Fısıltı ile
Gürültü
Aynı Sinyaldir
Bir sinir hücresi uyarıldığında hücrede meydana gelen kimyasal ve elektriksel değişimlere impuls (uyarı) denir. Bir nöronda impulsun oluşması, uyarının şiddeti hakkında bilgi vermez: eşik değeri geçen her uyarı, büyüklüğünden bağımsız olarak hep aynı aksiyon potansiyelini oluşturur.
Nöronlar çeşitli uyaranlara karşı beyinde ve omurilikte karmaşık işlem ağlarını oluşturur; vücudun tüm bölgelerini beyne ve omuriliğe bağlar. Algılama, düşünme, hatırlama, kas aktivitesini kontrol etme ve salgı bezlerinin çalışmasını düzenleme gibi işlevler bu hücreler sayesinde yerine gelir. Bu özelleşmiş hücrelerin çoğu, mitotik bölünme (bölünerek çoğalma) yeteneğini kaybetmiştir.
Burun, göz, kulak gibi duyu organlarında reseptörlerinden aldıkları uyartıları, merkezî sinir sistemine (beyin ve omuriliğe) taşır.
Alınan bilginin merkezî sinir sisteminde değerlendirilmesi, yorumlanması gibi işleri yapar.
Merkezî sinir sisteminden aldığı cevabı ilgili doku, organ, bez veya kasa götürür.
Miyelin kılıfı nöronun kendisi değil, glia hücreleri yapar ve yeri de değiştirir: beyinde ve omurilikte (merkezî sinir sistemi) oligodendrositler, çevresel sinir sisteminde Schwann (Şıvan) hücreleri. Soruda “merkezî” mi “çevresel” mi dendiğine bak; cevap bu tek kelimede saklı.
Glia hücreleri sinir hücrelerini ve dokusunu destekler. Nöronlardan daha küçük olmalarına karşın sayıları nöronlardan yaklaşık 25 kat daha fazladır ve nöronların aksine yaşam boyu bölünmeye devam ederler.
Hücre içi ve dışındaki anyon ve katyonların derişim farkından dolayı hücre zarının sahip olduğu elektriksel yük farkına zar potansiyeli denir. Hücrenin dışında sitoplazmaya göre daha fazla sodyum iyonu (Na⁺), sitoplazmada ise hücre dışına göre daha fazla potasyum iyonu (K⁺) bulunur. Hücre içinde anyonların derişiminin katyonlardan fazla olması, hücre içinin dışına göre daha negatif olmasına yol açar: hücre kutupludur (polarize).
Polarizasyon: hücrenin bir uyarı almadığı, dinlenme anında
sahip olduğu zar potansiyel farkı. Hücre içi negatif, hücre dışı pozitiftir.
Depolarizasyon: açılan sodyum kanallarından Na⁺ iyonunun
hücre içine difüzyonu artar; hücre içi dışarıya göre daha pozitif hâle gelir ve zarın
kutuplu yapısı bozulur.
Repolarizasyon: daha yavaş açılan potasyum kanalları K⁺
iyonlarının dışarı difüzyonunu kolaylaştırır; hücre dışı yeniden daha pozitif hâle geçer,
zar yeniden polarize olur.
Hiperpolarizasyon: repolarizasyon evresinin sonunda daha
fazla potasyum kanalı açık olduğu için hücre, ilk polarize durumundan
daha düşük elektriksel yük farkına sahip olur.
Hücrenin repolarize olmasıyla sinir hücresi tekrar polarize durumuna dönmüştür; ancak hücre içi ve hücre dışı iyon derişimleri dinlenme fazındaki gibi değildir. Sodyum kanalları etkisiz olduğundan ikinci bir depolarizasyon gerçekleştiremez. Yeniden impuls oluşturabilmek için hücre içi potasyum ve hücre dışı sodyum derişimlerinin eski hâline dönmesi gerekir; bu işi yine sodyum-potasyum pompası yapar. Yani voltajın yerine gelmesi ile iyonların yerine gelmesi iki ayrı olaydır.
