เซลล์ประสาท (Neuron) 

เซลล์ประสาท (neuron) ประกอบด้วยโครงสร้าง 2 ส่วน คือ 

1) ตัวเซลล์ประสาท (cell body) มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 4-25 ไมโครเมตร ประกอบด้วย

- นิวเคลียส (nucleus)

- ไซโทพลาสซึม (cytoplasm) มีโครงสร้างสำคัญได้แก่ ไมโทคอนเดรีย และ นิสซึลบอดี (nissl body) เป็นจุดสีน้ำเงินถ้าดูด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนจะเห็นเป็น RER ซึ่งมีไรโบโซมเกาะอยู่เป็นจำนวนมาก นอกจากนี้ยังมีไรโบโซมอิสระกระจายอยู่รอบๆ ทำหน้าที่สั้งเคราะห์โปรตีนออกไปใช้ตามแอกซอน (axon)

2) ใยประสาท (nerve fiber)

- เดนไดรต์ (dendrite) คือ ใยประสาทที่นำกระแสประสาทเข้าสู่ตัวเซลล์

- แอกซอน (axon) คือ ใยประสาทที่นำกระแสประสาทออกจากตัวเซลล์

ข้อเปรียบเทียบระหว่างเดนไดรต์กับแอกซอน

1) เดนไดรต์มักจะมีจำนวนใยประสาทมากกว่าแอกซฮน

2) เดนไดรต์มักจะมีความยาวของใยประสาทสันกว่าแอกซอน

3) เดนไดรต์มักจะไม่มีเยื่อไมอีลินมาห่อหุ้มเหมือนแอกซฮน ยกเว้นเดนไดรต์ที่ยาว

4) เดนไดรต์มี nissl body ส่วนแอกซอนไม่มี

5) เดนไดรต์ไม่มีสารสื่อประสาท ส่วนแอกซอนมีสารสื่อประสาท

6) เดนไดรต์ส่งกระแสประสาทเข้าสู่ตัวเซลล์ ในขณะที่แอกซอนนำกระแสประสาทออกจากเซลล์

การจำแนกเซลล์ประสาท

1) จำแนกตามจำนวนขั้ว มี 3 แบบ คือ

- เซลล์ประสาท 1 ขั้ว (unipolar neuron) ได้แก่ เซลล์รับความรู้สึกที่มีตัวเซลล์อยู่ที่ปมรากบนของไขสันหลัง

- เซลล์ประสาท 2 ขั้ว (bipolar neuron) ได้แก่ เซลล์รับกลิ่นในจมูก เซลล์ที่เรตินาของนัยน์ตา เซลล์รับเสียงของหูตอนใน

- เซลล์ประสาทหลายขั้ว (multipolar neuron) ได้แก่ เซลล์ประสาทประสานงาน เซลล์สั่งการ (พบในสมองและไขสันหลัง) เซลล์เหล่านี้มีมากที่สุด

2) จำแนกตามหน้าที่การทำงานมี 3 แบบ คือ

- เซลล์รับความรู้สึก (sensory neuron) เป็นเซลล์ที่นำกระแสประสาทจากหน่วยรับความรู้สึกเข้าไขสันหลังและสมอง เซลล์นี้อาจเป็นเซลล์ประสาท 1 ขั้ว หรือ 2 ขั้วก็ได้

- เซลล์ประสาทสั่งการ (motor neuron) เป็นเซลล์ที่นำกระแสประสาทจากสองหรือไขสันหลังไปยังหน่วยปฎิบัติการ เซลล์นี้เป็นเซลล์ประสาทหลายขั้ว

- เซลล์ประสาทประสานงาน (association neuron) เป็นเซลล์ที่รับกระแสประสาทจากเซลล์รับความรู้สึกแล้วส่งกระแสประสาทไปยังเซลล์สั่งการ เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์ประสาทหลายขั้ว

การทำงานร่วมกันของเซลล์ประสาท

เซลล์ประสาทที่ทำงานร่วมกันจะผ่านทางไซแนปส์ (synaps) ซึ่งเป็นช่องว่างเล็กๆที่อยู่ระหว่างเซลล์ประสาทกับเซลล์ประสาท และเซลล์ประสาทกับหน่วยปฎิบัติการ (effectors)

