ह्यूमन नर्वस सिस्टम हमारे शरीर में एक तरह के कोऑर्डिनेटर का काम करता है। यह मस्तिष्क से मांसपेशियों, अंगों, ऊतकों तक आदेश पहुंचाता है और उनसे आने वाले संकेतों को संसाधित करता है। एक तंत्रिका आवेग का उपयोग एक प्रकार के डेटा वाहक के रूप में किया जाता है। वह क्या प्रतिनिधित्व करता है? यह किस गति से काम करता है? इन और कई अन्य सवालों के जवाब इस लेख में दिए जा सकते हैं।
तंत्रिका आवेग क्या है?
यह उत्तेजना की लहर का नाम है जो न्यूरॉन्स की उत्तेजना की प्रतिक्रिया के रूप में तंतुओं के माध्यम से फैलती है। इस तंत्र के लिए धन्यवाद, विभिन्न रिसेप्टर्स से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में सूचना प्रसारित की जाती है। और इससे, बदले में, विभिन्न अंगों (मांसपेशियों और ग्रंथियों) में। लेकिन शारीरिक स्तर पर यह प्रक्रिया क्या है? तंत्रिका आवेग के संचरण का तंत्र यह है कि न्यूरॉन्स की झिल्ली अपनी विद्युत रासायनिक क्षमता को बदल सकती है। और हमारे लिए रुचि की प्रक्रिया synapses के क्षेत्र में होती है। तंत्रिका आवेग की गति 3 से 12 मीटर प्रति सेकंड तक भिन्न हो सकती है। हम इसके बारे में और साथ ही इसे प्रभावित करने वाले कारकों के बारे में और बात करेंगे।
संरचना और कार्य का अनुसंधान
पहली बार, जर्मन द्वारा तंत्रिका आवेग के पारित होने का प्रदर्शन किया गया थामेंढक के उदाहरण पर वैज्ञानिक ई. गोअरिंग और जी. हेल्महोल्ट्ज़। उसी समय, यह पाया गया कि बायोइलेक्ट्रिक सिग्नल पहले से संकेतित गति से फैलता है। सामान्य तौर पर, यह तंत्रिका तंतुओं के विशेष निर्माण के कारण संभव है। कुछ मायनों में, वे एक विद्युत केबल के समान होते हैं। इसलिए, यदि हम इसके साथ समानताएं खींचते हैं, तो कंडक्टर अक्षतंतु हैं, और इन्सुलेटर उनके माइलिन म्यान हैं (वे श्वान सेल की झिल्ली हैं, जो कई परतों में घाव है)। इसके अलावा, तंत्रिका आवेग की गति मुख्य रूप से तंतुओं के व्यास पर निर्भर करती है। दूसरा सबसे महत्वपूर्ण विद्युत इन्सुलेशन की गुणवत्ता है। वैसे, शरीर माइलिन लिपोप्रोटीन का उपयोग करता है, जिसमें एक सामग्री के रूप में एक ढांकता हुआ गुण होता है। Ceteris paribus, इसकी परत जितनी बड़ी होगी, तंत्रिका आवेग उतनी ही तेजी से गुजरेंगे। फिलहाल यह भी नहीं कहा जा सकता कि इस प्रणाली की पूरी तरह से जांच हो चुकी है। तंत्रिकाओं और आवेगों से संबंधित बहुत कुछ अभी भी एक रहस्य और शोध का विषय है।
संरचना और कार्यप्रणाली की विशेषताएं
अगर हम तंत्रिका आवेग के मार्ग के बारे में बात करते हैं, तो यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि माइलिन म्यान अपनी पूरी लंबाई के साथ फाइबर को कवर नहीं करता है। डिज़ाइन की विशेषताएं ऐसी हैं कि वर्तमान स्थिति की तुलना विद्युत केबल की छड़ पर कसकर फंसे हुए सिरेमिक स्लीव्स के निर्माण के साथ की जा सकती है (हालांकि इस मामले में अक्षतंतु पर)। नतीजतन, छोटे-छोटे अछूते विद्युत क्षेत्र होते हैं, जहां से आयन धारा आसानी से बाहर निकल सकती हैपर्यावरण के लिए अक्षतंतु (या इसके विपरीत)। यह झिल्ली को परेशान करता है। नतीजतन, एक ऐक्शन पोटेंशिअल का निर्माण उन क्षेत्रों में होता है जो अलग-थलग नहीं हैं। इस प्रक्रिया को रणवीर का अवरोधन कहते हैं। इस तरह के एक तंत्र की उपस्थिति तंत्रिका आवेग को बहुत तेजी से प्रचारित करना संभव बनाती है। आइए इसके बारे में उदाहरणों के साथ बात करते हैं। इस प्रकार, मोटे माइलिनेटेड फाइबर में तंत्रिका आवेग चालन की गति, जिसका व्यास 10-20 माइक्रोन के भीतर उतार-चढ़ाव होता है, प्रति सेकंड 70-120 मीटर है। जबकि उप-इष्टतम संरचना वाले लोगों के लिए यह आंकड़ा 60 गुना कम है!
