การรับรู้และตอบสนอง2012

4,818 views

Published on

Published in: Education
3 Comments
10 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
4,818
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
9
Actions
Shares
0
Downloads
953
Comments
3
Likes
10
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

การรับรู้และตอบสนอง2012

  1. 1. -1-ู โรงเรียนนวมินทราชินทิศ สตรีวิทยา ๒ เอกสารประกอบการเรียนการสอนวิชาชีววิทยา 3 (ว 30243) เรื่อง การรับรู้และตอบสนองของสิ่งมีชีวิต ผู้สอน ครูน้ําทิพย์ เที่ยงตรง กลุ่มสาระการเรียนรู้วิทยาศาสตร์ การรับรู้และตอบสนองของสิ่งมีชีวิต (Perception and Response)วิวัฒนาการของระบบประสาทขอบคุณ : ผศ.ดร.สมาน แก้วไวยุทธ โครงการทบทวนความรู้สู่มหาวิทยาลัยกับมาม่า ครั้งที่ 11
  2. 2. -2-การรับรู้และตอบสนองของสัตว์มีกระดูกสันหลัง (Vertebrate) มีการพัฒนาระบบประสาทมากขึ้น เซลล์ประสารทเกือบทั้งหมดรวมอยู่ที่หัว และพัฒนาเป็น “สมอง(Brain)”และบางส่วนทอดยาวไปตามลําตัว เรียกว่า “ไขสันหลัง (Spinal cord)” ดังนั้นพวก vertebrate จึงใช้สมองและไขสันหลังในการรับรู้และตอบสนองสิ่งเร้าต่างๆ 1. เซลล์ประสาท (Nerve cell or Neuron) ประกอบด้วย 2 ส่วน คือ 1) ตัวเซลล์ (Cell body) ทําหน้าที่เป็นศูนย์กลางการทํางาน มีนิวเคลียส 1 อัน และนิวโรพลาสซึม (neuroplasm) 2) ใยประสาท (Nerve fiber) มี 2 ชนิด คือ a) เดนไดรท์ (Dendrite) ทําหน้าที่นํากระแสประสาทเข้าสูตัวเซลล์ ่  มีการแตกแขนงคล้ายต้นไม้ อาจมีมากกว่า 1 ใย b) แอกซอน (Axon) ทําหน้าที่นํากระแสประสาทออกจากตัวเซลล์  แอกซอนเส้นยาวๆ จะมีเยื่อไมอีลิน (Myelin Sheath) ซึ่งเป็นสารพวกไขมันและเกิดจาก เซลล์ชวาน (Schwann Cell) หุ้มอยู่ รอยต่อระหว่างเซลล์ชวาน เรียกว่า “โนดออฟแรน เวียร์ (Node of Ranvier)”  ใยประสาทที่มเี ยื่อไมอีลินหุ้ม จะส่งกระแสประสาทได้เร็วถึง 120 เมตรต่อวินาที ในขณะที่ ใยประสาท ซึ่งไม่มีเยื่อไมอีลนหุ้ม ส่งกระแสประสาทได้เร็วเพียง 12 เมตรต่อวินาที เท่านั้น ิ โครงสร้างของเซลล์ประสาทและชวานน์เซลล์ ใยประสาทที่ยาวมักจะถูกหุ้มด้วย เยื่อไมอีลน (myelin sheath) ทีมีสารจําพวกลิพิดเป็นองค์ประกอบ เมื่อ ิ ่ตรวจดูภาคตัดขวางด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน พบว่าเยื่อไมอีลินติดต่อกับ เซลล์ชวานน์ (Schwann cell) ซึ่งเป็นเซลล์ค้ําจุนชนิดหนึ่ง แสดงว่าเยื่อไมอีลินเป็นส่วนหนึ่งของเยื่อหุ้มเซลล์ชวานน์ ส่วนของแอกซอนตรงบริเวณรอยต่อระหว่างเซลล์ชวานน์แต่ละเซลล์เป็นบริเวณที่ไม่มีเยื่อไมอีลินหุ้ม เรียกว่า โนดออฟแรนเวียร์ (node of Ranvier)ปลายประสาท (nerve ending หรือ presynaptic terminals) เป็นบริเวณปลายสุดของแอกซอนที่จะเชื่อมกับเซลล์อื่น ๆ(อาจเป็นเซลล์ประสาทหรือเซลล์อื่น ๆ ก็ได้) รอยต่อระหว่างแอกซอนกับเซลล์อื่นๆ จะไม่แนบสนิท เรียกบริเวณนี้ว่าไซแนปส์ (synapse) ช่องว่างระหว่างเซลล์เรียกว่า Synaptic cleft การเกิดไซแนปส์ (synapse) เกิดขึ้นได้ 4 แบบ คือ 1) Axodentric synapse เป็นไซแนปส์ที่เกิดขึ้นระหว่างแอกซอนกับเดนไดรต์
