الجهاز العصبي | التعريف والوظيفة والبنية والأمراض

الجهاز العصبي باختصار

• يستخدم الجهاز العصبي إشارات كهربائية وكيميائية لمساعدة جميع أجزاء الجسم على التواصل مع بعضها البعض.
• يشكل الدماغ والحبل الشوكي الجهاز العصبي المركزي.
• تشكل الأعصاب الموجودة في كل مكان في الجسم جزء من الجهاز العصبي المحيطي.
• الجهاز العصبي المحيطي ينقل التنبيه من الوسط المحيط وداخل الجسم إلى الجهاز العصبي المركزي.
• الجهاز العصبي المركزي يعالج الإشارات الواردة من الجهاز العصبي المحيطي ثم يرسل إشارات تكون على شكل إشارات تحفز حركة العضلات أو إفراز الهرمونات.

يحافظ الجهاز العصبي على النظام الداخلي في الجسم من خلال تنسيق أنشطة العضلات والأعضاء. يتلقى هذا النظام رسائل من الأعضاء الحسية ويحفز ردود الفعل العصبية في الأعضاء الأخرى.

تشمل الوظائف الأخرى للجهاز العصبي القدرة على تعلم وفهم المشاعر مثل المتعة والسعادة والخوف والإحساس بالخطر. يتم تنفيذ وظائف هذا النظام من خلال الإشارات والرسائل الكهروكيميائية بين الأعصاب والخلايا الأخرى.

يتكون الجهاز العصبي البشري من الدماغ والنخاع الشوكي والأعضاء الحسية وجميع الخلايا العصبية التي تعمل كقنوات اتصال بين مختلف أعضاء الجسم. يتكون الجهاز العصبي البشري بشكل أساسي من نوعين من الخلايا هي:

1. الخلايا العصبية: مهمتها نقل ومعالجة الإشارات العصبية.
2. الخلايا الدبقية: مهمتها دعمه وتعوض الخلايا العصبية الميتة.

مم يتكون الجهاز العصبي

يتكون الجهاز العصبي من العديد من الخلايا العصبية. تتكون الخلايا العصبية من "جسم خلية" مركزي وعدد من المكونات تسمى محاور عصبية واستطالات هيولية متشابكة.

عادة ما تسمى الفروع الصغيرة المتوسعة القريبة من جسم الخلية التغصنات، وكقاعدة عامة، يتم تكييفها لتلقي الإشارات العصبية.

تمتلك العديد من الخلايا العصبية محوار واحد (وفي بعض الخلايا أكثر من واحد) يمكن أن يكون طوله أحيانًا أكثر من متر. غالبًا ما تحتوي المحاور محاطة بغلاف دهني يسمى غمد النخاعين، والذي يساعد الخلايا العصبية على نقل الرسائل الكهروكيميائية بسرعة إلى خلية عصبية أو خلية أخرى. تسمى أجزاء المحاور التي لا تحتوي على غمد المايلين "عقد رانفييه".

تشكل حزم المحاوير التي تتفرع عن الخلايا العصبية ما يعرف بالألياف العصبية، ومجموعة الألياف تشكل الأعصاب.

عادةً ما تدعم الخلايا المتخصصة المسماة الخلايا الدبقية، المسؤولة عن إنتاج المايلين وتزويد الخلايا العصبية بالأكسجين، تعتبر الخلايا الدبقية كخلايا داعمة للخلايا العصبية مهمة جدًا أيضًا في توفير الدعم والحماية من مسببات الأمراض.

يمكن أن تتواصل الخلايا العصبية مع بعضها البعض لإنشاء دوائر وشبكات تؤثر على التعلم والإدراك والسلوك، بل وتنتج استجابات فسيولوجية يمكن التنبؤ بها للمحفزات الخارجية.

