كلمات كليدي : نورون، پيك عصبي، گيرنده هاي عصبي، سيناپس، شكاف سيناپسي، پتانسيل عمل، روان شناسي فيزيولوژيك
نویسنده : منيره دانايي
نورون‌ها[1] از نظر تولید و ترکیب مواد شیمیایی، یاخته‌هایی بسیار فعال هستند و فرآورده‌های آنها در سوخت‌وساز آنها و ایجاد ارتباط بین نورون‌ها و کارکردهای مختلف عصبی مانند حالات روانی و یادگیری نقش اساسی دارند.
مواد شیمیایی، ناقل پیام‌هایی هستند که ارتباطات درونی و بیرونی موجودات زنده را امکان‌پذیر می‌سازند. این مواد شامل انتقال‌دهنده‌های عصبی، تعدیل‌کننده‌های عصبی،[2] هورمون‌ها و فرومون‌ها[3] بر عملکرد سلول‌ها، اندام‌ها و یا حتی تمامی حیوانات تاثیر می‌گذارند. در تمام موارد برای انتقال باید سلول‌هایی وجود داشته باشد که مواد شیمیایی را آزاد سازند و مولکول‌های پروتئینی ویژه‌ای به نام گیرنده که وجود این مواد را پی‌گردی کنند. آنها به لحاظ فاصله میان سلول ترشح‌کننده و گیرنده‌هایی که مواد شیمیایی آزاد شده را پی‌گردی می‌کنند، متفاوت از یکدیگرند.
انتقال‌دهنده‌های عصبی مواد شیمیایی هستند که از یک نورون ترشح می‌شوند و بر فعالیت نورون دیگر تاثیر می‌گذارند.[4] این مواد انتقال‌دهنده که به آنها پیک عصبی نیز می‌گویند، از تکمه‌های پایانی نورون‌ها در شکاف سیناپسی[5] آزاد می‌شوند و توسط گیرنده‌های موجود در غشای[6] سلول دیگری که در فاصله بسیار نزدیکی از آن قرار گرفته، پی‌گردی می‌شوند. ارتباط شیمیایی در هر سیناپس، اختصاصی و منحصر به فرد است. انتقال‌دهنده‌ها در مقایسه با تعدیل‌کننده‌ها مسیر کوتاهتری را طی می‌کنند و از حیطه عملکرد کمتری برخوردارند.
دانشمندان علوم اعصاب معتقدند که انتقال‌دهنده‌های بی‌شماری در مغز وجود دارد و دائما بر طول فهرست این مواد افزوده می‌شود. تک تک سلول‌های بدن با انجام دادن واکنش‌های شیمیایی بر روی موادی که از راه تغذیه به آنها می‌رسند، مواد لازم خود را می‌سازند. نورون‌ها نیز انتقال‌دهنده‌های عصبی خود را از مولکول‌های مشتق‌شده از مواد غذایی تولید می‌کنند. برخی انتقال‌دهنده‌های عصبی در پایانه پیش‌سیناپسی[7] نزدیک محل ترشح خود، ساخته می‌شوند. اما انتقال‌دهنده‌های عصبی با ساختمان مولکولی بزرگتر، در جسم سلولی ساخته می‌شوند و از آنجا به پایانه آکسون[8] انتقال می‌یابند.
در پایانه نورون پیش‌سیناپسی، حجم زیادی از مولکول‌های پیک عصبی در ساختارهای کوچک کروی شکلی به نام کیسه‌های سیناپسی[9] انباشته می‌شوند. علاوه بر ذخیره‌سازی پیک‌های عصبی در کیسه‌های سیناپسی، مقداری از این مواد در خارج از این کیسه‌ها نگهداری می‌شوند. با ناقطبی شدن انتهای آکسون هنگام رسیدن پتانسیل عمل[10] به آنجا، بار الکتریکی در دو سوی غشا تغییر می‌کند و باعث گشوده شدن مجراهای کلسیمی وابسته به ولتاژ در پایانه‌های نورون می‌گردد.
با به جریان افتادن کلسیم، انتقال‌دهنده عصبی از غشای نورون در شکاف سیناپسی بین نورون‌های پیش‌سیناپسی و پس‌سیناپسی[11] رها می‌شود که به آن برون‌ریزی[12] می‌گویند. عمل برون‌ریزی سریع است و حدود 1 تا 2 هزارم ثانیه ادامه پیدا می‌کند، اما نتیجه همیشه یکسان نیست.
