แรงกระตุ้นของประสาทและ RNA

องค์ประกอบโครงสร้างของกิจกรรมประสาทในสมองคือเซลล์ประสาท (เซลล์ประสาท) กิจกรรมการทำงานของมันถูกตรวจสอบโดยหลายวิธี - ทางจุลพยาธิวิทยาจุลชีพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนการถ่ายภาพรังสีและอื่น ๆ มีการเผยแพร่ผลงานเกี่ยวกับเซลล์ประสาทจำนวนมาก แต่ยังไม่ทราบถึงความสำคัญในการทำงานของแต่ละส่วนที่เป็นส่วนประกอบ

เซลล์ประสาทเกิดจากเซลล์แม่ในช่วงแรกของการพัฒนาของร่างกาย ในขั้นต้นเซลล์ประสาทคือนิวเคลียสที่ล้อมรอบด้วยไซโทพลาสซึมจำนวนเล็กน้อย จากนั้นในไซโทพลาสซึมจะมีเกลียวบาง ๆ ล้อมรอบนิวเคลียส - neurofibrils; พร้อมกันนี้การพัฒนาของกระบวนการตามแนวแกนของเซลล์ประสาทจะเริ่มขึ้น - แอกซอนซึ่งเติบโตไปยังรอบนอกจนถึงอวัยวะสุดท้าย ช้ากว่าแอกซอนกระบวนการอื่น ๆ ที่เรียกว่าเดนไดรต์ปรากฏขึ้น ในระหว่างการพัฒนาเดนไดรต์สาขา เซลล์ประสาทและแอกซอนถูกปกคลุมด้วยพังผืดที่แยกเนื้อหาของเซลล์ออกจากสิ่งแวดล้อม

เซลล์ประสาทรู้สึกตื่นเต้นเนื่องจากมีสิ่งเร้ามาถึงมันตามแอกซอนของเซลล์ประสาทอื่น ๆ ส่วนปลายของแอกซอนบนร่างกายเซลล์และเดนไดรต์เรียกว่าซินแนปส์ ไม่มีใครสังเกตเห็นว่าการกระตุ้นที่มาจากไซแนปส์หนึ่งทำให้เกิดแรงกระตุ้นในเซลล์ประสาทใด ๆ เซลล์ประสาทสามารถถูกยิงโดยพัลส์ที่มาถึงผ่านซิแนปส์ที่อยู่ใกล้เคียงจำนวนเพียงพอในช่วงเวลาที่กินเวลาน้อยกว่าหนึ่งในสี่ของมิลลิวินาที

เซลล์ประสาทแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในรูปร่างของร่างกายเซลล์ในด้านความยาวจำนวนและระดับการแตกแขนงของแอกซอนและเดนไดรต์ เซลล์ประสาทแบ่งออกเป็นประสาทสัมผัส (ประสาทสัมผัส) มอเตอร์ (มอเตอร์) และอธิกสุรทิน ในเซลล์ประสาทรับความรู้สึกเดนไดรต์เชื่อมต่อกับตัวรับและแอกซอนกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ ในเซลล์ประสาทของมอเตอร์เดนไดรต์เชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ และแอกซอนเชื่อมต่อกับเอฟเฟกต์บางตัว ในเซลล์ภายในทั้งเดนไดรต์และแอกซอนเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ หน้าที่ของอวัยวะภายในจำนวนมากซึ่งเป็นโครงสร้างหลักของระบบประสาทส่วนกลางและระบบประสาทส่วนปลายคือการถ่ายโอนข้อมูลจากส่วนหนึ่งของร่างกายไปยังอีกส่วนหนึ่ง

ในมนุษย์และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมอื่น ๆ เส้นใยประสาทที่นำกระแสอย่างรวดเร็วจากตัวรับไปยังสมองและจากสมองไปยังกล้ามเนื้อและด้วยเหตุนี้การตอบสนองที่ปรับตัวได้อย่างรวดเร็วของร่างกายจะแต่งตัวเหมือนปลอกมีดซึ่งเป็นเปลือกไขมัน ดังนั้นเส้นประสาทเหล่านี้จึงเรียกว่า myelinated ปลอกไมอีลินทำให้แอกซอนมีสีขาวในขณะที่เนื้อเซลล์และเดนไดรต์ที่ไม่มีปลอกไมอีลินเป็นสีเทา