เมื่อกระแสประสาทเคลื่อนที่มาที่ปลายแอกซอน ถุงเล็กๆที่บรรจุสารสื่อประสาท (neurotransmitter) จะเคลื่อนที่ไปรวมกับเยื่อหุ้มเซลล์แล้วปล่อยสารสื่อประสาทแพร่กระจายออกมาข้ามไซแนปส์ไปยังปลายเดนไดรต์ของอีกเซลล์หนึ่ง จากนั้นสารสื่อประสาทก็จะไปเร้าให้มีกระแสประสาทเคลื่อนไปยังเซลล์ประสาทตัวต่อไป

สารสื่อประสาทจำพวกอะซิทิลโคลีน (Acetyl choline) เมื่อไซแนปส์แล้วจะสลายตัวไปโดยการทำงานของเอนไซม์โคลีนเอสเทอเรส (cholinesterase) และสารสื่อประสาทเหล่านี้จะไม่พบที่ปลายของเดนไดรต์

ศูนย์กลางของระบบประสาท

โปรติสต์

- ไม่มีระบบประสาท

- พารามีเซียมใช้เส้นใยประสานงาน (co-ordinating fiber) ควบคุมการโบกพัดของซีเลีย

สัตว์

- ร่างแหประสาท (nerve net) ยังไม่พัฒนามากเพราะ

• ยังไม่มีศูนย์กลางของระบบประสาท
• กระแสประสาทเคลื่อนที่ช้า
• เมื่อถูกกระตุ้นเพียงบริเวณใดบริเวณหนึ่ง จะตอบสนองทั้งอวัยวะหรือร่างกาย
• ทิศทางของกระแสประสาทไม่แน่นอน

ร่างแหประสาทพบในสัตว์กลุ่มไนดาเรีย ดาวทะเล และผนังลำไส้ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง (ช่วยควบคุม peritalsis)

- ปมประสาท (nerve ganglion) และเส้นประสาท (nerve cord)

• พบในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง เช่น พลานาเรีย แมลง ไส้เดือน กุ้ง หอย

- สมอง (brain) และไขสันหลัง (spinal cord)

• สมองและไขสันหลังเจริญมาจากหลอดประสาท (neural tube) ซึ่งมีลักษณะเป็นหลอดยาวไปตามแนวสันหลังตอนเป็นเอ็มบริโอ

สมอง (brain)

- สมองอยู่ภายในกะโหลกศีรษะ

- มีเยื่อหุ้มสมอง (meninges) ปกคลุมเนื้อสมอง แบ่งเป็น 3 ชั้นได้แก่

1. ดูรามาเตอร์ (dura mater) ชั้นนอก

2. อะแรคนอยด์ (arachnoid) ชั้นกลาง

3. เพียมาเตอร์ (pia mater) ชั้นใน

มีของเหลวเรียกว่า cerebrospinal fluid อยู่ภายในโพรงสมอง (ventricle) ทั้งหมด 4 แห่งดังภาพด้านล้าง และแทรกอยู่ระหว่างเยื่อชั้นกลางกับชั้นใน ของเหลวเหล่านี้ช่วยนำออกซิเจนและอาหารมาเลี้ยงเซลล์ประสาท ระบายของสียออกจากเซลล์ และเป็นเสมือนเกราะป้องกันการกระเทือนแก่สมองและไขสันหลัง

- เยื่อหุ้มสมองชั้นใน (pia mater) มีเส้นเลือดมาหล่อเลี้ยงอยู่

โครงสร้างสมอง

- สมองเปลือกนอก (cerebral cortex) เป็นเนื้อสีเทา ประกอบด้วยตัวเซลล์และแอกซอนที่ไม่มีเยื่อไมอีลิน

- สมองด้านในหลายแห่งมีสีขาว ประกอบด้วยใยประสาทที่มีเยื่อไมอีลิน

ส่วนประกอบสมองแบ่งเป็น 3 ส่วน คือสมองส่วนหน้า (forebrain) สมองส่วนกลาง (midbrain) และ สมองส่วนท้าย (hindbrain) ดังภาพ

ตำเเหน่งสมองคน

สมองส่วนหน้า

1. ออลแฟกทอรีบัลบ์ (olfactory bulb) อยู่ด้านหน้าสุด

หน้าที่ เกี่ยวข้องกับการดมกลิ่นโดยปลาและสุนัขจะมีสมองส่วนนี้ขนาดใหญ่ สมองส่วนนี้ในคนจะไม่เจริญเหมือนสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมชนิดอื่น

