1

1

ระบบประสาทและอวัยวะรับสัมผัสNERVOUS SYSTEM AND THE SENSE

2

nervous system and hormone

ระบบประสาท (nervous system)

ฮอรโมน (hormone)

ระบบประสานงาน

(coordinating system)

3

ระบบประสาท• หมายถึง ระบบที่เกี่ยวกับการสั่งงาน การติดตอเช่ือมโยง การ

ประสานงาน การรับคําสั่ง และปรับระบบตางๆของรางกายใหเขากับสภาพแวดลอมท้ังภายนอกและภายใน โดยใชเวลารวดเร็วและสิ้นสุดอยางรวดเร็ว สวนระบบตอมไรทอน้ันจะตอบสนองเปนไปอยางชาๆและกระทําตอเนื่องเปนเวลานาน

• ไวตอสิ่งเรา(stimulus)

• นํากระแสประสาทได

คุณสมบัติของเซลลประสาท

4

แผนผังแสดงขั้นตอนของกระบวนการรับรูของสิ่งมีชีวิต

stimulus

ตอบสนองตอส่ิงเรา

5

เปรียบเทียบระบบประสาทของสัตวไมมีกระดูกสันหลังกับสัตวมีกระดูกสันหลัง

6

ระบบประสาทของพารามีเซียม

• ไมมีระบบประสาทที่แทจริง มี เสนใยประสานงาน(co-ordinating fiber) ซึ่งอยูใตผิวเซลลเช่ือมโยงระหวางโคนซิเลียแตละเสนทําใหเกิดการประสานงานกัน

• คําถาม ถาตัด co-ordinating fiber จะเกิดอะไรขึ้น

2

7

ระบบประสาทของซีเลนเทอเรต• ไฮดรายังไมมีระบบประสาท แตมีเสนใย

ประสาท เรียกวา รางแหประสาท(nerve net)

• เม่ือกระตุนทุกสวนรางกายจะหดตัว• การเคลื่อนที่ของกระแสประสาทจะชากวาสัตว

ชั้นสูงมาก และมีทิศทางที่ไมแนนอน• ปากและเทนตาเคิล(tentacle)มีเสนใยประสาท

มาก• พบที่ผนังลําไสในสัตวชั้นสูง ทําใหเกิด

peristalsis

8

ระบบประสาทของหนอนตัวแบน

• พลานาเรีย มีปมประสาท 2 ปมอยูท่ีสวนหัว เรียกวา ปมประสาทสมอง(cerebral ganglion) ทําหนาท่ีเปนสมอง

• ทางดานลางสมองมีเสนประสาทแยกออกขางลําตัวขางละเสน เรียกวา เสนประสาททางดานขาง (lateral nerve cord) มีเสนประสาทพาดขวางเปนระยะเรียกวา เสนประสาทตามขวาง(transverse nerve)

9

ระบบประสาทของหนอนตัวกลม

• มีปมประสาทรูปวงแหวน(nerve ring) อยูรอบคอหอย(circumpharyngeal brian)

• มีเสนประสาททางดานหลัง เรียกวา dorsal

nerve cord และเสนประสาททางดานลาง เรียกวา ventral nerve cord

10

ระบบประสาทของพวกมอลลัสก• หอยกาบคู มีปมประสาท 3 คู1. ปมประสาทสมอง(cerebral ganglion) อยู

ทางดานขางของปาก ควบคุมอวัยวะตอนบน

2. ปมประสาทที่อวัยวะภายใน(visceral

ganglion)อยูทางดานทายควบคุมอวัยวะภายใน เชนระบบยอยอาหาร ตับ หัวใจ

3. ปมประสาทที่เทา(pedal ganglion)อยูท่ีเทาทําหนาควบคุมการยืดตัวและหดตัวท่ีกลามเนื้อเทา

11

ระบบประสาทของแอนเนลิด• ไสเดือนมีระบบประสาทประกอบดวย1. สมอง(brain) ปมประสาท 2 ปมเปนพู เรียกวาปม

ประสาทซีรีบรัล(cerebral ganglion)

2. ปมประสาทใตคอหอย(subpharyngeal ganglion) เกิดจากแขนงประสาทที่แยกออกจากสมองแลวออมรอบคอหอย(circumpharyngeal commissure) มาบรรจบกัน

3. เสนประสาททางดานทอง(ventral nerve cord) มีเสนประสาท 2 เสนแตมักรวมกันเปนเสนเดียว และมีปมประสาทแตละปลองและแขนงประสาท 3-5 คูแยกออกไปเล้ียงอวัยวะตางๆ

12

• ไสเดือนมีเซลลท่ีทําหนาท่ีรับสัมผัสแสงเรียกวา โฟโตรีเซปเตอรเซลล(photoreceptor cell)

• มีเซลลทําหนาท่ีรับความรูสึก (sensory

cell) และดมกลิ่นดวย

3

13

ระบบประสาทของพวกอารโทพอด

• แมลงมีระบบประสาทที่พัฒนามากประกอบดวย

1. สมอง(brain)เกิดจากปมประสาท 2 ปมมารวมกัน ไปยัง optic nerve 1 คู และ antennary nerve 1 คู

2. ปมประสาทใตหลอดอาหาร (sub-esophageal ganglion)

3. เสนประสาททางดานทอง (ventral nerve cord)

14

• แมลงมีตาประกอบ(compound eye) รับภาพและแสงไดดี

• อวัยวะรับเสียง(sound receptors) เชน อวัยวะทิมพานัม(tympanum organ)รับแรงสันสะเทือนไดดี

• อวัยวะรับรูสารเคมี(chemoreceptors) เชน หนวด ปาก ขาเดิน

15

ระบบประสาทของเอไคโนเดิรม

• ระบบประสาท วงแหวนประสาท(nerve ring)อยูรอบปาก มีแขนงประสาทแยกออกไปยัง arm เรียกวา radial nerve

• มีอวัยวะสัมผัสแสงเรียกวา จุดตา(eyespot) อยูท่ีบริเวณปลายสุดของทุกแฉก

• เทนเทเคิล(tentacle) รับสัมผัสเคมี

16

สรุป

-สัตวพวกแรกที่เร่ิมมีระบบประสาทที่แทจริงคือ cnidarians เรียก nerve net-ในดาวทะเล ระบบประสาทจะซับซอนข้ึน โดยจะมี nerve ring เชื่อม กับ radial nerve ท่ีเชื่อมอยูกับ nerve net ในแตละแขนของดาวทะเลอีกทีหน่ึง-ส่ิงมีชีวิตต้ังแตพวกหนอนตัวแบนเปนตนไป จะมีการรวมกันของเซลลประสาท (ganglion) ท่ีบริเวณหัว เรียก cephalization-พลานาเรียจะมีการเรียงตัวของเสนประสาทบริเวณดานขางลําตัวท้ัง 2 ขางและจะมีเสนประสาทเชื่อม เรียก transverse nerve-ต้ังแตพวกหนอนตัวกลมข้ึนไป จะมีการเรียงตัวของเสนประสาทอยูทางดานทองเรียก ventral nerve cord-ในแมลงมีการรวมกันของเซลลประสาท เรียก glangion ในแตละขอปลองของลําตัว-ในสัตวมีกระดูกสันหลัง จะมี dorsal hollow nerve cord มาแทนที่ ventral nerve cord และไมมี segmental ganglia

17

กําเนิดระบบประสาท• ระบบประสาทพัฒนามาจาก

เนื้อเยื่อช้ันนอก(ectoderm)ทางดานหลังของตัวออน พัฒนาเปล่ียนสภาพเปนหลอดประสาทหรือนิวรัลทิวบ(neural tube)

18

การเจริญเปลี่ยนแปลงเปนนิวรัลทิวบ (neural tube)

4

19

-เซลลประสาท (neuron or nerve cell) เปนเซลลท่ีมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนแปลง พลังงานจากรูปแบบหนึ่งไปเปนอีกรูปแบบหนึ่ง (transducer) เชนเปล่ียนจาก สารเคมี ความรอน และความดันที่มากระตุน (stimulus) ใหเปนสัญญาณไฟฟา (electrical signal) ท่ีเรียกวา nerve impulse หรือ action potential

เซลลประสาท (neuron หรือ nerve cell)

