מערכת העצבים

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
מערכת העצבים האנושית

מערכת העצבים (TA: Systema nervosum) היא רשת תקשורת עצבית מפותחת שבאמצעותה פועל הגוף כיחידה מבוקרת ומתואמת.

מערכת עצבים קיימת כמעט בכל בעלי החיים, למעט ספוגים.

תפקידים[עריכת קוד מקור | עריכה]

כל מה שאנחנו יכולים לעשות מתאפשר הודות לפעילות האינטגרטיבית של התאים במערכת העצבים‏[1].

מערכת העצבים מקבלת ממערכות החישה מידע על גירויים בסביבה החיצונית‏[2] והפנימית, ומשתמשת במידע זה על מנת לפקח על תהליכי ההתנהגות, המודעת והלא מודעת.

מערכת העצבים אחראית על מערכת השרירים ובכך שולטת על יכולת התנועה, אשר נדרשת לביצוע פעולות רבות‏[2], כגון הליכה, כתיבה, ריקוד ועוד.

במסגרת עיבוד המידע במערכת העצבים, מתרחשים בה תהליכים של זיכרון ולמידה. כמו כן, היא אחראית לחוויה של רגשות[2].

תאי מערכת העצבים[עריכת קוד מקור | עריכה]

המרכיבים העיקריים של מערכת העצבים הם תאי עצב, המכונים גם נוירונים. תאי העצב אחראיים על עיבוד והעברה של מידע‏[1]. דרך תאי העצב עוברים האותות במערכת העצבים. תאי העצב באים במגוון של סוגים וצורות, המתאימים אותם לתפקידים שונים בתוך מערכת העצבים.

התאים במערכת העצבים שאינם תאי עצב נקראים בשם הכולל תאי גלייה או "נוירוגליה". תאי הגלייה משמשים כתאי תמיכה לתאי העצב וממלאים פונקציות רבות. התפקידים הראשיים של תאי גלייה הם לעטוף את תאי העצב ולהחזיק אותם במקומם, לספק להם חומרי מזון וחמצן, לבודד את תאי העצב אחד מהשני, וגם להשמיד פתוגנים ולהסיר תאים מתים. תאי הגלייה ממלאים תפקיד פעיל גם בתהליכי התקשורת העצבית, אם כי המנגנונים שדרכם הם עושים זאת ברובם אינם ידועים.

תאי העצב והתמיכה של מערכת העצבים אינם מפוזרים באורח אקראי. הם מקושרים בצורה מדויקת ביותר, אשר יוצרת שלמות תפקודית בפעולת המוח‏[2].

צבירים של תאי עצב[עריכת קוד מקור | עריכה]

תאי עצב המקושרים זה לזה יכולים ליצור רשת עצבית.

במערכת העצבים קיימים צבירים שונים של תאי עצב:

תקשורת במערכת העצבים[עריכת קוד מקור | עריכה]

A - תא עצב משדר (קדם-סינפטי)
B - תא עצב קולט (בתר-סינפטי)
1. מיטוכונדריון
2. שלפוחית סינפטית המכילה מוליכים עצביים
3. קולטן עצמי
4. מרווח סינפטי דרכו מפעפע מוליך עצבי
5. קולטנים בתר-סינפטיים המופעלים על ידי המוליך העצבי
6. תעלת סידן
7. מוליכים עצביים נפלטים למרווח הסינפטי באקסוציטוזה
8. משאבה לספיגה חוזרת של מוליך עצבי

הפעולה של מערכת העצבים מתאפשרת הודות לתקשורת שבין תאי העצב המרכיבים אותה‏[2], אשר מתבצעת דרך נקודות מפגש הנקראות סינפסות. מבנה הסינפסות והקישוריות בין תאי העצב הוא הבסיס לתהליכי העיבוד והולכת המידע במערכת העצבים. כל תא עצב יכול ליצור סינפסות עם עשרות עד אלפי תאי עצב אחרים, בהתאם למורכבות מערכת העצבים של בעל החיים. תאי העצב יכולים ליצור קשרים גם עם תאים מסוגים אחרים, וכך מועברים מסרים בין מערכת העצבים ליתר מערכות הגוף.

