การทำงานของระบบประสาท

Physiology ใน 1 นาที (ฉบับย่อ)

ระบบประสาทและสมอง ถือว่าเป็นสิ่งพิเศษที่ทำให้มนุษย์เป็นสิ่งมีชีวิตที่ครองโลกครับ ถ้ากล่าวถึงการทำงานโดยรวมของสมองแบบง่ายๆ คือ “การรับข้อมูล” “การประมวลผล” และ “การตอบสนอง”

การรับข้อมูล เกิดจากการรับสิ่งกระตุ้นจากสิ่งแวดล้อมเช่น ภาพ เสียง กลิ่น หรือสัมผัส ผ่านตัวรับสัมผัสและส่งสัญญาณประสาทเข้าสู่ ส่วนประมวลผล
การประมวลผล เกิดจากระบบประสาทส่วนกลาง รับข้อมูลจากสิ่งกระตุ้น และประมวลผลสิ่งกระตุ้น ทำให้เกิดอารมณ์ การเรียนรู้ และ การจดจำ
การตอบสนอง คือการสั่งการจากระบบประสาทส่วนกลาง ไปยังอวัยวะเป้าหมาย ผ่านเส้นประสาทส่วนปลาย ซึ่งแยกเป็นสองกลุ่มคือ

กลุ่มที่สั่งการได้ตามใจ เช่น มือ แขน ขา กล้ามเนื้อใบหน้า
กลุ่มที่ทำงานอัตโนมัติ เช่น ระบบหัวใจ ทางเดินอาหาร และ หลอดเลือด

สมองมีเซลล์สมองจำนวนมหาศาล มีการเชื่อมต่อระหว่างกันโดยใช้ “สารสื่อประสาท” เป็นตัวนำพาข้อมูลครับ ซึ่งเซลล์สมองก็มีหลายชนิด และ สารสื่อประสาทก็มีหลายชนิดเช่นกัน

การทำงานของระบบประสาทและสมอง (ฉบับเต็ม)

ระบบประสาท เป็นระบบที่มีความละเอียดสูง และ เป็นระบบที่ทำงานอย่างสมดุล มีความอัจฉริยะในระบบเอง ก่อนที่จะทำความเข้าใจกับระบบประสาทในภาพใหญ่ เรามาส่องกล้องจุลทรรศน์ เพื่อรู้จักกับสิ่งที่เรียกว่า เซลล์ประสาทกันก่อนครับ

รู้จักกับเซลล์ประสาท

เซลล์ประสาท (Neuron) เป็นหน่วยเล็กที่สุดในระบบประสาท มีหลายรูปแบบ โดยทั่วไปแล้วจะมีลักษณะบางอย่างคล้ายๆกันคือ มีปลายประสาทขาเข้า นิวเคลียส และ ปลายประสาทขาออก

โดยระหว่าง ในเซลล์และสภาพแวดล้อมด้านนอก จะมีความต่างศักย์ทางไฟฟ้าอยู่ประมาณ -70 mV เกิดจาก ความเข้มข้นของเกลือแร่ต่างกันระหว่างด้านในและด้านนอก เกลือแร่ที่ว่า คือ โซเดียม โปแตสเซียม และ แคลเซียม เป็นหลักครับ

เมื่อเกิดการกระตุ้น เซลล์ประสาทนี้จะมีการถ่ายเทเกลือแร่ระหว่างภายในและภายนอก จนเกิดประจุไฟฟ้า เกิดสัญญาณต่อเนื่องไปที่ ปลายประสาทขาออก ทำให้เกิดการหลั่ง “สารสื่อประสาท” เพื่อไปกระตุ้นเซลล์ถัดไป และทางการแพทย์เราสามารถตรวจจับกระแสไฟฟ้านี้เพื่อนำมาทำการวิเคราะห์ได้ครับ

นอกจากเซลล์ประสาทแล้ว ยังมีเซลล์ที่คอยค้ำจุน ยึดเหนี่ยวโครงสร้าง ส่งผ่านสารอาหาร และ ช่วยเพิ่มความเร็วของสัญญาณไฟฟ้า เราเรียกเซลล์กลุ่มนี้ว่า Glial cell ครับ

