ระบบในร่างกาย: ระบบประสาท

ระบบประสาท

ระบบประสาทของสัตว์ มีหน้าที่ในการออกคำสั่งการทำงานของกล้ามเนื้อ ควบคุมการทำงานของอวัยวะต่างๆ ในร่างกาย และประมวลข้อมูลที่รับมาจากประสาทสัมผัสต่างๆ และสร้างคำสั่งต่าง ๆ (action) ให้อวัยวะต่าง ๆ ทำงาน

โครงสร้างของเซลล์ประสาท

ระบบประสาทประกอบด้วยเซลล์สองประเภท คือ เซลล์ประสาท (nerve cell) หรือ นิวรอน (neuron) เป็นเซลล์ที่เป็นส่วนประกอบหลักของระบบประสาท และ เซลล์เกลีย (glial cell) เป็นเซลล์สำคัญรองจากนิวรอนมีหน้าที่ในการลำเลียงอาหารมาให้เซลล์ประสาท และเป็นองค์ประกอบของโครงสร้างของระบบประสาท

เซลล์ประสาท ประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ 2 ส่วน คือ ตัวเซลล์ (cell body) และ ใยประสาท (nerve fiber) เซลล์ประสาทเป็นเซลล์ที่ถูกกระตุ้นด้วยไฟฟ้าได้ ซึ่งมีบทบาทในการส่งสารสื่อประสาท

1. ตัวเซลล์ (cell body) เป็นส่วนของไซโทพลาซึมและนิวเคลียส ตัวเซลล์มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4 - 25 ไมโครเมตร ภายในมีออร์แกเนลล์ที่สำคัญ คือ ไมโทคอนเดรีย เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม และกอลจิคอมเพล็กซ์

2. ใยประสาท (nerve fiber) แบ่งออกเป็น

- เดนไดรต์ (dendrite) เป็นส่วนของเซลล์ประสาทที่ยื่นออกไป ส่วนใหญ่จะอยู่รอบๆตัวเซลล์ ทำหน้าที่รับกระแสประสาทเข้าสู่ตัวเซลล์ เซลล์ประสาทหนึ่งตัวจะมีเดนไดรต์ได้หลายแขนง บริเวณแอกซอนอาจมีเยื่อจำพวกลิพิดมาหุ้ม เรียกว่า เยื่อไมอีลิน (myelin sheath) ซึ่งติดต่อกันเซลล์ชวันน์ (Schwann cell) ซึ่งเป็นเซลล์ค้ำจุนชนิดหนึ่ง

- แอกซอน (axon) เป็นส่วนของใยประสาทที่ทำหน้าที่นำกระแสประสาทออกจากบริเวณเดนไดรต์ ไปสู่เซลล์อื่นๆเซลล์ประสาทตัว ในหนึ่งเซลล์จะมีแอกซอนเพียงหนึ่งแอกซอนเท่านั้น

ส่วนของแอกซอนตรงบริเวณร่อยต่อระหว่างเซลล์ชวันน์แต่ละเซลล์เป็นบริเวณที่ไม่มีเยื่อไมอีลินหุ้มเรียกว่า โนด ออฟแรนเวียร์ (node of Ranvier)

เซลล์ประสาทจำแนกตามหน้าที่ได้ 3 ชนิด ได้แก่

1. เซลล์ประสาทรับความรู้สึก (sensory neuron)

คือ เซลล์ประสาทที่รับกระแสประสาทจากหน่วยรับความรู้สึก แล้วถ่ายทอดกระแสประสาทไปยังเซลล์ประสาทสั่งการ อาจผ่านเซลล์ประสาทประสานงานหรือไม่ผ่านก็ได้

2. เซลล์ประสาทสั่งการ (motor neuron)

คือ เซลล์ที่คอยส่งกระแสประสาทออกจากไขสันหลัง เพื่อนำกระแสประสาทไปยัง หน่วยปฏิบัติงาน เช่น กล้ามเนื้อแขนขา ซึ่งอยู่ห่างไกลจากไขสันหลังมาก มักมีใยประสาทแอกซอนที่ยาว

3. เซลล์ประสาทประสานงาน (association neuron )

คือ เซลล์ที่เชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทรับความรู้สึก กับเซลล์ประสาทสั่งการ ใยประสาทของเซลล์ประสาทประสานงานมักจะสั้น

เซลล์ประสาทแบ่งตามจำนวนแขนงที่แยกออกจากตัวเซลล์ แบ่งได้เป็น 3 ชนิด คือ

1. เซลล์ประสาทขั้วเดียว (unipolar neuron)

