گفتار ۱: یاخته‌های بافت عصبی
بافت عصبی دو جور یاخته دارد: نورون‌ها که پیام را می‌سازند و هدایت می‌کنند، و یاخته‌های پشتیبان (نوروگلیا) که چند برابر نورون‌ها هستند و بدون آن‌ها هیچ پیامی به مقصد نمی‌رسد.
هر نورون از جسم یاخته، دندریت (پیام را به جسم یاخته می‌آورد)، آکسون یا آسه (پیام را به پایانه می‌برد) و پایانهٔ آسه ساخته شده. غلاف میلین پوششی عایق روی آسه است که یاخته‌های پشتیبان می‌سازند — نه خود نورون — و پیوسته نیست؛ فاصله‌های بدون میلین گره‌های رانویه نام دارند و همان‌جا تبادل یون با بیرون انجام می‌شود.
یاخته‌های پشتیبان یکسان نیستند؛ هرکدام کار تخصصی خود را دارند:
| نوع | محل | نقش |
|---|---|---|
| آستروسیت | مرکزی | فراوان‌ترین؛ همایستایی مایع اطراف نورون و سد خونی-مغزی |
| الیگودندروسیت | مرکزی | میلین‌ساز؛ بخش‌هایی از چند آسه را می‌پوشاند |
| یاختهٔ شوان | محیطی | میلین‌ساز؛ فقط یک بخش از یک آسه |
| میکروگلیا | مرکزی | منشأ ایمنی؛ بلع یاخته‌های مرده و عوامل بیگانه |
| یاختهٔ اپاندیمی | بطن‌ها و کانال نخاع | ساخت مایع مغزی-نخاعی |
سه نوع نورون داریم: حسی (از اندام‌ها به مغز و نخاع)، حرکتی (از مغز و نخاع به ماهیچه) و رابط (میان نورون‌های دیگر) — هر سه می‌توانند میلین‌دار یا بدون میلین باشند.
پتانسیل آرامش
اختلاف پتانسیل حدود ادامهٔ فرمول را افقی ببین میان دو سوی غشای نورون در حال استراحت. دو پروتئین آن را می‌سازند: کانال‌های نشتی که همیشه بازند و پتاسیم بیشتر از سدیم از آن‌ها می‌گذرد (پس ادامهٔ فرمول را افقی ببین بیشتری بیرون می‌نشتد و داخل منفی‌تر می‌ماند)، و پمپ سدیم-پتاسیم که با مصرف ATP در هر چرخه ۳ یون ادامهٔ فرمول را افقی ببین را بیرون و ۲ یون ادامهٔ فرمول را افقی ببین را داخل می‌برد؛ پس در آرامش سدیم بیشتر بیرون و پتاسیم بیشتر داخل است.
ترتیب کار پمپ جای تله دارد: اتصال ادامهٔ فرمول را افقی ببین، فسفریله‌شدن، رهاسازی ادامهٔ فرمول را افقی ببین، اتصال ادامهٔ فرمول را افقی ببین، دفسفریله‌شدن، رهاسازی ادامهٔ فرمول را افقی ببین؛ یعنی تغییر میل پمپ به هر یون همیشه پس از اتصال یا جدا شدن فسفات رخ می‌دهد. پمپ انتقال فعال است، ولی کانال نشتی انتشار تسهیل‌شده و بدون انرژی.
پتانسیل عمل
با تحریک، کانال‌های دریچه‌دار سدیمی باز می‌شوند و ورود ادامهٔ فرمول را افقی ببین داخل را مثبت‌تر می‌کند (دپلاریزاسیون). سپس این کانال‌ها بسته و کانال‌های پتاسیمی باز می‌شوند؛ خروج ادامهٔ فرمول را افقی ببین غشا را برمی‌گرداند (رپولاریزاسیون) و پمپ آرامش را کامل می‌کند.
دو ویژگی کلیدی: پتانسیل عمل همه‌یا‌هیچ است — تحریک زیر آستانه هیچ پتانسیل عملی نمی‌سازد، نه حتی ضعیف‌تر؛ آنچه با شدت محرک تغییر می‌کند تعداد پتانسیل‌های عمل در واحد زمان است، نه دامنهٔ هرکدام. دوم دورهٔ نهفتگی: تا وقتی کانال‌های سدیمی باز یا غیرفعال‌اند، هیچ تحریک تازه‌ای پتانسیل عمل دومی نمی‌سازد.