कहां बने हैं?
तंत्रिका आवेग न्यूरॉन्स में उत्पन्न होते हैं। ऐसे "संदेश" बनाने की क्षमता उनके मुख्य गुणों में से एक है। तंत्रिका आवेग लंबी दूरी पर अक्षतंतु के साथ एक ही प्रकार के संकेतों का तेजी से प्रसार सुनिश्चित करता है। इसलिए, इसमें सूचनाओं के आदान-प्रदान के लिए यह शरीर का सबसे महत्वपूर्ण साधन है। जलन पर डेटा उनके दोहराव की आवृत्ति को बदलकर प्रेषित किया जाता है। पत्रिकाओं की एक जटिल प्रणाली यहां काम करती है, जो एक सेकंड में सैकड़ों तंत्रिका आवेगों को गिन सकती है। कुछ इसी तरह के सिद्धांत के अनुसार, हालांकि बहुत अधिक जटिल, कंप्यूटर इलेक्ट्रॉनिक्स काम करते हैं। इसलिए, जब तंत्रिका आवेग न्यूरॉन्स में उत्पन्न होते हैं, तो वे एक निश्चित तरीके से एन्कोडेड होते हैं, और उसके बाद ही वे प्रसारित होते हैं। इस मामले में, जानकारी को विशेष "पैक" में समूहीकृत किया जाता है, जिसमें अनुक्रम की एक अलग संख्या और प्रकृति होती है। यह सब, एक साथ, हमारे मस्तिष्क की लयबद्ध विद्युत गतिविधि का आधार है, जिसे पंजीकृत किया जा सकता हैइलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राम।
सेल प्रकार
एक तंत्रिका आवेग के पारित होने के अनुक्रम के बारे में बोलते हुए, कोई तंत्रिका कोशिकाओं (न्यूरॉन्स) को अनदेखा नहीं कर सकता है जिसके माध्यम से विद्युत संकेतों का संचरण होता है। तो, उनके लिए धन्यवाद, हमारे शरीर के विभिन्न अंग सूचनाओं का आदान-प्रदान करते हैं। उनकी संरचना और कार्यक्षमता के आधार पर, तीन प्रकार प्रतिष्ठित हैं:
- रिसेप्टर (संवेदनशील)। वे सभी तापमान, रासायनिक, ध्वनि, यांत्रिक और प्रकाश उत्तेजनाओं को सांकेतिक शब्दों में बदलना और तंत्रिका आवेगों में बदल देते हैं।
- सम्मिलन (जिसे कंडक्टर या क्लोजिंग भी कहा जाता है)। वे आवेगों को संसाधित करने और स्विच करने का काम करते हैं। उनमें से सबसे बड़ी संख्या मानव मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी में है।
- प्रभावी (मोटर)। वे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से कुछ क्रियाएं करने के लिए आदेश प्राप्त करते हैं (तेज धूप में, अपनी आँखें अपने हाथ से बंद करें, और इसी तरह)।
