ليس عادة عادة أن ترى مناديل حولها بعد الآن. اليوم، انهم ينظر إليهم إلى حد كبير باعتبارهم غير صحيين وحسن … فقط الإجمالي عادي. ستكون بخيبة أمل كبيرة لمعرفة أنهم لا علاقة لهم بهذه المقالة بخلاف هذه المقالة بخلاف بضعة أوجه التشابه التي يشاركونها عند مقارنتها مع Neocortex. إذا كنت تسحب NEOCORTEX من عقلك وتمتدها على طاولة، فمن المحتمل ألا تتمكن من رؤية ذلك ليس فقط حجم منديل كبير؛ كما يشارك نفس سمك.
Neocortex، أو Cortex لفترة قصيرة، هو اللاتينية من أجل “قشرة جديدة”، أو “لحاء جديد”، ويمثل أحدث تغيير تطوري في الدماغ الثدييات. يغلف “الدماغ القديم” ولديه العديد من التلال والوديان (تسمى Sulci و Gyri) التي تشكلت من محاولة التطور الأكثر نجاحا للأشياء كقشرة قدر الإمكان في جماجمنا. لقد اتخذت واجبات معالجة المدخلات الحسية وتخزين الذكريات، وبالفعل ذلك. ارسم ميدان ملليمتر واحد على قشرة اليد الخاصة بك، وسوف يحتوي على حوالي 100000 من الخلايا العصبية. تشير التقديرات إلى أن القشرة البشرية النموذجية تحتوي على حوالي 30 مليار الخلايا العصبية الكلية. إذا نجحنا في تخمين المحافظين أن كل عصبي يحتوي على 1000 عبوة، من شأنها أن تضع الاتصالات الإجمالية متشابك في القشرة الخاصة بك عند 30 تريليونات – وهو رقم كبير جدا بحيث يكون حرفيا خارج قدرتنا على فهمه. وبشكل ما يكفي لتخزين جميع ذكريات العمر.
في مسرح عقلك، فكر في منديل امتدت بالكذب أمامك. إنه … أنت. أنه يحتوي على كل شيء عنك. كل ذاكرة لديك موجودة هناك. صوت صديقك أفضل، رائحة طعامك المفضل، الأغنية التي سمعتها على الراديو هذا الصباح، والتي تشعر أنك تحصل عليه عندما يخبرك أطفالك أنهم يحبونك كل شيء هناك. القشرة الخاصة بك، وهذا يبحث قليلا يبحث منديل أمامك، يقرأ هذا المقال في هذه اللحظة بالذات.
يا له من آلة رائعة. آلة مخصصة مع نوع خاص من الخلية – خلية نسميها الخلايا العصبية. في هذه المقالة، سنستكشف كيف يعمل الخلايا العصبية من وجهة نظر كهربائية. وهذا هو، كيف تتحرك الإشارات الكهربائية من الخلايا العصبية إلى الخلايا العصبية وخلق من نحن.
الخلايا العصبية الأساسية
مخطط الخلايا العصبية عبر التعلم الساحر
على الرغم من الفئات الرائعة التي يؤديها الدماغ البشري، فإن الخلايا العصبية بسيطة نسبيا عندما يلاحظها بحد ذاتها. ومع ذلك، فإن الخلايا العصبية هي خلايا حية، ولديها العديد من التعقيدات نفسها كخلايا أخرى – مثل النواة والميتوكوندريا والريبوسومات وما إلى ذلك. كل واحدة من هذه الأجزاء الخلوية يمكن أن تكون موضوع كتاب كامل. تنشأ بساطته من الوظيفة الأساسية التي تقوم بها – والتي تنتج الجهد عندما يصل مجموع مدخلاتها إلى عتبة معينة، وهو ما يقرب من 55 ميغام.
باستخدام الصورة أعلاه، دعونا نعلم المكونات الثلاثة الرئيسية في الخلايا العصبية.
سوما
SOMA هي هيئة الخلية ويحتوي على النواة وغيرها من مكونات الخلية النموذجية. هناك أنواع مختلفة من الخلايا العصبية التي تأتي خصائصها المختلفة من سوما. يمكن أن يتراوح حجمها من 4 إلى أكثر من 100 ميكرومتر.
dendrites.
تبرز Dendrites من سوما وتكون بمثابة مدخلات الخلايا العصبية. سيكون لدى Neuron النموذجي الآلاف من Dendrites، مع كل اتصال بمثيرة عصبية أخرى من الخلايا العصبية الأخرى. يسمى الاتصال FYAPSE ولكنه ليس يوما ماديا. هناك فجوة بين نهايات Dendrite و Axon يسمى شق متشابك. يتم نقل المعلومات من خلال الفجوة عبر أجهزة الإرسال العصبي، وهي مواد كيميائية مثل الدوبامين والسيروتونين.
