معلومة

ارتباك حسي جهازي؟

ارتباك حسي جهازي؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

في بعض الأحيان عندما يلمس شخص ما على جزء من الجسم يشعر به في مكان آخر وقد يعتقد أنه جاء من جزء مختلف من الجسم. ما الذي يسبب هذا؟ تتشابه الأمثلة الأخرى مع سبب خداعك للاعتقاد بأن ذراعيك أثقل مما هي عليه في الواقع. آخر هو أنه يمكنك إغلاق عينيك والتحرك في دوائر لأعلى ولأسفل ذراعك ببطء ، وبعد ذلك عندما تخمن مكان لمس يدك يكون أعلى أو أقل من المتوقع. ما الذي يسبب هذه الأشياء؟


تتضمن المواقف التي تصفها ما يسمى الحس العميق أو ردود الفعل إلى الدماغ حول مكان وجود ذراعيك وأطرافك في الفضاء. كما ذكر APengioun ، هذه مهمة معقدة وإذا كانت المعلومات مقيدة ، على سبيل المثال عيون مغلقة ، فإن الإحساس بمكان أطرافك يتم إفساده. أما بالنسبة لعنوانك ، فهو ليس تشويشًا عصبيًا حقًا لأنه تشويش في الجهاز الحسي إذا كان بإمكانك تسميته كذلك. يتضمن ذلك الخلايا العصبية الحسية من أطرافك بالإضافة إلى الخلايا العصبية المركزية في الدماغ التي تعالج معلوماتك بشكل أكبر.


عندما يعمل دماغنا على تحديد مكان وجود جزء من جسمنا فيما يتعلق بجزء آخر من جسمنا ، أو فيما يتعلق بأي شيء يتعلق بهذا الأمر ، فإننا نجمع:

  • المعلومات البصرية
  • معلومات حول مدى تقلص عضلاتنا
  • كم تتقلص مفاصلنا
  • يتم تطبيق قوى مختلفة على أذرعنا / أرجلنا أو أجزاء أخرى من الجسم
  • حيث يتذكر أننا اعتدنا أن نكون
  • ما مقدار القوة التي استخدمناها للتحرك إلى حيث أردنا التحرك
  • حيث نتوقع أن نكون
  • و عدة أشياء أخرى

هذه أشياء قليلة يعتمد عليها جسمنا! الأكثر دقة هي رؤيتنا. دعونا نواجه الأمر ، كل ما نقوم به بنشاط بأيدينا يتطلب أكثر المهارات والمعرفة بمكان وجود أيدينا وما إلى ذلك. إنه أيضًا النظام الذي نعتمد عليه أكثر من غيره. لكن الأنظمة الأخرى مفيدة للتأكد من أننا لا نسقط ، ونمسك بالأشياء ونتأكد من أننا ننقبض بشكل انعكاسي على العضلات المعاكسة لمنع السقوط ، ومنعنا من إسقاط الأشياء وأكثر من ذلك بكثير. لا يهم ما إذا كانت غير دقيقة ، يجب أن تكون سريعة وفي القيام بذلك لا يمكن أن تكون دقيقة للغاية.

عندما لا نستخدم الرؤية ، فإننا نعتمد على هذه الأشياء الأخرى. لقد تم تصميمها للتكيف بسرعة (على سبيل المثال ، حمل حقيبة تسوق لفترة من الوقت وعندما تترك ذراعك تشعر بالضوء أو عندما تخرج من حمام السباحة ، يشعر جسمك بالثقل) ومن المهم أن يفعلوا ذلك للسماح لهم الوظائف كما هو مذكور في الفقرة الأخيرة.


ارتباك حسي جهازي؟ - مادة الاحياء

لديك ثمانية أنظمة حسية

(يرجى ملاحظة: الأرقام أدناه مأخوذة من ويكيبيديا)

وصف الأنظمة الحسية الثمانية

الأنظمة الحسية الأساسية الخمسة:

ركز أيريس على الأنظمة الحسية الثلاثة في وصف اختلال التكامل الحسي:

أحدث مجموعة نوقشت من الأحاسيس المتعلقة بالأعضاء الداخلية

أ- الأنظمة الحسية الأساسية الخمسة:

النظام البصري مسؤول عن الرؤية.

المنطقة البصرية الأساسية للدماغ هي الفص القذالي (انظر الشكل). يتم تلقي الإسقاطات من شبكية العين (من خلال المهاد) حيث يتم تشفير أنواع مختلفة من المعلومات. تشمل أنواع المعلومات المرئية: اللون والشكل والاتجاه والحركة. من التيار البطني في مشاريع معلومات الفص القذالي إلى الفص الصدغي لمعالجة ماهية الأشياء. من التيار الظهري ، تنتقل المعلومات إلى الفصوص الجدارية لمعالجة مكان تواجد الكائنات.

الجهاز السمعي مسؤول عن السمع.

تقع القشرة السمعية الأولية في التلفيف الصدغي العلوي للدماغ (انظر الشكل). يمكن تعيين ترددات صوتية محددة بدقة على القشرة السمعية الأولية. تتغير مناطق معينة في عملية القشرة السمعية في تردد الصوت أو اتساعه ، بينما تعالج مناطق أخرى مجموعات من الترددات الصوتية. المنطقة الرئيسية المشاركة في فهم اللغة ، (تسمى منطقة Wernike’s) تقع في النصف المخي الأيسر في معظم الناس.

الجهاز الشمي مسؤول عن معالجة الرائحة.

تقع البصلة الشمية في الجزء الأكثر تقدمًا من الدماغ على الجانب السفلي من الدماغ (انظر الشكل). ينقل البصلة الشمية معلومات الرائحة من الأنف إلى المخ ، وبالتالي فهي ضرورية لحاسة الشم المناسبة. على عكس الأنظمة الحسية الأخرى ، فإن البصلة الشمية لديها مصدر واحد فقط من المدخلات الحسية (الخلايا العصبية للظهارة الشمية) ومخرج واحد. وبالتالي من المفترض أن تكون أكثر من منقي من دائرة ارتباطية بها العديد من المدخلات والعديد من المخرجات.

لا تتلقى البصيلة الشمية معلومات "من أعلى إلى أسفل" من مناطق مثل اللوزة, القشرة المخية الحديثة, قرن آمون، و اخرين. لها أربع وظائف:

  • التمييز بين الروائح
  • تعزيز الكشف عن الروائح
  • تصفية العديد من روائح الخلفية
  • السماح لمناطق الدماغ العليا المتعلقة بالاستثارة والانتباه لتعديل اكتشاف و / أو تمييز الروائح

النظر من قاعدة الدماغ

النظام الذوقي هو المسؤول عن حاسة التذوق.

يسمح لنا بالتمييز بين الأطعمة الآمنة والضارة. عادة ، يفضل الأفراد النكهات الحلوة والمالحة على المذاق الحامض أو المر. يعد الكشف عن الملح أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على بيئة داخلية منظمة ومستقرة للجسم. هذا الذوق يُنظر إليه على أنه إيجابي لأنه يسهل إعادة امتصاص من الماء في الدم. نظرًا لأنه يساعد على البقاء ، يعتبر الملح طعمًا لطيفًا من قبل معظم البشر.

يمكن أن يكون الطعم الحامض جيدًا بكميات صغيرة ، ولكن عندما يصبح حامضًا جدًا يصبح التذوق مزعجًا. حدث هذا من خلال التطور لحمايتنا من تناول الفاكهة الناضجة واللحوم الفاسدة وغيرها من الأطعمة الفاسدة (خطير بسبب البكتيريا التي تنمو في هذه البيئات).

الطعم المر يكاد يكون غير سار للبشر. هذا لأن الكثير خطير >> صفة العوامل الدوائية طعم المر ، بما في ذلك مادة الكافيين, النيكوتين، و الإستركنين. يمكن التغلب على بعض الأذواق المريرة (لاحظ مدى شعبية ستاربكس في جميع أنحاء العالم! لاحظ أيضًا عدد الأدوية عند مضغها ، والتي لها طعم مر ، ويبدو أن أجسامنا تفسرها على أنها سموم.)

يشير الذوق الحلو إلى ذلك الكربوهيدرات حاضرون. تحتوي الكربوهيدرات على نسبة عالية من السعرات الحرارية وهي مرغوبة (لم يكن البشر في الماضي البعيد يعرفون متى ستحدث وجبتهم التالية ، لذلك تطوروا إلى الرغبة / الحاجة إلى تناول المذاقات الحلوة).

تقع القشرة الذوقية الأولية بالقرب من المنطقة الجسدية للسان ، في القشرة المعزولة في أعماق الشق الجانبي مع مناطق الذوق الثانوية في غطاء (أنظر للشكل). هذا يعني أن الموقع مطوي بعمق داخل القشرة داخل التلم الجانبي بين الفص الصدغي والجبهي.

النظام اللمسي مسؤول عن معالجة معلومات اللمس من الجسم.

يرسل الجسم معلومات عن طريق اللمس إلى القشرة الحسية الجسدية من خلال المسارات العصبية إلى الحبل الشوكي وجذع الدماغ والمهاد. القشرة الحسية الجسدية الأولية هي المنطقة المستقبلة الأولية لأحاسيس اللمس وتقع في الجانب التلفيف بعد المركزي ، بنية بارزة في الفص الجداري للدماغ البشري.

نظرًا لارتباطاتها العديدة بمناطق الدماغ الأخرى ، فإن القشرة الحسية الجسدية هي جزء من الجهاز العصبي الذي يدمج اللمس والضغط ودرجة الحرارة والألم.

نظام اللمس مهم للغاية في SPD. يعاني العديد من الأفراد المصابين بهذا الاضطراب من أعراض لمسية مثل الدفاعية اللمسية أو ضعف الاستجابة للمس والألم. نظام اللمس هو أحد الأنظمة الأساسية الثلاثة المستخدمة في علاج التكامل الحسي.

ب. الأنظمة الحسية الثلاثة التي ركز عليها أيريس في وصف علاج خلل التكامل الحسي:

5. نظام اللمس (انظر الوصف أعلاه)

يساهم الجهاز الدهليزي في التوازن والتوجيه في الفضاء. إنه النظام الرائد الذي يخبرنا عن حركة الرأس وموضعه بالنسبة للجاذبية.

تشمل حركاتنا دوران موضعين واتجاه خطي. وبالتالي ، فإن الجهاز الدهليزي له مكونان مرتبطان: نظام القناة نصف الدائرية ، (المتعلق باكتشاف الدوران) و غبار، (المتعلقة باكتشاف التسارع / التباطؤ الخطي).

يرسل الجهاز الدهليزي إشارات في المقام الأول إلى الأجزاء العصبية من الدماغ التي تتحكم في حركات أعيننا ، والتي تبقينا في وضع مستقيم.

يحتوي الجهاز الدهليزي على ثلاثة القنوات الهلالية، والتي تكون بزوايا قائمة تقريبًا مع بعضها البعض:

ال عرضي القناة ، التي تكتشف الدوران حول محور عمودي (كما هو الحال عندما تقوم بالدوران في التزحلق على الجليد) ،

ال قناة نصف دائرية أمامية، يكتشف الحركة في المستوى الأمامي / الخلفي كما هو الحال في حركة الإيماء ،

ال اللاحق القناة ، يكتشف الحركة في مستوى أمامي كما هو الحال عند تحريك العربة.

القناة على كل جانب لها نظير متوازي تقريبًا على الجانب الآخر. يعمل كل زوج من القنوات بطريقة الدفع والسحب: عندما يتم تحفيز أحدهما ، يتم منع شريكه. يتيح لنا الشركاء معًا الشعور بالتناوب في جميع الاتجاهات.

يأتي التركيز على وظيفة الجهاز الدهليزي من تأثير أيريس عندما حددت اضطرابات المعالجة الحسية كحالة جديدة. هذا الجهاز الحسي له تأثير واسع في أجزاء كثيرة من الدماغ مما يؤدي إلى:

  • المخيخ (لتأثير حركات الرأس والعينين والوضعية).
  • الأعصاب القحفية الثالث والرابع والسادس (للسماح للعينين بالتثبيت على جسم متحرك مع البقاء في التركيز).
  • تشكيل شبكي (للإشارة إلى كيفية ضبط الدورة الدموية والتنفس عندما يتخذ الجسم وضعية جديدة).
  • الحبل الشوكي (للسماح بردود الفعل الانعكاسية السريعة المتعلقة بالتوازن).
  • ثالاموس (للتحكم في استجابات الرأس والجسم الحركية).

المعلومات الواردة أعلاه ليست سوى مقدمة بسيطة لدور الجهاز الدهليزي من حيث صلته بـ SPD. الشكل أدناه يصور الجهاز الدهليزي المعقد. هذا الرقم في المجال العام من تشريح غراي (الكتاب).

نظام استقبال الحس العميق (الإحساس بالعضلات و / أو حركات المفاصل)

يستشعر نظام التحفيز العميق (الذي يُختصر في بعض الأحيان بـ "الدعامة" من قبل المعالجين عندما يتحدثون عنه) موضع ، وموقع ، واتجاه ، وحركة عضلات ومفاصل الجسم. يزودنا الحس العميق بالوضع النسبي للأجزاء المجاورة من الجسم والجهد المستخدم لتحريك أجزاء الجسم.

يتم تنشيط استقبال الحس العميق عن طريق إدخال مستقبلات الجسم في محيط الجسم. يجمع حاسة التحسس التحضيري المعلومات الحسية من الخلايا العصبية في الأذن الداخلية (كشف الحركة والتوجيه) و مستقبلات التمدد في ال عضلات والأربطة الداعمة للمفاصل من أجل الوقوف.

يوجد نوعان من الحس العميق:

  • الحس العميق الواعي ، الذي يسافر إلى أعلى مسار العمود الفقري الإنسي الى المخ و
  • الحس العميق اللاواعي الذي يسافر لأعلى السبيل النخاعي الظهري,[20] الى المخيخ.

شعر أيريس أن استقبال الحس العميق هو الأساس (مع ضعف الدهليزي) من SPD. إنه أحد الأنظمة الحسية الثلاثة التي يستخدمها المعالجون المدربون على SI كحجر الزاوية للجانب الحسي للعلاج المتقدم.

تم الإبلاغ عن ضعف مؤقت في التحفيز الداخلي خلال أوقات النمو السريع ، معظمها خلال فترة المراهقة. الزيادات أو الانخفاضات الكبيرة الأخرى في وزن / حجم الجسم بسبب تقلبات الدهون (مثل شفط الدهون) و / أو محتوى العضلات (على سبيل المثال ، بناء الجسم) تؤثر أيضًا على الحس العميق.

يتأثر استقبال الحس العميق أحيانًا في الأفراد الذين يتطورون عادةً ، على سبيل المثال ، إذا كنت متعبًا. بشكل عام ، لا نلاحظ الحس التحسسي لأننا نتجاهل ذلك التعود, الحساسية، أو التكيف المنبهات الحسية الموجودة باستمرار. من حيث الجوهر ، فإن التعود يجعل الانطباعات الحسية التحسسية تختفي. إحدى المزايا العملية لهذا هو أن الإحساس غير الملحوظ يستمر في الخلفية بينما يمكن أن ينتقل انتباه الفرد إلى مصدر قلق آخر.

من المعروف أيضًا أن ضعفًا مؤقتًا في استقبال الحس العميق يحدث بسبب جرعة زائدة من فيتامين ب 6 أو عن طريقه الخلايا السامه عوامل مثل العلاج الكيميائي.

النظام الحسي الثامن ، الذي غالبًا ما يتم إهماله ، ولكنه غالبًا ما يكون إشكاليًا في SPD هو نظام Interoceptive. يشير Interoception إلى الأحاسيس المتعلقة بالحالة الفسيولوجية / الجسدية للجسم. المستقبلات الداخلية هي أجهزة استشعار داخلية توفر إحساسًا بما تشعر به أعضائنا الداخلية. الجوع والعطش أمثلة على الحس الداخلي.

يكتشف Interoception الاستجابات التي توجه التنظيم ، بما في ذلك الجوع ومعدل ضربات القلب والتنفس والقضاء. يتم الكشف عن التحفيز الداخلي من خلال النهايات العصبية التي تبطن الأغشية المخاطية للجهاز التنفسي والجهاز الهضمي. يعمل الحس الداخلي على الحواس الدهليزي والاستقبال لتحديد كيفية إدراك الفرد لجسمه. يساعد الحس الداخلي المعدل بشكل جيد الفرد على اكتشاف الإحساس التحسسي الدهليزي بشكل طبيعي. على سبيل المثال ، إذا شعر شخص ما بقلبه ينبض ، في حين أن ذلك غير مريح ، فإن الصدمة الناتجة عن التحفيز غير محتمل ولن يتم الرغبة في التحفيز. وينطبق الشيء نفسه على الجوع والعطش ، وكذلك الشعور بالحاجة إلى التبول أو التبرز.

يرتبط الحس الداخلي بالتحكم الحركي اللاإرادي ، ويختلف عن الاستقبال الميكانيكي (في الجلد) واستقبال الحس العميق (في العضلات والمفاصل). يقع الحس الداخلي في العصب الخلفي الظهري ويخلق مشاعر مميزة من الجسم بما في ذلك الألم ودرجة الحرارة والحكة والأحاسيس العضلية والحشوية والنشاط الحركي الوعائي والجوع والعطش والحاجة إلى الهواء. في البشر ، يحدث النشاط الداخلي الأساسي في الجزيرة الأمامية اليمنى ، والتي توفر الأساس للمشاعر الذاتية للوعي العاطفي لدى الفرد.

يعتقد بعض الباحثين أن تصوراتنا عن الرفاهية والطاقة والتوتر تستند إلى أحاسيس تمثل الحالة الفسيولوجية لأجسامنا. يقترحون أن الإدراك الداخلي هو أساس المشاعر الذاتية والعاطفة والوعي الذاتي. هناك دليل على أن نظام insula-cingulate الأمامي قد يدمج معلومات Interoceptive مع بروز عاطفي لتشكيل تمثيل شخصي للجسم بينما تكون القشرة الحزامية الوسطى تشارك على الأرجح في المراقبة البيئية واختيار الاستجابة وتوجيه الجسم (انظر Taylor KS) و سيمينوفيتش دا, ديفيس دينار كويتي (2009). نظامان لاتصال حالة الراحة بين القشرة الحزامية والقشرة الحزامية. رسم خرائط الدماغ البشري, 30(9), 2731-2745).

انظر أدناه للحصول على رسم تخطيطي عام للمواقع التشريحية العصبية المذكورة في الأوصاف أعلاه. تظهر الأدمغة الموضحة أدناه من منظور جانبي مع توجيه الأنف إلى اليسار.


استقبال

الخطوة الأولى في الإحساس هي استقبال، وهو تنشيط المستقبلات الحسية بواسطة محفزات مثل المنبهات الميكانيكية (الانحناء أو الضغط ، على سبيل المثال) ، أو المواد الكيميائية ، أو درجة الحرارة. يمكن للمستقبل بعد ذلك أن يستجيب للمنبهات. المنطقة في الفضاء التي يمكن فيها لمستقبل حسي معين أن يستجيب لمنبه ، سواء كان بعيدًا أو على اتصال بالجسم ، هو ذلك المستقبل الحقل قابل للعدوي. فكر للحظة في الاختلافات في المجالات المستقبلة للحواس المختلفة. من أجل حاسة اللمس ، يجب أن يتلامس المنبه مع الجسم. بالنسبة لحاسة السمع ، يمكن أن يكون المحفز على بعد مسافة معتدلة (يمكن أن تنتشر بعض أصوات حوت البالين لعدة كيلومترات). بالنسبة للرؤية ، يمكن أن يكون المنبه بعيدًا جدًا ، على سبيل المثال ، يرى النظام المرئي الضوء من النجوم على مسافات هائلة.