20

• ระบบขนสงสารมี 2 ระบบ ไดแก1. ระบบแอกโซพลาสมิกโฟลว(axoplasmic flow) สารที่ขนสงจะไปทําหนาท่ีซอมแซมใยประสาทที่ถูกตัดหรือถูกทําลาย ซึ่งจะเปนการขนสงชาๆ2. ระบบแอกโซนัล ทรานสปอรต(axonal transport) ขนสงสารที่ทําหนาท่ีปลายแอกซอน และตองใชพลังงานดวย

การขนสงสารของเซลลประสาท

21

ระบบแอกโซพลาสมิกโฟลว(axoplasmic flow)

22

ระบบแอกโซนัล ทรานสปอรต(axonal transport)

23

โครงสรางของระบบประสาท

• เซลลประสาท (neuron หรือ nerve cell)• เซลลคํ้าจุน (glial cells)

24

2. ใยประสาท (cell process หรือ nerve fiber)

• เดนไดรต (dendrite)

• แอกซอน (axon)

เซลลประสาท (neuron หรือ nerve cell)

1. ตัวเซลลประสาท (cell body)

5

25

โครงสรางเซลลประสาทและซิแนปส (Synapse)

-เซลลประสาทประกอบดวย 4 สวนหลัก คือ dendrite, cell body, axon และ synaptic terminal

26

Dendrite

-dendrite นําคาํส่ัง/ขอมูลจากเซลลอื่นในรูปของสัญญาณไฟฟามายัง cell body (ทําหนาที่คลายเสาอากาศ)-มักมีแขนงสั้นๆ จาํนวนมาก เพ่ือใหมีพ้ืนท่ีผิวมากและสามารถรับขอมูลไดมากๆ กอนจะสงขอมูลไปยัง cell body-มี polyribosome (or Nissl body) อยูในบริเวณท่ี dendrite รับขอมูล-คาํส่ังอาจจะสงหรือไมสงตอไปยังaxon ข้ึนอยูกับความแรงของสัญญาณวาถึง threshold หรือไม-ในเซลลประสาทท่ีไมมี dendrite จะรับขอมูลโดยตรงทาง cell body

27

Cell body

-Cell body หรือ soma รับขอมูลจาก dendrite และสงคําส่ังตอไปยัง axon-ประกอบดวย nucleus&organelle ตาง ๆ เหมือนเซลลท่ัวไป-ganglion (ganglia):การเขามารวมกลุมกันของnerve cell body ในบริเวณ PNS เชนท่ี dorsal root ganglion (or sensory ganglion)-Nucleus (nuclei):การเขามารวมกลุมกันของnerve cell body ในสมอง (CNS)ของสัตวมีกระดูกสันหลัง

28

dorsal root ganglion (or sensory ganglion)

29

-axon นําคาํส่ังในรูปของ action potential จาก cell bodyไปยังเซลล/neuron อื่น (ทําหนาที่คลายสายเคเบิล) นอกจากนี้ยงัทําหนาท่ีขนสงสารท่ี cell body สรางไปยัง axon ending หรือจาก axon ending cell body-axon เชื่อมตอกับ cell body ตรงบริเวณท่ีเรียกวา axon hillox-axon hillox: รวบรวมสัญญาณที่สงมาจาก dendrite และกอใหเกิด action potential (ถาสัญญาณที่รวบรวมไดไมถึง threshold ก็ไมเกิด action potential)-Nerve: มัดของ axons หลายๆอันมารวมกัน

Axon

30

เปรียบเทียบความแตกตางระหวาง axon และ dendrite

Axon Dendrite

1.นําขอมูล/สัญญาณออกจากเซลล 1.นําขอมูล/สัญญาณเขาสูเซลล

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

3.มี 1 axon/cell 3.สวนใหญมีมากกวา 1 dendrite/cell

4.ไมมี ribosome 4.มี ribosome

5.มี myelin 5.ไมมี myelin

6.มีการแตกแขนงในตําแหนงท่ีหางจาก cell body

6.แตกแขนงในตําแหนงท่ีใกลกับ cell body

6

31

• เซลลประสาทขั้วเดียว(unipolar neuron)

- เดนไดรทยาวกวาแอกซอนมาก- พบท่ีปมประสาทรากบนของไขสันหลัง

(dorsal root ganglion)- มีแขนงแยกออกจากเซลลบอดีแขนงเดียว

เซลลประสาทแบงตามจํานวนแขนงที่แยกออกจากตัวเซลล แบงได 3 ชนิดคือ

32

• เซลลประสาทสองขั้ว(bipolar neuron)

- มีแขนงแยกออกจากเซลลบอดี 2 แขนง- ความยาวของเดนไดรตและแอกซอนใกลเคียง

กัน- พบท่ีเรตินาของลูกตา คอเคลียของหู และเยื่อ

ดมกล่ินท่ีจมูก

*เซลลประสาทข้ัวเดียวและสองขั้วมักจะทําหนาท่ีเปนเซลลประสาทรับความรูสึก(sensory neuron)

33

• เซลลประสาทหลายขั้ว(multipolar neuron)

- มีแขนงแยกออกจากเซลลบอดี หลายแขนงเปนแอกซอน 1 และเดนไดรตหลายแขนง

- เซลลประสาทสวนใหญในรางกายเปนแบบหลายขั้ว ซึ่งมีแอกซอนยาวเดนไดรตสั้นทําหนาท่ีนําคําสั่งไปยังอวัยวะตอบสนอง

- พบท่ีสมองและไขสันหลัง

34

35

• เซลลประสาทรับความรูสึก(sensory neuron)

- มีเดนไดรตตอยูกับอวัยวะรับสัมผัส เชนหู ตา จมูก ผิวหนัง มีแอกซอนตออยูกับเซลลประสาทอื่น และนําความรูสึกเขาสูสมองและไขสันหลัง

เซลลประสาทแบงตามหนาที่การทํางาน แบงได 3 ชนิดคือ

36

• เซลลประสาทประสานงาน (association neuron หรือ interneuron)

- มีเดนไดรตตอยูกับแอกซอนของเซลลประสาทรับความรูสึกและมีแอกซอนตอกับเดนไดรตของเซลลประสาทสั่งการ ทําหนาท่ีเช่ือมโยงวงจรประสาท พบท่ีไขสันหลัง

7

37

• เซลลประสาทสั่งการ(motor neuron)

- มีเดนไดรตตอยูกับเซลลประสาทอื่นและมีแอกซอนตอกับกลามเนื้อมัดตางๆตอมมีทอหรือตอมไรทอ เซลลประสาทสั่งการเปนเซลลประสาทหลายขั้ว

- พบท่ีสมอง และไขสันหลัง

38

39

neuroglia:ทําหนาท่ีคํ้าจุนเซลลประสาทใหอาหารและสนับสนุนใหเซลลประสาททํา หนาท่ีใหมีประสิทธิภาพสูงสุด มีจํานวนมากกวาเซลลประสาท 10-50 เทา ไมมีบทบาทในการสงสัญญาณประสาท ประกอบดวยเซลลหลายชนิด ไดแก

Supporting cell or glial cells or neuroglia

• Astrocyte:glia cellในCNSเกิดtight junctionรอบๆcapillary ทําใหเกิด Blood-brain barrierเปนเซลลท่ีมขีนาดใหญ ติดกับเซลลประสาท หรือเสนเลือดที่มาเลี้ยงสมอง ทําหนาที่ รับสงสารใหแกเซลลประสาท

• Oligodendrocyte(ในCNS)และSchwann cell (ในPNS): glial cell ที่ทําหนาที่สรางเยื่อmyelin sheath หุมแอกซอนของเซลลประสาทในสมอง

• Microglia มีขนาดเล็กสุดลักษณะเหมือนรากไมอยูรอบเซลลประสาท• Ependymal cell เปนเกลียเซลลสั้นบุอยูรอบๆในสมองและในไขสันหลัง• Schwann cell เปนเกลียเซลลที่ทําหนาที่สรางเยื่อไมอีลินชีทหุมแอกซอน(แตละ

ปลองคือ 1 เซลลชวันนเซลล) 40

glial cells

41

สรุป

42

ชวันน เซลล

• เกิดจากชวันน เซลลไปหอหุมแอกซอนโดยการโอบลอมปลายแอกซอน คุณสมบัติเปนชนวน การเคลื่อนท่ีของกระแสประสาทเกิดท่ี node of ranvier เทานั้น