وظائف الجهاز العصبي

للجهاز العصبي وظائف عديدة في الجسم نذكر بعضها هنا:

تنسيق الحركة في أجزاء الجسم والاستجابة للمنبهات

تتمثل الوظيفة الرئيسية للجهاز العصبي في تلقي المعلومات وتوليد الاستجابات لمنبه معين. يمكن أن تكون المعلومات والردود بسيطة أو ضعيفة أو معقدة. على سبيل المثال، عندما يتم لمس جسم ساخن باليد، تنتقل درجة حرارته بسرعة إلى الجهاز العصبي المركزي، وتكون الاستجابة انعكاسًا فوريًا في رفع اليد من خلال تحفيز العضلات الهيكلية. يمكن أن تؤدي العديد من هذه الأحداث أيضًا إلى تكوين التعلم والذاكرة طويلة المدى.

من ناحية أخرى، فإن المعلومات الواردة هي حافز يمكن أن يكون الشعور بتناول مشروب بارد في يوم حار، حيث يستجيب الجسم بشعور من السرور. يتم التعبير عن هذه الاستجابة من خلال النشاط العصبي في أجزاء مختلفة من الجسم.

من ناحية أخرى، يمكن أن يكون المنبه غير مباشر، مثل حفيف الأوراق في غابة هادئة. يمكن لأي منبه أن يخلق سلسلة من الرسائل العصبية في الجهاز العصبي تؤدي إلى الاستجابة.

قد يستجيب جسم الإنسان لأصوات الحيوانات والمخاطر عن طريق زيادة إفراز الأدرينالين، وهذه الزيادة في الأدرينالين تغير الحالة الأيضية للعضلات الهيكلية الملساء وعلة القلبي. من ناحية أخرى، باستخدام آلية الذاكرة طويلة المدى، يمكن للجهاز العصبي استعادة الذاكرة ومحاولة تذكر أن الحيوان قد يكون ثعبانًا سامًا وما هو أفضل طريق ممكن للهروب.

تحدث معظم هذه الإجراءات على الفور تقريبًا بعد تلقي التنبيه. يمكن لبعض أجزاء الجهاز العصبي تحفظ المعلومات التي نشأت من المنبهات بعمق، بحيث يمكن للشخص الذي مر بأحداث خطيرة سابقة، ولحظات مؤلمة، وجميع الاستجابات الفسيولوجية للمنبهات أن يتذكرها ويتذكرها بدقة.

فهم العواطف والاستجابة لها

واحدة من الطرق الرئيسية لإيصال التنبيه إلى الجهاز العصبي هي النبضات العصبية التي تشكلها الأعضاء الحسية. من أجل دمج المعلومات وتقييم طبيعة العالم الخارجي، تنتقل إشارات اللمس والصوت والبصر والشم والذوق إلى الجهاز العصبي. وبالمثل، تعمل عبعض الخلايا العصبية كمستشعرات للحالة الداخلية للجسم. تشمل هذه الخلايا العصبية الخلايا العصبية الحسية في العين والأنف واللسان. يمكن لهذه الخلايا العصبية الحسية تنبيه الشخص إلى وجود طعام لذيذ وتحفيز الرغبة في تناول الطعام.

بعد تناول الطعام، يمكن للخلايا العصبية في الجهاز الهضمي أن تشعر بشد العضلات في المعدة. عندما تنتقل هذه المعلومات إلى الجهاز العصبي المركزي، يحدث رد فعل الشبع ويرسل رسالة "الامتلاء" والرغبة في التوقف عن الأكل إلى الدماغ. هذه استجابات معقدة لا تتعلق مباشرة بالخلية العضلية. يحدث تكامل أكثر تعقيدًا في هذه المرحلة، حيث تؤثر الذاكرة والتعلم والإدراك والحالة العاطفية على الاستجابة الفسيولوجية التي يثيرها الجهاز العصبي.

التحكم في أجهزة وأعضاء الجسم وتنسيق عملها

بينما يمكن اعتبار الجهاز العصبي مركز استقبال المعلومات ومعالجتها ونقلها، فإن وظيفته معقدة في معظم الكائنات الحية. هذه الوظيفة المعقدة عند البشر لها أهمية خاصة في التفكير واللغة والإدراك والكلام. تتحكم أجزاء من الجهاز العصبي المركزي في حركات العضلات الإرادية واللاإرادية، بما في ذلك حركات اليد والقدم وحركات الجهاز الهضمي.

