پیام برق زنده الکتریسیته در طبیعت زنده الکتریسیته در بدن حیوانات

در پایان قرن هجدهم، دانشمندان معروف گالوانی و ولتا، الکتریسیته را در حیوانات کشف کردند. اولین حیواناتی که دانشمندان برای تایید کشف خود روی آنها آزمایش کردند قورباغه بودند.الکتریسیته سلول‌های عصبی، ماهیچه‌ای و غده‌ای همه موجودات زنده را تولید می‌کند، اما این توانایی در ماهی‌ها بیشتر توسعه یافته است.

در حال حاضر مشخص شده است که از 20 هزار گونه ماهی مدرن، حدود 300 گونه قادر به ایجاد و استفاده از میدان های بیوالکتریک هستند.
بر اساس ماهیت تخلیه های تولید شده، این گونه ماهی ها به دو دسته بسیار الکتریکی و ضعیف تقسیم می شوند. اولی شامل مارماهی های الکتریکی آب شیرین آمریکای جنوبی، گربه ماهی برقی آفریقایی و پرتوهای الکتریکی دریایی است. این ماهی ها تخلیه های بسیار قدرتمندی تولید می کنند: به عنوان مثال مارماهی ها با ولتاژ تا 600 ولت، گربه ماهی - 350. ولتاژ جریان پرتوهای بزرگ دریا کم است، زیرا آب دریا رسانای خوبی است، اما قدرت جریان تخلیه آنها. به عنوان مثال، شعاع اژدر، گاهی اوقات به 60 آمپر می رسد.

ماهی های نوع دوم، به عنوان مثال، Mormyrus، Gnatonemus، Gymnarchus و سایر نمایندگان راسته نهنگ های منقاری ترشحات جداگانه ای را منتشر نمی کنند. آنها یک سری سیگنال های تقریباً پیوسته و ریتمیک (پالس) با فرکانس بالا را به داخل آب می فرستند و یک میدان الکتریکی در اطراف بدن خود ایجاد می کنند. پیکربندی این میدان در قالب خطوط به اصطلاح نیرو ظاهر می شود. اگر جسمی که از نظر رسانایی الکتریکی با آب متفاوت است وارد میدان الکتریکی شود، پیکربندی میدان تغییر می‌کند: اجسام با رسانایی بیشتر نیلوفرهای نیرو را در اطراف خود متمرکز می‌کنند و آنهایی که رسانایی کمتری دارند آنها را پراکنده می‌کنند. ماهی ها این تغییرات را با استفاده از گیرنده های الکتریکی که در بیشتر ماهی ها در ناحیه سر قرار دارند درک می کنند و محل جسم را تعیین می کنند. بنابراین، این ماهی ها مکان الکتریکی واقعی را انجام می دهند.

ماهی های منقاری در آفریقا، در رودخانه های گل آلود با حرکت آهسته و همچنین در دریاچه ها و مرداب ها زندگی می کنند، تقریباً همه آنها عمدتاً در شب شکار می کنند. برخی از آنها بینایی ضعیفی دارند، به همین دلیل است که در روند تکامل طولانی، این ماهی ها چنین روش عالی برای تشخیص غذا، دشمنان و اشیاء مختلف در فاصله ایجاد کرده اند.

تکنیک‌هایی که ماهی‌های برقی هنگام شکار طعمه و دفاع در برابر دشمنان استفاده می‌کنند، راه‌حل‌های فنی را به انسان در هنگام توسعه تأسیسات برای صید الکتریکی و دفع ماهی پیشنهاد می‌کنند. مدل‌سازی سیستم‌های مکان‌یابی ماهی‌های الکتریکی، چشم‌اندازهای استثنایی را باز می‌کند. در فناوری مدرن مکان یابی زیر آب، هیچ سیستم جستجو و تشخیصی وجود ندارد که به همان روش الکترومکانیتورهای ایجاد شده در کارگاه طبیعت کار کند. دانشمندان بسیاری از کشورها برای ایجاد چنین تجهیزاتی سخت کار می کنند.

بسیاری از گل ها و برگ ها بسته به زمان و روز قابلیت بسته شدن و باز شدن را دارند. این ناشی از سیگنال های الکتریکی است که یک پتانسیل عمل را نشان می دهد. با استفاده از محرک های الکتریکی خارجی می توان برگ ها را مجبور کرد بسته شوند. علاوه بر این، بسیاری از گیاهان جریان آسیب را تجربه می کنند. بخش هایی از برگ ها و ساقه ها همیشه نسبت به بافت طبیعی دارای بار منفی هستند.

نقش برق در زندگی ماهی های مختلف متفاوت است. برخی از آنها از اندام های خاصی برای ایجاد تخلیه های الکتریکی قدرتمند در آب استفاده می کنند. به عنوان مثال، یک مارماهی آب شیرین کششی با چنان قدرتی ایجاد می کند که می تواند حمله دشمن را دفع کند یا قربانی را فلج کند. اندام های الکتریکی ماهی از ماهیچه هایی تشکیل شده است که توانایی انقباض را از دست داده اند. بافت عضلانی به عنوان رسانا و بافت همبند به عنوان عایق عمل می کند. اعصاب از نخاع به اندام می رود. اما به طور کلی یک ساختار صفحه ریز از عناصر متناوب است. مارماهی دارای 6000 تا 10000 عنصر است که به صورت متوالی به هم متصل شده اند تا یک ستون را تشکیل دهند و حدود 70 ستون در هر اندام در امتداد بدن قرار دارند.

مممممممم

بسیاری از گل ها و برگ ها بسته به زمان و روز قابلیت بسته شدن و باز شدن را دارند. این ناشی از سیگنال های الکتریکی است که یک پتانسیل عمل را نشان می دهد. با استفاده از محرک های الکتریکی خارجی می توان برگ ها را مجبور کرد بسته شوند. علاوه بر این، بسیاری از گیاهان جریان آسیب را تجربه می کنند. بخش هایی از برگ ها و ساقه ها همیشه نسبت به بافت طبیعی دارای بار منفی هستند.

نقش برق در زندگی ماهی های مختلف متفاوت است. برخی از آنها از اندام های خاصی برای ایجاد تخلیه های الکتریکی قدرتمند در آب استفاده می کنند. به عنوان مثال، یک مارماهی آب شیرین کششی با چنان قدرتی ایجاد می کند که می تواند حمله دشمن را دفع کند یا قربانی را فلج کند. اندام های الکتریکی ماهی از ماهیچه هایی تشکیل شده است که توانایی انقباض را از دست داده اند. بافت عضلانی به عنوان رسانا و بافت همبند به عنوان عایق عمل می کند. اعصاب از نخاع به اندام می رود. اما به طور کلی یک ساختار صفحه ریز از عناصر متناوب است. مارماهی دارای 6000 تا 10000 عنصر است که به صورت متوالی به هم متصل شده اند تا یک ستون را تشکیل دهند و حدود 70 ستون در هر اندام در امتداد بدن قرار دارند.