هدایت پیام
در رشته‌های بدون میلین هر نقطه از غشا باید پتانسیل عمل خودش را بسازد، پس هدایت کُند است (حدود ادامهٔ فرمول را افقی ببین). در رشته‌های میلین‌دار میلین عایق است و کانال دریچه‌دار زیر آن به کار نمی‌افتد، پس پتانسیل عمل فقط در گره‌های رانویه ساخته می‌شود و پیام از گره‌ای به گره‌ای می‌جهد: هدایت جهشی، تا ادامهٔ فرمول را افقی ببین. هم سریع‌تر است هم کم‌انرژی‌تر، چون پمپ فقط در گره‌ها کار می‌کند. در ام.اس میلین تخریب و هدایت مختل می‌شود.
تمایزی ظریف: اگر رشته‌ای را از وسط تحریک کنیم پیام به هر دو سو می‌رود (هدایت بی‌جهت)؛ آسه جهت ذاتی ندارد. اما در بدن هدایت جهت‌دار است، به دو دلیل: در همایه فقط پیش‌همایه ناقل آزاد می‌کند، و نقطه‌ای که پتانسیل عمل تازه از آن گذشته در دورهٔ نهفتگی تحریک‌ناپذیر است.
همایه (سیناپس)
محل ارتباط دو نورون یا نورون و ماهیچه، شامل یاختهٔ پیش‌همایه، فضای همایه، یاختهٔ پس‌همایه، ناقل عصبی و گیرنده. پیام که به پایانهٔ آسه می‌رسد، کیسه‌های ناقل با برون‌ریزی آزاد می‌شوند؛ ناقل به گیرندهٔ پس‌همایه می‌چسبد و نفوذپذیری غشا را تغییر می‌دهد. سپس فضای همایه با بازجذب یا تجزیهٔ آنزیمی پاک می‌شود. انتقال همیشه یک‌طرفه است.
تحریکی یا مهاری بودن همایه را نوع گیرنده و کانال غشای پس‌همایه تعیین می‌کند، نه ذات ناقل؛ یک ناقل واحد می‌تواند جایی تحریکی و جای دیگر مهاری باشد. در همایهٔ تحریکی کانال سدیمی باز می‌شود و غشا به آستانه نزدیک‌تر می‌شود؛ در مهاری کانال کلری یا پتاسیمی باز می‌شود و غشا از آستانه دورتر می‌شود. نورون پس‌همایه هم‌زمان پیام تحریکی و مهاری می‌گیرد و فقط وقتی مجموع اثرها به آستانه برسد شلیک می‌کند.
ناقل‌های مهم: دوپامین (لذت و حرکت؛ کمبود در پارکینسون)، استیل‌کولین (حرکت ماهیچه و حافظه؛ کمبود در آلزایمر)، سروتونین (خلق‌وخو و خواب)، GABA (بازدارندهٔ اصلی) و گلوتامات (تحریک‌کنندهٔ اصلی). بی‌حس‌کننده‌های موضعی کانال سدیمی دریچه‌دار را می‌بندند.
گفتار ۲: ساختار دستگاه عصبی
مغز و نخاع دستگاه عصبی مرکزی را می‌سازند. مادهٔ خاکستری از جسم یاخته‌ها و رشته‌های بدون میلین و مادهٔ سفید از رشته‌های میلین‌دار ساخته شده؛ در مغز خاکستری بیرون است، در نخاع برعکس.
سه لایه محافظت می‌کنند: استخوان، پرده‌های مننژ و مایع مغزی-نخاعی. این مایع را یاخته‌های اپاندیمی در دیوارهٔ بطن‌ها می‌سازند و هم درون بطن‌ها و کانال مرکزی نخاع جریان دارد و هم بیرون مغز و نخاع — پس ضربه‌گیری‌اش داخلی و خارجی است. سد خونی-مغزی از چسبیدگی کامل یاخته‌های مویرگ‌های مغز ساخته می‌شود؛ اکسیژن، گلوکز، اسیدهای آمینه و داروهای چربی‌دوست عبور می‌کنند.
مخ بیشترین حجم مغز را دارد و دو نیمکره‌اش با رابط پینه‌ای به هم وصل‌اند. لوب پیشانی: تفکر، تصمیم‌گیری و حرکت ارادی؛ آهیانه: پردازش حسی (لمس، درد، دما)؛ گیجگاهی: شنوایی، حافظه و زبان؛ پس‌سری: بینایی.