เส้นใยประสาทที่มาจากเซลล์ของเยื่อหุ้มสมองหรือแบ่งออกเป็นสามกลุ่มหลัก: การฉายภาพ - การเชื่อมต่อคอร์เทกซ์ย่อยกับเยื่อหุ้มสมองการเชื่อมโยง - การเชื่อมต่อโซนเยื่อหุ้มสมองของซีกโลกเดียวกันการเคลื่อนที่ - เชื่อมต่อสองซีกและไปในทิศทางตามขวาง . มัดของเส้นใยเหล่านี้เรียกว่าคอร์ปัสแคลโลซัม

กระแสประสาทถูกส่งไปตามเส้นใยประสาทซึ่งมีลักษณะเป็นจังหวะ กระแสประสาทไม่ใช่กระแสไฟฟ้า แต่เป็นการรบกวนทางเคมีไฟฟ้าในใยประสาท เกิดจากการระคายเคืองในส่วนหนึ่งของเส้นใยประสาททำให้เกิดการรบกวนแบบเดียวกันในบริเวณใกล้เคียงเป็นต้นจนกระทั่งแรงกระตุ้นไปถึงจุดสิ้นสุดของเส้นใย

เส้นประสาทเริ่มตอบสนองเมื่อมีการกระตุ้นบางอย่างที่มีความแข็งแรงน้อยที่สุดกับมัน กระแสประสาทถูกส่งไปยังเส้นใยเป็นระยะ หลังจากส่งพัลส์ไปแล้วระยะเวลาหนึ่งจะผ่านไป (จาก 0.001 ถึง 0.005 วินาที) ก่อนที่ไฟเบอร์จะสามารถส่งพัลส์ที่สองได้

ช่วงเวลาที่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและทางกายภาพอันเป็นผลมาจากการที่เส้นใยกลับคืนสู่สภาพเดิมเรียกว่าระยะเวลาทนไฟ

มีความเห็นว่าแรงกระตุ้นที่ส่งผ่านมาจากเซลล์ประสาททุกประเภท - ประสาทสัมผัสมอเตอร์และอธิกสุรทินมีความคล้ายคลึงกันโดยทั่วไป ความจริงที่ว่าแรงกระตุ้นที่แตกต่างกันทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่แตกต่างกันตั้งแต่สภาวะทางจิตไปจนถึงปฏิกิริยาการหลั่งขึ้นอยู่กับลักษณะของโครงสร้างที่แรงกระตุ้นเกิดขึ้น

แรงกระตุ้นของเส้นประสาทแต่ละเส้นแพร่กระจายพูดตามเส้นประสาทที่ส่งผลไปถึงร่างกายของเซลล์ประสาท มันสามารถผ่านเซลล์ไปได้ไกลขึ้นไปยังกระบวนการอื่น ๆ และเคลื่อนที่ผ่านซิแนปส์ไปยังหนึ่งในเส้นใยของเซลล์ถัดไปตามโซ่หรือหลายเซลล์พร้อมกัน ดังนั้นแรงกระตุ้นของเส้นประสาทจึงเกิดขึ้นเช่นจากเยื่อบุจมูกผ่านนิวเคลียสของสมองส่วนกลางไปยังอวัยวะบริหาร (เส้นใยกล้ามเนื้อหรือต่อม) ซึ่งเข้าสู่สถานะทำงาน

ไม่ใช่ว่าทุกแรงกระตุ้นที่มาถึงไซแนปส์จะถูกส่งไปยังเซลล์ประสาทตัวถัดไป การเชื่อมต่อแบบ Synaptic มีความต้านทานต่อการไหลของแรงกระตุ้น คุณลักษณะของการทำงานของไซแนปส์นี้ต้องคิดว่าเป็นค่าที่ปรับเปลี่ยนได้ ส่งเสริมการตอบสนองที่เลือกของร่างกายต่อการระคายเคืองบางอย่าง