प्रत्येक न्यूरॉन में एक कोशिका शरीर और एक प्रक्रिया होती है। शरीर के माध्यम से तंत्रिका आवेग का मार्ग ठीक बाद वाले से शुरू होता है। प्रक्रियाएं दो प्रकार की होती हैं:
- डेंड्राइट्स। उन्हें उन पर स्थित रिसेप्टर्स की जलन को समझने का कार्य सौंपा गया है।
- अक्षर। उनके लिए धन्यवाद, तंत्रिका आवेगों को कोशिकाओं से काम करने वाले अंग में प्रेषित किया जाता है।
गतिविधि का दिलचस्प पहलू
कोशिकाओं द्वारा तंत्रिका आवेग के संचालन के बारे में बोलते हुए, एक दिलचस्प क्षण के बारे में बताना मुश्किल है। तो, जब वे आराम कर रहे हों, तब, हम कहते हैंइस प्रकार, सोडियम-पोटेशियम पंप आयनों की गति में इस तरह से लगा हुआ है कि अंदर ताजे पानी और बाहर नमकीन पानी का प्रभाव प्राप्त हो सके। झिल्ली में संभावित अंतर के परिणामस्वरूप असंतुलन के कारण, 70 मिलीवोल्ट तक देखा जा सकता है। तुलना के लिए, यह पारंपरिक एए बैटरी का 5% है। लेकिन जैसे ही कोशिका की स्थिति बदलती है, परिणामी संतुलन गड़बड़ा जाता है, और आयन स्थान बदलने लगते हैं। यह तब होता है जब तंत्रिका आवेग का मार्ग इससे होकर गुजरता है। आयनों की सक्रिय क्रिया के कारण इस क्रिया को ऐक्शन पोटेंशिअल भी कहा जाता है। जब यह एक निश्चित मान तक पहुँच जाता है, तो रिवर्स प्रक्रियाएँ शुरू हो जाती हैं, और कोशिका आराम की स्थिति में पहुँच जाती है।
एक्शन पोटेंशिअल के बारे में
तंत्रिका आवेग रूपांतरण और प्रसार की बात करें तो यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह प्रति सेकंड एक दयनीय मिलीमीटर हो सकता है। फिर हाथ से दिमाग तक के सिग्नल मिनटों में पहुंच जाते, जो स्पष्ट रूप से अच्छा नहीं है। यहीं पर पहले चर्चा की गई माइलिन म्यान एक्शन पोटेंशिअल को मजबूत करने में अपनी भूमिका निभाती है। और इसके सभी "पास" इस तरह से रखे गए हैं कि सिग्नल ट्रांसमिशन की गति पर उनका केवल सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। इसलिए, जब एक आवेग एक अक्षतंतु शरीर के मुख्य भाग के अंत तक पहुँचता है, तो इसे या तो अगली कोशिका में स्थानांतरित कर दिया जाता है, या (यदि हम मस्तिष्क के बारे में बात करें) न्यूरॉन्स की कई शाखाओं में। बाद के मामलों में, थोड़ा अलग सिद्धांत काम करता है।
दिमाग में सब कुछ कैसे काम करता है?
