دستگاه عصبی مرکزی – به زبان ساده + اجزا، وظیفه و بیماری ها

دستگاه عصبی مرکزی چیست ؟

اجزای دستگاه عصبی مرکزی

فیلم آموزش زیست‌ شناسی ۲ پایه یازدهم در فرادرس

کلیک کنید

مغز یک پردازشگر بسیار پیچیده از مدارهای نورونی است که اطلاعات حسی ورودی از اعصاب حسی را آنالیز می‌کند. بخش وسیعی از مغز به یکپارچه‌سازی اطلاعات حسی ورودی اختصاص داده شده است. عملکرد این بخش‌های مغز سبب می‌شود استشمام یک بوی خاص با یادآوری خالطره‌ای از دوران کودکی شما همراه شود. همین بخش از مغز شما در زمان یادگیری زبان جدید، برقراری ارتباط با همکلاسی‌های جدید، یادگیری درس‌های مدرسه و درک مفاهیمی که واقعی هستند اما ابعاد فیزیکی ندارند (تفکر انتزاعی) مثل آزادی فعال می‌شود.

هسته های دستگاه عصبی مرکزی

گانگلیای پایه، مجموعه‌ هسته‌هایی است که بین قشر مخ و تالاموس ارتباط برقرار می‌کنند. این هسته‌ها در بخش مرکزی مخ قرار دارند و محل اصلی سنتز انتقال‌دهنده استیل‌کولین در مغز هستند. این بخش از دستگاه عصبی مرکزی شروع بعضی حرکات را مهار می‌کند. برای مثال زمانی که در کلاس درس به صحبت‌های معلم زیست‌شناسی در مورد سیستم عصبی گوش می‌دهید، گانگلیای پایه در مغز شما انگیزه پریدن و فریاد زدن در کلاس را مهار می‌کند. «هسته کائودات» (Caudate Nucleus)، «هسته پوتامن» (Putamen)، «گلوبس پالیدوس» (Globus Pallidus) و آمیگدالا چهار بخش اصلی این ساختار را تشکیل می‌دهند.

ساختار نخاع

ساختار نخاع را بر اساس سطح بدن (ناحیه گردنی، سینه‌ای، کمری و خاجی) و بر اساس نوع نورون‌های موجود در آن (بخش سفید و خاکستری) تقسیم‌بندی می‌کنند. با ایجاد برشی در محور افقی می‌توان یک برش عرضی از نخاع تهیه کرد. در این برش عرضی بخشی شبیه پروانه دیده می‌شود که بخش خاکستری نخاع و ترکیبی از بخش‌های بدون میلین اعصاب نخاعی است. بخش خاکستری نخاع به سه بخش تقسیم می‌شود.

• بخش‌های شاخ پشتی که پردازش اطلاعات حسی را بر عهده دارد.
• شاخ جانبی که فقط در بخش‌های سینه‌ای، بخش‌بالایی کمر و بخش خاجی قرار دارد. نورون‌های حرکتی سیستم سمپاتیک از این بخش نخاع خارج می‌شوند.
• شاخ جلویی که نورون‌های حرکتی ماهیچه اسکلتی از این بخش خارج می‌شوند.

ماده سفید به بخش‌های ستون پشتی، ستون جانبی و ستون جلویی در دو طرف تقسیم می‌شود. ماده سفید نخاع را می‌توان بر اساس عملکرد اعصاب این ناحیه به دو بخش بالارونده و پایین‌رونده تقسیم کرد. اعصاب بالارونده اطلاعات حسی ورودی از اعصاب محیطی را به بخش‌های کنترلی ساقه مغز و مغز منتقل می‌کنند. اعصاب پایین‌رونده پاسخ بخش‌های کنترلی را ببه نخاع و پس از سیناپس با نورون‌های حرکتی به اندام‌های محیطی منتقل می‌کنند. کانال مرکزی بخشی در مرکز برش عرضی است که از مایع مغزی-نخاعی پر شده است.

ساختار مغز

مغز انسان از لوب‌های مخ، مغز میانجی، مخچه و ساقه مغز تشکیل شده است. هر یک از این بخش‌ها از ناحیه‌های حسی، حرکتی و پردازشی مختلفی تشکیل می‌شوند که فعالیت آن‌ها برای پاسخ هماهنگ بین دستگاه عصبی مرکزی و محیطی ضروری است. بین این بخش‌ها چهار حفره یا بطن وجود دارد که از مایع مغزی نخاعی پر می‌شوند. بطن‌های مغز به‌وسیله حفره‌های کوچک یا «فورامن» (Foramina) و کانال‌های بزرگتر از هم جدا می‌شوند. دو بطن جانبی با حفره مونرو به بطن سوم متصل می‌شوند. بطن سوم به‌وسیله مجرای مغزی به بطن چهارم متصل می‌شود. ادامه بطن چهارم، کانال نخاع را تشکیل می‌دهد.

• بطن‌های جانبی: بطن‌های جانبی راست و چپ، حفره‌های C شکلی هستند که در هر نیم‌کره مغز دیده می‌شوند. بخش مرکزی این دو بطن در لوب آهیانه مخ و بخش‌های شبیه شاخ آن در سه لوب دیگر قرار می‌گیرد. هر بطن جانبی به‌وسیله حفره مونرو به بطن سوم متصل می‌شوند.
• بطن سوم: بطن سوم در مرکز مغز میانجی، بین تالاموس چپ و راست قرار دارد. بخشی از مویرگ‌های مشیمیه بالای بطن سوم قرار دارند. این مویرگ‌ها همراه سلول‌‌های اپندیمال، مایع مغزی-نخاعی را می‌سازند. کانال‌های بین بطنی، مسیری است که بین مایع مغزی-نخاعی این حفرات ارتباط برقرار می‌کند.
• بطن چهارم: بطن چهارم در ساقه مغز، بخش پشتی مغز میانی و پل مغزی قرار دارد. این حفره با مجرای مغزی و فضای زیر عنکبوتیه در ارتباط است.