  3. 3. -3- 2) Axosomatic synapse เป็นไซแนปส์ที่เกิดขึ้นระหว่างแอกซอนกับตัวเซลล์ 3) Axoaxonic synapse เป็นไซแนปส์ที่เกิดขึ้นระหว่างแอกซอนกับแอกซอน 4) Dendrodendritic synapse เป็นไซแนปส์ที่เกิดขึ้นระหว่างเดนไดรต์กับเดนไดรต์ SENDING 1 NEURON Axon of Action Vesicles potential sending neuron arrives Synaptic knob SYNAPSE 2 3 Vesicle fuses with plasma membrane Neurotransmitter is released into synaptic cleft SYNAPTIC CLEFT 4 Receiving neuron Neuro- transmitter RECEIVING Neurotransmitter binds to NEURON molecules receptor Ion channels Neurotransmitter Neurotransmitter broken Receptor down and released Ions 5 Ion channel opens 6 Ion channel closesแบ่งตามรูปร่าง โดยใช้จํานวนใยประสาททียื่นออกจาก 1 ตัวเซลล์ ได้ 3 ชนิด ่ 1) เซลล์ประสาทขั้วเดียว (unipolar neuron) เป็นเซลล์ประสาทที่มใยประสาทแยกออกมาจากตัวเซลล์เพียง 1 ี เส้นใย ได้แก่ เซลล์รับความรูสึกที่มีตัวเซลล์อยู่ในปมประสาทรากบนของไขสันหลัง ้ 2) เซลล์ประสาทสองขั้ว (bipolar neuron) เป็นเซลล์ประสาทบางชนิดมีใยประสาทออกมาจากตัวเซลล์ 2 เส้นใย เช่น เซลล์ประสาทที่บริเวณเรตินา เซลล์รับกลิ่นและเซลล์รับเสียง 3) เซลล์ประสาทหลายขั้ว (multipolar neuron) เป็นเซลล์ประสาททีมเี ดนไดรต์แยกออกมาจากตัวเซลล์ ่ มากมายและมีแอกซอน 1 เส้นใย เช่น เซลล์ประสาทประสานงานและเซลล์ประสาทประสานงานและเซลล์ ประสาทสั่งการเซลล์ประสาทมีรปร่างลักษณะแตกต่างกันหลายแบบ จําแนกเป็น 3 ประเภท คือ ู 1) เซลล์ประสาทรับความรู้สึก (Sensory Neuron หรือ Afferent Neuron)
  4. 4. -4-  ทําหน้าที่รับความรู้สกจากอวัยวะต่างๆ แล้วส่งกระแสประสาทไปยังระบบประสาทส่วนกลาง ึ  มีทั้งเซลล์ประสาทขั้วเดียว และเซลล์ประสาทสองขั้ว2) เซลล์ประสาทสั่งการ (Motor Neuron หรือ Efferent Neuron)  ทําหน้าที่นากระแสประสาทจากสมอง หรือไขสันหลังไปยังอวัยวะต่างๆ ํ  เป็นเซลล์ประสาทหลายขั้ว3) เซลล์ประสาทประสานงาน (Association Neuron หรือ Interneuron)  ทําหน้าที่นากระแสประสาทระหว่างเซลล์ประสาทรับความรู้สึกกับเซลล์ประสาทสั่งการ ํ  เป็นเซลล์ประสาทหลายขั้ว2. การทํางานของเซลล์ประสาท การทํางานของเซลล์ประสาทก็คือการเกิดกระแสประสาท (Nerve impulse) ซึ่งมี 3 ขั้นตอน คือ 1) ระยะพัก (Resting potential) ในระยะพัก ความเข้มข้นของ Na+ ภายนอกเซลล์มากกว่าภายใน เซลล์ แต่ความเข้มข้นของ K+ ภายในเซลล์มากกว่าภายนอกเซลล์ และมีค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่าง ภายในกับภายนอกเซลล์ เท่ากับ -70 mV 2) ระยะดีโพลาไรเซชัน (Depolarization) เมื่อมีส่งเร้ามากระตุ้นเซลล์ประสาทในระดับที่เซลล์สามารถ ิ ตอบสนองได้ (Threshold Potential) จะทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของศักย์เยื่อเซลล์ คือ ทําให้ช่อง โซเดียมเปิด Na+ จึงพรูเข้าไปในเซลล์ ภายในเซลล์จะเป็นลบน้อยลง และมีความเป็นบวกมากขึ้น ความ ต่างศักย์ที่เยื่อเซลล์จะเปลี่ยนจาก -70 mV เป็น +50 mV 3) ระยะรีโพลาไรเซชัน (Repolarization) หลังจากนั้นช่องโซเดียมจะปิด แต่ช่องโพแทสเซียมจะเปิด ทํา ให้ K+ พรูออกนอกเซลล์ ทําให้เซลล์สูญเสียประจุบวกและกลับกลายเป็นประจุลบ ความต่างศักย์ที่เยื่อ เซลล์จะเปลี่ยนจาก +50 mV เป็น -70 mV กลับสูสภาพเดิม(ระยะพัก) ่
  5. 5. -5- ความต่างศักย์เกิดจากการอาศัยพลังงานจาก ATP ในการที่จะผลัก Na+ ไปข้างนอกและดึง K+ เข้ามาในเซลล์ ในอัตราส่วน 3Na+ : 2 K+ เรียกกระบวนการนี้ว่า Sodium – PotassiumPump การเกิด Sodium – Potassium Pump การเกิดกระแสประสาท (Nerve impulse) 3. การเคลื่อนที่ของกระแสประสาท การเปลี่ยนแปลงความต่างศักย์ เราเรียกว่าการเกิด Action Potential หรือ Nerve Impulse ในแอกซอนที่ไม่มี Myelin Sheath หุ้มเกิดAction Potential เคลื่อนที่ไปตามยาวของเส้นใยประสาท แบบจุดต่อจุดต่อเนื่องกัน (CoreConduction) สําหรับ Myelinated Axon เยื่อไมอีลินจะทําหน้าที่เป็นฉนวน ทําให้เกิด Action Potential จะเกิดเฉพาะบริเวณ Node of Ranvier ทําให้การเคลื่อนที่ของกระแสประสาทเร็วว่า การเคลื่อนที่ของกระแสประสาทแบบนี้เราเรียกว่า Saltatory Conduction โดยสรุปได้ดังนี้
  6. 6. -6-ขอบคุณ : ผศ.ดร.สมาน แก้วไวยุทธ โครงการทบทวนความรู้สู่มหาวิทยาลัยกับมาม่า ครั้งที่ 11 ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วของกระแสประสาท 1) เยื่อไมอิลิน ใยประสาทที่มีเยื่อไมอิลินเคลือนที่ได้เร็วขึ้น 10 เท่า ่ 2) ระยะห่างระหว่าง node of Ranvier ถ้ามีระยะห่างมากความเร็วก็จะเพิ่มขึ้น 3) เส้นผ่านศูนย์กลางของใยประสาท ถ้ามากความเร็วจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากแรงต้านทานลดลง 4) ไซแนปส์ ถ้าเกิดไซแนปส์หลายตําแหน่งจะทําให้กระแสประสาทเคลื่อนที่ได้ช้าลง 4. โครงสร้างและหน้าทีของระบบประสาท(Nervous system) ่ขอบคุณ : ผศ.ดร.สมาน แก้วไวยุทธ โครงการทบทวนความรู้สู่มหาวิทยาลัยกับมาม่า ครั้งที่ 11 4.1 ระบบประสาทส่วนกลาง (Central Nervous Syrtem) 1) สมอง (Brain) สมองบรรจุอยู่ในกะโหลกศีรษะ ประกอบด้วยเซลล์ประสาทมากกว่าร้อยละ 90 ของเซลล์ประสาททั้งหมด โดยส่วนใหญ่เป็น เส้นประสาทประสานงาน โดยสมองมี 2 ส่วน คือ สมองส่วนนอก (Grey Matter) มีสีเทา ซึ่งมีตัวเซลล์ประสาทอยู่มากมาย และส่วนเปลือกใน (White Matter) มีสีขาว ซึ่งเป็นใยประสาทที่มีเยื่อไมอิลินหุ้ม สมองมีเยื่อหุ้ม 3 ชั้น คือ  dura mater เป็นเยื่อหุ้มสมองชั้นนอกสุด
