The Nervous System, Part 3 - Synapses!: Crash Course Anatomy & Physiology #10

ما الشيء الأقل سماكة بألف مرة من الورقة وأكثر عددًا بداخلك من حبيبات الرمل على الشاطئ ويُثبت أن أصغر الأشياء تكون الأقوى أحيانًا؟ أتحدث عن المشبك العصبي، وهو نقطة الالتقاء بين عصبونين. إن كانت العصبونات تُشكل بنية الجهاز العصبي، فالمشبك العصبي، أو راوبط الاتصال الصغيرة بينها، هي ما تحوّل تلك البنية إلى جهاز فعلي. فرغم روعة وقوة العصبونات إلا أن قوتها ووظيفتها تكمنان بارتباطاتها. العصبون الواحد المنعزل وجوده وعدمه سيّان إن لم يعثر على من يسمعه أو يكلّمه. أصل كلمة المشبك العصبي باليونانية يعنى "ال

شبك" أو "الوصل". هي في الأساس نقطة التقاء أو تقاطع. عندما يقوم جهد فعل، وإن لم تكونوا تعرفون معنى جهد الفعل شاهدوا الحلقة الماضية، بإرسال رسالة كهربائية لنهاية محور عصبي فإن تلك الرسالة تلمس تشابكًا عصبيًا يقوم بدوره بترجمتها أو تحويلها إلى نوع مختلف من الإشارات ويرسلها إلى عصبون آخر. هذه الارتباطات تُعتبر إنجازات هندسية كهربيولوجية مذهلة وأعدادها كبيرة جدًا. يحوي الدماغ البشري وحده 100 مليار عصبون، وكل منها يحوي من ألف إلى عشرة آلاف مشبك عصبي. هناك ما بين 100 إلى 1,000 ترليون مشبك عصبي في الدما

غ. كل واحد من المئة ترليون مشبك هو أشبه بحاسوب صغير مستقل، وهو ليس قادرًا على تشغيل العديد من البرامج المختلفة بالوقت ذاته فحسب بل وعلى التغيير والتأقلم استجابةً لأنماط إطلاق النبضات في العصبون فإما تزداد قوته أو تضعف بمرور الوقت تبعًا لمدة استخدامها. المشابك العصبية هي ما تتيح لنا التعلم والتذكر، وهي المتسبب الرئيسي لاضطرابات نفسية عديدة أيضًا، وسبب وجود المخدرات غير المشروعة والإدمان عليها. كل ما نشعر تقريبًا به من النشوة للجوع والرغبة والشعور بالاضطراب والارتباك والملل تدركه عقولنا من خلال ال

إشارات التي يرسلها نظام المراسلة الكهروكيميائي في الجسم. آمل أنكم ملمون كفاية بآداب إرسال البريد الإلكتروني والرسائل النصية لتعرفوا أن التواصل الفعال يتطلب احترام ُحُرمة قائمة المجموعة. ليست فكرة سديدة أن تقوموا بإرسال رسالة جماعية لجميع أصدقائكم في الصباح الباكر لتطلعوهم على خبر عاجل مفاده أنكم تناولتم كعكة شهية جدًا. جديًا، إن كان لديكم صديق يعشق الكعك فرسالة إلكترونية تكفي. ولكن إن كنتم في نادٍ ليلي وحضر الممثل (بيل موري) فجأةً وشرع بالغناء، فهذا الموقف ملائم جدًا لكي تُخبروا جميع أصدقائكم با

لوقت ذاته بأن شيئًا رائعًا يحدث وأن وعليهم أن يشاركوك تلك التجربة. وبالطريقة ذاتها تقريبًا، لدى الخلايا العصبية وضعيتان أساسيتان للتواصل مع بعضها بعضًا تبعًا للسرعة المطلوبة لنقل المعلومات. بعض المشابك العصبية في الجسد كهربائية أي أنها أشبه برسالة جماعية فورية. وغيرها كيمائية تتطلب وقتًا أطول لاستلام وقراءة الرسائل ولكنها أكثر استخدامًا ويسهل التحكم بها أكثر بكثير وترسل الإشارات لمتلقّين محددين. لحسن الحظ، يتحلى الجهاز العصبي بآداب مراسلة أفضل من والدتك، ويعرف الوقت المناسب لإرسال كل نوع من الرس