ดังนั้นการศึกษาโครงสร้างจุลภาคของสมองบ่งบอกถึงการทำงานที่เชื่อมต่อกันของเซลล์ประสาท เราสามารถพูดถึงระบบของเซลล์ประสาท แต่การทำงานโดยรวมไม่ใช่ผลรวมของกิจกรรมของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ เซลล์ประสาทหนึ่งเซลล์ไม่ก่อให้เกิดปรากฏการณ์ทางจิต เฉพาะการทำงานโดยรวมของเซลล์ประสาทที่ประกอบเป็นระบบบางระบบเท่านั้นที่สามารถทำให้เกิดปรากฏการณ์ทางจิตได้ มันขึ้นอยู่กับกระบวนการวัสดุเฉพาะที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาท

อย่างไรก็ตามการศึกษากระบวนการที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์มีมุมมองบางอย่างที่เกี่ยวข้องกับการเปิดเผยกลไกของพฤติกรรมและจิตใจ ในกรณีนี้เราหมายถึงการศึกษาระดับโมเลกุลของเซลล์ประสาทซึ่งได้สรุปความเชื่อมโยงระหว่างสรีรวิทยาของกิจกรรมทางประสาทที่สูงขึ้นและอณูชีววิทยา

คนแรกที่เจาะลึกระดับโมเลกุลของเซลล์ประสาทของสมองคือนักประสาทวิทยาชาวสวีเดนและนักเซลล์วิทยาเอชฮิเดน จุดเริ่มต้นของการทำงานของเขาเกิดขึ้นในปีพ. ศ. 2500 ฮิเดนได้พัฒนาเครื่องมือไมโครชุดพิเศษซึ่งเขาสามารถใช้งานกับเซลล์ประสาทได้

ทำการทดลองกับกระต่ายหนูและสัตว์อื่น ๆ การทดลองมีดังนี้ ในตอนแรกสัตว์เหล่านี้ถูกกระตุ้นให้ทำอะไรบางอย่างเช่นปีนขึ้นไปบนลวดเพื่อหาอาหาร จากนั้นสัตว์ทดลองจะถูกสังเวยทันทีเพื่อวิเคราะห์เซลล์ประสาทของสมอง

มีการกำหนดข้อเท็จจริงสำคัญสองประการ ประการแรกความตื่นเต้นใด ๆ จะเพิ่มการผลิตกรดไรโบนิวคลีอิก (RNA) ในเซลล์ประสาทของสมองอย่างมีนัยสำคัญ ประการที่สองเศษส่วนเล็กน้อยของ RNA นี้แตกต่างกันไปตามลำดับเบสหรือองค์ประกอบทางเคมีจาก RNA ใด ๆ ที่พบในเซลล์ประสาทของสัตว์ควบคุมที่ไม่ได้รับการฝึกฝน

เนื่องจากโมเลกุล RNA ซึ่งเป็นหนึ่งในโมเลกุลขนาดใหญ่ทางชีววิทยา (พร้อมกับโมเลกุลของกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก - DNA) จึงมีความจุข้อมูลมหาศาลจากการทดลองข้างต้นจึงแนะนำว่าความรู้ที่ได้มาจะถูกเข้ารหัสในด้านบนที่แตกต่างกัน โมเลกุลอาร์เอ็นเอ สิ่งนี้วางรากฐานสำหรับสมมติฐานระดับโมเลกุลของความจำระยะยาว

ในการพัฒนาการทดลองของ Hyden มีความพยายามที่จะถ่ายโอนโมเลกุล RNA จากสมองของสัตว์ที่ได้รับการฝึกฝนไปยังสมองของสัตว์ที่ไม่ได้รับการฝึกฝน สิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดคือประสบการณ์ของนักจิตวิทยาชาวอเมริกัน McConnell และ Jacobson

