ระบบประสาท

1. NERVOUS SYSTEM AND SENSEORGANS

2. การรับรู้และการตอบสนองของสิ่งมีชีวิต มีความสาคัญต่อสิ่งมีชีวิตอย่างไร ?
ระบบประสาท
(nervous system)
ระบบต่อมไร้ท่อ
(endocrine system) ระบบประสานงาน (coordinating system) = การรับรู้และการตอบสนอง การควบคุมและติดต่อประสานการทางานของร่างกายเพื่อให้เกิด การรับรู้และการตอบสนอง ต้องอาศัยระบบใด ?

3. ข้อเปรียบเทียบ
ระบบประสาท
ระบบต่อมไร้ท่อ
รูปแบบการสื่อสาร
กระแสไฟฟ้าและสารเคมี
สารเคมี (ฮอร์โมน)
ความเร็วในการ ตอบสนอง
ตอบสนองต่อสิ่งเร้าเกิดขึ้น และสิ้นสุดอย่างรวดเร็ว
ตอบสนองต่อสิ่งเร้าช้า
ระยะเวลาในการ ตอบสนอง
ตอบสนองเป็นระยะ
เวลาสั้น
ตอบสนองเป็น ระยะเวลาที่ยาวนานกว่า
สารเคมีที่ใช้ในการ สื่อสาร
สารสื่อประสาท
ฮอร์โมน ความแตกต่างของการตอบสนองของระบบประสาทกับระบบต่อมไร้ท่อ

5. 1. ส่วนที่รับความรู้สึก (Sensory input) : เซลล์ประสาทรับความรู้สึก 2. ส่วนที่รวบรวมและประสานงาน (integration) : สมองและไขสันหลัง 3. ส่วนที่ส่งความรู้สึกออก (Motor output) :เซลล์ประสาทสั่งการ เซลล์ประสาทรับความรู้สึก เซลล์ประสาทสั่งการ การทางานของระบบประสาท

6. สิ่งเร้าหน่วยรับความรู้สึก เซลล์ประสาท รับความรู้สึก หน่วยแปลความรู้สึก
เซลล์ประสาทสั่งการ
หน่วยปฏิบัติงานการตอบสนอง การรับรู้การเปลี่ยนแปลงต่อสภาพแวดล้อมของสิ่งมีชีวิต

7. การจี้ = สิ่งเร้า ผิวหนังที่ถูกจี้ = หน่วยรับความรู้สึก กริยาที่แสดงออก = การตอบสนอง การทางานของกล้ามเนื้อ = หน่วยปฏิบัติงาน หน่วยสั่งการ หน่วยแปลความรู้สึก การรับรู้และ การตอบสนองต่อการจั๊กจี้

8. • ไม่มีระบบประสาท
• เส้นใยประสานงาน (coordinating fiber) เชื่อมระหว่างโคนซิเลีย ควบคุมการโบกพัด 1) การตอบสนองของสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว พารามีเซียม (paramecium)

9. • ร่างแหประสาท (nerve net)
• เซลล์ประสาทเชื่อมโยงเป็น ตาข่ายทั่วร่างกาย
• เมื่อมีสิ่งเร้าจะส่งกระแส ประสาทแบบไซแนปส์ไฟฟ้า 2) การตอบสนองของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง
Cnidarianเช่น ไฮดรา (Hydra)

10. ถ้าใช้เข็มแตะที่ปลายเทนทาเคิลของไฮดรา จะเกิดอะไรขึ้น ??
เทนทาเคิลและส่วนต่างๆของร่างกายจะหดสั้นลง เพราะเซลล์ประสาทของไฮดราเชื่อมโยงกันเป็นตาข่าย ทาให้ มีกระแสประสาทแผ่กระจายไปทั่วร่างกาย

11. • มีการรวมกลุ่มของเซลล์ประสาทเป็น ปมประสาท (nerve ganglion) 2 ปมที่ส่วนหัว
• มีระบบประสาทแบบขั้นบันได (ladder type)
•มีเส้นประสาทที่วนรอบลาตัวเป็นแบบวงแหวน เรียกว่า วงแหวนประสาท (nerve ring) พลานาเรีย (Planaria)