8

43

เซลลชวันนแสดงการเกิดเยื่อไมอีลินหุมแอกซอน

44

การลําเลียงกระแสประสาทในเสนใยประสาท

โครงสรางของเซลลประสาท การเคลื่อนที่ของกระแสประสาท

1.ใยประสาทมีไมอีลินหุม ขนาดใหญ 12 – 120 เมตร/วินาที

2. ใยประสาทมีไมอีลินหุม ขนาดเล็ก 3 – 15 เมตร/วินาที

3. ใยประสาทมีไมไมอีลินหุม 0.5 – 2.3 เมตร/วินาที

แบบ 1 พบท่ี เสนประสาทนําความรูสึกและสั่งการ

แบบ 2 พบท่ี เสนประสาทของระบบประสาทอัตโนมัติ

แบบ 3 พบท่ี ระบบประสาทซิมพาเทติก และเสนใยรับความรูสึกเจ็บปวด รอนหนาว เขาสูไขสันหลัง

45

ความเร็วของกระแสประสาทในใยประสาท• เยื่อไมอีลิน ถาเยื่อประสาทมีเยื่อไมอีลินหุมลอมรอบกระแสประสาทจะ

เคล่ือนท่ีไดเร็วขึ้นประมาณ 10 เทา• ระยะหางระหวางโนด ออฟ แรนเวียร ถาโนด ออฟ แรนเวียร หางกัน

มากขึ้นกระแสประสาทจะเคลื่อนท่ีไดเร็วขึ้น• ขนาดเสนผาศูนยกลางของใยประสาท ถาขนาดเสนผาศูนยกลางของใย

ประสาทเพิ่มขึ้น กระแสประสาทจะเคลื่อนท่ีไดเร็วขึ้นเพราะเหตุวามีความตานทานต่ําลง

46

Synapse• หมายถึง การถายทอดกระแสประสาทระหวางเซลลประสาท

ดวยกัน หรือเซลลประสาทกับหนวยปฏิบัติงาน

47

-synaptic terminal (axon ending):สวนปลายของaxon ทําหนาท่ีหล่ังสาร neurotransmitter(สารส่ือประสาท)-synapse:บริเวณท่ี synaptic terminal ไปสัมผัสกับเซลลเปาหมาย(neuron/effector) -เซลลท่ีสงสัญญาณเรียก presynaptic cell-เซลลเปาหมายเรียก postsynaptic cell (จะมี receptorตอneurotransmitterของ presynaptic cell)

Synaptic terminal

48

Synapse

9

49

หนาที่ของซิแนปส• กระแสประสาทเดินทางเปนทิศทางเดียวเทานั้น ไมยุงเหยิงสับสน• ทําหนาท่ีขยายสัญญาณ โดยมีการรวมกันหรือกระจายกระแสประสาท

ออกทําใหคําสั่งนั้นแผกระจายกวางขวางมากขึ้น• ทําหนาท่ีเปนศูนยประสานงานของคําสั่งตางๆมีท้ังเรงการทํางานหรือรั่ง

การทํางาน ใหมีการตอบสนองที่แนนอนเปนไปดวยความเรียบรอย

50

ซิแนปสมี 2 ประเภท• ไซแนปสไฟฟา(electeical synapse) เปนบริเวณหรือชองไซแนปส

ท่ีมีขนาดเล็กมาก กระแสประสาทสามารถผานขามไปไดโดยตรงโดยไมจําเปนตองอาศัยสื่อใดๆ พบนอยมาก เชน บริเวณปลายกลามเนื้อเรียบ

• ไซแนปสเคมี(chemical synapse) เปนบริเวณหรือชองไซแนปสท่ีกระแสประสาทไมสามารถผานได ตองอาศัยสารสื่อประสาทไปกระตุนใหเกิดกระแสประสาท

51

Electrical synapse

-บริเวณ presynatic membrane และ postsynaptic membrane เชือ่มตอกันดวย gap junction ดังน้ัน ion current จากaction potential จึงสามารถเคลื่อนจากเซลลประสาทหน่ึงไปยังอีกเซลลหน่ึงไดโดยตรง

Presynaptic membrane Postsynaptic membrane

52

Chemical synapse

1.action potential ที่ synaptic terminal ทําใหเกิด Ca+ influx2.synaptic vesicle รวมกับเย่ือเซลล3.หล่ังneurotransmitter สู synaptic cleft และเคล่ือนไปจับกับตัวรับที่ postsynatic membrane4.การจับทําให ion channel (เชน Na+) เปด, Na+ เคล่ือนเขาในเซลล เกิด depolarization

53

สารส่ือประสาท(neurotransmitter)

สารส่ือประสาท ตําแหนงท่ีสราง

Acetylcholine CNS,PNS

สรางจากปลายแอกซอนทั่วไป

Norepinephrine CNS,PNS

Dopamine CNS,PNS

Serotonin CNS

สารส่ือประสาทของระบบประสาทอัตโนมัติที่สําคัญไดแก acetylcholine (ACh) และ noradrenaline (norepinephrine, NE) ซ่ึงเสนประสาทที่มี ACh เปนสารสื่อประสาท เรียกวา เสนประสาท cholinergic และเสนประสาทที่มี NE เปนสารสื่อประสาท เรียกวา เสนประสาท adrenergic

54

• acetylcholine (ACh) • noradrenaline (norepinephrine, NE)

10

55

การทํางานของสารสื่อประสาท

• เมื่อสารสื่อประสาทถูกปลอยมาจากแอกซอนของเซลลประสาทกอนไซแนปไปยังเดนไดรตของเซลลประสาทหลังไซแนป จะมีการปลอยเอนไซมออกมายอยสลายสารสื่อประสาท

AcetylcholineEnzyme cholinesterase

Acetic acid + Choline

56

แผนภาพการสลายสารสื่อประสาท

57

• เซลลประสาทที่ปลอยสารสื่อประสาทแอซีทิลโคลินออกมาที่ปลายแอกซอน เรียกวา คอลิเนอจิกนิวรอน(cholinergic neuron)

• สารสื่อประสาทที่ทําหนาท่ีกระตุนใหเกิดการทํางานของระบบประสาท คือ แอซิทิลโคลิน เอพิเนฟริน นอรเอพิเนฟริน โดปามีน เซโรโทนิน แอล-กลูทาเมต แอล-แอสพาเตต

• สารสื่อประสาทที่ทําหนาท่ียับยั้งการทํางานของระบบประสาท คือ GABA ไกลซีน และอะลานีน

58

สารที่มีผลตอการถายทอดกระแสประสาทที่ซิแนปส• สารพิษจากแบคทีเรีย สารจะไปยับยั้งไมใหแอกซอนปลอยสารสื่อ

ประสาททําใหกลามเนื้อไมหดตัว เกิดอาการอัมพาต• ยาระงับประสาท ทําใหสารสื่อประสาทปลอยออกมานอย อันมีผลทํา

ใหกระแสประสาทสงไปยังสมองนอยจึงเกิดอาการสงบ ไมวิตก• สารนิโคติน คาแฟอีน แอมเฟตามีน จะไปกระตุนใหแอกซอนปลอย

สารสื่อประสาทออกมามาก ทําใหเกิดอาการตื่นตัว หัวใจเตนเร็ว• ยาฆาแมลงบางชนิด จะไปยับยั้งการทํางานของเอมไซมท่ีจะมาสลาย

สารสื่อประสาท

59

การเคลื่อนที่ของกระแสประสาทตามลําดับไมมีการยอนกลับ

แอกซอน ซิแนปสแคลฟต เดนไดรต

ตัวเซลลประสาทแอกซอนซิแนปสแคลฟต

60

การเคลื่อนที่ของกระแสประสาทในเซลลประสาท

• พบวาไมอีลินชีทมีสมบัติฉนวนไฟฟากั้นประจุไฟฟาได ทําใหปริมาณประจุไฟฟาท่ีผิวนอกและผิวดานในแตกตางกันจึงทําใหเกิดความตางศักยไฟฟา ประมาณ 60-80 mv การเคลื่อนท่ีของกระแสประสาทจึงเปนการกระโดด(saltatory conduction)ระหวางโนดออฟเรนเวียรท่ีอยูถัดไป

11

61

การศึกษาการเกิดกระแสประสาท

62

-membrane potential: ความตางศักยท่ีเยื่อเซลล เน่ืองจากความแตกตางของอิออน ภายใน-นอกเซลล (Na+ K+ Cl- และโปรตีน) ปกติมีคา= -50 ถึง

-100 mV (คาติดลบหมายถึงภายในเซลลมีขั้วเปนลบเม่ือเทียบกับนอกเซลล)

-สามารถวัดไดโดยใช microelectrode ตอกับvoltmeter หรือoscilloscope หรือใช micromanipulator วัด