بسیاری از گل ها و برگ ها بسته به زمان و روز قابلیت بسته شدن و باز شدن را دارند. این ناشی از سیگنال های الکتریکی است که یک پتانسیل عمل را نشان می دهد. با استفاده از محرک های الکتریکی خارجی می توان برگ ها را مجبور کرد بسته شوند. علاوه بر این، بسیاری از گیاهان جریان آسیب را تجربه می کنند. بخش هایی از برگ ها و ساقه ها همیشه نسبت به بافت طبیعی دارای بار منفی هستند.

نقش برق در زندگی ماهی های مختلف متفاوت است. برخی از آنها از اندام های خاصی برای ایجاد تخلیه های الکتریکی قدرتمند در آب استفاده می کنند. به عنوان مثال، یک مارماهی آب شیرین کششی با چنان قدرتی ایجاد می کند که می تواند حمله دشمن را دفع کند یا قربانی را فلج کند. اندام های الکتریکی ماهی از ماهیچه هایی تشکیل شده است که توانایی انقباض را از دست داده اند. بافت عضلانی به عنوان رسانا و بافت همبند به عنوان عایق عمل می کند. اعصاب از نخاع به اندام می رود. اما به طور کلی یک ساختار صفحه ریز از عناصر متناوب است. مارماهی دارای 6000 تا 10000 عنصر است که به صورت متوالی به هم متصل شده اند تا یک ستون را تشکیل دهند و حدود 70 ستون در هر اندام در امتداد بدن قرار دارند.

بسیاری از گل ها و برگ ها بسته به زمان و روز قابلیت بسته شدن و باز شدن را دارند. این ناشی از سیگنال های الکتریکی است که یک پتانسیل عمل را نشان می دهد. با استفاده از محرک های الکتریکی خارجی می توان برگ ها را مجبور کرد بسته شوند. علاوه بر این، بسیاری از گیاهان جریان آسیب را تجربه می کنند. بخش هایی از برگ ها و ساقه ها همیشه نسبت به بافت طبیعی دارای بار منفی هستند.

نقش برق در زندگی ماهی های مختلف متفاوت است. برخی از آنها از اندام های خاصی برای ایجاد تخلیه های الکتریکی قدرتمند در آب استفاده می کنند. به عنوان مثال، یک مارماهی آب شیرین کششی با چنان قدرتی ایجاد می کند که می تواند حمله دشمن را دفع کند یا قربانی را فلج کند. اندام های الکتریکی ماهی از ماهیچه هایی تشکیل شده است که توانایی انقباض را از دست داده اند. بافت عضلانی به عنوان رسانا و بافت همبند به عنوان عایق عمل می کند. اعصاب از نخاع به اندام می رود. اما به طور کلی یک ساختار صفحه ریز از عناصر متناوب است. مارماهی دارای 6000 تا 10000 عنصر است که به صورت متوالی به هم متصل شده اند تا یک ستون را تشکیل دهند و حدود 70 ستون در هر اندام در امتداد بدن قرار دارند.

بسیاری از گل ها و برگ ها بسته به زمان و روز قابلیت بسته شدن و باز شدن را دارند. این ناشی از سیگنال های الکتریکی است که یک پتانسیل عمل را نشان می دهد. با استفاده از محرک های الکتریکی خارجی می توان برگ ها را مجبور کرد بسته شوند. علاوه بر این، بسیاری از گیاهان جریان آسیب را تجربه می کنند. بخش هایی از برگ ها و ساقه ها همیشه نسبت به بافت طبیعی دارای بار منفی هستند.

نقش برق در زندگی ماهی های مختلف متفاوت است. برخی از آنها از اندام های خاصی برای ایجاد تخلیه های الکتریکی قدرتمند در آب استفاده می کنند. به عنوان مثال، یک مارماهی آب شیرین کششی با چنان قدرتی ایجاد می کند که می تواند حمله دشمن را دفع کند یا قربانی را فلج کند. اندام های الکتریکی ماهی از ماهیچه هایی تشکیل شده است که توانایی انقباض را از دست داده اند. بافت عضلانی به عنوان رسانا و بافت همبند به عنوان عایق عمل می کند. اعصاب از نخاع به اندام می رود. اما به طور کلی یک ساختار صفحه ریز از عناصر متناوب است. مارماهی دارای 6000 تا 10000 عنصر است که به صورت متوالی به هم متصل شده اند تا یک ستون را تشکیل دهند و حدود 70 ستون در هر اندام در امتداد بدن قرار دارند.

بسیاری از گل ها و برگ ها بسته به زمان و روز قابلیت بسته شدن و باز شدن را دارند. این ناشی از سیگنال های الکتریکی است که یک پتانسیل عمل را نشان می دهد. با استفاده از محرک های الکتریکی خارجی می توان برگ ها را مجبور کرد بسته شوند. علاوه بر این، بسیاری از گیاهان جریان آسیب را تجربه می کنند. بخش هایی از برگ ها و ساقه ها همیشه نسبت به بافت طبیعی دارای بار منفی هستند.

نقش برق در زندگی ماهی های مختلف متفاوت است. برخی از آنها از اندام های خاصی برای ایجاد تخلیه های الکتریکی قدرتمند در آب استفاده می کنند. به عنوان مثال، یک مارماهی آب شیرین کششی با چنان قدرتی ایجاد می کند که می تواند حمله دشمن را دفع کند یا قربانی را فلج کند. اندام های الکتریکی ماهی از ماهیچه هایی تشکیل شده است که توانایی انقباض را از دست داده اند. بافت عضلانی به عنوان رسانا و بافت همبند به عنوان عایق عمل می کند. اعصاب از نخاع به اندام می رود. اما به طور کلی یک ساختار صفحه ریز از عناصر متناوب است. مارماهی دارای 6000 تا 10000 عنصر است که به صورت متوالی به هم متصل شده اند تا یک ستون را تشکیل دهند و حدود 70 ستون در هر اندام در امتداد بدن قرار دارند.

آیا می دانستید که برخی از گیاهان از الکتریسیته استفاده می کنند و برخی از انواع ماهی ها در فضا حرکت می کنند و طعمه را با استفاده از اندام های الکتریکی بیهوش می کنند؟

: نشریه "Nature" نحوه انتقال تکانه های الکتریکی در گیاهان را مورد بحث قرار داده است. نمونه‌های برجسته‌ای که فوراً به ذهن می‌رسد، مگس بند ناهید و میموزا پودیکا هستند که در آن‌ها حرکت برگ‌ها توسط الکتریسیته ایجاد می‌شود. اما نمونه های دیگری نیز وجود دارد.

«سیستم عصبی پستانداران سیگنال های الکتریکی را با سرعت 100 متر در ثانیه منتقل می کند. گیاهان با سرعت کمتری زندگی می کنند. و اگرچه آنها سیستم عصبی ندارند، برخی از گیاهان مانند میموسا پودیکا ( میموسا پودیکا) و تله مگس ونروس ( Dionaea muscipula) از سیگنال های الکتریکی برای تحریک حرکت سریع برگ ها استفاده کنید. انتقال سیگنال در این نیروگاه ها به سرعت 3 سانتی متر در ثانیه می رسد - و این سرعت با سرعت تکانه های عصبی در عضلات قابل مقایسه است. در صفحه 422 این شماره، نویسنده موسوی و همکارانش به بررسی این سوال جالب و کاملاً ناشناخته می پردازند. چگونه گیاهان سیگنال های الکتریکی را تولید و ارسال می کنند. نویسندگان دو پروتئین مشابه گیرنده‌های گلوتامات را شناسایی می‌کنند که اجزای حیاتی فرآیند القای موج الکتریکی ناشی از زخم شدن برگ هستند. به اندام‌های مجاور گسترش می‌یابد و باعث می‌شود که در پاسخ به حمله احتمالی گیاه‌خوار، واکنش‌های دفاعی را افزایش دهند.»