هذا الجزء من الجهاز العصبي مهم جدًا للحفاظ على التوازن وتنظيم درجة الحرارة الداخلية والإيقاع اليومي للجسم. ينظم الجهاز العصبي أيضًا التنفس وضغط الدم ومعدل ضربات القلب. يدمج الجهاز العصبي هذا الإجراء مع جهاز الغدد الصماء حتى يتمكن الجسم من الاستجابة للمنبهات بالتنسيق والتنظيم الدقيقين.

أجزاء الجهاز العصبي

يتكون الجهاز العصبي البشري من الدماغ والنخاع الشوكي. بالإضافة إلى ذلك، يحتوي الجهاز العصبي على الأعضاء الحسية الأولية وجميع الأعصاب المرتبطة بهذه الأعضاء. يشكل الدماغ والحبل الشوكي "الجهاز العصبي المركزي" (CNS). تُعرف جميع الأنسجة العصبية الأخرى بالجهاز العصبي المحيطي (PNS).

الجهاز العصبي المحيطي

يتكون الجهاز العصبي المحيطي من 12 زوجًا من الأعصاب الدماغية (ترتبط بالدماغ) و 31 زوجًا من الأعصاب الشوكية (ترتبط بالنخاع الشوكي). وهكذا فإن الجهاز العصبي المحيطي يشمل الخلايا العصبية في الأعضاء الحسية، وجميع الأعصاب الحسية الدماغية والشوكية، وجميع الأعصاب الحركية التي ترسل رسائل إلى أجزاء مختلفة من الجسم. يتكون جزء الجهاز العصبي المحيطي الذي يتحكم في الأعضاء الحركية من جزأين يسمى الجهاز العصبي الإرادي والجهاز العصبي اللاإرادي.

الأعصاب الدماغية

تنشأ هذه الأعصاب في الدماغ. كما ذكرنا سابقًا، تتكون هذه الأعصاب من 12 زوجًا من الأعصاب تشمل ما يلي:

• العصب الشمي
• العصب البصري
• العصب المحرك للعين
• العصب البكري
• العصب ثلاثي التوائم
• العصب المبعد
• العصب الوجهي
• العصب الدهليزي القوقعي
• العصب اللساني البلعومي
• العصب المبهم
• العصب الإضافي
• العصب تحت اللسان

تعتبر الأعصاب الشمية والبصرية جزءًا من الجهاز العصبي المركزي ولا تنشأ من جذع الدماغ، أزواج العصب الشمي والبصري لها وظيفة حسية، والأعصاب الدماغية الأخرى لها وظيفة حركية. يُطلق على العصب العاشر الذي يخرج من الدماغ اسم العصب المبهم أو المجهول، وهو أطول عصب دماغي يشارك في أنشطة الجهاز السمبتاوي والكلام والبلع.

الأعصاب الشوكية

الحبل الشوكي هو حبل عصبي طويل يقع داخل العمود الفقري مهمته نقل الإشارات العصبية الحسية والحركية بين الدماغ والأعصاب الطرفية. ينقسم كل عصب شوكي إلى قسمين هما الجذر الأمامي والجذر الخلفي. تشمل الجذور الأمامية الأعصاب الحركية، التي تنقل الرسائل الحركية إلى عضلات وغدد الجسم، والجذور الخلفية تشمل الأعصاب الحسية (بما في ذلك حواس اللمس والحرارة والاهتزاز والألم).

الجهاز العصبي المركزي

يقع الدماغ في تجويف الجمجمة ويزن أقل من 1.5 كجم. يلعب هذا الجزء المهم من الجهاز العصبي دورًا مهمًا في العديد من الوظائف العقلية المعقدة مثل التخطيط والوعي والإدراك واللغة. ينقسم الدماغ إلى أجزاء مختلفة مثل الدماغ والمخيخ وجذع الدماغ.

المخ

المخ هو أكبر جزء من الدماغ، يتكون المخ من نصفي الكرة المخية، نصفي الكرة المخية متساويان في الحجم. النصف المخي الأيمن مسؤول عن المهارات الفنية، والنصف المخي الأيسر مسؤول عن القدرة على التفكير. يحتوي كل نصف كرة أيضًا على أربعة فصوص. تشمل الفصوص الدماغية ما يلي:

• الفص الجداري
• الفص الجبهي
• الفص الصدغي
• الفص القفوي

كل من فصوص الدماغ لها وظائف مميزة تشارك في التحكم في الانفعالات وحل المشكلات والإدراك البصري والسمع واللغة والكلام. بالإضافة إلى ذلك، فإن كل من الفصوص الدماغية مسؤولة عن إحدى الحواس، على سبيل المثال، الفص الجداري مسؤول عن حاسة اللمس.