-membrane potential ของเซลลประสาทขณะท่ียังไมถูกกระตุนเรียก resting potential จะมีคาเปนลบ -65 มิลลิโวลต ถาถูกกระตุนเรียกวา action potential จะมีคาเปนบวก +65 มิลลิโวลต

63

Action potential

-action potential: การเปลี่ยนแปลง membrane potential อยางรวดเร็วของเซลล ประสาทเม่ือไดรับการกระตุนจากสิ่งเรา ท่ีทําใหเกดิ depolarization จนถึงระดับ threshold potential-เกิดท่ี axon เทาน้ัน และเปนแบบ all-or-none

64

threshold potential• หมายถึง ระดับของการกระตุนท่ีสามารถทําใหเกิดกระแสประสาทใน

เซลลประสาท ความแรงของการกระตุนท่ีสูงกวาระดับเทรสโฮลต มิไดทําใหกระแสประสาทเคลื่อนท่ีไดเร็วแตอยางใด

all-or-none• หมายถึง ถากระตุนแรงเพียงพอ ก็จะเกิดการนํากระแสประสาทไปโดย

ตลอด แตถาไมแรงถึงระดับขีดเริ่มก็จะไมมีการนํากระแสประสาทเกิดขึ้นเลย

65

การทํางานของเซลลประสาท

• มีการแพร(diffusion) ของโซเดียมจากภายนอกเขาสูภายในและโพแทสเซียมจากภายในออกสูภายนอก แตอัตราการแพรของโพแทสเซียมมากกวาโซเดียมอิออน

• มีกระบวนการแอกทีฟทรานสปอรต คือ sodium-potassium pump ของโซเดียมจากภายในออกสูภายนอกและโพแทสเซียมจากภายนอกเขาสูภายใน

66

แผนภูมิวงจรระยะการทํางานของเซลลประสาท

Polarization

DepolarizationRepolarization

12

67

แผนภูมิการทํางานของกระแสประสาท

68

Polarization

• มีการแพร(diffusion) ของโซเดียมจากภายนอกเขาสูภายในและโพแทสเซียมจากภายในออกสูภายนอก แตอัตราการแพรของโพแทสเซียมมากกวาโซเดียมอิออน

• มีกระบวนการแอกทีฟทรานสปอรต คือ sodium-potassium pump ของโซเดียมจากภายในออกสูภายนอกและโพแทสเซียมจากภายนอกเขาสูภายใน

69

Depolarization

• ชองโซเดียมจะเปดออกทําใหโซเดียมจากภายนอกเขามาภายในเซลลมากขึ้น เกิดการเปลี่ยนแปลงประจุท่ีผิวดานนอกเปนลบ ประจุดานในเปนบวก

• การเปลี่ยนแปลงของประจุท่ีเยื่อหุมเซลลเปนผลทําใหเกิดแอกชันโพเทลเชียล หรือ กระแสประสาทขึ้นกระแสประสาทสงไปดวยความเร็วไมเกิน 1,000 ครั้ง/วินาที

70

Repolarization

• มีการเปดของชองโพแทสเซียม ทําใหโพแทสเซียมเคลื่อนท่ีจากภายในออกสูภายนอก ท่ีเยื่อหุมเซลลดานนอกจะเกิดการเปลี่ยนแปลงความตางศักยไฟฟา ทําใหภายนอกเซลลเกิดการเปลี่ยนแปลงเปนประจุบวกและภายในเซลลเปล่ียนเปนประจุลบ

71

ระยะคืนกลับสูระยะพัก

• มีกระบวนการแอกทีฟทรานสปอรต คือ sodium-potassium pump ของโซเดียมจากภายในออกสูภายนอกและโพแทสเซียมจากภายนอกเขาสูภายใน ในอัตราสวน 3Na+ : 2K+ ตอ 1ATP

72

แผนภาพสรุป

13

73

การกําเนิดระบบประสาท• ศูนยกลางของระบบประสาทอยูท่ีสมองและไขสันหลัง ซึ่งเปลี่ยนแปลง

มาจากนิวรัลทิวบ(neural tube) ซึ่งเปลี่ยนแปลงมาจากเนื้อเยื่อช้ันนอก(ectoderm)ในระยะเอ็มบริโอ ซึ่งมีลักษณะเปนหลอดยาวมีการเจริญพัฒนาการพองออก เจริญเปนสมอง สวนทายเจริญเปนไขสันหลัง ท้ังสมองและไขสันหลังมีเยื่อหุมเดียวกัน เรียกวา เยื่อหุมสมอง(meninges)ทําหนาท่ีปองกันอันตรายและเปนทางใหอาหารแกสมองและไขสันหลัง

74

ระบบประสาทแบงเปน1.ระบบประสาทสวนกลาง (Central nervous system; CNS): สมองและไขสันหลัง ทําหนาท่ีรวบรวมและแปลผลขอมูล2.ระบบประสาทรอบนอก (Peripheral nervous system; PNS): เสนประสาทสมอง(cranial nerve) เสนประสาทไขสันหลัง(spinal nerve) และปมประสาท (ganglia) ทําหนาท่ีนําสัญญาณประสาทเขา-ออก CNS และควบคุมการเปล่ียนแปลงสภาพแวดลอมภายในรางกาย

ระบบประสาทในสัตวมีกระดูกสันหลัง

75

โครงสรางและการทํางานของเซลลประสาท

Cranial nerves Spinal nerves

76

เย่ือหุม(meninges) ประกอบดวย 3 ชั้น คือ• ช้ันนอก(dura matter) หนาและเหนียวและแข็งแรงชวยปองกัน

อันตรายและกระทบกระเทือนใหแกสมองและไขสันหลัง• ช้ันกลาง(arachniod matter) เปนเยื่อบางๆอยูระหวางชั้นอกกับ

ช้ันใน• ช้ันใน(pia matter) เปนช้ันท่ีอยูติดกับเนื้อสมองและไขสันหลังเสน

เลือดมาหลอเล้ียงอยูมากนําอาการและออกซิเจนมาใหสมอง

77 78

เยื่อหุม(meninges) หุมทั้งสมองและไขสันหลัง

14

79

ระบบประสาทสวนกลาง(central nervous system)

1. Brain

2. Spinal cord

80

Embryonic Development of the Brain

81

โครงสรางของสมอง• สมองสวนหนา

(forebrain หรือ prosencephalon)

• สมองสวนกลาง(midbrain หรือ mesencephalon)

• สมองสวนทาย(hindbrain หรือ rhombencephalon)

82

พฒันาการสมองของสัตว• สมองสวนหนา(forebrain หรือ prosencephalon) ทําหนาที่

เกี่ยวของกับการเรียนรูเปนสวนใหญ พบในสัตวที่มีวิวัฒนาการสูงขึ้น• สมองสวนกลาง(midbrain หรือ mesencephalon) ทําหนาที่

เกี่ยวกับการมองเห็น จะมีขนาดใหญสุดในปลาและมีขนาดเล็กลงในสัตวที่มีวิวัฒนาการสูงขึ้น

• สมองสวนทาย(hindbrain หรือ rhombencephalon) จะมีพัฒนาการดีมากในสัตวที่เคล่ือนที่ 3 มิติ เชน ปลา นก รวมทั้งคนดวย

83

เปรียบเทียบการพฒันาสมองสวนตางๆของสัตวมีกระดกูสนัหลังชนิดตางๆ

84

โครงสรางและหนาที่ในสมองสวนตางๆของคน

• สมองสวนหนา(forebrain หรือ prosencephalon)1. ซีรีบัล(cerebrum)

* frontal lobe * temporal lobe * parietal lope* occipital lobe

2. ทาลามสั(thalamus)3. ไฮโพทาลามัส(hypothalamus)4. ออแฟกตอรบัลบ(olfactory bulb)

• สมองสวนกลาง(midbrain หรือ mesencephalon)1.ออฟติก โลป(optic lope)

• สมองสวนทาย(hindbrain หรือ rhombencephalon)1.ซีรีเบลลัม(cerebellum) 2.medulla ablongata 3. pons

15

85

สมองสวนตางๆของคน

86

สมองสวนหนา(forebrain หรือ prosencephalon)1. cerebrum

- เปนศูนยกลางการเรียนรู- เปนศูนยกลางการรับรู- ควบคุมการทํางานของกลามเนื้อลาย- ควบคุมการออกเสียงของคน- ควบคุมเกี่ยวกับอารมณ- ควบคุมเกี่ยวกับบุคลิกภาพ- ควบคุมทักษะ- เกี่ยวกับการตอสู- ควบคุมพฤติกรรมทางสังคม