Aksonlarda uyarı iletimi elektriksel, sinaps bölgelerinde ise kimyasaldır. Bu nedenle aksonlarda sinyal iletimi sinaps bölgelerine göre daha hızlı gerçekleşir.
Aksiyon potansiyeli, miyelin kılıfın kesintiye uğradığı, voltaj kapılı sodyum kanallarının derişiminin yüksek olduğu Ranvier boğumlarında meydana gelir. Bu nedenle aksiyon potansiyelleri miyelinli bir akson boyunca yayılırken bir boğumdan diğerine atlar. İmpulsun Ranvier boğumlarında bu şekilde iletilmesine atlamalı iletim denir.
Ya hep ya hiç prensibi gereği bir sinir hücresinde impulsun oluşması, uyarı şiddetinin büyüklüğü hakkında bilgi vermez. Yüksek bir gürültü ile fısıltı arasında impuls oluşumu açısından bir fark yoktur. Ancak uyarının sıklığı (frekansı) ve uyardığı sinir hücrelerinin sayısı, beyinde uyarının şiddeti hakkında değerlendirmeye tabi tutulur ve ona göre tepki oluşturulur. Yani gürültüyü fısıltıdan ayıran şey tek bir impulsun büyüklüğü değil, kaç tane ve ne sıklıkta impuls geldiğidir. Ayrıca bir sinirdeki her sinir hücresinin eşik değeri farklı olabilir; sinir bir hücre değil, birçok hücrenin aksonunun bir araya gelmesiyle oluşan demettir.
Sinir doku soyut bir konu gibi durur; oysa telefon ekranına dokunduğun andan maç sırasında topa yetiştiğin ana kadar her şey burada anlatılan mekanizmayla çalışır.
Alarm çalınca kulaktaki reseptörler uyarılır, duyu nöronu bilgiyi merkezî sinir sistemine taşır, ara nöron değerlendirir, motor nöron kolunu telefona uzatan kaslara emri götürür. Üç nöronun iş bölümü tam olarak budur.
Arkadaşının fısıltısını da öğretmenin yüksek sesini de duyarsın. Tek bir nöron açısından ikisi de aynı büyüklükte aksiyon potansiyeli üretir; farkı beyin, impuls sıklığından ve uyarılan hücre sayısından anlar.
Çok hafif bir titreşimi bazen fark etmezsin: uyarı eşik değerin altında kaldığı için impuls oluşmamıştır. Eşik değerin altındaki uyarılar hiç sinyal üretmez — “az sinyal” diye bir şey yoktur.
Sadece oturup düşünmek bile yorar; çünkü sinir hücreleri enerjilerinin yaklaşık %70’ini sodyum-potasyum pompasına harcar. Beyin “çalışmıyor” gibi görünürken bile pompa hiç durmaz.
Bacağa giden motor nöronların aksonları kalın ve miyelinlidir; impuls Ranvier boğumları arasında atlayarak ilerlediği için tepki süresi kısalır. Miyelin olmasaydı aynı mesafe çok daha uzun sürerdi.
Sesi biraz açtığında “daha çok” duyman, her nöronun daha büyük sinyal üretmesinden değil; daha fazla sayıda sinir hücresinin ve daha sık impulsun devreye girmesindendir.
Kolunun üstünde uyuyakalıp elin karıncalandığında hissettiğin şey, sinir iletiminin bozulmasıdır. Sinyal iletimi iyon derişim farkına bağlıdır; bu denge bozulunca uyarı düzgün iletilemez.
Duygudurumdan sorumlu maddelerin adları biyoloji kitabındaki listedendir: serotonin, dopamin, noradrenalin, asetilkolin, histamin. Hepsi sinapstaki sinaptik boşluktan difüzyonla geçen kimyasal habercilerdir.
