動物的身體由許多細胞組成,細胞之間必須互相聯絡,才能協調各部位的活動,這些訊息有的只要傳給附近的細胞,有些則需要從頭部傳到遠處的手腳,傳遞訊息的方式不只一種,今天要和大家介紹的神經系統有迅速將訊息傳到指定部位,讓身體及時做出反應的特色。
那神經系統要如何傳遞訊息呢?首先,我們得從神經細胞產生電訊號的方式說起。神經細胞外面包著一層細胞膜,膜的內外都有帶電的微小粒子,稱為「離子」,由於離子的分布不同,細胞膜內外會有電壓差,當離子經由細胞膜上的通道進出時,電壓就會改變,變化達到一定的門檻,便會產生一次神經衝動,這就是常聽到的「動作電位」,在這之後,這個電訊號將會沿著神經細胞細長的突起,也就是「軸突」,一路傳向末端。
接下來,訊息要怎麼傳給另一個細胞呢?神經細胞之間具有傳遞訊息的接點,我們稱之為「突觸」,在大部分突觸中,兩個細胞之間有隔著一道微小的空隙,等電訊號抵達前一個細胞的軸突末端時,便會促使它釋放「神經傳導物質」,這些物質會穿過空隙與下一個細胞上的「受體」結合,神經細胞的受體就像接收訊號的天線,接收到相對應的物質後,會影響細胞內的反應,可以改變離子的進出使訊息得以繼續傳遞。
神經傳導物質對細胞的影響,除了可以促進刺激之外,另一方面也有抑制的效果,有些神經傳導物質會讓下一個細胞更容易產生神經衝動,但有些則讓細胞變得穩定。一個神經細胞往往同時接收許多細胞傳來的訊息,這些影響會共同決定它是否產生新的神經衝動,在我們腦中常見的神經傳導物質裡,麩胺酸主要有促進的作用,γ-胺基丁酸(GABA)則主要有抑制的作用,這裡的促進與抑制沒有好壞之分,兩者都是神經系統正常運作所需要的。
玩遊戲、聽別人說話,或思考下一句要說什麼,看起來都是日常小事,卻需要腦中許多神經細胞同時接收、處理和傳遞訊息,這些細胞之間的聯繫也會隨著經驗改變。例如反覆練習同一個動作時,相關神經細胞之間的部分連結可能逐漸增強,使它們更有效率地傳遞訊息、協調動作,神經系統這種隨著經驗調整連結與運作方式的能力,稱為「神經可塑性」,也是我們透過練習而逐漸熟練的原因之一。
神經傳導物質也能把訊息從神經細胞傳給肌肉細胞,像我們可以主動控制手臂和腿部的這些骨骼肌,就是透過這種方式接收收縮的指令,舉例來說,當我們想伸手拿杯子時,腦部發出的訊息會經由神經細胞接續傳遞,最後由支配肌肉的運動神經細胞,把電訊號送到肌肉附近,當電訊號抵達末端後,會促使運動神經細胞釋放乙醯膽鹼,最後肌肉細胞上的受體與乙醯膽鹼結合後,便會啟動細胞內的一連串反應,才能使肌肉收縮。
當然不是所有的神經傳導物質都對身體有幫助的,某些神經毒素會干擾神經訊號的傳遞,例如河豚毒素 (TTX),它會阻塞神經細胞膜上的某些鈉離子通道,使神經衝動無法正常產生與傳導,如果不小心中毒的話中,肌肉可能會因為收不到正常的神經訊號而無力或麻痺,嚴重時連呼吸所需的肌肉也會受到影響,造成呼吸困難。
回過頭來看,就在我們閱讀這段文字、理解句子的意思時,腦中的神經細胞也正不斷接收和傳遞訊息,從聽見別人說話、想起一段往事,到伸手拿起杯子,這些看似平常的事情其實都需要許多神經細胞互相配合,神經傳導雖然發生在肉眼看不見的細胞之間,卻與我們每天的生活密切相關,有了這些基本概念,就能進一步理解神經系統的運作,也更加了解自己的身體。
看完神經訊息如何傳遞之後,我們還有許多值得繼續探索的神經主題想透過「神經風暴」來跟大家分享,更多精彩內容就請繼續關注下去囉!
表一、抗原快篩與抗體快篩比較表兩種快篩片的檢測過程與原理
圖一、抗原篩檢:採用自國家衛生研究院電子報
圖二、實際抗原快篩對照圖抗體篩檢
圖三、抗體篩檢:採自BMC Pulmonary Medicine (2020) 20:203使用抗原快篩的時機
圖四、兌換目標與得分標的卡的科學意義
圖:病毒卡牌的分類
圖:兌換目標與得分標的卡的科學意義