มันไม่มากเกินไปที่คุณเห็นผ้าเช็ดหน้าไปรอบ ๆ อีกต่อไป วันนี้พวกเขาส่วนใหญ่มองว่าเป็นสิ่งสกปรกและดี … แค่ขั้นต้นธรรมดา คุณจะค่อนข้างผิดหวังที่จะเรียนรู้ว่าพวกเขาไม่มีอะไรเกี่ยวข้องกับบทความนี้อย่างแน่นอนนอกเหนือจากความคล้ายคลึงกันทั้งสองที่พวกเขาแบ่งปันเมื่อเทียบกับ neocortex ของคุณ หากคุณต้องดึง Neocortex จากสมองของคุณและยืดออกบนโต๊ะคุณน่าจะไม่สามารถเห็นได้ว่าไม่เพียง แต่มันเป็นขนาดของผ้าเช็ดหน้าขนาดใหญ่ นอกจากนี้ยังมีความหนาเดียวกัน
Neocortex หรือเยื่อหุ้มสมองสั้นเป็นภาษาละตินสำหรับ “New Rind” หรือ “New Bark” และแสดงถึงการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการล่าสุดของสมองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม มันซองจดหมาย “สมองเก่า” และมีสันเขาและหุบเขาหลายแห่ง (เรียกว่า Sulci และ Gyri) ที่เกิดขึ้นจากวิวัฒนาการส่วนใหญ่ประสบความสำเร็จในการประสบความสำเร็จในการเป็นเยื่อหุ้มสมองมากที่สุดในกะโหลกศีรษะของเรา มันได้ดำเนินการเกี่ยวกับการประมวลผลอินพุตประสาทสัมผัสและการจัดเก็บความทรงจำและอย่างถูกต้อง วาดสี่เหลี่ยมหนึ่งมิลลิเมตรบนเยื่อหุ้มสมองผ้าเช็ดหน้าของคุณและมันจะมีเซลล์ประสาทประมาณ 100,000 เซลล์ มีการประเมินว่าเยื่อหุ้มสมองของมนุษย์ทั่วไปมีเซลล์ประสาททั้งหมด 30 พันล้านเซลล์ หากเราคาดเดาแบบอนุรักษ์นิยมว่าเซลล์ประสาทแต่ละชนิดมี 1,000 synapses ที่จะทำให้การเชื่อมต่อ synaptic ทั้งหมดในเยื่อหุ้มสมองของคุณที่ 30 ล้านล้าน – จำนวนมากที่มีขนาดใหญ่เกินความสามารถของเราที่จะเข้าใจ และเห็นได้ชัดว่าเพียงพอที่จะเก็บความทรงจำทั้งหมดของอายุการใช้งาน
ในโรงละครในใจของคุณคิดถึงผ้าเช็ดหน้าที่ยืดออกไปข้างหน้าคุณ มันคือ … คุณ. มันมีทุกอย่างเกี่ยวกับคุณ ทุกหน่วยความจำที่คุณมีอยู่ในนั้น เสียงของเพื่อนที่ดีที่สุดของคุณกลิ่นของอาหารที่คุณชื่นชอบเพลงที่คุณได้ยินทางวิทยุเมื่อเช้านี้รู้สึกว่าคุณได้รับเมื่อลูก ๆ ของคุณบอกคุณว่าพวกเขารักคุณคือทั้งหมดที่นั่น เยื่อหุ้มสมองของคุณนั้นช่างผ้าเช็ดหน้าที่ดูไม่มีนัยสำคัญเล็กน้อยต่อหน้าคุณกำลังอ่านบทความนี้ในขณะนี้
ช่างเป็นเครื่องที่ยอดเยี่ยม เครื่องที่เป็นไปได้ด้วยเซลล์ชนิดพิเศษ – เซลล์ที่เราเรียกว่าเซลล์ประสาท ในบทความนี้เรากำลังจะสำรวจว่าเซลล์ประสาททำงานอย่างไรจากจุดชมวิวไฟฟ้า นั่นคือวิธีการที่สัญญาณไฟฟ้าเคลื่อนย้ายจากเซลล์ประสาทไปยังเซลล์ประสาทและสร้างว่าเราเป็นใคร
เซลล์ประสาทพื้นฐาน
Neuron Diagram ผ่านการเรียนรู้ที่น่าหลงใหล