87

โครงสรางและหนาที่ในสมองซีรีบรัมสวนตางๆ

88

• frontal lobe เกี่ยวกับความจํา ความคิด สั่งงานกลามเนื้อ• temporal lobe ดมกล่ิน ไดยิน การพูด เขาใจคําพูดและการอาน• parietal lope รูสึกตัว การเขียน รับความรูสึก• occipital lobe การมองเห็น

89

2. ทาลามัส(thalamus)- ทําหนาท่ีเปนศูนยรวมกระแสประสาทที่ผานมาแลวแยกกระแสประสาท

ไปยังสมองที่เกี่ยวของ จึงอาจเรียกสวนนี้วาเปนสถานีถายทอดท่ีสําคัญของสมอง

- ทําหนาท่ีเปนศูนยรับความเจ็บปวด

90

3. ไฮโพทาลามัส(thalamus)- ควบคุมอุณภูมิของรางกาย การเตนหัวใจ ความดันเลือด การนอนการ

หลับ ความหิว ความอ่ิม ความรูสึกทางเพศและสรางฮอรโมน- เปนศูนยกลางควบคุมระบบประสาท

อัตโนวัติ

16

91

4. ออแฟกตอรบัลบ(olfactory bulb)- ทําหนาท่ีเกี่ยวกับการดมกลิ่น- ในพวกปลาจะเจริญดีมากตางจากพวกไพรเมต(primate)

92The limbic system generates the feeling; emotion and memory

93

• สมองสวนกลาง(midbrain หรือ mesencephalon)1.ออฟติก โลป(optic lope) ทําหนาที่เกี่ยวของกับการมองเห็นเจริญพัฒนามากในสัตวพวกปลา นกและลดนอยลงในสัตวชั้นสูง

94

• สมองสวนทาย(hindbrain หรือ rhombencephalon)1.ซีรีเบลลัม(cerebellum) 2.เมดุลา ออฟลองกาตา(medulla ablongata)3. พอนส(pons)

95

1.ซีรีเบลลัม(cerebellum) ทําหนาที่ควบคุมการเคล่ือนไหวตางๆใหเปนไปอยางสละสลวย ควบคุมการทรงตัว

96

2.เมดุลา ออฟลองกาตา(medulla ablongata)ทําหนาที่เก่ียวกับระบบประสาทอัตโนวัติ ไดแกควบคุมอัตราการเตนของหัวใจ ควบคุมการหายใจ ความดันเลือด การกลืนการจาม การอาเจียน

17

97

3. พอนส(pons) ทําหนาที่ ควบคุมการเคี้ยว การหลั่งน้ําลายและการเคล่ือนไหวของใบหนาควบคุมการหายใจ เปนทางผานของกระแสประสาทระหวางซีรีบรัมกับซีรีเบลลัมและระหวางซีรีเบลลัมกับไขสันหลัง

เสนประสาทสมอง(cranial nerve)

99

เสนประสาทสมองมี 3 ประเภท• เสนประสาทสมองที่ทําหนาที่รับความรูสึก ทําหนาท่ี รับกระแสความรูสึกจากหนวยรับความรูสึกไปยังสมองสวนท่ีเกี่ยวของ

• เสนประสาทสมองที่ทําหนาที่นําคําสั่ง ทําหนาท่ี นํากระแสคําสั่งจากสมองไปยังหนวยปฏิบัติงาน

• เสนประสาทสมองที่ทําหนาที่ผสม ทําหนาท่ีรับกระแสความรูสึกจากหนวยรับความรูสึก ไปยังสมองสวนท่ีเกี่ยวของ และจากสมองไปยังหนวยปฏิบัติงาน

เสนประสาทสมอง(cranial nerve) คนมี 12 คู

102

สรุป• เสนประสาทสมองที่ทําหนาที่

รับความรูสึก มี 3 คู ไดแก1 , 2 , 8

• เสนประสาทสมองที่ทําหนาที่นําคําส่ัง มี 5 คู ไดแก3 , 4 , 6 , 11 , 12

• เสนประสาทสมองที่ทําหนาที่ผสม มี 4 คู ไดแก5 , 7 , 9 , 10

18

103

ไขสันหลัง(spinal cord)• เนื้อไขสันหลังมี 2 สวนคือ

- white matter เปนสวนที่มีสีขาวอยูรอบนอก โดยบริเวณนี้มีเฉพาะใยประสาทที่มีเย่ือไมอีลนิหุมโดยไมมีตัวเซลลประสาทอยูเลย- Gray matter เปนสวนที่มีสีเทา อยูบริเวณกลางๆ โดยบริเวณนี้มีทั้งตัวเซลลประสาทและใยประสาทที่ไมมีเย่ือไมอีลนิหุม ตัวเซลลประสาทมีทั้งเซลลประสาทประสานงานและเซลลประสาทนําคําส่ัง

104

โครงสรางของไขสันหลัง• เนื้อไขสันหลังประกอบดวย 2 สวน1. White matter มีสีขาวอยูรอบนอก2. Gray matter มีสีเทา อยูบริเวณกลางๆ มีรูปรางคลายตัวอักษร

ตัว H หรือปกผีเสื้อ ประกอบดวย- ปกบน(dorsal horn) เปนบริเวณรับความรูสึก- ปกลาง(ventral horn) เปนบริเวณนําคําสั่ง- ปกขาง(lateral horn) เปนระบบประสาทอัตโนวัติเพราะมีเซลลประสาทนําคําสั่งตัวท่ี 1 ปรากฏอยู

105 106

เสนประสาทไขสันหลัง• ในคนมีทั้งหมด 31 คู

ทั้งหมดเปนเสนประสาทผสม(mixed nerve)

• เสนประสาทไขสันหลังจึงเหมือนเสนประสาทสมองคูที่ 5,7,9,10

107

ภาพแสดงไขสนัหลังท่ีบรรจุอยูในโพรงกระดูก

108

ระบบประสาทรอบนอกหรือระบบประสาทสวนปลาย(peripheral nervous system = PNS)

1. ระบบประสาทใตอํานาจจิตใจ(voluntary nervous system) หรือระบบประสาทโซมาติก(somatic nervous system)- ศูนยสัง่การอยูท่ี สมองและไขสันหลงั- หนวยปฏิบัตงิาน ไดแก กลามเนือ้ลาย

2. ระบบประสาทอัตโนวัติ(involuntary nervous system หรือ autonomic nervous system) หรือ ระบบประสาทนอกอํานาจจติใจ- ศูนยควบคุม ไดแก เมดุลลา ออฟลองกาตา และ ไฮโปทาลามัส- หนวยปฏิบัตงิาน ไดแก กลามเนือ้เรยีบ อวัยวะภายในและตอมตางๆ

19

109

ประเภทของรีแฟลกซ แอกชนั(reflex action)รีแฟลกซ แอกชนั(reflex action)

- somatic reflex เปนรแีฟลกซของระบบประสาทใตอํานาจจติใจ แตตอบสนองตอสิง่เราโดยอยูนอกเหนืออํานาจจิตใจชั่วขณะ และมีหนวยปฏบัิติงานเปนกลามเนื้อลาย* การกระตุกขา เมื่อถูกเคาะที่หัวเขา* การชักมือชักเทาหนีของรอนๆ หรอืของมีคม- autonomic reflex ปนรีแฟลกซของระบบประสาทอตัโนวัต ิตอบสนองตอสิ่งเราอยูนอกเหนืออํานาจจิตใจะ และมีหนวยปฏิบัติงานเปนกลามเนื้อเรียบ กลามเนื้อหัวใจ อวัยวะภายใน และตอมตางๆ* การเกิดเพอริสตัลซสีที่ทอทางเดนิอาหาร* การหลัง่น้าํตา น้ํายอย น้ําลาย น้ํานม

110

รีแฟลกซ ของระบบประสาทใตอํานาจจิตใจ

• หนวยปฏิบัติงานในรีแฟลกซนี้เปน กลามเนื้อลาย• รีแฟลกซ ของการกระตุกขาเมื่อถูกเคาะที่หัวเขา กระแสประสาทจะไมผานเซลล

ประสาทประสานงาน ดังนั้นชนิดเซลลประสาทนอยที่สุดทํางานได ประกอบดวยเซลลประสาท 2 ชนิดคือ เซลลประสาทรับความรูสึก และเซลลประสาทนําคําสั่ง