आइए बात करते हैं कि हमारे केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के सबसे महत्वपूर्ण हिस्सों में तंत्रिका आवेग संचरण अनुक्रम क्या काम करता है।यहां, न्यूरॉन्स अपने पड़ोसियों से छोटे अंतराल से अलग हो जाते हैं, जिन्हें सिनैप्स कहा जाता है। ऐक्शन पोटेंशिअल उन्हें पार नहीं कर सकता, इसलिए यह अगले तंत्रिका कोशिका तक पहुंचने के लिए दूसरा रास्ता तलाशता है। प्रत्येक प्रक्रिया के अंत में छोटे थैले होते हैं जिन्हें प्रीसानेप्टिक वेसिकल्स कहा जाता है। उनमें से प्रत्येक में विशेष यौगिक होते हैं - न्यूरोट्रांसमीटर। जब उन पर ऐक्शन पोटेंशिअल आता है, तो कोशिकाओं से अणु मुक्त हो जाते हैं। वे सिनैप्स को पार करते हैं और विशेष आणविक रिसेप्टर्स से जुड़ते हैं जो झिल्ली पर स्थित होते हैं। इस मामले में, संतुलन गड़बड़ा जाता है और, शायद, एक नई क्रिया क्षमता प्रकट होती है। यह अभी तक निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है, न्यूरोफिज़ियोलॉजिस्ट आज तक इस मुद्दे का अध्ययन कर रहे हैं।
न्यूरोट्रांसमीटर का काम
जब वे तंत्रिका आवेगों को संचारित करते हैं, तो उनके साथ क्या होगा इसके लिए कई विकल्प हैं:
- वे फैलेंगे।
- रासायनिक टूटने से गुजरना होगा।
- उनके बुलबुले में वापस आ जाओ (इसे पुनः कब्जा कहा जाता है)।
20वीं सदी के अंत में एक चौंकाने वाली खोज की गई। वैज्ञानिकों ने सीखा है कि न्यूरोट्रांसमीटर को प्रभावित करने वाली दवाएं (साथ ही उनकी रिहाई और पुन: ग्रहण) किसी व्यक्ति की मानसिक स्थिति को मौलिक रूप से बदल सकती हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, प्रोज़ैक जैसे कई एंटीडिप्रेसेंट सेरोटोनिन के फटने को रोकते हैं। यह मानने के कुछ कारण हैं कि पार्किंसंस रोग के लिए मस्तिष्क न्यूरोट्रांसमीटर डोपामाइन की कमी को जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।
अब मानव मानस की सीमावर्ती अवस्थाओं का अध्ययन करने वाले शोधकर्ता यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि यह कैसे होता हैहर चीज व्यक्ति के दिमाग को प्रभावित करती है। इस बीच, हमारे पास इस तरह के एक बुनियादी सवाल का जवाब नहीं है: एक न्यूरॉन एक एक्शन पोटेंशिअल बनाने का क्या कारण है? अब तक, इस सेल को "लॉन्च" करने का तंत्र हमारे लिए एक रहस्य है। इस पहेली की दृष्टि से विशेष रूप से दिलचस्प है मुख्य मस्तिष्क में न्यूरॉन्स का काम।
संक्षेप में, वे हजारों न्यूरोट्रांसमीटर के साथ काम कर सकते हैं जो उनके पड़ोसियों द्वारा भेजे जाते हैं। इस प्रकार के आवेगों के प्रसंस्करण और एकीकरण के बारे में विवरण हमारे लिए लगभग अज्ञात है। हालांकि इस पर कई रिसर्च ग्रुप काम कर रहे हैं। फिलहाल, यह पता चला है कि सभी प्राप्त आवेगों को एकीकृत किया गया है, और न्यूरॉन एक निर्णय लेता है - क्या कार्रवाई क्षमता को बनाए रखना और उन्हें आगे प्रसारित करना आवश्यक है। मानव मस्तिष्क की कार्यप्रणाली इसी मौलिक प्रक्रिया पर आधारित है। तो इसमें कोई आश्चर्य की बात नहीं है कि हमें इस पहेली का उत्तर नहीं पता है।
कुछ सैद्धांतिक विशेषताएं
लेख में "तंत्रिका आवेग" और "क्रिया क्षमता" को समानार्थक शब्द के रूप में इस्तेमाल किया गया था। सैद्धांतिक रूप से, यह सच है, हालांकि कुछ मामलों में कुछ विशेषताओं को ध्यान में रखना आवश्यक है। इसलिए, यदि आप विवरण में जाते हैं, तो क्रिया क्षमता तंत्रिका आवेग का केवल एक हिस्सा है। वैज्ञानिक पुस्तकों के विस्तृत परीक्षण से आप यह जान सकते हैं कि यह केवल झिल्ली के आवेश में धनात्मक से ऋणात्मक में परिवर्तन है, और इसके विपरीत। जबकि एक तंत्रिका आवेग को एक जटिल संरचनात्मक और विद्युत रासायनिक प्रक्रिया के रूप में समझा जाता है। यह परिवर्तन की एक यात्रा तरंग की तरह न्यूरॉन झिल्ली में फैलता है। संभाविततंत्रिका आवेग की संरचना में क्रियाएं केवल एक विद्युत घटक हैं। यह झिल्ली के एक स्थानीय खंड के आवेश के साथ होने वाले परिवर्तनों की विशेषता है।
तंत्रिका आवेग कहाँ उत्पन्न होते हैं?