ساقه مغز

• بصل النخاع: مراکز کنترل غیرارادی تنفس (تنظیم عمق تنفس)، فشار خون (تنظیم قطر رگ‌ها)، انعکاس‌های بلع، استفراغ، سرفه و عطسه در این بخش از دستگاه عصبی مرکزی قرار دارد. بخش خاکستری مغز میانی و پل مغزی در این ناحیه از ساقه مغز قرار دارد و به آن مدولا اوبلگا نیز گفته می‌شود. این بخش در تنظیم خواب، هوشیاری، فعالیت‌های عمومی مغز و توجه شرکت می‌کند.
• پل مغزی: این بخش در تنظیم تنفس به مغز میانی کمک می‌کند. پل مغزی بخشی از ماده سفید مغز است که بخش پشتی آن به مخچه متصل می‌شود و نورون‌های آن بین این دو بخش دستگاه عصبی مرکزی ارتباط برقرار می‌کند.
• مغز میانی: این بخش به کنترل حرکات چشم، بخش‌های شنوایی و بخش‌های ادراکی اعصاب حسی-پیکری کمک می‌کند. مغز میانی بخش کوچکی بین تالاموس و پل مغزی است که از زمان جنینی در مغز شکل می‌گیرد. دو جفت برجستگی یا کولیکوس (به معنی تپه‌های کوچک در زبان لاتین | Colliculus) در این بخش از سیستم عصبی مرکزی قرار دارد.
  • برجستگی جلویی: یک جفت برجستگی جلویی در مسیر اعصاب شنوایی قرار دارد و نورون‌های آن پیام حسی را به تالاموس منتقل می‌کنند. نورون‌های تالاموس پیام شنوایی را برای درک صدا به قشر مخ می‌فرستند.
  • برجستگی بالایی: یک جفت برجستگی بالایی در مغز میانی قرار دارد که پیام حسی اعصاب شنوایی، بینایی و حواس محیطی را ترکیب می‌کند. این مرکز هماهنگی حرکات چشم با محرک‌های شنوایی و لمسی را بر عهده دارد.

مخچه

ساختار «مخچه» (Cerebellum) شبیه «مخ» (Cerebrum) از برجستگی و شیار تشکیل شده است به همین دلیل به آن مخ کوچک (مخچه) می‌گویند. این بخش از دستگاه عصبی مرکزی ۱۰٪ وزن کلی مغز را تشکیل می‌دهد، اما ۵۰٪ نورون‌های مغزی در این بخش قرار دارد. مخچه دستورات حرکتی مخ را حواس محیطی ترکیب و حرکاتی مثل راه رفتن، دوچرخه‌سواری و نواختن موسیقی را تنظیم می‌کند. این بخش مغز را می‌توان به دو بخش هسته مرکزی و شیارهای قشری تقسیم کرد.

• هسته‌های عمقی: این هسته‌های (هسته دندانه‌ای، هسته آمبولی فرم، هسته کروی و هسته راسی) بخش سفید مخچه را تشکیل می‌دهند و به آن درخت مخچه‌ای، درخت زندگی یا «آربر ویتا» (Arbor Vitea) گفته می‌شود.
• شیارهای قشری: این بخش از شیارهای بسیار زیادی تشکیل شده است که ماده خاکستری مخچه را می‌سازند.

علاوه بر تقسیم‌بندی بر اساس ماده سفید و خاکستری، مخچه را می‌توان بر اساس بخش‌های آناتومی، ناحیه‌ای و عملکردی تقسیم‌بندی کرد.

• تقسیم‌بندی آناتومی: از نظر آناتومی مخچه از سه لوب جلویی، عقبی و فولیکولونودولار تشکیل شده است که به‌وسیله دو شیار اصلی و شیار پشتی-جانبی از هم جدا می‌شوند.
• تقسیم‌بندی ناحیه‌ای: مخچه را به سه ناحیه ساختاری تقسیم می‌کنیم. کرمینه ناحیه در مرکز مخچه است. دو طرف کرمینه ناحیه‌های میانی قرار دارند. نیم‌کره‌های جانبی فاصله بین بخش جانبی و ناحیه میانی را پر می‌کنند.
• تقسیم‌بندی عملکردی: از نظر عملکردی به بخش مخ-مخچه، نخاع-مخچه و دهلیزی-مخچه تقسیم می‌شود.
  • بخش مخ-مخچه: این بخش بزرگ‌ترین بخش مخچه است که در تنظیم و یادگیری حرکات نقش دارد. پیام عصبی ورودی این بخش از قشر مخ و هسته پونتین (هسته تنظیم حرکت در پل مغزی) می‌آید و پیام‌های خروجی آن به مخچه به فعالیت هماهنگ ماهیچه‌های اسکلتی و حرکت هماهنگ با بینایی کمک می‌کند.
  • بخش نخاع-مخچه: این بخش از ناحیه کرمینه و میانی در نیم‌کره‌های مخچه تشکیل شده است. این بخش از مخچه در اصلاح حرکات بدن نقش دارد و اطلاعات حس موقعیت را دریافت می‌کند.
  • بخش دهلیزی-مخچه: این بخش عملکردی شامل لوب فولیکولونودولار می‌شود. این بخش از دستگاه عصبی مرکزی در کنترل انعکاس‌های تعادل و بینایی شرکت می‌کند. پیام عصبی ورودی به این بخش از اعصاب دهلیزی- شنوایی دریافت و پس از پردازش به هسته دهلیزی (بخش پایینی پل مغزی و بخش بالایی بصل النخاع) در منتقل می‌شود.

ساختار مغز میانجی

مغز میانجی یا دی‌آنسفالن (در لاتین به معنی میان مغز) از ساختارهایی تشکیل شده است که بین مخ و بخش‌های دیگر مغز ارتباط برقرار می‌کنند. پیام عصبی بخش‌های دیگر مغز، نخاع و دستگاه عصبی محیطی پس از عبور از ساختارهای مغز میانجی به مخ و پیام عصبی خروجی از مخ پس از عبور از مغز میانجی به قسمت‌های دیگر انتقال می‌یابد. مسیر عصبی بویایی تنها مسیر عصبی است که بدون عبور از مغز میانجی، مستقیم به مخ می‌رسد. این بخش از دستگاه عصبی مرکزی زیر مخ قرار دارد و از دیوارهای بطن سوم تشکیل می‌شود. مغز میانجی از چهار ساختار تالاموس، هیپوتالاموس، اپی‌تالاموس و هسته زیر تالاموسی تشکیل شده است.

