نورون یا سلول عصبی

• تیم نیومن، دکتر سینوگو هان
• ترجمۀ فرهنگ راد

نورون‌ها یا سلـول‌های عصبی مسؤول حمل اطلاعات در سراسر بدن انسان هستند. این سلول‌ها با استفاده از پیام‌های شیمیایی و الکتریکی به تنظیم و هماهنگی تمامی عملکردهای ضروری بدن کمک می‏‌کنند. در این مقاله نورون‌ها و چگونگی کارکرد آنها توضیح داده خواهد شد.
مخلص کلام، سیستم‌های عصبی ما آنچه را که در اطراف و نیز در درون ما می‌گذرد کشف می‌کنند. این سیستم‌ها تعیین می‌کنند که ما چگونه عمل کنیم، وضعیت دستگاه‌های داخلی بدن (برای مثال تغییرات ضربان قلب) را دگرگون می‌کنند، و برای ما امکان تفکر و یادآوری آنچه را که در حال گذار است، فراهم می‌نمایند. برای انجام این مهم سیستم عصبی شبکۀ پیچیده‌ای در اختیار دارد: نورون‌ها. تخمین زده شده است که در حدود 86 میلیارد نورون در مغز انسان وجود دارد، که هر یک از آنها به 1000 نورون دیگر متصل است. این ارقام و به هم‌پیوستگی‌ها یک شبکۀ‌ پیچیده و باورنکردنی ارتباطی پدید می‌آورند. نورون‌ها واحدهای پایه‌ای سیستم عصبی محسوب می‌شوند.
نورون‌ها که گاهی از اوقات سلول‌های عصبی نامیده می‌شوند، ده درصد مغز را تشکیل می‌دهند. مابقی مغز از گلیال و استروسیت‌ها تشکیل شده است که نورون‌ها را تغذیه و حمایت می‌کنند.

نورون‌ها شبیه چه به نظر می‌رسند؟
نورون‌ها را صرفاً با استفاده از میکروسکپ می‌توان دید، و به سه قسمت تقسیم می‌شوند:
سوما (سلول بدنی) - این بخش از نورون وظیفۀ دریافت اطلاعات را بر عهده دارد و شامل هسته‌های سلولی است.
دندریت‌ها - این تارهای باریک اطلاعات را از نورون‌ها به سوما منتقل می‌کنند. آنها بخش "ورودی" سلول را تشکیل می‌دهند.
اکسون - این پروژۀ بزرگ اطلاعات را از سوما گرفته و آنها را به دیگر سلول‌ها منتقل می‌کند. اکسون بخش "خروجی" سلول عصبی است. اکسون به شکل نرمال با تعدادی از سیناپس‌های متصل به دندریت‌های نورون‏‌های دیگر خاتمه می‌یابد.
دندریت‌ها و اکسون‌های برخی از اوقات زیر عنوان فیبرها نوری (الیاف نوری) مورد اشاره قرار می‌گیرند.
اکسون‌ها از نظر درازا و اندازه‌ متفاوتند. برخی از آنها ممکن است کوچک باشند، در حالی که طول برخی دیگر از آنها به یک متر می‌رسد. درازترین اکسون گانگلوین ریشۀ دورسال (DRG) نام دارد، و خوشه‌ای از اجرام سلولی است که اطلاعات را از پوست به مغز حمل می‌کند. برخی از اکسون‌ها در سفر از انگشتان پا تا مغز در افراد بلند قد بیش از دو متر فاصله را طی می‌کنند.

انواع نورون‌ها
نورون‌ها را بر مبنای نوع اتصال یا عملکرد می‌توان به روش‌های متفاوتی تقسیم کرد.

اتصال
نورون‌های بیرون‌بر - این نوع نورون‌ها پیام‌ها را از سیستم عصبی مرکزی (مغز و طناب نخاعی) گرفته و آنها را به دیگر بخش‌های بدن می‌رسانند.
نورون‌های درون‌آور - این نورون‌ها پیام‌ها را از دیگر قسمت‌های بدن گرفته و آنها را به سیستم عصبی مرکزی (CNS) انتقال می‌دهند.
نورون‌های داخلی (اینترانورون) - این نورون‌ها پیام‌های درون‌نورونی را در سیستم عصبی مرکزی تقویت می‌کند.