Derideki kesik birkaç günde kapanır çünkü o hücreler bölünebilir. Nöronların çoğu mitotik bölünme yeteneğini kaybetmiştir; onarım ancak Nissl taneciklerinin ürettiği proteinlerle hasarlı aksonun tamiri şeklinde olur.
52 soruluk test · nöron çeşitleri, glia hücreleri, sodyum-potasyum pompası, aksiyon potansiyeli evreleri, sinaps ve ya hep ya hiç prensibi
Duyu nöronu: duyu organlarındaki reseptörlerden aldığı
uyartıları merkezî sinir sistemine taşır.
Ara nöron: bilgiyi merkezî sinir sisteminde değerlendirir,
yorumlar.
Motor nöron: merkezden aldığı cevabı doku, organ, bez veya
kasa götürür.
Hücre gövdesi (soma): çekirdek, lizozom, mitokondri, Golgi;
serbest ribozomlar ve Nissl tanecikleri (granüllü ER kümeleri). Mikrotübüller akson boyunca
taşıma yapar.
Dendrit: alıcı/girdi kısmı, nörotransmitter reseptörleri
taşır.
Akson: 20-200 tabakalı, lipit-protein yapılı miyelin kılıfla
kaplı. Kesintiye uğradığı yer Ranvier boğumu, ucundaki
bağlantı yeri sinaps.
Schwann: çevresel sinir sisteminde miyelin kılıf. Oligodendrosit: merkezî sinir sisteminde miyelinizasyon. Mikroglia: makrofaj benzeri, bağışıklık; kalıntı, mikrop ve hasarlı dokuyu fagosite eder. Ependim: BOS üretimi ve akışı. Astrosit: en büyük ve en çok sayıda; hücre dışı sıvı bileşimi ve kan-beyin bariyeri.
1) Sitoplazmadaki Na⁺ pompaya bağlanır. 2) ATP ile aktifleşen pompa protein biçimini
değiştirip Na⁺’yı dışarı bırakır. 3) Protein K⁺ bağlar. 4) Fosfat grubunun kopmasıyla
protein eski biçimine döner, K⁺ içeri alınmış olur.
Aktif taşımadır, ATP harcar; sinir hücresi enerjisinin
yaklaşık %70’i buraya gider.
Polarizasyon (dinlenme, kanallar kapalı) → depolarizasyon (Na⁺ içeri, kutupluluk bozulur) → repolarizasyon (K⁺ dışarı, zar yeniden polarize) → hiperpolarizasyon (ilk polarize durumdan daha düşük yük farkı). Eşik değer geçilmezse aksiyon potansiyeli oluşmaz.
Aksonda elektriksel, sinapsta kimyasal iletim; bu yüzden akson daha hızlıdır. Hız akson çapı ve miyelin ile artar; miyelin iyon geçişini 5.000 kat düşürür ve atlamalı iletim sağlar. Sinapsta presinaptik nöron nörotransmitter salgılar, postsinaptik nörondaki özgül reseptörlere bağlanır; görevi biten madde yıkılır ya da geri emilir.
Eşik değer: aksiyon potansiyeli oluşturabilecek en küçük uyarı şiddeti. Eşiğin altındaki uyarılar impuls oluşturmaz; eşik ve üzerindeki her uyarı, büyüklüğünden bağımsız olarak hep aynı aksiyon potansiyelini oluşturur. Bir sinirdeki her hücrenin eşik değeri farklı olabilir. Şiddet bilgisini beyin frekans + uyarılan hücre sayısı ile çıkarır.
Oligodendrosit ↔ Schwann: merkezî ↔ çevresel.
Repolarizasyon ↔ hiperpolarizasyon: eski değere dönüş ↔
eski değerin de altına inme.
Zar potansiyelinin dönmesi ↔ iyon derişiminin dönmesi:
ikincisini yalnız pompa yapar.
Nöron ↔ sinir: nöron tek hücre, sinir akson demeti.