เซลล์ประสาทสามารถแบ่งตามหน้าที่ได้ 3 ชนิดครับ

เซลล์รับข้อมูล (Sensory neuron) ทำหน้าที่ในการรับรู้ข้อมูลจากสภาพแวดล้อมภายนอก ยังแบ่งอีกว่าจะ รับเคมี รับแรงกด รับแสง รับอุณหภูมิ หรือรับอันตราย
เซลล์เชื่อมต่อ (Interneuron) ทำให้ที่ในการเชื่อมต่อ การรับ และ การส่งสารสื่อประสาท
เซลล์สั่งการ (Motor neuron) ทำหน้าที่สั่งการ การทำงานไปยังอวัยวะเป้าหมายต่อไป

กายวิภาคของระบบประสาทและสมอง

มาดูของจริงที่ตาเรามองเห็นกันครับ เนื่องจากระบบประสาทและสมอง เป็นระบบที่มีความสำคัญในการดำรงชีวิต จึงได้รับการวิวัฒนาการให้มีอวัยวะที่ช่วยปกป้องระบบนี้ สิ่งนั้นคือระบบโครงร่างและกล้ามเนื้อครับ จากที่กล่าวมาระบบประสาทสามารถแบ่งชนิดตามการทำงานคือ

ระบบประสาทส่วนกลาง คือ สมอง และ ไขสันหลัง
ระบบประสาทส่วนปลาย คือ เส้นประสาทที่นอกเหนือจากส่วนกลางทั้งหมด

การเดินทางของข้อมูลคือ ระบบประสาทส่วนปลาย(เส้นประสาท) รับและส่งข้อมูลเข้าสู่ ระบบประสาทส่วนกลาง(สมองและไขสันหลัง) และสั่งงานออกมาที่ ระบบประสาทส่วนปลาย(เส้นประสาท) อีกครั้งครับ

โดยระบบประสาทส่วนกลางจะได้รับสารอาหารจากเส้นเลือดสมอง และ มีน้ำไขสันหลังคอยค้ำจุน โดยน้ำไขสันหลังนี้จะอยู่รอบๆสมองและไขสันหลังทั้งหมด ทางการแพทย์เราจึงใช้น้ำไขสัน เพื่อวินิจฉัยโรคเกี่ยวกับสมองบางโรคครับ

ระบบประสาทส่วนกลาง และ ระบบประสาทส่วนปลาย

ระบบประสาทส่วนกลางและส่วนปลายทำหน้าที่ร่วมกันคือ รับสัญญาณประสาทขาเข้าผ่านระบบประสาทส่วนปลาย ส่งต่อไปยัง ประสาทส่วนกลางเพื่อประมวลผล ส่งกลับมายัง ประสาทส่วนปลายเพื่อทำงานอีกครั้ง ซึ่งระบบการทำงานของระบบประสาทส่วนปลายขาออก ยังแบ่งเป็น

กลุ่มที่สั่งการได้ตามใจ (Somatic) เช่น มือ แขน ขา กล้ามเนื้อใบหน้า
กลุ่มที่ทำงานอัตโนมัติ (Autonomic) เช่น ควบคุม ระบบหัวใจ ทางเดินอาหาร และ หลอดเลือด เพื่อปรับสมดุลของอวัยวะภายในให้โดยอัตโนมัติ และในกลุ่มนี้ยังแบ่งออกเป็น 2 กลุ่มย่อยที่ทำงานในทางตรงกันข้าม เพื่อความคุมอวัยวะภายในคือ

Sympathetic division ออกจากไขสันหลังระดับ หน้าอก และ เอว
Parasympathetic division ออกจากไขสันหลังระดับ ต้นคอ และ ก้น

