-เซลล�ประสาท (neuron or nerve cell) เป�นเซลล�ท��มี�คุ�ณสมีบั�ติ�ในการเปล��ยนแปลง พล�งงานจากร�ปแบับัหน!�งไปเป�นอี�กร�ปแบับัหน!�ง (transducer) เช่%นเปล��ยนจาก สารเคุมี� คุวามีร'อีน และคุวามีดั�นท��มีากระติ�'น (stimulus) ให'เป�นส�ญญาณไฟฟ+า (electrical signal) ท��เร�ยกว%า nerve impulse หร,อี action potential

ระบับัประสาท (NERVOUS SYSTEM)

โคุรงสร'างเซลล�ประสาทและซ�แนปส� (Synapse)

-เซลล�ประสาทประกอีบัดั'วย 4 ส%วนหล�ก คุ,อี dendrite, cell body, axon และ synaptic terminal

Dendrite-dendrite น.าคุ.าส��ง/ข้'อีมี�ลจากเซลล�อี,�นในร�ปข้อีง ส�ญญาณไฟฟ+ามีาย�ง cell body (ทำ��หน้��ทำ��คล้��ยเส� อ�ก�ศ)-มี�กมี�แข้นงส�0นๆ จ.านวนมีาก เพ,�อีให'มี�พ,0นท��ผิ�ว มีากและสามีารถร�บัข้'อีมี�ลไดั'มีากๆ ก%อีนจะ ส%งข้'อีมี�ลไปย�ง cell body-มี� polyribosome (or Nissl body) อีย�%ในบัร�เวณท�� dendrite ร�บัข้'อีมี�ล-คุ.าส��งอีาจจะส%งหร,อีไมี%ส%งติ%อีไปย�งaxon ข้!0นอีย�% ก�บัคุวามีแรงข้อีงส�ญญาณว%าถ!ง threshold หร,อีไมี%-ในเซลล�ประสาทท��ไมี%มี� dendrite จะร�บัข้'อีมี�ล โดัยติรงทาง cell body

Cell body-Cell body หร,อี soma ร�บัข้'อีมี�ลจาก dendrite และส%งคุ.าส��ง ติ%อีไปย�ง axon (ทำ��หน้��ทำ��คล้��ย maintenance site)-ประกอีบัดั'วย nucleus&organelle ติ%าง ๆ เหมี,อีนเซลล�ท��วไป-ganglion (ganglia):การเข้'ามีารวมีกล�%มีก�นข้อีงnerve cell body ในบัร�เวณ PNS เช่%นท�� dorsal root ganglion (or sensory ganglion)-Nucleus (nuclei):การเข้'ามีารวมีกล�%มีก�นข้อีงnerve cell body ในสมีอีง (CNS)ข้อีงส�ติว�มี�กระดั�กส�นหล�ง

-axon น.าคุ.าส��งในร�ปข้อีง action potential จาก cell bodyไปย�งเซลล�/neuron อี,�น (ทำ�� หน้��ทำ��คล้��ยส�ยเคเบิ�ล้) นอีกจากน�0ย�งท.าหน'าท�� ข้นส%งสารท�� cell body สร'างไปย�ง axon ending หร,อีจาก axon ending cell body-axon เช่,�อีมีติ%อีก�บั cell body ติรงบัร�เวณท�� เร�ยกว%า axon hillox -axon hillox: รวบัรวมีส�ญญาณท��ส%งมีาจาก dendrite และก%อีให'เก�ดั action potential (ถ้�� ส�ญญ�ณทำ��รวบิรวมได้�ไม�ถ้�ง threshold ก ไม�เก�ด้ action potential)-Nerve: มี�ดัข้อีง axons หลายๆอี�นมีารวมีก�น

Axon

-synaptic terminal (axon ending):ส%วนปลายข้อีงaxon ท.าหน'าท��หล��งสาร neurotransmitter-synapse:บัร�เวณท�� synaptic terminal ไปส�มีผิ�สก�บัเซลล�เป+าหมีาย(neuron/effector) -เซลล�ท��ส%งส�ญญาณเร�ยก presynaptic cell -เซลล�เป+าหมีายเร�ยก postsynaptic cell (จะม� receptorต่�อneurotransmitterของ presynaptic cell)