वे अपनी यात्रा कहाँ से शुरू करते हैं? इस प्रश्न का उत्तर कोई भी छात्र दे सकता है जिसने कामोत्तेजना के शरीर विज्ञान का परिश्रमपूर्वक अध्ययन किया हो। चार विकल्प हैं:
- डेंड्राइट का रिसेप्टर समाप्त होना। यदि यह मौजूद है (जो एक तथ्य नहीं है), तो एक पर्याप्त उत्तेजना की उपस्थिति संभव है, जो पहले एक जनरेटर क्षमता और फिर एक तंत्रिका आवेग पैदा करेगी। दर्द रिसेप्टर्स एक समान तरीके से काम करते हैं।
- उत्तेजक अन्तर्ग्रथन की झिल्ली। एक नियम के रूप में, यह तभी संभव है जब कोई तीव्र जलन हो या उनका योग हो।
- डेंट्रिड ट्रिगर जोन। इस मामले में, उत्तेजना की प्रतिक्रिया के रूप में स्थानीय उत्तेजक पोस्टसिनेप्टिक क्षमताएं बनती हैं। यदि रणवीर के पहले नोड को माइलिनेट किया जाता है, तो उन्हें उस पर संक्षेपित किया जाता है। वहाँ झिल्ली के एक भाग की उपस्थिति के कारण, जिससे संवेदनशीलता बढ़ गई है, यहाँ एक तंत्रिका आवेग उत्पन्न होता है।
- एक्सॉन हिलॉक। यह उस स्थान का नाम है जहाँ अक्षतंतु शुरू होता है। एक न्यूरॉन पर आवेग पैदा करने के लिए टीला सबसे आम है। अन्य सभी स्थानों पर जिन पर पहले विचार किया गया था, उनके घटित होने की संभावना बहुत कम है। यह इस तथ्य के कारण है कि यहां झिल्ली में संवेदनशीलता में वृद्धि हुई है, साथ ही विध्रुवण का निम्न महत्वपूर्ण स्तर भी है। इसलिए, जब कई उत्तेजक पोस्टसिनेप्टिक क्षमता का योग शुरू होता है, तो पहाड़ी सबसे पहले उन पर प्रतिक्रिया करती है।
उत्तेजना फैलाने का उदाहरण
चिकित्सकीय भाषा में बताने से कुछ बातों को लेकर गलतफहमी हो सकती है। इसे खत्म करने के लिए, यह संक्षेप में बताए गए ज्ञान के माध्यम से जाने लायक है। आइए एक उदाहरण के रूप में आग को लें।
पिछली गर्मियों के समाचार बुलेटिन याद रखें (यह भी जल्द ही फिर से सुना जाएगा)। आग फैल रही है! वहीं जले हुए पेड़ और झाड़ियां अपने स्थान पर रह जाती हैं। लेकिन आग का अग्रभाग उस जगह से आगे और आगे जाता है जहां आग लगी थी। तंत्रिका तंत्र इसी तरह काम करता है।
अक्सर उत्तेजित होने लगे तंत्रिका तंत्र को शांत करना आवश्यक होता है। लेकिन यह करना इतना आसान नहीं है, जितना आग के मामले में होता है। ऐसा करने के लिए, वे एक न्यूरॉन (औषधीय प्रयोजनों के लिए) के काम में एक कृत्रिम हस्तक्षेप करते हैं या विभिन्न शारीरिक साधनों का उपयोग करते हैं। इसकी तुलना आग पर पानी डालने से की जा सकती है।