สิ่งเรา หนวยรับความรูสึก เซลลประสาทรับความรูสึก

เซลลประสาทประสานงาน

เซลลประสาทนําคําสั่งหนวยปฏิบัติงานการตอบสนอง

111

somatic reflex

112

113

รีแฟลกซ ของระบบประสาทนอกอํานาจจิตใจ

• หนวยปฏิบัติงานในรีแฟลกซน้ีเปน กลามเนื้อเรียบ,กลามเนื้อหัวใจ,อวัยวะภายในและตอมตางๆ

• จํานวนเซลลประสาทนําคําสั่งจากศูนยกลางไปยังหนวยปฏิบัติงานจะมี 1 เซลลซึ่งตางจากระบบประสาทใตอํานาจจิตใจมี 2 เซลล

สิ่งเรา หนวยรับความรูสึก เซลลประสาทรับความรูสึก

เซลลประสาทนําคําสั่ง ตัวท่ี 1(preganglionic neuron)

หนวยปฏิบัติงานการตอบสนอง เซลลประสาทนําคําสั่ง ตัวท่ี 2(posganglionic neuron)

114

ระบบประสาทอัตโนวัติ(autonomic nervous system)- ระบบประสาทซิมพาเทติก(sympathetic nervous system) เปนระบบประสาทอัตโนวัติท่ีมีเซลลประสาทนําคําสั่งตัวท่ี 1 (preganglionic neuron) อยูในไขสันหลังสวนอก และเอว(thoracolumbar outflow)

- ระบบประสาทพาราซิมพาเทติก(parasympathetic nervous system) เปนระบบประสาทอัตโนวัติท่ีเซลลประสาทตัวท่ี 1 อยูในสมองและไขสันหลังสวนกระเบนเหน็บ

20

เปรียบเทียบระหวางซิมพาเทติกกับพาราซิมพาเทติกส่ิงที่เปรียบเทียบ ระบบประสาทซิมพาเทติก ระบบประสาทพาราซิมพา

เทติกตําแหนงของเซลลประสาทนําคําสั่ง-ตัวที่ 1 (preganglionicneuron)

อยูในไขสันหลังสวนอกและเอว

อยูในสมองและไขสันหลังสวนกระเบนเหน็บ

- ตัวที่ 2 (posganglionicneuron)

อยูนอกไขสันหลังโดยอยูใกลศูนยสั่งงาน โดย 1 สั้น 2 ยาว

อยูนอกสมองและไขสันหลังโดยอยูใกลหนวยปฏิบัติงาน โดย 1 ยาว 2 สั้น

ตําแหนงปมประสาท อยูใกลศูนยสั่งงาน แตอยูไกลหนวยปฏิบัติงาน

อยูใน/ใกลหนวยปฏิบัติงาน แตอยูไกลศูนยสงงาน

ศูนยกลางการสั่งงาน อยูในไขสันหลัง อยูในสมองและไขสันหลัง

สารสื่อประสาทของเซลลประสาทนําคําสั่ง- ตัวที่ 1 (ไซแนปกับเซลลประสาทนําคําสั่ง ตัวที่ 2

acetylcholine

- ตัวที่ 2 (ไซแนปกับหนวยปฏิบัติงาน)

noradrenaline acetylcholine

ลักษณะการตอบสนองของหนวยปฏิบัติงาน

กระตุน ยับย้ัง

118

เปรียบเทียบระบบการทํางานของระบบประสาทอัตโนวัติชื่ออวัยวะ ซิมพาเทติก พาราซิมพาเทติก

มานตา รูมานตาเปดกวาง รูมานตาหรี่

ตอมน้ําลาย กระตุนการหลั่งน้ําลาย ยับย้ังการหลั่งน้ําลาย

หัวใจ เพ่ิมอัตราสูบฉีด ทําใหเสนเลือดขยายตัว

ลดอัตราการสูบฉีด

119

เสนเลือดอารเทอร่ี บีบตัวที่ผนัง และอวัยวะภายใน บีบและคลายที่กลามเนื้อลาย

คลายตัวที่ตอมน้ําลาย และอวัยวะสืบพันธุ

ตอมน้ําลาย สรางน้ําเมือก สรางสวนที่เปนน้ํา

กระเพาะและลําไสเล็ก หามการเคลื่อนไหวแบบเพอริสเตอลซีส

กระตุนการเคลื่อนไหวแบบเพอริสเตอลซีส

อะดรีนัล เมดุลลา กระตุนการหลั่งอะดีนาลีนและนอรอะดีนาลีน

ไมมี

120

ตับ กระตุนการสลายตัวของไกลโคเจน

บีบตัวและกระตุนการหลั่งน้ําดี

ตับออน ไมมี กระตุนการหลั่งอินซูลินและน้ํายอย

มาม กระตุนใหบีบตัว นําเลือดเขาสูระบบหมุนเวียนเลือดมากขึ้น

ไมมี

กระเพาะปสสาวะ ทําใหกระเพาะปสสาวะคลายตัวไมใหปสสาวะ

กระตุนใหกระเพาะปสสาวะปบตัวทําใหมีการปสสาวะ

21

121

ปอด กระตุนการขยายตัวของบรองคิโอลทําใหหายใจคลอง

กระตุนการบีบตัวของบรองคิโอลทําใหหายไมคลอง

ตอมเหงื่อ กระตุนการขับเหงื่อออกมา ไมมี

อวัยวะสืบพันธุ กระตุนการหลั่งน้ําอสุจิในเพศชาย

กระตุนเพนนิสและคลิเทอริสใหแข็งตัว

122

Parasympathetic and sympathetic nervous system

-parasympathetic และ sympathetic มักจะทํางาน ตรงขามกัน (antagonist)-sym มักจะกระตุนการทํางานของอวัยวะท่ีทําใหเกิดการต่ืนตัวและกอใหเกิดพลังงาน ในขณะท่ี parasym จะเกิดตรงกันขาม-sympathetic neuron มักจะหลั่ง norepinephrine-parasympathetic neuron มักจะหลั่ง acetylcholine

preganglionic ganglion, Achpostganglionic ganglion

123 124

เปรียบเทียบระบบประสาทใตอํานาจจิตใจกับระบบประสาทอัตโนวัติ

โครงสรางและหนาที่ ระบบประสาทใตอํานาจจิตใจ

ระบบประสาทอัตโนวัติ

จํานวนเซลลประสาทนําคําสั่งถึงหนวยปฏิบัติงาน

หนึ่งเซลล สองเซลล คือ preganglionoic neuron และ postganglionic neuron

หนวยปฏิบัติงาน กลามเนื้อลาย กลามเนื้อเรียบ กลามเนื้อหัวใจ และตอมตางๆ

125

ปมประสาทที่อยูนอกสมองและไขสันหลัง

ไมมี มีทั้งบริเวณขางกระดูกสันกลังและหางออกไปจากกระดูกสันหลัง

ใยประสาท มีเย่ือไมอีลิน มีเย่ือไมอีลินเฉพาะใยประสาทของ preganglionoic neuron

รางแหประสาท ไมมี พบที่ทางเดินอาหาร

สารสื่อประสาทที่สําคัญ อะซิติลโคลีน อะซิติลโคลีนสําหรับเสนประสาทพาราซิมพาเทติก และเสนประสาท preganglionoic neuron ของซิมพาเทติก

126

การทํางานของหนวยปฏิบัติงาน

กระตุน เปนทั้งกระตุนและยับย้ัง

บทบาททั่วไป ปรับใหเขากับสภาพแวดลอมภายนอก

ปรับใหเขากับสภาพแวดลอมภายในรางกาย

22

127

อวัยวะรับสัมผัส

-Sensation: การเคลื่อนของ action potential ผาน sensory neuron ไปยังสมอง-Perception: การรวบรวมและแปลผล sensation ท่ีสมองไดรับ

SENSORY MECHANISM

Sensory Mechanism ประกอบดวย1. Sensory transduction การที่ส่ิงเรามากระตุน receptor cell แลวทําใหเกิดการ

เปล่ียนแปลงตอ membrane potential 2. Amplification การขยายสัญญาณจากการกระตุนของสิ่งเรา เชน การขยาย

สัญญาณภายในหูจากการสั่นของเยื่อแกวหู และกระดูกหู 3 ชิ้น3. Transmission การนําสัญญาณประสาท (nerve impulse) ไปยัง CNS4. Integration การรวบรวม nerve impulse ท่ีไดรับ โดยการ summation of graded

potentialSensory adaptation การลดการตอบสนองตอสิ่งเราท่ีกระตุนมาอยางตอเนื่อง เชน การลดการตอบสนองตอการสัมผัสของเส้ือผาท่ีสวมใส 128