محور عصبي
يحتوي كل عصبي عصبي فقط على محور واحد يمتد من سوما، وتتصرف مماثلة لسلك كهربائي. سيقوم كل Axon بإنهاء الألياف الطرفية، وتشكيل الأخطاء مع ما يصل إلى 1000 من الخلايا العصبية الأخرى. يتغير المحاور في الطول ويمكن أن يصل طولها إلى بضعة أمتار. أطول محاور في جسم الإنسان يعمل من أسفل القدم إلى الحبل الشوكي.
العملية الكهربائية الأساسية للخلايا العصبية هي إخراج ارتفاع الجهد من محوره عندما يعبر مجموع جهد الإدخال الخاص به (عبر dendrites) عتبة محددة. وبما أن المحاور متصلة ب Dendrites من الخلايا العصبية الأخرى، فأنت في نهاية المطاف مع هذه الشبكة العصبية المعقدة بشكل كبير.
نظرا لأننا جميعا مجموعة من الأنواع الإلكترونية هنا، فقد تفكر في هذه “المسامير الجهد” كفرق في الإمكانات. لكن هذا ليس كيف يعمل. ليس في الدماغ على أي حال. Let’s take a closer look at how electricity flows from neuron to neuron.
Action Potentials – The communication Protocol of the Brain
The axon is covered in a myelin sheet which acts as an insulator. There are small breaks in the sheet along the length of the axon which are named after its discoverer, called Nodes of Ranvier. It’s important to note that these nodes are ion channels. In the spaces just outside and inside of the axon membrane exists a concentration of potassium and sodium ions. The ion channels will open and close, creating a local difference in the concentration of sodium andأيونات البوتاسيوم.
الرسم البياني عبر واشنطن U.
يجب علينا جميعا أن نعرف أن أيون ذرة مع تهمة. في حالة راحة، يقوم تركيز أيون الصوداس / البوتاسيوم بإنشاء اختلاف سلبي 70 ميغاواط في الإمكانات بين الخارج وداخل غشاء AXON، مع وجود تركيز أعلى من أيونات الصوديوم خارج وتركيز أعلى أيونات البوتاسيوم في الداخل. سيقوم SOMA بإنشاء إمكانات عمل عند الوصول إلى -55 MV. عندما يحدث هذا، سيتم فتح قناة أيون الصوديوم. يتيح ذلك أيونات الصوديوم الإيجابية من خارج غشاء Axon لتسريب داخل، وتغيير تركيز أيون البوتاسيوم / البوتاسيوم داخل المحور، والذي يغير بدوره فرق الإمكانات من -55 MV إلى حوالي +40 MV. هذه العملية المعروفة باسم الاستقطاب.
الرسم البياني عبر واشنطن U.
واحد تلو الآخر، قنوات أيون الصوديوم مفتوحة على طول كامل طول المحور. يفتح كل واحد فقط لفترة قصيرة، وفيما على الفور، فتح قنوات البوتاسيوم أيون، مما يسمح بأيونات البوتاسيوم الإيجابية بالانتقال من داخل غشاء المحور إلى الخارج. هذا يغير تركيز أيونات الصوديوم / البوتاسيوم ويوفر اختلافا في المحتملة إلى مكان استراحته من -70 ماجستير في عملية معروفة باسم الإلغاء. تبدأ جيئة وذهابا في النهاية، تستغرق العملية حوالي خمسة مللي ثانية لإكمالها. تسبب العملية سبايك الجهد 110 ميغامي لركوب طول المحور بأكمله، ويسمى إمكانات العمل. سينتهي ارتفاع هذا الجهد في سوما في الخلايا العصبية الأخرى. إذا كان هذا الخلايا العصبية بالذات يحصل كافية من هذه المسامير، فسيخلق أيضا إمكانات عمل. هذه هي العملية الأساسية لكيفية نشر الأنماط الكهربائية في جميع أنحاء القشرة.
الدماغ الثدييات، على وجه التحديد القشرة، آلة لا تصدق وقادرة على أكثر بكثير من أقوى أجهزة الكمبيوتر لدينا. فهم كيفية عمله سوف يعطينا نظرة أفضل في بناء آلات ذكية. والآن أنت تعرف الخصائص الكهربائية الأساسية للخلايا العصبية، أنت في وضع أفضل لفهم الشبكات العصبية الاصطناعية.
مصادر
الإجراءات المحتملة في الخلايا العصبية، عبر يوتيوب
على الاستخبارات، من قبل جيف هوكينز، ISDN 978-0805078534