• تالاموس: تالاموس مجموعه‌ای از هسته‌های سیستم عصبی مرکزی است که تمام پیام‌های حسی (به جز حس بویایی) قبل از پردازش در قشر مخ وارد آن می‌شوند. آکسون اعصاب حسی در این هسته‌ها با دندریت نورون‌های انتقالی به قشر مخ سیناپس می‌دهد. اما تالاموس تنها محلی برای انتقال پیام عصبی نیست. برای مثال بخشی از تالاموس که پیام‌های عصب بینایی را دریافت می‌کند در پردازش و انتخاب اهمیت محرک بینایی نقش دارد.
• هیپوتالاموس: پایین و کمی جلوی تالاموس، هیپوتالاموس قرار دارد. هسته‌های این بخش از دستگاه عصبی مرکزی در تنظیم هومئوستازی (حفظ پایداری و تعادل بدن) بدن نقش دارند. وظیفه اصلی این بخش کنترل سیستم عصبی خودمختار و غدد درون‌ریز بدن است. اما بخش‌هایی از این سیستم هماهنگ با دستگاه لیمبیک در تنظیم عصبی حافظه و خاطرات نقش دارند.
• اپی‌تالاموس: اپی‌تالاموس بخشی از مغز میانجی است که از هسته‌های هابنولار، رابط هابنولا، استریا مدولاریس و غده پینه‌آل تشکیل می‌شود. ساختارهای این بخش از سیستم عصبی مرکزی بین دستگاه لیمبیک و سایر قسمت‌های مغز ارتباط برقرار می‌کنند.
  • هابنولا: هسته‌های اپی‌تالاموس در دو طرف این ناحیه هستند.
  • رابط هابنولا: رشته‌هایی از بافت عصبی هستند که هسته‌های هابنولا در دو طرف اپی‌تالاموس ارتباط برقرار می‌کنند.
  • استریا مدولاریس: دسته‌ای از تارهای عصبی آوران است.
  • غده پینه‌آل: غده پینه‌آل، جسم پینه‌آل، اپی‌فیز، غده صنوبری یا چشم سوم، تنها ساختار تک (غیرجفت) در میانه مغز است. این غده ۵ تا ۸ میلی‌متری در انسان پشت بطن سوم مغز قرار دارد. این غده با ترشح هورمون ملاتونین در تنظیم چرخه خواب و بیداری نقش دارد.
• هسته زیر تالاموسی: هسته زیرتالاموسی ساختاری شبیه عدسی و مجموعه‌ای از نورون‌هایی با انتقال‌دهنده عصبی GABA است که با مشارکت گلوبس پالیدوس داخلی، فعالیت تالاموس را کاهش می‌دهد.

دستگاه لیمبیک

• هیپوکامپ: هیپوکامپ مثل سایر بخش‌های مغز یک جفت ساختار عصبی در دو نیم‌کره است. این ساختار شبیه نعل اسب پیچ‌خورده و مرکز اصلی حافظه در مغز است. خاطرات موقعیتی ما برای مثال خاطره خوب یک سفر در این بخش از دستگاه عصبی شکل می‌گیرد و در بخش‌های دیگر قشر مخ به حافظه بلند مدت تبدیل می‌شود. ارتباط این بخش با دیگر بخش‌های دستگاه لیمبیک سبب ادغام خاطرات با حواس مختلف بدن می‌شود. زمانی که بوی یک عطر شما را به یاد یکی از عزیزانتان می‌اندازد، هیپوکامپ در مغز شما فعال شده است. به علاوه هیپوکامپ یکی از بخش‌های مغز است که نورون‌های جدید از میتوز و تمایز سلول‌های بنیادی بزرگسال تولید می‌شوند. به همین دلیل این ساختار نقش اساسی در یادگیری دارد.
• آمیگدالا: آمیگدالا یک جفت ساختار عصبی شبیه بادام هستند که در دو نیم‌کره مغز کنار هیپوکامپ قرار می‌گیرند. این ساختار بسیار کوچک نقش اصلی در پاسخ‌های احساسی ما ازجمله احساس لذت، ترس، اضطراب و خشم دارد. همچنین آمیگدالا بدر برقراری ارتباط خاطرات با احساس‌ها، شدت احساس همراه با یادآوری خاطره و تشکیل خاطرات جدید (به‌ویژه ترس) نقش دارد. یادگیری ترس به‌وسیله فعالیت این بخش از مغز اغنجام می‌شود.

ساختار مخ

مخ یکی دیگر از ساختارهای دستگاه عصبی مرکزی است که از دو نیم‌کره چپ و راست تشکیل می‌شود. این بخش از مغز محل نهایی پردازش بسیاری از اطلاعات ورودی (پیام‌های عصبی) به دستگاه عصبی مرکزی است. مخ مثل نخاع از دو بخش ماده سفید (هسته‌های مرکزی) و خاکستری (قشر مخ) تشکیل می‌شود. قشر مغز از چین‌خوردگی‌های بسیار زیادی تشکیل می‌شود که شیارها یا «ساکوس» (Sulcus) و برجستگی‌های یا «ژیروس» (Gyrus) این بخش از دستگاه عصبی مرکزی را می‌سازند. مخ را بر اساس این شیارها و برجستگی‌ها به چهار ناحیه یا لوب اصلی تقسیم می‌کنند.