  7. 7. -7-  arachonid เป็นเยื่อหุ้มสมองชั้นกลาง ประกอบด้วยเนื้อเยื่อเกี่ยวพันบาง ๆ  pia mater เป็นเยื่อหุ้มสมองชั้นในสุด จะหุ้มและยึดติดกับผิวสมองและแทรกเข้าไปตาม ร่องต่างๆ ของสมองด้วย ระหว่างชั้น arachnoid กับ pia mater เกิดช่องว่างเรียก subarachnoid space มีหลอดเลือดและน้ําหล่อเลี้ยงสมองและไขสันหลังไหลเวียนอยู่ สมองแบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ สมองส่วนหน้า สมองส่วนกลาง และสมองส่วนหลัง แต่ละส่วนควบคุมการทํางานแตกต่างกัน ดังนี้ 1. สมองส่วนหน้า (Forebrain หรือ Prosencepalon) ประกอบด้วย 1.1 เซรีบรัม (Cerebrum) เป็นส่วนที่มีขนาดใหญ่ทสุด ผิวด้านนอกมีรอยหยักเป็นร่องมากมาย มีหน้าที่เป็น ี่  ศูนย์ควบคุมการรับความรู้สึก เช่น การมองเห็น การรับรส การได้ยิน การดมกลิ่น การพูด และการ รับรู้ภาษา  ศูนย์กลางการเรียนรู้ดานความคิด ความจํา เชาวน์ปัญญา การคิดแก้ปัญหา ้  ศูนย์ควบคุมการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อ โดยสมองซีกขวาควบคุมกล้ามเนื้อซีกซ้ายและสมองซีกซ้าย ควบคุมกล้ามเนื้อซีกขวา 1.2 ออลแฟกทอรีบัลบ์ (Olfactory Bulb) อยู่ด้านหน้าสุดของสมอง  มีหน้าที่เกี่ยวกับการดมกลิ่น  สัตว์มีกระดูกสันหลังพวกปลา, สุนัข สมองส่วนนี้เจริญดี เพราะต้องดมกลิ่น เพื่อหาอาหารแต่ในคน สมองส่วนนี้ไม่เจริญ 1.3 ทาลามัส (Thalamus) มีลกษณะกลมรี อยู่ถัดจากเซรีบรัมเหนือสมองส่วนกลาง ั  เป็นศูนย์รวมกระแสประสาทที่ผ่านเข้ามาแล้วแยกกระแสประสาท ไปยังสมองส่วนต่างๆที่เกี่ยวข้อง  บอกความรู้สึกอย่างหยาบๆ ได้ โดยเฉพาะความรู้สึกเจ็บปวด แต่บอกตําแหน่งความเจ็บปวดไม่ได้ 1.4 ไฮโพทาลามัส (Hypothalamus) อยู่ใต้สมองส่วนทาลามัส มีหน้าที่  สร้างฮอร์โมนประสาทเพื่อควบคุมการสร้างฮอร์โมนของต่อมใต้สมอง  เป็นศูนย์ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย การนอนหลับ การเต้นของหัวใจ ความดันเลือด ความหิว ความอิ่ม ฯลฯ  เป็นศูนย์ควบคุมอารมณ์และความรู้สึกต่างๆ เช่น โศกเศร้า ดีใจ ความรู้สึกทางเพศ
  8. 8. -8-2. สมองส่วนกลาง (Midbrain หรือ Mesencephalon) อยู่ถัดจากสมองส่วนหน้า มีหน้าที่  ควบคุมการเคลื่อนไหวของนัยน์ตา และการปิดเปิดของม่านตา  ในสัตว์พวกปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ํา และสัตว์เลื้อยคลาน มีสมองส่วนนี้ขนาดใหญ่ยื่นออกมาเรียกว่า “Optic Lobe” ทําหน้าที่เกี่ยวกับการมองเห็นและการได้ยิน3. สมองส่วนท้าย (Hind Brain หรือ Rhombencephalon) อยู่ท้ายสุดติดต่อกับไขสันหลัง ประกอบด้วย 3.1 เซรีเบลลัม (Cerebellum) อยู่หลังเซรีบรัม ผิวด้านนอกเป็นคลื่นหยักน้อยกว่าเซรีบรัม มีหน้าที่  ควบคุมการทรงตัวของร่างกาย  เป็นศูนย์ประสานการเคลื่อนไหวให้เป็นไปอย่างราบรื่น และสละสลวย (สัตว์ที่เคลื่อนไหว 3 มิติ เช่น นก ปลา มีสมองส่วนนี้เจริญดีมาก) 3.2พอนส์ (Pons) อยู่ด้านหน้าเซรีเบลลัมติดกับสมองส่วนกลาง