ساقهٔ مغز سه بخش دارد: مغز میانی با برجستگی‌های چهارگانه (دوتای بالایی بازتاب بینایی، دوتای پایینی شنوایی)، پل مغزی (تنفس، جویدن، بزاق) و بصل‌النخاع که حیاتی‌ترین بخش مغز است و ضربان قلب، فشار خون، مرکز اصلی تنفس و انعکاس‌های عطسه، سرفه و بلع را تنظیم می‌کند.
مخچه پشت ساقهٔ مغز، با دو نیمکره و کرمینه؛ حرکت را شروع نمی‌کند بلکه تعادل و هماهنگی حرکات را برعهده دارد.
تالاموس ایستگاه رلهٔ حسی است و تقریباً همهٔ راه‌های حسی پیش از قشر مخ از آن می‌گذرند — با یک استثنا: بویایی مستقیم به سامانهٔ کناره‌ای می‌رسد. هیپوتالاموس دما، فشار خون، گرسنگی، تشنگی، خواب و ریتم شبانه‌روزی را تنظیم می‌کند. این دو بالای ساقهٔ مغزند و جزو آن نیستند. سامانهٔ کناره‌ای مرکز احساسات و حافظه است و هیپوکامپ را در بر می‌گیرد؛ هیپوکامپ حافظهٔ کوتاه‌مدت را به بلندمدت تبدیل می‌کند و آسیبش ثبت خاطرات تازه را ناممکن می‌کند، هرچند خاطرات قدیمی سالم می‌مانند.
نخاع در کانال مهره‌هاست و مرکز انعکاس‌های نخاعی؛ ریشهٔ پشتی حسی و ریشهٔ شکمی حرکتی است (قانون بل-ماژاندی).
گفتار ۳: دستگاه عصبی محیطی
این دستگاه از اعصاب مغزی و نخاعی ساخته شده و هر عصب حسی، حرکتی یا آمیخته است.
بخش پیکری پیام را به ماهیچه‌های اسکلتی می‌رساند و هم حرکات ارادی و هم انعکاسی را پوشش می‌دهد. نکتهٔ ظریف شروع انعکاس: در انتهای دندریت نورون حسی، خودِ محرک مستقیماً کانال‌های یونی را باز می‌کند — بدون هیچ ناقل یا همایه‌ای. در انعکاس نخاعی مسیر از گیرندهٔ حسی به ریشهٔ پشتی، نخاع، ریشهٔ شکمی و ماهیچه می‌رود و مغز پس از پاسخ باخبر می‌شود.
بخش خودمختار ماهیچهٔ صاف، قلب و غدد را تنظیم می‌کند و دو شاخهٔ متضاد دارد: سمپاتیک («جنگ یا گریز») ضربان قلب، تنفس و گلوکز خون را بالا می‌برد و مردمک را گشاد و گوارش را کم می‌کند؛ پاراسمپاتیک («استراحت و هضم») برعکس. تلهٔ رایج: خودمختار هرگز مستقیماً روی ماهیچهٔ اسکلتی اثر نمی‌گذارد؛ حتی انعکاس نخاعی هم از راه بخش پیکری انجام می‌شود.
اعتیاد و مغز
مواد اعتیادآور همان سامانهٔ پاداش طبیعی را می‌ربایند: روی سامانهٔ کناره‌ای اثر می‌گذارند و دوپامین آزاد می‌کنند. با ادامهٔ مصرف دوپامین کمتری آزاد می‌شود و نیاز به مصرف بیشتر پیدا می‌شود؛ اثر روی لوب پیشانی هم قضاوت و خودکنترلی را کم می‌کند. مغز نوجوانان آسیب‌پذیرتر است و تغییرات در آن ماندگارتر.
مکانیسم اختصاصی هر ماده را جدا به‌خاطر بسپارید: کوکائین مانع بازجذب دوپامین می‌شود و آن را در همایه انباشته نگه می‌دارد؛ مورفین و هروئین به گیرندهٔ مسکّن‌های طبیعی بدن می‌چسبند و در مصرف زیاد مرکز تنفس بصل‌النخاع را سرکوب می‌کنند؛ الکل ناقل‌های بازدارنده را تقویت و تحریک‌کننده‌ها را تضعیف می‌کند.
دستگاه عصبی جانوران
هیدر شبکهٔ عصبی ساده‌ای بدون گره یا مرکز فرماندهی دارد. پلاناریا دو گره مغزی و دو طناب عصبی طولی با اتصال‌های عرضی دارد (ساختار نردبانی). حشرات مغز، طناب عصبی شکمی و یک گره در هر بند دارند؛ هر گره تا حدی مستقل از مغز کار می‌کند. مهره‌داران طناب عصبی پشتی دارند — در بی‌مهرگان این طناب شکمی است.