קליטה עיבוד והעברה של מידע בתאי העצב[עריכת קוד מקור | עריכה]

מרכיביו של תא עצב טיפוסי

בתוך תא העצב, המידע עובר בצורה של דחף עצבי, הנקרא גם פוטנציאל פעולה. הדחף העצבי הוא אות חשמלי הנע מגוף התא לאורך סיב הקרוי אקסון. מבחינה זו האקסון משמש כקו תקשורת במערכת העצבים‏[2].

באופן טיפוסי, הדחף העצבי נוצר בעקבות קלט שהתקבל בדנדריטים, שהם שלוחות קצרות שיוצאות מגוף התא. הדנדריטים מקבלים מידע מתאים אחרים, המקושרים אליהם דרך סינפסות. הם יכולים ליצור מבנה מסועף מאוד המאפשר לקבל מידע עצבי מתאים רבים‏[2].

תא העצב מבצע אינטגרציה של האותות העצביים שהתקבלו מהדנדריטים בתלולית האקסון, המחברת בין גוף התא לאקסון. יצירת דחף עצבי בתגובה למידע המגיע אל תא העצב תלויה בתוצאות האינטגרציה הזו‏[2].

המידע עובר בין תא העצב לתא המטרה שלו בתהליך של העברה סינפטית. כאשר הדחף העצבי מגיע לקצה האקסון הוא מעביר את המידע לסינפסה בצורה של אותות כימיים, באמצעות שחרור מולקולות המשמשות כמוליכים עצביים (נוירוטרנסמיטרים) מתוך השלפוחיות הסינפטיות שבקצה האקסון.

המוליך העצבי נקשר לקולטנים על התא בצדה השני של הסינפסה. באמצעות פתיחה וסגירה של תעלות יונים, הוא גורם לשינוי במתח החשמלי של אותו תא ביחס למתח המנוחה שלו. בכך המוליך העצבי משפיע על דפוס הדחפים העצביים שייווצר בתא המטרה ויועבר הלאה בשרשרת ההולכה העצבית.

תקשורת עם המערכת הסנסו-מוטורית[עריכת קוד מקור | עריכה]

מערכת העצבים שולטת על תנועת הגוף באמצעות תקשורת בין תאי עצב למערכת השרירים. שליחת האותות הגורמים לעכבה או שפעול של השרירים מתבצעת בתהליך של העברה סינפטית. מקראה:
1 - אקסון.
2 - צומת עצב-שריר.
3 - סיב שריר.
4 - סיבוני שריר (Myofibrils).

כאמור, תאי העצב יכולים ליצור סינפסות גם עם תאים מסוגים אחרים, דבר המאפשר קבלה ושליחה של אותות בין מערכת העצבים למערכות אחרות בגוף.

מערכת העצבים מקבלת מידע על הסביבה החיצונית באמצעות מערכת החושים. המידע על גירויים מגיע למערכת העצבים מקולטני חישה של החושים השונים, לאחר שהוא עובר תהליך של התמרה חושית. תאי העצב החישתיים מגיבים לגירויים שמופיעים בשדה הקלט שלהם.

לאחר עיבוד המידע בתוך מערכת העצבים, היא שולחת מסרים יוצאים לעבר תאי מטרה באיבר מסוים. מסרים אלה שולטים על ההתנהגות, למשל על ידי הפעלת המערכת המוטורית ותנועת השרירים. המוליך העצבי שחוצה את הסינפסה גורם לשינוי בתפקודם הביולוגי של התאים, ובכך משפיע על פעילות איבר המטרה.