ارتباك حسي جهازي؟ - مادة الاحياء

الجهاز العصبي الحسي

الجهاز العصبي الحسي: الحواس الداخلية
تشمل الحواس الداخلية استقبال الحس العميق والمدخلات المسؤولة عن تنظيم التوازن. الاستتباب هو حالة أو ميل نحو التوازن.

المستقبِلات: استقبال الحس العميق: أجهزة استشعار تتعقب مكان وجود الجسم في الفضاء. يتضمن الجهاز العصبي الحسي أنظمة مراقبة داخلية تسمح لنا بتنسيق الحركة.

  • المستقبلات الميكانيكية: يتم إجراء عملية استقبال الحس العميق عن طريق المستقبلات الميكانيكية: في المفاصل ، تكتشف الجسيمات الباشينية تشوه المفاصل في العضلات ، وتكتشف مغازل العضلات تمدد ألياف العضلات في العضلات التي تتصل فيها الأوتار ، وتكتشف أجهزة جولجي تمدد الأوتار.
  • النظام الدهليزي: أحد جوانب معرفة مكانك في الفضاء هو معرفة اتجاهك أحد مكونات أذنيك ، حيث يُعلم الجهاز الدهليزي عقلك بكيفية توجيه جسمك في الفضاء.

ال الجهاز العصبي الحسي: الحواس الخارجية
البصر: شبكية العين هي الجزء العصبي من فوتونات العين (الضوء) تنشط المستقبلات على شبكية العين ويتم نقل الإشارة إلى الجهاز العصبي المركزي عبر العصب البصري.

  • يشم: يتم تمرير المركبات العطرية فوق ظهارة الشم عند التنفس. تحتوي الظهارة الشمية على نهايات عصبية تشير إلى البصيلة الشمية ومراكز أخرى في الدماغ.
  • لمس. اتصال. صلة: الجلد: ثلاثة أنواع منفصلة من الأعصاب تكتشف الأحاسيس على الجلد 1. المستقبلات الميكانيكية: الكشف عن الضغط والتوتر على الجلد 2. المستقبلات الحرارية: الكشف عن درجة حرارة المنبه 3. مستقبلات الألم: الكشف عن المنبهات المؤلمة.
  • سمع: كشف الأصوات وضغط الهواء. يدخل عضو كورتي الصوتي على شكل موجات ضغط إلى الأذن ، ويمر عبر الأذن الوسطى ويهتز غشاءًا في عضو أنيق يسمى عضو كورتي.
  • المذاق: تعمل المستقبلات الموجودة على لساننا بالتنسيق مع نظام حاسة الشم لتمييز الذوق. هناك خمسة مستقبلات أساسية للتذوق: مالح ، حامض ، مر ، حلو ، أومامي.

يناقش هذا البرنامج التعليمي تنظيم وتكامل الجهاز العصبي الحسي. يتلقى الجهاز العصبي الحسي معلومات من البيئة مثل اللمس أو الحرارة ، ويرسل هذه المعلومات مرة أخرى إلى الجهاز العصبي المركزي للمعالجة.

ميزات البرنامج التعليمي المحددة:

يتم تقديم وصف تفصيلي للحواس الخمس الرئيسية وكيفية عملها داخل الجهاز العصبي الحسي.
تم توضيح العلاقة بين الجهاز العصبي الحسي وتفاعلاته مع الجهاز العصبي المركزي.

  • توضح خريطة المفاهيم الروابط بين المفاهيم الجديدة في هذا البرنامج التعليمي وتلك التي تم تقديمها مسبقًا.
  • تقدم شرائح التعريف المصطلحات حسب الحاجة.
  • التمثيل المرئي للمفاهيم
  • تم تقديم أمثلة طوال الوقت لتوضيح كيفية تطبيق المفاهيم.
  • يتم تقديم ملخص موجز في ختام البرنامج التعليمي.

الجهاز العصبي الحسي: الحواس الداخلية

الجهاز العصبي الحسي: الحواس الخارجية

شاهد جميع الدروس الـ 24 في علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء ، بما في ذلك دروس المفاهيم ، والتدريبات على حل المشكلات وأوراق الغش: علم نفسك علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء بصريًا في 24 ساعة


بيولوجيا الأنظمة الحسية ، الطبعة الثانية

بيولوجيا الأنظمة الحسية وهكذا تم تنقيحها بالكامل واتخذت منهجًا جزيئيًا وتطوريًا ومقارنًا ، مما يوفر نظرة عامة على الأنظمة الحسية في الفقاريات واللافقاريات وبدائيات النوى ، مع تركيز قوي على حواس الإنسان.

كتبه مؤلف مشهور يتمتع بخبرة تعليمية واسعة ، يغطي الكتاب ، في ستة أجزاء ، السمات العامة للأنظمة الحسية ، والميكانيكية ، والحواس الكيميائية ، والحواس التي تكتشف الإشعاع الكهرومغناطيسي ، والأنظمة الحسية الأخرى بما في ذلك الألم ، والحساسية الحرارية وبعض الأقلية الحواس ، وأخيرًا ، يقدم مخططًا ومناقشة للمضامين الفلسفية.

  • تركيز أكبر على البيولوجيا الجزيئية والآليات داخل الخلايا
  • فصل جديد في علم الجينوم والأنظمة الحسية
  • أقسام عن قنوات TRP ، والانتقال المشبكي ، وتطور الأنظمة العصبية ، والحساسية العنكبوتية الحساسة ومستقبلات الضوء ، والاستقبال الكهربائي في Monotremata ، واللغة وجين FOXP2 ، والخلايا العصبية المرآتية والبيولوجيا الجزيئية للألم

فقرات محدثة عن الشم والذوق البشري.

أكثر من أربعمائة رسم توضيحي ومربعات تحتوي على مواد تكميلية وأسئلة للتقييم الذاتي وببليوغرافيا كاملة في نهاية كل جزء بيولوجيا الأنظمة الحسية القراءة الأساسية لطلاب البكالوريوس في علم الأحياء وعلم الحيوان وعلم وظائف الأعضاء وعلم الأعصاب وعلم التشريح وعلم النفس الفسيولوجي. الكتاب مناسب أيضًا لطلاب الدراسات العليا في دورات أكثر تخصصًا مثل علوم الرؤية وقياس البصر وعلم وظائف الأعصاب وعلم الأمراض العصبية وعلم الأحياء التطوري.

مدح من مراجعات الطبعة الأولى:

"كتاب جامعي / دراسات عليا متقدم ممتاز." دليل كتاب ASLIB

"التركيز على علم الأحياء المقارن والتطور هو أحد السمات المميزة لهذا الكتاب المستقل. هذا نص إعلامي ومحفز للتفكير." مرات التكميل التعليمي العالي


محتويات

غالبًا ما يؤدي الإجهاد المزمن ونقص موارد المواجهة المتاحة أو المستخدمة من قبل الفرد إلى تطور المشكلات النفسية مثل الأوهام ، [7] والاكتئاب والقلق (انظر أدناه للحصول على مزيد من المعلومات). [8] هذا صحيح بشكل خاص فيما يتعلق بالضغوط المزمنة. هذه ضغوط قد لا تكون شديدة مثل ضغوط حادة مثل كارثة طبيعية أو حادث كبير ، لكنها تستمر على مدى فترات زمنية أطول. تميل هذه الأنواع من الضغوطات إلى أن يكون لها تأثير سلبي أكثر على الصحة لأنها مستمرة وبالتالي تتطلب استجابة الجسم الفسيولوجية لتحدث يوميًا. [9]

هذا يستنفد طاقة الجسم بسرعة أكبر ويحدث عادةً على مدى فترات طويلة من الزمن ، خاصةً عندما لا يمكن تجنب هذه المكثفات الدقيقة (أي ضغوط العيش في حي خطير). انظر الحمل الخيفي لمزيد من المناقشة حول العملية البيولوجية التي من خلالها قد يؤثر الإجهاد المزمن على الجسم. على سبيل المثال ، وجدت الدراسات أن مقدمي الرعاية ، وخاصة مرضى الخرف ، لديهم مستويات أعلى من الاكتئاب وصحة جسدية أسوأ قليلاً من غير مقدمي الرعاية. [9]

عندما يكون البشر تحت ضغط مزمن ، فقد تحدث تغيرات دائمة في استجاباتهم الفسيولوجية والعاطفية والسلوكية. [10] يمكن أن يشمل الإجهاد المزمن أحداثًا مثل رعاية الزوج المصاب بالخرف ، أو قد ينتج عن أحداث محورية قصيرة لها تأثيرات طويلة المدى ، مثل التعرض لاعتداء جنسي. أظهرت الدراسات أيضًا أن الإجهاد النفسي قد يساهم بشكل مباشر في ارتفاع معدلات الإصابة بأمراض القلب التاجية والوفيات وعوامل الخطر المسببة لها بشكل غير متناسب. على وجه التحديد ، ثبت أن الإجهاد الحاد والمزمن يرفع نسبة الدهون في الدم ويرتبط بأحداث الشريان التاجي السريرية. [11]

ومع ذلك ، فمن الممكن للأفراد أن يظهروا صلابة - وهو مصطلح يشير إلى القدرة على أن يكونوا متوترين بشكل مزمن وأن يكونوا بصحة جيدة. [12] على الرغم من أن التوتر النفسي يرتبط غالبًا بالمرض أو المرض ، إلا أن معظم الأفراد الأصحاء يظلون خاليين من الأمراض بعد مواجهة أحداث مرهقة مزمنة. يشير هذا إلى أن هناك فروقًا فردية في قابلية التأثر بالآثار المسببة للأمراض المحتملة للإجهاد. تنشأ الفروق الفردية في قابلية التأثر بسبب عوامل وراثية ونفسية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن العمر الذي يتعرض فيه التوتر يمكن أن يملي تأثيره على الصحة. تشير الأبحاث إلى أن الإجهاد المزمن في سن مبكرة يمكن أن يكون له آثار مدى الحياة على الاستجابات البيولوجية والنفسية والسلوكية للإجهاد لاحقًا في الحياة. [13]

لم يكن لمصطلح "الإجهاد" أي من دلالاته المعاصرة قبل عشرينيات القرن الماضي. إنه شكل من أشكال اللغة الإنجليزية الوسطى محزن، مشتقة عن طريق الفرنسية القديمة من اللاتينية سلسلة، "لرسم ضيق". [14] كانت الكلمة مستخدمة منذ فترة طويلة في الفيزياء للإشارة إلى التوزيع الداخلي لقوة تمارس على جسم مادي ، مما يؤدي إلى إجهاد. في عشرينيات وثلاثينيات القرن الماضي ، استخدمت الدوائر البيولوجية والنفسية المصطلح أحيانًا للإشارة إلى إجهاد عقلي أو إلى عامل بيئي ضار يمكن أن يسبب المرض.

استخدمه والتر كانون في عام 1926 للإشارة إلى العوامل الخارجية التي عطلت ما أسماه الاتزان الداخلي. [15] لكن ". التأكيد كتفسير للتجربة المعاشة غائب عن كل من روايات الحياة العادية والخبيرة قبل الثلاثينيات". [16] يمثل الإجهاد الفسيولوجي نطاقًا واسعًا من الاستجابات الجسدية التي تحدث كتأثير مباشر للضغوط التي تسبب اضطرابًا في توازن الجسم. عند الاضطراب الفوري للتوازن النفسي أو الجسدي ، يستجيب الجسم عن طريق تحفيز الجهاز العصبي والغدد الصماء والجهاز المناعي. يسبب تفاعل هذه الأنظمة عددًا من التغييرات الجسدية التي لها تأثيرات قصيرة وطويلة المدى على الجسم. [ بحاجة لمصدر ]

تم تطوير مقياس الإجهاد هولمز وراهي كطريقة لتقييم مخاطر المرض من التغيرات الحياتية. [17] يسرد المقياس كلاً من التغييرات الإيجابية والسلبية التي تثير التوتر. وتشمل هذه أشياء مثل عطلة كبيرة أو الزواج ، أو وفاة الزوج والطرد من العمل.

الاستتباب هو مفهوم مركزي لفكرة الإجهاد. [18] في علم الأحياء ، تسعى معظم العمليات الكيميائية الحيوية إلى الحفاظ على التوازن (الاستتباب) ، وهي حالة مستقرة توجد بشكل أكبر كمثالية وأقل كشرط قابل للتحقيق. العوامل البيئية ، المحفزات الداخلية أو الخارجية ، تعمل باستمرار على تعطيل التوازن. الحالة الحالية للكائن هي حالة من التدفق المستمر تتحرك حول نقطة الاستتباب التي هي الحالة المثلى لهذا الكائن الحي للعيش. [19] العوامل التي تتسبب في تباعد حالة الكائن الحي بعيدًا جدًا عن الاستتباب يمكن اعتبارها ضغوطًا. يمكن للحالة التي تهدد الحياة مثل الصدمة الجسدية الشديدة أو الجوع لفترات طويلة أن تعطل إلى حد كبير الاستتباب. من ناحية أخرى ، يمكن أيضًا تفسير محاولة الكائن الحي لإعادة الظروف إلى أو بالقرب من التوازن ، غالبًا ما يستهلك الطاقة والموارد الطبيعية ، على أنه إجهاد. [20]

تم التعرف على الغموض في تعريف هذه الظاهرة لأول مرة من قبل Hans Selye (1907-1982) في عام 1926. في عام 1951 ، لخص أحد المعلقين بشكل فضفاض وجهة نظر Selye للتوتر كشيء ". بالإضافة إلى كونه هو نفسه ، كان أيضًا سببًا لذاته ، و نتيجة نفسها ". [21] [22]

أول من استخدم المصطلح في سياق بيولوجي ، واصل سيلي تعريف الإجهاد بأنه "استجابة غير محددة من الجسم لأي طلب يتم فرضه عليه". يعتقد علماء الأعصاب مثل بروس ماكوين وجاب كولهاس أن الإجهاد ، استنادًا إلى سنوات من البحث التجريبي ، "يجب أن يقتصر على الظروف التي يتجاوز فيها الطلب البيئي القدرة التنظيمية الطبيعية للكائن الحي". [23] في الواقع ، في عام 1995 ، عرّف تواتس الإجهاد بأنه "حالة مزمنة تنشأ فقط عندما تكون آليات الدفاع إما متوترة بشكل مزمن أو معطلة بالفعل" ، [24] بينما وفقًا لأورسين (1988) ينتج الإجهاد عن عدم الاتساق بين المتوقع الأحداث ("القيمة المحددة") والأحداث المتصورة ("القيمة الفعلية") التي لا يمكن حلها بشكل مرض ، [25] والتي تضع أيضًا الضغط في السياق الأوسع لنظرية التناسق المعرفي. [26]

يمكن أن يكون للإجهاد العديد من التأثيرات العميقة على الأنظمة البيولوجية البشرية. [27] يحاول علم الأحياء في المقام الأول شرح المفاهيم الرئيسية للتوتر باستخدام نموذج التحفيز والاستجابة ، والذي يمكن مقارنته على نطاق واسع بكيفية عمل النظام الحسي النفسي. يلعب الجهاز العصبي المركزي (الدماغ والحبل الشوكي) دورًا مهمًا في آليات الجسم المرتبطة بالتوتر. ما إذا كان ينبغي للمرء أن يفسر هذه الآليات على أنها استجابة الجسم لضغوط أو تجسد فعل الإجهاد نفسه هو جزء من الغموض في تحديد ماهية الإجهاد بالضبط.

يعمل الجهاز العصبي المركزي بشكل وثيق مع جهاز الغدد الصماء في الجسم لتنظيم هذه الآليات. يصبح الجهاز العصبي الودي نشطًا بشكل أساسي أثناء الاستجابة للضغط ، وينظم العديد من وظائف الجسم الفسيولوجية بطرق يجب أن تجعل الكائن الحي أكثر تكيفًا مع بيئته. يوجد أدناه خلفية بيولوجية مختصرة عن علم التشريح العصبي والكيمياء العصبية وكيفية ارتباطهما بالتوتر. [ بحاجة لمصدر ]

قد يؤدي الإجهاد ، سواء كان إجهادًا حادًا أو حادًا أو إجهادًا مزمنًا منخفض الدرجة ، إلى حدوث تشوهات في ثلاثة أنظمة تنظيمية رئيسية في الجسم: أنظمة السيروتونين ، وأنظمة الكاتيكولامين ، والمحور الوطائي - النخامي - قشر الكظر. ارتبط السلوك العدواني أيضًا بخلل في هذه الأنظمة. [28]

تفاعلات الغدد الصماء في الدماغ ذات صلة في ترجمة الإجهاد إلى تغيرات فسيولوجية ونفسية. يلعب الجهاز العصبي اللاإرادي (ANS) ، كما ذكر أعلاه ، دورًا مهمًا في ترجمة التوتر إلى استجابة. تستجيب ANS بشكل انعكاسي لكل من الضغوط الجسدية (على سبيل المثال استقبال الضغط) ، وللمدخلات ذات المستوى الأعلى من الدماغ. [29]

يتكون الجهاز العصبي السمبثاوي من الجهاز العصبي السمبثاوي والجهاز العصبي السمبثاوي ، وهما فرعين نشطين من الناحية اللونية مع أنشطة متعارضة. تعصب ANS الأنسجة مباشرة من خلال أعصاب ما بعد العقدة ، والتي تتحكم فيها الخلايا العصبية السابقة للعقدة التي تنشأ في عمود الخلية الوسطي الوحشي. يتلقى ANS مدخلات من النخاع ، والوطاء ، والجهاز الحوفي ، وقشرة الفص الجبهي ، والدماغ المتوسط ​​، ونواة أحادي الأمين. [30]

يحرك نشاط الجهاز العصبي السمبثاوي ما يسمى استجابة "القتال أو الهروب". تتضمن استجابة القتال أو الطيران للطوارئ أو الإجهاد توسع حدقة العين ، وزيادة معدل ضربات القلب وتقلص القوة ، وتضيق الأوعية ، وتوسع القصبات ، وتحلل الجليكوجين ، وتكوين السكر ، وتحلل الدهون ، والتعرق ، وانخفاض حركية الجهاز الهضمي ، وإفراز الأدرينالين والكورتيزول من النخاع الكظري ، و ارتخاء جدار المثانة. تتضمن الاستجابة العصبية الباراسمبثاوية ، "الراحة والهضم" ، العودة إلى الحفاظ على التوازن ، وتشمل تقبض الحدقة ، وتضيق القصبات ، وزيادة نشاط الجهاز الهضمي ، وتقلص جدران المثانة. [29] وقد لوحظت العلاقات المعقدة بين عوامل الحماية والضعف على تأثير ضغوط المنزل في مرحلة الطفولة على المرض النفسي وأمراض القلب والأوعية الدموية والتكيف. [31] يُعتقد أن الآليات المرتبطة بـ ANS تساهم في زيادة خطر الإصابة بأمراض القلب والأوعية الدموية بعد الأحداث المجهدة الكبرى. [32]