สมองแต่ละส่วนนั้นทำหน้าที่แตกต่างกันครับ เมื่อสมัยก่อนนั้นแพทย์เราศึกษา การทำงานของสมองแต่ละส่วน จากคนที่ประสบอุบัติเหตุทางสมอง และกลุ่มของทหารที่ได้รับบาดเจ็บในสงคราม เพื่อดูว่าสมองแต่ละตำแหน่ง ทำหน้าที่แตกต่างกันอย่างไร แต่ปัจจุบันเทคโนโลยีมากขึ้น ทำให้เราเข้าใจสมองในแต่ละส่วนชัดเจนมากขึ้นครับ และผลเป็นดังภาพครับ

Neurotransmitters (สารสื่อประสาท)

สารสื่อประสาทในสมอง ซึ่งเป็นตัวกลางในการสร้างสัญญาณประสาท มีความสำคัญคือ โรคต่างๆ หรือ สารเสพติด จะมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับการ มากเกิน หรือ น้อยเกิน ของสารสื่อประสาทเหล่านี้ครับ มีตัวเด่นๆ ที่สำคัญดังนี้ครับ (ฟังผ่านๆพอคุ้นๆได้ครับ เมื่อเล่าถึงโรคต่างๆจะกล่าวอีกที)

Adrenaline (อะดรีนาลีน) สารที่เกี่ยวข้องกับการเอาชีวิตรอดในภาวะคับขัน
Noradrenaline (นอร์อะดรีนาลีน) สารที่เกี่ยวข้องกับภาวะเครียดและสมาธิ
Dopamine (โดปามีน) สารที่เกี่ยวข้องกับความสุข ความพึงพอใจ แรงบันดาลใจ
Serotonin (เซโรโทนิน) สารที่เกี่ยวข้องกับอารมณ์ การนอนหลับ และวงจรชีวิต
GABA (กาบ้า) สารที่เกี่ยวข้องกับความสงบ และ สมาธิ
Acetylcholine (อะซิทีลโคลิน) สารที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ ความคิด ความจำ กล้ามเนื้อ
Glutamate (กลูตาเมท) สารที่เกี่ยวข้องกับความจำ การเรียนรู้ พัฒนาการ
Endorphins (เอ็นโดฟิน) สารที่เกี่ยวข้องกับความสุข ลดความเจ็บปวด

แพทย์เราตรวจการทำงานของสมองได้อย่างไร ?

หัวใจหลักของการตรวจการทำงานของสมองคือ การซักประวัติ การตรวจร่างกาย และ ทดสอบสุขภาพจิต โดยสามารถให้ข้อมูลเพื่อช่วยการวินิจฉัยได้มากกว่า 90% เลยทีเดียวครับ แต่ก็มีหลายอย่างที่ช่วยในการวินิจฉัยและวางแผนการรักษาคือ

Imaging ทางรังสีวิทยา ไม่ว่าจะเป็น Xray, Myelogram, CT-Scan, MRI, MRA, PET, SPECT เหล่านี้เป็นการดูลักษณะทางกายภาพของระบบประสาทและสมอง
CSF analysis คือการตรวจวิเคราะห์น้ำไขสันหลัง ส่วนมากใช้ตรวจการติดเชื้อและการอักเสบต่างๆ
EEG (Electroencephalogram) คือการตรวจคลื่นไฟฟ้าของสมอง ส่วนมากดูในลมชักครับ
EMG (Electromyography) คือการตรวจการนำไฟฟ้าของเส้นประสาทส่วนปลาย

ระบบประสาทและสมอง มีการทำงานค่อนข้างซับซ้อน

เหล่านี้เป็นพื้นฐานเพียงคร่าวๆที่สั้นที่สุด

ที่จะสามารถต่อยอดเพิ่มเติม ในการเข้าใจโรคต่างๆได้ครับ

สมองเป็นอวัยวะที่ทำให้มนุษย์ เหนือกว่าสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

เพราะความพิเศษของสมองส่วนหน้าที่พัฒนามาก

การออกกำลังกาย นั่งสมาธิ พักผ่อนเพียงพอ

จะทำให้สมองเราปลอดโปร่งและพร้อมใช้งานตลอดเวลาครับ

วันนี้เราดูแลสมองของเราเพียงพอหรือยัง

ถ้ายัง… อาจถึงเวลาที่ต้องเริ่มดูแลสมองแล้วครับ

ด้วยความรัก