13. ไฮดรา กับ พลานาเรีย มีการรับรู้และการตอบสนองต่อสิ่งเร้าต่างกันอย่างไร?
• ไฮดรา มีร่างแหประสาท จะตอบสนองทั้งอวัยวะหรือทั่วทั้งร่ายกาย
• พลานาเรีย มีปมประสาทอยู่ที่หัว เมื่อมีสิ่งเร้ามากระตุ้นจะเกิด กระแสประสาทจากบริเวณที่ถูกกระตุ้นไปตามเส้นประสาทส่งไปยังปม ประสาท ซึ่งเป็นศูนย์กลาง แล้วส่งกระแสประสาทไปยังหน่วย ปฏิบัติงานจึงเกิดเฉพาะส่วนของร่างกาย

14. • ร่างกายแบ่งออกเป็นปล้องๆ
• มีปมประสาทขนาดใหญ่เป็นศูนย์กลางของระบบประสาท
• มีปมประสาทในแต่ละปล้อง
• มีเส้นประสาททางด้านท้อง (ventral nerve cord) 2 เส้น เชื่อมติดกันทอดยาวตลอดลาตัว
• มีแขนงประสาทแยก ออกไปตามผนังลาตัว ไส้เดือนดิน (Earthworm), ปลิงน้าจืด, แม่เพรียง

15. • มีปมประสาทส่วนหัวที่เจริญมาก เรียกว่า สมอง
• มีปมประสาทอยู่บริเวณปล้องทุกปล้อง
• มีเส้นประสาทยาวตลอดลาตัวทาง ด้านท้อง(ventral nerve cord )และ ใยประสาทที่แยกออกมาเป็นส่วนของ ระบบประสาทรอบนอก แมลง (Insect)

17. พารามีเซียมไฮดรา
พลานาเรีย
ไส้เดือนดิน
แมลง
เส้นใยประสานงาน ร่างแหประสาท
•ปมประสาท
• เส้นประสาท
• วงแหวนประสาท
• สมอง
• ปมประสาท
• เส้นประสาท

18. • มีระบบประสาทที่พัฒนามาก ประกอบด้วย 1. ระบบประสาทส่วนกลาง Central nervous system : CNSได้แก่ สมองและไขสันหลัง (brain and spinal cord) 2. ระบบประสาทรอบนอก Peripheral nervous system : PNSได้แก่ เส้นประสาทสมองและเส้นประสาท ไขสันหลัง (cranial and spinal nerves) 3) การตอบสนองของคน และสัตว์มีกระดูกสันหลัง

19.  มีระบบประสาทที่พัฒนามากเซลล์ประสาท เกือบทั้งหมดอยู่รวมกันที่บริเวณ ส่วนหัว
 สมองและไขสันหลัง (brain and spinal cord) เจริญมาจาก neural tube ของ ectoderm ในระยะตัวอ่อน (embryo)
 สมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังขณะที่ยัง เป็นเอ็มบริโอมีลักษณะ เป็นหลอดกลวง เรียกว่า นิวรัลทิวบ์ (neural tube) ที่โป่งออก แบ่งออกเป็น 3 ส่วน คือ สมองส่วนหน้า สมองส่วนกลาง และ สมองส่วนหลัง 3) การตอบสนองของคน และสัตว์มีกระดูกสันหลัง

20. ตัวอย่าง สมองส่วนต่างๆ
 สมอง cerebrumมีการพัฒนามากขึ้นตามลาดับของ สายวิวัฒนาการ (รอยหยัก ขนาดต่อน้าหนักสมอง ฯลฯ)
 สมอง olfactory bulbเจริญดีในพวกปลา จากนั้นค่อยๆ ลดรูปลง
 สมอง optic lobeเจริญดีในปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้า จากนั้นค่อยๆ ลดรูปลง
 สมอง cerebellumเจริญดีในปลา นก และ คน เคลื่อนไหวได้ดีใน 3 มิติ

