Sinir Sisteminin Organizasyonu Sinapsların Temel Fonksiyonları

Sinir sistemi,endokrin sistemle birlikte vücuttaki kontrol fonksiyonlarının büyük kısmını üstlenmiştir.Genellikle,sinir sistemi vucutta,kas kontraksiyonları,hızlı değişen viseral olaylar ve hatta bazı endokrin bezlerin sekresyon hızlarını kontrol eder.Endokrin sistem ise bunun aksine ilke olarak vucuttaki metabolik fonksiyonları düzenler.
Her bir sinir hucresine nöron adı verilir.Nöronların birleşim yerlerine de sinaps denir.Sinir sistemi,uyguladığı kontrol işlevlerinin karmaşıklığı yonunden benzersizdir.Çeşitli duyu organlarından milyonlarca bilgi biti(parçası) alır,vücudun cevaplarını oluşturmak üzere onları entegre eder.Bu bolumun amacı,ilk olarak,sinir sisteminde butun bu mekanizmaların ana çizgilerini belitmektir.Daha sonra da,merkezi sinir sistemisinapslarının fonksiyonlarını belirteceğiz.Arkasından da,sinir sistemine sinyallerin girişini,ondaki iletisini ve çıkışını ele alacağız.Bunları izleyen bolumlerde de,sinir sistemini oluşturan yapıların fonksiyonlarını ayrıntılı olarak inceleyeceğiz.
Sinir Sisteminin Genel Organizasyonu

Duysal Bolum – Duyu Reseptorleri

Sinir sistemi aktivitelerinin çoğu duyu reseptorlerinden gelen duysal bilgilerle başlar.Bu reseptorler,gorme reseptorleri,vucut yüzeyindeki dokunma reseptorleri yada oteki çeşit reseptorler olabilir.Alınan duysal bilgiler(izlenimler)ani reaksiyonlara neden olur yada beyinde dakikalar,haftalar yada yıllarca depo edilerek,gelecekteki vücut reaksiyonlarının saptanmasına yardım eder.

Şekil-1’de duysal sistemin,tüm vücut yüzeyindeki ve derin yapılarındaki reseptorlerden duysal bilgileri ileten somatik bolumu gosterilmiştir.İnformasyonlar,merkezi sinir sistemine spinal sinirler yolu ile girer ve şu yapılarda yer alan çok sayıdaki primer duysal alanlara iletilir:
a)Medulla spinalisin tüm düzeyleri,
b)Medulla oblongata,pons ve mezensefalon retikuler maddesi,
c)Serebellum,
d)Talamus ve
e)Beyin kabuğunun somatik duysal alanları.
Sinyaller bu primer duysal alanlara ek olarak sinir sisteminin oteki alanlarındaki istasyonlara da iletilir.

Motor Bolum Uygulama Organları

Sinir sisteminin en onemli nihai rolü,vücut aktivitelerinin kontroludur.Bunu
a)Bütün vucuttaki iskelet kaslarının kontraksiyonu
b)İç organlardaki düz kasların kontraksiyonu ve
c)Vücudun iç ve dış salgı bezlerinin denetimi ile yürütür.Bütün bu fonksiyonlara sinir sisteminin motor fonksiyonları kas ve bezlerede ,sinir sinyalleri ile gonderilen emirleri uyguladıklarından uygulama organları (efektor)adı verilir.

Şekil-2’de sinir sisteminin iskelet kaslarının kontraksiyonlarını kontrol eden motor ekseni gorulmektedir.Bu eksene paralel olarak,düz kasları ve bezleri kontrol eden benzer bir sistem daha,otonom sinir sistemi vardır.Şekil-2’de iskelet kaslarının,merkezi sinir sistemindeki çeşitli düzeylerden kontrol edilebildiğine dikkat ediniz:
a)Omurilik,
b)Medulla oblongata,
c)Bazal gangliyonlar,
d)Serebellum,
e)Motor korteks.
Bütün bu farklı alanların vücut haraketlerinin kontrolunde özgün rolleri bulunmaktadır.Alt bolgeler,özellikle vücudun duysal alanlara ani,otomatik cevapların verilmesi,yukarı bolgeler de beyindeki düşünme ürünü olan vücut hareketlerinin kontrolü ile ilgilidirler.