השפעת הרעש על מערכת העצבים[עריכת קוד מקור | עריכה]

דוגמה לרעשי רקע קוליים מהסביבה אשר יכולים להשפיע על מערכת העצבים כמקורות רעש חיצוניים

בדרך כלל הרעש נחשב למטרד במערכות דינמיות‏[3]. משום שהוא יכול ליצור אפקט ממסך שעלול להפריע ליכולת העיבוד של מידע רלוונטי אודות האות‏[4]. עם זאת, ישנם מקרים שבהם לרעש יכולה להיות גם השפעה חיובית על התפקוד של מערכת העצבים.

היחס בין התפקוד הקוגניטיבי לרמת הרעש הוא בצורת U הפוכה, כך שהביצוע המיטבי מתרחש ברמות רעש מתונות‏[5]. כתוצאה מכך הוספת כמות קטנה של רעש למעגל עצבי יכולה להגביר את הסנכרון בין רכיביו. לעומת זאת הוספה של כמות גדולה עלולה לשבש פעילות סינכרונית‏[4]. בנוסף, במערכות לא לינאריות מסוימות כמו מעגלים חשמליים ומערכות חישה ביולוגיות הנוכחות של רעש יכולה להעצים את היכולת לאתר אותות חלשים. תופעה זו מכונה תהודה אקראית[3]. כתוצאה מכך, לאפנון העצבי של יחס אות לרעש בתהליך עיבוד המידע יש השלכות על הקיבולת והתנודתיות של המערכת הנוירו-קוגניטיבית‏[6].

במערכת העצבים הרעש יכול להיווצר ממקורות חיצוניים או פנימיים‏[5]. סביבה רועשת יכולה להגביר את רמת הרעש במערכת העצבים, אך היא יכולה לעלות גם בסביבה שקטה. זאת משום שתאי עצב יכולים ליצור כמות משמעותית של רעש פנימי‏[3]. הרעש הפנימי של מערכת העצבים מקושר לרמות הרקע (tone) של המוליך העצבי דופמין[5]. בהתאם לכך, להשפעה של הדופמין על יחס האות-רעש בתהליכי עיבוד מידע עצביים יש השלכות על רמת התנודתיות והקיבולת של המערכת הנוירו-קוגניטיבית‏[6].

הפלסטיות של מערכת העצבים[עריכת קוד מקור | עריכה]

Postscript-viewer-shaded.png ערך מורחב – הפלסטיות של מערכת העצבים
הפלסטיות של מערכת העצבים מתבססת על היכולת לשנות את דפוסי התקשורת של תאי העצב עם תאי המטרה שלהם. התקשורת בין התאים מתרחשת בסינפסה על ידי מעבר של אותות כימיים וחשמליים.

ההתנסות של האדם עם הסביבה יכולה להשפיע על ההתנהגות שלו באמצעות יצירת שינויים במערכת העצבים. הפלסטיות של מערכת העצבים מאפשרת לה להתאים את פעילותה לשינויים בתנאים על סמך ניסיון קודם. משום כך היא מכונה גם "גמישות מוחית". במערכת העצבים קיימים אזורים המהווים אתרים פלסטיים. שינוי בפעולה של אתרים אלו יגרום לשינוי בפעילות של כל המערכת‏[2].

הגמישות של מערכת העצבים מתאפשרת על ידי שינויים באופן התקשורת שבין תא העצב הקדם סינפטי והתא הבתר סינפטי. תהליך עיצוב מחדש של קשרים סינפטיים מתרחש בעקבות הנטייה של סינפסות לא פעילות להתנוון לצד הנטייה של סינפסות פעילות להתחזק, כך שהן יעבירו את המידע בצורה יעילה יותר.

אחד הביטויים של הפלסטיות של מערכת העצבים הוא תהליך ההביטואציה, אשר מאפשר למידה התרגלותית‏[7].

מבנה המערכת[עריכת קוד מקור | עריכה]

מערכת העצבים של האדם היא בעלת מבנה מורכב, שבו אזורים שונים משתתפים בפעולות שונות‏[2]. הארגון של מערכת העצבים קשור בקשר הדוק להבדלים בתפקודים להם אחראים אזורים שונים במוח‏[8].