چه کسی فکرش را می‌کرد که بریدن یک برگ می‌تواند سیگنال الکتریکی ایجاد کند؟ آزمایشات روی گیاه ریزوم تال در مواجهه با برگ هیچ واکنشی نشان نداد، اما هنگامی که برگ خورده شد، یک سیگنال الکتریکی رخ داد که با سرعت 9 سانتی متر در دقیقه انتشار می یابد.

این مقاله خاطرنشان می‌کند: «انتقال سیگنال الکتریکی در برگ‌هایی که مستقیماً در بالای یا زیر برگ زخم قرار گرفته‌اند مؤثرتر بود». این برگ‌ها توسط بستر آوندی گیاه به یکدیگر متصل می‌شوند که از طریق آن آب و اجزای آلی منتقل می‌شود و سیگنال‌ها نیز در فواصل طولانی به خوبی منتقل می‌شوند.. سیگنال حاصل، اجزای محافظ در ژن را روشن می کند. این مشاهدات باورنکردنی به وضوح نشان می‌دهد که تولید و انتقال سیگنال الکتریکی نقش مهمی در آغاز پاسخ‌های دفاعی در اهداف دور در هنگام حمله گیاه‌خواران بازی می‌کند.

نویسندگان مقاله اصلی به موضوع تکامل نپرداخته‌اند، جز اینکه پیشنهاد می‌کنند «عملکرد عمیقاً حفاظت‌شده این ژن‌ها، شاید، پیوندی بین درک آسیب و واکنش های حفاظتی محیطی است." اگر درست است که این کارکرد باید «قبل از واگرایی در رشد جانوران و گیاهان وجود داشته باشد».

ماهی برقی : دو گونه جدید از ماهی های برقی در آمازون پیدا شده اند، اما به روش های مختلف به برق مجهز شده اند. یکی از آنها، مانند بسیاری دیگر از ماهی های الکتریکی، دو فازی است (یا منبع جریان متناوب است)، و دیگری تک فازی است (منبع جریان مستقیم است). یکی از مقاله‌های Science Daily به دلایل تکاملی این روش پرداخته است و جالب اینجاست که «این ماهی‌های ظریف تکانه‌هایی در حد چند صد میلی‌ولت از طریق اندامی تولید می‌کنند که کمی از دم فیبری بیرون زده است». این تکانه برای کشتن قربانی بسیار ضعیف است، همانطور که مارماهی الکتریکی معروف انجام می دهد، اما این تکانه ها توسط نمایندگان گونه های دیگر خوانده می شود و توسط اعضای جنس مخالف برای ارتباط استفاده می شود. ماهی ها از آنها استفاده می کنند "الکتریسیته" در یک محیط آبی پیچیده در شب". تا آنجا که به تکامل آنها مربوط می شود، این دو ماهی به قدری شبیه هستند که به عنوان گونه های مشابه طبقه بندی می شوند، تنها تفاوت آنها تفاوت در فاز الکتریکی سیگنال های آنها است.

راه های زیادی برای دریافت اطلاعات در مورد دنیای اطراف ما وجود دارد: لمس، بینایی، صدا، بو و اکنون برق. دنیای زنده معجزه ارتباط بین موجودات فردی و محیط آنهاست. هر اندام حسی با ظرافت طراحی شده است و فواید زیادی برای بدن به ارمغان می آورد. سیستم های پیچیده نتیجه فرآیندهای کور و کنترل نشده نیستند. ما معتقدیم که مشاهده آنها به عنوان سیستم هایی که با طراحی هوشمند ساخته شده اند، روند تحقیق را تسریع می بخشد، به دنبال بینش هایی در مورد طراحی بالاتر است و از آنها برای بهبود زمینه مهندسی تقلید می کند. و مانع واقعی برای پیشرفت علم این فرض است: "اوه، این ارگانیسم فقط به این دلیل تکامل یافته است که تکامل یافته است." این یک رویکرد خواب آور است که اثر خواب آور دارد.

برق در حیات وحش Travnikov Andrey 9 "B"

الکتریسیته الکتریسیته مجموعه پدیده هایی است که در اثر وجود، فعل و انفعال و حرکت بارهای الکتریکی ایجاد می شود.

الکتریسیته در بدن انسان بدن انسان حاوی مواد شیمیایی بسیاری (مانند اکسیژن، پتاسیم، منیزیم، کلسیم یا سدیم) است که با یکدیگر واکنش نشان می دهند و انرژی الکتریکی ایجاد می کنند. در میان چیزهای دیگر، این در فرآیند به اصطلاح "تنفس سلولی" رخ می دهد - استخراج انرژی لازم برای زندگی توسط سلول های بدن. به عنوان مثال، در قلب انسان سلول هایی وجود دارد که در فرآیند حفظ ریتم قلب، سدیم را جذب کرده و پتاسیم آزاد می کنند که باعث ایجاد بار مثبت در سلول می شود. هنگامی که بار به مقدار مشخصی می رسد، سلول ها توانایی تأثیرگذاری بر انقباضات عضله قلب را به دست می آورند.

رعد و برق رعد و برق یک تخلیه جرقه الکتریکی غول‌پیکر در جو است که معمولاً می‌تواند در هنگام رعد و برق رخ دهد و منجر به یک فلش نور درخشان و رعد و برق همراه شود.

برق در ماهی همه انواع ماهی های برقی دارای اندام خاصی هستند که برق تولید می کنند. با کمک آن، حیوانات شکار می کنند و از خود دفاع می کنند و با زندگی در محیط آبی سازگار می شوند. اندام الکتریکی همه ماهی ها یکسان طراحی شده است، اما در اندازه و مکان متفاوت است. اما چرا هیچ اندام الکتریکی در هیچ حیوان خشکی یافت نشده است؟ دلیل این کار شرح زیر است. فقط آب با نمک های حل شده در آن یک رسانای عالی الکتریسیته است که امکان استفاده از عمل جریان الکتریکی را از راه دور ممکن می کند.