بسیاری از پتانسیل‌های عمل گاهی نمی‌توانند انتقال‌دهنده عصبی آزاد کنند و اگر هم موفق شوند، مقدار ماده ترشح شده همیشه ثابت نیست. در واقع، پیامد رسیدن یک پتانسیل عمل به انتهای آکسون از سیناپسی به سیناپس دیگر فرق دارد. پس از ترشح انتقال‌دهنده از سلول پیش‌سیناپسی، ماده شیمیایی در سرتاسر شکاف سیناپسی پخش می‌شود و به گیرنده خود در غشای سلول پس‌سیناپسی می‌چسبد. عرض شکاف سیناپسی حدود 2 تا 5 صدم میکرون است و حدود 10 هزارم ثانیه طول می‌کشد تا پیک عصبی در سرتاسر شکاف پخش شود. کل فرایند انتقال از راه سیناپس با احتساب زمان ترشح پیک عصبی حدود 2 میلی ثانیه یا کمتر زمان می‌برد.[13]
در مغز حدود 100 نوع انتقال‌دهنده عصبی وجود دارد، اما یک نورون همه آنها را ترشح نمی‌کند. پژوهشگران تا مدت‌ها فکر می‌کردند که هر نورون فقط یک انتقال‌دهنده عصبی رها می‌کند. اما امروزه متوجه شده‌اند که بسیاری از نورون‌ها، دو یا سه و یا حتی بیش از سه انتقال‌دهنده عصبی رها می‌کنند و هر نورون ترکیب یکسانی از انتقال‌دهنده‌های عصبی را از تمامی شاخه‌های آکسونی خود آزاد می‌کند. برای مثال اگر از شاخه‌ای گلوتامات و پپتید[14] ترشح شود، شاخه‌های دیگر آکسون نیز همین مواد را آزاد می‌کنند.
هرچند یک نورون، تعداد محدودی انتقال‌دهنده عصبی ترشح می‌کند، اما در سیناپس‌های گوناگونی که به آن می‌رسند انتقال‌دهنده‌های مختلفی را دریافت می‌کند و به آنها پاسخ می‌دهد. انتقال‌دهنده‌های عصبی عموما بیش از یک نوع گیرنده دارند. گیرنده انتقال‌دهنده عصبی در غشای سلول پس‌سیناپسی از جنس پروتئین است. هنگامی که انتقال‌دهنده عصبی به محل گیرنده خود می‌چسبد، گیرنده مجرایی را در غشا باز می‌کند. این اثر یا سریع انجام می‌شود که به آن اثر یونی[15] می‌گویند، یا آهسته و با صرف زمان نسبتا طولانی که آن را اثر شیمیایی[16] می‌نامند. علت وجود انتقال‌دهنده عصبی و گیرنده‌های بی‌شمار این است که دستگاه عصبی برای ایجاد یک رفتار پیچیده، عناصر شیمیایی بسیاری را باید با هم ترکیب کند. انتقال‌دهنده‌های مختلف و گیرنده‌های گوناگون نقش‌های متفاوت و متمایزی را در عملکرد مغز و رفتار ایفا می‌کنند.[17]
به‌طور طبیعی یک انتقال‌دهنده عصبی نمی‌تواند به مدت زیادی روی غشای نورون پس‌سیناپسی باقی بماند. زیرا ممکن است آن نورون را به‌طور مدام تحریک یا بازداری کند که در این صورت امکان کنترل دقیق از بین می‌رود. از دو راه کوتاه شدن مدت عمل انتقال‌دهنده‌های عصبی حاصل می‌شود. در مورد برخی انتقال‌دهنده‌های عصبی فرایند تجزیه صورت می‌گیرد. به این ترتیب که آنزیم‌های غشای یاخته گیرنده با پیک عصبی وارد فعل و انفعال می‌شود تا آن را تجزیه و بی‌اثر سازد. در مورد سایر انتقال‌دهنده‌های عصبی فرایند بازجذب[18] یا بازگیری صورت می‌گیرد. این فرایند تقریبا بلافاصله منطقه سیناپس را از ماده شیمیایی پاک می‌کند. منظور از بازگیری، جذب انتقال‌دهنده‌های عصبی توسط همان پایانه‌های سیناپسی رهاکننده آنهاست.[19]