חלוקה היררכית של מערכת העצבים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מערכת העצבים ביצורים עם סימטריה דו-צדדית - רצף של גנגליונים ובראשם המוח
מערכת העצבים של הסוס - אצל בעלי חוליות מערכת העצבים מאורגנת בצורה היררכית.
קליפת המוח כפיס המוח רמה תת הרמה בלוטת האצטרובל בלוטת יותרת המוח החיץ השקוף חדר רביעי מוחון הגשר המוחה התיכונה הלשד המוארך חוט השדרה חוט השדרה הלשד המוארך חדר רביעי מוחון הגשר בלוטת יותרת המוח המוחה התיכונה תת הרמה רמה כפיס המוח קליפת המוחBrain sagittal.png
אודות התמונה

ניתן לראות הבדלים במבנה מערכת העצבים בין בעלי חיים שונים. באופן כללי ניתן להבחין בין מערכות היררכיות למערכות ללא מוקד שליטה מרכזי. ביצורים פשוטים יחסית המערכת מאורגנת כרשת מבוזרת של תאי עצב, ללא מוקד שליטה מרכזי. ניתן לראות זאת במערכה של הצורבים. לעומת זאת, אצל תולעים שטוחות תאי העצב אינם מפוזרים לאורך כל הגוף, אלא מרוכזים בצבירים המכונים גנגליונים[7]. ביצורים בעלי הסימטריה הדו-צדדית, התפתח דגם היררכי בסיסי של מערכת עצבים, הכולל רצף של גנגליונים. במקרים אלו הגנגליון הראשי והגדול ביותר נקרא מוח, והוא מתפקד כמרכז השליטה הראשי של מערכת העצבים כולה. היצורים בעלי הסימטריה הדו-צדדית, אשר פתחו מבנה היררכי של מערכת העצבים כוללת את כל בעלי החוליות ומרבית חסרי החוליות.

עבור בעלי חיים בעלי הסימטריה הדו-צדדית ובכללם האדם, נהוג לחלק את מערכת העצבים למערכת העצבים המרכזית ולמערכת העצבים ההיקפית:

ארגון מערכת העצבים בבעלי חוליות:
היקפית סומטית
אוטונומית סימפתטית
פאראסימפתטית
מעית
מרכזית

חומר אפור וחומר לבן[עריכת קוד מקור | עריכה]

מבט תיכון על חתך במישור החיצי של המוח. בתמונה ניכרים הבדלי הצבעים בין החומר האפור בשוליים לחומר הלבן במרבית החתך.

מערכת העצבים המרכזית בנויה משני סוגים של רקמות, אשר את ההבדל ביניהם ניתן לראות גם ללא מיקרוסקופ. רקמות אלו מכונות "חומר אפור" ו"חומר לבן"‏[2].

  • חומר אפור - מורכב בעיקר מגופי תאי העצב והשלוחות הקרובות אליהם.
  • חומר לבן - מכיל בעיקר את האקסונים. רוב האקסונים עטופים בשכבת בידוד הקרויה מיאלין. מקור השם הוא בצבעה הלבן של מעטפת זו.

חלוקה לאזורים במערכת העצבים המרכזית[עריכת קוד מקור | עריכה]

אונות המוח הגדול

תהליכים אבולוציוניים גרמו להתפתחותם של מבנים עצביים אינטגרטיביים יותר, המסוגלים לעבד מידע ברמת מורכבות שהולכת וגוברת‏[9]. בהתאם לכך, ניתן לחלק את מערכת העצבים המרכזית של האדם למספר אזורים על פי שלבי ההתפתחות של המוח.