قیچی برقی ماهی های غضروفی جدا شده ای از ماهی های غضروفی هستند که در آن اندام های الکتریکی زوجی به شکل کلیه در طرفین بدن بین سر و باله های سینه ای قرار دارند. این راسته شامل 4 خانواده و 69 گونه است. دانه های برقی به دلیل توانایی خود در تولید بار الکتریکی شناخته می شوند که ولتاژ آن (بسته به نوع) از 8 تا 220 ولت متغیر است. ماهی های گز از آن به صورت دفاعی استفاده می کنند و می توانند طعمه یا دشمنان را بیهوش کنند. آنها در آب های گرمسیری و نیمه گرمسیری تمام اقیانوس ها زندگی می کنند

طول مارماهی برقی از 1 تا 3 متر، وزن تا 40 کیلوگرم. مارماهی برقی پوستی برهنه و بدون فلس دارد و بدن آن بسیار کشیده و در جلو گرد و تا حدودی در قسمت پشت فشرده شده است. رنگ مارماهی برقی بالغ قهوه ای زیتونی، زیر سر و گلو نارنجی روشن، لبه باله مقعدی روشن و چشم ها سبز زمردی است. تخلیه ای با ولتاژ تا 1300 ولت و جریان تا 1 آمپر ایجاد می کند. بار مثبت در جلوی بدنه و بار منفی در پشت است. اندام های الکتریکی توسط مارماهی برای محافظت در برابر دشمنان و برای فلج کردن طعمه که عمدتاً از ماهی های کوچک تشکیل شده است استفاده می شود.

مگس گیر ناهید گیاهی علفی کوچک با گل سرخی از 4 تا 7 برگ است که از یک ساقه کوتاه زیرزمینی رشد می کند. ساقه پیازی است. اندازه برگها از سه تا هفت سانتی متر متغیر است، بسته به زمان سال، برگهای تله بلند معمولاً پس از گلدهی تشکیل می شوند. در طبیعت از حشرات تغذیه می کند. حرکت برگ ها به دلیل یک ضربه الکتریکی اتفاق می افتد.

Mimosa pudica یک اثبات بصری عالی برای تجلی جریان های عمل در گیاهان مکانیسم چین خوردگی برگ تحت تأثیر محرک های خارجی در Mimosa pudica است که دارای بافت هایی است که می تواند به شدت منقبض شود. اگر جسم خارجی را به برگ های آن بیاورید، بسته می شوند. نام این گیاه از اینجا آمده است.

با تهیه این ارائه، چیزهای زیادی در مورد موجودات موجود در طبیعت و نحوه استفاده آنها از برق در زندگی خود آموختم.

منابع http://wildwildworld.net.ua/articles/elektricheskii-skat http://flowerrr.ru/venerina-muholovka http:// www.valleyflora.ru/16.html https://ru.wikipedia.org

ما همچنان به انتشار سخنرانی های علوم عامه که توسط معلمان جوان دانشگاه که از بنیاد خیریه V. Potanin کمک مالی دریافت کرده اند، ارائه می کنیم. این بار خلاصه ای از سخنرانی استادیار گروه فیزیولوژی انسان و حیوان در دانشگاه دولتی ساراتوف را به خوانندگان خود ارائه می کنیم. N. G. Chernyshevsky کاندیدای علوم زیستی Oksana Semyachkina-Glushkovskaya.

نیروگاه های زنده

الکتریسیته نقشی گاه نامرئی اما حیاتی در وجود بسیاری از موجودات از جمله انسان دارد.

با کمال تعجب، الکتریسیته به لطف حیوانات، به ویژه ماهی های برقی وارد زندگی ما شد. به عنوان مثال، جهت الکتروفیزیولوژیک در پزشکی مبتنی بر استفاده از نخ های برقی در روش های پزشکی است. منابع زنده الکتریسیته اولین بار توسط پزشک معروف رومی باستان کلودیوس جالینوس وارد عمل پزشکی او شد. جالینوس، پسر یک معمار ثروتمند، همراه با تحصیلات خوب، میراث چشمگیری دریافت کرد که به او اجازه داد چندین سال در سواحل دریای مدیترانه سفر کند. روزی جالینوس در یکی از دهکده‌های کوچک منظره عجیبی دید: دو نفر از ساکنان محلی در حالی که خارهایی به سرشان بسته بودند به سمت او می‌رفتند. این "مسکن" برای درمان زخم های گلادیاتورها در رم، جایی که جالینوس پس از اتمام سفر خود به آنجا بازگشت، کاربرد پیدا کرد. روش های عجیب و غریب فیزیوتراپی به قدری مؤثر بود که حتی امپراتور مارک آنتونی که از کمردرد رنج می برد، خطر استفاده از روش غیرمعمول درمان را گرفت. پس از رهایی از یک بیماری ناتوان کننده، امپراتور جالینوس را به عنوان پزشک شخصی خود منصوب کرد.

با این حال، بسیاری از ماهی های برقی از برق برای مقاصد دور از صلح استفاده می کنند، به ویژه برای کشتن طعمه خود.

برای اولین بار، اروپایی ها با نیروگاه های هیولایی زنده در جنگل های آمریکای جنوبی مواجه شدند. گروهی از ماجراجویان که به بخش بالایی آمازون نفوذ کردند، با نهرهای کوچک زیادی برخورد کردند. اما به محض اینکه یکی از اعضای اعزامی پا به آب گرم نهر گذاشت، بیهوش شد و دو روز در این حالت ماند. همه چیز در مورد مارماهی های الکتریکی بود که در این عرض های جغرافیایی زندگی می کنند. مارماهی‌های الکتریکی آمازونی که طول آن به سه متر می‌رسد، قادر به تولید برق با ولتاژ بیش از 550 ولت هستند. شوک الکتریکی در آب شیرین، طعمه‌ای را که معمولاً از ماهی و قورباغه تشکیل می‌شود، بی‌حس می‌کند، اما می‌تواند باعث مرگ یک فرد و حتی یک انسان شود. اسب اگر در لحظه تخلیه مارماهی نزدیک باشد

اگر اتفاق شگفت انگیزی که برای همسر پروفسور معروف بولونیایی لوئیجی گالوانی رخ نمی داد، چه زمانی بشریت به طور جدی برق مصرف می کرد. بر کسی پوشیده نیست که ایتالیایی ها به دلیل سلیقه گسترده خود مشهور هستند. بنابراین، آنها از بازی گاهی اوقات با پاهای قورباغه بیزار نیستند. روز طوفانی بود و باد شدیدی می وزید. زمانی که سنورا گالوانی وارد قصابی شد، تصویری وحشتناک در چشمانش آشکار شد. پاهای قورباغه های مرده که انگار زنده اند، وقتی با باد شدیدی به نرده های آهنی دست می زدند، تکان می خورد. سنورا شوهرش را با داستان هایش در مورد نزدیکی قصاب به ارواح شیطانی بسیار آزار داد که پروفسور تصمیم گرفت خودش بفهمد واقعاً چه خبر است.