المخيخ

المخيخ هو جزء صغير من الدماغ يقع في مؤخرة الرأس ويلعب دورًا في موازنة الجسم. هذا الجزء مسؤول أيضًا عن الحركات الإرادية للجسم. يعد المخيخ من أهم أجزاء الدماغ.

جذع الدماغ

جذع الدماغ (Brain Stem) هو أيضًا الجزء الأخير من الدماغ، يربط جذع الدماغ الدماغ بالحبل الشوكي. وهو مركز الحركات اللاإرادية للجسم.

الخلايا العصبية هي الوحدة الوظيفية الأساسية للجهاز العصبي. يمكن أن تكون الخلايا العصبية حسية أو حركية، اعتمادًا على ما إذا كانت تنقل المعلومات إلى الجهاز العصبي المركزي أو تنقل الإشارات من الجهاز العصبي المركزي. بعض الخلايا العصبية، تسمى Interneurons، مهمة في دمج المعلومات من المحفزات المختلفة وخلق استجابة متكاملة.

هيكل الجهاز العصبي

يعد الجهاز العصبي نظامًا معقدًا للغاية لتنسيق سلوك الكائن الحي ومساعدته على التوجيه والتفاعل في البيئة الخارجية. في أبسط الكائنات الحية، يمكن أن يتكون الجهاز العصبي من عدد قليل فقط من الخلايا العصبية بدون جهاز عصبي مركزي. من ناحية أخرى، عند البشر الذين، هناك جهاز عصبي معقد للغاية، يكون الدماغ فيه قادرًا على التفكير المعقد والمنطقي، وقادرًا على التحدث وفهم اللغات.

يتم تنظيم الجهاز العصبي بشكل عام بطريقة يتم فيها إرسال التنبيهات (مثل المنبهات البصرية أو اللمسية) من الجهاز العصبي المحيطي إلى الدماغ. في الدماغ، تتم معالجة هذه التنبيهات بسرعة. ثم يرسل الدماغ إشارات الاستجابة إلى أجزاء مختلفة من الجسم.

يمكن أن تكون هذه إشارات الاستجابة إشارات جسدية وتحفز بحركات إرادية. تعتبر الأعصاب التي تنقل الإشارات إلى عضلات الهيكل العظمي وعضلات اللسان جزءً من "الجهاز العصبي الإرادي".

من ناحية أخرى، يمكن أن تكون الإشارات المرسلة من الدماغ إشارات مستقلة تؤثر على الغدد والعضلات الملساء ومناطق أخرى تكون بشكل عام جزءً من الاستجابات اللاإرادية. هذه الأعصاب جزء من "الجهاز العصبي اللاإرادي".

يحافظ الأداء المنسق للجهازين إرادي واللاإرادي على الحالة المستقرة للجسم.

أمراض الجهاز العصبي

قد يتعرض الجهاز العصبي للهجوم من قبل مسببات الأمراض مثل البكتيريا والفيروسات والفطريات. يمكن للعدوى البكتيرية مثل السل أو الزهري أن تصيب الأنسجة العصبية كموقع ثانوي للعدوى في مراحل متقدمة من المرض.

غالبًا ما تكون الأغشية السحائية التي تبطن الجهاز العصبي المركزي عرضة للعدوى، خاصةً عندما تسمح صدمة الرأس لمسببات الأمراض من الأعضاء الأخرى بالوصول إلى هذه الأنسجة الدقيقة من خلال السائل النخاعي.

تشمل الاضطرابات الأخرى للجهاز العصبي تكوين جلطات في شبكات الأوعية الدموية في الدماغ والتي تسبب السكتة الدماغية. يمكن أن تؤدي السكتة الدماغية إلى فقدان وظائف المخ على نطاق واسع وأحيانًا إلى الشلل التام.