  • גזע המוח - גזע המוח נמצע מעל לחוט השדרה. גזע המוח כולל שלושה אזורים - המוח המוארך, הפונס והמוח האמצעי:
    • המוח המוארך - במוח המוארך עוברים סיבי עצב מחוט השדרה אל המוח ובחזרה. המוח המוארך והגשר מווסתים מערכות חיוניות בגוף (כמו נשימה ולחץ דם).
    • פונס (הגשר) - המוח המוארך והגשר מווסתים מערכות חיוניות בגוף (כמו נשימה ולחץ דם). הגשר והמוח הקטן מתפתחים מאותו אזור של המוח העוברי, אך תפקידיהם שונים.
    • המוח האמצעי - זהו האזור הקטן ביותר של גזע המוח. הוא משמש תחנת מעבר במסלולים של מערכת הראייה ומערכת השמיעה. כמו כן, הוא לוקח חלק בשליטה על תנועות העיניים ובוויסות פעולת השרירים.
  • המוח הקטן (מכונה גם מוחון או צרבלום) - מווסת את תנועות הגוף ושומר על שיווי המשקל. הגשר והמוח הקטן מתפתחים מאותו אזור של המוח העוברי, אך תפקידיהם שונים.
  • מוח הביניים (Diencephalon) - מוח הביניים נמצא בין המיספרות המוח לבין המוח האמצעי ומכאן שמו. הוא מורכב בין היתר מהתלמוס וההיפותלמוס.
  • המוח הגדול (צרברום) - זהו החלק הגדול ביותר של מוח האדם. הוא מורכב משני חצאי כדור, המכונים המיספרות.

פגיעה במערכת העצבים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מערכת העצבים יכולה גם להיפגע ממספר גורמים. למשל: טראומה גופנית עלולה לפגוע במערכת העצבים. כמו כן, מחלות גופניות ונפשיות יכולות גם הן לגרום נזק למערכת זו‏[2].

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ 1.0 1.1 Neil R. Carlson, (2013). Physiology of Behavior. Boston: Pearson.
  2. ^ 2.00 2.01 2.02 2.03 2.04 2.05 2.06 2.07 2.08 2.09 2.10 2.11 רמי רחמימוב (2004). מהפכת המוח: תקשורת, מחלות נפש וסמים. רעננה: מכון ון ליר בירושלים הקיבוץ המאוחד.
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Wiesenfeld, K., & Moss, F. (1995). Stochastic resonance and the benefits of noise: from ice ages to crayfish and SQUIDs. Nature, 373(6509), 33-36.‏
  4. ^ 4.0 4.1 Ward, L. M., Doesburg, S. M., Kitajo, K., MacLean, S. E., & Roggeveen, A. B. (2006). Neural synchrony in stochastic resonance, attention, and consciousness. Canadian Journal of Experimental Psychology/Revue canadienne de psychologie expérimentale, 60(4), 319.‏
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Söderlund, G.,B.W., Sikström, S., Loftesnes, J. M., & Sonuga-Barke, E. (2010). The effects of background white noise on memory performance in inattentive school children. Behavioral and Brain Functions, 6, 55.
  6. ^ 6.0 6.1 Molenaar, Peter C. M. (Ed); Newell, Karl M. (Ed), (2010). Individual pathways of change: Statistical models for analyzing learning and development. , (pp. 23-35). Washington, DC, US: American Psychological Association, xv, 227 pp.
  7. ^ 7.0 7.1 שרה דרויאן (1999). עקרונות אבולוציוניים בהתפתחות החשיבה. רעננה: רמות.
  8. ^ הוארד גארדנר (1995). מוח חשיבה ויצירתיות. רעננה: ספרית פועלים.
  9. ^ Dietrich, A. (2004). Neurocognitive mechanisms underlying the experience of flow. Consciousness and Cognition, 13(4), 746-761.‏


מערכות הגוף

המערכת האנדוקרינית - מערכת החיסון - מערכות החישה (מערכת המגע, מערכת הראייה, מערכת השמיעה) - מערכת הכסות - מערכת הלימפה - מערכת העיכול - מערכת ההובלה - מערכת הנשימה - מערכת העצבים - מערכת הרבייה - מערכת השלד והשרירים (מערכת השלד, מערכת השרירים) - מערכת השתן