این همان موقعیت بسیار خوشحال کننده بود که بلافاصله زندگی آناتومیست و فیزیولوژیست ایتالیایی را تغییر داد. گالوانی پس از آوردن پاهای قورباغه به خانه، از صحت سخنان همسرش متقاعد شد: وقتی به اشیاء آهنی دست می زدند، آنها واقعاً تکان می خوردند. در آن زمان استاد تنها 34 سال داشت. او 25 سال بعد را صرف یافتن توضیحی معقول برای این پدیده شگفت انگیز کرد. نتیجه سالها کار کتاب «رساله‌هایی درباره قدرت الکتریسیته در حرکت عضلانی» بود که به یک پرفروش واقعی تبدیل شد و ذهن بسیاری از محققان را به هیجان آورد. برای اولین بار آنها شروع به صحبت در مورد این واقعیت کردند که در هر یک از ما برق وجود دارد و این اعصاب هستند که نوعی "سیم برق" هستند. به نظر گالوانی این بود که ماهیچه ها برق را در خود جمع می کنند و وقتی منقبض می شوند آن را ساطع می کنند. این فرضیه به تحقیقات بیشتری نیاز داشت. اما وقایع سیاسی مرتبط با به قدرت رسیدن ناپلئون بناپارت مانع از تکمیل آزمایشات پروفسور شد. گالوانی به دلیل آزاداندیشی از دانشگاه اخراج شد و یک سال پس از این حوادث تلخ در سن شصت و یک سالگی درگذشت.

با این حال، سرنوشت آرزو کرد که آثار گالوانی ادامه خود را پیدا کند. الساندرو ولتا، هموطن گالوانی، پس از خواندن کتاب او، به این ایده رسید که فرآیندهای شیمیایی اساس الکتریسیته زنده هستند و نمونه اولیه باتری هایی را که ما با آنها آشنا هستیم، ایجاد کرد.

بیوشیمی برق

دو قرن دیگر گذشت تا بشریت بتواند راز برق زنده را کشف کند. تا قبل از اختراع میکروسکوپ الکترونی، دانشمندان حتی نمی‌توانستند تصور کنند که یک "رسوم" واقعی در اطراف سلول با قوانین سختگیرانه "کنترل گذرنامه" خود وجود دارد. غشای سلول حیوانی یک پوسته نازک است که با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست، با داشتن خواص نیمه تراوا، ضامن قابل اعتمادی برای حفظ بقای سلول (حفظ هموستاز آن) است.

اما به برق برگردیم. رابطه بین غشای سلولی و الکتریسیته زنده چیست؟

بنابراین، نیمه اول قرن بیستم، 1936. جان یانگ جانورشناس در انگلستان روشی را برای تشریح رشته عصبی سفالوپود منتشر کرد. قطر فیبر به 1 میلی متر رسید. این عصب "غول پیکر" که با چشم قابل مشاهده است، توانایی هدایت الکتریسیته را حتی در خارج از بدن در آب دریا حفظ می کند. این همان "کلید طلایی" است که با کمک آن دری به اسرار برق زنده باز می شود. تنها سه سال گذشت و هموطنان یونگ - پروفسور اندرو هاکسلی و شاگردش آلن هاجکین، مسلح به الکترود، یک سری آزمایشات را روی این عصب انجام دادند که نتایج آن جهان بینی را تغییر داد و "چراغ سبز" را در مسیر الکتروفیزیولوژی

نقطه شروع در این مطالعات کتاب گالوانی بود، یعنی توصیف او از جریان آسیب: اگر ماهیچه ای قطع شود، جریان الکتریکی از آن خارج می شود و انقباض آن را تحریک می کند. هاکسلی برای تکرار این آزمایشات روی عصب، غشای سلول عصبی را با دو الکترود نازک به اندازه مو سوراخ کرد و به این ترتیب آنها را در محتویات آن (سیتوپلاسم) قرار داد. اما بدشانسی! او قادر به ثبت سیگنال های الکتریکی نبود. سپس الکترودها را بیرون آورد و روی سطح عصب قرار داد. نتایج غم انگیز بود: مطلقاً هیچ. به نظر می رسید که ثروت از دانشمندان دور شده است. آخرین گزینه باقی مانده است - یک الکترود را در داخل عصب قرار دهید و دیگری را روی سطح آن بگذارید. و اینجاست، یک موقعیت شاد! تنها پس از 0.0003 ثانیه، یک ضربه الکتریکی از یک سلول زنده ثبت شد. واضح بود که در چنین لحظه ای انگیزه نمی تواند دوباره ایجاد شود. این فقط یک چیز داشت: بار روی یک سلول در حال استراحت و آسیب نخورده متمرکز بود.

در سال‌های بعد، آزمایش‌های مشابهی روی سلول‌های بی‌شماری دیگر انجام شد. معلوم شد که همه سلول ها باردار هستند و بار غشا یک ویژگی جدایی ناپذیر از زندگی آن است. تا زمانی که سلول زنده است، شارژ دارد. با این حال، هنوز مشخص نبود که سلول چگونه شارژ می شود؟ مدتها قبل از آزمایشات هاکسلی، فیزیولوژیست روسی N. A. Bernstein (1896-1966) کتاب خود را با عنوان "Electrobiology" (1912) منتشر کرد. در آن، مانند یک بیننده، او از نظر تئوری راز اصلی الکتریسیته زنده - مکانیسم های بیوشیمیایی تشکیل بار سلولی را فاش کرد. با کمال تعجب، چند سال بعد این فرضیه به طور درخشان در آزمایشات هاکسلی تأیید شد و به همین دلیل جایزه نوبل به او اعطا شد. پس این مکانیسم ها چیست؟

همانطور که می دانید، همه چیز مبتکرانه ساده است. معلوم شد در این مورد هم همینطور است. بدن ما از 70 درصد آب یا بهتر است بگوییم محلولی از نمک ها و پروتئین ها تشکیل شده است. اگر به داخل سلول نگاه کنید، معلوم می شود که محتویات آن با یون های K + اشباع شده است (حدود 50 برابر بیشتر از داخل سلول وجود دارد). بین سلول ها، در فضای بین سلولی، یون های Na + غالب هستند (در اینجا حدود 20 برابر بیشتر از سلول وجود دارد). چنین عدم تعادلی به طور فعال توسط غشاء حفظ می شود که مانند یک تنظیم کننده به برخی از یون ها اجازه می دهد از "دروازه" خود عبور کنند و به دیگران اجازه عبور نمی دهد.

غشاء، مانند یک کیک اسفنجی، از دو لایه شل از چربی های پیچیده (فسفولیپیدها) تشکیل شده است که ضخامت آنها مانند دانه ها توسط پروتئین هایی نفوذ می کند که عملکردهای گسترده ای را انجام می دهند، به ویژه آنها می توانند به عنوان نوعی "دروازه" عمل کنند. یا کانال ها این پروتئین ها سوراخ هایی در داخل خود دارند که می توانند با استفاده از مکانیسم های خاصی باز و بسته شوند. هر نوع یون کانال های مخصوص به خود را دارد. به عنوان مثال، حرکت یون های K + فقط از طریق کانال های K + و Na + - از طریق کانال های Na + امکان پذیر است.

