מערכת העצבים

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

כל מה שאנחנו יכולים לעשות מתאפשר הודות לפעילות האינטגרטיבית של התאים במערכת העצבים‏. בהתאם לכך, למערכת העצבים יש תפקידים רבים. מערכת העצבים מקבלת מידע על גירויים בסביבה החיצונית‏ והפנימית. מידע זה מתקבל ממערכת החישה.

היא מפקחת על תהליכי ההתנהגות, המודעת והלא מודעת. מערכת העצבים אחראית על מערכת השרירים ובכך שולטת על יכולת התנועה, אשר נדרשת לביצוע פעולות רבות‏. למשל: הליכה, כתיבה, ריקוד ועוד.

מערכת העצבים שולטת גם על תהליכי הזיכרון והלמידה שלנו. כמו כן, יש לה השפעה רבה על הרגשות‏.

תאי מערכת העצבים

המרכיבים העיקריים של מערכת העצבים הם תאי עצב, המכונים גם נוירונים. תאי העצב אחראיים על עיבוד והעברה של מידע‏. 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. כיום ידוע כי 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.

צבירים של תאי עצב

תאי עצב המקושרים זה לזה יכולים ליצור רשת עצבית.

במערכת העצבים קיימים צבירים שונים של תאי עצב:

• גרעין - צביר תאי עצב במערכת העצבים המרכזית. גרעינים מכילים ריכוז של גופי תאים, ולכן מזוהים בחתך אנטומי כחומר אפור. במוח האדם ישנן שלוש מערכות של גרעינים‏: גרעיני הבסיס, היפוקמפוס ואמיגדלה‏.
• גנגליון - צביר תאי עצב המשמש כתחנת ביניים בין האקסון של העצב המגיע מהמוח או מחוט השדרה ובין תא עצב נוסף שישלח אקסון לאיבר מטרה כלשהו.

תקשורת במערכת העצבים

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 התאים המרכיבים אותה‏. התקשורת בתוך מערכת העצבים מתווכת על ידי תאי העצב, אשר מסוגלים לקלוט ולשדר אותות עצביים דרך הסינפסות שלהם. 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. כמו כן, תאי העצב יכולים להתקשר גם לתאים מסוגים אחרים. באופן זה נוצרת תקשורת בין מערכת העצבים ליתר מערכות הגוף.

קליטה עיבוד והעברה של מידע בתאי העצב

הדנדריטים הם שלוחות קצרות של תא העצב המקבלות מידע מהתאים המקושרים אליהם דרך הסינפסות. הם יכולים ליצור מבנה מסועף מאוד המאפשר לקבל מידע עצבי מתאים רבים‏.

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.

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.

המידע עובר בין תא העצב לתא המטרה שלו בתהליך של העברה סינפטית. כאשר הדף 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. הוא גורם לשינוי במתח החשמלי של אותו תא על ידי תעלת יונים, בהתאם למתח המנוחה שלו התא. בכך המוליך העצבי משפיע על דפוס הדחפים העצביים שייווצר בתא המטרה ויועבר הלאה בשרשרת ההולכה העצבית.

תקשורת עם המערכת הסנסו-מוטורית

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, מערכת העצבים מורכבת מתאי עצב רבים המקיימים תקשורת רצופה ביניהם‏. עם זאת, תאי העצב יכולים לתקשר גם עם תאים מסוגים אחרים. דבר זה מאפשר למערכת העצבים לתקשר עם מערכות אחרות בגוף לצורך קבלה ושליחה של אותות.

בנוסף לתקשורת הפנימית של מערכת העצבים בין התאים המרכיבים אותה, המערכת יכולה גם לקבל מידע מהסביבה החיצונית באמצעות מערכת החושים. המידע על גירויים מגיע למערכת העצבים מקולטני חישה של החושים השונים בעקבות תהליך של התמרה חושית. תאי העצב החישתיים מגיבים לגירויים שמופיעים בשדה הקלט שלהם. לאחר עיבוד המידע שהתקבל, מערכת העצבים יכולה בין היתר גם להשפיע על המערכת המוטורית ותנועת השרירים בהתאם לצורך. בשלב זה מסרים יוצאים ממערכת העצבים שולטים על ההתנהגות דרך סינפסות של תאי עצב עם תאי מטרה באיבר מסוים. המוליך העצבי שחוצה את הסינפסה גורם לשינוי בתפקודם הביולוגי של התאים, ובכך משפיע על פעילות איבר המטרה.

גנגליון הוא צביר תאי עצב המשמש כתחנת ביניים בין האקסון של העצב המגיע מהמוח או מחוט השדרה ובין תא עצב נוסף שישלח אקסון לאיבר המטרה.

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.

ערך מורחב – הפלסטיות של מערכת העצבים

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.

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.

מבנה המערכת

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

חלוקה היררכית של מערכת העצבים

מערכת העצבים ביצורים עם סימטריה דו-צדדית - רצף של גנגליונים ובראשם המוח

מערכת העצבים של הסוס - אצל בעלי חוליות מערכת העצבים מאורגנת בצורה היררכית.

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. 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:

• מערכת העצבים המרכזית מכילה את המוח, ובבעלי חוליות גם את חוט השדרה. מערכת העצבים המרכזית אחראית על השליטה והעיבוד של המידע העצבי.
• מערכת העצבים ההיקפית כוללת את כל הגנגליונים והעצבים שמחוץ למערכת העצבים המרכזית. היא זו שמקשרת את מערכת העצבים המרכזית עם אברי הגוף וקולטני החישה.

ארגון מערכת העצבים בבעלי חוליות:

היקפית	סומטית
	אוטונומית	סימפתטית
		פאראסימפתטית
		מעית
מרכזית

חומר אפור וחומר לבן

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 בניהם ניתן לראות גם ללא מיקרוסקופ. רקמות אלו מכונות "חומר אפור" ו"חומר לבן"‏.

• 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

אונות המוח הגדול האונה המצחית האונה הרקתית האונה הקודקודית האונה העורפית

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

• חוט השדרה - חוט השדרה משתרע מבסיס הגולגולת עד למותניים והוא עטוף בחוליות, אשר מגינות עליו מפני חבלה חיצונית. זהו האזור הפשוט ביותר של מערכת העצבים המרכזית‏.
• 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.
  • כפיס המוח מחבר בין שתי ההמיספרות.
  • כל המיספרה מחולקת לארבע אונות, אשר לכל אחת מהן מאפיינים ותפקידים נפרדים: האונה המצחית (מכונה גם קדמית או פרונטלית), קדקדית (פריאטלית), עורפית (אוקסיפיטלית) ורקתית (טמפורלית).

פגיעה במערכת העצבים

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.

ראו גם

• מתח מנוחה
• רפלקס
• מערכת העצבים האוטונומית
• תעלת יונים ממותגת מתח

קישורים חיצוניים

• The Nervous System
• מערכת העצבים, באנציקלופדיה ynet