แม้จะมีการเล่นสมองของมนุษย์ที่ยอดเยี่ยม แต่เซลล์ประสาทก็ง่ายขึ้นเมื่อสังเกตด้วยตัวเอง อย่างไรก็ตามเซลล์ประสาทเป็นเซลล์ที่มีชีวิตอยู่และมีความซับซ้อนเช่นเดียวกับเซลล์อื่น ๆ เช่นนิวเคลียสไมโทคอนเดรียไรโบโซมส์และอื่น ๆ แต่ละชิ้นส่วนเซลล์เหล่านี้อาจเป็นเรื่องของหนังสือทั้งหมด ความเรียบง่ายของมันเกิดขึ้นจากงานพื้นฐานที่ทำ – ซึ่งกำลังส่งออกแรงดันไฟฟ้าเมื่อผลรวมของอินพุตถึงเกณฑ์ที่แน่นอนซึ่งอยู่ประมาณ 55 MV
การใช้ภาพด้านบนลองตรวจสอบองค์ประกอบที่สำคัญสามประการของเซลล์ประสาท
โสม
Soma เป็นเซลล์ร่างกายและมีนิวเคลียสและส่วนประกอบอื่น ๆ ของเซลล์ทั่วไป เซลล์ประสาทชนิดต่าง ๆ ที่มีลักษณะแตกต่างกันมาจากโซมา ขนาดของมันมีตั้งแต่ 4 ถึงมากกว่า 100 ไมโครเมตร
dendrites
Dendrites ยื่นออกมาจาก Soma และทำหน้าที่เป็นอินพุตของเซลล์ประสาท เซลล์ประสาททั่วไปจะมี dendrites นับพันโดยแต่ละคนเชื่อมต่อกับ axon ของเซลล์ประสาทอื่น การเชื่อมต่อเรียกว่าไซแนปส์ แต่ไม่ใช่เรื่องจริง มีช่องว่างระหว่างปลายของ Dendrite และ Axon ที่เรียกว่า Synaptic Cleft ข้อมูลจะถูกถ่ายทอดผ่านช่องว่างผ่านเครื่องส่งสัญญาณประสาทซึ่งเป็นสารเคมีเช่นโดปามีนและเซโรโทนิน
แอกซอน
เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์มีเพียง AXON เดียวที่ขยายจาก Soma และทำหน้าที่คล้ายกับสายไฟฟ้า แต่ละแอกซอนจะยุติด้วยเส้นใยเทอร์มินัลการขึ้นรูปซิงค์กับเซลล์ประสาทอื่น ๆ อีก 1,000 เซลล์ Axons มีความยาวแตกต่างกันไปและสามารถเข้าถึงได้นานไม่กี่เมตร Axons ที่ยาวที่สุดในร่างกายมนุษย์วิ่งจากด้านล่างของเท้าไปจนถึงไขสันหลัง
การใช้งานไฟฟ้าขั้นพื้นฐานของเซลล์ประสาทคือการส่งออกแรงดันไฟฟ้าแรงดันจาก AXON เมื่อผลรวมของแรงดันไฟฟ้าอินพุต (ผ่าน Dendrites) ข้ามเกณฑ์ที่เฉพาะเจาะจง และเนื่องจาก Axons เชื่อมต่อกับ Dendrites ของเซลล์ประสาทอื่น ๆ คุณจะจบลงด้วยเครือข่ายประสาทที่ซับซ้อนอย่างมากมาย
เนื่องจากเราทุกคนเป็นแบบอิเล็กทรอนิกส์ทุกประเภทที่นี่คุณอาจนึกถึง ‘แรงดันไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้า’ เหล่านี้เป็นความแตกต่างของศักยภาพ แต่นั่นไม่ใช่วิธีการทำงาน ไม่ได้อยู่ในสมองต่อไป ลองดูที่การดูกระแสไฟฟ้าจากเซลล์ประสาทไปยังเซลล์ประสาทอย่างไร
ศักยภาพการกระทำ – โปรโตคอลการสื่อสารของสมอง
แอกซอนถูกปกคลุมด้วยแผ่น myelin ซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวน มีการแบ่งขนาดเล็กในแผ่นงานตามความยาวของ AXON ซึ่งตั้งชื่อตาม Discoverer ซึ่งเรียกว่าโหนดของ Ranvier สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าโหนดเหล่านี้เป็นช่องไอออน ในช่องว่างด้านนอกและด้านในของเมมเบรน Axon มีความเข้มข้นของโพแทสเซียมและโซเดียมไอออน ช่องไอออนจะเปิดกว้างและปิดสร้างความแตกต่างในท้องถิ่นในความเข้มข้นของโซเดียมและไอออนโพแทสเซียม