هنگامی که سلول در حال استراحت است، چراغ سبز برای یون های K + روشن می شود و آنها آزادانه از طریق کانال های خود سلول را ترک می کنند و به سمت جایی که تعداد کمی از آنها وجود دارد می روند تا غلظت خود را متعادل کنند. تجربه مدرسه خود را در فیزیک به یاد دارید؟ اگر یک لیوان آب بردارید و پرمنگنات پتاسیم رقیق شده (پرمنگنات پتاسیم) را داخل آن بریزید، پس از مدتی مولکول های رنگ به طور مساوی تمام حجم لیوان را پر می کنند و آب را صورتی می کنند. یک نمونه کلاسیک از انتشار. به روشی مشابه، این اتفاق در مورد یون های K + که در سلول بیش از حد هستند و همیشه یک خروجی آزاد از طریق غشاء دارند، اتفاق می افتد. یون های Na+، مانند یک شخص غیر ارادی، از غشای سلولی در حال استراحت امتیازی ندارند. در این لحظه، غشاء برای آنها مانند یک قلعه غیرقابل تسخیر است که نفوذ به آن تقریبا غیرممکن است، زیرا تمام کانال های Na + بسته هستند.

اما شما می گویید برق چه ربطی به آن دارد؟ موضوع این است که همانطور که در بالا ذکر شد، بدن ما از نمک ها و پروتئین های محلول تشکیل شده است. در این مورد ما در مورد نمک صحبت می کنیم. نمک محلول چیست؟ این دو کاتیون های مثبت به هم پیوسته و آنیون های اسیدی منفی است. به عنوان مثال، محلول کلرید پتاسیم K + و کلر و غیره است. به هر حال، محلول نمکی که به طور گسترده در پزشکی برای انفوزیون داخل وریدی استفاده می شود، محلولی از کلرید سدیم - NaCl (نمک غذا) با غلظت 0.9 درصد

در شرایط طبیعی، یون های K + یا Na + به تنهایی وجود ندارند، آنها همیشه با آنیون های اسیدی یافت می شوند - SO 4 2–، Cl –، PO 4 3–، و غیره، و در شرایط عادی غشاء نسبت به منفی نفوذ ناپذیر است. ذرات. این بدان معنی است که وقتی یون های K + از طریق کانال های خود حرکت می کنند، آنیون های مرتبط با آنها، مانند آهن ربا، در پشت آنها کشیده می شوند، اما، که نمی توانند خارج شوند، در سطح داخلی غشاء جمع می شوند. از آنجایی که یون های Na +، یعنی ذرات با بار مثبت، در خارج از سلول، در فضای بین سلولی غالب هستند، به علاوه یون های K + دائماً به آنها نشت می کنند، یک بار مثبت اضافی در سطح بیرونی غشاء متمرکز می شود و یک بار منفی در سطح بیرونی غشاء متمرکز می شود. سطح داخلی آن بنابراین یک سلول در حالت استراحت "به طور مصنوعی" عدم تعادل دو یون مهم - K + و Na + را مهار می کند که به دلیل آن غشاء به دلیل تفاوت بارها در هر دو طرف قطبی می شود. بار حالت استراحت سلول را پتانسیل غشاء استراحت می نامند که تقریباً 70- میلی ولت است. این قدر بار بود که اولین بار توسط هاکسلی روی عصب غول پیکر یک نرم تن ثبت شد.

وقتی مشخص شد که "الکتریسیته" در یک سلول در حال استراحت از کجا می آید، بلافاصله این سوال مطرح شد: اگر سلول کار می کند، مثلاً وقتی ماهیچه های ما منقبض می شوند، کجا می رود؟ حقیقت روی سطح بود. کافی بود در لحظه هیجان سلول به داخل سلول نگاهی انداخت. هنگامی که یک سلول به تأثیرات خارجی یا داخلی واکنش نشان می دهد، در آن لحظه تمام کانال های Na + با سرعت رعد و برق باز می شوند، گویی به دستور، و یون های Na + مانند یک گلوله برفی در کسری از ثانیه به داخل سلول می روند. بنابراین، در یک لحظه، در حالت تحریک سلولی، یون های Na + غلظت خود را در دو طرف غشاء متعادل می کنند، یون های K + همچنان به آرامی سلول را ترک می کنند. انتشار یون های K+ آنقدر آهسته است که وقتی یون Na+ در نهایت از دیواره های غیرقابل نفوذ غشاء می شکند، هنوز تعداد زیادی از آنها در آنجا باقی می مانند. اکنون در داخل سلول، یعنی در سطح داخلی غشاء، بار مثبت اضافی متمرکز خواهد شد. در سطح بیرونی آن یک بار منفی وجود خواهد داشت، زیرا، مانند مورد K +، یک ارتش کامل از آنیون های منفی پشت Na + هجوم می آورند، که غشاء هنوز برای آن غیر قابل نفوذ است. این "قطعات" نمک ها که روی سطح بیرونی آن توسط نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی نگه داشته می شوند، یک میدان الکتریکی منفی در اینجا ایجاد می کنند. این بدان معنی است که در لحظه تحریک سلول، ما یک معکوس بار، یعنی تغییر علامت آن به علامت مخالف را مشاهده خواهیم کرد. این توضیح می دهد که چرا وقتی یک سلول برانگیخته می شود، بار از منفی به مثبت تغییر می کند.

نکته مهم دیگری نیز وجود دارد که گالوانی در زمان های قدیم آن را بیان کرده است، اما نمی تواند به درستی توضیح دهد. وقتی گالوانی به عضله آسیب رساند، منقبض شد. سپس به نظرش رسید که این یک جریان آسیب است و از عضله "بیرون می ریزد". کلامش تا حدی نبوی بود. سلول در واقع در هنگام کار شارژ خود را از دست می دهد. بار فقط زمانی وجود دارد که بین غلظت یون های Na + / K + اختلاف وجود داشته باشد. هنگامی که سلول برانگیخته می شود، تعداد یون های Na + در دو طرف غشاء یکسان است و K + به یک حالت تمایل دارد. به همین دلیل است که وقتی سلول برانگیخته می شود، بار کاهش می یابد و برابر با 40+ میلی ولت می شود.

وقتی معمای "تحریک" حل شد، به ناچار یک سوال دیگر مطرح شد: چگونه سلول به حالت عادی باز می گردد؟ چگونه شارژ دوباره روی آن ظاهر می شود؟ از این گذشته ، او بعد از کار نمی میرد. و در واقع، چند سال بعد آنها این مکانیسم را پیدا کردند. معلوم شد که این یک پروتئین جاسازی شده در غشاء است، اما یک پروتئین غیر معمول بود. از یک طرف شبیه سنجاب های کانال بود. از سوی دیگر، برخلاف برادرانش، این پروتئین «هزینه زیادی برای کار خود دارد»، یعنی انرژی، که برای سلول بسیار ارزشمند است. علاوه بر این، انرژی مناسب برای عملکرد آن باید خاص باشد، به شکل مولکول های ATP (آدنوزین تری فسفریک اسید). این مولکول ها به طور ویژه در "ایستگاه های انرژی" سلول - میتوکندری سنتز می شوند، با دقت در آنجا ذخیره می شوند و در صورت لزوم با کمک حامل های ویژه به مقصد تحویل می شوند. انرژی حاصل از این "کلاهک ها" در حین تجزیه آنها آزاد می شود و صرف نیازهای مختلف سلول می شود. به ویژه، در مورد ما، این انرژی برای کار پروتئینی به نام Na/K-ATPase مورد نیاز است که وظیفه اصلی آن مانند یک شاتل انتقال Na + به خارج از سلول و K + در مقابل است. جهت.