ائل وكيف يُرسلها. تُرسل المشابك العصبية الكهربائية السريعة تيار أيونات من سيتوبلازم عصبون إلى آخر عبر نوافذ صغيرة اسمها الموصلات الفجوية. إنها سريعة جدًا لأن الإشارة لا تتحوّل أبدًا من حالتها الكهربائية الخالصة إلى أي نوع آخر من الإشارات، كما الحال في المشبك العصبي الكيميائي. وبالمقابل، يُمكن لخلية واحدة ومشبك عصبي واحد تحفيز آلاف الخلايا الأخرى التي يمكنها العمل بالتزامن مع بعضها البعض بما يشبه ما يحدث في خلايا القلب العضلية حيث السرعة والعمل الجماعي بين الخلايا مهم جدًا. يبدو أنه نظام جيد، فلم

َ لا تكون جميع المشابك العصبية لدينا كهربائية؟ إنها مسألة تحكم في الغالب. فبمثل هذا الاتصال المباشر بين الخلايا سيؤدي جهد فعل عصبون إلى توليد جهد فعل في الخلايا الأخرى عبر المشبك العصبي. وهذا أمر رائع في أماكن مثل القلب لأننا حتمًا لا نريد نبضات غير مكتملة. ولكن إن قام كل مشبك في الجسم بتفعيل كافة الخلايا العصبية من حوله فإن الجهاز العصبي سيعمل بشكل جماعي دومًا وستكون كافة الألياف العصبية وأنسجة الأعضاء في حالة تحفّز دائم وتستجيب لمجموعة الخلايا بأكملها مما سيزيد من تحفيزها إلى أن ُتُنهك الخلايا

وتستنفد طاقاتها وينتهي المطاف بالمرء ميتًا. سيكون ذلك سيئًا، ولهذا لدينا مشابك عصبية كيميائية وهي أكثر عددًا ولكنها أبطأ وأدق في اختيار الرسائل والمكان الذي ستُرسلها إليه بعناية. بدلًا من الكهرباء الخام، تستخدم هذه المشابك مُرسلات عصبية أو إشارات كيميائية تنتشر عبر الفجوة المشبكية لتوصل رسالتها. الأفضلية الرئيسية التي تتميز بها المشابك الكيميائية على الكهربائية هي أنها تحوّل الإشارة عبر خطوات من كهربائية إلى كيميائية وتعيدها إلى كهربائية وهذا يتيح التحكم بالنبضة بطرق مختلفة. وعند المشبك العصبي،

يُمكن تعديل الإشارة أو تضخيمها أو كبحها أو تقسيمها إما على الفور وإما على فترات أطول. يتألف هذا الوضع من جزأين رئيسيين، الخلية التي تُرسل الإشارة هي العصبون السابق للمشبك وتبث عبر تكوين عقديّ الشكل اسمه النهاية السابقة للمشبك وتكون عادة نهاية المحور. تحتوي هذه النهاية على مجموعة من أكياس الحويصلات المشبكية وكل منها محمّلة بآلاف الجزيئات من ناقل عصبي معيّن. أما الخلية المُستقبلة فهي العصبون التالي للمشبك، وتستلم الناقلات العصبية في منطقة مُستقبِلاتها، والموجودة عادةً على التغصن أو جسد الخلية. وت

تواصل هاتان الخليتان العصبيتان من دون أن تتلامسا، فهناك فجوة صغيرة اسمها الفلح المشبكي تفصل بينها بأقل من 5 بالمليون من السنتيمتر. تذكروا أن الرسائل التي تنتقل عبر المشابك الكيمائية لا تنتقل بشكل مباشر بين العصبونات كما هو حالها في المشابك الكهربائية. بل هناك حدث كيميائي يتضمن إطلاق ونشر واستقبال الناقلات العصبية من أجل نقل الإشارات. ويحدث هذا كله ضمن سلسلة أحداث مهمة ومحددة. عندما يسير جهد الفعل على طول محورٍ العصبون ويفعّل قنوات الصوديوم والبوتاسيوم فإنه يصل أخيرًا إلى النهاية السابقة للمشبك و