2. ซีรีบรัม (cerebrum) เป็นสมองที่มีขนาดใหญ่ที่สุด มีรอยหยักมาก ทำหน้าที่

1) เกี่ยวกับความคิด ความจำ และสติปัญญา

2) ศูนย์กลางควบคุมการรับสัมผัสต่างๆ

3) ศูนย์กลางควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อ

4) ศูนย์กลางควบคุมการพูดและการรับรู้ภาษา

5) ศูนย์กลางการมองเห็น การรับรส การได้ยิน และการดมกลิ่น

3. ทาลามัส (thalamus) อยู่เหนือไอโพทาลามัส

หน้าที่ เป็นศูนย์รวมกระแสประสาทที่ผ่านเข้ามาและแยกกระแสประสาทไปยังสมองที่เกี่ยวข้องกับกระแสประสาทนั้น

4. ไฮโพทาลามัส มีหน้าที่

1) มีเซลล์ประสาทที่สร้างฮอร์โมน (neurosecretory cell) มาควบคุมต่อมใต้สมอง

2) เป็นศูนย์ควบคุมอุณหภูมิ อารมณ์ ความรู้สึกทางเพศ

3) ควบคุมการนอนหลับ การเต้นของหัวใจ ความดันเลือด ความหิว ความอิ่ม

สมองส่วนกลาง

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม สมองส่วนกลางจะลดทั้งบทบาทและหน้าที่ลงเหลือเพียงถ่ายทอดกระแสประสาทระหว่างสมองส่วนหน้ากับสมองส่วนท้ายและระหว่างสมองส่วนหน้ากับนัยน์ตา

หน้าที่

1) ควบคุมการเคลื่อนไหวของนัยน์ตา ทำให้ลูกตากลิ้งกลอกได้

2) ควบคุมการเปิดปิดของม่านตา

สมองส่วนท้าย

1. ซีรีเบลลัม (cerebellum) มีคลื่นสมองเช่นเดียวกับซีรีบลัม สมองส่วนนี้เจริญดีที่สุดในพวกนก

หน้าที่ – ควบคุมการทรงตัว

- ควบคุมและประสานงานการเคลื่อนไหวของร่างกายให้เป็นไปอย่างราบรื่นสละสลวยและเที่ยงตรง สามารถทำงานที่ละเอียดอ่อนได้

2. เมดัลลาออบลองกาตา (medulla oblongata)

หน้าที่ เป็นศูนย์ควบคุมระบบประสารทอัตโนมัติต่างๆ

3. พอนส์ (pons)

หน้าที่ – เป็นทางผ่านของกระแสประสาทระหว่างซีรีบรัมกับซีรีเบลลัม และระหว่างซีรีเบลลัมกับไขสันหลัง

- ควบคุมการทำงานบางอย่างเช่น การหลั่งน้ำย่อย การเคี้ยว การเคลื่อนไหวของใบหน้า

เส้นประสาทสมอง (cranial nerves)

เส้นประสาทสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมรวมถึงคนมี 12 คู่ (ปลาและสัตว์สะเทินน้ำสะเทินบกมี 10 คู่)

- เส้นประสาทรับความรู้สึกคือคู่ที่ 1, 2, 8

- เส้นประสาทสั่งการคือคู่ที่ 3, 4, 6, 11, 12

- เส้นประสาทผสมคือคู่ที่ 5, 7, 9, 10

ไขสันหลัง (spinal cord)

- ไขสันหลังอยู่ภายในกระดูกสันหลังที่แบ่งออกเป็นข้อๆ ทั้งหมด 31 ข้อ

- มีเยื่อหุ้มไขสันหลัง 3 ชั้น เช่นเดียวกับเยื่อหุ้มสมอง

- มีน้ำไขสันหลังเรียกว่า cerebrospinal fluid หล่อเลี้ยงอยู่ในช่องกลางไขสันหลัง แทรกระหว่างเยื่อชั้นกลางกับเยื่อชั้นใน

โครงสร้างของไขสันหลัง (ภาคตัดขวาง)

เนื้อสีเทา (ด้านใน)

• มีรูปคล้ายผีเสื้อ
• ปีกบนเรียกว่าดอร์ซัลฮอร์น (dorsal horn)
• ปีกล่างเรียกว่าเวนทรัลฮอร์น (ventral horn)
• มีตัวเซลล์และใยประสาททีทไม่มีเยื่อไมอีลิน

เนื้อสีขาว (ด้านนอก)