21. เซลล์ประสาท

22. Did you know? รูปร่างของเซลล์ประสาทมีลักษณะเหมือนหรือ แตกต่างจากเซลล์อื่นๆ ของร่างกายอย่างไร ? เซลล์อสุจิ เซลล์ไข่
เซลล์เม็ดเลือดแดง
เซลล์เม็ดเลือดขาว
เซลล์ประสาท

23. • ตัวเซลล์ (cell body)
• เส้นใยประสาท (nerve fiber) 1) เดนไดรต์ (dendrite) (dendron, กรีก = ต้นไม้) : รับสัญญาณประสาท 2) แอกซอน (axon) : ส่งกระแสประสาทออกจากตัวเซลล์ โครงสร้างเซลล์ประสาท (Neuron)

24. ตัวเซลล์ (cell body)
 มีรูปร่างรี / กลม / เหลี่ยม
 ภายในมี Nucleus , Mitochondria , golgiboby, กลุ่ม RER เรียกว่า Nisslbody
ใยประสาท (nerve fiber) มี 2 ชนิด คือ
 dendrite ทาหน้าที่ รับความรู้สึกเข้าสู่ตัวเซลล์ ไม่มีเยื่อหุ้มไมอีลินหุ้ม อาจมี มากกว่า 1 แขนง
 axonทาหน้าที่ ส่งกระแส ประสาทออกจากตัวเซลล์ อาจ มีเยื่อหุ้มไมอีลินมาหุ้มหรือไม่ก็ ได้ มี 1 แขนง

25. เปรียบเทียบความแตกต่างระหว่าง axon และ dendrite
1. นาข้อมูล / สัญญาณออกจากเซลล์
1. นาข้อมูล / สัญญาณเข้าสู่เซลล์
2. smooth surface
2. rough surface
3. มี 1 axon / cell
3. ส่วนใหญ่มีมากกว่า1 dendrite / cell
4. ไม่มีribosome
4. มี ribosome
5. มี/ไม่มี myelin sheath
5. ไม่มี myelin sheath
6. แตกแขนงในตาแหน่งที่ห่างจากตัวเซลล์
6. แตกแขนงในตาแหน่งที่ใกล้กับตัวเซลล์

26.  เป็นเปลือกหุ้มเส้นใยประสาท มีสารจาพวกลิพิดเป็นองค์ประกอบซึ่งจะ ติดต่อกับ Schwann cell ซึ่งเป็นเซลล์ค้าจุน
รอยต่อระหว่าง Schwann cell จะไม่มีฉนวน เรียกว่า Node of Ranvierช่วยให้กระแสประสาทเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว  แอกซอนที่มีเยื่อหุ้มไมอีลิน (myelinatedaxon)  แอกซอนที่ไม่มีเยื่อหุ้มไมอีลิน (nonmyelinatedaxon) เยื่อไมอีลิน (myelin sheath)

27. การเกิดเยื่อไมอีลิน

28. เซลล์ประสาทที่ไม่มีเยื่อไมอีลิน

29. เซลล์ประสาทที่มีเยื่อไมอีลิน (myelin sheath)

30. เซลล์ประสาทจาแนกตามหน้าที่ ได้ 3 ชนิด sensory neuron เซลล์ประสาทรับความรู้สึก รับกระแสประสาทจากหน่วยรับความรู้สึกถ่ายทอด ไปยังเซลล์ประสาทสั่งการ อาจผ่านหรือไม่ผ่านเซลล์ ประสานงานก็ได้ มีตัวเซลล์อยู่ที่ปมประสาทรากบน ของไขสันหลัง assosiationneuron, interneuron เซลล์ ประสาทประสานงาน ส่งต่อกระแสประสาทระหว่าง เซลล์ประสาทรับความรู้สึกกับเซลล์ประสาทสั่งการ อยู่ภายในสมองและไขสันหลัง motor neuron เซลล์ประสาทสั่งการ เป็นตัวนาคาสั่งในการตอบสนองจาก interneuron ไปยัง หน่วยสั่งการ ให้ตอบสนองเซลล์ประสาทสั่งการ อยู่ในไขสันหลัง sensory neuron Interneuronmotor neuron

