیگه‌ست.
خودت رو امتحان کن
تو رفلکسی مثل کشیدن دست از روی صفحه‌ی داغ، دستت فقط بعد از اینکه مغزت درد رو ثبت کرد حرکت می‌کنه.
جواب رو ببین
نادرست
غلطه. نخاع فرمان رو مستقیم به ماهیچه می‌فرسته، پس وقتی سیگنال به مغز می‌رسه و درد رو حس می‌کنی، دستت از قبل داره حرکت می‌کنه. دور زدنِ مغز همون چیزیه که رفلکس رو این‌قدر سریع می‌کنه.
اون بالا کی چی‌کار می‌کنه
بخش‌های اصلی مغز
مخ (cerebrum)، اون بخش بزرگ و چین‌خورده، دو نیمه داره و هر نیمه چهار لوب: لوب پیشانی (frontal) (برنامه‌ریزی، تصمیم‌گیری، شروع حرکت)، لوب آهیانه (parietal) (لامسه و اینکه بدنت کجاست)، لوب گیجگاهی (temporal) (شنوایی، زبان، حافظه) و لوب پس‌سری (occipital) پشت سر (بینایی). زیرِ پشتش مخچه (cerebellum) جا گرفته که تعادل و هماهنگیِ نرم حرکت‌ها با اونه. ساقه‌ی مغز (brainstem)، که مغز رو به نخاع وصل می‌کنه، کارهای خودکارِ حیاتی رو می‌گردونه: نفس کشیدن و ضربان قلب. همون بخشیه که بالا رفتن CO2 رو حس می‌کنه و وادارت می‌کنه نفس بکشی (درس ۶).
دویدن دنبال اتوبوس: لوب پس‌سری اتوبوس رو می‌بینه، لوب پیشانی تصمیم می‌گیره بدوی، مخچه نمی‌ذاره پات به لبه‌ی جدول گیر کنه، و ساقه‌ی مغز نفس کشیدنت رو تند می‌کنه؛ همه هم‌زمان.
خودت رو امتحان کن
ما فقط حدود ۱۰ درصد مغزمون رو استفاده می‌کنیم.
جواب رو ببین
نادرست
غلطه، هرچند یه افسانه‌ی رایجه. اسکن‌های مغزی تو همه‌ی مغز فعالیت نشون می‌دن؛ بخش‌های مختلف تو زمان‌های مختلف فعال‌ترن، ولی هیچ ۹۰ درصدِ بلااستفاده‌ای وجود نداره. آسیب به تقریباً هر بخشی یه اثری داره.
خودت رو امتحان کن
هر بخش مغز رو به کار اصلیش وصل کن
جواب رو ببین
- لوب پیشانی → برنامه‌ریزی و تصمیم‌گیری
- لوب پس‌سری → بینایی
- مخچه → تعادل و هماهنگی
- ساقه‌ی مغز → نفس کشیدن و ضربان قلب
مرور درس
- نورون‌ها سیگنال می‌برن: تو طول آکسون برقی، و از روی سیناپس شیمیایی، جایی که ناقل‌های عصبی از فاصله رد می‌شن.
- مغز و نخاع دستگاه عصبی مرکزی رو می‌سازن؛ عصب‌های حسی اطلاعات رو میارن تو و عصب‌های حرکتی فرمان‌ها رو می‌برن بیرون.
- تو رفلکس، نخاع فرمان رو مستقیم به ماهیچه برمی‌گردونه، پس دستت قبل از اینکه مغزت درد رو حس کنه حرکت می‌کنه.
- مخ برنامه‌ریزی می‌کنه، حس می‌کنه و به یاد می‌سپاره؛ مخچه تعادل رو نگه می‌داره؛ ساقه‌ی مغز نفس کشیدن و ضربان قلب رو می‌گردونه.
- مغز حدود ۲ درصد وزن بدنه ولی حدود ۲۰ درصد انرژیِ حالت استراحت رو مصرف می‌کنه، و تو همه‌ش رو استفاده می‌کنی، نه ۱۰ درصدش رو.