محور HPA هو نظام عصبي صماوي يتوسط استجابة الإجهاد. الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد ، وخاصة النواة المجاورة للبطين ، تفرز هرمون الفازوبريسين والكورتيكوتروبين الذي ينتقل عبر الوعاء البابي الخفيف حيث يسافرون ويرتبطون بمستقبل الهرمون المطلق للكورتيكوتروبين في الغدة النخامية الأمامية. تم تحديد العديد من الببتيدات CRH ، وتم تحديد المستقبلات في مناطق متعددة من الدماغ ، بما في ذلك اللوزة. CRH هو الجزيء التنظيمي الرئيسي لإطلاق ACTH. [33]

يسمح إفراز الهرمون الموجه لقشر الكظر في الدوران الجهازي بالارتباط بمستقبلات الميلانوكورتين وتنشيطها ، حيث يحفز إفراز هرمونات الستيرويد. ترتبط هرمونات الستيرويد بمستقبلات الجلوكوكورتيكويد في الدماغ ، مما يوفر ردود فعل سلبية عن طريق تقليل إطلاق ACTH. تدعم بعض الأدلة التغذية المرتدة الثانية طويلة المدى غير الحساسة لإفراز الكورتيزول. يتلقى PVN في منطقة ما تحت المهاد مدخلات من نواة الجهاز الانفرادي والصفيحة الطرفية. من خلال هذه المدخلات ، يتلقى ويستجيب للتغيرات في الدم. [33]

تحفز تعصيب PVN من نوى جذع الدماغ ، ولا سيما نواة النورأدرينالية ، إطلاق الهرمون CRH. مناطق أخرى من منطقة ما تحت المهاد تمنع بشكل مباشر وغير مباشر نشاط محور HPA. تؤثر الخلايا العصبية تحت المهاد المشاركة في تنظيم توازن الطاقة أيضًا على نشاط محور HPA من خلال إطلاق النواقل العصبية مثل الببتيد العصبي Y ، والذي يحفز نشاط محور HPA. بشكل عام ، تحفز اللوزة ، وتضعف قشرة الفص الجبهي والحصين ، نشاط محور HPA ، ومع ذلك ، توجد علاقات معقدة بين المناطق. [33]

قد يتأثر الجهاز المناعي بشدة بالتوتر. يعصب الجهاز العصبي الودي العديد من الهياكل المناعية ، مثل نخاع العظام والطحال ، مما يسمح له بتنظيم وظيفة المناعة. المواد الأدرينالية التي يطلقها الجهاز العصبي الودي يمكن أن ترتبط أيضًا بالخلايا المناعية المختلفة وتؤثر عليها ، مما يوفر مزيدًا من الاتصال بين الأنظمة. ينتج عن محور HPA في النهاية إطلاق الكورتيزول ، والذي له تأثيرات مثبطة للمناعة بشكل عام. ومع ذلك ، فإن تأثير الإجهاد على الجهاز المناعي محل خلاف ، وقد تم اقتراح نماذج مختلفة في محاولة لتفسير كل من الأمراض المرتبطة بـ "نقص المناعة" والأمراض التي تنطوي على تنشيط مفرط لجهاز المناعة. يقترح أحد النماذج المقترحة لتفسير ذلك دفعًا نحو خلل في المناعة الخلوية (Th1) والمناعة الخلطية (Th2). تضمن عدم التوازن المقترح فرط نشاط نظام Th2 مما أدى إلى بعض أشكال فرط الحساسية المناعية ، مع زيادة خطر الإصابة ببعض الأمراض المرتبطة بانخفاض وظائف الجهاز المناعي ، مثل العدوى والسرطان. [6]

الإجهاد المزمن هو مصطلح يستخدم أحيانًا للتمييز بينه وبين الإجهاد الحاد. تختلف التعريفات ، وقد تكون على غرار التنشيط المستمر للاستجابة للضغط ، [34] الإجهاد الذي يسبب تحولًا متوازناً في وظائف الجسم ، [4] أو تمامًا مثل "الإجهاد المطول". [35] على سبيل المثال ، أظهرت نتائج إحدى الدراسات أن الأفراد الذين أبلغوا عن نزاع في العلاقة استمر لمدة شهر أو أكثر يكونون أكثر عرضة للإصابة بالمرض ويظهرون بطء في التئام الجروح. وبالمثل ، قد تزداد تأثيرات الضغوطات الحادة على جهاز المناعة عندما يكون هناك إجهاد و / أو قلق بسبب أحداث أخرى. على سبيل المثال ، يُظهر الطلاب الذين يخضعون للامتحانات استجابات مناعية أضعف إذا أبلغوا أيضًا عن الإجهاد بسبب المتاعب اليومية. [36] في حين أن الاستجابات للضغوط الحادة لا تفرض عبئًا صحيًا على الشباب والأفراد الأصحاء ، فإن الإجهاد المزمن لدى الأفراد الأكبر سنًا أو غير الأصحاء قد يكون له آثار طويلة المدى ضارة بالصحة. [37]

تحرير مناعي

تؤدي الضغوطات الحادة المحددة زمنياً ، أو الضغوطات التي استمرت أقل من ساعتين ، إلى تنظيم أعلى للمناعة الطبيعية وتقليل تنظيم مناعة معينة. شهد هذا النوع من الإجهاد زيادة في الخلايا المحببة ، والخلايا القاتلة الطبيعية ، و IgA ، و Interleukin 6 ، وزيادة في سمية الخلايا. تؤدي عوامل الإجهاد الطبيعية الوجيزة إلى حدوث تحول من مناعة Th1 (خلوية) إلى مناعة Th2 (خلطية) ، مع انخفاض تكاثر الخلايا التائية ، وتسمم الخلايا القاتلة الطبيعية. لم تتسبب تسلسلات الأحداث المجهدة في إثارة استجابة مناعية متسقة ، ومع ذلك ، فإن بعض الملاحظات مثل انخفاض تكاثر الخلايا التائية والسمية الخلوية ، وزيادة أو نقصان سمية الخلايا القاتلة الطبيعية ، وزيادة في ميتوجين PHA. أثار الإجهاد المزمن تحولًا نحو مناعة Th2 ، بالإضافة إلى انخفاض الإنترلوكين 2 ، وتكاثر الخلايا التائية ، واستجابة الجسم المضاد للقاح الأنفلونزا. لم تسبب الضغوطات البعيدة تغيرًا مستمرًا في وظيفة المناعة. [6]

تحرير المعدية

لاحظت بعض الدراسات زيادة خطر الإصابة بعدوى الجهاز التنفسي العلوي أثناء ضغوط الحياة المزمنة. في المرضى المصابين بفيروس نقص المناعة البشرية ، ارتبطت زيادة إجهاد الحياة والكورتيزول بتطور ضعيف لفيروس نقص المناعة البشرية. [34]

تعديل المرض المزمن

تم اقتراح صلة بين الإجهاد المزمن وأمراض القلب والأوعية الدموية. [٣٤] يبدو أن التوتر يلعب دورًا في ارتفاع ضغط الدم ، وقد يزيد من تعريض الأشخاص لحالات أخرى مرتبطة بارتفاع ضغط الدم. [38] قد يؤدي التوتر أيضًا إلى حدوث انتكاسة أكثر خطورة أو الانتكاس إلى تعاطي الكحول. [4] قد يساهم الإجهاد أيضًا في الشيخوخة والأمراض المزمنة في الشيخوخة ، مثل الاكتئاب واضطرابات التمثيل الغذائي. [39]

يلعب جهاز المناعة أيضًا دورًا في الإجهاد والمراحل المبكرة من التئام الجروح. وهي مسؤولة عن تحضير الأنسجة للإصلاح وتعزيز تجنيد خلايا معينة في منطقة الجرح. [36] تمشيا مع حقيقة أن الإجهاد يغير إنتاج السيتوكينات ، جراهام وآخرون. وجد أن الإجهاد المزمن المرتبط بتقديم الرعاية لشخص مصاب بمرض الزهايمر يؤدي إلى تأخر التئام الجروح. أشارت النتائج إلى أن جروح الخزعة تلتئم بشكل أبطأ بنسبة 25 ٪ في المجموعة التي تعاني من الإجهاد المزمن ، أو أولئك الذين يعتنون بشخص مصاب بمرض الزهايمر. [40]

تحرير التنمية

كما ثبت أن الإجهاد المزمن يضعف النمو التنموي للأطفال عن طريق خفض إنتاج الغدة النخامية لهرمون النمو ، كما هو الحال في الأطفال المرتبطين ببيئة منزلية تنطوي على خلافات زوجية خطيرة أو إدمان الكحول أو إساءة معاملة الأطفال. [41]

بشكل عام ، تعتبر حياة ما قبل الولادة ، والرضع ، والطفولة ، والمراهقة فترات حرجة يكون فيها التعرض لضغوطات شديدة بشكل خاص. [42] [43]

تحرير علم النفس المرضي

يُنظر إلى الإجهاد المزمن على أنه يؤثر على أجزاء الدماغ حيث تتم معالجة الذكريات وتخزينها. عندما يشعر الناس بالتوتر ، يتم إفراز هرمونات التوتر بشكل مفرط ، مما يؤثر على الدماغ. يتكون هذا الإفراز من الجلوكوكورتيكويدات ، بما في ذلك الكورتيزول ، وهي هرمونات ستيرويد تطلقها الغدة الكظرية ، على الرغم من أن هذا يمكن أن يزيد من تخزين ذكريات الفلاش بلب ، إلا أنه يقلل التقوية طويلة المدى (LTP). [44] [45] يعتبر الحُصين مهمًا في الدماغ لتخزين أنواع معينة من الذكريات ويمكن أن يتسبب تلف الحُصين في مشاكل في تخزين الذكريات الجديدة ولكن الذكريات القديمة والذكريات المخزنة قبل الضرر لا تضيع. [46] كما يمكن ربط مستويات الكورتيزول المرتفعة بتدهور الحُصين وتدهور الذاكرة الذي يبدأ العديد من كبار السن في التعرض له مع تقدم العمر. [45] قد تساهم هذه الآليات والعمليات بالتالي في الإصابة بالأمراض المرتبطة بالعمر ، أو تنشأ عنها مخاطر الإصابة باضطرابات مبكرة. على سبيل المثال ، يعد الإجهاد الشديد (مثل الصدمة) عاملاً ضروريًا لإنتاج الاضطرابات المرتبطة بالتوتر مثل اضطراب ما بعد الصدمة. [5]

يغير الإجهاد المزمن التعلم أيضًا ، ويشكل تفضيلًا للتعلم القائم على العادات ، ويقلل من مرونة المهام والذاكرة العاملة المكانية ، ربما من خلال تعديلات أنظمة الدوبامين. [30] قد يزيد التوتر أيضًا من المكافأة المرتبطة بالطعام ، مما يؤدي إلى زيادة الوزن وتغييرات أخرى في عادات الأكل. [47] قد يساهم الإجهاد في اضطرابات مختلفة ، مثل الألم العضلي الليفي ، [48] متلازمة التعب المزمن ، [49] الاكتئاب ، [50] والمتلازمات الجسدية الوظيفية. [51]

تحرير Eustress

نشر سيلي في عام 1975 نموذجًا يقسم التوتر إلى الكرب والضيق. [52] عندما يعزز التوتر الوظيفة (جسديًا أو عقليًا ، على سبيل المثال من خلال تدريب القوة أو العمل الشاق) ، فيمكن اعتباره إجهادًا. الإجهاد المستمر الذي لا يتم حله من خلال التأقلم أو التكيف ، والذي يُعتبر ضائقة ، قد يؤدي إلى سلوك القلق أو الانسحاب (الاكتئاب).

الفرق بين التجارب التي ينتج عنها eustress وتلك التي أدت إلى محنة يتم تحديده من خلال التباين بين تجربة (حقيقية أو متخيلة) والتوقعات الشخصية والموارد اللازمة للتعامل مع الإجهاد. يمكن للتجارب المقلقة ، سواء كانت حقيقية أو متخيلة ، أن تثير استجابة للتوتر. [53]

التكيف تحرير

تشمل الاستجابات للتوتر التكيف والتأقلم النفسي مثل إدارة الإجهاد والقلق والاكتئاب. على المدى الطويل ، يمكن أن تؤدي الضائقة إلى تدهور الصحة و / أو زيادة الميل إلى المرض لتجنب ذلك ، يجب إدارة الإجهاد.

تشمل إدارة الإجهاد تقنيات تهدف إلى تزويد الشخص بآليات المواجهة الفعالة للتعامل مع الإجهاد النفسي ، مع الإجهاد الذي يُعرَّف بأنه استجابة الشخص الفسيولوجية لمحفز داخلي أو خارجي يؤدي إلى استجابة القتال أو الهروب. تكون إدارة الإجهاد فعالة عندما يستخدم الشخص استراتيجيات للتعامل مع المواقف العصيبة أو تغييرها.

هناك عدة طرق للتعامل مع التوتر ، [54] مثل التحكم في مصدر التوتر أو تعلم وضع حدود وقول "لا" لبعض المطالب التي قد يطلبها الرؤساء أو أفراد الأسرة.

يمكن زيادة قدرة الشخص على تحمل مصدر التوتر من خلال التفكير في موضوع آخر مثل هواية أو الاستماع إلى الموسيقى أو قضاء الوقت في البرية.

تتمثل إحدى طرق التحكم في التوتر في التعامل أولاً مع ما يسبب التوتر إذا كان الفرد يتحكم فيه. يمكن أن تكون الطرق الأخرى للتحكم في التوتر وتقليله: عدم المماطلة وترك المهام في اللحظة الأخيرة ، والقيام بالأشياء التي تحبها ، والتمارين الرياضية ، والقيام بأنشطة التنفس الروتينية ، والخروج مع الأصدقاء ، وأخذ قسط من الراحة. إن الحصول على دعم من أحد أفراد أسرته يساعد أيضًا كثيرًا في تقليل التوتر. [45]

أظهرت إحدى الدراسات أن قوة الحصول على الدعم من أحد أفراد أسرته ، أو مجرد الحصول على دعم اجتماعي ، قللت من التوتر في الأفراد. تم تطبيق صدمات مؤلمة على كاحل النساء المتزوجات. في بعض المحاكمات ، تمكنت النساء من إمساك يد أزواجهن ، وفي محاكمات أخرى تمسك بيد شخص غريب ، ثم لم تمسك يد أحد. عندما كانت النساء يمسكن يد أزواجهن ، انخفضت الاستجابة في العديد من مناطق الدماغ. عند إمساك يد الشخص الغريب ، تم تقليل الاستجابة قليلاً ، ولكن ليس بنفس القدر عندما كانوا يمسكون بيد الزوج. يساعد الدعم الاجتماعي في تقليل التوتر وأكثر من ذلك إذا كان الدعم من أحد أفراد أسرته. [45]

تحرير التقييم المعرفي

جادل لعازر [55] بأنه من أجل أن يكون الوضع النفسي والاجتماعي مرهقًا ، يجب تقييمه على هذا النحو. وجادل بأن العمليات المعرفية للتقييم مركزية في تحديد ما إذا كان الموقف يمثل تهديدًا محتملاً ، أو يشكل ضررًا / خسارة أو تحديًا ، أو أنه حميدة.

تؤثر العوامل الشخصية والبيئية على هذا التقييم الأولي ، والذي يؤدي بعد ذلك إلى اختيار عمليات المواجهة. يتم توجيه التأقلم الذي يركز على المشكلة إلى إدارة المشكلة ، بينما يتم توجيه عمليات المواجهة التي تركز على العاطفة إلى إدارة المشاعر السلبية. يشير التقييم الثانوي إلى تقييم الموارد المتاحة للتعامل مع المشكلة ، وقد يغير التقييم الأولي.

بعبارة أخرى ، يشمل التقييم الأولي إدراك مدى إجهاد المشكلة والتقييم الثانوي لتقدير ما إذا كان لدى المرء أكثر من الموارد الكافية أو أقل للتعامل مع المشكلة التي تؤثر على التقييم العام للتوتر. علاوة على ذلك ، يكون التأقلم مرنًا من حيث أنه ، بشكل عام ، يقوم الفرد بفحص فعالية التكيف مع الموقف إذا لم يكن له التأثير المطلوب ، سيحاول بشكل عام تجربة استراتيجيات مختلفة. [56]

عوامل الخطر الصحية تحرير

يمكن أن تؤدي كل من الضغوطات السلبية والإيجابية إلى الإجهاد. تتغير شدة الضغط ومدته حسب الظروف والحالة العاطفية للشخص الذي يعاني منه (Arnold. E and Boggs. K. 2007). تتضمن بعض الفئات والأمثلة الشائعة للضغوط ما يلي:

  • المدخلات الحسية مثل الألم أو الضوء الساطع أو الضوضاء أو درجات الحرارة أو القضايا البيئية مثل عدم التحكم في الظروف البيئية ، مثل الطعام و / أو الهواء و / أو جودة المياه أو السكن أو الصحة أو الحرية أو التنقل.
  • يمكن أن تسبب المشكلات الاجتماعية أيضًا ضغوطًا ، مثل الصراعات مع أفراد محددين أو صعبين ، والهزيمة الاجتماعية ، أو الصراع في العلاقات ، أو الخداع ، أو الانفصال ، والأحداث الكبرى مثل الولادة والوفاة ، والزواج ، والطلاق.
  • تجارب الحياة مثل الفقر والبطالة والاكتئاب السريري واضطراب الوسواس القهري والإفراط في شرب الخمر [57] أو النوم غير الكافي يمكن أن تسبب التوتر أيضًا. قد يواجه الطلاب والعاملون ضغوطًا في الأداء بسبب الاختبارات والمواعيد النهائية للمشروع.
  • التجارب المعاكسة أثناء النمو (مثل التعرض قبل الولادة لضغط الأم ، [58] [59] تاريخ التعلق السيئ ، [60] الاعتداء الجنسي) [61] يُعتقد أنها تساهم في حدوث عجز في نضج أنظمة استجابة الفرد للضغط. تقييم واحد للضغوط المختلفة في حياة الناس هو مقياس الإجهاد هولمز وراهي.

متلازمة التكيف العامة

يعرّف علماء الفسيولوجيا الإجهاد على أنه كيف يتفاعل الجسم مع ضغوط - محفز ، حقيقي أو متخيل ، يسبب الإجهاد. تؤثر الضغوطات الحادة على الكائن الحي على المدى القصير عوامل الإجهاد المزمنة على المدى الطويل. متلازمة التكيف العامة (GAS) ، التي طورها هانز سيلي ، هي لمحة عن كيفية استجابة الكائنات الحية للإجهاد.تتميز GAS بثلاث مراحل: مرحلة تعبئة غير محددة ، والتي تعزز نشاط الجهاز العصبي الودي ، وهي مرحلة مقاومة ، يقوم خلالها الكائن الحي ببذل الجهود. للتعامل مع مرحلة التهديد والإرهاق ، والتي تحدث إذا فشل الكائن الحي في التغلب على التهديد واستنفاد موارده الفسيولوجية. [62]

المرحلة 1 تحرير

إنذار هي المرحلة الأولى ، وتنقسم إلى مرحلتين: صدمة المرحلة و ضد الصدمات مرحلة. [63]

  • مرحلة الصدمة: خلال هذه المرحلة ، يمكن للجسم أن يتحمل تغيرات مثل نقص حجم الدم ، نقص حجم الدم ، نقص صوديوم الدم ، نقص كلور الدم ، نقص السكر في الدم - تأثير الإجهاد. هذه المرحلة تشبه مرض أديسون. تنخفض مقاومة الكائن الحي للعامل الضغط بشكل مؤقت إلى ما دون المعدل الطبيعي وقد يحدث مستوى معين من الصدمة (مثل صدمة الدورة الدموية).
  • مرحلة الصدمة: عندما يتم تحديد أو إدراك التهديد أو الضغوطات ، يبدأ الجسم في الاستجابة ويكون في حالة إنذار. خلال هذه المرحلة ، يقوم الموضع الأزرق والجهاز العصبي الودي بتنشيط إنتاج الكاتيكولامينات بما في ذلك الأدرينالين ، مما يؤدي إلى استجابة القتال أو الطيران المعروفة. يوفر الأدرينالين مؤقتًا زيادة في القوة العضلية ، وزيادة ضغط الدم بسبب تضيق الأوعية المحيطية وعدم انتظام دقات القلب ، وزيادة الجلوكوز في الدم. هناك أيضًا بعض التنشيط لمحور HPA ، مما يؤدي إلى إنتاج الجلوكورتيكويدات (الكورتيزول ، المعروف أيضًا باسم هرمون S أو هرمون الإجهاد).