• لوب گیجگاهی: این بخش از مغز در کناره‌های سر قرار دارد و به‌وسیله شیار جانبی از بخش‌های دیگر جدا می‌شود.
• لوب پیشانی: در بخش جلویی مغز و بالای شیار جانبی قرار دارد.
• لوب آهیانه: این لوب بخش میانی مغز را تشکیل می‌دهد که به‌وسیله شیار مرکزی از لوب پیشانی و به‌وسیله شیار جانبی از لوب گیجگاهی جدا می‌شود.
• لوب پس‌سری: لوب پس‌سری ناحیه پشتی مغز را تشکیل می‌دهد که مرز آناتومی مشخصی با لوب آهیانه و لوب گیجگاهی در کناره‌ها ندارد. اما شیار مشخصی در مرز میانی (جلوی لوب پس‌سری) با لوب آهیانه وجود دارد که به آن شیار آهیانه-پس‌سری گفته می‌شود.

وظیفه منطقه حرکتی مخ برنامه‌ریزی و اجرای دستورات حرکتی است. آکسون نورون‌های موجود در منطقه حرکتی اصلی در مسیر پایین‌رونده به نخاع می‌رسد و نورون‌های حرکتی خروجی از نخاع را تحریک می‌کند. مناطق حرکتی کمکی، به برنامه‌ریزی و کنترل دقیق حرکات بدن کمک می‌کنند. اما بخش زیادی از نورون‌های قشر مخ در هماهنگی فعالیت‌های بدن شرکت می‌کنند. هر منطقه حسی در قشر مخ با یک منطقه هماهنگ‌کننده در ارتباط است. در این مناطق الگوی رنگ، نور و سایه‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا شما چهره یک فرد را با تمام جزئیات مشاهده کنید. به علاوه فعالیت‌های پیچیده‌تر مغز مثل تفکر انتزاعی، یادگیری زبان‌های جدید، حل مسائل ریاضی و تعاملات اجتماعی در این بخش پردازش می‌شود.

بافت دستگاه عصبی مرکزی

• سلول‌ها یا نورون‌های پروکینژ گروهی از نورون‌های چندقطبی هستند که تعداد بسیار زیادی دندریت از جسم سلولی آن‌ها خارج می‌شود. به همین دلیل این نورون‌ها شبیه درختی با شاخه و برگ‌های فراوان هستند. ساختار درخت زندگی در مخچه به دلیل آرایش این نورون‌ها در بخش مرکزی این بخش از مغز ایجاد می‌شود.
• نورون‌های مخروطی گروه دیگری از سلول‌های عصبی اختصاصی در قشر مخ، آمیگدالا و هیپوکامپ هستند که جسم سلولی آن‌ها شبیه قطره اشک یا مخروط است. رشته‌های دندریتی بسیار زیادی در این نورون‌ها وجود دارد که به دو بخش راسی (نزدیک جسم سلولی) و پایه‌ای (دور از جسم سلولی) تقسیم می‌شوند. نورون‌های مخروطی دو-سوم نورون‌های قشر مخ را تشکیل می‌دهند و نورون‌های تحریکی هستند که آکسون بلند آن‌ها با آزاد کردن گلوتامات، ایجاد پتانسیل عمل در نورون پس‌سیناپسی را تحریک می‌کنند.

• سلول‌های ماهواره‌ای، نورون‌های دوقطبی و کوچک قشر مخ هستند که یک‌سوم نورون‌های کل قشر مخ را به خود اختصاص می‌دهند. این نورون‌ها آکسون کوتاه دارند و تعداد دندریت‌های آن نسبت به سلول‌های پورکنژ و مخروطی کمتر است.
• سلول‌های سبدی یا بسکت، گروهی از نورون‌های چندقطبی و مهاری در بافت عصبی مخ، مخچه، هیپوکامپ، آمیگدالا و گانگلیای پایه هستند. دندریت این نورون‌ها شبیه سایر نورون‌های چندقطبی زائده سیتوپلاسمی کوتاهی (۳ تا ۹ میلی‌متر) است که از جسم سلولی خارج می‌شود. اما آکسون این نورون‌ها زائده سیتوپلاسمی با طول ۲۰ تا ۵۰ میلی‌متر و شاخه‌ای است. آکسون این نورون‌ها مثل یک سبد اطراف جسم سلولی، نورون هدف را احاطه و با آزاد کردن انتقال‌دهنده عصبی GABA ایجاد پتانسیل عمل در نورون‌های پس‌سیناپسی را مهار می‌کند.
• سلول‌های شبه نوروگلیا، نورون‌های بینابینی سیستم عصبی مرکزی در قشر مخ و هیپوکامپ هستند. این نورون‌ها با ترشح انتقال‌دهنده عصبی GABA ایجاد پتانسیل عمل در نورون‌های پس‌سیناپسی را مهار می‌کنند و ۱۰٪ کل نورون‌های بینابینی هیپوکامپ را به خود اختصاص می‌دهند.
• سلول‌های دوک‌مانند، گروهی از نورون‌های بینابینی و سلول‌های عصبی اصلی در هسته حلزونی پشتی بصل انخاع هستند. این نورون‌ها وظیفه پردازش اطلاعات حسی به ویژه شنوایی را قبل از انتقال به بخش‌های بالایی مغز بر عهده دارند.
• سلول‌های افقی نورون‌های بیرونی‌ترین لایه قشر مخ هستند که از یک آکسون و یک دندریت تشکیل می‌شوند. نام‌گذاری این سلول به دلیل جهت‌گیری زوائد سیتوپلاسمی آن‌ها است.

یاخته های پشتیبان دستگاه عصبی مرکزی

آستروسیت

• آستروسیت‌های فیبری: این سلول‌ها بیشتر در ماده سفید مغز و بین بخش‌های میلین‌دار نورون قرار دارند. زوائد سیتوپلاسمی این سلول‌ها اطراف آکسون نورون، سیناپس و مویرگ‌های خونی سد خونی-مغزی قرار می‌گیرد.
• آستروسیت‌های پروتوپلاسمی: تعداد این سلول‌ها در ماده خاکستری سیستم عصبی مرکزی بیشتر است و زوائد سیتوپلاسمی آن‌ها بین جسم سلولی نورون‌ها قرار می‌گیرد.

