Organisasi Sistem saraf, Fungsi Dasar Sinapsis, "Transmitter Zat"Sistem saraf adalah unik dalam kompleksitas yang luas proses berpikir dan tindakan kontrol itu bisa melaksanakan. Ini menerima setiap menit jutaan bit informasi dari indra yang berbeda saraf dan organ sensorik dan kemudian mengintegrasikan semua ini untuk menentukan respon yang akan dibuat oleh tubuh. Namun, sebelum memulai diskusi ini dari sistem saraf, pembaca harus meninjau Bab 5 dan 7, yang menyajikan prinsip potensial membran dan transmisi sinyal di saraf dan melalui sambungan neuromuskuler.Desain Umum Sistem Saraf Central Nervous System Neuron: The Basic Satuan fungsionalSistem saraf pusat terdiri lebih dari 100 miliar neuron. Gambar 45-1 menunjukkan neuron khas dari jenis yang ditemukan di korteks motorik otak. Incoming sinyal masuk neuron ini melalui sinapsis yang terletak sebagian besar pada dendrit saraf, tetapi juga pada sel tubuh. Untuk berbagai jenis neuron, mungkin ada hanya beberapa ratus atau sebanyak 200.000 sambungan sinaptik seperti dari input serat. Sebaliknya, sinyal output perjalanan dengan cara akson tunggal meninggalkan neuron. Kemudian, akson ini memiliki banyak cabang terpisah untuk bagian lain dari sistem saraf perifer atau badan. Sebuah fitur khusus dari sebagian besar sinapsis adalah bahwa sinyal biasanya melewati hanya dalam arah maju (dari akson dari neuron sebelumnya untuk dendrit di sel membran neuron berikutnya). Hal ini akan memaksa sinyal untuk melakukan perjalanan di diperlukan petunjuk untuk melakukan fungsi-fungsi saraf tertentu. Bagian sensorik dari Nervous System - Sensory Reseptor Sebagian besar kegiatan sistem saraf yang diprakarsai oleh pengalaman indrawi reseptor sensorik yang menarik , apakah reseptor visual dalam mata , pendengaran reseptor di telinga , reseptor taktil pada permukaan tubuh , atau lainnya jenis receptors. This pengalaman indrawi dapat menyebabkan reaksi langsung baik dari otak , atau memori dari pengalaman dapat disimpan di otak untuk menit , minggu, atau tahun dan menentukan reaksi tubuh pada suatu masa depandate.Gambar 45-2 menunjukkan bagian somatik dari sistem sensorik , yang memancarkan informasi sensorik dari reseptor dari seluruh permukaan tubuh dan dari beberapa struktur yang mendalam . Informasi ini memasuki sistem saraf pusat melalui saraf perifer dan dilakukan segera untuk beberapa sensorik area di ( 1 ) sumsum tulang belakang pada semua tingkatan , (2 ) substansi reticular dari medulla , pons , dan mesencephalon otak , (3 ) otak kecil , (4 ) thalamus ;dan ( 5 ) daerah dari korteks serebral .Motor Bagian dari Nervous System-efektorPeran akhirnya yang paling penting dari saraf sistem adalah untuk mengontrol berbagai aktivitas tubuh . ini dicapai dengan mengendalikan ( 1 ) kontraksi yang sesuai otot rangka seluruh tubuh , ( 2 ) kontraksi otot polos dalam organ internal , dan ( 3 ) sekresi zat kimia aktif oleh kedua eksokrin dan endokrin kelenjar di banyak bagian dari tubuh . Kegiatan ini secara kolektif disebut bermotor fungsi sistem saraf , dan otot-otot dan kelenjar disebut efektor karena mereka adalah yang sebenarnya struktur anatomi yang melakukan fungsi didikte oleh sinyal saraf .Gambar 45-3 menunjukkan " kerangka " poros saraf motorik dari sistem saraf untuk mengontrol kontraksi otot rangka . Paralel operasi untuk sumbu ini adalah satu lagi sistem , yang disebut sistem saraf otonom , untuk mengendalikan otot polos , kelenjar , dan internal lainnya sistem tubuh , hal ini dibahas dalam Bab 60 . Catatan pada Gambar 45-3 bahwa otot rangka dapat dikendalikan dari berbagai tingkatan dari pusat saraf sistem , termasuk ( 1 ) sumsum tulang belakang , (2 ) reticular substansi dari medula , pons , dan mesencephalon ; ( 3 ) ganglia basal , (4 ) cerebellum , dan ( 5) korteks motor . Masing-masing daerah memainkan spesifik sendiri peran , daerah rendah prihatin terutama dengan otomatis , respon otot seketika untuk sensorik rangsangan , dan daerah yang lebih tinggi dengan sengaja gerakan otot yang kompleks dikendalikan oleh pikiran proses otak .