المرحلة 2 تحرير

مقاومة هي المرحلة الثانية. خلال هذه المرحلة ، يؤدي زيادة إفراز القشرانيات السكرية إلى تكثيف استجابة الجسم الجهازية. يمكن أن تزيد الجلوكوكورتيكويدات من تركيز الجلوكوز والدهون والأحماض الأمينية في الدم. عند تناول جرعات عالية ، يبدأ أحد الجلايكورتيكويد ، الكورتيزول ، بالتصرف بشكل مشابه للكورتيكويد المعدني (الألدوستيرون) ويجلب الجسم إلى حالة مشابهة لفرط الألدوستيرونية. إذا استمرت الضغوطات ، يصبح من الضروري محاولة بعض الوسائل للتعامل مع الضغط. يحاول الجسم الاستجابة للمنبهات المجهدة ، ولكن بعد التنشيط المطول ، سوف تستنفد الموارد الكيميائية للجسم تدريجياً ، مما يؤدي إلى المرحلة النهائية.

المرحلة 3 تحرير

يمكن أن تكون المرحلة الثالثة إما إنهاك أو التعافي:

  • استعادة تتبع المرحلة عندما تتغلب آليات تعويض النظام بنجاح على تأثير الإجهاد (أو تزيل تمامًا العامل الذي تسبب في الإجهاد). أثبتت المستويات العالية من الجلوكوز والدهون والأحماض الأمينية في الدم أنها مفيدة للتفاعلات الابتنائية واستعادة التوازن وتجديد الخلايا.
  • إنهاك هي المرحلة الثالثة البديلة في نموذج الغاز. في هذه المرحلة ، تُستنفد جميع موارد الجسم في النهاية ولا يستطيع الجسم الحفاظ على وظائفه الطبيعية. قد تظهر الأعراض الأولية للجهاز العصبي اللاإرادي (التعرق ، ارتفاع معدل ضربات القلب ، إلخ). إذا تم تمديد المرحلة الثالثة ، فقد ينتج عن ذلك ضرر طويل المدى (يؤدي تضيق الأوعية لفترات طويلة إلى نقص التروية الذي يؤدي بدوره إلى نخر الخلية) ، حيث يصبح جهاز المناعة في الجسم مستنفدًا ، وتضعف وظائف الجسم ، مما يؤدي إلى عدم المعاوضة.

يمكن أن تتجلى النتيجة في أمراض واضحة ، مثل المشاكل العامة في الجهاز الهضمي (مثل النزيف الخفي ، أو الميلنا ، أو الإمساك / الإمساك) ، أو مرض السكري ، أو حتى مشاكل القلب والأوعية الدموية (الذبحة الصدرية) ، إلى جانب الاكتئاب السريري وأمراض عقلية أخرى. [ بحاجة لمصدر ]

الاستخدام الحالي للكلمة ضغط عصبى نشأت من تجارب هانز سيلي في الثلاثينيات. بدأ في استخدام المصطلح للإشارة ليس فقط إلى العامل ولكن إلى حالة الكائن الحي لأنه يستجيب ويتكيف مع البيئة. جذبت نظرياته عن الاستجابة العالمية غير المحددة للتوتر اهتمامًا وتنازعًا كبيرين في علم وظائف الأعضاء الأكاديمي وقام ببرامج بحثية مكثفة وجهود نشر. [64]

بينما اجتذب العمل دعمًا مستمرًا من دعاة الطب النفسي الجسدي ، خلص العديد في علم وظائف الأعضاء التجريبي إلى أن مفاهيمه كانت غامضة للغاية ولا يمكن قياسها. خلال الخمسينيات من القرن الماضي ، ابتعد سيلي عن المختبر للترويج لمفهومه من خلال الكتب الشعبية وجولات المحاضرات. كتب لكلا من الأطباء غير الأكاديميين ، وفي أكثر الكتب مبيعًا على مستوى العالم ضغوط الحياةلعامة الناس.

قدم المفهوم البيولوجي النفسي الاجتماعي الواسع للإجهاد والتكيف الوعد بمساعدة الجميع على تحقيق الصحة والسعادة من خلال الاستجابة الناجحة للتحديات العالمية المتغيرة ومشاكل الحضارة الحديثة. صاغ Selye مصطلح "eustress" للتوتر الإيجابي ، على النقيض من الضيق. وجادل بأن جميع الناس لديهم رغبة طبيعية ويحتاجون إلى العمل من أجل مصلحتهم ، وهي رسالة لقيت استحسان الصناعيين والحكومات. [64] كما صاغ المصطلح الإجهاد للإشارة إلى الحدث المسبب أو المثير ، في مقابل الحالة الناتجة من الإجهاد.

كانت سيلي على اتصال بصناعة التبغ منذ عام 1958 وكانوا حلفاء غير معلنين في التقاضي والترويج لمفهوم الإجهاد ، وإلغاء الارتباط بين التدخين والسرطان ، وتصوير التدخين على أنه "تحويل" ، أو في مفهوم سيلي "انحراف" "، من الإجهاد البيئي. [65]

منذ أواخر الستينيات ، بدأ علماء النفس الأكاديميون في تبني مفهوم سيلي حيث سعوا إلى تحديد "ضغوط الحياة" من خلال تسجيل "أحداث حياتية مهمة" ، وتم إجراء قدر كبير من الأبحاث لفحص الروابط بين الإجهاد والمرض من جميع الأنواع. بحلول أواخر السبعينيات ، أصبح الإجهاد المجال الطبي الأكثر أهمية لعامة السكان ، ودُعي إلى مزيد من البحوث الأساسية لمعالجة هذه المشكلة بشكل أفضل. كان هناك أيضًا بحث مختبري متجدد في قواعد الغدد الصماء العصبية والجزيئية والمناعية للإجهاد ، والتي تم تصورها على أنها إرشادية مفيدة لا ترتبط بالضرورة بفرضيات سيلي الأصلية. أصبح الجيش الأمريكي مركزًا رئيسيًا لأبحاث الإجهاد ، في محاولة لفهم وتقليل العصاب القتالي والإصابات النفسية. [64]

التشخيص النفسي اضطراب ما بعد الصدمة (اضطراب ما بعد الصدمة) في منتصف السبعينيات ، جزئيًا من خلال جهود النشطاء المناهضين لحرب فيتنام والمحاربين القدامى في فيتنام ضد الحرب ، وشيم إف شاتان. تمت إضافة الشرط إلى الدليل التشخيصي والإحصائي للاضطرابات النفسية كما اضطراب ما بعد الصدمة في عام 1980. [66] كان اضطراب ما بعد الصدمة رد فعل عاطفي حاد ومستمر لصدمة نفسية شديدة ، وعلى هذا النحو غالبًا ما يرتبط بالجنود وضباط الشرطة وأفراد الطوارئ الآخرين. قد يتضمن العامل المجهد تهديدًا للحياة (أو مشاهدة الموت الفعلي لشخص آخر) ، أو إصابة جسدية خطيرة ، أو تهديد للسلامة الجسدية أو النفسية. في بعض الحالات ، يمكن أن يكون أيضًا ناتجًا عن صدمة نفسية وعاطفية عميقة ، بصرف النظر عن أي ضرر أو تهديد جسدي حقيقي. في كثير من الأحيان ، ومع ذلك ، يتم الجمع بين الاثنين.

بحلول التسعينيات ، أصبح "الإجهاد" جزءًا لا يتجزأ من الفهم العلمي الحديث في جميع مجالات علم وظائف الأعضاء والأداء البشري ، وأحد أعظم الاستعارات في الحياة الغربية. نما التركيز على الإجهاد في أماكن معينة ، مثل الإجهاد في مكان العمل ، وتم تطوير تقنيات إدارة الإجهاد. أصبح المصطلح أيضًا تعبيرًا ملطفًا ، وهو وسيلة للإشارة إلى المشاكل وإثارة التعاطف دون أن يكون طائفيًا صريحًا ، فقط "تم التشديد عليه". جاء لتغطية مجموعة كبيرة من الظواهر من تهيج خفيف إلى نوع من المشاكل الشديدة التي قد تؤدي إلى انهيار حقيقي للصحة. في الاستخدام الشائع ، يمكن وصف أي حدث أو موقف تقريبًا بين هذين الطرفين بأنه مرهق. [14] [64]

وجدت دراسة الإجهاد في أمريكا لعام 2015 الصادرة عن الجمعية الأمريكية لعلم النفس [67] أن الضغط على الصعيد الوطني آخذ في الارتفاع وأن المصادر الثلاثة الرئيسية للتوتر هي "المال" و "مسؤولية الأسرة" و "العمل".


وجهة نظر فيزيولوجي للتوازن

الاستتباب هو مفهوم أساسي ضروري لفهم العديد من الآليات التنظيمية في علم وظائف الأعضاء. اقترح كلود برنارد في الأصل مفهوم ثبات & # x0201cmilieu interieur & # x0201d لكن مناقشته كانت مجردة إلى حد ما. قدم والتر كانون المصطلح & # x0201chomeostasis & # x0201d ووسع فكرة برنارد عن & # x0201cconstancy & # x0201d للبيئة الداخلية بطريقة واضحة وملموسة. في الستينيات من القرن الماضي ، بدأ وصف الآليات التنظيمية الاستتبابية في علم وظائف الأعضاء على أنها عمليات منفصلة بعد تطبيق تحليل نظام التحكم الهندسي على الأنظمة الفسيولوجية. لسوء الحظ ، تستمر العديد من النصوص الجامعية في إبراز الجوانب المجردة للمفهوم بدلاً من التأكيد على نموذج عام يمكن تطبيقه بشكل خاص وشامل على جميع آليات الاستتباب. نتيجة لذلك ، غالبًا ما يفشل الطلاب والمدرسون على حد سواء في تطوير نموذج واضح وموجز يمكن من خلاله التفكير في مثل هذه الأنظمة. في هذه المقالة ، نقدم نموذجًا قياسيًا لآليات التماثل الساكن لاستخدامها في المستوى الجامعي. نناقش المصادر الشائعة للارتباك (& # x0201csticky Points & # x0201d) التي تنشأ من التناقضات في المفردات والرسوم التوضيحية الموجودة في النصوص الجامعية الشهيرة. أخيرًا ، نقترح نموذجًا مبسطًا ومجموعة مفردات لمساعدة الطلاب الجامعيين على بناء نماذج عقلية فعالة لتنظيم التماثل الساكن في الأنظمة الفسيولوجية.

في عام 2007 ، اتفقت مجموعة من 21 عالم أحياء من مجموعة واسعة من التخصصات على أن & # x0201chomeostasis & # x0201d كانت واحدة من ثمانية مفاهيم أساسية في علم الأحياء (14). بعد ذلك بعامين ، حددت الرابطة الأمريكية للكليات الطبية ومعهد هوارد هيوز الطبي في تقريرها (1) عن الأسس العلمية لأطباء المستقبل بالمثل القدرة على تطبيق المعرفة حول & # x0201chomeostasis & # x0201d كأحد الكفاءات الأساسية (الكفاءة M1).

من وجهة نظرنا كعلماء فسيولوجيا ، من الواضح أن التوازن هو مفهوم أساسي في تخصصنا. عندما سألنا مدربي علم وظائف الأعضاء من مجموعة واسعة من المؤسسات التعليمية عما يعتقدون أن & # x0201cbig أفكار & # x0201d (مفاهيم) علم وظائف الأعضاء ، وجدنا أنهم حددوا أيضًا & # x0201chomeostasis & # x0201d و & # x0201ccell الأغشية & # x0201d كالاثنان أهم الأفكار الكبيرة في علم وظائف الأعضاء (15). في استطلاع لاحق (16) ، صنف أساتذة علم وظائف الأعضاء التوازن كأحد المفاهيم الأساسية الحاسمة لفهم علم وظائف الأعضاء.

إذا كان مفهوم الاستتباب ، كما تشير هذه الاستطلاعات ، أمرًا أساسيًا لفهم الآليات الفسيولوجية ، فمن المتوقع أن يقدم المعلمون والكتب المدرسية نموذجًا ثابتًا لهذا المفهوم. ومع ذلك ، أظهر فحص 11 كتابًا شائعًا في علم وظائف الأعضاء وعلم الأحياء أن هذا ليس هو الحال بالضرورة (17). تفسيرات مفهوم الاستتباب والإشارات اللاحقة للمفهوم تعاني من عدد من أوجه القصور. على الرغم من أن هذه النصوص تحدد بعض المصطلحات المتعلقة بالأنظمة التنظيمية الاستتبابية ، إلا أن العديد من المؤلفين لا يستخدمون هذه المصطلحات باستمرار. علاوة على ذلك ، فهم لا يستخدمون دائمًا تمثيلات مرئية متسقة للمفهوم. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يتعارض تفسير المفهوم مع الفهم الحالي للآليات التنظيمية التماثلية. من المرجح أن تنتقل هذه القيود المفروضة على الكتب المدرسية إلى التدريس في الفصول الدراسية ، وبالتالي إضعاف قوة المفهوم كفكرة موحدة لفهم علم وظائف الأعضاء.

تتمثل أهداف هذه المقالة في تطوير وصف صحيح وتمثيل مرئي لآلية تماثل عامة يمكن أن تكون بمثابة أداة تعليمية لأعضاء هيئة التدريس والطلاب. سنقتصر مناقشتنا على آليات الاستتباب الموجودة في الأنظمة العضوية التي تحافظ على حجرة ثابتة خارج الخلية ولن نأخذ في الاعتبار أنواعًا أخرى من التوازن. على الرغم من أن هذه الأداة يمكن أن تكون مفيدة على أي مستوى أكاديمي ، إلا أن تركيزنا الأساسي هو تطبيقها على المستوى الجامعي عندما يتم تعريف الطلاب بالمفهوم لأول مرة. سنناقش أيضًا بإيجاز تاريخ المفهوم ثم نتناول & # x0201csticky Points & # x0201d التي قد تؤدي إلى إرباك أعضاء هيئة التدريس والطلاب على حد سواء عند محاولة تطبيق المفهوم على فسيولوجيا الثدييات والكائنات الحية. نختتم بمقترحات لتحسين التعليمات حول الاستتباب وتطبيقاته.

تاريخ مفهوم التوازن

أكد كلود برنارد أن الكائنات الحية المعقدة قادرة على الحفاظ على بيئتها الداخلية [السائل خارج الخلية (ECF)] ثابتة إلى حد ما في مواجهة التحديات من العالم الخارجي (8). ومضى يقول إن & # x0201ca الوجود الحر والمستقل ممكن فقط بسبب استقرار البيئة الداخلية & # x0201d (3). صاغ والتر كانون المصطلح & # x0201chomeostasis & # x0201d بقصد تقديم مصطلح ينقل الفكرة العامة التي اقترحها برنارد قبل 50 عامًا (8). ركزت وجهة نظر كانون على الحفاظ على حالة ثابتة داخل الكائن الحي بغض النظر عما إذا كانت الآليات المعنية سلبية (على سبيل المثال ، حركة الماء بين الشعيرات الدموية والخلالي التي تعكس التوازن بين القوى الهيدروستاتيكية والتناضحية) أو نشطة (على سبيل المثال ، تخزين وإطلاق الجلوكوز داخل الخلايا) (6). بينما ندرك صحة كل من الآليات السلبية والفعالة للتوازن ، فإن اهتمامنا سيركز حصريًا على العمليات التنظيمية النشطة المشاركة في الحفاظ على التوازن.

عكست كتب علم وظائف الأعضاء المبكرة هذا التعريف الواسع من خلال الإشارة بإيجاز إلى مفهوم برنارد لثبات البيئة الداخلية ، لكن المصطلح & # x0201chomeostasis & # x0201d لم يُستخدم في مناقشات آليات تنظيمية محددة (9 ، 11 ، 4).

بدأ هذا الوضع يتغير في منتصف الستينيات ، عندما ظهر فرع من الهندسة الطبية الحيوية ركز على تطبيق تحليل أنظمة التحكم الهندسية على الأنظمة الفسيولوجية (18 ، 19 ، 2 ، 20). كان آرثر جايتون أول مؤلف كتاب في علم وظائف الأعضاء يتضمن نهج نظرية أنظمة التحكم في كتابه المدرسي ، وشمل كتابه اهتمامًا تفصيليًا بآليات تنظيم الجسم العديدة (10). ومن ثم ، قدم جايتون للعديد من الطلاب مفهوم الاستتباب كآلية تنظيمية نشطة تميل إلى تقليل الاضطرابات في البيئة الداخلية.

تصف نظرية أنظمة التحكم الهندسية مجموعة متنوعة من الآليات الأخرى للحفاظ على استقرار النظام. على الرغم من أن العديد من هذه الآليات يمكن العثور عليها في الأنظمة البيولوجية (7) ، إلا أنها ليست كلها مكونات لآليات التماثل الساكن. على سبيل المثال ، النظام الباليستي الذي يستخدمه الجهاز العصبي لرمي الكرة يحسب مقدمًا نمط الأوامر اللازمة لتحقيق بعض النتائج المعينة بناءً على الخبرة السابقة (7). هنا ، لا يوجد عنصر متضمن ينظم البيئة الداخلية.

نشأت آليات الاستتباب للحفاظ على متغير منظم في البيئة الداخلية ضمن مجموعة من القيم المتوافقة مع الحياة ، وكما تم اقتراحه مؤخرًا ، لتقليل الضوضاء أثناء نقل المعلومات في الأنظمة الفسيولوجية (22). للتأكيد على عملية التثبيت ، نميز بين a & # x0201cregulated (مستشعر) متغير & # x0201d ومتغير & # x0201 غير منظم (متحكم فيه) & # x0201d (5 ، 23). المتغير المنظم (المستشعر) هو المتغير الذي يوجد له مستشعر داخل النظام ويتم الاحتفاظ به ضمن نطاق محدود بواسطة الآليات الفسيولوجية (5). على سبيل المثال ، يتم استشعار ضغط الدم ودرجة حرارة الجسم. توجد مستقبلات الضغط والمستقبلات الحرارية داخل النظام وتوفر قيمة الضغط أو درجة الحرارة للآلية التنظيمية. نحن نسمي المتغيرات التي يمكن للنظام تغييرها ، ولكن التي لا توجد لها مستشعرات داخل النظام ، متغيرات غير منظمة (خاضعة للرقابة). يتم التلاعب بالمتغيرات غير المنظمة أو تعديلها لتحقيق تنظيم المتغير الثابت. على سبيل المثال ، يمكن للجهاز العصبي اللاإرادي تغيير معدل ضربات القلب لتنظيم ضغط الدم ، ولكن لا توجد أجهزة استشعار في النظام تقيس معدل ضربات القلب بشكل مباشر. ومن ثم ، فإن معدل ضربات القلب هو متغير غير منظم.

