2.42. Odbieranie, przekazywanie i przetwarzanie danych w układzie nerwowym Opracowała Bożena Smolik Konsultant Arleta Poręba-Konopczyńska

Odbiór informacji Za odbieranie informacji ze środowiska zewnętrznego odpowiedzialne są receptory. Receptory znajdują się w narządach zmysłów. Receptory są wyspecjalizowane w odbiorze odpowiednich bodźców z otoczenia. Odebrana przez receptor informacja wywołuje impuls nerwowy. Przewodzenie impulsu nerwowego umożliwia specyficzna budowa komórki nerwowej.

Budowa komórki nerwowej

Przewodzenie Neurony różnią się od innych komórek ciała obecnością wypustek- dendrytów i aksonu. Dendryty są liczne, krótkie i i przewodzą impulsy nerwowe w kierunku do ciała komórki. Akson (neuryt) jest jeden i długi, przewodzi sygnały nerwowe do innych komórek. Neurony różnią się od siebie wielkością, kształtem, a przede wszystkim ilością i długością wypustek. Neuryty (aksony) łączą się we włókna nerwowe, które tworzą nerwy. Nerwy przewodzą informacje w postaci impulsów elektrycznych. Szybkość przewodzenia impulsu jest bardzo zróżnicowana: od 1m/s do 120 m/s i zależy od grubości neurytu, występowania osłonki mielinowej. Przepływ informacji przez komórkę nerwową odbywa się zawsze w jednym kierunku - od dendrytu do aksonu. Neurony łączą się ze sobą za pośrednictwem synaps.

Przekazywanie danych Synapsa- to miejsce, w którym akson jednego neuronu styka się z dendrytem drugiego neuronu lub z inną komórką. Pobudzenie, docierające do końcowej części aksonu, uwalnia z niego cząsteczki neuroprzekaźnika, który powoduje w niej zmiany elektryczne. Przewodzenie impulsu odbywa się więc na drodze elektryczno - chemicznej.

Rodzaje neuroprzekaźników i ich funkcje Acetylocholina – procesy pamięci, pobudzanie mięśni do skurczów. GABA – (niedobór) – lęk. Noradrenalina – (niedobór) – depresja. Dopamina – (nadmiar) – schizofrenia. Serotonina – procesy wzbudzenia, długotrwałe żywe halucynacje. Endorfiny – kontrola lęku, strachu, napięcia, przyjemności i bólu.

Szlaki komunikacyjne Odebrane bodźce, przetworzone na impuls nerwowy, są przekazywane za pośrednictwem obwodowego układu nerwowego do układu centralnego. Równolegle biegnie droga z rozkazem reakcji do odpowiednich narządów

Autonomiczny układ nerwowy Budowa układu nerwowego UKŁAD NERWOWY Ośrodkowy-centralny Obwodowy Somatyczny układ nerwowy Autonomiczny układ nerwowy Układ współczulny Układ przywspółczulny

Budowa układu nerwowego Układ centralny, to: mózgowie, rdzeń kręgowy. Układ obwodowy, to: nerwy czaszkowe, nerwy rdzeniowe.

Analiza danych Analizą danych zajmuje się centralny układ nerwowy, zbudowany z: mózgu, móżdżku, rdzenia przedłużonego, rdzenia kręgowego.

Mózg Zbudowany z dwóch półkul mózgowych, połączonych włóknami nerwowymi, które tworzą tzw. spoidło wielkie, dzięki czemu mogą współpracować. W każdej półkuli mózgowej wyróżniamy 4 płaty mózgowe. Powierzchnia półkul mózgowych jest silnie pofałdowana- może dochodzić do 2 m2. Półkule mózgowe zbudowane są z zewnętrznej istoty szarej (kora mózgu) i wewnętrznej istoty białej. Mózg stanowi o naturze człowieka, koordynuje wszystkie czynności fizjologiczne, odbiera sygnały z otoczenia, nadaje im znaczenie i wartość emocjonalną. To w mózgu zachodzą procesy myślowe, czucie, uczenie się, zapamiętywanie, doznawanie uczuć.

Podział obowiązków Kora mózgu zbudowana jest z istoty szarej, czyli z ciał komórek nerwowych i tutaj następuje analiza wszystkich informacji. W korze mózgowej znajdują się wyspecjalizowane ośrodki nerwowe. Lokalizacja ośrodków korowych: w płacie czołowym – ośrodek mowy, w płacie ciemieniowym – ośrodek koordynacji ruchu, w płacie skroniowym – ośrodek słuchu i pamięci, w płacie potylicznym – ośrodek wzroku.

Specjalizacja półkul Włókna idące od lewej półkuli przechodzą na stronę prawą rdzenia kręgowego i odwrotnie. Skutkiem tego mięśnie jednej strony ciała pozostają pod kontrolą ośrodków nerwowych strony przeciwnej. Zawsze jedna z półkul dominuje nad drugą. U osób praworęcznych dominuje półkula lewa. Są w niej zlokalizowane ośrodki mowy związane z zapamiętywaniem mowy, jej rozumieniem i odtwarzaniem, także w formie pisanej. W prawej półkuli mózgu znajdują się ośrodki orientacji przestrzennej, zapamiętywania, odtwarzania i porównywania wrażeń słuchowych i wzrokowych. To prawej półkuli przypisywane są zdolności artystyczne i twórcze, poczucie rytmu, wyobraźnia, marzenia, emocje. Od współpracy półkul mózgowych zależy poziom inteligencji człowieka oraz twórcze myślenie.