يُفعل قنوات الكالسيوم المبوبة بالفولتية هناك لتفتح وتُطلق الكالسيوم في سيتوبلازم العصبون. يؤدي دفق أيونات الكالسيوم موجبة الشحنة هذا لاندماج الحويصلات المشبكية الصغيرة مع غشاء الخلية وإطلاق مراسليها الكيميائيين. وتعمل هذه الناقلات العصبية بمثابة سُعاة ينتشرون عبر الفجوة المشبكية ويلتصقون بمواقع المُستقبلات على العصبون التالي للمشبك. استطاع العصبون الأول بهذا تحويل الإشارة الكهربائية إلى إشارة كيميائية، ولكن لتصبح جهد فعل مجددًا في العصبون المُستقبِل تجب إعادة تحويلها إلى إشارة كهربائية. ويحدث ذل

ك عندما يلتصق الناقل العصبي بمُستقبِلة لأن ذلك ما يفتح قنوات الأيون. تبعًا لنوع الناقل العصبي الذي يندمج مع نوع مُستقبلة محددة، قد تتم استثارة العصبون أو تثبيطه، حيث يُملي عليه الناقل العصبي ما عليه فعله. تزيل الناقلات العصبية الاستثارية استقطاب العصبون التالي للمشبك بزيادة شحنته الداخلية الموجبة وتقريبه من عتبة جهد الفعل الخاصة به، ما يزيد من احتمالية إطلاقه تلك الرسالة إلى العصبون التالي. أما الناقل التثبيطي فيُفرط باستقطاب العصبون التالي للمشبك بزيادة شحنته الداخلية السالبة فيخفض شحنته دون عت

بة تحمله. ذلك لا يوقف تمرير الرسالة فحسب بل ويجعل عملية استثارة ذلك الجزء من العصبون أصعب. تذكروا أن أي منطقة في العصبون قد تحتوي على مئات المشابك العصبية، لكل منها ناقلات عصبية تثبيطية أو استثارية مختلفة. لذا فإن احتمال تكون جهد فعل في العصبون التالي للمشبك يعتمد على إجمالي الاستثارات والتثبيطات في تلك المنطقة. لدينا أكثر من مئة نوع مختلف من الناقلات العصبية طبيعية التشكّل في أجسادنا تؤدي وظائف مختلفة. فهي تساعدنا على التحرك وتحافظ على استمرارية عمل أعضائنا الحيوية وتهيّجنا وتهدئنا وتجوعنّا وتج

علنا نشعر بالنعاس أو اليقظة وببساطة تجعلنا نشعر بحالة جيدة. ولكن الناقلات العصبية لا تبقى ملتصقة بمستقبلاتها لأكثر من بضعة أجزاء من الثانية. فبعد إيصال رسالتها تنفصل عنها ومن ثم إما تتحلل وإما يُعاد تدويرها. بعض أنواعها يعود لينتشر عبر المشبك العصبي حيث يعيد العصبون المُرسِل امتصاصها فورًا في عملية اسمها "الاسترداد"، بينما تتحلل أنواع أخرى بفعل إنزيمات في الفلح المشبكي أو تُرسل بعيدًا عن المشبك بالانتشار. وهذه هي الآلية التي تستغلها عقاقير كثيرة، سواءً أكانت قانونية أم غير قانونية، لإحداث التأثي

رات المرجوة منها. يُمكن لهذه العقاقير استثارة أو تثبيط عملية إنتاج وإطلاق واسترداد النواقل العصبية. ويُمكنها أحيانًا أن تُقلّد النواقل العصبية لتخدع العصبون فيظن أنه يتلقى إشارة كيميائية طبيعية مع أنها ليست كذلك إطلاقًا. دعونا نأخذ الكوكايين كمثال، ولكن لا تتعاطوه. ما أن يدخل في مجرى الدم حتى يستهدف ثلاث ناقلات عصبية رئيسية السيروتونين والدوبامين والنورإبينفرين. السيروتونين هو مثبّط ويلعب دورًا مهمًا في تنظيم المزاج والشهية والنَظم اليوماوي والنوم. بعض مضادات الاكتئاب يمكنها المساعدة في الحد من