بنابراین، برای بازگرداندن قدرت از دست رفته، باید کار کنید. در مورد آن فکر کنید، یک پارادوکس واقعی در اینجا پنهان است. هنگامی که یک سلول کار می کند، این فرآیند به صورت غیرفعال در سطح غشای سلولی رخ می دهد و برای استراحت، نیاز به انرژی دارد.

چگونه اعصاب با یکدیگر "صحبت" می کنند

اگر انگشت خود را تیز کنید، دستتان فوراً کنار می رود. یعنی با تأثیر مکانیکی بر گیرنده های پوست، تحریکی که در یک نقطه موضعی مشخص ایجاد می شود به مغز می رسد و به اطراف باز می گردد تا بتوانیم به اندازه کافی به موقعیت واکنش نشان دهیم. این نمونه ای از یک پاسخ ذاتی یا رفلکس های بدون قید و شرط است که شامل بسیاری از پاسخ های دفاعی مانند پلک زدن، سرفه، عطسه، خاراندن و غیره است.

چگونه برانگیختگی که روی غشای یک سلول به وجود آمده است، می تواند ادامه یابد؟ قبل از پاسخ به این سوال، بیایید با ساختار یک سلول عصبی - یک نورون آشنا شویم که معنای "زندگی" آن انجام تحریک یا تکانه های عصبی است.

بنابراین، یک نورون، مانند یک دنباله دار پرنده، از یک بدن سلول عصبی تشکیل شده است که در اطراف آن فرآیندهای کوچک زیادی وجود دارد - دندریت ها، و یک "دم" طولانی - یک آکسون. این فرآیندها هستند که به عنوان نوعی سیم عمل می کنند که از طریق آنها "جریان زنده" جریان می یابد. از آنجایی که کل این ساختار پیچیده یک سلول واحد است، فرآیندهای یک نورون دارای مجموعه ای از یون های مشابه بدن آن است. فرآیند تحریک ناحیه محلی یک نورون چیست؟ این نوعی اختلال در "آرامش" محیط خارجی و داخلی آن است که به صورت حرکت جهت دار یون ها بیان می شود. برانگیختگی در محلی که محرک رخ داده است، طبق اصول مشابه در این ناحیه بیشتر در امتداد زنجیره گسترش می یابد. فقط در حال حاضر محرک برای مناطق همسایه یک محرک خارجی نخواهد بود، بلکه فرآیندهای داخلی ناشی از جریان یون های Na + و K + و تغییرات در بار غشا خواهد بود. این فرآیند شبیه به نحوه انتشار امواج از سنگریزه پرتاب شده در آب است. درست مانند یک سنگریزه، جریانهای زیستی در امتداد غشای فیبر عصبی به صورت امواج دایره ای پخش می شوند و باعث تحریک مناطق دورتر می شوند.

در آزمایش، تحریک از یک نقطه محلی بیشتر در هر دو جهت منتشر می شود. در شرایط واقعی، تکانه های عصبی به صورت یک طرفه انجام می شود. این به این دلیل است که منطقه ای که کار شده نیاز به استراحت دارد. و بقیه یک سلول عصبی، همانطور که قبلا می دانیم، فعال است و با مصرف انرژی مرتبط است. برانگیختگی یک سلول «از دست دادن» بار آن است. به همین دلیل است که به محض اینکه یک سلول کار می کند، توانایی آن برای تحریک به شدت کاهش می یابد. این دوره از کلمه فرانسوی نسوز نامیده می شود نسوز- بی پاسخ چنین مصونیتی می‌تواند مطلق (بلافاصله پس از تحریک) یا نسبی باشد (به عنوان بار غشایی بازیابی می‌شود)، زمانی که امکان ایجاد پاسخ وجود دارد، اما توسط محرک‌های بیش از حد قوی.

اگر از خود بپرسید مغز ما چه رنگی است، معلوم می شود که اکثریت قریب به اتفاق آن، به استثنای چند مورد، خاکستری و سفید است. بدن و فرآیندهای کوتاه سلول های عصبی خاکستری و فرآیندهای طولانی سفید هستند. آنها سفید هستند زیرا عایق اضافی در بالای آنها به شکل پدهای "چربی" یا میلین وجود دارد. این بالش ها از کجا می آیند؟ در اطراف نورون سلول های خاصی وجود دارد که به نام نوروفیزیولوژیست آلمانی که اولین بار آنها را توصیف کرد - سلول های شوان وجود دارد. آنها مانند دایه ها به رشد نورون کمک می کنند و به ویژه میلین ترشح می کنند که نوعی "چربی" یا لیپید است که با دقت نواحی نورون در حال رشد را می پوشاند. با این حال، این لباس تمام سطح فرآیند طولانی را پوشش نمی دهد، بلکه مناطق جداگانه ای را پوشش می دهد که بین آنها آکسون برهنه باقی می ماند. نواحی در معرض دید را گره های رانویر می نامند.

جالب است، اما سرعت برانگیختگی بستگی به نحوه "لباس" فرآیند عصبی دارد. حدس زدن دشوار نیست - یک "یونیفرم" ویژه برای افزایش کارایی عبور جریان های زیستی در امتداد عصب وجود دارد. در واقع، اگر در دندریت های خاکستری، تحریک مانند یک لاک پشت (از 0.5 تا 3 متر بر ثانیه) حرکت کند، به طور متوالی، بدون از دست دادن یک بخش، سپس در آکسون سفید تکانه های عصبی در امتداد مناطق "لخت" رانویر می پرند، که به طور قابل توجهی افزایش می یابد. سرعت هدایت آنها تا 120 متر بر ثانیه است. چنین اعصاب سریع عمدتاً ماهیچه ها را عصب می کنند و از بدن محافظت می کنند. اندام های داخلی به چنین سرعتی نیاز ندارند. به عنوان مثال، مثانه می تواند برای مدت طولانی کشیده شود و تکانه هایی را در مورد سرریزش ارسال کند، در حالی که دست باید فوراً از آتش خارج شود، در غیر این صورت آسیب را تهدید می کند.

وزن مغز بالغ به طور متوسط ​​1300 گرم است. چنین تعداد زیادی نورون! تحریک با چه مکانیسم هایی از یک سلول به سلول دیگر منتقل می شود؟

کشف رمز و راز ارتباط در سیستم عصبی تاریخ خاص خود را دارد. در اواسط قرن نوزدهم، کلود برنارد فیزیولوژیست فرانسوی یک بسته ارزشمند از آمریکای جنوبی دریافت کرد که حاوی سم کورار بود، همان سمی که سرخپوستان برای آغشته کردن نوک پیکان خود از آن استفاده می کردند. این دانشمند مشتاق مطالعه اثرات سموم بر بدن بود. مشخص بود که حیوانی که با چنین سمی برخورد می کند به دلیل فلج شدن ماهیچه های تنفسی در اثر خفگی جان خود را از دست می دهد، اما هیچ کس دقیقاً نمی دانست که قاتل رعد و برق چگونه کار می کند. برای درک این موضوع، برنارد یک آزمایش ساده انجام داد. او سم را در ظرف پتری حل کرد، ماهیچه ای با عصب در آنجا گذاشت و دید که اگر فقط عصب در سم فرو برود، عضله سالم می ماند و می تواند کار کند. اگر فقط یک عضله را با سم مسموم کنید، حتی در این مورد نیز توانایی انقباض آن حفظ می شود. و تنها زمانی که ناحیه بین عصب و عضله در سم قرار گرفت، یک تصویر معمولی از مسمومیت مشاهده شد: عضله حتی تحت تأثیرات الکتریکی بسیار قوی قادر به انقباض نبود. مشخص شد که بین عصب و عضله "شکاف" وجود دارد، جایی که سم عمل می کند.