Synaptic terminal

เปร�ยบัเท�ยบัคุวามีแติกติ%างระหว%าง axon และ dendrite

Axon Dendrite

1.น.าข้'อีมี�ล/ส�ญญาณอีอีกจากเซลล�

1.น.าข้'อีมี�ล/ส�ญญาณเข้'าส�%เซลล�

2.smooth surface 2.rough surface (dendritic spine)

3.มี� 1 axon/cell 3.ส%วนใหญ%มี�มีากกว%า 1 dendrite/cell

4.ไมี%มี� ribosome 4.มี� ribosome

5.มี� myelin 5.ไมี%มี� myelin

6.มี�การแติกแข้นงในติ.าแหน%งท��ห%างจาก cell body

6.แติกแข้นงในติ.าแหน%งท��ใกล'ก�บั cell body

-Glia:ท.าหน'าท��คุ.0าจ�นเซลล�ประสาท มี�จ.านวนมีากกว%าเซลล�ประสาท 10-50 เท%า ไมี%มี� บัทบัาทในการส%งส�ญญาณประสาท-Astrocyte:glia cellในCNSเก�ดัtight junctionรอีบัๆcapillary ท.าให'เก�ดั Blood-brain barrier-Oligodendrocyte(ในCNS)และSchwann cell (ในPNS): glial cell ท��เป�นmyelin sheath

Supporting cell or glial cells or glia

Blood-brain barrier

Neuron แบั%งเป�น 3 ช่น�ดั ติามีการน.าคุ.าส��ง1. Receptor (sensory) neuron อีาจท.าหน'าท�� เป�นติ�วร�บัในการร�บัส��งเร'าโดัยติรง (เป�น receptor neuron) เช่%น olfactory nerve cells หร,อีร�บัคุ.าส��งจาก receptor cell (เช่%น photoreceptor cell) อี�กท�หน!�ง (เป�น sensory neuron) แล'วแปลคุ.าส��งจากส��งเร'าในร�ปแบับั ติ%างๆเป�น electrical signal ส%งไปย�งinterneuron หร,อี motor neuron โดัยติรง2.Interneuron ร�บัข้'อีมี�ลจาก receptor neuron, sensory neuron หร,อี interneuron อี,�น รวบัรวมีข้'อีมี�ล แปลผิล และส%งคุ.าส��งไปย�ง motor neuron3.Effector (motor) neuron น.าคุ.าส��งในการ ติอีบัสนอีงจาก interneuron ไปย�ง effector cells

1.ส%วนท��ร�บัส�ญญาณเข้'า (sensory input) จาก sensory receptor2.ส%วนท��รวบัรวมีและแปลผิล (integration center): CNS3.ส%วนท��ส%งส�ญญาณอีอีก (motor output) ไปย�ง effector cells

การท.างานข้อีงระบับัประสาท จะประสานงานก�น 3 ส%วน

PNS

Reflex arc

motor neuron

บิร�เวณทำ��ม� interneuronรวมก�น้ม�กทำ��ส%ด้ค&อสมอง

integration centeror interneuron

sensory receptor sensory neuron

effector

Membrane potential-membrane potential: คุวามีติ%างศั�กย�ท��เย,�อีเซลล� เน,�อีงจากคุวามีแติกติ%างข้อีงอี�อีอีน ภายใน-นอีกเซลล� (Na+ K+ Cl- และโปรติ�น) ปกติ�มี�คุ%า= -50 ถ!ง -100 mV (ค��ต่�ด้ล้บิหม�ยถ้�งภ�ยใน้เซล้ล้*ม�ข� +วเป็-น้ล้บิเม&�อเทำ�ยบิก�บิน้อกเซล้ล้*)-สามีารถว�ดัไดั'โดัยใช่' microelectrode ติ%อีก�บัvoltmeter หร,อีoscilloscope หร,อีใช่' micromanipulator ว�ดั-membrane potential ข้อีงเซลล�ประสาทข้ณะท��ย�งไมี%ถ�กกระติ�'นเร�ยก resting potential