Pengolahan Informasi - " Integratif " Fungsi Sistem SarafSalah satu fungsi yang paling penting dari saraf sistem untuk memproses informasi yang masuk dalam seperti respon mental dan motorik seperti itu tepat akan terjadi . Lebih dari 99 persen dari semua informasi sensorik dibuang oleh otak sebagai tidak relevan dan tidak penting .Sebagai contoh, satu adalah biasanya tidak menyadari bagian tubuh yang berada dalam kontak dengan pakaian, seperti serta tekanan pengaman ketika duduk. Demikian juga, perhatian ditarik hanya ke obyek sesekali dalam satu bidang visi, dan bahkan suara abadi lingkungan kita biasanya diturunkan ke alam bawah sadar. Tapi, ketika penting menggairahkan informasi sensorik pikiran, itu segera disalurkan ke integratif yang tepat dan daerah motor otak menyebabkan diinginkan tanggapan. Penyaluran ini dan pengolahan informasi disebut fungsi integratif dari saraf sistem. Jadi, jika seseorang menempatkan tangan di atas kompor panas, respon seketika diinginkan adalah untuk mengangkat tangan. Dan tanggapan terkait lain mengikuti, seperti bergerak seluruh tubuh jauh dari kompor, dan bahkan mungkin berteriak dengan rasa sakit.Peran Synapses di Information Processing. sinaps adalah titik persimpangan dari satu neuron ke yang berikutnya. Kemudian dalam bab ini, kita akan membahas rincian fungsi sinaptik. Namun, penting untuk menunjukkan sini bahwa sinapsis menentukan arah yang telah sinyal saraf akan menyebar melalui saraf sistem. Beberapa sinapsis mengirimkan sinyal dari satu neuron ke berikutnya dengan mudah, sedangkan yang lain mengirimkan sinyal hanya dengan susah payah. Juga, pendamping dan sinyal penghambatan dari daerah lain di saraf sistem dapat mengontrol transmisi sinaptik , kadang-kadang membuka sinapsis untuk transmisi dan di lain kali menutup mereka . Selain itu, beberapa postsynaptic neuron merespon dengan sejumlah besar output impuls , dan lain-lain merespon dengan hanya few.Thus , yang sinapsis melakukan tindakan selektif , sering memblokir sinyal lemah sementara memungkinkan sinyal yang kuat untuk lulus , tapi di lain waktu memilih dan memperkuat tertentu yang lemah sinyal , dan sering menyalurkan sinyal-sinyal ini di banyak arah , bukan hanya satu arah .