• มัดใยประสาทที่ส่งประแสประสาทไปสมอง
• มัดใยประสาทที่นำคำสั่งจากสมองมายังไขสันหลังข้อต่างๆ
• มีใยประสาทที่มีเยื่อไมอีลิน
• ไม่มีตัวเซลล์ประสาท

เส้นประสาทไขสันหลังของคนมี 31 คู่ ทุกคู่เป็นเส้นประสาทผสม

การทำงานของระบบประสาท

ระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังชั้นสูงแบ่งได้เป็น

1. แบ่งตามโครงสร้าง แบ่งได้เป็น 2 ชนิดคือ

1.1 ระบบประสาทส่วนกลาง (central nervous system) ได้แก่สมองและไขสันหลัง

1.2 ระบบประสาทรอบนอก (peripheral nervous system) ได้แก่เส้นประสาทสมองและไขสันหลัง

2. แบ่งตามหน้าที่การทำงาน แบ่งได้เป็น 2 ประเภท คือ

2.1 ระบบประสาทใต้อำนาจจิตใจ (voluntary nervous system) เป็นระบบที่ควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อลาย โดยอาศัยคำสั่งจากสมองส่วนซีรีบรัม (การทำงานของกล้ามเนื้อลายบางชนิดอาจอยู่นอกอำนาจจิตใจเช่น การกระตุกของขาเมื่อถูกเคาะเอ็นที่หัวเข่า)

2.2 ระบบประสาทที่ทำงานนอกอำนาจจิตใจ (involuntary nervous system) หรือระบบประสาทอัติโนวัติ (autonomic nervous system) เป็นระบบที่ควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อหัวใจ กล้ามเนื้อเรียบ และต่อมต่างๆ ประกอบด้วย

• ระบบประสาทซิมพาเทติก (syspathetic system)

- เส้นประสาทที่ควบคุมหน่วยปฏิบัติการมาจากไขสันหลัง

- สารสื่อประสาทที่หลั่งมาควบคุมหน่วยปฎิบัติการได้แก่ อะดรีนาลิน

• ระบบประสาทพาราซิมพาเทติก (parasympathetics system)

- เส้นประสาทที่ควบคุมหน่วยปฏิบัตการมาจากสมองส่วนกลาง เมดัลลาออบลองกาตา และไขสันหลัง

- สารสื่อประสาทที่หลังมาควบคุมหน่วยปฎิบัติการคือ อะซิทิลโคลีน

ข้อสังเกต

1. ทั้งระบบซิมพาเทติกกับพาราซิมพาเทติกเป็นระบบสั่งการประกอบด้วยเซลล์สั่งการ 2 เซลล์ ยกเว้น ยกเว้นอะดรีนัลเมดัลลาจะมีเพียงเซลล์สัง่การชนิดเดียว

2. หน่วยปฏิบัติการที่ถูกควบคุมโดยระบบประสารทซฺมพาเทติกอย่างเดียวไม่มีระบบประสาทพาราซิมพาเทติกมาควบคุมได้แก่ อะดรีนัลเมดัลลา และต่อมเหงื่อ

วงจรการทำงานของเซลล์ประสาท

รีเฟลกซ์อาร์ก (reflex arc) คือวงจรการทำงานของเซลล์ประสาทที่อาศัยอย่างน้อย 2 เซลล์ (เซลล์รับความรู้สึกกับเซลล์สั่งการ) ขี้นไปในการควบคุมหน่วยปฏิบัติการ แบ่งเป็น 2 ประเภทใหญ่ๆคือ

1.โมโนไซแนปติกรีเฟลกซ์อาร์ก (monocynaptic reflex arc) คือวงจรที่เซลล์รับความรู้สึก 1 เซลล์มาไซเนปส์กับเซลล์สั่งการ 1 เซลล์เท่านั้น เช่น รีเฟลกซ์ของการกระตุกขาเมื่อเคาะเอ็นใต้หัวเข่า (knee jerk reflex)

2.โพลีไซแนปติกรีเฟลกซ์อาร์ค (polysynaptic reflex arc) คือวงจรที่มีเซลล์ประสานงาน (อาจมี 1 เซลล์หรือหลายเซลล์) มาเชื่อมระหว่างเซลล์รับความรู้สึกกับเซลล์สั่งการ เช่น รีเฟลกซ์ของการกระตุกขาหนีเมื่อเหยียบก้นบุหรี่