แบง sensory receptor ตามชนิดของสิ่งเราไดเปน 5 ชนิด คือ1.Mechanoreceptor: ส่ิงเราเปนแรงกล เชน แรงดัน (ผิวหนัง), การสัมผัส(ผิวหนัง), การเคล่ือนไหว(หู), เสียง(หู)2.Chemoreceptor: ส่ิงเราเปนสารเคมี เชน กลูโคส, O2, CO2, กรดอะมิโน-Gustatory (taste) receptor (ล้ิน)และ Olfactory (smell) receptor (จมูก)

3.Electromegnetic receptor (Photoreceptor): ส่ิงเราเปนพลังงานแมเหล็กไฟฟา เชน แสง (visible light), กระแสไฟฟา, สนามแมเหล็ก (ตา)

4.Thermoreceptor: ส่ิงเราเปนอุณหภูมิ เชนความรอน, ความเย็น (ผิวหนัง)

แบง sensory receptor ตามการรับส่ิงเราไดเปน 2 กลุม คือ1.Exteroreceptor: รับส่ิงเราจากภายนอกรางกาย เชน ความรอน, แสง, ความดัน, สารเคมี2.Interoreceptor: รับส่ิงเราจากภายในรางกาย เชน blood pressure(พบท่ีเสนเลือด) ,body position (พบท่ีหู)

129

ตา(Eye): การมองเห็น-Eye cup ของพลานาเรียจะรับขอมูลเกี่ยวกับความเขมของแสง และทิศทางแสง โดยไมเกิดเปนภาพ-สมองจะแปลสัญญาณประสาทที่มาจาก eye cup ท้ังสองขาง-พลานาเรียจะเคลื่อนที่จนกระทั่ง sensation จาก eye cup ท้ัง 2 ขางเทากันและมีคานอยที่สุด

-ในแมลงตาเปนแบบ compound eye-ใน compound eye แตละขางมี ommatidia (light detector) หลายพันอัน-แตละ ommatidium จะรับภาพไดเอง ดังน้ันตาแมลงสามารถแยกแยะภาพไดถึง 330 คร้ัง/วินาที 130

โครงสรางของนัยนตาคน• Sclera หรือ sclerotic coat ไดแกสวนขาวของตา สวน

หนาสุดจะโปงออก เรียกวา กระจกตา(comea) หรือตาดํา เปนสวนท่ีใหแสงเขาผาน

• Choroid เปนเยื่อบางๆสําหรับอาศัยของเสนเลือดท่ีมาเลี้ยงลูกตาผนังจะมีรงควัตถุดูดแสงมิใหผานทะลุไปยังดานหลังของนัยนตา ดานหนาจะมีเยื่อย่ืนออกมาเรียกวา มานตา(Iris)ชองตรงกลางเรียกวา รูมานตา(pupil) ซึ่งจะเกี่ยวกับปริมาณแสง

131

• Retina เปนผนังช้ันในสุด เปนท่ีอยูของเซลลรับแสง 2 ชนิด1. เซลลรูปแทง(rod cell)- ทํางานไดดีขณะแสงสลัว จึงพบมากในสัตวออกหากินในเวลากลางคืน- ภาพที่เห็นเรียกวา scotopic vision เปนภาพที่ไมมีรายละเอียด ไมมีสีสันเปนขาวดํา- ไวตอแสงสีเขียวมากที่สุด- เซลลรูปแทงหนาแนนที่สุด ทางดานขางของเรตินาและลดนอยลงเมื่อเขาใกลใจกลางเรตินาดังนั้นเวลากลางคืนจะเห็นภาพชัดเจนเมื่อแสงตกที่ดานขางเรตินา

132

2. เซลลรูปกรวย(cone cell)- ทํางานไดดีขณะแสงมาก จึงพบมากที่หากินในเวลากลางวัน- ภาพที่เห็นเรียกวา photopic vision ภาพมีสีสันรายละเอียด- ไวตอแสงน้ําเงิน เขียว แดง มาก- เซลลรูปกรวยหนาแนนบริเวณใจกลางเรตินาเรียกตําแหนงนี้วาโพเวีย(fovea) ซึ่งเห็นภาพชัดเจนที่สุด เมื่อออกดานขางเซลลรูปกลวยจะลดลง

*จุดบอด(bilnd spot) บริเวณน้ีจะมีเสนประสาทคูท่ี 2 อยูจึงไมพบเซลลรูปแทงและเซลลรูปกรวย

23

133 134

Single lens eyes ในคน

white outer layer of connective tissue

thin, pigmented layer

give the eye its color

contain photoreceptor cell

the information of photoreceptor leaves the eye, the optic nerve attached to the eyes

clear, watery

jelly-like

liquid lenstransparent protein

Photoreceptor cells: Rod cell and Cone cell

135

การมองภาพระยะใกลและไกล

a.การมองภาพระยะใกล(accommodation)ciliary muscle หดตัว suspensoryligament หยอน เลนสหนาข้ึนและกลมข้ึน

b.การมองภาพระยะไกลciliary muscle คลายตัว suspensoryligament ตึง เลนสถูกดึงทําใหแบน

136

Photoreceptors of the retina

-photoreceptors มี 2 ชนิด 1.Rod cells มี ประมาณ 125 ลานเซลล -ไวแสง แตไมสามารถแยกสีได2.Cone cells มีประมาณ 6 ลานเซลล-ไมไวแสง แตสามารถแยกสีได แบงเปน red cone, green cone, blue cone-fovea เปนบริเวณท่ีมีแต cone cells ไมมี rod cell

137

สรีรวิทยาของการมองเห็นภาพ

พบวาสวนนอกสุดของเซลลรูปแทงมีรงควัตถุสีมวงแดง เรียกวา โรดออฟซิน(rhodopsin) ซ่ึงประกอบจากโปรตีน เรียกวา ออฟซิน(posin)จับกับอนุพันธของวิตามิน A เรียกวา เรตินิน(retinene)ในรูปของ Cis-retinene รงควัตถุเปรียบเสมือนสารเคมีที่ฉาบไวบนฟลมในกลองถายรูปเม่ือไดรับแสงจะเกดิการเปล่ียนแปลงทางเคมีกลายเปน lumirhodopsin และMetarhodopsin แลวสลายตัวเปน opsin กับ retinene และเกิดพลังงานในรูปกระแสไฟฟากระตุนทําใหเกิดกระแสประสาทในเซลลรูปแทงและถายทอดไปยังเสนประสาทเสนที่ 2 และเพื่อไปแปลความหมายของภาพที่สมองสวนซีรีบรัม

138

The Vertebrate Retina

ข้ันตอนการเกิดภาพมีดังน้ี1.หลังจากแสงมากระตุน rods&cones เกิด action

potential2.rods&cones synapse กับ bipolar cells3.bipolar cells synapse กับ ganglion cells4.ganglion cells สง visual sensation (action

potential)ไปยังสมอง5.การถายทอดขอมูลระหวาง rods&cones,

bipolar cells, ganglion cells ไมไดเปนแบบ one-to-one

6.horizontal&amacrine cells ทําหนาท่ี integrate signal

24

139

Neural Pathways for Vision

-สมองดานขวารับ sensory information จาก วัตถุท่ีอยูทางดานซาย (left visual field, blue)-สมองดานซายรับ sensory information จาก วัตถุท่ีอยูทางดานขวา (right visual field, red)-optic nerve จากตาทั้งสองขางจะมาพบกันที่ optic chiasma-optic nerve จะเขาสู lateral geniculate nuclei ของ thalamus -สง sensation ไปยัง primary visual cortex ใน occipital lobe ของ cerebrum

140

การบอดสี(colour blindness)• การเห็นสีเกิดจากการทํางานของเซลลรูปกรวย(cone cell)

แบงเปน 3 พวกเซลลรูปกรวยรับสีแดง,นํ้าเงิน,เขียว การที่เราเห็นสีมากมายเนื่องจากกระตุนเซลลรูปกรวยแตละสีพรอมๆกันดวยความเขมตางกัน เกิดการผสมสีเปนสีตางๆกัน การเกิดการบอดสีคือการที่เซลลรูปกรวยชนิดใดชนิดหนึ่งพิการทํางานไมไดโดยการบอดสีสามารถถายทอดทางพันธุกรรมได