الأمراض المرتبطة بتراكم بروتينات في الدماغ قد تكون معطلة للغاية وتقدمية مما يعني أن الأعراض تزداد مع تقدم العمر. وتشمل مرض الزهايمر ومرض باركنسون.

تتضمن بعض أمراض الدماغ عاملًا وراثيًا محددًا، مثل مرض هنتنغتون الذي أصله يعود إلى العوامل الوراثية. في كثير من الحالات، يوجد بروتين واحد يتم تحور جينه بحيث تتراكم التغييرات واسعة النطاق في تسلسل الحمض النووي داخل الجين على مدار سنوات متتالية.

يبدو أيضًا أن العوامل الوراثية والبيئية تتسبب في معظم الأمراض العصبية الأخرى.

مرض الزهايمر

لا يزال سبب مرض الزهايمر مجهولاً. غالبًا ما يُظهر تشريح جثث المرضى الذين ماتوا بسبب المرض لويحات بروتينية في أدمغتهم. الفرضية الأولى حول سبب هذا المرض هي وجود خلل في الناقل العصبي وتدمير للخلايا العصبية.

تشمل النظريات الأخرى الخلل الوظيفي وتشكل بروتينات معينة (بروتينات طليعة الأميلويد وبروتينات تاو) التي تتراكم في الفراغات خارج خلايا الدماغ. هناك أدلة على أن تناول البروتينات الحيوانية يمكن أن يؤدي إلى تحفيز ردود فعل المناعة الذاتية في الجسم، والتي بدورها تسبب تشكل لويحات البروتين في الدماغ.

تظهر على معظم مرضى الزهايمر أعراض مثل تضخم بطينات الدماغ وانكماش الأنسجة العصبية النشطة في القشرة الدماغية والحصين. لهذا السبب، غالبًا ما يعاني الأشخاص المصابون بمرض الزهايمر من انخفاض تدريجي في الوظيفة الإدراكية والتعلم وضعف الذاكرة وتغيرات الحالة المزاجية. يعد فقدان الذاكرة قصير المدى وعدم القدرة على تعلم أشياء جديدة من أولى علامات مرض الزهايمر. قد يكرر الأشخاص المصابون بمرض الزهايمر جملهم مرارًا وتكرارًا لأنهم لا يستطيعون تذكر المحادثات السابقة.

مع تقدم المرض، قد يكونون قادرين فقط على تذكر أقدم ذكرياتهم. قد يعرف بعض هؤلاء المرضى القائمين على رعايتهم أو يتذكرون المكان الذي يعيشون فيه. في هذا المرض، بالإضافة إلى اضطرابات الذاكرة والتعلم، قد ينسى الشخص أيضًا لغته المنطوقة أو في بعض الحالات يصاب بجنون العظمة.

مرض الشلل الرعاشي

على عكس مرض الزهايمر الذي يؤثر على القدرات المعرفية للدماغ، لا يؤثر مرض باركنسون على القدرات المعرفية كثيرًا. من ناحية أخرى، يرتبط مرض باركنسون بفقدان تدريجي للقدرة الحركية يبدأ بمهارات حركية صغيرة وتغيير في القدرات الحركية والتوازن.

عادة ما تظهر على المريض أعراض مثل الاهتزازات الخفيفة، خاصة في اليدين أو القدمين. مع تقدم المرض، يواجه الشخص صعوبة في أداء المهام المتكررة باليدين أو القدمين، مثل الكتابة أو المشي. تصبح الحركات الإرادية صعبة عند هؤلاء الأشخاص، خاصة في الحالات التي تتطلب التنسيق بين الأطراف والعينين.

تسمى المنطقة الرئيسية في الدماغ المصابة بهذا المرض "الكتلة السوداء" (Substra Nigra)، وهي كتلة سوداء في الدماغ المتوسط ​​تحتوي على خلايا عصبية تشارك في تنظيم حركة الجسم. مثل مرض الزهايمر، السبب الدقيق لمرض باركنسون غير معروف. في حين أن العوامل الوراثية قد تلعب دورًا في تطور المرض، يمكن أن تلعب الملوثات البيئية وتلف الدماغ والنظام الغذائي دورًا أيضًا.