ในปีพ. ศ. 2505 แมคคอนเนลล์ได้ทดลองใช้พลานาเรียซึ่งเป็นเวิร์มแบนและโปร่งใสซึ่งมีความโลภมากจนกินกันเอง หนอนเหล่านี้พัฒนามอเตอร์รีเฟล็กซ์แบบปรับอากาศภายใต้อิทธิพลของแสงเวิร์มที่ฝึกด้วยวิธีนี้ถูกสับและป้อนให้กับเวิร์มที่ไม่ได้รับการฝึกฝน ปรากฎว่ากลุ่มหลังได้พัฒนารีเฟล็กซ์ปรับอากาศให้สว่างเร็วขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับผู้ที่ไม่ได้รับประทานแพลนนาเรียที่ได้รับการฝึกฝน

จาค็อบสันและเพื่อนร่วมงานได้ทำการทดลองเกี่ยวกับ "การถ่ายทอด" พฤติกรรมของหนูและหนูแฮมสเตอร์ ตัวอย่างเช่นหนูถูกฝึกให้วิ่งไปที่รางน้ำหลังจากได้ยินเสียงคลิกที่คมชัด ในขณะเดียวกันอาหารส่วนหนึ่งก็ตกลงไปในราง หลังจากสิ้นสุดการฝึกสัตว์เหล่านี้ก็ถูกฆ่าและ RNA ที่แยกได้จากสมองของพวกมันจะถูกฉีดเข้าไปในสัตว์ที่ไม่ได้รับการฝึกฝน หนูกลุ่มควบคุมได้รับการฉีด RNA จากสมองของสัตว์ที่ไม่ได้รับการฝึกฝน จากนั้นหนูทดลองและหนูควบคุมได้รับการทดสอบเพื่อดูว่าการคลิกจะมีผลหรือไม่ (ให้คลิก 25 ครั้งสำหรับสัตว์แต่ละตัว แต่ไม่มีรางวัลอาหาร) ปรากฎว่าสัตว์ทดลองเข้าใกล้เครื่องป้อนอาหารบ่อยกว่าสัตว์ควบคุม

การทดลองเหล่านี้และอื่น ๆ ที่ซับซ้อนมากขึ้นทำให้ Jacobson สรุปได้ว่า RNA มีข้อมูลและปรากฏการณ์การถ่ายโอนเกี่ยวข้องกับการท่องจำ

จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้จิตวิทยาได้กล่าวถึงกลไกของการสร้างและการเสริมสร้างการเชื่อมต่อของระบบประสาทเพื่อเป็นพื้นฐานทางสรีรวิทยาสำหรับการท่องจำเท่านั้น พื้นฐานของการสืบพันธุ์คือการฟื้นฟูการเชื่อมต่อทางประสาท - ความสัมพันธ์ที่จัดตั้งขึ้นในกระบวนการท่องจำหรือจดจำ และตอนนี้สมมติฐานระดับโมเลกุลของหน่วยความจำกำลังก้าวหน้า อนาคตควรแสดงให้เห็นว่ากลไกระดับโมเลกุลของหน่วยความจำเชื่อมโยงกับกลไกการสะท้อนกลับอย่างไร

ผลการทดลองของ McConnell และ Jacobson ทำให้เกิดการโต้เถียงและคัดค้านในหมู่นักวิทยาศาสตร์มากมาย ความจริงก็คือการทดลองเดียวกันนี้ได้ดำเนินการในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์อื่น ๆ แต่ไม่ได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกัน นอกจากนี้สถานที่ทางทฤษฎีบางประการของสมมติฐานนี้จะพบกับการคัดค้าน นักวิทยาศาสตร์โต้แย้งความจริง ในเวลาเดียวกันความคิดเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของ RNA ในปรากฏการณ์ของความทรงจำระยะยาวไม่ได้ทำให้เกิดการคัดค้านใด ๆ การพัฒนางานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในภายหลังอย่างไม่ต้องสงสัยจะนำไปสู่การแก้ปัญหาพื้นฐานของกระบวนการทางจิตที่สำคัญนี้ที่เกี่ยวข้องกับการคิดและการรับรู้ถึงความเป็นจริงรอบตัว

V. Kovalgin - เปิดเผยความลับของจิตใจ

สิ่งพิมพ์ที่คล้ายกัน

ระบบประสาทและการทำงานของมัน

การเกิดอณูชีววิทยา

"สร้าง" โมเลกุลได้อย่างไร?