آستروسیت‌ها عملکردهای متفاوتی در سیستم عصبی مرکزی دارند.

• تنظیم غلظت یونی ماتریکس خارج سلولی: تغییر غلظت یون‌های خارج سلولی فعالیت نورون‌ها را مختل می‌کند. برای مثال افزایش غلظت یون‌های پتاسیم ماتریکس خارج سلولی با انتقال این یون‌ها به سیتوپلاسم و دپلاریزه شدن خودبه‌خودی نورون همراه است. در این شرایط ایجاد پتانسیل عمل و پیام عصبی در نورون‌ها مهار می‌شود. آستروسیت‌ها با جذب پتاسیم اضافی، غلظت ای یون در ماتریکس خارج سلولی و انتقال پیام عصبی را تنظیم می‌کنند.
• جذب انتقال‌دهنده عصبی: در غشای پلاسمایی آستروسیت‌ها ناقل‌های پروتئینی تعدادی از انتقال‌دهنده‌های عصبی ازجمله گلوتامات وجود دارد. انتقال این مولکول‌ها به سیتوپلاسم آستروسیت، سیناپس را برای موج بعضی اختلاف پتانسیل آماده می‌کند.
• تنظیم انتقال پیام عصبی در سیناپس: سلول‌های آستروسیت در قسمت‌هایی از مغز ازجمله هیپوکامپ با تولید ATP و آزاد کردن آن در شکاف سیناپسی به افزایش تولید انتقال‌دهنده عصبی آدنوزین (مهاری) کمک می‌کند.
• افزایش تشکیل میلین: این سلول‌ها با کمک به اولیگوندوروسیت‌های سیستم عصبی مرکزی، تشکیل غلاف میلینی را افزایش می‌دهند.
• تنظیم متابولیکی: نورون‌ها برای انجام درست عملکرد خود و سنتز مواد مختلف به مواد غذایی ازجمله گلوکز نیاز دارند. اما ساختارهای ذخیره در این سلول‌ها وجود ندارد. آستروسیت‌ها با ذخیره گلوکز به شکل پلیمرهای گلیکوژن، انبار تغذیه نورون‌های سیستم عصبی مرکزی به حساب می‌آیند. به علاوه این سلول‌ها با ذخیره لاکتات، منبع انرژی لازم برای تولید ATP در مواقع کمبود اکسیژن را فراهم می‌کنند.

تشکیل سد خونی مغزی

اولیگودندروسیت

میکروگلیا

سلول های اپندیمال

اپندیما غشای پوششی بطن‌های مغز و کانال نخاعی است. این غشا از یک لایه سلول‌های اپندیمال و غشای پایه تشکیل شده که به آستروسیت‌ها متصل می‌شوند. بین سلول‌های اپنیمال اتصال دسموزومی وجود دارد که آن‌ها را به یک ردیف سلولی یکپارچه تبدیل می‌کند. در غشای لومنی این سلول‌ها مژک‌هایی وجود دارد که حرکت آن‌ها مایع مغزی نخاعی و ذرات موجود در آن را حرکت می‌دهد. این سلول‌ها اپیتلیوم تمایزیافته بافت عصبی هستند.

این سلول‌ها به همراه مویرگ‌های منفذدار، وظیفه تولید و ترشح مایع مغزی نخاعی را بر عهده دارند. سلول‌های اپندیمال روزانه ۵۰۰ میلی‌لیتر مایع مغزی نخاعی تولید می‌کنند که بخش زیادی از آن بازجذب می‌شود و در یک زمان مشخص تنها ۱۰۰ تا ۱۶۰ میلی‌لیتر آن در فضاهای خالی سیستم عصبی مرکز وجود دارد. این مایع با شناور کردن مغز و نخاع نیروی حاصل از وزن این اندام‌ها به بدن را کاهش می‌دهد، از نخاع و مغز در برابر ضربات فیزیکی محافظت می‌کند و محیط شیمیایی بافت را تنظیم می‌کند.

پرده مننژ چیست ؟

پرده مننژ یا شامگان، از چند لایه بافت پیوندی تشکیل شده است که سطح خارجی نخاع و مغز را می‌پوشاند. در نتیجه این بافت‌ها با استخوان جمجمه و ستون مهره‌ها ارتباط مستقیم ندارند. ماده دورا یا سخت‌شامه، ماده کاراکنوئید یا عنکبوتیه و ماده پیا یا نرم شامه تشکیل شده است.

• سخت‌شامه: این لایه از بافت پیوندی فشرده و فیبروزی تشکیل شده است که مغز و نخاع را به استخوان‌های جمجمه و ستون مهره‌ها متصل می‌کند. سخت شامه مغز از دو لایه پیش‌استخوانی و مننژی تشکیل می‌شود که سیاهرگ‌های سینوسی بین آن‌ها قرار دارند. این سیاهرگ‌ها خون بخش‌های مختلف مغز را برای انتقال به قلب به سیاهرگ زیرگلویی می‌فرستند. بخش مننژی این بافت تاخوردگی‌هایی دارد که جمجمه را به بخش‌های مختلف برای قرارگیری قسمت‌های مختلف مخ تقسیم می‌کند. به علاوه این بافت برای محافظت از اعصاب جمجمه‌ای غلافی اطراف آن‌ها تشکیل می‌دهد. سخت‌شامه پرده مننژ در نخاع شامل یک لایه می‌شود.
• عنکبوتیه: این بخش از پرده مننژ، سخت‌شامه و نرم‌شامه را به هم متصل می‌کند. آرایش رشته‌های پیوندی این بافت شبیه تار عنکبوت است. بین این لایه و نرم‌شامه فضایی وجود دارد که به آن فضلی زیرعنکبوتی گفته می‌شود. فیببرهای عنبوتیه از این فضا عبور کرده و به نرم‌شامه متصل می‌شوند. فضای زیرعنکبوتیه مسیری برای عبور رگ‌های خونی و رشته‌های عصبی ایجاد می‌کند. مایع مغزی نخاعی بطن چهارم به‌وسیله سلول‌های این فضا بازجذب می‌شود. بخشی از غشای عنکبوتیه وارد لایه سخت‌شامه می‌شود که به آن گرانول عنکبوتیه گفته می‌شود. سلول‌های این بخش مایع مغزی نخاعی فضای زیرعنکبوتیه را بازجذب می‌کنند.
• نرم‌شامه: لایه نازک نرم‌شامه با سلول‌های عصبی قشر مخ و نخاع ارتباط مستقیم دارد. مویرگ‌ها خونی فراوان این بخش از پرده مننژ اکسیژن و مواد غذایی موردنیاز بافت عصبی را تامین می‌کنند، بنابراین تبادل مواد در مویرگ‌های این بخش انجام می‌شود. سلول‌های اپندیمال در این بخش از دستگاه عصبی مرکزی قرار دارند. نرم‌شامه نخاع از لای خارجی کلاژنی و لایه داخلی تشکیل شده است که تمام بخش‌های خارجی نخاع را می‌پوشاند. ضخامت و تعداد مویرگ‌های این بخش از پرده مننژ در نخاع کمتر از مغز است.