İnformasyonların İşlenmesi Sinir Sisteminin ‘Entegratif ’ Fonksiyonu

Eğer her duysal bilgi biti bazı motor reaksiyonları yaratsaydı,vücut fonksiyonlarının kontrolu yonunden etkili olmayacaktı.Bu nedenle sinir sisteminin başta gelen gorevlerinden biri,gelen bilgileri uygun motor nöronları yaratacak şekilde işlemektir.Gerçekten,beyin gelen duysal bilgilerin %99’dan fazlasını geçersizve önemsiz olarak ayırır.Örneğin,genellikle vücutta elbiselere değen vücut bolumlerinden,otururken oturma yerinden hiç haberdar olmayız.Aynı şekilde,dikkat,görme alanında ancak cisimlerden birine yoneltilirÇevredeki sürekli gürültü genellikle fon düzeyine indirgenir.
Önemli duysal informasyon seçildikten sonra,istenen cevap içinbeyindeki özel motor bolgelere gonderilir.Buna sinir sisteminin entagrif fonksiyonu adı verilir.Eğer bir şahıs elini sıcak bir sobaya değdirirse,istenen cevap eli geri çekmek ve buna ek olarak da tüm vücudun sobadan uzaklaştırılması,belki de ağrı ile bağırma gibi cevapların da verilmesidir.Bütün bu cevaplar vücuttaki total motor sistem aktivitesinin küçük bir bölümünü oluşturur.
İnformasyonların İşlenmesinde Sinapsların Rolu
Nöronların birbirine bağlantı yerleri olan sinapslar sinyal iletisinin kontrolu yonunden üstünlüğü olan bolgelerdir.Burada onemli olan,sinapsların,sinir sisteminde sinir sinyallerinin dağılma yonlerini nasıl saptadıklarıdır.Bazı sinapslar sinyalleri bir nörondan otekine kolaylıkla iletirken,bazılarıda ancak güçlükle iletir.Bundan başka,sinir sisteminin oteki alanlarından gelen kolaylaştırıcı yada inhibe edici sinyaller,sinapları bazen iletiye açarak,bazen de kapatarak kontrol ederler.Dahası,bazı postsinaptik nöronlar çok sayıda impulsa cevap verirken,ötekiler ancak birkaçına cevap verir.Boylece,sinapslar çok defa zayıf sinyalleri duraklatıp,kuvvetlilerin geçmesine izin vererek,bazı zayıf sinyalleri seçip,bazen de sinyalleri tek bir yone değil,fakat çeşitli yonlere gondererek,seçici bir faaliyet gosterirler.

