Trạm thần kinh: sự chuyển tiếp các tín hiệu

Sự nhận biết của chúng ta về những tín hiệu bên trong cơ thể và từ môi trường xung quanh được thực hiện qua trung gian là hệ thống phức tạp các receptor cảm giác giúp phát hiện các kích thích như đụng chạm, âm thanh, ánh sáng, đau, lạnh và nhiệt.

Sự tổ chức các nơ-ron để chuyển tiếp các tín hiệu

Hình. Tổ chức cơ bản của một nhóm tế bào thần kinh.

Sơ đồ giản lược của một số tế bào thần kinh trong một trạm thần kinh, minh họa các “sợi đến” ở bên trái và các “sợi đi” ở bên phải. Mỗi sợi đến phân chia hàng trăm đến hàng nghìn lần, tạo ra một nghìn hoặc nhiều hơn các tận cùng thần kinh, mở rộng thành một khu vực rộng lớn trong trạm thần kinh để tạo synap với các sợi nhánh hoặc thân tế bào của các nơ-ron trong trạm thần kinh. Các sợi nhánh thường phân nhánh và lan xa hàng trăm đến hàng ngàn micromet trong trạm.

Vùng thần kinh bị kích thích bởi mỗi sợi thần kinh đến được gọi là vùng kích thích. Chú ý rằng một số lượng lớn các tận cùng thần kinh từ mỗi sợi đến nằm trên các nơ-ron gần nhất trong “vùng” của nó, nhưng một số lượng nhỏ hơn các tận cùng thần kinh thì nằm trên các nơ-ron cách rất xa.

Các kích thích đạt ngưỡng và dưới ngưỡng - Sự kích thích hay sự thuận hóa

Sự phóng xung của một tận cùng thần kinh trước synap bị kích thích đơn độc gần như không bao giờ tạo ra điện thế hoạt động trong nơ-ron sau synap. Thay vào đó, cần có một số lượng lớn các tận cùng đến phóng xung trên cùng nơ-ron đồng thời hoặc liên tiếp nhanh chóng để gây ra kích thích. Giả định rằng sáu tận cùng phải phóng xung gần như đồng thời để kích thích bất kỳ một nơ-ron nào trong số đó. Chú ý rằng sợi đến 1 đã quá đủ đầu tận cùng để làm cho nơron 1 phóng xung. Sự kích thích từ sợi đến 1 tới nơ-ron này được cho là một kích thích quá kích; nó cũng được gọi là một kích thích trên ngưỡng vì nó nằm trên mức ngưỡng cần thiết cho sự kích thích.

Sợi đến 1 cũng góp các đầu tận cùng đến các nơ-ron b và c, nhưng chúng không đủ để gây ra kích thích. Tuy nhiên, sự phóng xung của những đầu tận cùng này khiến các nơ-ron này dễ bị kích thích bởi các tín hiệu đến thông qua các sợi thần kinh đến khác. Do đó, các kích thích tới những nơ-ron này được cho là dưới ngưỡng, và các tế bào thần kinh được cho là được thuận hóa.

Tương tự như vậy, với các sợi đến 2, kích thích đến nơ-ron d là một kích thích trên ngưỡng và kích thích đến nơ-ron b và c là kích thích dưới ngưỡng, nhưng đang thuận hóa các kích thích.

Hình. Khu vực "xả" và "tạo điều kiện" của một nhóm tế bào thần kinh.

Một mô hình rất đặc trưng của một trạm thần kinh vì mỗi sợi đến thường đưa số lượng lớn các nhánh tận cùng đến hàng trăm hoặc hàng nghìn nơ-ron trong “vùng” phân bố của nó. Trong hình vẽ này, ở phần trung tâm của vùng, là vùng khoanh tròn, tất cả các nơ-ron đều bị kích thích bởi 1 sợi đến. Do đó, khu vực này được gọi là miền phóng xung của sợi thần kinh đến, cũng được gọi là miền kích thích hoặc miền thuộc ngưỡng kích thích. Với mỗi bên rìa, các nơ-ron tạo điều kiện thuận lợi nhưng không kích thích, chúng được gọi là các miền thuận lợi, hay miền dưới ngưỡng.

Sự ức chế của một trạm thần kinh

Một số sợi thần kinh đến ức chế các nơ-ron, chứ không phải kích thích chúng. Cơ chế này là sự trái ngược của sự thuận hóa, và toàn bộ vùng của các nhánh ức chế được gọi là miền ức chế. Mức độ của sự ức chế ở trung tâm của miền này là rất lớn vì một số lượng lớn đầu tận cùng tập trung ở trung tâm và trở nên ít dần về phía ngoại vi.