เซลล์ประสาทประเภทนี้ส่วนของแอกซอนและเดนไดรต์ที่ใกล้ๆ ตัวเซลล์จะรวมเป็นเส้นเดียวกัน ทำให้มีแขนงแยกออกจากตัวเซลล์เพียงแขนงเดียว เดนไดรต์มักจะยาวกว่าแอกซอนมาก พบที่ปมประสาทรากบน (dorsal root ganglion) ของไขสันหลัง

2. เซลล์ประสาทสองขั้ว (bipolar neuron)

เซลล์ประสาทมีแขนงแยกออกมาเป็น 2 แขนง โดยแขนงหนึ่งเป็นแอกซอน และอีกแขนงหนึ่งเป็นเดนไดรต์ ความยาวของแขนงทั้งสองนี้ใกล้เคียงกัน พบได้ที่เรตินาของลูกตา คอเคลียของหูและเยื่อดมกลิ่นของจมูก มักทำหน้าที่เป็นเซลล์ประสาทรับความรู้สึก

3. เซลล์ประสาทหลายขั้ว (multipolar neuron)

เซล์ประสาทจะมีหลายแขนงโดยเป็นแอกซอน 1 แขนง และเป็นเดนไดรต์ 2 หรือมากกว่าเซลล์ประสาทส่วนใหญ่ของร่างกายเป็นเซลล์ประสาทหลายขั้ว พบได้ในสมอง และไขสันหลัง มีแอกซอนยาว และเดนไดรต์สั้น ทำหน้าที่นำคำสั่งไปยังอวัยวะตอบสนอง

ระบบประสาทส่วนกลาง

ระบบประสาทส่วนกลาง ( central nervous system-CNS) เป็นศูนย์กลางการควบคุมการทำงานของร่างกายประกอบด้วยสมองและไขสันหลัง ทำหน้าที่ประสานกิจกรรมของระบบปนะสาทท้้งหมดทางกลและเคมี (ทำงานร่วมกับฮอร์โมน*) เส้นประสาทในร่างกายนำข้อมูล (กระแสประสาท) ไปกลับจากบริเวณศูนย์กลาง

สมอง ( Brain) คืออวัยวะสำคัญในสัตว์หลายชนิดตามลักษณะทางกายวิภาค หรือที่เรียกว่า encephalon จัดว่าเป็นส่วนกลางของระบบประสาท คำว่า สมอง นั้นส่วนใหญ่จะเรียกระบบประสาทบริเวณหัวของสัตว์มีกระดูกสันหลัง คำนี้บางทีก็ใช้เรียกอวัยวะในระบบประสาทบริเวณหัวของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอีกด้วย

สมองมีหน้าที่ควบคุมและสั่งการการเคลื่อนไหว, พฤติกรรม และภาวะธำรงดุล (homeostasis) เช่น การเต้นของหัวใจ, ความดันโลหิต, สมดุลของเหลวในร่างกาย และอุณหภูมิ เป็นต้น หน้าที่ของสมองยังมีเกี่ยวข้องกับการรู้ (cognition) อารมณ์ ความจำ การเรียนรู้การเคลื่อนไหว (motor learning) และความสามารถอื่น ๆ ที่เกี่ยวกับการเรียนรู้

สมองประกอบด้วยเซลล์สองชนิด คือ เซลล์ประสาท และเซลล์เกลีย เกลียมีหน้าที่ในการดูแลและปกป้องนิวรอน นิวรอนหรือเซลล์ประสาทเป็นเซลล์หลักที่ทำหน้าที่ส่งข้อมูลในรูปแบบของสัญญาณไฟฟ้าที่เรียกว่า ศักยะงาน (action potential) การติดต่อระหว่างนิวรอนนั้นเกิดขึ้นได้โดยการหลั่งของสารเคมีชนิดต่าง ๆ ที่รวมเรียกว่า สารสื่อประสาท (neurotransmitter) ข้ามบริเวณระหว่างนิวรอนสองตัวที่เรียกว่า ไซแนปส์ สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น แมลงต่าง ๆ ก็มีนิวรอนอยู่นับล้านในสมอง สัตว์มีกระดูกสันหลังขนาดใหญ่มักจะมีนิวรอนมากกว่าหนึ่งร้อยล้านตัวในสมอง สมองของมนุษย์นั้นมีความพิเศษกว่าสัตว์ตรงที่ว่ามีความซับซ้อนและใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับขนาดตัวของมนุษย์

ไขสันหลัง (spinal cord) เนื้อเยื่อประสาทเส้นยาวจากสมองลงสู่ด้านล่างภายในลำกระดูกสันหลัง* กระแสประสาทจากทุกส่วนของร่างกายผ่านไขสันหลัง กระแสประสาทบางอย่างถูกนำเข้าหรือออกจากสมอง บางอย่างถูกกำจัดภายในไขสันหลัง เส้นประสาทไขสันหลัง 31 คู่ แตกสาขาออกไปจากไขสันหลังผ่านช่องระหว่างกระดูกสันหลัง* ประสาทไขสันหลังแต่ละเส้นประกอบด้วยเส้นใย 2 กลุ่ม คือ รากบน (dorsal root) หรือรากประสาทรับความรู้สึก* ประกอบด้วยเส้นใยของเซลล์ประสาทรับความรู้สึก* ที่นำกระแสประสาทเข้าและรากล่าง (ventral root) หรือรากประสาทสั่งการ ประกอบด้วยเส้นใยของเซลล์ประสาทสั่งการ*ที่นำกระแสไฟฟ้าออก

2. ระบบประสาทรอบนอก (Peripheral Nervous System หรือ PNS) ทำหน้าที่รับและนำความรู้สึกเข้าสู่ระบบประสาทส่วนกลาง ได้แก่ สมองและไขสันหลัง จากนั้นนำกระแสประสาทสั่งการจากระบบประสาทส่วนกลางไปยังหน่วยปฏิบัติงาน ซึ่งประกอบด้วยหน่วยรับความรู้สึกและอวัยวะรับสัมผัส รวมทั้งเซลล์ประสาทและเส้นประสาทที่อยู่นอกระบบประสาทส่วนกลาง หรืออาจบอกได้ว่า ระบบประสาทรอบนอกทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่างระบบประสาทส่วนกลางหรือระบบประสาทกลางกับอวัยวะต่างๆเช่น แขน ขา เป็นต้น

ระบบประสาทรอบนอกประกอบด้วย

· เส้นประสาทสมอง (cranial nerve) : เป็นเส้นประสาทที่ออกมาจากสมองโดยตรง มีทั้งหมด 12 คู่

· เส้นประสาทไขสันหลัง (spinal nerve) : เส้นประสาทที่ออกจากไขสันหลัง มีทั้งหมด 31 คู่ คือออกจากไขสันหลังทั้งซ้ายและขวา ตั้งแต่ระดับไขสันหลังส่วนลำคอไปจนถึงไขสันหลังส่วนกระดูกก้นกบ

· เส้นประสาทตามแขนขา (somatic nerve)

· เซลล์แกงเกลียน (ganglion cell) : เป็นเซลล์ประสาทชั้นนอก มีแอกซอนที่ยาว

นอกจากนี้ระบบประสาทส่วนนอกยังสามารถจำแนกประเภทตามการทำงานได้เป็น 2 ประเภท คือ

1.) ระบบประสาทภายใต้อำนาจจิตใจ (somatic nervous system : SNS)

เป็นระบบควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อที่บังคับได้รวมทั้งการตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก

ระบบประสาทโซมาติก จึงนำกระแสประสาทจากสมองหรือไขสันหลังออกไปยังหน่วยปฏิบัติงาน ซึ่งได้แก่ กล้ามเนื้อลายเป็นส่วนใหญ่ เพื่อตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอก การทำงานของระบบประสาทโซมาติกมักอยู่ในอำนาจจิตใจ

2.) ระบบประสาทนอกอำนาจจิตใจ (autonomic nervous system ANS)

เป็นระบบประสาทที่ทำงานโดยอัตโนวัติ มีศูนย์กลางควบคุมอยู่ในสมองและไขสันหลัง ได้แก่ การเกิดรีเฟลกซ์แอกชัน (reflex action) และเมื่อมีสิ่งเร้ามากระตุ้นที่อวัยวะรับสัมผัสเช่น ผิวหนัง กระแสประสาทจะส่งไปยังไขสันหลัง และไขสันหลังจะสั่งการตอบสนองไปยังกล้ามเนื้อโดยไม่ผ่านไปที่

สมอง ดังรูป

เมื่อมีเข็มมาทิ่มที่ปลายนิ้ว กระแสประสาทจะถูกส่งผ่านไปยังไขสันหลังโดยไม่ผ่านไปยังสมอง ไขสันหลังทำหน้าที่สั่งการให้กล้ามเนื้อที่แขนเกิดการหดตัว เพื่อดึงมือออกจากเปลวไฟทันที

ซึ่งระบบประสาทอัตโนวัติยังแบ่งได้อีก 2 ประเภทคือ

· ระบบประสาทซิมพาเทติก (sympathetic nervous system)

· ระบบประสาทพาราซิมพาเทติก (parasympathetic nervous system)