يوضح الشكل 1 نموذجًا بسيطًا يوضح المفاهيم الأساسية لنظام التحكم الهندسي ذات الصلة بآليات تنظيم الاستتباب.

رسم تخطيطي لنظام تنظيمي استتباب عام. إذا تعرضت قيمة المتغير المنظم للاضطراب ، فإن هذا النظام يعمل على استعادتها في اتجاه قيمة النقطة المحددة ، وبالتالي ، يشار إليها أيضًا باسم نظام التغذية المرتدة السلبية.

يتضمن هذا النموذج ، الذي تظهر بعض نسخه في العديد من نصوص علم وظائف الأعضاء الحالية ، المكونات الخمسة الحاسمة التالية التي يجب أن يحتوي عليها النظام التنظيمي للحفاظ على التوازن:

1. يجب أن يحتوي على جهاز استشعار يقيس قيمة المتغير المنظم.

2. يجب أن يحتوي على آلية لإنشاء & # x0201cnormal النطاق & # x0201d قيم المتغير المنظم. في النموذج الموضح في الشكل 1 ، يتم تمثيل هذه الآلية بنقطة & # x0201cset ، & # x0201d على الرغم من أن هذا المصطلح لا يعني أن هذا النطاق الطبيعي هو في الواقع & # x0201cpoint & # x0201d أو أنه يحتوي على قيمة ثابتة . في القسم التالي ، نناقش أيضًا فكرة تحديد نقطة.

3. يجب أن يحتوي على & # x0201cerror detector & # x0201d الذي يقارن الإشارة التي يتم إرسالها بواسطة المستشعر (يمثل القيمة الفعلية للمتغير المنظم) مع نقطة التحديد. نتيجة هذه المقارنة هي إشارة خطأ يتم تفسيرها بواسطة وحدة التحكم.

4. تفسر وحدة التحكم إشارة الخطأ وتحدد قيمة مخرجات المستجيبات.

5. المؤثرات هي تلك العناصر التي تحدد قيمة المتغير المنظم.

يعمل مثل هذا النظام بطريقة تؤدي إلى أي تغيير في المتغير المنظم ، وهو اضطراب ، يقابله تغيير في ناتج المستجيب لاستعادة المتغير المنظم نحو قيمة النقطة المحددة له. يقال إن الأنظمة التي تتصرف بهذه الطريقة هي أنظمة ردود فعل سلبية.

في حين أن النموذج الموضح في الشكل 1 هو نموذج بسيط نسبيًا ، إلا أن هناك قدرًا كبيرًا من المعلومات التي يمكن تعبئتها في كل من المربعات التي تشكل النموذج. يمكن أيضًا وصف الاستتباب على أنه مجموعة من العبارات مرتبة بشكل هرمي ، وإطار عمل مفاهيمي ، يحتوي على أي نفس وعمق للمعلومات مناسب لمجموعة معينة من الطلاب في المقرر الدراسي. لقد قمنا بتطوير ووصف مثل هذا & # x0201cunpacking & # x0201d للمفهوم الأساسي للتوازن الداخلي (12 ، 13). يوفر النموذج والإطار المفاهيمي للطلاب أدوات مختلفة للتفكير في التوازن.

الموضوعات التي تسبب ارتباكًا للطلاب والمعلمين: النقاط الثابتة

النقطة اللاصقة هي أي صعوبة مفاهيمية تجعل النموذج العقلي لأي ظاهرة غير دقيق وبالتالي أقل فائدة. هناك عدد من العوامل التي تساهم في توليد النقاط اللاصقة لكل من المدرسين والطلاب:

الظاهرة المعنية هي ظاهرة معقدة.

هناك جوانب للظاهرة غير بديهية.

اللغة أو المصطلحات المستخدمة لوصف الظاهرة أو المفهوم غير متسق.

فهم الانضباط للظاهرة غير مؤكد أو غير كامل.

في هذا القسم ، سنصف بعض النقاط اللاصقة حول الآليات التنظيمية الاستتبابية التي اكتشفناها أثناء تفاعلنا مع المدربين والطلاب حول فهمهم للتوازن الداخلي. سنتناول هذه النقاط العالقة في شكل سلسلة من الأسئلة والأجوبة.

ما هي البيئة التي ينظمها التوازن العضوي؟

يشير الاستتباب العضوي ، كما تم تعريفه في الأصل بواسطة كانون (6) ، إلى الآليات الفسيولوجية التي تحافظ على المتغيرات المرتبطة بالبيئة الداخلية للكائن ثابتة نسبيًا. يتضمن ذلك المتغيرات المتعلقة بمقصورة ECF بالكامل أو بأجزاءها الفرعية (على سبيل المثال ، البلازما). لن نناقش آليات الاستتباب داخل الخلايا.

هل جميع أنظمة التغذية الراجعة السلبية متوازنة؟

على الرغم من أن التغذية الراجعة السلبية هي عنصر أساسي في الآليات التنظيمية التماثلية ، إلا أن وجود ردود فعل سلبية في النظام لا يعني أن النظام متماثل في الوظيفة. توجد ردود فعل سلبية في العديد من الأنظمة التي لا تتضمن التنظيم المتماثل. على سبيل المثال ، تلعب التغذية الراجعة السلبية دورًا في منعكس تمدد العضلات ، لكن هذا المنعكس لا يتدخل في الحفاظ على ثبات البيئة الداخلية. في حالات أخرى ، قد يؤدي وجود ردود فعل سلبية إلى تقليل تذبذب المتغير ، على الرغم من أن هذا المتغير نفسه لا يتم الحفاظ عليه ثابتًا نسبيًا (أي أنه ليس متغيرًا منظمًا). يعد التحكم في مستويات الكورتيزول في الدم مثالًا على تأثيرات التخميد المتذبذبة للتغذية المرتدة السلبية (انظر مزيدًا من المناقشة أدناه).

هل يمكن لأنواع أخرى من آليات التحكم (على سبيل المثال ، التغذية إلى الأمام) الحفاظ على التوازن؟

تسمح آليات التحكم التغذوية أو الاستباقية للجسم بالتنبؤ بتغيير في فسيولوجيا الكائن الحي وبدء استجابة يمكن أن تقلل من حركة متغير منظم خارج نطاقه الطبيعي (7 ، 23). وبالتالي ، قد تساعد آليات التغذية الأمامية في تقليل آثار الاضطراب ويمكن أن تساعد في الحفاظ على التوازن. على سبيل المثال ، ستؤدي الزيادات الاستباقية في وتيرة التنفس إلى تقليل المسار الزمني للاستجابة لنقص الأكسجة الناجم عن التمرين. وبسبب هذا ، بذلت محاولات لتوسيع تعريف التوازن ليشمل مجموعة من آليات التوقع (23).

ومع ذلك ، فقد قررنا قصر نموذجنا العام للنظام التنظيمي التماثل الساكن (الشكل 1) على نموذج يوضح التغذية الراجعة السلبية ويوضح تقليل إشارة الخطأ إلى الحد الأدنى. لقد قمنا بذلك لأن نموذجنا يهدف إلى مساعدة أعضاء هيئة التدريس على التدريس والطلاب على تعلم المفهوم الأساسي للتوازن في علم وظائف الأعضاء التمهيدي (12 ، 13). توجد ميزات معقدة إضافية في أنظمة التغذية الراجعة لم يتم تضمينها هنا لأن هدفنا هو مساعدة الطلاب أولاً على فهم المفهوم التأسيسي للتنظيم المتماثل. نظرًا لمواجهة المواقف التي لم يعد فيها هذا النموذج الأساسي مناسبًا للتنبؤ بسلوك النظام (7 ، 23) ، يمكن إضافة عناصر إضافية مثل آليات التغذية إلى النموذج.

ما هي النقطة المحددة؟

يعد فهم مفهوم نقطة التحديد أمرًا أساسيًا لفهم وظيفة آلية التماثل الساكن. يمكن بسهولة تحديد نقطة الضبط في نظام التحكم الهندسي وفهمها ، وهي قيمة المتغير المنظم الذي يريده المصمم أو مشغل النظام باعتباره ناتج النظام. تعد آلية التحكم في التطواف في السيارة مثالاً على نظام يسهل فهمه لنقطة التحديد. يحدد السائق السرعة المطلوبة للسيارة (نقطة الضبط). تستخدم الآلية التنظيمية المؤثرات المتاحة (مشغلات الخانق) ونظام التغذية المرتدة السلبية للحفاظ على السرعة ثابتة في مواجهة التغيرات في ظروف التضاريس والرياح. في مثل هذا النظام ، يمكننا تصور دائرة إلكترونية موجودة في وحدة التحكم في المحرك تقارن سرعة الأرض الفعلية بالسرعة المحددة التي يبرمجها السائق وتستخدم إشارة الخطأ للتحكم في مشغل الخانق بشكل مناسب.

في النظم الفسيولوجية ، تكون نقطة التحديد متشابهة من الناحية المفاهيمية. ومع ذلك ، فإن أحد مصادر الصعوبة هو أننا ، في معظم الحالات ، لا نعرف الآليات الجزيئية أو الخلوية التي تولد إشارة ذات حجم معين. ما هو واضح هو أن بعض الأنظمة الفسيولوجية تتصرف كما لو أن هناك إشارة نقطة محددة تستخدم لتنظيم متغير فسيولوجي (23).

ينشأ تحدٍ آخر لفهمنا لنقاط المجموعة من حقيقة أن نقاط التحديد قابلة للتغيير بشكل واضح ، إما من الناحية الفسيولوجية أو كنتيجة لتغير مرضي في النظام (23). يمكن للآليات التي تسبب الاختلافات في نقطة محددة أن تعمل بشكل مؤقت أو دائم أو دوري. من الناحية الفسيولوجية ، يمكن أن يحدث هذا نتيجة للظواهر الفسيولوجية المنفصلة (مثل الحمى) ، وتشغيل التراتبية الهرمية (على سبيل المثال ، تنظيم ECF P co 2) (انظر المرجع 7) ، أو من خلال تأثير الساعات البيولوجية (على سبيل المثال ، الإيقاعات اليومية أو اليومية لدرجة حرارة الجسم). تضيف الملاحظة التي تشير إلى أنه يمكن تغيير نقاط التحديد تعقيدًا لفهمنا للتنظيم المتماثل ويمكن أن تؤدي إلى الارتباك حول ما إذا كان التغيير المقاس في متغير منظم ناتجًا عن تغيير في التحفيز الفسيولوجي أو من نقطة تعيين متغيرة (23). في هذه الحالات ، من المهم إجراء مثل هذه الفروق بين التغيير في الحافز وتعديل نقطة التحديد للوصول إلى صورة دقيقة لكيفية عمل نظام معين منظم بشكل متماثل.

هل تعمل آليات الاستتباب مثل مفتاح التشغيل / الإيقاف؟

إشارات التحكم موجودة دائمًا ، وهي تحدد باستمرار خرج المؤثرات. التغييرات في إشارات التحكم تغير مخرجات المستجيب وبالتالي تغير المتغير المنظم. يختلف اتساع إشارات التحكم هذه عندما تكون هناك إشارة خطأ (أي عندما لا يكون المتغير المنظم هو نفسه نقطة التحديد). وبالتالي ، فإن التنظيم المتماثل هو عملية مستمرة ومستمرة ولا يعمل عادةً كمفتاح تشغيل / إيقاف ينتج عنه استجابة الكل أو لا شيء.

ما هو الفرق بين المستجيب والاستجابة الفسيولوجية؟

يمكن لمخططات الكتاب المدرسي والسرد أن تطمس التمييز بين المستجيب والاستجابة الناتجة عن المستجيب ، مما يجعل من الصعب على الطلاب بناء نموذج عقلي صحيح. يمكن أن تحدث هذه المشكلة إذا ، عند تقديم تمثيل مرئي لآلية التماثل الساكن (انظر الشكل 1) ، يتم وضع استجابة فسيولوجية في نفس المربع & # x0201cconcept & # x0201d باعتباره المستجيب. على سبيل المثال ، قد يتم تحديد & # x0201cincreased الإفراز عن طريق الغدد العرقية & # x0201d و & # x0201c توسيع الأوعية الدموية في الجلد & # x0201d كمؤثرات في نظام التحكم للتنظيم الحراري. ومع ذلك ، فإن & # x0201csweat glands & # x0201d و & # x0201cblood أوعية & # x0201d هي مستجيبات ، في حين أن & # x0201cincreased secretion & # x0201d and & # x0201cvasodilation & # x0201d هي استجابات المؤثرات. يتطلب الفهم الشامل لآليات الاستتباب أن نقوم نحن والطلاب بتمييز واضح بين المؤثرات والاستجابات. يجب تطبيق المصطلح & # x0201ceffector & # x0201d فقط على كيان مادي مثل خلية أو نسيج أو عضو ، في حين أن الاستجابات مثل الإفراز وتوسع الأوعية هي إجراءات وليست كيانات مادية.

قد يتم الخلط بين الطلاب أيضًا إذا كان يُعتقد فقط أن التغيير في المتغير المنظم هو استجابة المؤثر. عادة ما يكون التغيير في المتغير المنظم نتيجة للتغيرات في الوظيفة التي تسببها المؤثرات التي تحدد قيمة المتغير المنظم. من خلال تطبيق المصطلح & # x0201cresponse & # x0201d على التغيير في المتغير المنظم فقط ، لا يتم الاعتراف صراحة بالخطوات الوسيطة بين إجراء المستجيب والتغيير في المتغير المنظم. في ظل هذه الظروف ، من المعقول أن يستنتج الطلاب أن الخطوات الوسيطة هي ، بطريقة ما ، جوانب من المستجيب بدلاً من تأثير تصرفات المؤثرات. قد تعكس هذه الممارسة أيضًا نقصًا في فهم الفرق بين المتغير المنظم ، على سبيل المثال ، درجة حرارة الجسم ، وجميع المتغيرات غير المنظمة التي يتم تعديلها (على سبيل المثال ، قطر الشريان ومعدل إنتاج العرق) في الخطوات بين إجراء المستجيب والتغيير في المتغير المنظم.

ماذا يعني & # x0201c ثابتًا نسبيًا بمرور الوقت & # x0201d؟

في الأقسام أعلاه ، أكدنا أن آليات الاستتباب تعمل للحفاظ على متغير منظم في البيئة الداخلية & # x0201c ثابتًا نسبيًا. & # x0201d هذه عبارة شائعة تستخدم لوصف ما يحدث عادة لقيمة المتغير المنظم بمرور الوقت. تنشأ نقطة لزجة محتملة من استخدام هذه العبارة. ما مقدار التغيير الذي يمكن أن يحدث في متغير منظم يظل ثابتًا نسبيًا؟ يجب توضيح ثلاث نقاط. بقول ثابت نسبيًا ، فإننا نعني أن:

1. يتم الاحتفاظ بالمتغيرات المنظمة ضمن نطاق قيم أضيق مما لو لم يتم تنظيمها.

2. يتم الحفاظ على القيمة المنظمة ضمن نطاق يتوافق مع قابلية الكائن الحي للحياة.

3. هناك اختلافات في نطاق القيم المسموح بها للمتغيرات المنظمة المختلفة.

النقطة الثانية هي المفتاح لفهم النطاق الذي يمكن للمتغيرات الخاضعة للتنظيم تغيير آليات الاستتباب التي تعمل لمنع حدوث تغيير قاتل محتمل في البيئة الداخلية. في الواقع ، كما يتم استخدامه غالبًا ، يعمل الثابت نسبيًا بشكل أساسي كمصطلح بديل ضمن النطاق المتوافق مع قابلية الكائن الحي للحياة. بالنسبة لبعض المتغيرات المنظمة ، يكون النطاق ضيقًا جدًا (على سبيل المثال ، تركيز H + خارج الخلية أو الأسمولية خارج الخلية). بالنسبة للمتغيرات الأخرى ، يمكن أن يكون النطاق واسعًا في بعض الظروف (على سبيل المثال ، تركيز الجلوكوز في الدم أثناء حالة التغذية) وضيقًا في حالات أخرى (على سبيل المثال ، جلوكوز الدم أثناء حالة الصيام). العوامل التي تساهم في النطاق الطبيعي أو ، في نموذجنا ، نقطة التحديد ، لمتغير معين معقدة بلا شك ، وفي معظم الحالات ، لم يتم توضيحها.

ما هي المتغيرات الفسيولوجية التي يتم تنظيمها بشكل استتبابي؟

لتحديد المتغيرات المحددة التي يمكن تنظيمها بشكل استتباري ، يجب أن تكون المكونات الحرجة الخمسة الموضحة في النموذج الموضح في الشكل 1 موجودة. بمعنى أنه يجب وجود نظام تنظيمي لهذا المتغير يحتوي على المكونات الخمسة الحرجة الموصوفة في الشكل 1. بناءً على هذا الاختبار ، قمنا بتكوين قائمة جزئية بالمتغيرات الفسيولوجية التي يتم تنظيمها بشكل متجانس (الجدول 1). تتضمن قائمة المتغيرات المنظمة المعترف بها على نطاق واسع والمثبتة بوضوح في البشر عددًا من الأيونات غير العضوية (على سبيل المثال ، H + ، Ca 2+ ، K + ، و Na +) ، والمغذيات المنقولة بالدم (مثل الجلوكوز) ، وضغط الدم ، والدم الحجم ، الأسمولية في الدم ، ودرجة حرارة الجسم الأساسية.

الجدول 1.