มีหน้าที่  ควบคุมการทํางานของอวัยวะบริเวณศีรษะ เช่น การเคี้ยวอาหาร การหลั่งน้ําลาย การหลับตา การ ยักคิ้ว การยิ้ม การเคลื่อนไหวบริเวณใบหน้า เป็นต้น  ควบคุมการหายใจ  เป็นทางผ่านของกระแสประสาทจากเซรีบรัมไปเซรีเบลลัม และเซรีเบลลัมไปไขสันหลัง 3.3 เมดัลลาออบลองกาตา (Medulla Oblongata) อยู่ท้ายสุดติดกับไขสันหลัง มีหน้าที่  ควบคุมการเต้นของหัวใจ การหายใจ และความดันเลือด  เป็นศูนย์ควบคุมการกลืน การไอ การจาม การสะอึก การอาเจียน  เป็นทางผ่านของกระแสประสาทระหว่างสมองกับไขสันหลัง
  9. 9. -9- 2) ไขสันหลัง (Spinal cord) ไขสันหลังอยู่ภายในกระดูกสันหลัง ตั้งแต่กระดูกสันหลังข้อแรกถึงกระดูกสันหลังบริเวณเอวข้อที่ 2ส่วนปลายของไขสันหลังจะเรียวเล็กจนเหลือแต่ส่วนที่เป็นเยื่อหุ้มไขสันหลังเท่านั้น ไขสันหลังประกอบด้วยสองบริเวณ โดยWhite Matter จะอยู่ด้านนอก แต่ Grey Matter อยู่ด้านใน ตรงกลางมีช่องกลวงบรรจุ Cerebrospinal Fluid หน้าทีของไขสันหลัง ่  เป็นทางผ่านของเส้นใยประสาททั้ง ascending และ descending tract โดยรับข้อมูลจากปลาย ประสาทรับความรู้สึกส่งขึ้นไปตามวิถประสาทนําความรู้สึก (sensory pathway) ไปสู่ cerebrum และ ี จะนําคําสั่งจาก cerebrum ลงมาควบคุมการทํางานของกล้ามเนื้อ  เป็นศูนย์กลางการเกิด reflex
  10. 10. - 10 - reflex เป็นการตอบสนองต่อสิ่งเร้าทันทีทนใด ซึ่งเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติก่อนที่สมองจะรับรู้สึกได้เช่นการยกเท้าขึ้น ัทันทีที่ได้เหยียบลงบนของมีคม reflex ที่เกิดขึ้นหากมีผลต่อกล้ามเนื้อลายเรียกว่า somatic reflex และถ้ามีผลต่อกล้ามเนื้อเรียบ กล้ามเนือหัวใจและต่อมเรียกว่า visceral reflex สําหรับ spinal reflex เป็นการตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่ต้องอาศัยการ ้ทํางานของ neuron ที่อยู่ในไขสันหลังเป็นตัวควบคุมอย่างเดียว มีการทํางานเป็นวงจรเรียก reflex arc 4.2 ระบบประสาทรอบนอก (Peripheral Nervous System) ประกอบด้วย เส้นประสาทสมอง และ เส้นประสาทไขสันหลัง 1) เส้นประสาทสมอง (Canial nerve) มีทั้งหมด 12 คู่ บางเส้นทําหน้าที่เป็น Sensory Nerve (1,2,8) หรือ Motor Nerve (3,4,6,11,12) หรือ Mixed Nerve (5,7,9,10)
  11. 11. - 11 - 2) เส้นประสาทไขสันหลัง (Spinal nerve) มีทั้งหมด 31 คู่ เป็น Mixed Nerve ทั้งหมด- เส้นประสาทไขสันหลังระดับคอ (Cervical nerves) มี 8 คู่ เขียนย่อว่า C1 - C8- เส้นประสาทไขสันหลังระดับอก (Thoracic nerves) มี 12 คู่ เขียนย่อว่า T1 - T12- เส้นประสาทไขสันหลังระดับเอว (Lumbar nerves) มี 5 คู่ เขียนย่อว่า L1 - L5- เส้นประสาทไขสันหลังระดับ sacrum (Sacral nerves) มี 5 คู่ เขียนย่อว่า S1 - S5- เส้นประสาทไขสันหลังระดับก้นกบ (Coccygeal nerves) มี 1 คู่ เขียนย่อว่า Co1
  12. 12. - 12 -4.3 การทํางานของระบบประสาท

×