แผนภาพผ่าน Washington U
เราทุกคนควรรู้ว่าไอออนเป็นอะตอมที่มีค่าใช้จ่าย ในสภาพที่อยู่อาศัยความเข้มข้นของโซเดียม / โพแทสเซียมไอออนสร้างความแตกต่างในเชิงลบ 70 MV ของศักยภาพระหว่างด้านนอกและด้านในของเมมเบรน Axon ที่มีความเข้มข้นของโซเดียมไอออนที่สูงขึ้นและมีความเข้มข้นที่สูงขึ้นของโพแทสเซียมไอออน Soma จะสร้างศักยภาพการกระทำเมื่อถึง -55 MV ถึง เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นช่องโซเดียมไอออนจะเปิดขึ้น สิ่งนี้ให้ไอออนโซเดียมในเชิงบวกจากนอกเมมเบรน Axon เพื่อรั่วไหลในการเปลี่ยนความเข้มข้นของโซเดียม / โพแทสเซียมไอออนภายใน AXON ซึ่งจะเปลี่ยนความแตกต่างของศักยภาพจาก -55 MV ถึงประมาณ +40 MV กระบวนการนี้เป็นที่รู้จักในชื่อ Depolarization
กราฟผ่าน Washington U
หนึ่งโดยหนึ่งช่องทางโซเดียมไอออนเปิดตลอดความยาวทั้งหมดของ AXON แต่ละคนจะเปิดเพียงช่วงเวลาสั้น ๆ และทันทีหลังจากนั้นช่องไอออนโพแทสเซียมเปิดช่วยให้ไอออนโพแทสเซียมในเชิงบวกเคลื่อนย้ายจากภายในเมมเบรน Axon ไปที่ด้านนอก การเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของไอออนโซเดียม / โพแทสเซียมและนำความแตกต่างของศักยภาพกลับไปที่ที่วางอยู่ที่ -70 MV ในกระบวนการที่เรียกว่า repolarization เริ่มต้นจนจบกระบวนการใช้เวลาประมาณห้ามิลลิวินาทีที่จะเสร็จสมบูรณ์ กระบวนการทำให้แรงดันไฟฟ้าแรงดันไฟฟ้า 110 MV นั่งลงความยาวของ AXON ทั้งหมดและเรียกว่าศักยภาพการกระทำ แรงดันไฟฟ้านี้ขัดขวางนี้จะจบลงที่ Soma ของเซลล์ประสาทอื่น หากเซลล์ประสาทเฉพาะนั้นได้รับแหลมเหล่านี้มากพอมันก็จะสร้างศักยภาพในการกระทำ นี่เป็นกระบวนการพื้นฐานของวิธีการแพร่กระจายรูปแบบไฟฟ้าทั่วเยื่อหุ้มสมอง
สมองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโดยเฉพาะเยื่อหุ้มสมองเป็นเครื่องที่เหลือเชื่อและมีความสามารถมากกว่าคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดของเรา การทำความเข้าใจว่าการทำงานจะทำให้เราเข้าใจง่ายในการสร้างเครื่องจักรอัจฉริยะ และตอนนี้คุณรู้ว่าคุณสมบัติทางไฟฟ้าพื้นฐานของเซลล์ประสาทคุณอยู่ในตำแหน่งที่ดีกว่าที่จะเข้าใจเครือข่ายประสาทเทียม
แหล่งที่มา
ศักยภาพการกระทำในเซลล์ประสาทผ่าน YouTube
เกี่ยวกับข่าวกรองโดย Jeff Hawkins, ISDN 978-0805078534