عادة ما توجد المتغيرات المنظمة بشكل تجانس في كتب علم وظائف الأعضاء البشرية الجامعية

متغير منظمالنطاق الطبيعي أو القيمةالمستشعر (الموقع إذا كان معروفًا)مركز التحكم (الموقع)المستجيباتاستجابة المستجيب
الشرايين P o 275 & # x02013100 مم زئبقالمستشعرات الكيميائية (الأجسام السباتية وجسم الأبهر)جذع الدماغعضلات الحجاب الحاجز والجهاز التنفسيتغيير وتيرة التنفس وحجم المد والجزر
شركة الشرايين 234 & # x0201345 ملم زئبقالمستشعرات الكيميائية (أجسام الشريان السباتي ، وجسم الأبهر ، والنخاع)جذع الدماغعضلات الحجاب الحاجز والجهاز التنفسيتغيير وتيرة التنفس وحجم المد والجزر
تركيز K +3.5 & # x020135.0 ميق / لترالمستشعرات الكيميائية (قشرة الغدة الكظرية)قشرة الغدة الكظريةالكلىتغيير إعادة امتصاص / إفراز البوتاسيوم
تركيز الكالسيوم 2+4.3 & # x020135.3 ميق / لتر (متأين)المستشعرات الكيميائية (الغدة الجار درقية)الغدة الجار درقيةالعظام والكلى والأمعاءتغيير إعادة امتصاص Ca 2+ ، وتغيير ارتشاف / بناء العظام ، وتغيير امتصاص Ca 2+
تركيز H + (درجة الحموضة)35 & # x0201345 نانومتر (الرقم الهيدروجيني 7.35 & # x020137.45)المستشعرات الكيميائية (أجسام الشريان السباتي وجسم الأبهر وأرضية البطين الرابع)جذع الدماغعضلات الحجاب الحاجز والجهاز التنفسيتغيير وتيرة التنفس وحجم المد والجزر وتغيير إفراز / إعادة امتصاص أيونات H + / بيكربونات
المستشعرات الكيميائية (الكلى)كليةكلية
تركيز الجلوكوز في الدم70 & # x02013110 مجم / ديسيلترحالة الاحتياطي الفيدرالي: المستشعرات الكيميائية (البنكرياس)البنكرياسالكبد والأنسجة الدهنية والعضلات الهيكليةتغيير التخزين / التمثيل الغذائي / إطلاق الجلوكوز والمركبات المرتبطة به
حالة الصيام: المستشعرات الكيميائية (الوطاء ، البنكرياس)الغدة النخامية
درجة حرارة الجسم الأساسية98.6 & # x000b0Fالمستشعرات الحرارية (تحت المهاد والجلد)الغدة النخاميةالأوعية الدموية والغدد العرقية في الجلد وكذلك عضلات الهيكل العظميتغيير المقاومة المحيطية ومعدل إفراز العرق والرعشة
قم بتعديل مكاسب / خسائر الحرارة
الضغط الشرياني يعني93 مم زئبقأجهزة الاستشعار الميكانيكية (الجيب السباتي والقوس الأبهري)ميدولاالقلب والأوعية الدمويةتعديل معدل ضربات القلب والمقاومة المحيطية وحالة التقلص العضلي للقلب والنغمة الحركية
حجم الدم (حجم الدوران الفعال)5 لتراتأجهزة استشعار ميكانيكيةميدولاقلبتعديل معدل ضربات القلب والمقاومة المحيطية وحالة التقلص العضلي للقلب
(الأوعية الدموية: الأجسام السباتية)الغدة النخاميةالأوعية الدمويةتغيير الصوديوم وإعادة امتصاص الماء
(القلب: الأذينين والبطين)أترياالكلىغير امتصاص الماء
(الكلى: الجهاز المجاور للكبيبات والشرايين الكلوية الواردة)كليةالأمعاء
الأسمولية في الدم280 & # x02013296 موس / كغOsmosensors (الوطاء)الغدة النخاميةالكلىقم بتغيير إعادة امتصاص الماء

يتضمن هذا الجدول المكونات الشائعة لأنظمة التحكم المشاركة في التنظيم الفسيولوجي (أي الاستتباب). لا يُقصد بهذه القائمة أن تكون قائمة شاملة ولكنها تعكس الفهم الحالي للمتغيرات المنظمة بشكل متجانس والتي يجب على طلاب علم وظائف الأعضاء الجامعيين فهمها والقدرة على تطبيقها على المشكلات (على سبيل المثال ، إجراء تنبؤات حول الاستجابات للاضطرابات أو شرح أعراض المرض).

تحدث النقطة اللاصقة المحتملة عندما تحدد الكتب المدرسية المتغيرات على أنها منظمة بشكل متجانس على الرغم من أن النظام المعني لا يحتوي على جميع المكونات المطلوبة. إن الافتراض القائل بأن بعض منتجات النفايات الأيضية (مثل النفايات النيتروجينية والبيليروبين والكرياتينين) يتم تنظيمها بشكل متجانس يوضح هذا الفشل. نحن لا نقترح أن مستويات هذه المواد لا تبقى ثابتة نسبيًا من خلال عمليات الحالة المستقرة في الجسم. بدلاً من ذلك ، لا يتم الحفاظ على تركيزات هذه المواد من خلال نظام يلبي تعريف آلية الاستتباب المذكورة أعلاه. لا يمتلك الجسم مستشعرًا فسيولوجيًا للكشف عن هذه المواد في ECF وبالتالي لا يمكنه تنظيم تركيز ECF لهذه المواد بشكل استتباري.

على العكس من ذلك ، تتضمن بعض آليات التحكم في مستوى المتغير الفسيولوجي مكونًا واحدًا من النموذج (على سبيل المثال ، التغذية الراجعة السلبية) وقد تعطي مظهر التنظيم التماثل الساكن ، ولكن في التحليل النهائي ، لا تستوفي جميع المعايير ولا ينبغي اعتبارها متوازنة . على سبيل المثال ، تُظهر مخططات الكتب المدرسية التي توضح التحكم في مستويات الكورتيزول في الدم العديد من حلقات التغذية الراجعة السلبية. هذا يمكن أن يجعل الطلاب يعتقدون أن الكورتيزول هو متغير منظم. ومع ذلك ، فإن المتغير (المتغيرات) المحسوسة في هذا النظام هي (هي) المتغيرات (على سبيل المثال ، جلوكوز الدم أو & # x0201cstress & # x0201d) التي تتم معالجة قيمها بواسطة مراكز الدماغ العليا أو منطقة ما تحت المهاد وتؤدي إلى إطلاق هرمون إفراز الكورتيكوتروبين . نتيجة حلقات التغذية الراجعة السلبية التي تتضمن هرمون قشر الكظر والكورتيزول هي تعديل لمعدل إطلاق الهرمونات المعنية. لذلك ، لا ينبغي اعتبار الهرمون المطلق للكورتيكوتروبين ، وهرمون قشر الكظر ، والكورتيزول من المتغيرات الخاضعة للتنظيم المتماثل. إنها عناصر تشير إلى التحكم في المؤثرات التي تحدد قيمة المتغير (المتغيرات) الخاضعة للتنظيم.

ينشأ مصدر آخر محتمل للارتباك حول تحديد المتغيرات المنظمة عندما يتم تنظيم متغير فسيولوجي في ظل مجموعة واحدة من الظروف ولكن يتصرف كمتغير خاضع للرقابة في ظل ظروف أخرى. يمكن أن يحدث هذا إذا كان المتغير المنظم تحت سيطرة نظامين مختلفين من نظام الاستتباب أو إذا كان المتغير المنظم & # x0201ccoopted & # x0201d بواسطة نظام استتباب آخر. يحدث هذا غالبًا إذا كان المتغير الفسيولوجي يلعب دورًا في أكثر من وظيفة واحدة في الجسم.

هنا يمكن أن يكون مفهوم التوازن المتداخل أو التسلسل الهرمي للتوازن المتماثل مفيدًا. أشار كاربنتر (7) إلى أن هناك ظروفًا يكون فيها الحفاظ على متغير منظم واحد عند قيمته المحددة أكثر أهمية لاستمرار بقاء الكائن الحي من التنظيم المتزامن لمتغير آخر.

يتم توفير مثال واحد على ذلك بقيمة P co 2 في ECF. كمتغير في البيئة الداخلية يؤثر على قابلية الخلية للبقاء ، P co 2 يفي بجميع معايير المتغير الخاضع للتنظيم الاستتباري. شارك P 2 في ECF يعتمد على عمل عضلات الجهاز التنفسي التي تغير معدل وعمق التهوية. على هذا النحو ، شارك P 2 في ECF يتم الحفاظ عليها ضمن حدود محددة بواسطة نظام تنظيمي يستشعر P co 2 ويعمل من خلال ردود الفعل السلبية. ومع ذلك ، كما يعرف أي طالب في علم وظائف الأعضاء الحمضي القاعدي ، فإن P co 2 في ECF لا يتم الحفاظ عليه ثابتًا نسبيًا أثناء التعديلات التعويضية في التوازن الحمضي القاعدي للجسم. من منظور H + الاستتباب ، P co 2 يعمل كمتغير متحكم فيه.

في هذه المرحلة ، قد يسأل بعض طلابنا & # x0201c ما هو؟ هل شارك P 2 متغير منظم أم متغير خاضع للرقابة؟ & # x0201d إجابتنا هي أن P co 2 هو & # x0201cboth ، & # x0201d ويمكننا شرح ذلك باستخدام فكرة آليات التماثل الساكن المتداخلة. هناك ظرف يكون فيه الأهم هو الحفاظ على تركيز H + الشرياني (pH) في المعدل الطبيعي الذي يحافظ على P co ثابت 2، ربما بسبب التأثير الخاص لتركيز H + على بقاء الخلية. لذلك ، لا يمكن تحقيق التنظيم الفعال لتركيز H + في ECF إلا من خلال السماح لـ P co 2 لتختلف بشكل كبير عن مداها الطبيعي أثناء الاضطرابات الحمضية القاعدية. من خلال تقديم مفهوم آليات التماثل الساكن المتداخلة ، قمنا بتحسين الطريقة التي ننظر بها إلى P co 2 كمتغير منظم بشكل استتبابي ، وقد قدمنا ​​طريقة أخرى لحل المواقف الأخرى ، & # x0201csticky & # x0201d حيث قد يتم التشكيك في صحة متغير منظم بشكل متماثل.

أفضل الممارسات في تدريس التوازن

بالنظر إلى مركزية مفهوم الاستتباب (15 ، 16) ، يتوقع المرء أن كل من الموارد التعليمية والمعلمين سيوفرون نموذجًا متسقًا للمفهوم ويطبقون هذا النموذج على الأنظمة المناسبة التي يتم فيها استشعار المتغيرات والحفاظ عليها ثابتة نسبيًا.

ومع ذلك ، أظهر فحص الكتب المدرسية الجامعية أن الأمر ليس كذلك (17). تشمل المشاكل التي تم العثور عليها ، على سبيل المثال لا الحصر ، لغة غير متناسقة مستخدمة لوصف الظاهرة والتمثيلات التصويرية غير المكتملة أو غير الكافية للنموذج. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تحدد النصوص الاستتباب في وقت مبكر من السرد ولكنها تفشل في تعزيز تطبيق النموذج عند مناقشة آليات تنظيمية محددة (17).

علاوة على ذلك ، فإن عملنا الذي يركز على تطوير جرد مفاهيم للتنظيم الاستتبابي (12 ، 13) كشف عن ارتباك كبير بين أعضاء هيئة التدريس فيما يتعلق بالمفهوم. نعتقد أن هذا الالتباس قد ينبع ، جزئيًا ، من مستوى عدم يقين أعضاء هيئة التدريس حول مفهوم ودرجة تعقيد آليات التنظيم التماثل الساكن. إن مناقشتنا للنقاط اللاصقة المرتبطة بالتوازن هي محاولة لاقتراح مصادر محتملة لهذا الالتباس ولإشارة إلى الطرق التي يمكن للمدرسين التعامل معها من خلال هذه الصعوبات.

كيف نحسن هذا الوضع؟ نقترح خمس استراتيجيات من شأنها أن تساعد في معالجة المشكلة.

1. يجب على أعضاء هيئة التدريس اعتماد مجموعة قياسية من المصطلحات المرتبطة بالنموذج. هناك عدم اتساق داخل الكتب المدرسية وفيما بينها فيما يتعلق بأسماء المكونات الأساسية للنموذج. نقترح المصطلحات الموضحة في الجدول 2 لاستخدامها عند مناقشة الآليات التنظيمية التماثلية.

الجدول 2.

تعريفات لمصطلحات ورقة الاستتباب

شرط
مركز التحكم (أو التكامل)يتكون مركز التحكم من كاشف الأخطاء وجهاز التحكم. يتلقى إشارات (معلومات) من أجهزة الاستشعار ، ويقارن المعلومات (قيمة المتغير المنظم) بنقطة التحديد ، ويدمج المعلومات من جميع أجهزة الاستشعار ، ويرسل إشارات الإخراج (يرسل تعليمات أو أوامر) لزيادة أو تقليل نشاط المؤثرات. يحدد مركز التحكم ويبدأ الاستجابة الفسيولوجية المناسبة لأي تغيير أو اضطراب في البيئة الداخلية
مراقبمكون مركز التحكم الذي يستقبل إشارات (معلومات) من كاشف الخطأ ويرسل إشارات خرج (تعليمات أو أوامر) لزيادة أو تقليل نشاط المؤثرات. تبدأ وحدة التحكم الاستجابة الفسيولوجية المناسبة لإشارة خطأ ناتجة عن تغيير أو اضطراب في المتغير المنظم (المستشعر).
المستجيبمكون يساهم نشاطه أو تصرفه في تحديد قيمة أي متغير في النظام. في هذا النموذج ، تحدد المؤثرات قيمة المتغير المنظم (المستشعر).
كاشف الخطأالمكون في مركز التحكم الذي يحدد (يحسب) الفرق بين قيمة نقطة التحديد والقيمة الفعلية للمتغير المنظم (المستشعر). يولد كاشف الخطأ إشارة الخطأ التي تُستخدم لتحديد خرج مركز التحكم.
اشارة خطأإشارة تمثل الفرق بين قيمة النقطة المحددة والقيمة الفعلية للمتغير المنظم. إشارة الخطأ هي إحدى إشارات الإدخال إلى وحدة التحكم.
بيئة خارجيةالعالم خارج الجسم وحالته & # x0201cstate. & # x0201d يمكن للحالة أو الظروف في العالم الخارجي تحديد حالة العديد من الخصائص الداخلية للكائن الحي.
متكاملهذا مصطلح آخر لمركز التحكم. يعالج المُتكامل المعلومات من المستشعر وتلك المكونات التي تحدد نقطة التحديد ، وتحدد أي إشارة خطأ موجودة ، وترسل إشارات الإخراج (تعليمات أو أوامر) لزيادة أو تقليل نشاط المستجيبات.
البيئة الداخليةالبيئة الداخلية هي حجرة السوائل خارج الخلية. هذه هي البيئة التي تعيش فيها خلايا الجسم. هذا ما قصده برنارد بالبيئة الداخلية & # x0201. & # x0201d
التوازنالحفاظ على بيئة داخلية مستقرة نسبيًا من قبل كائن حي في مواجهة بيئة خارجية متغيرة ونشاط داخلي متنوع باستخدام آليات التغذية الراجعة السلبية لتقليل إشارة الخطأ.
ردود فعل سلبيةآلية تحكم حيث يعارض عمل المستجيب (الاستجابة) تغييرًا في المتغير المنظم ويعيده إلى قيمة نقطة التحديد.
متغير غير منظم (متغير متحكم فيه)متغير تتغير قيمته استجابة لنشاط المستجيب ولكن لا يتم استشعار قيمته مباشرة من قبل النظام. تساهم المتغيرات الخاضعة للرقابة في تحديد المتغير المنظم. على سبيل المثال ، يساهم معدل ضربات القلب وحجم السكتة الدماغية (المتغيرات الخاضعة للرقابة) في تحديد النتاج القلبي (متغير آخر مضبوط) الذي يساهم في ضغط الدم الشرياني (متغير منظم).
اضطراب (اضطراب)أي تغيير في البيئة الداخلية أو الخارجية يؤدي إلى تغيير متغير منظم بشكل استتباري. لن يتم اعتبار التغييرات المستحثة من الناحية الفسيولوجية في نقطة التحديد بمثابة اضطراب.
متغير منظم (متغير محسوس)أي متغير توجد له أجهزة استشعار في النظام ويتم الاحتفاظ بقيمته ضمن حدود بواسطة نظام التغذية الراجعة السلبية في مواجهة الاضطرابات في النظام. المتغير المنظم هو أي خاصية أو حالة للسائل خارج الخلية التي يتم الاحتفاظ بها ثابتة نسبيًا في البيئة الداخلية من أجل ضمان بقاء (بقاء) الكائن الحي.
إجابةالتغيير في وظيفة أو عمل المستجيب.
جهاز استشعار (مستقبلات)& # x0201cdevice & # x0201d التي تقيس حجم بعض المتغيرات عن طريق توليد إشارة خرج (عصبية أو هرمونية) تتناسب مع حجم التحفيز. المستشعر هو جهاز قياس & # x0201cd. & # x0201d بالنسبة لبعض المتغيرات المنظمة ، تكون المستشعرات عبارة عن خلايا حسية متخصصة أو & # x0201cs مستقبلات حسية ، & # x0201d على سبيل المثال ، المستقبلات الحرارية ، أو مستقبلات الضغط ، أو مستقبلات التناضح. بالنسبة للمتغيرات المنظمة الأخرى ، فإن المستشعرات عبارة عن مكونات خلوية ، على سبيل المثال ، مستقبلات استشعار Ca 2+ (مستقبلات مقترنة ببروتين G تستشعر الدم Ca 2+ في الغدة الجار درقية).
نقطة محددةنطاق القيم (نطاق المقادير) للمتغير المنظم الذي يحاول النظام الحفاظ عليه. تشير نقطة الضبط إلى & # x0201cd القيمة المطلوبة. & # x0201d نقطة الضبط بشكل عام ليست قيمة واحدة ، إنها نطاق من القيم.

مسرد للمصطلحات المستخدمة في مناقشة المفهوم الأساسي للتوازن. تُعرَّف هنا مكونات النظام الخاضع للتنظيم الاستتبابي (الشكل 1) على أنها بعض المصطلحات الأخرى التي تحدث في تدريس هذا المفهوم.

2. يجب اعتماد تمثيل تصويري قياسي للنموذج عند شرح التوازن الأولي ، ويجب استخدامه لتأطير مناقشة النظام المحدد الذي يتم النظر فيه. يوضح الشكل 1 مثل هذا الرسم التخطيطي.

يمكن القول بأن هذا الرسم التخطيطي قد يكون صعبًا على الطلاب الجامعيين فهمه. قد يكون هذا هو الأساس المنطقي لتقديم المخططات المبسطة للغاية الموجودة في معظم النصوص الجامعية (17). ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه المخططات البسيطة لا تتضمن صراحةً جميع مكونات النظام التنظيمي التماثل الساكن (على سبيل المثال ، نقطة محددة) ، فقد تكون مصدرًا للمفاهيم الخاطئة التي تمت مناقشتها كنقاط ثابتة. نتيجة لذلك ، قد لا يدرك الطلاب أن الميزة الأساسية للأنظمة التنظيمية التماثلية هي تقليل إشارة الخطأ إلى الحد الأدنى. يوضح الشكل 2 تمثيلًا مبسطًا للنموذج يتضمن المكونات الحرجة للنظام التنظيمي. اعتمادًا على محتوى الدورة التدريبية ومستوى الطالب ، يمكن توسيع هذا النموذج لإضافة المزيد من مستويات التعقيد كما هو مطلوب.

تمثيل مبسط لنظام تنظيمي التماثل الساكن. يتم الجمع بين العديد من المكونات الموضحة في الشكل 1 في هذا التمثيل. يجب على القارئ الرجوع إلى الجدول 1 للعثور على المراسلات بين مكونات الأنظمة التنظيمية التماثلية ذات الأهمية الفسيولوجية وهذا التمثيل المبسط. على سبيل المثال ، المستشعرات الكيميائية في أجسام الشريان السباتي وجسم الأبهر هي & # x0201csensors ، & # x0201d جذع الدماغ هو & # x0201cc مركز التحكم ، & # x0201d والحجاب الحاجز وعضلات الجهاز التنفسي الأخرى & # x0201ceffectors & # x0201d في النظام التنظيمي المتماثل للشرايين P o 2.

3. يجب على أعضاء هيئة التدريس تقديم مفهوم التنظيم الاستتبابي في وقت مبكر من الدورة والاستمرار في التطبيق وبالتالي تعزيز النموذج عند مواجهة كل نظام استتباب جديد. من المهم الاستمرار في استخدام المصطلحات القياسية والتمثيل المرئي على النحو الموصى به في النقطتين الأولى والثانية أعلاه. لا يميل الطلاب إلى التعميم التلقائي أو السريع لاستخدامهم للمفاهيم الأساسية. لذلك ، يتعين على المعلم إنشاء بيئة تعليمية يتم فيها تعزيز هذا النوع من سلوك النقل. يمكن لأعضاء هيئة التدريس تسهيل ذلك من خلال توفير فرص متعددة للطلاب لاختبار وتحسين فهمهم للمفهوم الأساسي للتنظيم المتماثل.