دستگاه عصبی چگونه کار می کند ؟

تقسیم‌بندی دستگاه عصبی به بخش‌های محیطی و مرکزی برای درک بهتر ساختارهای این دو بخش و عملکرد آن‌ها انجام می‌گیرد. اما فعالیت این دو بخش به هم وابسته است و در صورت اختلال در یکی از آن‌ها، عملکرد کلی فرد مختل می‌شود. به طور کلی دستگاه عصبی وظیفه دریافت اطلاعات محیطی و بخشهای مختلف بدن (اعصاب حسی بخش محیطی)، انتقال آن به مراکز کنترلی (اعصاب حسی مرکزی)، یکپارچه‌سازی، پردازش اطلاعات حسی و ایجاد پاسخ (مراکز کنترلی مرکزی) انتقال پیام عصبی پاسخ (اعصاب حرکتی محیطی و مرکزی) را بر عهده دارد.

فیلم آموزش زیست‌ شناسی ۲ پایه یازدهم در فرادرس

کلیک کنید

برای بررسی عملکرد دستگاه عصبی لازم است به این نکته توجه کنید تمام فعالیت‌های ارادی و ادراکی با مشارکت قشر مخ انجام می‌شود. برای درک بهتر عملکرد سیستم عصبی فعالیت ساده‌ دوش گرفتن را تصور کنید. در اولین قدم شما شیر آب را باز می‌کنید و پس از چند دقیقه انتظار دارید که آب به دمای مناسبی رسیده باشد. برای اطمینان از این موضوع دست خود را زیر آب می‌برید. آنچه پس از این اتفاق می‌افتد به حرکت هماهنگ دستگاه عصبی محیطی و مرکزی شما و نحوه برهم‌کنش با محرک (دمای آب) بستگی دارد.

در نخاع آزاد شدن انتقال‌دهنده عصبی و اتصال آن به گیرنده پروتئینی در غشای نورون‌های حسی پس‌سیناپسی (اعصاب بالارونده)، با ایجاد پتانسیل عمل در این سلول‌ها و انتقال پیام عصبی به تالاموس همراه است. پایانه آکسون این نورون‌ها در هسته‌های تالاموس با نورون‌های حسی انتقال پیام عصبی به قشر مخ سیناپس می‌دهد. آزاد شدن انتقال‌دهنده عصبی، اتصال آن به گیرنده نورون پس‌سیناپسی، تغییر پتانسیل پایه به آستانه تحریک و ایجاد پتانسیل عمل، اتفاق‌های بعدی در نورون‌های انتقالی به قشر مخ است. در نهایت پیام عصبی به قشر مخ منتقل و درگ آگاهانه دما شروع خواهد شد.

پیام عصبی وارد شده در قشر مخ به‌وسیله تعداد زیادی نوروون پردازش می‌شود. به علاوه نورون‌های قشر مخ این پیام را با حالات روحی (ممکن هنوز آماده دوش گرفتن نباشید و ترجیح دهید به تخت برگردید) و حافظه شما (ممکن است شما هنوز مطالب آزمون زیست‌شناسی امروز را مطالعه نکرده باشید ) ادغام می‌کنند. در نهایت مغز شما تصمیم نهایی را می‌گیرد. این تصمیم ممکن است باز کردن بیشتر شیر آب گرم، باز کردن بیشتر شیر آب سرد، رفتن زیر دوش یا بستن کامل شیر آب و بازگشت به خواب باشد!

برای انجام هر یک از این کارها دستور قشر مخ به‌وسیله نورون‌های حرکتی (اعصاب پایین‌رونده) به نخاع منتقل می‌شود. در نخاع با اتصال انتقال‌دهنده عصبی استیل کولین و گیرنده‌های نورون‌های حرکتی خروجی پتانسیل عمل در این نورون‌ها ایجاد و به ماهیچه‌های اسکلتی منتقل می‌شود. انقباض ماهیچه‌های اسکلتی با بخش‌های مختلف بدن همراه است. این مراحل بسیار سریع و در کسری از ثانیه انجام می‌شود.