-Chemically-gated ion channels: เป�นประติ�ท��เป6ดั-ป6ดัเมี,�อีไดั'ร�บัการกระติ�'นจากสารเคุมี� เช่%น neurotransmitter โดัย gated ion channel จะจ.าเพาะติ%อี ion ช่น�ดัใดัช่น�ดัหน!�งเท%าน�0น-Voltage-gated ion channels: เป�นประติ�ท��เป6ดั-ป6ดัจากการกระติ�'นข้อีง membrane potential

Hyperpolarization และ depolarizationHyperpolarization: เป�นการเพ��มีศั�กย�ไฟฟ+าท��เย,�อีเซลล� เช่%น จากการเป6ดัข้อีง K+ channel, K+

เคุล,�อีนอีอีกจากเซลล�เพ��มีข้!0น ท.าให'ภายในเย,�อีเซลล�มี�ประจ�เป�นลบัเพ��มีข้!0น (-70mV -90mV)

Depolarization: เป�นการลดัศั�กย�ไฟฟ+าท��เย,�อีเซลล� เช่%น จากการเป6ดัข้อีง Na+

channel, Na+ เคุล,�อีนเข้'าส�%เซลล�เพ��มีข้!0น ท.าให'ภายในเย,�อีเซลล�มี�ประจ�เป�นลบัลดัลง(-70mV -50mV)

Graded potential การเปล��ยนแปลงศั�กย�ไฟฟ+า (hyper & depolarization) ติามีคุวามีแรงข้อีงส��งเร'า

Action potential

-action potential: การเปล��ยนแปลง membrane potential อีย%างรวดัเร7วข้อีงเซลล� ประสาทเมี,�อีไดั'ร�บัการกระติ�'นจากส��งเร'า ท��ท.าให'เก�ดั depolarization จนถ!งระดั�บั threshold potential -เก�ดัท�� axon เท%าน�0น และเป�นแบับั all-or-none แบั%งเป�น 5 ระยะดั�งน�0 1.Resting state 2.Threshold 3.Depolarization 4.Repolarization 5.Undershoot

ระยะท�� 1: Resting State

-ท�0ง voltage-gated Na+ และ K+ channel ป6ดั ไมี%เก�ดัการเปล��ยนแปลงติ%อี membrane’s resting potential

ระยะท�� 2: Threshold

-ส��งเร'ามีากระติ�'น ท.าให' Na+ channel บัางส%วนเป6ดั ถ'าการไหลข้อีง Na+ เข้'าส�%เซลล�มีากพอีจนถ!งระดั�บั threshold potential จะกระติ�'น Na+ gate เป6ดัมีากข้!0น และกระติ�'นให'เก�ดั action potential

ระยะท�� 3: Depolarization

-activation gate ข้อีง Na+ channel เป6ดั แติ% K+

channelย�งคุงป6ดัอีย�% ดั�งน�0นการเคุล,�อีนท��ข้อีง Na+เข้'าภายในเซลล�จ!งท.าให'ภายในเซลล�มี�ประจ�เป�นบัวกมีากข้!0น (หร,อีเป�นลบัลดัลง)

ระยะท�� 4: Repolarization

-inactivation gate ข้อีง Na+ channel ป6ดั และ K+ channel เป6ดั ท.าให' Na+ไมี%สามีารถเคุล,�อีนเข้'าส�% ภายในเซลล�ไดั'อี�ก ในข้ณะท�� K+จะเคุล,�อีนอีอีกนอีกเซลล� จ!งท.าให'ภายในเซลล�มี�ประจ�เป�นลบัเพ��มีข้!0น กล�บัคุ,นส�%สภาวะ resting membrane potential

ระยะท�� 5: Undershoot

-gate ท�0งสอีงอี�นข้อีง Na+ ป6ดั แติ% K+ channel ย�งเป6ดัอีย�% (relatively slow gate) จ!งท.าให'ภายในเซลล�มี�ประจ�ลดัลงติ.�ากว%า resting membrane potential หล�งจากน�0นเซลล�จะกล�บัส�%สภาวะปกติ�(Na+-K+ pump)และพร'อีมีจะติอีบัสนอีงติ%อีการกระติ�'นล.าดั�บัถ�ดัไป