عملکرد
حسی - نورون‌ها پیام‌های مربوط به حس‌های مختلف را به سیستم عصبی مرکزی می‌رسانند.
بازپخش - نورون‌ها پیام‌ها را در محدودۀ سیستم عصبی مرکزی از یک مکان به مکان دیگر انتقال می‌دهند.
حرکتی - نورون‌ها پیام‌ها را از سیستم عصبی مرکزی به عضلات انتقال می‌دهند.

نورون‌ها چگونه پیام را منتقل می‌کنند؟
اگر نورونی مقدار زیادی دادۀ ورودی از دیگر نورون‌ها دریافت کند، این پیام‌ها روی هم انباشته می‌شود تا به آستانۀ مشخصی برسند.
وقتی این آستانه فرا برسد، نورون تحریک می‌شود تا تکانشی در امتداد اکسون خود ایجاد کند - که به نام پتانسیل کنش (عمل) خوانده می‌شود.
پتانسیل عمل از طریق جنبش الکتریکی نیرو گرفته از اتم‏ها (یون‌ها) در غشاء اکسون ایجاد می‌شود.
نورون‌ها در حالت استراحت نسبت به مایع پیرامون خون به شکل منفی شارژ می‌شوند. این وضعیت زیر عنوان پتانسیل غشاء شناخته می‌شود. پتانسیل غشاء به طور معمول 70- میلی‌ولت است.
وقتـی بدنۀ سلول عصبی پیام‌های کافی برای تحریک خود به حرکت دریافت می‌کند، بخشی از اکسون که در نزدیک‌ترین فاصله به بدنۀ سلول قرار دارد غیر قطبی می‌شود - پتانسیل غشاء به سرعت افزایش می‌یابد و سپس افت می‌کند (در حدود یک‌هزارم یک ثانیه). این تغییر محرک قطبی شدن در بخش مجاور اکسون نسبت به آن می‌شود، و کار به همین ترتیب ادامه می‌یابد تا اینکه فراز و فرود در شارژ سراسر طول اکسون را پشت سر بگذارد.
پس از برافروخته شدن هر بخش، یک وضعیت مختصر قطبی شدن بیش از حد ایجاد می‌شود که در آن سطح آستانه کاهش می‌یابد که این بدان معنی است که تحریک دوبارۀ آن به فوریت کمتر محتمل خواهد بود.
اغلب اوقات تکثیر پتانسیل عمل یا کنش توسط یون‌های پتاسیم (K+) و سدیم (Na+) صورت می‌گیرد.
خلاصۀ این فرآیند به قرار زیر است:
• کانال‌های Na+ باز شده و امکان جریان یافتن آن را به درون سلول فراهم می‌کنند که باعث می‌شود تا بیشتر مثبت شود.
• وقتی سلول به شارژ معینی می‌رسد، کانال‌های پتاسیم باز می‌شوند و امکان خروج K+ را از سلول فراهم می‌کنند.
• آنگاه کانال‌های Na+ بسته می‌شوند اما کانال‌های K+ باز باقی می‌مانند که امکان خروج شارژ مثبت را از سلول ایجاد می‌کند.
• وقتی پتانسیل غشاء به وضعیت استراحت خود برمی‌گردد، کانال‌های K+ بسته می‌شوند.
• در نهایت، پمپ سدیم / پتاسیم Na+ را به بیرون سلول حمل کرده و K+ را به درون سلول برمی‌گرداند که برای از سرگیری پتانسیل کنش بعدی آماده‌اند.
پتانسیل‌های کنش به عنوان "همه یا هیچ" توصیف می‌شوند زیرا همیشه دارای اندازۀ واحدی هستند. قدرت یک محرک با استفاده از فرکانس یا تواتر انتقال می‌یابد. برای مثال، اگر محرکی ضعیف باشد، نورون اغلب کمتر برافروخته می‌شود، و میزان برافروختگی آن برای یک پیام قوی بیشتر است.

میلین
اغلب اکسون‌ها با یک مادۀ سفید و موم‌وار به نام میلین پوشیده شده‌اند.
این پوشش عصب‌ها را عایق‌بندی کرده و سرعت حرکت تکانش‌ها را افزایش می‌دهد.
میلین توسط سلول‌های شوآن در سیستم عصبی پیرامونی و اُلیگودندروسیت‌ها در سیستم عصبی مرکزی ایجاد می‌شود.
شکاف‌های کوچکی در پوشش میلین وجود دارد که گره‌های رانویر نامیده می‌شوند. پتانسیل کنش از گرهی به گره دیگر می‌پرد، که این به پیام امکان می‌دهد تا بسیار سریع‌تر حرکت کند.