تتمثل إحدى طرق تعزيز التطبيق الواسع لنموذج الاستتباب ومساعدة الطلاب في إثبات أنهم يفهمون أي آلية استتباب معينة في جعلهم يسألون (ويجيبون) سلسلة من الأسئلة حول كل من الأنظمة الخاضعة للتنظيم المتماثل التي يواجهونها (انظر الجدول 3). من خلال القيام بذلك ، يوضحون أنه يمكنهم تحديد المكونات الأساسية للنموذج العقلي اللازم لتحديد نظام الاستتباب. سيساعد الجهد المبذول للإجابة الكاملة والدقيقة على هذه الأسئلة الطلاب على اكتشاف الفجوات في فهمهم وسيكشف عن أوجه عدم اليقين في معلومات الموارد التي يستخدمونها.

الجدول 3.

الأسئلة التي يجب على الطلاب طرحها حول أي نظام منظم منزليًا

ما هو المتغير الخاضع للتنظيم الاستتباري؟ هل هي خاصية أو حالة السائل خارج الخلية؟
ما هو جهاز الاستشعار وأين؟
ما هو مركز التحكم وأين؟
ما هو المستجيب (المستجيبون) وأين؟ كيف يغيرون أنشطتهم لإنتاج استجابة؟
هل تؤدي الاستجابة إلى تغيير في المتغير / الحافز المنظم بما يتفق مع تقليل إشارة الخطأ (ردود الفعل السلبية)؟

4. يجب على أعضاء هيئة التدريس توخي الحذر عند اختيار وشرح الأمثلة الفسيولوجية أو النماذج التناظرية التي اختاروها لتقديم وتوضيح التوازن في الفصل الدراسي. على وجه الخصوص ، يجب على المدرسين التأكد من أن الأمثلة التمثيلية التي يستخدمونها لا تقدم مفاهيم خاطئة إضافية في تفكير الطالب. هذا صحيح بشكل خاص عندما يمكن اعتبار التنظيم الحراري كمثال على التنظيم الاستتبابي.

أشارت دراسة استقصائية غير رسمية لكتب علم وظائف الأعضاء إلى أن التنظيم الحراري يستخدم عالميًا كمثال على آلية التماثل الساكن. الأسباب الأكثر احتمالا لهذا الاختيار هي أن 1) هناك عملية يومية تبدو سهلة الفهم تتضمن تنظيم درجة حرارة الهواء في الغرفة أو المبنى (أي تشغيل الفرن ومكيف الهواء) و 2) ردود فعل الجسم الفسيولوجية يمكن ملاحظتها بشكل شائع و / أو من قبل المتعلم (التعرق ، الارتعاش ، والتغيرات في لون الجلد). ومع ذلك ، بناءً على وصفنا للنظام التنظيمي الاستتبابي النموذجي ، هناك أسباب مقنعة للتوصية بتوخي الحذر إذا تم استخدام التنظيم الحراري كمثال أولي وتمثيلي للتوازن.

الأمر الأكثر إثارة للقلق هو أن نظام التدفئة والتبريد المنزلي النموذجي يعمل بطريقة تختلف اختلافًا واضحًا عن آليات التنظيم الحراري البشري. تعمل المؤثرات في معظم المنازل ، الفرن ومكيف الهواء ، بشكل كامل / كامل. على سبيل المثال ، عندما تنخفض درجة الحرارة عند منظم الحرارة عن القيمة التي تم الاتصال بها (درجة حرارة نقطة التحديد) ، يتم تشغيل الفرن ويظل عند الحد الأقصى للإخراج حتى تعود درجة الحرارة إلى قيمة النقطة المحددة. ومع ذلك ، ليست هذه هي الطريقة التي يعمل بها نظام التنظيم الحراري البشري أو كيفية عمل آليات التماثل الساكن الأخرى. تتمثل إحدى النتائج المحتملة لاستخدام هذا النظام النموذجي لتوضيح نظام الاستتباب في خلق مفهوم خاطئ لدى الطلاب مفاده أن آليات الاستتباب تعمل بطريقة التشغيل / الإيقاف (12 ، 24) ، وهي نقطة ثابتة ناقشناها أعلاه. يحتاج أعضاء هيئة التدريس إلى مساعدة الطلاب في التغلب على منطقة المشكلة هذه إذا اختاروا استخدام التنظيم الحراري كمثال تمثيلي للتوازن الداخلي.

ما البدائل التي يمكن التوصية بها؟ نقترح التحكم في ثبات السيارة كنظير غير بيولوجي مفيد للتوازن. لا يعد استخدام مثبت السرعة نشاطًا غير مألوف للطلاب ، وكما وصفنا سابقًا ، فإن تشغيل نظام التحكم في التطواف سهل الفهم من الناحية النظرية. ماذا عن مثال فسيولوجي لتمثيل التوازن؟ قد تشير مراجعة الجدول 1 إلى أن النظام الذي يتم بوساطة الأنسولين لتنظيم جلوكوز الدم أثناء حالة التغذية لديه الكثير للتوصية به. عادة ما يكون الطلاب على دراية بتفاصيل النظام من الدورات الدراسية السابقة أو من التجربة الشخصية. من المحتمل أن تكون الأنظمة الأخرى أقل وصولًا إلى الطلاب المبتدئين في علم وظائف الأعضاء.

ومع ذلك ، يجب أن يدرك أعضاء هيئة التدريس أن تنظيم جلوكوز الدم لا يخلو من عيوبه كمثال تمثيلي للتنظيم المتماثل. ليس من السهل تحديد أو شرح تشغيل مستشعر الجلوكوز ونقطة التحديد ووحدة التحكم المشاركة في توازن الجلوكوز. علاوة على ذلك ، ربما لا يوجد تناظرية مفهومة على نطاق واسع لتنظيم الجلوكوز يمكن استخلاصها بسهولة من الحياة اليومية. لا توجد أي من أدوات التحكم في الرحلات أو أنظمة الملاحة على متن الطائرات أو الضبط التلقائي للكاميرات أو غيرها من الأمثلة الشائعة ، ولا الأمثلة اليومية للآليات المؤازرة تتوافق تمامًا مع تشغيل نظام التغذية الراجعة المتضمن في تنظيم نسبة الجلوكوز في الدم أثناء حالة التغذية.يشير هذا إلى المفاضلات التي يجب إجراؤها عند اعتماد أي مثال أو نموذج معين لتمثيل التنظيم المتساوي. إدراكًا لذلك ، يبدو أن استخدام نظام التحكم الفسيولوجي مثل تنظيم الجلوكوز أثناء حالة التغذية ، حيث تعمل المؤثرات بشكل مستمر ، أفضل من التنظيم الحراري كمثال تمثيلي لتدريس مفهوم التنظيم المتماثل.

5. عند مناقشة مناقشة فسيولوجيا الكائن الحي ، قم بتقييد استخدام المصطلح & # x0201chomeostatic Regulation & # x0201d على الآليات المتعلقة بالحفاظ على اتساق البيئة الداخلية (أي ECF).

سيؤدي اعتماد هذه الاستراتيجيات الخمس إلى تزويد الطلاب بإطار عمل متسق لبناء نماذجهم العقلية الخاصة بآليات التماثل الساكن المحددة وسيساعدهم على التعرف على أوجه التشابه الوظيفي بين أنظمة تنظيم الاستتباب المختلفة على مستوى الكائن الحي. بسبب تطبيقه الواسع على أنظمة مختلفة في بيولوجيا الكائن الحي ، يعد التوازن أحد أهم الأفكار الموحدة في علم وظائف الأعضاء (15 ، 16). لبناء فهم قوي ودائم لهذا المفهوم ، يحتاج الطلاب إلى الأدوات المناسبة. من خلال منحهم مصطلحات دقيقة ومتسقة وتشجيعهم على استخدام تمثيل تصويري موحد للنموذج المتماثل ، يمكننا تمكينهم من بناء أساس مناسب لفهم الأنظمة التماثلية. من خلال توعية الطلاب بالمصادر المحتملة للارتباك المحيط بمفهوم التوازن ، أي النقاط اللاصقة ، نساعد في منع تفكيرهم من أن يصبح مضللاً أو خارج المربع. من خلال القيام بذلك ، قمنا بتمهيد الطريق لطلابنا لتطوير فهم دقيق لمجموعة واسعة من الظواهر الفسيولوجية والتوصل إلى إحساس متكامل بحكمة الجسم & # x0201d.


المواد والطرق

هيكل الشبكة والتدريب

كان للشبكات 20 (طبقة الإدخال / السطح الحسي) -10 (الطبقة المخفية / الطبقة الداخلية) -20 (طبقة الإخراج / الخريطة الحسية) مع طبقات متصلة بالكامل وتحيز قابل للتدريب في الطبقات المخفية والمخرجة. تم تدريب كل شبكة بمصفوفة من 4000 متجه إدخال (مجموعات فريسة) ، مع عدد من الكائنات لكل متجه يتبع عشوائيًا عاديًا ($ mathrm، = 10 $، $ mathrm، = 2 $) أو توزيع عشوائي منتظم ، يتم أخذ عينات منه بين 1 و 20 ، وموضع الكائنات داخل كل متجه يتبع دائمًا توزيعًا عشوائيًا منتظمًا. تم تمثيل الكائنات الموجودة في المتجه بـ 1 والمساحة الفارغة المتبقية بمقدار 0. تم تدريب الشبكات على 1000 عصر باستخدام التحديث المتسلسل للوزن ، وتم اختيار مصفوفات الوزن الثابتة وفقًا لإجراءات التوقف المبكر (Hecht Nielsen 1990). ضمن هذا الإجراء ، كانت مصفوفات الاختبار بنفس حجم مصفوفات التدريب واستخدمت نفس توزيع العينات ، وتم اختيار صفائف الوزن الثابت عند أدنى خطأ اختبار في فترة التدريب. كانت مهمة الشبكات أثناء التدريب هي إعادة إنتاج كل متجه إدخال في طبقة المخرجات. لدمج تكرار الشبكات في التحليل ، تم تدريب 52 شبكة لكل مجموعة من خوارزمية التدريب وتوزيع ناقلات المدخلات. تم استخدام نفس مصفوفات وزن البداية (أرقام عشوائية موحدة بين -1 و 1) وبيانات إدخال التدريب لتدريب الشبكات باستخدام خوارزميات التدريب المختلفة.

تم تشغيل إجراء التكاثر العكسي (Ackley et al. 1985) بمعدل تعلم 0.2 (تم تحسينه في الدراسات التجريبية لإعطاء تقارب سريع وموثوق في 1000 عصر) ووظائف التنشيط السيني الثنائي (المحددة أدناه). تعتبر قاعدة تعلم المكافأة الجماعية (Mazzoni et al. 1991 Barto 1995) إحدى فئات طرق التدريب الشبكي التي تحتوي على إجراءات مماثلة لظاهرة التعزيز في علم النفس (Pennartz 1997) ، وعلى عكس الانتشار العكسي ، تتضمن بشكل عام ميزات تتفق مع الظواهر المعروفة في علم الأعصاب. تتضمن الميزات البيولوجية الموجودة في المكافأة الترابطية والعقوبة الغائبة في الانتشار العكسي إشارة تعزيز تغذية مرتدة واحدة لجميع الاتصالات بالإضافة إلى بنية الشبكة الأساسية الموصوفة أعلاه ، ونقاط الاشتباك العصبي الشبيهة بـ Hebb ، والنيران الاحتمالي للخلايا العصبية. ضمن شبكات المكافأة والعقاب الترابطية ، قد تكون المدخلات مستمرة ، لكن وحدات المخفية والمخرجات هي عناصر عشوائية ثنائية مع صأنا، واحتمال إطلاق أناالوحدة ال ، التي تحددها حيث ز(x) هي دالة السيني الثنائية $ g (x) = 1 / (1+ mathrm، [-x]) $، ال يتوفر الوحدة المدخلات xي الى أناالوحدة عشر عبر الاتصال ثاي جاي، و م هو عدد المدخلات للوحدة. أثناء تحديث الوزن ، يتم حساب إشارة التعزيز من الخطأ بين المخرجات الفعلية والمطلوبة مثل $ r = 1- varepsilon $ حيث ك يفهرس ك وحدات الإخراج في الشبكة ، $ x ^ <*> _$ هو الناتج المطلوب من كالوحدة العاشرة في طبقة الإخراج ، $ x_$ هو ناتجها الفعلي ، و ن ثابت. ثم يتم تحديث الأوزان وفقًا للمكان xأنا هو إخراج أناالوحدة الرابعة للشبكة ، و و ثوابت. تم استخدام القيم المثلى لـ $ rho = 0.125 $ و $ lambda = 0.0025 $ و $ n = 1.5 $ على أساس تقديرات متعددة لتقليل الخطأ على مدى 100 حقبة للتركيبات حول قيم Mazzoni et al. (1991).

استخدام الشبكات الثابتة لإنشاء تنبؤات: Prey ‐ Object Targeting

تمت محاكاة استهداف عنصر فريسة داخل مجموعة بواسطة شبكات ثابتة من خلال إسقاط كائن الفريسة المستهدفة على موضع مركزي (الموضع 10) من طبقة الإدخال وتحديد عدد المناسبات (أكثر من 50 تكرارًا لكل علاج محدد أدناه ، مع تحديد موضع عشوائي فريسة غير مستهدفة) حيث تم تسجيل كائن على أنه "حاضر" في نفس موضع الخريطة الحسية. تكرر هذا لجميع الشبكات المدربة. يعد اختيار موضع الإدخال للهدف مشابهًا لميل العديد من الحيوانات إلى تركيز الأشياء ذات الأهمية على جزء مركزي من شبكية العين. بالنسبة لشبكات المكافأة الترابطية الثنائية ، فإن القيمة 1 في الموضع 10 من طبقة المخرجات تشير إلى "الكائن موجود" ، وبالنسبة لشبكات الانتشار العكسي (الناتج المستمر المحتمل) ، تم اختيار قيمة & gt0.8 لأنها أعطت استهدافًا مشابهًا‐ الدقة مقابل علاقات حجم المجموعة في الشبكات المدربة باستخدام خوارزميات مختلفة (أنتجت بقية مساحة المعلمة أنماطًا أقل اتساقًا مع تأثير الارتباك). كانت بيانات مخرجات الشبكة في الغالب غير طبيعية ، وتم تقديم القيمة المتوسطة ($ n = 52 $) لنجاح تحديد الهدف النسبي ($ n = 50 $) بفواصل ثقة 95٪ للوسيط (Zar 1999). تم استخدام اختبار Kruskal ‐ Wallis (Zar 1999) لاختبار ما إذا كانت دقة استهداف الشبكة العصبية الاصطناعية المتوسطة تختلف فيما يتعلق بحجم المجموعة (تأثير الارتباك) ، وامتداد Scheirer ‐ Ray ‐ Hare ثنائي الاتجاه لهذا الاختبار (Sokal و Rohlf 1995) لتحليل آثار العلاج فيما يتعلق بتأثير الارتباك. تم التحقيق في الشكل الأساسي لتأثير الارتباك والعوامل المعروفة أو المشتبه في تخفيفها على النحو التالي.

تأثير الارتباك الأساسي. تجد الأسماك ، والقرود ، والطيور ، والحبار ، والحبار صعوبة أكبر في التقاط الفريسة الفردية مع زيادة عدد عناصر الفرائس في الفرائس في المجموعة (جيليت وآخرون. ). لاختبار تأثير الارتباك باستخدام نموذجنا ، كائن فريسة مستهدف مع $ mathrm، = 1 دولار تم إسقاطه على الموضع 10 من الشبكة المدربة ، و1–19 كائنًا باستخدام $ mathrm، = 1 $ تم وضعها في مواقع عشوائية حول هذا الهدف (تنطبق المضاعفات كما هو موضح أعلاه).

التخفيف من تأثير الارتباك إذا كان الهدف أكثر كثافة بصريًا من أعضاء المجموعة الآخرين. يعتبر "تأثير الغرابة" ظاهرة عامة (Dukas 2002 Krause and Ruxton 2002) وقد تم إثباته تجريبياً في أسماك القاروص والشوكة التي تتغذى على البلم والبراغيث المائية (على التوالي) ، حتى عندما يكون الوضوح النسبي للفريسة المستهدفة وغير المستهدفة مقابل الخلفية خاضع للرقابة لـ (Ohguchi 1978 Landeau and Terborgh 1986). تم التحقيق هنا من خلال الحفاظ على كائن الفريسة الهدف عند $ mathrm، = 1 $ وإعطاء كل العناصر المحيطة كثافة $ mathrm أو = 1 دولار أو 0.75 أو 0.5 أو 0.25. تم تكرار كل توليفة للمدى الكامل (1-20) لأحجام مجموعة الفرائس. للتحكم في وضوح الهدف / عدم الاستهداف ، تم تكرار الإجراءات مع عدم وجود أهداف من $ mathrm، = 1 $ و 0.1 والخلفية (التي كانت تسمى سابقًا مساحة فارغة) مضبوطة على 0.55.

تكون الأهداف أكثر ضعفًا في المجموعات المتباينة المظهر أكثر من المجموعات المتجانسة المظهر. يعتبر هذا تأثيرًا عامًا (Krause and Ruxton 2002) وقد تم إثباته تجريبيًا في طرائد الباص على أسماك البلم (Landeau and Terborgh 1986). في هذه الدراسة ، تم الحفاظ على الأهداف عند $ mathrm، = 1 $ والأشياء المحيطة اختلفت عشوائياً من $ mathrm ، = 0.1 دولار إلى 1 بزيادات 0.1. مرة أخرى ، تكرر هذا مع النطاق الكامل لأحجام المجموعة.

الهدف المعزول عن المجموعة أسهل في الالتقاط منه في المركز. تحاول الحيوانات المفترسة عادةً عزل الأفراد عن مجموعات الفرائس (Schaller 1972 Major 1978 Schmitt and Strand 1982) ، ولكن لم يتم إثبات قيمة هذا السلوك في التخفيف من تأثير الارتباك (Krause and Ruxton 2002). للتحقيق في هذا التأثير ، تم أخذ عينات من المواضع السبعة الأخيرة للمتجهات التي تم إنشاؤها كما في تأثير الارتباك الأساسي الموصوف أعلاه ، وتم ترك موضعين فارغين ، وتم إسقاط الهدف على الموضع 10 كالمعتاد. أعطى هذا نواقل تمثل وجهة نظر نهاية مجموعة فريسة مع فرد واحد منعزل.

تأثير الضغط والارتباك. تظهر بعض أنواع أسماك المياه الضحلة انضغاطًا عندما تكون معرضة لخطر الافتراس (Seghers 1974 Magurran and Pitcher 1987) ، ولكن من غير المعروف ما إذا كان هذا السلوك يؤدي إلى تفاقم تأثير الارتباك للحيوانات المفترسة (Krause and Ruxton 2002). تم التحقيق في التأثير من خلال إنشاء نواقل كما هو موضح في تأثير الارتباك الأساسي أعلاه ومقارنتها بالمتجهات التي يتم فيها ضغط العدد المكافئ من الكائنات المحيطة تمامًا حول الهدف ، مع عدم وجود مسافات فارغة بين "فريسة غير مستهدفة".

