Δραστηριότητες καταιγισμού ιδεών στην τάξη

 

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος περιέχει περίπου 100 δισεκατομμύρια κύτταρα, τους νευρώνες, που είναι εξειδικευμένοι στη μετάδοση νευρικών σημάτων, κυρίως ηλεκτρικής φύσης. Ένας νευρώνας αποτελείται από διάφορα μέρη, με συγκεκριμένες λειτουργίες: το κυτταρικό σώμα (ή σῶμα), που περιέχει τον πυρήνα, δενδρίτες και τον άξονα. Το νευρικό σήμα, που προέρχεται από άλλους νευρώνες ή από τα όργανα υποδοχείς, συλλέγεται και μεταδίδεται στον πυρήνα μέσω των δενδριτών, που είναι βραχείες και διακλαδισμένες προεκτάσεις του πυρήνα. Μέσα στο κυτταρικό σώμα, το σήμα επεξεργάζεται και μεταδίδεται στον άξονα, που είναι μια πολύ μακριά προέκταση με το έργο της μεταφοράς του ηλεκτρικού σήματος σε άλλα κύτταρα. Τον διαχωρισμό του εσωτερικού του νευρώνα από το εξωτερικό διάμεσο υγρό επιτυγχάνει η κυτταροπλασματική μεμβράνη. Οι άξονες μερικές φορές περιβάλλονται στο μεγαλύτερο μέρος του μήκους τους από ένα παχύ μονωτικό υλικό, το έλυτρο της μυελίνης. Στο τελικό του τμήμα, ο άξονας διακλαδίζεται σε μεταβλητό αριθμό απολήξεων, τα συνάπτικά κομβία, όπου το ηλεκτρικό σήμα μετατρέπεται σε χημικό σήμα, μέσω ενός νευροδιαβιβαστή.

^{Πηγή     εικόνας:    Online Medicine}

Οι νευρώνες έχουν μια διαφορά ηλεκτρικού δυναμικού μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού της κυτταροπλασματικής μεμβράνης, κυρίως λόγω της διαφορετικής συγκέντρωσης ιόντων νατρίου Na+ και καλίου K+ στις δύο πλευρές της μεμβράνης. Όταν ο νευρώνας βρίσκεται σε ηρεμία, δηλαδή δεν μεταδίδει σήματα, αυτή η διαφορά δυναμικού, που ονομάζεται δυναμικό ηρεμίας, έχει τιμές μεταξύ -60 mV και -80 mV. Η κυτταροπλασματική μεμβράνη διαθέτει διαύλους και αντλίες ιόντων που ανοίγουν και κλείνουν σε απόκριση σε ορισμένα ερεθίσματα, ρυθμίζοντας τη διέλευση των ιόντων και κατά συνέπεια αλλάζοντας το ηλεκτρικό δυναμικό.

 
Το εσωτερικό του κυττάρου είναι πλούσιο σε ιόντα K+ και αρνητικά ιόντα δεσμευμένα σε οργανικά μακρομόρια, ενώ το εξωτερικό του κυττάρου είναι πλούσιο σε ιόντα Na+ και Cl-. Η συγκέντρωση των ιόντων Na+ και K+ ρυθμίζεται από τρεις πρωτεΐνες της μεμβράνης που ονομάζονται δίαυλοι ή αντλίες ιόντων:

• δίαυλοι νατρίου·
• δίαυλοι καλίου·
• η αντλία νατρίου-καλίου.

Η μεμβράνη του νευρώνα έχει πολλούς διαύλους καλίου: αυτοί οι δίαυλοι ωθούν τα ιόντα K+ από το εσωτερικό της μεμβράνης προς τα έξω, αν και με αυτόν τον τρόπο αυξάνουν την αρνητικότητα στο εσωτερικό του κυττάρου. Από την άλλη, τα αρνητικά ιόντα στο εσωτερικό του κυττάρου δεν μπορούν να διαχυθούν προς τα έξω επειδή είναι πολύ μεγάλα για να διαπεράσουν τη μεμβράνη. 

Οι δίαυλοι νατρίου είναι λίγοι και τείνουν να διαχέουν τα ιόντα νατρίου προς τα μέσα.
Η αντλία νατρίου-καλίου δρα ενάντια στη φυσική κατεύθυνση ροής των ιόντων, ωθώντας τα Na+ προς τα έξω και τα K+ προς τα μέσα του κυττάρου. Όταν ο νευρώνας είναι σε ηρεμία, η μεμβράνη είναι πρακτικά αδιαπέραστη στην είσοδο των ιόντων Na+.

Ας το σκεφτούμε μαζί: Οι νευρώνες είναι τα αρχαιότερα κύτταρα του σώματος: είναι ανίκανοι να αυτοδιπλασιαστούν και σε περίπτωση βλαβών που οδηγούν στο θάνατό τους, τα γειτονικά τους δεν μπορούν να τους αντικαταστήσουν. Με το πέρασμα των χρόνων, η λειτουργικότητα του Νευρικού Συστήματος γίνεται λιγότερο αποτελεσματική: η έρευνα ενδιαφέρεται λοιπόν να βρει νέες μεθόδους για να ενισχύσει την ικανότητα του εγκεφάλου να παράγει νέους νευρώνες (νευρογένεση) για τη βελτίωση της μάθησης και της μνήμης. Τι μπορείς να κάνεις για να διατηρήσεις τους νευρώνες σου υγιείς; Πώς μπορείς να κρατήσεις το μυαλό σου σε εγρήγορση;