Penyimpanan Informasi - MemoryHanya sebagian kecil bahkan yang paling penting informasi sensorik biasanya menyebabkan motorik langsung respon . Tetapi banyak dari informasi yang disimpan untuk kendali masa depan kegiatan bermotor dan untuk digunakan dalam proses berpikir Kebanyakan penyimpanan terjadi di korteks serebral , tapi bahkan daerah basal otak dan sumsum tulang belakang dapat menyimpan sejumlah kecil informasi.Penyimpanan informasi adalah proses yang kita sebut memori , dan ini juga merupakan fungsi dari sinapsis . Artinya, setiap kali beberapa jenis sinyal sensorik lulus melalui urutan sinapsis , sinapsis ini menjadi lebih mampu menularkan jenis yang sama sinyal waktu berikutnya , proses yang disebut fasilitasi . setelah sinyal sensorik telah melewati sinapsis sejumlah besar kali , sinapsis menjadi begitu difasilitasibahwa sinyal yang dihasilkan dalam otak itu sendiri dapat juga menyebabkan transmisi impuls mengalami hal yang sama urutan sinapsis , bahkan ketika masukan sensorik adalah tidak excited. This memberi orang persepsi mengalami sensasi asli, meskipun persepsi hanya kenangan sensasi.Kita tahu sedikit tentang mekanisme yang tepat oleh yang fasilitasi jangka panjang sinapsis terjadi di proses memori, tetapi apa yang diketahui tentang hal ini dan rincian lain dari proses memori sensorik dibahas dalam Bab 57 .Setelah kenangan telah tersimpan dalam saraf sistem , mereka menjadi bagian dari proses otak Mekanisme untuk masa depan " berpikir . " Artinya, pemikiran proses otak membandingkan pengalaman sensorik baru dengan kenangan yang tersimpan , kenangan kemudian membantu untuk memilih informasi penting sensorik baru dan untuk menyalurkan ini ke tempat penyimpanan memori yang sesuai untuk penggunaan masa depan atau ke area motorik menyebabkan langsung respon tubuh .

Tingkat utama dari Central Sistem Saraf FungsiSistem saraf manusia telah mewarisi khusus fungsional kemampuan dari setiap tahap evolusi manusia pembangunan. Dari warisan ini , tiga besar tingkat sistem saraf pusat memiliki spesifik fungsional karakteristik: ( 1 ) tingkat sumsum tulang belakang , ( 2) otak yang lebih rendah atau tingkat subkortikal , dan ( 3 ) semakin tinggi otak atau tingkat kortikal Kita sering berpikir dari sumsum tulang belakang sebagai hanya saluran untuk sinyal dari pinggiran tubuh untuk otak , atau dalam arah yang berlawanan dari otak kembali ke body.this jauh dari kebenaran . bahkan setelah sumsum tulang belakang telah dipotong di daerah leher tinggi , banyak yang sangat terorganisir fungsi sumsum tulang belakang masih terjadi . Misalnya , sirkuit saraf di kabelnya bisagerakan penyebab ( 1 ) berjalan , ( 2 ) refleks yang menarik bagian tubuh dari benda-benda yang menyakitkan , ( 3 ) refleks yang kaku kaki untuk menopang tubuh melawan gravitasi , dan ( 4 ) refleks yang mengontrol darah lokal kapal , gerakan gastrointestinal , atau ekskresi urin . Bahkan , tingkat atas dari sistem saraf sering beroperasi tidak dengan mengirimkan sinyal langsung ke pinggiran tubuh, tetapi dengan mengirimkan sinyal ke pusat kontrol kabel , hanya " komandan " kabelnya Pusat untuk melakukan fungsi mereka.

Central Nervous System sinapsis

Setiap mahasiswa kedokteran menyadari bahwa informasi adalah ditransmisikan dalam sistem saraf pusat terutama dalam bentuk potensial aksi saraf , disebut hanya " saraf impuls , " melalui suksesi neuron , satu demi lain . Namun, di samping itu, setiap impuls ( 1 ) dapat diblokir di transmisi dari satu neuron keberikutnya , ( 2 ) dapat berubah dari impuls tunggal ke impuls berulang , atau ( 3 ) dapat diintegrasikan dengan impuls dari neuron lain menyebabkan sangat rumit pola impuls pada neuron berturut-turut . semua ini fungsi dapat diklasifikasikan sebagai fungsi sinaptik neuron .