31. เซลล์ประสาท แบ่งตามรูปร่างได้ 3 ชนิด  เซลล์ประสาทหลายขั้ว (multipolarneuron)  เซลล์ประสาทขั้วเดียว (unipolarneuron)
 เซลล์ประสาทสองขั้ว (bipolar neuron)

32. • มีเส้นใยประสาทแยกออกมาจาก ตัวเซลล์เพียง1 เส้นใยคือ axon
•พบในเซลล์ประสาทที่หลั่งฮอร์โมน
• เซลล์ประสาทขั้วเดียวเทียม pseudounipolarneuron มีเส้นใย ประสาทแยกออกจากตัวเซลล์เส้น เดียวแล้วแตกออกเป็น 2 เส้นใย
• เป็น sensory neuron เช่น เซลล์ ในปมประสาทรากบนของไขสันหลัง  เซลล์ประสาทขั้วเดียว (unipolarneuron)

33. • มีเส้นใยประสาทแยกออกมาจากตัวเซลล์2 เส้นใย
•พบในเซลล์ประสาทบริเวณเรตินา, เซลล์รับกลิ่น, เซลล์รับเสียง
 เซลล์ประสาทสองขั้ว (bipolar neuron)

34.  เซลล์ประสาทหลายขั้ว (multipolarneuron)
• มีเดนไดรต์แยกออกจากตัวเซลล์จานวนมาก มีแอกซอน 1 เส้นใย
•พบในเซลล์ประสาทส่วนใหญ่ เช่น เซลล์ประสาทประสานงาน และเซลล์ประสาทสั่งการ

35. • เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์มีการเชื่อมต่อกัน เพื่อถ่ายทอด กระแสประสาท
• ตาแหน่งที่ปลายแอกซอนของเซลล์หนึ่งมาเชื่อมต่อกับเดนไดรต์ ของอีกเซลล์เรียกว่า ไซแนปส์ synapse

37. ฉันเป็นสัตว์น้า อาศัยอยู่ในทะเล ฉันไม่ใช่ปลาแต่มักถูกเรียกนาหน้าว่าปลา ฉันเป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ฉันมีท่อไซฟอนไว้พ่นน้าออก เราสามารถศึกษาการทางานของเส้นประสาทในสัตว์ ไม่มีกระดูกสันหลัง แล้วนาความรู้มาประมวลเพื่อให้ทราบ เกี่ยวกับการ การทางานของระบบประสาทในมนุษย์ได้

41. •

43. • หันส่วนที่ไม่ชอบน้า(Hydrophobic) เข้าหากัน
• หันส่วนที่ชอบน้า(Hydrophilic)ออกจากกัน
• มีสมบัติให้ไอออนผ่านเข้าออกได้ โดยโปรตีนที่แทรก อยู่จะมีช่องให้ไอออนผ่านเข้าออก การจัดเรียงตัวของฟอสโฟลิพิด

45. สภาวะปกติที่เซลล์ประสาทยังไม่ถูกกระตุ้น ภายนอกเซลล์ประสาทมี ประจุรวมเป็นบวก (+) คือ มี Na+สูงกว่าภายในเซลล์ ภายในเซลล์ประสาท มี ประจุรวมเป็นลบ (-) คือ มี K+สูงกว่าภายนอกเซลล์ แต่มีโปรตีนที่มีประจุลบ มาก

46. การส่งกระแสประสาทภายในเซลล์ประสาท
แบ่งเป็น 5 ระยะดังนี้ Resting state Threshold Depolarization Repolarization Undershoot(Hyperpolarization)
 all-or-none law การเกิด action potential (กระแสประสาท)จะเกิดเท่ากันทุก ครั้งไม่ว่าจะกระตุ้น เท่ากับหรือสูงกว่าระดับ threshold ก็ตาม หาก กระตุ้นต่ากว่านี้จะไม่ก่อให้เกิดกระแสประสาท

47. •เซลล์ประสาทยังไม่ถูกกระตุ้น
• นอกเซลล์ : Na+ มาก , ในเซลล์ : K+มาก
• ศักย์เยื่อเซลล์ระยะพัก (ประมาณ -70 mV)
•Na+- K+pump : 3Na+ : 2K+