بیماری های دستگاه عصبی مرکزی

• مننژیت: مننژیت التهاب پرده مننژ مغز و نخاع است که به دلیل پاسخ فاع غیراختصاصی بدن به پاتوژن‌های (باکتری‌، ویروس‌ و قارچ‌) مایع مغزی نخاعی ایجاد می‌شود. این التهاب با ادم مغزی، تورم مغز و وارد شدن فشار به بافت عصبی همراه است و منجر به آسیب مغز، تشنج و در صورت درمان نشدن، مرگ فرد می‌شود.
• هماتوم: آسیب مویرگ‌های مغز منجر به تجمع خون در بافت و حفره‌های مغزی می‌شود که با التهاب و تورم مغز همراه است. این اختلال ممکن از مزمن (در بازه زمانی طولانی) یا حاد (آسیب شدید و ناگهانی) باشد. آسیب رگ‌های این بخش از دستگاه عصبی مرکزی ممکن است منجر به ایجاد هماتوم بیرون سخت‌شامه و زیر سخت‌شامه‌ای شود.
  • هماتوم بیرون سخت‌شامه: این هماتوم به دنبال ترومای شدید ناحیه سر ایجاد می‌شود. در این شرایط یکی از سرخرگ‌ها یا سیاهرگ‌های سینوسی بین جمجمه و سخت‌شامه آسیب می‌بیند که منجر به ایجاد لخته خون بین استخوان جمجمه و سخت‌شامه می‌شود.
  • هماتوم زیر سخت‌شامه: این اختلال معمولا پس از ضربه‌های شدید به ناحیه سر و بر اثر آسیب سیاهرگی ایجاد می‌شود. در این اختلال لخته خون بین سخت‌شامه و عنکبوتیه تشکیل خواهد شد.
• مننژیوماس: به تومورهای ناحیه مننژ، مننژیوماس گفته می‌شود. این تومورها در لایه عنکبوتیه ایجاد می‌شوند و به بافت عصبی مغز و نخاع فشار وارد می‌کنند. تومورهای این بخش از دستگاه عصبی در اغلب موارد خوش‌خیم هستند اما در برخی موارد رشد سریعی دارند و با جراحی درمان می‌شوند.

هیدروسفالی و ونتریکولیتیس دو اختلال سیستم بطنی مغز هستند. هیدروسفالی بر اثر تجمع مایع مغزی-نخاعی در مغز ایجاد می‌شود. افزایش این مایع در بطن با بزرگ شدن فضای بطنی، ایجاد فشار به بافت عصبی مغز و آسیب این بافت همراه است. التهاب بطنی مغز که پس از عفونت ایجاد می‌شود، ونتریکولیتیس نام دارد. این اختلال بر اساس ورود انواع باکتری‌ها یا ویروس‌ها به بخش‌های داخلی مغز ایجاد می‌شود و در افرادی که جراحی‌های تهاجمی مغز دارند، شایع است.

بیماری های تحلیل اعصاب

بیماری هانتینگتون چیست ؟

بیماری ای اس ال

آلزایمر

پارکینسون

پارکینسون یکی دیگر از بیماری‌هایی است که به دلیل از بین رفتن نورون‌های مغزی ایجاد می‌شود. در این بیماری نورون‌های آزادکننده دوپامین در بخش کنترل حرکت مغز میانی (توده سیاه یا سابستنشیا نیگرا | Substantia Nigra) از بین می‌روند. از دست دادن این نورون‌ها با لرزش اندام‌های حرکتی، کاهش سرعت راه رفتن، اختلال در تعادل و حفظ موقعیت بدن، تغییر تکلم و گرفتگی ماهیچه‌ها همراه است. این بیماری در بعضی از مبتلایان با زوال عقل و اختلالت احساسی همراه است. این علائم رفتاری پارکینسون مثل بیماری آلزایمر با توده‌های پروتئینی درون‌سلولی همراه است. «اجسام لِوی» (Lewy Bodies) توده‌های پروتئینی هستند که تعداد آن‌ها در نورون‌های دوپامینرژیک با افزایش شدت پارکینسون افزایش می‌یابد.

سکته مغزی

اعصاب مرکزی

اعصاب دستگاه عصبی مرکزی مثل اعصاب دستگاه عصبی محیطی مجموعه‌ای آکسون نورون‌های حسی و حرکتی هستند که لایه‌هایی از بافت پیوندی آن‌ها را کنار هم نگه می‌دارد. این اعصاب به دو دسته تقسیم می‌شوند. اعصابی که بین هسته‌های مختلف مغز و مغر با نخاع ارتباط برقرار می‌کنند.

فیلم آموزش زیست‌ شناسی ۲ پایه یازدهم در فرادرس

کلیک کنید

• اعصاب داخلی مغز: فیبرهای عصبی همراه و فیبرهای کامیسار دو دسته عصب داخل مغزی هستند. فیبرهای عصبی همراه بین بخش‌های مختلف قشر مخ ارتباط برقرار می‌کنند و فیبرهای عصبی کامسیار پیام عصبی را بین دو نیمکره مخ انتقال می‌دهند. جسم پینه‌ای بزرگ‌ترین عصب کامیسار است که دو نیم‌کره مخ را به هم وصل می‌کند.
• اعصاب رابط مغز و نخاع: این اعصاب به دو بخش بالارونده و پایین‌رونده تقسیم می‌شوند که اطلاعات حسی را از نخاع به مغز و دستورات حرکتی را از مغز به نخاع منتقل می‌کنند.

اعصاب رابط مغز و نخاع

برای پردازش صحیحی اطلاعات حسی و انتقال پاسخ مناسب آن‌ها نیاز است بین بخش‌های مختلف مغز و نخاع ارتباط برقرار شود. اعصاب بالارونده و پایین‌رونده دو دسته عصبی هستند که این ارتباط را برقرار می‌کنند و هر کدام از دسته‌های عصبی متفاوتی تشکیل می‌شوند.

اعصاب حسی

وظیفه اعصاب حسی مرکزی اتقال پیام عصبی دریافتی از نورون‌های حسی محیطی به ساقه مغز است. اعصاب حسی رابط مغز و نخاع از سه مسیر بین این دو بخش ارتباط برقرار می‌کنند.

• مسیر نخاعی-تالاموسی: نورون‌های این مسیر ازبخش جلویی-کناری شاخ شکمی در ماده خاکستری نخاع خارج می‌شوند. این مسیر از سسیناپس سه دسته نورون حسی تشکیل شده و پیام‌های حسی محیطی ازجمله درد، دما و لمس را پس از عبور از ساقه مغز به تالاموس منتقل می‌کند.
• مسیر ستون پشتی-مغز میانی: این مسیر عصبی اطلاعات گیرنده‌های حس موقعیت، فشار و تماس نوری را به مغز میانی منتقل می‌کند.
• مسیر نخاعی-مخچه‌ای: این مسیر پیام عصبی گیرنده‌های دوک ماهیچه‌ای، اندام گلژی و کپسول مفصل را از اعصاب آوران محیطی دریافت و به مخچه منتقل می‌کند.