repolarizationและundershoot = refractory period

Propagation of action potential1.ข้ณะท��เก�ดั action potential (ในติ.าแหน%งท�� 1) N+ เคุล,�อีนเข้'าส�%ภายในเซลล� ซ!�ง Na+ ท��เคุล,�อีนเข้'ามีาภายในเซลล�จะแพร%ไปย�งบัร�เวณข้'างเคุ�ยง(ติ.าแหน%งท�� 2) และสามีารถกระติ�'นให'บัร�เวณข้'างเคุ�ยงเก�ดัdepolarization และ action potential ไดั'ในท��ส�ดั2.ข้ณะท�� ติ.าแหน%งท�� 2 เก�ดั action potential ในติ.าแหน%งท�� 1 จะเก�ดั repolarization (refractory period) จ!งท.าให'ไมี%สามีารถเก�ดั action potential ในท�ศัทางย'อีนกล�บัไดั'3.หล�งจากน�0น action potential จะเคุล,�อีนไปส�%ติ.าแหน%งท�� 3 และติ.าแหน%งท�� 2 จะเก�ดั refractory period และ ติ.าแหน%งท�� 1 จะกล�บัส�%สภาวะ resting stage ติ%อีไป-การเคุล,�อีนข้อีง action potential บัน axon จ!งเคุล,�อีนไปในท�ศัทางเดั�ยว(อีอีกจาก cell body) เท%าน�0น

Saltatory conduction

-ใน myelinated axon การเก�ดั action potential จะเก�ดัระหว%าง node of Ranvier หน!�ง ไปย�งอี�ก node หน!�ง เพราะการเคุล,�อีนท��ข้อีง Na+ และ K+ เข้'า-อีอีกจากเซลล�เก�ดัไดั' เฉพาะบัร�เวณ node of Ranvier เท%าน�0น ล�กษณะน�0เร�ยก saltatory conduction

-คุวามีเร7วในการเคุล,�อีนข้อีงaction potential ไปติามี axon จะข้!0นอีย�%ก�บัคุวามีกว'าง ข้อีง axon ย��งกว'างย��งเคุล,�อีนไดั'เร7ว-แติ%ในพวก myelinated axon ถ!งแมี'จะมี�ข้นาดัเล7กแติ% action potential ก7เคุล,�อีนไดั'เร7ว

Electrical synapse

-บัร�เวณ presynatic membrane และ postsynaptic membrane เช่,�อีมีติ%อีก�นดั'วย gap junction ดั�งน�0น ion current จากaction potential จ!งสามีารถเคุล,�อีนจากเซลล�ประสาทหน!�งไปย�งอี�กเซลล�หน!�งไดั'โดัยติรง

Presynaptic membranePostsynaptic membrane

Chemical synapse

1.action potential ท�� synaptic terminal ท.าให'เก�ดั Ca+ influx2.synaptic vesicle รวมีก�บัเย,�อีเซลล�3.หล��งneurotransmitter ส�% synaptic cleft และเคุล,�อีนไปจ�บัก�บัติ�วร�บัท�� postsynatic membrane4.การจ�บัท.าให' ion channel (เช่%น Na+) เป6ดั, Na+ เคุล,�อีนเข้'าในเซลล� เก�ดั depolarization

The organization of neurons into systems

The simple circuits: nerve nets-ส�ติว�พวกแรกท��เร��มีมี�ระบับัประสาทท�� แท'จร�งคุ,อี cnidarians เร�ยก nerve net-ในดัาวทะเล ระบับัประสาทจะ ซ�บัซ'อีนข้!0น โดัยจะมี� nerve ring เช่,�อีมี ก�บั radial nerve ท��เช่,�อีมีอีย�%ก�บั nerve net ในแติ%ละแข้นข้อีงดัาวทะเลอี�กท�หน!�ง

Complex circuits-ส��งมี�ช่�ว�ติติ�0งแติ%พวกหนอีนติ�วแบันเป�นติ'นไป จะมี�การรวมีก�นข้อีงเซลล�ประสาท (ganglion) ท��บัร�เวณห�ว เร�ยก cephalization-พลานาเร�ยจะมี�การเร�ยงติ�วข้อีงเส'นประสาทบัร�เวณดั'านข้'างล.าติ�วท�0ง 2 ข้'างและจะมี�เส'นประสาทเช่,�อีมี เร�ยก transverse nerve-ติ�0งแติ%พวกหนอีนติ�วกลมีข้!0นไป จะมี�การเร�ยงติ�วข้อีงเส'นประสาทอีย�%ทางดั'านท'อีงเร�ยก ventral nerve cord-ในแมีลงมี�การรวมีก�นข้อีงเซลล�ประสาท เร�ยก glangion ในแติ%ละข้'อีปล'อีงข้อีงล.าติ�ว