Jenis Synapses Kimia dan ListrikAda dua jenis utama dari sinapsis : ( 1 ) bahan kimia sinaps dan ( 2 ) sinaps listrik. Hampir semua sinapsis yang digunakan untuk transmisi sinyal dalam sistem saraf pusat manusia yang sinapsis kimia . Dalam hal ini , neuron pertama mengeluarkan pada saraf berakhir pada sinaps zat kimia yang disebut neurotransmitter ( atau sering disebut hanya pemancar substansi ) , dan pemancar ini pada gilirannya bekerja pada reseptor protein dalam membran neuron sebelah merangsang neuron , menghambat , atau memodifikasi sensitivitas dalam cara lain . Lebih dari 40 pemancar penting zat telah ditemukan sejauh ini . beberapa yang paling dikenal adalah asetilkolin , norepinefrin , epinefrin , histamin , asam gamma-aminobutyric ( GABA ) , glisin , serotonin , dan glutamate.Sinapsis listrik , sebaliknya , yang ditandai dengan saluran cairan terbuka langsung yang menghantarkan listrik dari satu sel ke yang berikutnya . Sebagian besar terdiri dari kecilstruktur tubular protein yang disebut gap junction yang memungkinkan gerakan bebas dari ion-ion dari interior satu sel ke bagian berikutnya . Persimpangan tersebut dibahas dalam Bab 4 . Hanya beberapa contoh gap junction telah ditemukan dalam sistem saraf pusat. Namun, dengan cara persimpangan kesenjangan dan lainnya persimpangan serupa yang potensial aksi ditransmisikan dari satu serat otot polos untuk selanjutnya di visceral otot polos ( Bab 8 ) dan dari satu jantung sel otot untuk selanjutnya di otot jantung ( Bab 10 ) ." One -Way " Konduksi di Chemical Sinapsis . kimia sinapsis memiliki satu karakteristik sangat penting yang membuat mereka sangat diinginkan untuk transmisi kebanyakan sinyal sistem saraf : mereka selalu mengirimkan sinyal dalam satu arah : yaitu, dari neuron yang mengeluarkan zat transmitter , yang disebut neuron presynaptic , ke neuron yang pemancar tindakan , yang disebut neuron postsynaptic . Ini adalah prinsip satu arah konduksi pada sinapsis kimia , dan cukup berbeda dari konduksi listrik melalui sinapsis , yang sering mengirimkan sinyal baik arah .Pikirkan sejenak tentang pentingnya ekstrim mekanisme konduksi satu arah. Hal ini memungkinkan sinyal untuk diarahkan menuju tujuan tertentu . Memang , itu adalah transmisi ini spesifik sinyal diskrit dan daerah sangat terfokus baik di dalam sistem saraf dan pada terminal saraf perifer yang memungkinkan sistem saraf untuk melakukan fungsi segudang sensasi , kontrol motor , memori , dan banyak lain .Anatomi fisiologis sinaps yangGambar 45-5 menunjukkan anterior motor neuron khas dalam tanduk anterior dari sumsum tulang belakang . Hal ini terdiri dari tiga bagian utama : soma , yang merupakan bagian utama dari neuron , akson tunggal, yang membentang dari soma ke saraf perifer yang meninggalkan tulang belakang kabel , dan dendrit , yang merupakan jumlah yang besar daribercabang proyeksi dari soma yang memperpanjang sebagai sebanyak 1 milimeter ke daerah sekitarnya dari kabel .Sebanyak 10.000 sampai 200.000 menit tombol-tombol sinaptik disebut terminal presynaptic berbaring di permukaandendrit dan soma dari neuron motorik , sekitar 80 sampai95 persen dari mereka di dendrit dan hanya 5 sampai 20 persen pada terminal presynaptic soma. These adalah ujung fibril saraf yang berasal dari berbagai neuron lain . Kemudian , itu akan menjadi jelas bahwa banyak ini terminal presynaptic rangsang - yaitu, mereka mengeluarkan zat transmitter yang menggairahkan neuron postsynaptic. Tapi terminal presynaptic lainnya adalah penghambatan - mereka mengeluarkan zat transmitter yang menghambat neuron postsynaptic .Neuron di bagian lain dari kabel dan otak berbeda dari motor neuron anterior dalam ( 1 ) ukuran sel tubuh , (2 ) panjang , ukuran , dan jumlah dendrit , mulai panjang dari hampir nol sampai banyak sentimeter ; ( 3 ) panjang dan ukuran akson , dan ( 4) jumlah terminal presynaptic , yang bisa berkisar dari hanya beberapa untuk sebanyak 200.000 . perbedaan-perbedaan ini membuat neuron di bagian yang berbeda dari saraf sistem bereaksi secara berbeda terhadap sinyal sinaptik yang masuk dan , karena itu , melakukan banyak fungsi yang berbeda.

5