48. K+ เข้ามาสะสมในเซลล์มาก แล้วทาไมศักย์ไฟฟ้าเยื่อเซลล์ใน ระยะพักจึงเป็นลบ ? คาถาม ?? -ภายในเซลล์ มีโปรตีนและกรดนิวคลีอิก (มีประจุลบ)ซึ่งไม่ สามารถผ่านออกไปนอกเซลล์ได้ ทาให้ผลรวมประจุเป็นลบเมื่อ เทียบกับภายนอกเซลล์

49. • สิ่งเร้าที่มากระตุ้นมีความแรงถึง ระดับ threshold เกิดกระแสประสาท เคลื่อนไปในเซลล์ประสาท

50. • ประตู Na+เปิดออก Na+ ไหล เข้ามา ทาให้ศักย์ไฟฟ้าเยื่อเซลล์เป็น บวก (ประมาณ +50 mV)
 Polarize = สภาพที่ทาให้มีขั้ว
 De = ลด
 Re= หวนกลับ ,คืนมา

51. • ประตู Na+ปิด แต่ประตู K+ จะเปิดออก จึงทาให้K+ ไหล ออกนอกเซลล์ ทาให้ศักย์ไฟฟ้ามี ความเป็นลบมากขึ้น (ประมาณ -60 mV)

52. ประตู K+ ปิดช้า และK+ ไอออนออกนอกเซลล์มาก จึงทาให้ความเป็นลบต่ากว่าปกติ

53. สรุป การส่งกระแสประสาทภายในเซลล์ เกิดขึ้นได้ 3 ระยะ ดังนี้ 1. ระยะพัก (Resting stage)
•เป็นระยะที่เซลล์ประสาทยังไม่ถูกกระตุ้น
• ค่าศักย์เยื่อเซลล์ระยะพัก (resting membrane potential) มี ค่าประมาณ -70 mV
•เกิดกระบวนการ Na+-K+ pump อัตราส่วน3Na+:2K+

54. 2. ระยะดีโพลาไรเซชัน (Depolarization)
• มีสิ่งเร้ามากระตุ้นเซลล์ประสาทจนถึงระดับที่ตอบสนองได้ (threshold)
• ช่อง Na+เปิดNa+ไหลเข้ามาภายในเซลล์
• ความต่างศักย์ที่เยื่อเซลล์เปลี่ยนจาก -70 เป็น +50 mV3. ระยะรีโพลาไรเซชัน (Repolarization)
•ช่อง Na+ ปิด แต่ช่องK+เปิด K+ ไหลออกจากเซลล์
• ความต่างศักย์ที่เยื่อเซลล์เปลี่ยนจาก +50 เป็น -70 mV 

55. DepolarizationRepolarizationHyperpolarization

56. การส่งกระแสประสาท (Action Potential) 1. เซลล์ประสาทที่แอกซอนไม่มีเยื่อไมอีลินหุ้ม (Unmyelinatedaxon) 2. เซลล์ประสาทที่แอกซอนมีเยื่อไมอีลินหุ้ม (myelinatedaxon)

57. 1. เซลล์ประสาทที่แอกซอนไม่มีเยื่อไมอีลินหุ้ม (Unmyelinatedaxon)

59. แบบต่อเนื่อง (continuous conduction)

60. 2. เซลล์ประสาทที่แอกซอนมีเยื่อไมอีลินหุ้ม (myelinatedaxon) -แบบกระโดด (Saltatoryconduction)

61. ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วของกระแสประสาท 1. เยื่อไมอีลิน (myelin sheath) -มีเยื่อไมอีลินหุ้ม กระแสประสาทจะเคลื่อนที่ได้เร็วขึ้น 10 เท่า 2.ระยะห่างของโนดออฟ เรนเวียร์(node of Ranvier) - ห่างกันมากกระแสประสาทจะเคลื่อนที่ได้เร็ว 3. ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของใยประสาท - เส้นผ่านศูนย์กลางของใยประสาทเพิ่มขึ้นกระแสประสาทจะเคลื่อนที่ได้เร็ว เพราะความต้านทานลดลง