معلوم شد که چنین "شکاف هایی" را می توان در هر نقطه از بدن یافت. مواد دیگری مانند نیکوتین نیز یافت شد که به طور انتخابی بر روی مکان های مرموز بین عصب و عضله اثر می گذاشت و باعث انقباض آن می شد. در ابتدا این اتصالات نامرئی ارتباط میونورال نامیده شد و بعدها چارلز شرینگتون، فیزیولوژیست عصبی انگلیسی، نام سیناپس را از کلمه لاتین به آنها داد. سیناپسیس- اتصال، اتصال. با این حال، نکته پایانی در این داستان توسط Otto Lewy، داروشناس اتریشی مطرح شد که توانست واسطه ای بین عصب و عضله پیدا کند. آنها می گویند که او در خواب دیده است که ماده خاصی از عصب "بیرون می ریزد" و باعث می شود ماهیچه کار کند. صبح روز بعد، او قاطعانه تصمیم گرفت: او باید به دنبال این ماده خاص بگردد. و او آن را پیدا کرد! معلوم شد که همه چیز بسیار ساده است. لوی دو قلب گرفت و بزرگترین عصب را روی یکی از آنها جدا کرد - عصب واگ. از قبل پیش بینی کرد که چیزی از آن متمایز خواهد شد، این دو "موتور عضلانی" را با یک سیستم لوله وصل کرد و شروع به تحریک عصب کرد. لوی می‌دانست که عصبانیتش قلبش را متوقف کرده است. با این حال، نه تنها قلبی که عصب تحریک شده روی آن عمل می کرد، متوقف شد، بلکه قلب دوم نیز با محلول به آن متصل شد. کمی بعد، لوی موفق شد این ماده را به شکل خالص آن که "استیل کولین" نامیده می شد، جدا کند. بنابراین، شواهد غیرقابل انکاری از وجود یک واسطه در "مکالمه" بین عصب و عضله یافت شد. این کشف برنده جایزه نوبل شد.

و بعد همه چیز خیلی سریعتر پیش رفت. معلوم شد که اصل ارتباط بین اعصاب و عضلات کشف شده توسط لوی جهانی است. با کمک چنین سیستمی نه تنها اعصاب و ماهیچه ها ارتباط برقرار می کنند، بلکه خود اعصاب نیز با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. با این حال، علیرغم این واقعیت که اصل چنین ارتباطی یکسان است، واسطه ها یا، همانطور که بعداً نامیده شدند، واسطه ها (از کلمه لاتین واسطه- واسطه)، ممکن است متفاوت باشد. هر عصب خود را دارد، مانند یک پاس. این الگو توسط هنری دیل، فارماکولوژیست انگلیسی، ایجاد شد و به همین دلیل جایزه نوبل را نیز دریافت کرد. بنابراین، زبان ارتباطات عصبی روشن شد.

سیناپس چگونه کار می کند؟

اگر از طریق میکروسکوپ الکترونی به یک نورون نگاه کنیم، خواهیم دید که مانند یک درخت کریسمس است که همه با نوعی دکمه آویزان شده است. می‌تواند تا 10000 «دکمه» یا همان‌طور که حدس زده‌اید، سیناپس‌ها روی یکی از آنها وجود داشته باشد. چه خواهیم دید؟ در قسمت انتهایی نورون، فرآیند طولانی ضخیم می شود، بنابراین به شکل یک دکمه برای ما ظاهر می شود. در این ضخیم شدن، به نظر می رسد آکسون نازک تر شده و پوشش سفید خود را به شکل میلین از دست می دهد. در داخل "دکمه" تعداد زیادی حباب پر از مقداری ماده وجود دارد. در سال 1954، جورج پالاد حدس زد که این مکان چیزی جز انباری برای میانجیگران نیست (20 سال بعد به خاطر این حدس به او جایزه نوبل اعطا شد). هنگامی که تحریک به ایستگاه پایانی فرآیند طولانی می رسد، واسطه ها از حبس خود رها می شوند. برای این کار از یون های Ca 2+ استفاده می شود. با حرکت به سمت غشاء، با آن ادغام می شوند، سپس می ترکند (اگزوسیتوز) و فرستنده تحت فشار وارد فضای بین دو سلول عصبی می شود که به آن شکاف سیناپسی می گویند. ناچیز است، بنابراین مولکول های واسطه به سرعت به غشای نورون همسایه می رسند، که به نوبه خود آنتن ها یا گیرنده های خاصی (از کلمه لاتین recipio - گرفتن، پذیرش) وجود دارد که واسطه را جذب می کند. این طبق اصل "کلید قفل" اتفاق می افتد - شکل هندسی گیرنده کاملاً با شکل واسطه مطابقت دارد. پس از رد و بدل کردن "دست دادن"، واسطه و گیرنده مجبور به جدایی می شوند. ملاقات آنها بسیار کوتاه و آخرین برای میانجی است. فقط یک ثانیه برای فرستنده کافی است تا بر روی یک نورون همسایه تحریک شود و پس از آن با استفاده از مکانیسم های خاص از بین می رود. و سپس این داستان بارها و بارها تکرار خواهد شد، و بنابراین الکتریسیته زنده بی نهایت در امتداد "سیم های عصبی" حرکت می کند، اسرار بسیاری را از ما پنهان می کند و در نتیجه ما را با رمز و راز خود جذب می کند.

آیا لازم است در مورد اهمیت اکتشافات در زمینه الکتروفیزیولوژی صحبت کنیم؟ کافی است بگوییم که هفت جایزه نوبل برای برداشتن پرده از دنیای برق زنده اهدا شد. امروزه، سهم شیر صنعت داروسازی بر اساس این اکتشافات اساسی بنا شده است. به عنوان مثال، اکنون رفتن به دندانپزشک آنقدرها هم سخت نیست. یک بار تزریق لیدوکائین - و کانال های Na + در محل تزریق به طور موقت مسدود می شود. و دیگر اعمال دردناکی را احساس نخواهید کرد. معده درد دارید، پزشک داروهایی را تجویز می کند (no-spa، پاپاورین، پلاتیفیلین، و غیره) که اساس آن مسدود شدن گیرنده ها است به طوری که واسطه استیل کولین، که باعث بسیاری از فرآیندها در دستگاه گوارش می شود، نمی تواند با آن تماس بگیرد. اخیراً، مجموعه ای از داروهای دارویی با اثر مرکزی با هدف بهبود حافظه، عملکرد گفتار و فعالیت ذهنی به طور فعال در حال توسعه هستند.