اعصاب حرکتی

نورون‌های حرکتی رابط مغز و نخاع دستورات حرکتی ارادی و غیرارادی بخش‌های بالایی مغز را به نورون‌های حرکتی خروجی از نخاع منتقل می‌کنند. این اعصاب را می‌توان بر اساس عملکرد به دو گروه مخروطی و خارج مخروطی تقسیم‌بندی کرد.

• مسیر حرکتی مخروطی: رشته‌های عصبی این مسیر دستورات ارادی مغز (برای ماهیچه‌های اسکلتی بدن) را به نخاع منتقل می‌کنند و به دو گروه تقسیم می‌شوند.
  • مسیر قشر مخ-نخاع: نورون‌های حرکتی این مسیر پیامم عصبی قشر مخ را به ماهیچه‌های اسکلتی تنه، دست‌ها و پاها منتقل می‌کنند.
  • مسیر قشر مخ-ساقه مغز: نورون‌های این مسیر عصبی پیام قشر مخ را به هسته‌های حرکتی ساقه مغز منتقل می‌کنند. این هسته محل خروج اعصاب جمجمه‌ای هستند که وظیفه کنترل ماهیچه‌های صورت، سر و گردن را بر عهده دارند.
• مسیر حرکتی غیرمخروطی: رشته‌های عصبی این مسیر دستورات غیرارادی مغز را به نخاع منتقل می‌کند و به سه گروه تقسیم می‌شوند.
  • ناحیه رتیکولر بخشی از ساقه مغز است. مسیر رتیکولار-نخاع از این منطقه شروع می‌شود و پیام بخش‌های بالایی مغز را برای انتقال به نورون‌های حرکتی محیطی، به نخاع می‌فرستند. نورون‌های این مسیر وظیفه کنترل حرکات غیرارادی و حفظ ساختار بدن را بر عهده دارند.
  • مسیر هسته دهلیزی-نخاع باغ نورون‌های حرکتی هسته دهلیزی ساقه مغز شروع می‌شود و با سیناپس نورون‌های بینابینی در ستون جلویی ماده خاکستری نخاع پایان می‌یابد.
  • مسیر هسته قرمز-نخاع با آکسون نورون‌های موجود در هسته قرمز در مغز میانی شروع و سیناپس نورون‌های بینابینی نخاع تمام می‌شود.

ترمیم اعصاب مرکزی

• آستروسیت واکنشی: پس از آسیب بافت عصبی در سلول‌های آستروسیت تغییرات مورفولوژی ایجاد می‌شود. در این سلول‌ها بیان ژن نوروفیلامنت‌ها، تشکیل اسکلت سلولی و تعداد زوائد سیتوپلاسمی افزایش می‌یابد.این آستروسیت‌ها در محل آسیب شبکه‌ای تشکیل می‌دهند که جای خالی تار عصبی را پر می‌کند. میتوز و تمایز سرسع این سلول‌ها با ترشح مولکول‌های لامینین، فیبرونکتین، تناسین C و پروتئوگلایکان‌ها ترکیب ماتریکس خارج سلولی را نیز تغییر می‌دهد. این ترکیبات در شرایط عادی به افزایش رشد نورون کمک می‌کنند اما در آسیب تار عصبی اثر عکس دارند. تشکیل شبکه آستروسیتی دو اثر متفاوت دارد.
  • تشکیل این شبکه سبب پایداری فیزیکی و شیمیایی محل آسیب می‌شود و از پراکندگی آسیب (میکروب‌های ورودی، باقی‌مانده سلولی و مولکول‌های شیمیایی) به بخش‌های دیگر بافت عصبی جلوگیری می‌کند.
  • اما همین شبکه درهم‌فرورفته با پر کردن محل آسیب از رشد مجدد تار عصبی جلوگیری و ترشح فاکتورهای مهار شد، بازسازی تار عصبی مرکزی را متوقف می‌کند.
• میکروگلیا: میکروگلیاها، سلول‌های ایمنی CNS هستند که با در محل آسیب جمع می‌شوند و سیتوکین‌ها، لیپیدهای فعال، رادیکال‌های آزاد اکسیژن و فاکتورهای نوتروفیلی ترشح می‌کنند. نوع مولکول‌های ترشح شده به محل آسیب بستگی دارد.
• سلول‌های اندوتلیال و فیبروبلاست: مولکول‌های ترشح شده به‌وسیله نوروگلیا منجر به تجمع سلول‌های اندوتلیال و فیبروبلاست در محل آسیب می‌شود. این سلول‌ها رگ‌زایی و ترشح کلاژن در محل آسیب را تحریک می‌کنند. در نهایت تعداد مویرگ‌های منطقه آسیب‌دیده دو برابر مویرگ‌های منطفه بدون آسیب می‌رسد.
• غشای پایه: غشای پایه ماتریکسی از گلیکوپروتئین‌ها و پروتئوگلایکان‌ها است که در محل آسیب CNS ایجاد می‌شود. این ماتریکس داربستی است که اطراف آستروسیت‌ها را می‌پوشاند و مسیر تشکیل مویرگ‌ها تعیین می‌کند. تشکیل این غشا در محل آسیب از رشد آکسون جلوگیری می‌کند.

جمع بندی

در این مطلب توضیح دادیم که دستگاه عصبی مرکزی از ساختارهای مختلف مغز و نخاع تشکیل شده است. وظیفه اصلی نخاع انتقال پیام‌های حسی از بخش‌های محیطی به قسمت‌های پایینی مغز و انتقال پاسخ‌های حرکتی از این بخش‌ها به دستگاه عصبی محیطی است. اما مغز از سه بخش اصلی ساقه مغز، مخچه و مخ تشکیل شده است که همراه هسته‌ها پیام‌های عصبی را پردازش و ادغام می‌کنند. در نهایت تنظیم عصبی بدن انسان به هماهنگی دقیق سیستم عصبی مرکزی و محیطی نیاز دارد.