تقلبات المزاج بموازنة مستويات السيروتونين. وعندما يمارس الفرد نشاطات ممتعة كمعانقة أحد الأحبة أو ممارسة الجنس أو أكل كعكة لذيذة جدًا، يُطلق الدماغ مادة الدوبامين الذي يؤثر على العواطف والانتباه، ويمنحك شعورًا رائعًا. أخيرًا، ينعش النورإبينفرين طاقة الفرد باستثارة ما يُسمى بتفاعل "الكر أو الفر" فيزيد ضربات القلب ويحفّز العضلات، في حين يمكن لانخفاض مستوياته التسبب بالاكتئاب. في الحالة الطبيعية الخالية من العقاقير تؤدي الناقلات العصبية وظيفتها في الجسم ولكن ما إن توصل حمولتها الكيميائية تعود لتنتشر

عبر المشبك العصبي ليمتصها العصبون الذي أرسلها. يعيق الكوكايين هذا الاسترداد، خاصة في حالة الدوبامين، تاركًا المادة الكيميائية القوية لتعوم وتتراكم، ما يمنح المرء شعورًا بالنشوة لبعض الوقت، ممزوجًا بالريبة والتوتر. ولأن مقدار الناقلات العصبية محدود في الجسم، فإنه يحتاج إلى وقت لتكوين المزيد منها. وغمر المشابك العصبية بهذه الطريقة سيؤدي في النهاية إلى استنفاد المخزون، فيصبح المرء بحالة مزرية. الكوكايين والمخدرات أخرى التي تستهدف الناقلات العصبية تخدع الدماغ، وتعاطيها المطوّل قد يدفعه للتكيف في ال

نهاية، حيث تتذكر المشابك روعة تلك المواد الكيميائية. وكنتيجة لذلك يبدأ المرء بفقدان المُستقبلات، فيحتاج للمزيد من الدوبامين وعليه المزيد من الكوكايين ليكون طبيعيًا. أحيانًا تكون أفضل وسيلة لتعلّم طريقة عمل الجسم هي فهم آليات تدهور صحته، وما ذكرناه في حالة المشابك العصبية هو أفضل تصوير لذلك التدهور. المشابك العصبية في حالتها الطبيعية الصحيّة تعرف متى تستثير ومتى تُثبّط ومتى تستخدم الكهرباء ومتى تُرسل سعاتها الكيميائيين. الجهاز العصبي الذي يتمتع بالصحة يجيد تطبيق آداب المراسلة لدرجة الإتقان. تعلمن

ا كيف تستخدم المشابك الكهربائية تيارات الأيون في مواصلات فجوية لإرسال إشارات عصبية وكيف تُحول المشابك الكيميائية الإشارات الكهربائية إلى كيميائية باستخدام الناقلات العصبية قبل تحويلها إلى إشارات كهربائية مجددًا. ورأينا الكوكايين كمثال على أن الإخلال الاصطناعي بتوازن هذا النظام الكهروكيميائي يمكن أن يؤدي لشتى الاختلالات الوظيفية. قدمنا لكم هذه الحلقة من Crash Course برعاية لوغان ساندرز من برانسون، ميزوري والدكتورة لينيا بوياف، والتي يُمكنكم متابعة قناتها عبر الرابط في خانة الوصف أدناه. شكرًا لهما

على دعم Crash Course والتعليم المجاني، وشكرًا لجميع المشاهدين وخصوصًا لمشتركينا عبر Subbable مثل لوغان والدكتورة بوياف الذين يمكنوننا من إنتاج البرنامج. للمزيد حول كيفية دعمنا، زوروا موقع subbable.com. هذه الحلقة من كتابة كاثلين ييل والنص من تحرير بليك دي باستينو وباستشارة الدكتور براندون جاكسون. الحلقة من إخراج نيكولاس جنكينز ومايكل أراندا والرسومات من إعداد فريق Thought Cafe.