-ในส�ติว�มี�กระดั�กส�นหล�ง จะมี� dorsal hollow nerve cord มีาแทนท�� ventral nerve cord และไมี%มี� segmental ganglia

ระบับัประสาทแบั%งเป�น1.ระบับัประสาทส%วนกลาง (Central nervous system; CNS): สมีอีงและไข้ส�นหล�ง ท.าหน'าท��รวบัรวมีและแปลผิลข้'อีมี�ล2.ระบับัประสาทรอีบันอีก (Peripheral nervous system; PNS): เส'นประสาทสมีอีง(cranial nerve) เส'นประสาทไข้ส�นหล�ง(spinal nerve) และปมีประสาท (ganglia) ท.าหน'าท��น.าส�ญญาณประสาทเข้'า-อีอีก CNS และคุวบัคุ�มีการเปล��ยนแปลงสภาพแวดัล'อีมีภายในร%างกาย

ระบับัประสาทในส�ติว�มี�กระดั�กส�นหล�ง

Peripheral Nervous System-ในส�ติว�เล�0ยงล�กดั'วยนมีมี� cranial nerve 12 คุ�% spinal nerve 31 คุ�%-cranial nerve ส%วนใหญ% & spinal nerve ท�0งหมีดั ประกอีบัดั'วย sensory & motor neuron ยกเว'น olfactory & optic nerve เป�นเฉพาะ sensory nerve

-sensory division ประกอีบัดั'วย sensory neuron น.าคุ.าส��งจาก sensory receptor ไปย�ง CNS

-motor division ประกอีบัดั'วย motor neuron น.าคุ.าส��งจาก CNS ไปย�ง effector cells-SNS น.าคุ.าส��งไปย�ง skeletal muscle เพ,�อีติอีบัสนอีงติ%อี external stimuli

-ANS น.าคุ.าส��งไปย�ง smooth & cardiac muscle เพ,�อีติอีบัสนอีงติ%อี external stimuli

1.ส%วนท��ร�บัส�ญญาณเข้'า (sensory input) จาก sensory receptor2.ส%วนท��รวบัรวมีและแปลผิล (integration center): CNS3.ส%วนท��ส%งส�ญญาณอีอีก (motor output) ไปย�ง effector cells

การท.างานข้อีงระบับัประสาท จะประสานงานก�น 3 ส%วน

PNS

Parasympathetic and sympathetic nervous system-parasympathetic และ sympathetic มี�กจะท.างาน ติรงข้'ามีก�น (antagonist)-sym มี�กจะกระติ�'นการท.างานข้อีงอีว�ยวะท��ท.าให'เก�ดัการติ,�นติ�วและก%อีให'เก�ดัพล�งงาน ในข้ณะท�� parasym จะเก�ดัติรงก�นข้'ามี-sympathetic neuron มี�กจะหล��ง norepinephrine-parasympathetic neuron มี�กจะหล��ง acetylcholine

preganglionic ganglion, Achpostganglionic ganglion

Embryonic Development of the Brain

สมีอีงส%วนติ%างๆข้อีงคุน

โคุรงสร'างและหน'าท��ในสมีอีงซ�ร�บัร�มีส%วนติ%างๆ

The Limbic System

The limbic system generates the feeling; emotion and memory

อี'างอี�ง

The limbic system generates the feeling; emotion and memory

www.kts.ac.th/e-learning/mahidol/pe/...PE_2550/ระบับัประสาท.pptwww.tta.in.th/uploadfile/1097/SC-13-429-1438-1097.pptsumon-kananit.wikispaces.com/file/view/ระบับัประสาท.pptreg.ksu.ac.th/teacher/myweb/bio2/Nerve%20cell.pptwww.sc.chula.ac.th/courseware/GenBio105/Nervous- system_2_12_4.pptunchai.files.wordpress.comwww.wjd.ac.th/webnew/e-learning/science/media/...2/present- 1.ppt