Osobowość (temperament)

Na skróty Impuls nerwowy może skrócić sobie drogę i pozostać w rdzeniu kręgowym. Mówimy wtedy o odruchu prostym. Odruch prosty jest mechanizmem obronnym, powodującym prawie natychmiastową reakcję mięśnia na bodziec, nie obejmujący bezpośrednio mózgu. Impulsy nerwowe zawsze jednak przechodzą przez ośrodkowy układ nerwowy. Neurony łączą się ze sobą, tworząc łuki odruchowe. Drogę impulsu od receptora do narządu wykonawczego nazywamy łukiem odruchowym. Bodziec receptor  neuron czuciowy  neuron pośredniczący  neuron ruchowy  efektor (mięsień lub gruczoł)

Móżdżek Dzieli się na dwie półkule, podobnie jak mózg. Zawiera istotę szarą i białą w takim samym jak w mózgu położeniu. Jest ośrodkiem kierującym ruchami: koordynuje ruchy, utrzymuje postawę ciała, odpowiada za napięcie mięśni, odpowiada za utrzymanie równowagi ciała.

Rdzeń przedłużony Łączy półkule mózgu z rdzeniem kręgowym. Jest miejscem ośrodków kontrolujących podstawowe funkcje życiowe: oddychanie, krążenie, trawienie, sen. Zniszczenie tego fragmentu mózgowia powoduje natychmiastową śmierć.

Rdzeń kręgowy Znajduje się w kanale kręgowym. Zawiera istotę białą i szarą, jednak ich rozmieszczenie jest inne jak w mózgu (na zewnątrz istota biała, w środku szara). Przenosi informacje do mózgu i z mózgu. Jest łącznikiem pomiędzy centralnym i obwodowym układem Struje czynnościami odruchowymi. Są tu zlokalizowane ośrodki ruchów mięśni kończyn i tułowia. Przerwanie ciągłości rdzenia kręgowego skutkuje kalectwem lub śmiercią.

Autonomiczny układ nerwowy Układ autonomiczny, zwany inaczej wegetatywnym, stanowi część obwodowego układu nerwowego i reguluje pracę narządów wewnętrznych i gruczołów. Jego działanie jest niezależne od woli i świadomości, nie podlega kontroli świadomości. Składa się z dwóch, przeciwstawnie działających układów: współczulnego i przywspółczulnego. Układ współczulny przyspiesza procesy życiowe odpowiedzialne za obronę lub atak, a przywspółczulny je zwalnia np. współczulny przyspiesza akcję serca, a przywspółczulny zwalnia akcję serca.

Bezpieczeństwo Reakcje naszego organizmu polega ją na odruchach, które są błyskawiczną reakcją na bodziec i zapewniają nam bezpieczeństwo. Odruchy, które towarzyszą nam przez całe życie i służą zaspokojeniu podstawowych potrzeb organizmu nazywamy odruchami bezwarunkowymi (odruch ssania u noworodka, mruganie powiekami, kaszel, kichanie, cofanie ręki… ) Odruchy warunkowe umożliwiają unikać niebezpieczeństwa poprzez wcześniejsze doświadczenia (zatrzymywanie się na czerwonym świetle).

„wyłączenie” Układ nerwowy spełnia w organizmie nadrzędną funkcję w stosunku do innych układów. Jakiekolwiek zaburzenia jego funkcjonowania odbijają się niekorzystnie na pracy wielu narządów. Aby układ nerwowy był zawsze sprawny nie należy go przemęczać. Najlepszym odpoczynkiem dla układu nerwowego i całego organizmu jest sen, który zabezpiecza przed skutkami nadmiernego i długotrwałego pobudzenia. Brak snu powoduje zaburzenia w ośrodkowym układzie nerwowym i zachowaniu. W czasie snu dochodzi do zwolnienia wszystkich czynności fizjologicznych organizmu i okresowego zaniku świadomości. Jest on także wypoczynkiem tych części mózgu, które odpowiadają za najbardziej złożone procesy myślenia. Ilość snu, niezbędna do regeneracji sił u młodzieży szkolnej, powinna wynosić około 9 godzin na dobę.

Zadania Zaznacz prawidłowe zakończenie zdania. Neuroprzekaźniki odpowiadają za A. przyspieszenie przewodzenia impulsu nerwowego w komórce. B. przekazywanie impulsu nerwowego między neuronami. C. odbiór bodźców nerwowych. D. przewodzenie impulsów nerwowych do autonomicznego układu nerwowego.

Zadania 2. Na ilustracjach przedstawiono dwa rodzaje włókien nerwowych i zaznaczono szybkość przewodzenia przez nie bodźca nerwowego. Sformułuj wniosek, dotyczący szybkości przewodzenia impulsu nerwowego we włóknie nerwowym pozbawionym osłonki mielinowej.

Zadania 3. Wymienione niżej elementy uporządkuj, wpisując cyfry od 1 do 5, tak aby powstał opis łuku odruchowego. receptory w jamie ustnej, neuron pośredniczący, gruczoły ślinowe, neuron ruchowy, neuron czuciowy.

Zadania Oceń prawdziwość stwierdzeń (P lub F) 4. Odruchy bezwarunkowe służą zaspokajaniu podstawowych potrzeb organizmu i ochronie przed niebezpieczeństwem. 5. Autonomiczny układ nerwowy steruje pracą narządów wewnętrznych.

Źródła W.Lewiński,J.Prokop, Biologia1, OPERON 2004r. B.Klimuszko, Biologia I, ŻAK,2000r. D.Cichy,I.Żeber-Dzikowska,DEBIT 2000r. B.Potocka,W.Górski, Biologia, MAC Edukacja 2003r. J.Loritz-Dobrowolska i wsp., Biologia, OPERON 2007r. Z.Sendecka i wsp., Vademecum, Operon, 2008r. W.Gołda,J.Wardas, Biologia, Nowa Era 1994r. materiały „Puls życia 2”, Nowa Era 2009r.