سیناپس‌ها چگونه کار می‌کنند
نورون‌ها به یکدیگر و دیگر بافت‌ها به‌ شکلی متصل می‌شوند که می‌توانند پیام‌ها را منتقل کنند. به‌هر جهت، آنها دارای تماس فیزیکی نیستند - همیشه شکافی میان سلول‌ها وجود دارد که سیناپس نامیده می‌شود.
سیناپس‌ها ممکن است الکتریکی یا شیمیایی باشند. به عبارت دیگر، پیام از فیبر عصبی نخست (نورون پری‌سیناپتیک) به فیبر عصبی بعدی (نورون پساسیناپتیک) توسط سیگنال الکتریکی یا شیمیایی انتقال می‌یابد.

سیناپس‌های شیمیایی
وقتی سیگنالی به یک سیناپس می‌رسد محرک رهش مواد شیمیایی (انتقال دهنده‌های عصبی یا نوروترانسمیترها) به درون شکاف میان دو نورون می‌شود. این شکاف، ترک سیناپتیک نامیده می‌شود.
نوروترانسمیتر در عرض ترک سیناپتیک توزیع شده و با گیرنده‌های روی غشاء نورون پساسیناپسی فعل و انفعال برقرار کرده و محرک ایجاد یک پاسخ می‌شود.
سیناپس‌های شیمیایی بسته به نوع ترانسمیترهایی که رها می‌کنند طبقه‌بندی می‌شوند:
گلوتامرژیک - گلوتامین ترشح می‌کند. آنها معمولاً پر تب و تابند که به این معنی است که بیشتر محتمل است که محرک یک پتانسیل کنش باشند.
گابائرژیک - GABA (اسید گاما - امینوبوتیریک) ترشح می‌کنند. آنها اغلب مهاری هستند که بدین معنی است که شانس برافروختگی نورون پساسیناپتیک را کاهش می‌دهند.
کولینرژیک - استیل‌کولین ترشح می‌کنند. اینها بین نورون‌های حرکتی و فیبرهای عضلانی (خط اتصال عصبی عضلانی) یافت می‌شوند.
ادرنرژیک - نوراپی‌نفرین (ادرنالین) ترشح می‌کنند.

سیناپس‌های الکتریکی
سیناپس‌های الکتریکی کمترند اما در سراسر سیستم عصبی مرکزی یافت می‌شوند. کانال‌های موسوم به خط اتصال شکاف غشاهای پیشاسیناپسی را به غشاهای پساسیناپسی متصل می‌کنند. در خط اتصال شکاف غشاهای پیشاسیناپسی و پساسیناپسی نسبت به سیناپس‌های شیمیایی در فاصلۀ نزدیک‌تری از یکدیگر قرار می‌گیرند، که به این معنی است که می‌توانند جریان الکتریکی را به طور مستقیم عبور دهند.
سیناپس‌های الکتریکی بسیار سریع‌تر از سیناپس‌های شیمیایی عمل می‌کنند، بنابراین آنها را در جاهایی می‌توان یافت که کنش سریع مورد نیاز است (برای مثال در واکنش‌های دفاعی).
سیناپس‏های شیمیایی می‌توانند محرک ایجاد واکنش‌های پیچیده‌ای شوند اما سیناپس‌های الکتریکی فقط می‌توانند پاسخ‌های ساده ایجاد کنند. به هر جهت، خلاف سیناپس‌های الکتریکی، سیناپس‌های شیمیایی دوسویه هستند - یعنی اطلاعات قادرند در دو مسیر جریان یابند.

خلاصۀ مطلب
نورون‌ها یکی از پرجاذبه‌ترین انواع سلول در بدن انسان محسوب می‌شوند. آنها برای هر کنشی که از سوی بدن انسان صورت می‌گیرد نقش اساسی دارند. این بغرنجی شبکه‌های نورونی است که شخصیت و خودآگاهی انسان را به وی عطا می‌کند. آنها مسؤول اغلب کنش‌های اولیه و بیشتر کنش‌های پیچیده محسوب می‌شوند. از کنش‌های واکنشی خودکار تا تفکر عمیق در مورد کائنات، نورون‌ها همگی آنها را تحت پوشش خود دارند./

Source:
Neurons: The basics
Last reviewed Thu 7 December 2017
By Tim Newman
Reviewed by Seunggu Han, MD