• คนสวนมากพบตาบอดสีแดง>เขียว>นํ้าเงิน

141

• สายตาสั้น(myopia) คือสภาวะที่กระบอกตายาวกวาเดิม ทําใหแสงจากวัตถุโฟกัสที่วุนในลูกตาแลวกระจายออกเปนวงพราไปตกบนเรตินา* การแกไข กระทําโดยการใสแวนตาที่ประกอบดวยเลนสเวาชวยกระจายแสง เพ่ือยืดความยาวของโฟกัสออกใหมาตกที่บริเวณเรตินาพอดี

142

• สายตายาว(hypermetropia) คือ ภาวะที่กระบอกตาสัน้กวาปรกติ ทําใหแสงตกบนเรตินากอนท่ีมีการโฟกัส* การแกไข กระทําโดยการใสแวนตาที่ประกอบดวยเลนสนูนชวยรวมแสง เพื่อใหแสงมาตกที่บริเวณเรตินาพอดี

143

• สายตาเอียง(astigmatism) คือสภาวะเกิดจากการทีผ่ิวกระจกตาหรือ เลนส ไมสม่ําเสมอทําใหโคงไมเทากัน แสงจากวัตถุผานกระจกตาทาํใหเกิดการหักเหและใหภาพไมเปนจุดชัด* การแกไข กระทําโดยการใชเลนสทรงกระบอกหรือท้ังเลนสทรงกระบอกและทรงกลม เพื่อใหแสงในแตละระนาบมาโฟกัสท่ีจุดเดียวกัน

144

ตาแมลงมี 2 ประเภท• ตาเดี่ยว(simple

eye) มีจํานวน 1 หรือ2-3 ตา สวนใหญทําหนาท่ีรับรูความมือสวาง

• ตาประกอบ(compound eye) มี 2 ตา ซึ่งประกอบดวยตายอยมากมายแตละหนวยเรียกวา ฟาเซท(facet)

25

145

หู(Ear): การไดยินและการทรงตัว

146

โครงสรางของหู(ear)• โครงสรางของหูสวนนอก

- ใบห(ูpinna)- ชองหูหรอืรูห(ูexternal auditory canal)- แกวหหูรือเยื่อแกวห(ูtympanic membrane หรือ ear drum)

• โครงสรางของหูสวนกลาง- ทอยสูเตเชียน(eustachian tube)ทําหนาที่ปรับความดันระหวางหตูอนกลางและอากาศภายนอก และระบายคลื่นเสยีงสวนเกินจากหตูอนใน- กระดูกหู มีขางละ 3 ช้ิน ไดแก กระดูกคอน(malleus) กระดูกทัง่(incus) กระดูกโกลน(stapes) ทําหนาที่ขยายความสัน่สะเทอืนของคลืน่เสียงใหมากขึน้กวาเดิมถึง 20 เทา เมื่อเขาในหตูอนใน

147

• โครงสรางของหูสวนกลาง- ทอยสูเตเชียน(eustachian tube)ทําหนาที่ปรับความดันระหวางหตูอนกลางและอากาศภายนอก และระบายคลื่นเสยีงสวนเกินจากหตูอนใน- กระดูกหู มีขางละ 3 ช้ิน ไดแก กระดูกคอน(malleus) กระดูกทัง่(incus) กระดูกโกลน(stapes) ทําหนาที่ขยายความสัน่สะเทือนของคลื่นเสยีงใหมากขึ้นกวาเดิมถึง 20 เทา เมื่อเขาในหตูอนใน

• โครงสรางของหูสวนในเปนที่อยูของอวัยวะรับเสียงและอวัยวะที่เกีย่วของกับการทรงตัว1. Utricular region เปนทีอ่ยูของอวยัวะการทรงตวัประกอบดวยถุง utriculus และ

มี เซมเิซอรคิวลาแคแนล(semicitcular canal) เปนหลอดครึง่วงกลม 3 อัน มีของเหลวบรรจุอยู

2. saccular region เปนทีอ่ยูของอวยัวะรบัเสียงเรียกวา คอเคลยี(cochiea) มีลักษณะคลายกนหอยภายในมีของเหลวบรรจุอยู เมื่อคลืน่เสียงผานเขามาภายในทําใหเกิดการสั่นสะเทือนกระตุนสงสญัญานไปตามเสนประสาท

148

การทรงตัวtemperal bone

(hearing)

perilymph fluid

(endolymph fluid)

(equilibrium)

การโคงงอของ hair cell ทําใหเกิด action potential

149

การทรงตัว

-utricle, saccule และ semicircular canals ในหูชั้นใน รับรูเกี่ยว กับการทรงตัวและตําแหนงของรางกาย โดยมี hair cell อยูขางใน-utricle&sacculeสงสัญญาณใหสมองรับรูวาทิศใดเปนดานบนและ รางกายอยูในทาได-semicircular canals รับรูเกี่ยวกับทิศทางทั้ง 3 ระนาบ โดยบริเวณ โคนทอมีการบวมเปนกระเปาะเรียก ampulla-ในampullaมี gelatinous cap เรียก cupula ท่ีมี hair cell อยู

150

การทรงตัวในปลา

-หูสวนในของปลาทําหนาท่ีเกี่ยวกับการทรงตัวเทาน้ัน (มีเฉพาะ saccule, utricle, semicircular canals)-หูปลาไมมี ear drum และไมเปดออกสูภายนอก-การสั่นของน้ํา(คลื่น)จะถูกสงผานทางกระดูกที่หัว เขาสูหูสวนใน-ปลามี lateral line system รับรู low-frequency wave ทําหนาท่ีคลายหูสวนในของคน ทําใหรับรูการเคลื่อนไหวผานนํ้า, เหยื่อ และผูลา-มี neuromast (receptor unit) ทําหนาท่ีคลาย ampulla ใน semicircular canal

26

151

จมูก(Nose): การไดกลิ่น

-olfactory receptor cell เปน neuron มาทําหนาท่ีโดยตรง-สวนปลายของเซลลยื่นออกมาเปน cilia สู mucus-สารเคมีมาจับกับ receptor ท่ีเยื่อเซลลของ cilia-เกิด signal-transduction pathway, depolarization, action potential สูสมอง

152

ล้ิน(Tongue): การรับรส

-บนลิ้นของคนมีตุมล้ิน(taste bud)ประมาณ 10,000 อัน ฝงตัวอยูในปุมล้ิน (papilla)-แตละ taste bud จะมี taste (gustatory) receptor cell ซึ่งเปน modified epithelial cell อยู

การรับรส มีข้ันตอนดังน้ี1.โมเลกุลของสารเชนนํ้าตาล จับกับtaste receptor2.มีการสงสัญญาณผาน signal-transduction pathway

3.K+ channel ปด Na+channel เปด4.Na+ แพรเขาสูเซลล เกิด depolarization

5.กระตุนการนํา Ca+ เขาสูเซลล6.receptor cell หลั่ง neurotransmitterท่ีไปกระตุน sensoryneuron ตอไป

153

ผิวหนัง(Skin): การับสัมผัส

-ส่ิงเราท่ีเปนแรงกลจะทําใหเกิดการโคงงอหรือบิดเบี้ยวของเยื่อเซลลของ mechanoreceptor จะทําให permeability ตอ Na+ และ K+ เปล่ียนไป และทําใหเกิด depolarization-mechanoreceptor เปน modified dendrite ของ sensory neuron

Paciniancorpuscle

Meissner’scorpuscle

Krouse’send bulb

Ruffini’scorpuscle

154

• รีเซปเตอรรับการสัมผัส อยูมากตามฝามือฝาเทามากกวาท่ีอ่ืน บริวเวณที่มีขนนอยกวาไมมีขน โดยปลายนิ้วจะมีมากกวาท่ีอ่ืน

• รีเซปเตอรรับรอน-หนาว ไมพบท่ีอวัยวะภายใน พบท่ีหลังมือมากกวาฝามือ(ไมแนนอน)

• รีเซปเตอรรับความเจ็บปวด จะมีการสงกระแสประสาทไปยัง ทาลามัส และถายทอดไปยังซีรับรัมคอเทกซ บริเวณที่มีรีเซปเตอรนี้นอยไดแกบริเวณ ตนแขนและตะโพก

• ปลายประสาทรับรูเกี่ยวกับเจ็บปวด จะอยูช้ันบนสุดของผิวหนังปรากฏบริเวณช้ันหนังกําพรา

• ปลายประสาทรับรูแรงกดดัน จะอยูระดับลางสุด โดยปรากฏภายใตช้ันหนังแท