Bilgilerin Depo Edilmesi Bellek

Önemli duysal informasyonların ancak kucuk bir bolumu ani bir motor cevap yaratır.Geri kalanının buyuk bolumu,motor aktivitenin gelecekteki kontrolunde ve düşünme işleminde kullanılmak üzere depo edilir.Bu depo işleminin buyuk bolumu beyin korteksinde olursa da,betin tabanında belki de omurilikde de informasyonlar,az miktarda depo edilir.Bellek dediğimiz,informasyonların depo işlemide sinapsların fonksiyonudur.Yani,belirli tiplerdeki duysal sinyalleri geçiren sinaps dizileri,aynı sinyalleri bir dahaki sefere daha kolay iletme yeteneği kazanırlar.Bu olaya fasilitasyon (kolaylaştırma) diyoruz.Duysal sinyaller birçok defalar geçtikten sonra,sinapslar o kadar kolaylaşır ki,bizzat beyinden doğan sinyaller,duysal giriş uyarılmasa bile,impulsların aynı sinaps dizilerinden iletisine neden olur.Bu,şahısta orjınal duyuların algılanmasına yol açar.Aslında olay duyuların hatırlanmasından ibarettir.Ne yazık ki,sinapsta yer alan fasilitasyon olayının kesin mekanızmasını bilmiyoruz.Hatıralar bir kere sinir sisteminde depo edildikten sonra,işlem mekanızmasının bir bolumunu oluşturur.Beyinde dusunme işlemi,yeni duysal izlenimleri,depo edilen anılarla karşılaştırmaktan ibarettir.Hatıralar yeni duysal informasyonların seçimine ve bunları ileride kullanılmak üzere,uygun depo alanlarına ya da vücuttaki cevapların hazırlanması için motor alanlara gonderilmesine yardımcı olur.
Merkezi Sinir Sistemi Fonksiyonunda Üç Büyük Düzey
İnsan sinir sistemi,kalıtsal olarak filogenetik gelişimdeki her aşamanın özgün karakteristiklerini tasır.Bu kalıtım nedeniyle merkezi sinir sisteminin fonksiyonları üç büyük düzeye özgün nitelikler taşımaktadır.
1)Medulla spinalis düzeyi
2)Alt beyin düzeyi
3)Yüksek beyin veya korteks düzeyi
Medulla Spinalis Düzeyi
Biz çok defa medulla spinalisin yalnız vücutta periferden gelen sinyalleri beyne yada ters yonde beyinden vücuda ilettiğini düşünürüz.Ancak bu gerçeğe uymaz;omurilik bıyun bolgesinde kesilsikten sonra da birçok fonksiyonları devam eder,orneğin,medulla spinalisteki çeşitli devreler aşağıdaki fonksiyonları sürdürür:
1)Yürüme hareketleri,
2)Vücudun bazı kısımlarının cisimlerden uzaklaşmasını sağlayan refleksler,
3)Vücudu,yerçekimine karşı taşımak üzere bacakların sertleşmesi,
4)Lokal kan damarlarını,gastroentestinal hareketleri vb. kontrol eden refleksler,
5)Birçok baska fonksıyonlar.
Gerçekten de,sinir sisteminin üst bolgeleri sinyalleri vücutta perifere yalnız direkt olarak gondermekle kalmayıp,medulla spinalisin kontrol merkezlerine de gonderir,daha doğrusu,bu merkezlere gorevlerini yapmaları için emreder.
Alt Beyin Düzeyi
Vücutta,bilinç dışı adı verdiğimiz faaliyetlerin hepsi olmasa bile çoğu,beynin alt bolumleri,medulla oblongata,pons,mezensefalon,hipotalamus,talamus,serebellum,ve bazal gangliyonlar tarafından kontrol edilir.Arter basıncı ve solunumun bilinç dışı kontrolu başlıca medulla oblongata ve ponsta olur.Dengenin kontrolu,serebellumun eski bolumu ile medulla oblongata,pons ve mezensefalonun retikuler maddesinin ortak fonksiyonudur.Besinlerin tadına cevap olarak uyanan salya salgısı,dudak yalama gibi beslenme refleksleri medulla,pons ve mezafolon,amigdala ve hipotalamus gibi alanlardan kontrol edilir;hiddet,uyarılma,sexüel faaliyetler,ağrı ya da haz reaksiyonları hayvanlarda korteks olmadan da gelişir.
Üst Beyin ya da Kortikal Düzey
Sinir sisteminin medulla spinalis va alt beyin düzeylerindeki fonksiyonlarını saydıktan sonra acaba beyin korteksine yapacak ne kalmaktadır?Bunun yanıtı karmaşıktır.Ancak beyin son derece geniş bir bellek deposu olmasıyla başlayabilirizKorteks hiçbir zaman yalnız çalışmaz;her zaman sinir sisteminin alt merkezleri ile birlikte çalışır.
Beyin kabuğu olmadan,alt beyin fonksiyonları çoğu kez dakik değildir.Beyin kabuğundaki geniş bilgi deposunda bu fonksiyonları amaca uygun,kesin ve dakik işlemlere çevirir.
Nihayet düşüncelerin tümü onun ürünü olmadığı halde beyin kabuğu,düşünme işlevlerinin çoğu için temel yapıdır.Gerçekten alt merkezler,beyin korteksinin uyanıklığına neden olur ve beyin düşünme mekanizmasına bellek bankasına açar.

Böylece sinir sisteminin her bolumunun özgün fonksiyonlar yaptığını görüyoruz.Birçok entegratif (tümleyici) fonksiyonlar medulla spinaliste,beynin bilinçdışı fonksiyonlarının birçoğu da tamamen beynin alt bolumlerinden kaynaklanarak uygulanır.Fakat sahısların zihin duyasını açan kortekstir.
Merkezi Sinir Sistemi Sinapsları
Sinir sisteminde bilgi,başlıca birbirini izleyen nöronlarla iletilir.Ancak,bu impulsların aşağıdaki işlemlere uğradıklarını da goz onunde tutmak gerekir.
a)İnformasyonların iletisi
b)Tek bir impuls,tekrarlayan impulslara dönüşebilir
c)Başka nöronlardan gelenlerle entegre edilerek,birbirini izleyen noronlarda daha çok karmaşık bir karakter kazanabilir.Bütün bu işlemler noronların sinaptik fonksiyonları olarak sınıflandırılabilir.
Sinaps Tipleri-Kimyasal ve Elektriksel Sinapslar
Sinir impulslarının bir nörondan otekine iletildiği noronlar arası bağlara sinps adı verilir.Hayvanlar aleminde başlıca iki çeşit sinaps bulunmaktadır.
1)Kimyasal sinaps
2)Elektriksel sinaps
Pratik yönden sinir sistaminde sinyallerin iletildiği sinapsların hemen hepsi kimyasal sinapslardır.Bunlarda ilk nöron,sinaps bölgesinde nörotransmitter adı verilen bir kimyasal madde salgılar ve bu transmitter nöronun eksite ve inhibe ettiği ya da başka yoldan duyarlığını değiştirdiği ikinci nöronun membranındaki reseptor prateinleri etkiler.Şimdiye kadar 30’dan fazla transmitter maddesi bulunmuştur.
Elektriksel sinapslar elektriği bir hucreden otekine ileten direkt kanallardır.Bunların çoğu küçük protein tübüllerinden ibarettir.Sıkı bağlantılar adı verilen bu yapılar bir hucrenin içinden ötekine iyonların serbest hareketlerini sağlar.
Kimyasal Sinapslarda Tek Yonlu İleti
Kimyasal sinapsların çok önemli bir karekteristiği sinir sistemindeki impuls iletisi bakımından son derece elverişlidir.Sinapslar sinyalleri daima tek yonlu iletir.Yani sinyal nörotransmiteri salgılayan postsinaptik nörona iletilir.Bu ilkiye kimyaal sinapslarda tek yonlu ileti adı verilir.Bu özellik sinyallerin elektriksel sinapslardaki çift yonlu iletisinden tamamen farklıdır.
Tek yonlu ileti mekanızmasının onemi uzerine bir an düşünelim.Bu ileti sinyallerinin belirli bir amaca yonlenmesini sağlar.Gerçekten sinir sisteminde iletilen sinyallerin özel olarak belirli alanlarda odaklaşması,sinir sisteminde sayısız duysal motor kontrol,bellek ve fonksiyonların yürütülmesini sağlar.

Sinapsların Fizyolojık Anatomisi
Şekil 4 medulla spinalisin ön boynuzundaki tipik bir motor nöronu gosteriyor. Bu nöron başlıca üç kısımdan oluşmuştur.Soma,nöronun ana gövdesidir;tek bir akson soma bölumunden periferik sinire uzanır;dentritler somadan medulla spinalisin komşu alanlarına uzanan 1 mm.’lik ince uzantılardan ibarettir.Motor nöronda dentrit ve soma yüzeylerinde ortalama 6000 kadar presinaptik terminal adı verilen düğüm bulunur.Bunların yaklaşık %80-90’ı dentritler,yalnız %10-20 kadarı da soma üzerinde dağılmıştır.Bu sonlanmalar,çok sayıda başka noronlardan kaynaklanan sinir liflerinin uçlarıdan ibaerttir ve genellikle tek bir nörona ait ancak birkaç sonlanma vardır.Daha sonra görüleceği gibi,presinaptik terminallerin bir çoğu eksitator karakterde olup postsinaptik noronu inhibe eden bir madde salgılar