التحقق من صحة النموذج مع التجارب على الاستهداف البشري

تم التحقق من صحة نموذج تأثير الارتباك باستخدام "الحيوانات المفترسة البشرية" من خلال إنشاء برنامج كمبيوتر تفاعلي يحاكي المياه الضحلة أو مجموعة من الكائنات الحية "تنفجر" إلى الخارج من نقطة مركزية (على غرار آلية تجنب مفترس تمدد الفلاش في الأسماك Parrish et al. 2002) حيث كانت مهمة المستخدمين النقر بمؤشر الماوس على فرد مميز في البداية (الشكل 1). شكل 1:

جهاز كمبيوتر تفاعلي لقياس تأثير الارتباك في البشر ، في أربعة أجزاء. أثناء الجزء الأول ، يتم تجميد مؤشر الماوس في منتصف شاشة الكمبيوتر أثناء عرض العد التنازلي. يُظهر الجزء 2 الإطار الأول للجزء التفاعلي من المحاكاة ، حيث يبدأ المستخدم محاولته للنقر فوق الكائن المشار إليه بسهم. يوجد بين الجزأين 2 و 3 ستة إطارات يستمر فيها تمييز الكائن الهدف بسهم صغير. خلال الجزء 4 ، تتم إزالة السهم ، ويجب على المستخدم الاستمرار في محاولة ضرب الكائن المستهدف سابقًا. تتكرر المحاكاة بأعداد مختلفة من الكائنات بين 1 و 100. تم وصف إجراءات إضافية في النص ، وتتوفر لقطات فيديو (فيديو 1) للمحاكاة قيد الاستخدام ، بالإضافة إلى كود Matlab للتفاعلية.

تم تشغيل المحاكاة على كمبيوتر دفتري مع شاشة ملونة LCD مقاس 15 بوصة (معدل تحديث 60 ‐ هرتز) ومسافة عرض محددة من قبل المستخدم. بدأ كل تشغيل محاكاة بواسطة عد تنازلي مرئي 3 ثوانٍ وكان محصوراً في مربع 16 دولارًا × 16 دولارًا سم في وسط الشاشة ، تم تجميد مؤشر الماوس تحته لتجنب وضع الجر. ثم ظهرت مجموعة من العناصر الفريسة التي تشبه الشرغوف في حلقة حول المؤشر (بحيث يتعين على المستخدم متابعة عنصر الفريسة) ، وتحركت عناصر الفريسة للخارج لمدة 0.24 ثانية ، مع متابعة عنصر الفريسة بواسطة عنصر صغير. سهم. في المرحلة النهائية والأطول ، استمرت عناصر الفريسة في التحرك إلى الخارج ، ولكن لم يعد يتم تسليط الضوء على الفرد المراد ملاحقته. تمت إضافة عدم القدرة على التنبؤ إلى الاتجاه الخارجي لحركة الفريسة عن طريق إضافة انحراف زاوي عشوائي عن الاتجاه السابق ، مأخوذ من توزيع عشوائي عادي باستخدام $ mathrm، = 0 ^ < circ> $ و $ mathrm، = 5.7 ^ < circ> $. تم تحديث الإطارات كل 40 مللي ثانية ، وتم نقل عناصر الفرائس بسرعة 2 سم / ثانية. للحصول على تفاصيل الألوان والأبعاد ، انظر الشكل 1 ، الفيديو 1 ، ولقطات الفيديو وكود ماتلاب للبرنامج التفاعلي. فيديو 1:

كمبيوتر تفاعلي يتحكم فيه مستخدم بشري. يحاول المستخدم ، الذي يتحكم في مؤشر الماوس الدائري ، التقاط كائن مظلل في البداية بسهم أحمر على شاشة الكمبيوتر.
تحميل الفيديو: video1.mpg (2.4 ميجا بايت)

كانت مهمة المستخدم هي النقر مرة واحدة على جزء "الجسم" من عنصر الفريسة المميز في البداية بينما يتداخل مؤشر الماوس (الذي يتحكم المستخدم فيه) وقبل أن تغادر جميع الكائنات الشاشة. تم السماح للمستخدمين بالنقرات المتعددة في سعيهم وراء الفريسة ، وتم تشغيل 1 و 5 و 10 و 15 و 20 و 25 و 30 و 35 و 40 و 50 و 60 و 70 و 80 و 90 و 100 فريسة لكل مجموعة في عرض عشوائي ، مع تكرار هذا الإجراء أربع مرات لكل مستخدم. وكان عدد المستخدمين البالغ عددهم 47 من أعضاء هيئة التدريس والطلاب من كلا الجنسين الذين تتراوح أعمارهم بين 19 و 54 عامًا. ولم يكونوا على دراية بالظاهرة قيد التحقيق إلا بعد مشاركتهم. تم تحديد تأثير الارتباك على أنه النسبة المئوية لضرب الفريسة المستهدفة في كل حجم مجموعة ($ n = 47 $) ، وتم رسم النسبة المئوية المتوسطة ($ n = 4 $) مقابل إخراج النموذج بعد تطبيع بيانات المستخدم للسماح لها بالمعنى. مقارنة مع إخراج النموذج.

تم ترميز جميع الإجراءات الموضحة في قسم الطرق وتنفيذها في حزمة كمبيوتر Matlab (الإصدار 6.5 ، الإصدار 13) ، باستثناء اختبارات Kruskal ‐ Wallis و Scheirer Ray ‐ Hare ، والتي تم تشغيلها في SPSS (الإصدار 12.0. 01). بالإضافة إلى لقطات الفيديو (الفيديو 1) ورمز Matlab للكمبيوتر التجريبي التفاعلي الموصوف أعلاه ، يتوفر أيضًا رمز للتدريب على الشبكة وإجراءات الاختبار كمعلومات تكميلية.


أهداف النظم العصبية والحساسة

1- أي مما يلي هو الأنظمة التكاملية في أجسامنا؟

2. الجهاز العصبي في الكائنات الحية ، بشكل عام يخدم

(أ) تنظيم ومراقبة أنشطة مختلف أعضاء الجسم.

(ب) ربط وتنسيق أنشطة مختلف الأجهزة لضمان صدق الحيوان.

(ج) مساعدة الأجهزة على الحفاظ على الوحدة مع البيئة.

(أ) الوارد الذي يحمل النبضات من محيط الجسم إلى الجهاز العصبي المركزي.

(ب) الصادر الذي يحمل النبضات من
الجهاز العصبي المركزي للأعضاء الصادرة.

5. عناصر الجهاز العصبي التي تساعد في التنسيق هي: •

(أ) الجهاز العصبي المنتشر والعقدي.

(ب) الجهاز العصبي المنتشر والمركزي.

7. توجيه الإشارات إلى واحدة من عدة دوائر بديلة ، تضخيم إشارات معينة مع تقليل أخرى ، تكامل الإشارات من مصادر منتشرة ، التعلم وما إلى ذلك ، يتم تنفيذها بواسطة؟

(ج) الوصلات العصبية العضلية

من عصبون أو عصب عصبي ينتهي بعصب آخر

10. يوجد الجهد الكهربائي لغشاء الخلية عبر أ

(أ) راحة الغشاء المحتمل

(ب) إمكانات الغشاء النشط

(ب) تركيز التشعبات والمحاور

(ج) حزم المحاور أو التشعبات من الخلايا العصبية.

(د) حزمة من المحاور أو التشعبات التي يحدها النسيج الضام.

12. أي من هؤلاء لديه استثارة

.13-أي من هذه هو بيان صحيح

(أ) جميع الخلايا العصبية قابلة للإثارة.

(ب) يمكن لجميع الخلايا العصبية أن تنقل النبضات عبر غشاءها.

(ج) يكون انتقال النبضات العصبية دائمًا أحادي الاتجاه.

(د) كل هذه البيانات

14. يتم دائمًا نقل النبضات من أعضاء الحس من أعضاء الحس إلى الجهاز العصبي المركزي عن طريق

15. يتم دائمًا نقل النبضات من الجهاز العصبي المركزي إلى المؤثرات

16. التشعبات من أي نوع من الخلايا العصبية التي توجه النبضات نحو الجسم الخلوي؟

17. إن توصيل النبضات العصبية من خلال الألياف العصبية محض

(ج) ظاهرة كهروكيميائية

18. نبضة تنتقل على طول الألياف العصبية مثل أ

(أ) موجة التكاثر الذاتي لبعض التغيرات الكهروكيميائية.

(ب) موجة الانتشار الذاتي للتغيرات الميكانيكية.

(ج) الموجة ذاتية الانتشار للتغيرات الحرارية.

(د) موجة ذاتية الانتشار أيا من هذه التغييرات.

19. يعتمد توصيل النبضات العصبية على

(أ) نفاذية الغشاء السطحي للمحور

(ج) التكافؤ الكهربائي بين الأكسوبلازم والسائل الخلوي الإضافي.

20. في حالة نفاذية مضطربة من الغشاء السطحي للمحور العصبي سوف يكون الدافع العصبي

(د) السلوك أولاً ببطء ثم بسرعة.

21. كيف يمكن أن نشوش على توصيل النبضات عبر الألياف العصبية؟

(أ) عن طريق الإخلال بنفاذية الغشاء السطحي لمحور عصبي

(ب) بتغيير التوازن المؤكسد.

(ج) عن طريق الإخلال بالتكافؤ الكهربائي

(د) من خلال كل هذه العمليات.

22. المشبك هو فجوة بين المجاورة

(د) خلية عصبية وخلية أخرى.

23. النبضة ستنتقل عبر الألياف العصبية فقط إذا أصبح الغشاء أكثر نفاذاً لأيونات

24. النبض العصبي هو ، في الواقع ، عملية ترتبط بأي من هذه الظاهرة.

25. يسمى العصب الذي ينقل النبضات من نسيج إلى عصب

26- يُطلق على synpase الذي تتدفق فيه التيارات المحلية الناتجة عن النشاط الكهربائي بين خليتين عصبيتين من خلال وصلات فجوة تربط بينهما

27. الألياف العصبية الواردة تنتج النبضات من

28. أثناء توصيل النبضة ، يتغير الجهد الكهربائي في داخل axolemma (الغشاء البلازمي للمحور العصبي) من.

(أ) من السالب إلى الموجب وتظل • موجبة.

(ب) من السالب إلى الموجب وتظل سالبة.

(ج) موجب إلى سالب ويظل موجبًا.

(د) إيجابية إلى إيجابية وتبقى سلبية.

29. في مرحلة الراحة يكون محور الأوكسجين

(أ) ضعيفة النفاذية لأيونات الصوديوم

(ب) منفذة تمامًا لأيونات K ± و Cl & # 8211

(ج) غير منفذة لجميع هذه الأيونات

30. في مرحلة الراحة ، يكون الأكسولما ضعيفًا قبل أيونات الصوديوم ولكن تمامًا

نفاذية لأيونات e و CI بواسطة

31. الصوديوم & # 8211 مضخة البوتاسيوم

(أ) طرد Na + إلى خارج الخلية

السوائل واستهلاك البريد من السيتوبلازم مقابل تدرج التركيز.

(ب) طرد le إلى خارج الخلية

السوائل وتناول Na + من السيتوبلازم

(ج) طرد Na + فقط إلى سائل خارج الخلية

(د) فقط تناول ic f في السيتوبلازم.

32. مضخة الصوديوم & # 8211 البوتاسيوم & # 8211 تعمل بمساعدة أي من هذه الإنزيمات.

33. يتم تحييد الشحنات السالبة على الجزيئات العضوية المعقدة بواسطة

34. تعمل مضخة الصوديوم والبوتاسيوم بشكل أساسي على

(أ) الحفاظ على التوازن التناضحي بين
السائل خارج الخلية والسيتوبلازم.

(ب) تقليل الشحنات فوق غشاء السطح.

(ج) لتسريع انتشار النبضات العصبية.

35. كل خلية في مرحلة الراحة تكون في حالة استقطاب مع وجود غشاء محتمل

36. الجهد الكهربائي عبر غشاء كل خلية في حالة الراحة هو

(ج) راحة الغشاء المحتمل

37. يحدث انتقال النبضات العصبية في ال

38. تسمى نقاط الاشتباك العصبي بين الألياف الحركية وألواح النهاية.

(ج) المشابك العصبية الإفرازية.

39. الألياف الكولينية هي تلك التي تتحرر في نهاياتها الحرة.

40. أي من هذه ليس هرمون عصبي.

41. الهرمونات العصبية التي تمنع انتقال ما بعد المشبك هي

42. الأسيتيل كولين هو المسؤول عن انتقال النبضات العصبية من خلال

43. مطلوب تدمير أستيل كولين بواسطة أستيل كولينستراز
بسبب

(أ) ازدياد أستيل كولين على التشعبات التي ستستمر في إرسال نفس الدافع.

(ب) هو - هي سيجعل الإرسال إلى مسافة أبعد مستحيلاً. (ج) كلا من أ و ب

(أ) ناقل عصبي عبر المشابك.

45. قد يكون المشبك بين اثنين من الخلايا العصبية

46. ​​تم العثور على الجهاز العصبي الأكثر بدائية في

47. أي من هؤلاء لديه جهاز عصبي ولكن بلا دماغ

48. شبكة الخلايا العصبية العدار يفتقر

(د) اتجاه تدفق النبضات

(أ) الخلايا الحسية ولكن لا توجد خلايا عصبية.

(ب) كل من الخلايا الحسية والعصبية.

(ج) لا الخلايا الحسية ولا العصبية.

(د) الخلايا العصبية ولكن لا توجد خلايا حسية.

50. الجهاز العصبي العدار مصنوع من

(ج) العقد العصبية.

51. الجهاز العصبي في العدار يتم تشكيلها من قبل.

52-عدد العقد تحت البلعومية فى دودة الأرض يبلغ

(ج) زوجان (د) ثلاثة أزواج

53- العقد السفلية البلعومية في دودة الأرض تمد الأعصاب إليها

(ب) الأجزاء الثلاثة الأمامية

54-في الحبل العصبي البطني في ديدان الأرض له عقد متناظرة

(أ) في جميع أجزاء الجسم

(ب) في جميع الأجزاء الواقعة خلف الجزء الرابع

(د) جميع الأجزاء خلف البظر.

55. يعطي أحد العقد القطعية

56- يتكون الحبل العصبي للصرصور من أي من هذه الأعداد من العقد

57. أعصاب الفك السفلي في الصرصور

(ب) الرابط المحيط بالمريء.

(ج) العقد الفرعية المريئية k العقد الأمامية

58-تعطي العقد الصدرية الأولى في الصرصور أي عدد من الأعصاب

(أ) زوجان (ب) ثلاثة أزواج

59. آخر عقد بطني في الصرصور يعطي أي عدد من هذه الأعصاب

60. يتكون الجهاز العصبي في الفقاريات من

(ب) الجهاز العصبي اللاإرادي

(ج) الجهاز العصبي المحيطي

61. أي مما يلي هو المتحكم الأعلى في استجابات الجسم الكلية.

(أ) الجهاز العصبي اللاإرادي

(ج) الجهاز العصبي المحيطي

62. السائل القلوي والشبيه بالليمفاوية الموجود داخل تجويف الدماغ والنخاع الشوكي يسمى.

63. يمتد من النخاع الشوكي في الضفدع

(د) جذور الأعصاب الظهرية والبطنية

64. يتم تغطية الدماغ والحبل الشوكي في الضفدع مع أي من السحايا التالية.

(ج) كلاهما (د) لا أحد منهما
هؤلاء

65. العنكبوتية موجودة بين.

(ب) الأم الجافية وغمد العظم المغطي.

66. البطينات موجودة طن تسمى نصفي الكرة المخية.

(ج) كلاهما (د) لا أحد منهما
هؤلاء

67. الفضاء داخل فصوص الشم يسمى

68. الاتصال بين اثنين من paracoels يسمى

69. يسمى التجويف داخل النخاع الشوكي

(ج) الجوف المعوي (د) الفصام.

70. المادة الفعالة في معظم بخاخات ومساحيق البراغيث هي الباراثيون الذي يمنع تكسيرها

71. تغطي الغشاء السحائي من الدماغ.

(ج) دوراماتر (د) كل هؤلاء

72. نصفي الكرة المخية هي مراكز

73. HypothalamuS يتكون من

(أ) الجدار البطني للدماغ البيني

(أ) الدماغ الأمامي مع منتصف الدماغ

(ب) منتصف الدماغ مع الدماغ الخلفي.

(ج) مقدمة الدماغ مع الدماغ الخلفي

(د) الدماغ الخلفي مع الحبل الشوكي.

75. أي المجموعات لديها المخيخ أكبر من المجموعات الأخرى.

76. أي مجموعة من الحيوانات و # 8217 لديها عادة كريبيلوم بدائي يعكس نمط حركتهم البسيط.

77. مقر أعلى الكليات العقلية مثل الطبيعة والوعي والذكاء والتعبير عن الكلام في الدماغ هو


أقواس انعكاسية

تعتبر الأقواس الانعكاسية ظاهرة مثيرة للاهتمام للنظر في كيفية عمل الجهاز العصبي المحيطي والجهاز العصبي المركزي معًا. ردود الفعل هي حركات سريعة غير واعية ، مثل إزالة يد تلقائيًا من جسم ساخن. تكون ردود الفعل سريعة جدًا لأنها تتضمن اتصالات متشابكة محلية في الحبل الشوكي ، بدلاً من نقل المعلومات إلى الدماغ. على سبيل المثال ، يتم التحكم في منعكس الركبة الذي يختبره الطبيب أثناء إجراء جسدي روتيني عن طريق مشابك واحدة بين الخلايا العصبية الحسية والخلايا العصبية الحركية. في حين أن المنعكس قد يتطلب فقط مشاركة واحدة أو اثنتين من المشابك العصبية ، فإن المشابك العصبية مع العصبونات الداخلية في العمود الفقري تنقل المعلومات إلى الدماغ لنقل ما حدث بعد، بعدما انتهى الحدث بالفعل (اهتزاز الركبة ، أو كانت اليد ساخنة). هذا يعني أن الدماغ لا يشارك على الإطلاق في حركة يرتبط بردود الفعل ، لكنه بالتأكيد متورط فيه التعلم من التجربة & # 8211 معظم الناس يجب أن يلمسوا موقد ساخن مرة واحدة فقط ليعرفوا أنه لا يجب عليهم فعل ذلك مرة أخرى!

أبسط الدوائر العصبية هي تلك التي تكمن وراء استجابات تمدد العضلات ، مثل منعكس نفضة الركبة الذي يحدث عندما يضرب شخص ما الوتر الموجود أسفل ركبتك (الوتر الرضفي) بمطرقة. يؤدي النقر على هذا الوتر إلى شد العضلة الرباعية الرؤوس في الفخذ ، مما يحفز الخلايا العصبية الحسية التي تعصبها على إطلاق النار. تمتد المحاور من هذه الخلايا العصبية الحسية إلى النخاع الشوكي ، حيث تتصل بالخلايا العصبية الحركية التي تقيم اتصالات مع عضلات الفخذ الرباعية (الأعصاب). ترسل الخلايا العصبية الحسية إشارة استثارة إلى الخلايا العصبية الحركية ، مما يؤدي إلى إطلاقها أيضًا. الخلايا العصبية الحركية ، بدورها ، تحفز عضلات الفخذ على الانقباض ، وتقويم الركبة. في رد الفعل المنعكس في الركبة ، تتصل الخلايا العصبية الحسية من عضلة معينة مباشرة بالخلايا العصبية الحركية التي تعصب تلك العضلة نفسها ، مما يتسبب في انقباضها بعد تمددها. رصيد الصورة: https://www.khanacademy.org/science/biology/ap-biology/human-biology/neuron-nervous-system/a/overview-of-neuron-structure-and-function ، معدلة من & # 8220Patellar قوس منعكس الوتر ، & # 8221 بواسطة Amiya Sarkar (CC BY-SA 4.0). الصورة المعدلة مرخصة بموجب ترخيص CC BY-SA 4.0.

يقدم هذا الفيديو نظرة عامة حول كيفية عمل الأقواس الانعكاسية: