ระบบประสาท (Nervous system)

ระบบประสาท (Nervous system)
อวัยวะต่างๆในร่างกายของคนและสัตว์จะดำเนินได้อย่างราบรื่น และเป็นปกติได้จะต้องมีการควบคุมและติดต่อประสานงาน โดยอาศัยระบบอวัยวะสองระบบ คือ ระบบประสาทและระบบต่อมไร้ท่อ ระบบประสาทเป็นระบบที่ทำงานได้อย่างรวดเร็ว ส่วนระบบต่อมไร้ท่อนั้นทำงานช้าและทำงานได้นานกว่าระบบประสาทมาก ระบบทั้งสองจึงเป็นระบบที่ควบคุมสภาพแวดล้อมภายในร่างกายให้อยู่ในสภาพค่อนข้างคงที่ โดยต้องทำงานประสานกับระบบอื่นๆ นอกจากนั้นระบบประสาทยังควบคุมร่างกายให้สามารถปรับตัวให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมภายนอกอีกด้วย โดยอาศัยอวัยวะรับสัมผัส เช่น ผิวหนัง ตา หู จมูก ลิ้น เป็นผู้รับรู้และมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้าโดยระบบกล้ามเนื้อ

                หากระบบประสาทสามารถตอบสนองต่อสิ่งเร้าได้ แสดงว่าสิ่งมีชีวิตนั้นยังคงมีชีวิตอยู่ คนที่ตายแล้วระบบประสาทจะไม่ทำงานและสั่งงานไม่ได้ เซลล์ที่ทำหน้าที่ในการควบคุมและประสานงานในระบบประสาท คือ เซลล์ประสาท (nervous)

1. เซลล์ประสาท

                เซลล์ประสาทจะปรากฏอยู่ทั่วร่างกาย เพื่อทำหน้าที่ปรับร่างกายให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมภายนอกและภายในร่างกาย บางชนิดมีหน้าที่กระตุ้นและบางชนิดมีหน้าที่ยับยั้งการทำงานของอวัยวะต่างๆ ลักษณะพิเศษของเซลล์ประสาทนี้ช่วยทำให้ร่างกายสามารถปรับตัว ให้เข้ากับสภาวะแวดล้อมภายนอกและภายในได้ในเวลาอันรวดเร็ว เซลล์ประสาทบางชนิดเปลี่ยนแปลงไปเป็นเซลล์ที่ผลิตสารเคมีคล้ายฮอร์โมน เซลล์เหล่านี้เรียกว่านิวโรเซครีทอรีเซลล์ (neurosecretory cell) ยังพบเซลล์เนื้อเยื่อเกี่ยวพันประสาทที่เรียกว่านิวโรเกลีย (neuroglia) อยู่ปะปนกับเซลล์ประสาทด้วย

                1.1 รูปร่างและโครงสร้างเซลล์ประสาท เซลล์ประสาทประกอบด้วยส่วนที่เป็นตัวเซลล์ (cell body) ซึ่งมีลักษณะค่อนข้างกลมและส่วนที่เป็นแขนงแยกออกจากตัวเซลล์ แขนงที่แยกออกมานี้ ถ้าจะแยกออกไปสู่ด้านหน้าของเซลล์จะเรียกว่า เดนไดรต์ (dendrite) อาจมีหลายกิ่งได้ ส่วนแขนงที่แยกไปทางด้านซ้ายของเซลล์จะมีอยู่กิ่งเดียวเรียกว่า แอกซอน (axon) 

                หน้าที่หลักของเซลล์ประสาท คือ ส่งกระแสความรู้สึกจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งภายในระบบประสาท แขนงที่นำความรู้สึกเข้าสู่ตัวเซลล์คือ เดนไดรต์ แขนงที่นำความรู้สึกออกจากตัวเซลล์คือ แอกซอน ดังนั้นกระแสความรู้สึกจะผ่านเดนไดรต์ เข้าสู่ตัวเซลล์และผ่านออกจากตัวเซลล์ทางแอกซอน เพื่อนำกระแสความรู้สึกเข้าสู่เซลล์ประสาทเซลล์ถัดไปผ่านทางเดนไดรต์ ระหว่างแอกซอนของเซลล์หน้ากับเดนไดรต์ของเซลล์ถัดไปจะเป็นจุดประสานประสาท เรียกว่า ซิแนปส์ (synapse)
                เซลล์ประสาทเมื่อถูกทำลายแล้วไม่สามารถจะซ่อมแซมให้คืนมาได้อีก และที่สำคัญจะไม่มีการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ขึ้นทดแทนด้วย

                1.2 กระแสความรู้สึกของเซลล์ประสาท กลไกการนำกระแสความรู้สึกเซลล์ประสาท เป็นสมบัติพื้นฐานของเซลล์ที่มีชีวิตทั่วๆไปที่ปรับปรุง เพื่อให้เหมาะสมกับการตอบสนองโดยฉับพลันต่อสิ่งแวดล้อม ทั้งภายนอกและภายในที่เปลี่ยนแปลงอยู่เสมอ หน้าที่สำคัญของเยื่อหุ้มเซลล์เป็นกุญแจที่จะทำให้เข้าใจจุดเริ่มต้นของการนำกระแสความรู้สึกของเซลล์ประสาทที่เรียกว่า ศักย์กิริยา (action potential)
                เซลล์ที่มีชีวิตจะมีสภาพแวดล้อมภายในเซลล์แตกต่างไปจากส่วนที่ล้อมรอบ แต่จะต้องมีผลรวมของความเข้มข้นของสารภายในเซลล์ เท่ากับของเหลวที่อยู่รอบๆทั้งนี้เพื่อป้องกันมิให้น้ำเข้าสู่เซลล์มากจนถึงขีดอันตราย สิ่งที่แตกต่างกันระหว่างสารที่อยู่ภายในเซลล์และภายนอกเซลล์ คือ ส่วนประกอบทางเคมีของสารละลาย โดยที่เยื่อหุ้มเซลล์ทำหน้าที่ยอมให้สารบางชนิดผ่านเข้าไปโดยอิสระ แต่กลับควบคุมการผ่านเข้าออกของสารอีกหลายชนิด

รูปที่ 1 โครงสร้างของเซลล์ประสาท ลูกศรชี้แสดงทิศทางการนำกระแสความรู้สึก ก. ร่างแหประสาทของไฮดรา ข. เซลล์ประสาทส่งความรู้สึกของอาร์โทรพอด ค. เซลล์ประสาทส่งความรู้สึกของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนม ง. เซลล์ประสาทประสานงานในสมองและไขสันหลัง จ. เซลล์ประสาทรับความรู้สึกที่เรตินา ( ที่มา : วิสุทธิ์ ใบไม้ และคนอื่น ๆ . 2530 : 480 )

                สำหรับเซลล์ประสาทนั้น เยื่อหุ้มเซลล์พัฒนามาทำหน้าที่นำกระแสความรู้สึกโดยเฉพาะ จึงสามารถควบคุมการผ่านเข้าออกของไอออนบางชนิดที่พบอยู่ในของเหลวของเนื้อเยื่อได้ดีเป็นพิเศษ ในระหว่างที่ไม่มีการนำกระแสความรู้สึกพบว่า K⁺ อยู่ในไซโทพลาซึมมากกว่าในของเหลวนอกเซลล์มาก แสดงว่าเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทมีหน้าที่ควบคุมให้มีการสะสม K⁺ ภายในเซลล์และขับ Na⁺ ออกมานอกเซลล์ ไอออนประจุลบหลายชนิดรวมทั้ง Cl^- สามารถผ่านเข้าออกทางเยื่อหุ้มเซลล์ค่อนข้างอิสระ แต่เนื่องจากภายในเซลล์มีสารโมเลกุลใหญ่ เช่น โปรตีน กรดนิวคลีอิก มากกว่านอกเซลล์ สารเหล่านี้จะมีประจุลบ และ โมเลกุล สารเหล่านี้มีขนาดใหญ่เกินกว่าจะผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ออกมาภายนอกได้ ดังนั้น ประจุลบภายในเซลล์จึงไม่สามารถทำให้เป็นกลางได้ทั้งหมด ผลก็คือทำให้ผิวด้านในของเซลล์มีประจุเป็นลบสูงกว่าผิวด้านนอก ดังนั้นโมเลกุลขนาดใหญ่จึงเปรียบเสมือนเป็นแหล่งรวม (reservoir) ที่จะช่วยตรึง K⁺ ให้อยู่ภายในเซลล์ ในภาวะที่สมดุลนั้นจะมีประจุลบของสารโมเลกุลใหญ่ภายในเซลล์เหลืออยู่ ทำให้เกิดความต่างศักย์ไฟฟ้า ระหว่างผิวด้านนอก และด้านในของเซลล์ ซึ่งเรียกว่าศักย์สมดุลของโพแทสเซียม (K⁺ equilibrium potential)
                เซลล์ประสาทส่วนมากจะมีศักย์สมดุลของโพแทสเซียม ประมาณ – 90 มิลลิโวลต์แต่ความต่างศักย์ระหว่างผิวนอกกับผิวในของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทในภาวะพัก (resting membrane potential) มีค่าอยู่ระหว่าง – 40 และ – 60 มิลลิโวลต์ ที่เป็นเช่นนี้ เนื่องมาจากมีไอออนอื่น ๆ ที่เคลื่อนที่ผ่านผิวของเซลล์ได้ เช่น Na⁺ แม้ว่าจะมีความสามารถซึมผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทในสภาพปกติได้น้อยมาก แต่ยังมีบางส่วนของ Na⁺ แพร่เข้าเซลล์และเข้าไปทำให้บางส่วนของประจุลบภายในเซลล์เป็นกลางได้
                การจัดศักย์เยื่อหุ้มเซลล์ประสาทในภาวะพัก ทำได้โดยใช้ไมโครอิเล็กโทรด (microelectrode) ซึ่งทำด้วยหลอดแก้วคะพิลลารีที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1 ไมครอนและบรรจุสารละลายของเกลืออยู่ข้างใน เมื่อสอดไมโครอิเลคโทรดเข้าไปในเยื่อหุ้มเซลล์จะสามารถวัดความต่างศักย์ระหว่างปลายของอิเลคโทรดแห่งนี้ กับอิเล็กโทรดอีกแห่งหนึ่ง (reference electrode) ที่สอดอยู่บริเวณรอบนอกของเซลล์ประสาท
                การศึกษาเกี่ยวกับกระแสความรู้สึกของเซลล์ประสาทนั้น ศึกษาจากแอกซอนขนาดใหญ่ (giant axon) ของปลาหมึกหอม ใช้โวลต์มิเตอร์ที่เรียกว่า ออสซิลโลสโคป เป็นเครื่องวัด เครื่องวัดนี้จะแสดงการเปลี่ยนแปลงศักย์ไฟฟ้าทุก ๆ ระยะเวลาที่กำหนดไว้ การวัดศักย์ไฟฟ้าวัดระหว่างจุดสองจุด เมื่อความต่างศักย์แตกต่างกันแสดงว่าเกิดขั้วบวกและขั้วลบขึ้น เพราะฉะนั้นออสซิลโลสโคปจะบอกการเกิดขั้วและบันทึกการเปลี่ยนขั้ว

รูปที่ 2 ศักย์ไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ประสาท ก – ข ศักย์ไฟฟ้าระยะพัก ค – ง ศักย์ไฟฟ้าระยะทำงาน ( ที่มา : Mader . 1988 : 19 )

                จากรูป 2 ออสซิลโลสโคปจะต่ออยู่กับอิเล็กโทรด 2 อัน อันหนึ่งจะเป็นอิเล็กโทรดที่สอดอยู่ในแอกซอนของปลาหมึก เพื่อบันทึกเหตุการณ์ภายในแอกซอน ส่วนอีกอันหนึ่งสอดอยู่ที่ผิวด้านนอกของเยื่อหุ้มแอกซอน ภายในแอกซอนจะมีไซโทพลาสซึมอยู่ ขณะที่แอกซอนมิได้นำกระแสความรู้สึก ออสซิลโลสโคปจะบันทึกความต่างศักย์ของเยื่อหุ้มแอกซอนได้ - 60 มิลลิโวลต์ ระยะนี้คือศักย์ไฟฟ้าระยะพัก (resting potential) เพราะแอกซอนยังไม่ได้นำกระแสความรู้สึก
                จากรูป 2 ก. ออสซิลโลสโคป - ชี้ที่ - 60 มิลลิโวลต์ซึ่งเป็นระยะพัก ส่วน 2 ข. การกระจายของไอออนจะพบว่า Na⁺ กระจายอยู่นอกแอกซอนมากกว่าในแอกซอน และ K⁺ กระจายอยู่ภายในแอกซอนมากกว่านอกแอกซอน และยังมีไอออนอินทรีย์ที่มีประจุลบอยู่มากในไซโทพลาซึม ทั้งหมดนี้ทำให้ภายในแอกซอนในระยะพักมีประจุเป็นลบ ไอออนอินทรีย์ที่มีประจุลบทำให้เยื่อหุ้มแอกซอนคัดเลือกสารให้ผ่านเข้าออก การกระจายของ Na⁺ และ K⁺ เกิดขึ้นจากการขนส่งแบบกัมมันต์ซึ่งอาจเรียกได้ว่าเป็นโซเดียม/โพแทสเซียมปั๊ม (sodium/potassium pums) ซึ่งจะเกิดขึ้นได้ต้องใช้พลังงานมาก
                หากแอกซอนถูกกระตุ้น เพื่อนำกระแสความรู้สึกโดยเกิดการช็อคด้วยไฟฟ้า (electric shock) หรือการเปลี่ยน pH หรือการหยิก จะปรากฏว่ามีการเปลี่ยนแปลงกับออสซิลโลสโคป การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่าเกิดศักย์กิริยา (action potential) จะพบว่าเกิดเป็นคลื่นขึ้นและลง (upswing and downswing)
                คลื่นขึ้น แสดงว่าเกิดศักย์กิริยาขึ้น Na⁺ จะเคลื่อนเข้าสู่ไซโทพลาซึม แสดงว่าเยื่อหุ้มเซลล์เปิดช่องให้ Na⁺ ผ่านเข้า การที่เยื่อหุ้มเซลล์ยอมให้ Na⁺ ผ่านได้ทันทีทันใดนั้นทำให้ ออสซิลโลสโคปแสดงคลื่นสูงขึ้น ซึ่งเรียกว่า เกิดการลบขั้ว (depolarization) เพราะภายใน ไซโทพลาซึม Na⁺ เข้าไปทำให้ประจุเปลี่ยนจากลบเป็นบวก
                คลื่นลง เป็นศักย์กิริยาที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของ K⁺ ออกจากไซโทพลาซึม เยื่อหุ้มเซลล์จะยอมให้ K⁺ เคลื่อนที่ออกรวดเร็ว ออสซิลโลสโคป จะแสดงคลื่นลงเรียกว่า เกิดกลับมาที่ขั้วใหม่ (repolarization) เมื่อไซโทพลาซึมกลับมามีขั้วลบอีก
                กระแสความรู้สึกถูกนำไปตามเส้นใยประสาทได้เมื่อมีการแลกเปลี่ยนไอออน เมื่อใดที่ไม่เกิดการนำกระแสความรู้สึกจะมีการเคลื่อนที่ของ Na⁺ ออกสู่ภายนอกและ K⁺ เคลื่อนที่กลับเข้ามาสู่ภายใน เรียกขั้นนี้ว่าขั้นกลับเข้าสู่สภาพเดิม ( recovery phase )
                กระแสความรู้สึกจะเคลื่อนที่ไปตามความยาวของแอกซอน เคลื่อนที่ด้วยความเร็วตั้งแต่ 200 เมตร / วินาที - 0.5 เมตร / วินาที ในแอกซอนที่มีปลอกหุ้ม

                   วงจรประสาทที่เป็นปฏิกิริยาสนองฉับพลัน จะมีเซลล์ประสาททำงานร่วมกัน 3 ชนิดๆ ละ 1 เซลล์เท่านั้น กิริยาตอบสนองแบบนี้ไม่ต้องถูกควบคุมโดยสมอง เพียงแต่ผ่านไขสันหลังเท่านั้น

รูปที่ 3 วงจรประสาทแบบปฏิกิริยาสนองฉับพลัน (reflex arc) ของแขนเพื่อหนีอันตรายที่จะเกิดขึ้นกับนิ้วมือ ( ที่มา : Audesirk and Audesirk. 1989 : 538 )

                จากรูป 3 เซลล์ประสาทรับความรู้สึก มีปลายรับความเจ็บปวดอยู่ที่ผิวหนังบริเวณนิ้ว เดนไดรต์ของเซลล์ประสาทชนิดนี้ยาวตั้งแต่ปลายนิ้วไป จนถึงปมประสาทรากบน (dorsal root ganglion) ตัวเซลล์ประสาทรับความรู้สึกอยู่ที่ปมประสาทนี้ ส่วนปลายแอกซอนของเซลล์นี้จะไปถึงไขสันหลัง เซลล์ประสาทประสานงาน อยู่ในไขสันหลังโดยซิแนปส์ กับแอกซอนของเซลล์ประสาทรับความรู้สึกจะถูกกระตุ้นต่อ และส่งกระแสความรู้สึกต่อไปยังเซลล์ประสาทสั่งการแอกซอนของเซลล์ประสาทสั่งการ จะนำคำสั่งไปยังกล้ามเนื้อที่ต้นแขนให้หดตัวเมื่อชักมือกลับเข้าหาตัว เป็นการหลีกเลี่ยงอันตรายที่เกิดขึ้นกับนิ้วมือ

2. วิวัฒนาการของระบบประสาท

                สัตว์ในอาณาจักรสัตว์มีระบบประสาทอยู่ 2 ระบบ คือ ระบบประสาทชนิดแพร่กระจาย (diffuse nervous system) ซึ่งพบในสัตว์พวกไนดาเรียน เช่น ไฮดรา แมงกะพรุน เป็นต้น สัตว์ดังกล่าวมีใยประสาทต่อกันเป็นร่างแหทั่วร่างกาย ส่วนระบบที่สอง คือระบบประสาทที่มีศูนย์รวมอยู่ตรงกลาง (centralized system) ซึ่งมีความซับซ้อนแตกต่างกันไปตามชนิดของสัตว์ ระบบประสาทถูกจัดขึ้นมาให้สัมพันธ์กับชีวิตความเป็นอยู่ของสัตว์ สัตว์ที่มีสมมาตรแบบรัศมี เช่น ไฮดรา จะไม่มีปลายด้านหน้า (front end) จึงยังไม่มีอวัยวะรับสัมผัสอยู่ อันตรายต่างๆจะเกิดได้ทั่วทั้งตัวเท่าๆกัน (ในทิศต่างๆเท่ากัน) ดังนั้นสัตว์พวกนี้จึงมีสายใยประสาท (nerve net) ต่อกันเป็นร่างแห ภายในร่างแหจะมีปมประสาท ซึ่งเป็นกลุ่มของเซลล์ประสาทกระจายอยู่ดังรูป 

รูปที่ 4 ร่างแหประสาทของไฮดรา ( ที่มา : Audesirk and Audesirk. 1989 : 538 )

                แต่การที่โครงสร้างของร่างกายมีสมมาตรแบบรัศมีจะเป็นอุปสรรคที่สำคัญ ที่จะมีวิวัฒนาการในแนวเดียวกันกับสัตว์มีกระดูกสันหลัง ซึ่งจะมีการจัดระเบียบของโครงสร้างร่างกายเป็นสมมาตรแบบซ้ายขวาทั้งสิ้น วิวัฒนาการสำคัญของระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังจึงมีสาระสำคัญดังนี้
                - มีการพัฒนาศูนย์ควบคุมประสาทอยู่ที่หัว
                - มีการเพิ่มจำนวนเซลล์ประสาทประสานงานภายในสมองและไขสันหลัง
                - มีการเพิ่มชนิดของเซลล์ประสาทและนิวโรเกลีย
                - มีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและหน้าที่ของบริเวณต่างๆในเนื้อเยื่อสมองที่ซับซ้อน
โดยพบว่าสัตว์ที่มีร่างกายซับซ้อนมาก เช่น สัตว์มีกระดูกสันหลัง เนื้อเยื่อสมองจะมีเซลล์ประสาทและการจัดระเบียบของระบบต่าง ๆ ภายในเนื้อเยื่อสมองมากกว่าส่วนอื่นๆของระบบประสาท

3. ระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลัง

                ตามแนวด้านหลังของร่างกายสัตว์มีกระดูสันหลัง มีกระดูกเป็นข้อๆ เรียงตัวเป็นแนวติดต่อกัน เพื่อทำหน้าที่หุ้มเนื้อเยื่อประสาทไว้ตลอดแนวตามยาวของกระดูก กระดูกนี้จะขยายโตออกที่ปลายทางด้านหัว และมีกิ่งก้านสาขาที่แยกออกมาสัมผัสกับส่วนต่างๆของร่างกายด้านข้าง
                ระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังแบ่งเป็นระบบประสาทส่วนกลาง และระบบประสาทอัตโนวัติ

                3.1 ระบบประสาทส่วนกลาง (central nervous system) 

เป็นระบบประสาทที่ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของอวัยวะภายนอกร่างกาย คือ ควบคุมการเคลื่อนไหวของกล้ามเนื้อลายและกระดูก เพื่อให้สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมภายนอก
                ระบบประสาทส่วนกลางจะประกอบด้วยไขสันหลังและสมอง
                        3.1.1 ไขสันหลัง (spinal cord) เป็นส่วนของท่อประสาท (neural tube) ที่อยู่ภายในกระดูกสันหลัง ไขสันหลังมีสมมาตรแบบซ้ายขวา (bilateral symmetry) เมื่อตัดไขสันหลังตามขวางจะเห็นบริเวณตอนกลางมีรูปร่างคล้ายผีเสื้อกางปีกส่วนนี้เป็นสารสีเทา (gray matter) บริเวณนี้มีแอกซอนจากเซลล์ประสาทรับความรู้สึกเข้าสู่ไขสันหลังทางรากบน (dorsal root) อาจจะพบซิแนปส์โดยตรง กับเดนไดรต์ของเซลล์ประสาทรับความรู้สึกซึ่งมีแขนงยื่นออกมาจากรากล่างออกไปสู่กล้ามเนื้อ เป็นบริเวณที่ประกอบด้วยซิแนปส์ตัวเซลล์ประสาทประสานงาน เซลล์ประสาทรับความรู้สึกรวมทั้งนิวโรเกลียจะมีสีเทาจึงเรียกส่วนนี้ว่า สารสีเทา ส่วนเนื้อเยื่อรอบสารสีเทามีแขนงของเซลล์ประสาทซึ่งมีเยื่อหุ้มไมอีลิน (myelin) อยู่ (ไมอีลินเป็นแผ่นของไขมันซึ่งจะป้องกันไม่ให้กระแสประสาทจากใยประสาทใกล้เคียงมีการรบกวนซึ่งกันและกัน) และขึ้นลงตามแนวไขสันหลัง จึงทำให้บริเวณนี้มีสีขาว เรียกว่า สารสีขาว (white matter) 

                        ไขสันหลังมีหน้าที่สำคัญในการควบคุมให้เกิดปฏิกิริยาสนองฉับพลันซึ่งเป็นการประหยัดเวลา และประหยัดพลังงาน
                        ไขสันหลังจะมีเส้นประสาทแยกออกมาทางด้านข้างเป็นคู่ ๆ ซึ่งจะกล่าวในเรื่องประสาท อัตโนวัติ

                        3.1.2 สมอง (brain) อยู่ด้านหน้าของไขสันหลัง มีขนาดใหญ่กว่าไขสันหลัง และถูกห่อหุ้มไว้โดยกระโหลกศีรษะ สมองเป็นศูนย์กลางใหญ่ของระบบประสาทที่ทำหน้าที่ควบคุมและปรับสภาพการทำงานของระบบประสาทให้ดำเนินไปได้เป็นปกติ หน้าที่สำคัญของสมอง มี 2 ประเภท คือ
                        - ทำหน้าที่เสมือนไขสันหลัง คือ เป็นตัวผสมผสานกระแสความรู้สึกที่รับเข้ามาจากอวัยวะรับสัมผัสต่างๆและนำออกไปที่อวัยวะตอบสนอง สัตว์ชั้นสูงมีอวัยวะรับสัมผัสมารวมกันอยู่หนาแน่นในบริเวณใกล้ปากมากกว่าอวัยวะอื่นๆ
                        - ทำหน้าที่ในการผสมผสานและเชื่อมโยงกิจกรรมต่างๆทั้งที่อยู่นอกอำนาจจิตใจและใต้อำนาจจิตใจในทุกส่วนของร่างกาย ศูนย์ควบคุมจะอยู่ในบริเวณต่างๆของสมอง
                        ส่วนประกอบของสมองนับตั้งแต่ส่วนที่อยู่ใกล้ไขสันหลังขึ้นมามีดังนี้
                        ก. ส่วนท้ายสมองเรียกว่า เมดัลลาออบลองกาตา (medullaoblongata) ส่วนนี้เข้ามาอยู่ในกระโหลกศีรษะแต่มีรูปร่างและหน้าที่คล้ายไขสันหลัง พบว่าเซลล์ประสาทรับความรู้สึกและประสาทสั่งงานบริเวณผิวหนังและกล้ามเนื้อของศีรษะจะติดต่อกับสมองส่วนนี้ ดังเช่น เซลล์ประสาทที่มาจากอวัยวะรับสัมผัส คือ หู ตา จมูก และลิ้น ส่วนท้ายของเมดัลลาออบลองกาตา ยังทำหน้าที่ควบคุมกิจกรรมของระบบประสาทอัตโนวัติมากมาย เช่น เกี่ยวกับการทำงานของหัวใจ และการหมุนเวียนของเลือด
                        ข. พอนส์ (pons) อยู่เหนือเมดัลลาออบลองกาตาขึ้นไป ประกอบด้วยเซลล์ประสาททำงานควบคุมการเคี้ยว การหลั่งน้ำลาย และการเคลื่อนไหวบริเวณใบหน้า และยังมีเซลล์ประสาทเกี่ยวกับการฟัง การหายใจ การห้าม และการกระตุ้นของเซลล์ประสาทสั่งงานของประสาทไขสันหลัง มีบริเวณเฉพาะภายในพอนส์ที่ทำหน้าที่ควบคุมข้อมูลที่ส่งผ่านระหว่างสมองส่วนหน้าและส่วนเซรีเบลลัม และระหว่างเซรีเบลลัมกับไขสันหลัง

รูปที่ 8 ไขสันหลังตัดตามขวาง แสดงสารสีขาว สารสีเทา ปมประสาท ไขสันหลังและเซลล์ประสาท ในวงจรปฏิกิริยาสนองฉับพลัน ( ที่มา : Mader . 1988 : 198 )

                        ค. เซรีเบลลัม (cerebellum) หรือเรียกว่าสมองน้อย เป็นพูสมองอยู่ด้านหน้าของพอนส์ ประกอบด้วยเนื้อสองชั้น ชั้นนอกเรียกว่า คอร์เทกซ์ เป็นสารสีเทาประกอบด้วยซิแนปส์มากมาย นิวโรเกลียและตัวเซลล์ประสาท เนื้อชั้นในเป็นสารสีขาว ซึ่งมีตัวเซลล์ประสาทจัดอยู่เป็นหย่อม ๆ ระหว่างแขนงของเส้นประสาท
                        เซรีเบลลัม มีหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของอวัยวะต่างๆและการทรงตัวของร่างกาย ภายในเซรีเบลลัมประกอบด้วยวงจรย้อนกลับมากมายที่คอยปรับปรุงพฤติกรรมต่างๆ ที่ได้ข้อมูลมาจากอวัยวะรับสัมผัสอยู่ตลอดเวลา ปัจจุบันเข้าใจกันว่าเซรีเบลลัมอาจทำหน้าที่บอกความรู้สึกเกี่ยวกับการรับภาพต่อเนื่อง การบอกตำแหน่งและการเปลี่ยนแปลงแบบของกิจกรรมการเรียนรู้ เพื่อให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อม
                        ง. ทาลามัส (thalamus) เป็นบริเวณที่รวมของกลุ่มเซลล์ประสาทและนิวโรเกลียที่อัดกันอยู่อย่างแน่นหนา ในแต่ละกลุ่มประกอบด้วยกลุ่มของเซลล์และแขนงของเส้นประสาทที่ติดต่อกับบริเวณอื่นๆที่มีลักษณะคล้ายกัน และมีความใกล้ชิดกันมาก และต่างมีหน้าที่เกี่ยวข้องกัน เซลล์ประสาทที่นำกระแสความรู้สึกจากหูและตาไปสมอง จะผ่านบริเวณเฉพาะของทาลามัส จากทาลามัสมีบริเวณรับความรู้สึกจากบริเวณหนึ่งของเซรีบรัม และส่งกลับไปที่บริเวณอื่นของเซรีบรัมด้วย บริเวณของทาลามัสยังรับข้อมูลจากเซรีเบลลัม และเมดัลลาออบลองกาตาด้วย เนื่องจากทาลามัสติดต่อกับส่วนต่างๆมากมายจึงได้ชื่อว่าเป็นสถานีถ่ายทอดที่สำคัญของสมอง

                        จ. ไฮโพทาลามัส (hypothalamus) ส่วนนี้มีขนาดเล็กอยู่ใต้ทาลามัสภายในมีกลุ่มเซลล์ประสาทอยู่น้อย เป็นบริเวณที่มีหน้าที่สำคัญในการควบคุมกระบวนการสำคัญต่างๆของการดำรงชีวิต เช่น ควบคุมอุณหภูมิของร่างกาย การเต้นของหัวใจ ความดันเลือดและมีบริเวณที่ควบคุมความต้องการพื้นฐาน (basic drive) เกี่ยวกับอาหาร น้ำ และทางเพศ นอกจากนี้ไฮโพทาลามัสยังมีนิวโรเซครีทอรี เซลล์ทำหน้าที่สร้างฮอร์โมนประสาทเฉพาะบางชนิดมาควบคุมการหลั่งฮอร์โมนจากต่อมใต้สมองส่วนหน้าด้วย

รูปที่ 9 สมองมนุษย์ตัดตามยาวแสดงส่วนประกอบต่างๆ ( ที่มา : Arms and Camp. 1988 : 571 )

                           วงจรประสาทที่เป็นปฏิกิริยาสนองฉับพลัน จะมีเซลล์ประสาททำงานร่วมกัน 3 ชนิดๆ ละ 1 เซลล์เท่านั้น กิริยาตอบสนองแบบนี้ไม่ต้องถูกควบคุมโดยสมอง เพียงแต่ผ่านไขสันหลังเท่านั้น

                        เซลล์ประสาทรับความรู้สึก มีปลายรับความเจ็บปวดอยู่ที่ผิวหนังบริเวณนิ้ว เดนไดรต์ของเซลล์ประสาทชนิดนี้ยาวตั้งแต่ปลายนิ้วไป จนถึงปมประสาทรากบน (dorsal root ganglion) ตัวเซลล์ประสาทรับความรู้สึกอยู่ที่ปมประสาทนี้ ส่วนปลายแอกซอนของเซลล์นี้จะไปถึงไขสันหลัง เซลล์ประสาทประสานงาน อยู่ในไขสันหลังโดยซิแนปส์ กับแอกซอนของเซลล์ประสาทรับความรู้สึกจะถูกกระตุ้นต่อ และส่งกระแสความรู้สึกต่อไปยังเซลล์ประสาทสั่งการแอกซอนของเซลล์ประสาทสั่งการ จะนำคำสั่งไปยังกล้ามเนื้อที่ต้นแขนให้หดตัวเมื่อชักมือกลับเข้าหาตัว เป็นการหลีกเลี่ยงอันตรายที่เกิดขึ้นกับนิ้วมือ

                       3.2.1 ระบบประสาทพาราซิมพาเทติก (parasympathetic system) เป็นเส้นประสาทที่มาจากบริเวณเหนือไขสันหลัง คือบริเวณที่เป็นสมองส่วนกลาง และเมดัลลาออบลองกาตา และเส้นประสาทที่มาจากบริเวณต่ำกว่ากระดูกเชิงกรานดังรูปที่ 7.13

                        3.2.2 ระบบประสาทซิมพาเทติก (sympathetic system) เป็นเส้นประสาทที่มาจากบริเวณ ไขสันหลังส่วนคอ อก และเอว

                        ระบบประสาทพาราซิมพาเทติกและซิมพาเทติกมีเซลล์ประสาทไปยังอวัยวะภายในทุกแห่ง เมื่อกระแสความรู้สึกของระบบหนึ่งไปมีผลต่ออวัยวะอย่างไรแล้ว กระแสความรู้สึกของอีกระบบหนึ่งจะไปมีผลตรงข้ามเสมอ ที่เป็นเช่นนี้เพราะระบบทั้งสองสร้างสารสื่อประสาทออกมาควบคุมต่างชนิดกัน เช่น ประสาทของซิมพาเทติกสร้างนอร์อะดรีนาลินมีผลไปกระตุ้นการเต้นของหัวใจ ประสาทพาราซิมพาเทติก จะสร้างอะเซทิลคอลีนที่มีผลลดอัตราการเต้นของหัวใจ ประสาทซิมพาเทติกไม่มีผลลดอัตราการทำงานของอวัยวะย่อยอาหาร แต่ประสาทพาราซิมพาเทติกกลับมีผลช่วยเร่งอัตราให้เร็วขึ้นจึงนับได้ว่าระบบประสาทอัตโนวัติ มีบทบาทสำคัญยิ่งในการเปลี่ยนแปลง พฤติกรรมทั้งหมดของสัตว์ที่จะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในทันทีทันใดของสิ่งแวดล้อม เช่น กวางในป่าเพิ่งกินหญ้าอิ่มมาใหม่ๆ กวางมักจะยืนนิ่งหรือหมอบลงอย่างสงบ หัวใจเต้นช้า เส้นเลือดที่ไปเลี้ยงสมองและกล้ามเนื้อจะบีบตัวทำให้เกิดอาการง่วงนอนหรือซึมเซา เส้นเลือดที่ไปเลี้ยงทางเดินอาหารจะขยายใหญ่ กระเพาะและลำไส้เริ่มกิจกรรมการย่อยอาหารเพิ่มมากขึ้น ทันใดนั้นมีสิงห์โตเดินผ่านมา กวางจะรับกระแสความรู้สึกทั้งทางตาและหูเข้าสู่สมอง สมองกวางจะสั่งการให้วิ่งหนีการตอบสนอง ด้วยการวิ่งหนีนี้กิจกรรมของประสาทพาราซิมพาเทติกจะถูกยับยั้งแต่ประสาทซิมพาเทติกกลับกระตุ้นหัวใจ ต่อมต่างๆ ทางเดินอาหารและเส้นเลือดจะตอบสนองพร้อมกัน คือ อัตราการเต้นของหัวใจจะเพิ่มขึ้น ความดันเลือดสูงขึ้น มีการหลั่งอะดรีนาลินจากต่อมเหนือไตเพิ่มขึ้น เพื่อสลายน้ำตาล ให้เป็นพลังงานเพิ่มขึ้น เส้นเลือดที่ไปเลี้ยงสมองและกล้ามเนื้อจะขยายตัวแต่เส้นเลือดที่ไปเลี้ยงทางเดินอาหารจะหดตัว ลักษณะเช่นนี้เป็นอาการของความกลัวหรือความโกรธ

                        ระบบประสาทอัตโนวัติ มีหน้าที่ที่สำคัญในการทำงานร่วมกันกับระบบประสาทส่วนกลาง เพื่อทำให้อวัยวะต่างๆทำงาน เช่น การทำงานของระบบหายใจ การไหลเวียนของเลือด ระบบย่อยอาหาร การควบคุมอุณหภูมิ เมแทบอลิซึม และการทำงานของต่อมหมวกไต เป็นต้น การรักษาหน้าที่ของร่างกายไว้ให้ปกติ เป็นหน้าที่ของระบบประสาทอัตโนวัติซึ่งเป็นระบบที่จำเป็นสำหรับชีวิต ผลจากการทำงานของระบบประสาทอัตโนวัติ

 ตารางที่ 7.2 ผลจากการทำงานของระบบประสาทอัตโนวัติ

อวัยวะ	ผลของการทำงานของ ระบบซิมพาเทติก	ผลของการทำงานของ ระบบพาราซิมพาเทติก
รูม่านตา(pupils)	ขยายตัว	หดตัว
หลอดเลือด
1. ช่องท้อง	หดตัว	-
2. กล้ามเนื้อ	ขยายตัว	-
3. หัวใจ	ขยายตัว	หดตัว
4. ผิวหนัง	หดตัว	ขยายตัว
หลอดลม	ขยายตัว	หดตัว
ผนังลำไส้(intestinal wall)	ลดการทำงานลง	เพิ่มการทำงานขึ้น
ผนังกระเพาะปัสสาวะ(bladder wall)	ยับยั้ง	หดตัว
ต่อมเหงื่อ	เพิ่มขึ้น	-
ระดับน้ำตาล	เพิ่มขึ้น	-
การเผาผลาญอาหาร	เพิ่มขึ้น	-

( ที่มา : ชัชรินทร์ อังศุภากร . 2531 : 98 )

                ตามปกติระบบประสาทอัตโนวัติจะทำงานอยู่ตลอดเวลา โดยการส่งกระแสประสาทไปกระตุ้นปลายประสาทซิมพาเทติก และพาราซิมพาเทติกน้อยๆซึ่งเรียกว่าระดับ (tone) ของระบบประสาทอัตโนวัติ เพื่อให้อวัยวะต่างๆที่เลี้ยงด้วยประสาทเหล่านี้ได้ทำงานอยู่ตลอดเวลา เตรียมพร้อมที่จะปรับตัวของระบบประสาทอัตโนวัติ เช่น การหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบ เมแทบอลิซึม และการไหลเวียนของเลือดเป็นต้น

4. กิจกรรมของระบบประสาท (neural activity)

                กิจกรรมของระบบประสาทแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ กิจกรรมทางเคมี และกิจกรรมทางไฟฟ้า

                4.1 กิจกรรมทางเคมี (chemical activity) ซึ่งเป็นการทำงานของสารสื่อประสาท ในการนำกระแสความรู้สึกผ่านซิแนปส์นั้น ระบบประสาทจะมีการหลั่งสารเคมีออกสู่บริเวณซิแนปส์ติกเคลพท์ เส้นประสาทสำคัญๆหลั่งสารสื่อประสาท 2 ชนิด ออกมา คือ นอร์อะดรีนาลิน และ อะเซทิลคอลีน ในสมองมีสารสื่อประสาททั้ง 2 ชนิดอยู่ สารนี้มีบทบาทสำคัญในการควบคุมการปลุกเร้าใจ (arousal) และความตั้งใจ (attention) มีหลักฐานทางคลินิกบ่งบอกถึงการเกิดซึมเศร้าอย่างรุนแรง อาจมีสาเหตุมาจากระดับของนอร์อะดรีนาลิน หลั่งออกมาน้อย การรักษาโดยใช้ยาระงับซึมเศร้า จะมีผลไปเพิ่มนอร์อะดรีนาลิน
                การตรวจพบสารสื่อประสาทในระบบประสาทกลาง คือ โดพามีน (dopamine) เซอโรโทนิน (serotonin) กรดแกมมาอะมิโนบิวทีลิก (gamma amino butylic acid หรือ GABA) สารสื่อประสาทที่กล่าวมานี้เป็นอนุพันธ์ของกรดอะมิโนเช่นเดียวกับนอร์อะดรีนาลิน โดพามีน เกี่ยวข้องกับการทำงานของกล้ามเนื้อ โรคพากินสัน (parkinson’s disease) กล้ามเนื้อไม่สามารถควบคุมการเคลื่อนไหวได้ ซึ่งอาจเกิดโรคนี้ขึ้นจากการขาดโดพามีน จึงรักษาโดยให้ยา L-dopa ซึ่งเป็นสารที่จะเปลี่ยนเป็นโดพามีนในร่างกายในเวลาต่อมา
                เซอโรโทนิน ผลิตโดยเซลล์ประสาทในส่วนเมดัลลาออบลองกาตา มีหน้าที่เกี่ยวกับหน้าที่พื้นฐาน เช่น การนอนหลับ การรู้สึกตัว และอารมณ์
                กรดแกมมาอะมิโนบิวทีลิก เป็นสารที่ทำหน้าที่ยับยั้งการนำกระแสความรู้สึก
                ยังมีสารพวกนิวโรเพปไทด์ซึ่งเป็นสารกลุ่มหนึ่งที่เป็นสารสื่อประสาทในสมอง สารชนิดนี้บางชนิดเป็นฮอร์โมนที่หลั่งมาจากต่อมใต้สมองจากไฮโพทาลามัส และแม้แต่ทางเดินอาหาร แต่ความรู้เรื่องหน้าที่ของสารเหล่านี้ต่อสมองยังรู้น้อยมาก นิวโรเพปไทด์ที่พบมากคือ เอนดอร์ฟิน (endorphins) และที่พบน้อยคือ เอนเคฟาลิน (enkephalins)สารสองชนิดนี้ถูกเรียกว่าเป็นมอร์ฟิน (morphine) ธรรมชาติของสมอง (brain’s natural morphine) กรดอะมิโนที่ปลายข้างหนึ่งของโมเลกุลเหล่านี้ จะมีคุณสมบัติในการจับสารอื่นเหมือนกับมอร์ฟิน มอร์ฟินจะจับกับตัวรับในสมองได้
                เอนเคฟาลิน พบในเซลล์ประสาทสมอง ทำให้เกิดกระบวนการรับรู้ข้อมูลที่เกี่ยวกับอารมณ์ ความเศร้า และความเจ็บปวด โดยทำหน้าที่กดการทำงานของสารสื่อประสาทอื่นๆในสมองมีตัวรับเอนดอร์ฟินและเอนเคฟาลิน จึงทำให้ไวต่อมอร์ฟินและยาประเภทเดียวกันนี้
                หลังจากที่สารสื่อประสาททำงานเสร็จแล้วสารเหล่านี้จะถูกทำลาย การทำงานยังอาจเกิดขึ้นต่อไปอีกนานได้ นอร์อะดรีนาลินจะถูกกำจัดออกจากบริเวณซิแนปติกเคลพท์ โดยการดูดซึมเข้าสู่พรีซิแนปติกเมมเบรน และถูกนำกลับมาใช้ใหม่ได้
                อะเซทิลคอลีนถูกทำลายโดย เอนไซม์อะเซทิลคอลิเนสเทอเรส (acetylcholinesterase) ยาฆ่าแมลงและแก๊สทำลายประสาท (nervegases) ทำหน้าที่เป็นตัวยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ชนิดนี้ โดยจะไปกระตุ้นให้อะเซทิลคอลีน บริเวณซิแนปส์ให้ทำการกระตุ้นโพสซิแนปติกเมมเบรนอยู่ตลอดเวลา ดังนั้น เซลล์ประสาทก็จะทำงานอย่างรุนแรง กระตุ้นกันต่อ ไปไม่มีที่สิ้นสุด จึงควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อไม่ให้เกิดอาการเกร็งจนอาจตายได้

รูปที่ 12 ตำแหน่งของเส้นประสาทในระบบพาราซิมพาเทติก ( ซ้าย ) และระบบซิมพาเทติก(ขวา)รวมทั้งอวัยวะที่เส้นประสาททั้งสองประเภทควบคุม ( ที่มา : Bernstein and Bernstein . 1982 :339 )

                ยาต่างๆที่ใช้ควบคุมระบบประสาทเกิดผลที่ซิแนปส์ เราเข้าใจถึงผลของยาต่อซิแนปส์น้อยมาก ฝิ่นใช้เป็นยาตั้งแต่สมัยกรีก โดยให้เป็นตัวทำให้ไม่เกิดความเจ็บปวด (painkiller) แต่จะทำให้เกิดสภาพของความสุข การติดยาประเภทฝิ่น เฮโรอีน มอร์ฟิน เป็นปัญหาสังคมที่ยิ่งใหญ่ในเกือบทุกประเทศ ในสงครามต่างๆใช้ฝิ่นเป็นยาระงับความเจ็บปวดของบาดแผล ยาที่มีสารประกอบของฝิ่นอยู่ เช่น มอร์ฟิน เดเมอรอล เมทาโดน โคเคอีน และเฮโรอีน เมื่อใช้แล้วจะเกิดการเสพย์ติดสารประกอบเหล่านี้จะจับกับ ตัวริมที่อยู่ที่โพสซิแนปติกเมมเบรนของเซลล์ประสาทสมอง และทำหน้าที่สกัดกั้น การจับตัวของสารสื่อประสาทอื่น โดยวิธีนี้จึงป้องกันการนำกระแสความรู้สึกของเซลล์ประสาทที่จะตอบสนองการเจ็บปวดขึ้น จึงระงับความเครียด จิตใจแจ่มใส และระงับอาการปวดได้
                ยาม้าซึ่งเป็นสารแอมฟีทามีน (amphetamine) เหมือนกับยาฆ่าแมลงที่ชื่อ เซวิน (sevin)และยาฆ่าแมลงชนิดอื่นๆโดยสารเหล่านี้จะทำให้สารสื่อประสาทเช่นอะเซทิลคอลีนไม่หลุดออกจากบริเวณซิแนปส์ จึงทำให้อะเซทิลคอลีนกระตุ้นประสาทอยู่ตลอดเวลา จึงทำให้ตื่นตัวอยู่เสมอโดยเฉพาะยาม้า จะทำให้ไม่ง่วง
                ผลของแอลกอฮอล์ ต่อระบบประสาทนั้นเป็นการลดการทำงานของเซอโรโทนินช่วยทำให้ลดความกังวลใจ แอลกอฮอล์แต่ละออนซ์ ที่ดื่มสามารถทำลายเซลล์ประสาทได้ถึง 10,000 เซลล์ จึงเป็นสาเหตุของการทำให้สมองเสื่อมในผู้ติดเหล้า
                ดังนั้นยาหลายชนิดมีผลต่อระบบประสาท โดยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่บริเวณซิแนปส์ระหว่างเซลล์ประสาท

                   4.2 กิจกรรมทางไฟฟ้า ( electrical activity ) วิธีหนึ่งที่ใช้ในการศึกษาสรีรวิทยาของสมองก็คือ การทำอิเล็กโทรเอนเซฟาโลกราฟี (electroencephalography) โดยใช้อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่เรียกว่า อิเล็กโทรเอนเซฟาโลกราฟ (electroencephalograph) จะได้เส้นกราฟปรากฏเป็นคลื่นต่อเนื่องกันหลายแบบ ซึ่งเรียกว่าอิเล็กโทรเอนเซฟาโลแกรม (electroencephalogram หรือ EEG) หรือคลื่นสมอง
                อิเล็กโทรเอนเซฟาโลกราฟี เป็นการศึกษากิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองโดยวัดหาความต่างศักย์ไฟฟ้า ระหว่างขั้วอิเล็กโทรดบริเวณเฉพาะแห่งของศีรษะและ “นิวทรัล” ซึ่งมีอิเล็กโทรดอยู่ในที่อื่นๆของร่างกายหรือวัดความต่างศักย์ไฟฟ้า ระหว่างคู่ของอิเล็กโทรดบนศีรษะ ศักย์ไฟฟ้า นี้มีค่าต่ำมาก คนปกติที่โตเต็มวัยแล้วมีค่าเพียง 300 ไมโครโวลต์ จึงต้องใช้อิเล็กโทรเอนเซฟาโลกราฟ ซึ่งมีความไวเพียงพอ กราฟที่แสดงค่าความต่างศักย์ไฟฟ้าของสมองอย่างต่อเนื่องเรียกว่าอิเล็กโทรเอนเซฟาโลแกรม
                ค่า EEG เป็นผลรวมของการทำงานของเซลล์ประสาทจำนวนมากที่อยู่ใกล้ ๆ กับบริเวณของอิเล็กโทรดที่กำลังบันทึกอยู่ การทำอิเล็กโทรเอนเซฟาโลกราฟี เป็นประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับวินิจฉัยและควบคุมโรคสมอง เช่น ลมบ้าหมู เนื้องอกในเซรีบรัม และผู้ที่สมองได้รับการกระทบกระเทือนจากสาเหตุต่าง ๆ ทั้งนี้เพราะรูปแบบของ EEG จะมีส่วนสัมพันธ์กับกิจกรรมต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นของสมอง
                คลื่นต่างๆที่พบจาก EEG เรียกว่าคลื่นสมอง จะปรากฏเป็นคลื่นแอลฟาบีตาและเดลตา คลื่นแอลฟามีลักษณะเป็นคลื่นที่เกิดขึ้นช้า ๆ แต่ไม่สม่ำเสมอ มีความถี่ประมาณ 8-12 รอบต่อนาที เมื่อวัดที่ด้านหลังของศีรษะ คลื่นแอลฟามักเกิดขึ้นในระหว่างช่วงการพักผ่อนคลื่นแอลฟาจะปรากฏชัดเมื่อหลับตา ประมาณ 2 ใน 3 ของคนทั่วไป จะพบคลื่นนี้หยุดเมื่อถูกกระตุ้นหรือรบกวน ส่วนพวกที่เหลือประมาณครึ่งหนึ่งไม่พบคลื่นแอลฟาเลย ส่วนอีกครึ่งหนึ่งเป็นพวกที่ไม่เปลี่ยนแปลงได้ง่าย จากการถูกรบกวน
                คลื่นบีตามีความแรงต่ำกว่าคลื่นแอลฟา แต่มีความถี่สูงมากถึง 18 - 32 รอบต่อวินาที คลื่นนี้อาจสูงมากขึ้นทันทีที่เกิดตื่นเต้นหรือหวาดกลัวจึงมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเปลี่ยนแปลงทางอารมณ์

                คลื่นเดลตามีความถี่มากกว่าคลื่นแอลฟา มักพบในทารกแรกเกิดส่วนผู้ใหญ่จะปรากฏตอนนอนหลับเท่านั้น หากตรวจพบคลื่นเดลตาในผู้ใหญ่ขณะตื่น จะบ่งบอกให้ทราบว่าผู้นั้นอาจมีอาการผิดปกติทางจิต หรือเกิดบาดแผลในสมอง

                ในขณะหลับ คลื่น EEG จะกว้างขึ้นแต่ช้าลง วัยหนุ่มสาวเมื่อหลับ 8 ชั่วโมง จะมีคลื่นเกิดขึ้นประมาณ 8 รอบ ในระหว่างแต่ละรอบจะมีช่วงคลื่นแต่มีความสูงของคลื่นต่ำเกิดขึ้นเร็ว ซึ่งคล้ายกับคลื่นที่เกิดขึ้นในขณะตื่นตัว การหลับช่วงนี้เรียกว่าพาราดอกซิคัลสลีบ (paradoxical sleep) หรือ REM sleep เพราะมีความสัมพันธ์กับการเคลื่อนไหวของลูกตา (rapid eye movement , REM)

                Rem sleep แตกต่างจากช่วงอื่นของการนอนหลับ เพราะลักษณะของ EEG บ่งว่าอยู่ในสภาพรู้สึกตัว ทั้งที่กล้ามเนื้ออยู่ในลักษณะผ่อนคลาย (relax) มากกว่าตอนหลับสนิทถึงแม้ว่าผู้นอนหลับมักจะไม่ค่อยตื่นขึ้นในช่วงนี้หากเกิดตื่นขึ้นมาจะพบว่าอยู่ในสภาพกระปรี้กระเปร่า ไม่มีอาการง่วงนอนเหลืออยู่ แต่พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงของอัตราการเต้นของหัวใจ ความดันเลือด และการหายใจ ในเพศชายอาจมีอาการแข็งตัวของอวัยวะเพศด้วย ในเพศหญิงอาจมีอาการแข็งตัวของคริทอริสพร้อมทั้งเซครีชันของช่องคลอดด้วย ทุกคนที่ตื่นในช่วง REM sleep มักกำลังฝันอยู่ แต่ความรู้สึกในปัจจุบันมีแนวโน้มว่าความฝันอาจเกิดขึ้นเวลาใดก็ได้ระหว่างหลับ แต่ภาวะที่เอื้ออำนวยให้จำความฝันได้ดีที่สุด เมื่อผู้นั้นฝันแล้วตื่น ในระหว่าง REM sleep มีผู้เสนอแนะว่า REM sleep เป็นช่วงที่ข้อมูลเกี่ยวกับกระบวนการต่าง ๆ ที่เกิดจากกิจกรรมในขณะที่ตื่นถูกนำมาจัดระเบียบและรวบรวมเอาไว้ หลักฐานที่สนับสนุนสมมุติฐานที่ว่า REM sleep เป็นสิ่งสำคัญในกระบวนของการจำ เช่น นักเรียนที่เตรียมตัวสอบไล่โดยไม่หลับตลอดทั้งคืน จะไม่สามารถจดจำข้อมูลที่เคยศึกษามาได้ดีเท่ากับนักเรียนที่ศึกษามาอย่างสม่ำเสมอและนอนหลับพักผ่อนอย่างปกติ
                        4.2.1 นิวโรแมกเนทิซึม (neuromagnetism) เราสามารถสำรวจวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองส่วนเซรีบรัมของมนุษย์ในส่วนที่ลึกเข้าไปได้อย่างแม่นยำ โดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ที่ว่า ที่ใดที่มีการเคลื่อนที่ของไฟฟ้าจะต้องมีคลื่นแม่เหล็กเข้ามาเกี่ยวข้องด้วยเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่พัฒนามาใช้ในการศึกษานี้ เรียกว่า SQUID (superconduction quantum interference device) เนื้อเยื่อสมองมีลักษณะโปร่งใสในสนามแม่เหล็ก ดังนั้นหากใช้แมกเนติกดีเทกเตอร์ (magnetic detector) ตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปตรวจบริเวณต่าง ๆ ของสมองก็จะสามารถบันทึกและแสดงแหล่งที่ทำให้เกิดกิจกรรมต่าง ๆ ภายในเนื้อสมองส่วนเซรีบรัมคอร์เทกซ์อันซับซ้อน เช่น บริเวณ ฮิปโพแคมพัส ซึ่งทำหน้าที่เกี่ยวกับความจำได้ จึงเป็นเทคนิคที่ใช้สำหรับหาความสัมพันธ์ของกิจกรรมบริเวณต่างๆภายในสมอง กับกระบวนการเฉพาะทางจิต
                        SQUID ถูกนำมาใช้ในการบอกตำแหน่งเล็กๆภายในสมองที่เกิดบกพร่อง เช่น อาการลมบ้าหมูและชัก หากสามารถทราบตำแหน่งได้อย่างแม่นยำก็จะสามารถขจัดออกไปได้ด้วย ไมโครอิเล็กโทรด โดยไม่จำเป็นต้องผ่าตัด
                        4.2.2 การเรียนรู้และความจำ (learning and memory) ประมาณ 60 ปีมาแล้ว คาร์ล ลัชเลย์ (Karl Lashley) ได้ทำการศึกษาตำแหน่งของสมองส่วนคอร์เทกซ์ที่มีผลต่อความจำและได้ให้ชื่อว่า เอนแกรม (engram) โดยเชื่อว่าหนูขาวและสัตว์อื่นๆต่างมีเอนแกรมจึงได้พยายามผ่าตัด เพื่อแยกเอาเอนแกรมออกมาจากส่วนของคอร์เทกซ์แต่ไม่พบเอนแกรม เมื่อใดที่เหลือเนื้อเยื่อของสมองพอที่จะทดสอบการตอบสนองต่อสิ่งที่ต้องการทดสอบ ก็ยังปรากฏว่ามีความจำเหลืออยู่ ปริมาณความจำที่เหลืออยู่มักจะได้สัดส่วนกับปริมาณของเนื้อเยื่อสมองที่ยังเหลืออยู่ ลัชเลย์จึงได้สรุปว่า ความจำปรากฏอยู่ในทุกๆส่วนของสมอง
                        ความจำแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ ความจำระยะสั้นๆ และความจำระยะยาว ตัวอย่างความจำระยะสั้น คือ การอ่านหมายเลขโทรศัพท์ ในสมุดโทรศัพท์ ซึ่งมักจะจำได้เพียงเฉพาะเวลาที่หมุนโทรศัพท์เท่านั้น แต่ถ้าเกิดต้องการติดต่อกับผู้ใช้หมายเลขเดิมบ่อยๆก็จะเปลี่ยนจากความจำระยะสั้นเป็นความจำระยะยาวได้
                        คนไข้ที่มีการสูญเสียความจำเพียงอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น การถูกตีที่ศีรษะจะมีผลทำให้จดจำไม่ได้ ตอนที่เกิดเหตุการณ์ แต่จะไปกระทบต่อความจำทั้งระยะสั้นและระยะยาวที่เกิดขึ้นใหม่ บางคนสามารถกลับมาจำเรื่องราวเดิมได้อีกภายหลัง แสดงว่าคนไข้ไม่สูญเสียความจำ แต่จำไม่ได้เนื่องจากได้รับบาดเจ็บ และกระทบกระเทือนที่สมองชั่วคราว

5. อวัยวะรับความรู้สึกและการตอบสนองความรู้สึก

                สัตว์มีกระดูสันหลัง มีความสามารถตรวจสอบและตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อมได้เป็นอย่างดี เพราะมีการเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วอยู่ตลอดเวลา เพื่อหาเหยื่อ หนีศัตรู หรือ ต่อสู้กับศัตรู และสัตว์เหล่านี้ได้วิวัฒนาการระบบรับความรู้สึก เพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของแสงสว่าง อุณหภูมิ ความดัน และส่วนประกอบทางเคมีของสภาพแวดล้อมภายนอก สัตว์สามารถตอบสนองได้ดีเป็นพิเศษต่อสิ่งกระตุ้นอีกชนิดหนึ่ง แต่อาจตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นอีกชนิดหนึ่งเกือบไม่ได้เลย ส่วนใหญ่แล้วการเลือกตอบสนองของสัตว์ชนิดต่าง ๆ จะสอดคล้องกับสภาพแวดล้อมที่อาศัยอยู่ เช่น สัตว์ที่ออกหากินเวลากลางคืนมักจะตาบอดสี แต่มีอวัยวะเกี่ยวกับการรับเสียงดีเป็นพิเศษ ผีเสื้อกลางคืนหลายชนิดจะได้ยินเสียงที่ความถี่ต่าง ๆ ยกเว้นเสียงของค้างคาวที่เป็นศัตรู นกทะเลสามารถมองเห็นปลาที่เป็นเหยื่อในทะเลแม้นกจะบินสูงหลายสิบเมตร แต่นกพวกนี้ไม่สามารถดมกลิ่นได้
                สัตว์มีการตอบสนองต่อสิ่งกระตุ้นได้โดยเกิดเป็น 3 ขั้น ดังนี้
                - เซลล์รับสัมผัส (receptor cells) จะถูกเปลี่ยนแปลงเนื่องจากได้รับการกระตุ้นโดยพลังงาน พลังงานที่กระตุ้นนี้จะถูกเปลี่ยนเป็นกิจกรรมไฟฟ้า ซึ่งสามารถเคลื่อนที่ไปตามกระแสประสาท
                - ระบบประสาท แรงกระตุ้นที่เป็นกระแสไฟฟ้าจะถูกส่งต่อไปยังอวัยวะตอบสนอง
                - อวัยวะตอบสนอง (effector) ซึ่งได้แก่กล้ามเนื้อ และต่อมต่าง ๆ จะมีการหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดขึ้น ต่อมต่างๆจะหลั่งสาร ซึ่งเป็นการตอบสนองต่อข้อมูลต่างๆที่ได้รับมาจากอวัยวะรับสัมผัส

                5.1 อวัยวะรับสัมผัสทางเคมี (chemoreceptors) อวัยวะรับสัมผัสทางเคมีได้แก่ อวัยวะลิ้มรส (organ of gustation) และอวัยวะดมกลิ่น (organ of olfaction)
                        5.1.1 ลิ้น (tongue) ประกอบด้วยเซลล์รับสัมผัสต่อรสต่างๆของสารถึง 4 ชนิด รสหวาน เปรี้ยว เค็ม และขม ใยประสาทจากปุ่มรับรสจะอยู่บริเวณ 2 / 3 ด้านหน้าของลิ้น ซึ่งจะติดต่อกับเส้นประสาททิมพานิ (Tympani nerve) นำกระแสประสาทเข้าไปสู่ก้านสมอง แล้วผ่านไปยัง ทาลามัสไปยังเซรีบรัล คอร์เทกซ์ บริเวณส่วนล่างของอวัยวะรับความรู้สึกของสมองส่วนกลาง
                        การรู้รสจะแยกได้ต้องอาศัยการวิเคราะห์กระแสประสาทที่เป็นแบบแผนต่างๆของแต่ละรสโดยสมอง และการใช้ทางประสาท (nerve patheway) ที่แตกต่างกันด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การมองเห็น การได้กลิ่น หรือการมีอุณหภูมิต่างกัน ความดัน หรือการได้สัมผัสภายในปาก และคอ จะทำให้รู้รสต่างๆได้
                        5.1.2 จมูก (nose) จมูกเป็นอวัยวะที่รับสัมผัสกลิ่น เช่น กลิ่นอาหาร และสารเคมีอื่น ๆ ในโพรงจมูกจะมีเซลล์รับสัมผัสกลิ่นซึ่งเป็นสารเคมีอยู่ทางตอนท้ายของโพรงจมูกอยู่ถึง 7 ชนิด
                        สุนัขสามารถรับสัมผัสกลิ่นได้อย่างรวดเร็ว เพราะมีอวัยวะรับสัมผัสกลิ่นที่บริเวณผิวภายในโพรงจมูกถึง 40 ล้านแห่งต่อตารางเซนติเมตร จึงไวต่อการได้กลิ่น ด้วยเหตุนี้ ตำรวจจึงฝึกสุนัขพันธ์ดีไว้ตามหาผู้ต้องหาหรือคนร้าย ที่ก่ออาชญากรรมต่างๆ

                           5.3.3 หน้าที่ของเซลล์ร็อดและโคน เซลล์ร็อดและโคนทำหน้าที่เป็นอิสระซึ่งกันและกัน ในที่ที่มีความเข้มของแสงน้อย เซลล์ร็อดเท่านั้นที่สามารถทำงานได้ในที่ที่มีความเข้มของแสงมาก โคนจะทำหน้าที่รับภาพ
                        เซลล์ร็อดจะมีรงควัตถุรับแสงเพียงชนิดเดียว คือ โรดอพซิน (rhodopsin) ที่มีความไวดีที่สุดในช่วงแสงสีเขียว ดังนั้นเซลล์ร็อดจึงไม่สามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับสีได้ แต่เซลล์ร็อดไวต่อการรับภาพมาก เพราะในเซลล์แต่ละเซลล์จะมีรงควัตถุรับแสงมากถึง 30 ล้านโมเลกุล ลูกตาเรามีเซลล์ร็อดถึง 100 ล้านเซลล์ที่บริเวณรอบนอกของเรตินา
                        เซลล์โคนมีอยู่ 3 ชนิด แต่ละชนิดมีรงควัตถุรับแสงแตกต่างกัน ชนิดหนึ่งตอบสนองต่อสีเขียว ชนิดที่สองตอบสนองต่อสีน้ำเงิน และอีกชนิดหนึ่งตอบสนองต่อแสงสีแดง มีเซลล์โคนทั้งสิ้น 6 - 7 ล้านเซลล์โดยมีอยู่หนาแน่นในส่วนของโฟเวียที่เหลือกระจัดกระจายอยู่ในบริเวณรอบนอกของลูกตา แม้ว่าเซลล์โคนจะไม่ไวต่อการรับภาพได้ดีเหมือนเซลล์ร็อด แต่เป็นเซลล์ที่สามารถแยกสีและรูปร่างของวัตถุได้อย่างละเอียด ในการแยกสีเหมือนกับการแยกความแตกต่างของความเข้มของแสง เซลล์ปมประสาทบางชนิดถูกกระตุ้นด้วยแสงสีแดงที่กึ่งกลางของบริเวณรับภาพสี และถูกห้ามด้วยแสงสีเขียวที่ส่องมารอบนอกของบริเวณนั้นทำนองเดียวกันสีที่สามารถผสมกัน ได้โดยผสมกันระหว่างแสงสีแดง เขียว และน้ำเงิน ผลรวมที่เกิดขึ้นจะสามารถบอกได้ โดยเซลล์รับแสงทั้ง 3 ชนิดนี้
                        5.3.4 ปัจจัยสำคัญที่เกี่ยวกับการปรับภาพในที่สว่างและที่มืด ปัจจัยที่สำคัญยิ่งประการหนึ่งในการปรับภาพคือการควบคุมของม่านตา ที่ยอมให้แสงผ่านเข้าสู่เรตินาม่านตาเป็นเนื้อเยื่อที่มีรงควัตถุอยู่ด้วย ในที่มีแสงสว่างมากๆจะเกิดปฏิกิริยาสนองฉับพลันให้ กล้ามเนื้อวงกลมรอบ ๆ ม่านตาหดตัว ดึงม่านตาเข้าสู่ข้างในและลดเนื้อที่ของเลนส์ที่จะใช้รับแสง ในแสงสลัวกล้ามเนื้อวงกลมของม่านตาจะคลายตัวและกล้ามเนื้อแนวรัศมีจะหดตัวเป็นผลให้ม่านตาเปิดกว้างออก สมองไม่ได้รับข้อมูลที่ม่านตา เปิดและปิดในขณะที่รับภาพ เพราะการเปิดและการปิดของม่านตาเป็นไปโดยอัตโนวัติ และถูกควบคุมด้วย CNS แต่ม่านตามีส่วนสำคัญที่ช่วยให้ผู้ใช้ดวงตา ไม่ต้องระมัดระวังในการมองภาพที่ช่วงของความเข้มของแสงสว่างที่ต่างกันมาก ๆ
                        ปัจจัยที่สองในการปรับภาพในที่มีความเข้มของแสงสว่างมาก ๆ คือ ชั้นเนื้อเยื่อที่อยู่ด้านหลังสุดของเรตินา ซึ่งมีรงควัตถุสีดำอยู่อย่างแน่นหนาในที่มีแสงสลัว หน้าที่หลักของเนื้อเยื่อชั้นนี้ คือ จับแสงที่ผ่านเรตินาเอาไว้เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดการสะท้อนของแสงจากด้านหลังลูกตาไปรบกวนความชัดเจนของภาพ แต่ในที่แสงจ้ามาก ๆ เซลล์เหล่านี้จะเกิดการเคลื่อนไหวแบบอมีบา และเข้าไปล้อมรอบเซลล์รับแสงส่วนหนึ่งไว้ เพื่อช่วยบังเซลล์เหล่านี้ให้ลดปริมาณการกระตุ้นที่เซลล์รับแสง
                        ปัจจัยที่สำคัญที่สุด คือ เซลล์รับแสงเอง แม้ว่าจะไวต่อแสงมากก็ตามหากเซลล์รับแสงถูกกระตุ้นต่อเนื่องกันตลอดเวลา อัตราของการนำกระแสความรู้สึกจะลดลงมากกว่าระยะที่เริ่มกระตุ้นอย่างมาก สมบัติเช่นนี้มิได้มีอยู่เฉพาะในเซลล์รับแสงเท่านั้น แต่เป็นสมบัติทั่ว ๆ ไปของอวัยวะรับความรู้สึกทุกชนิด ปัจจุบันเราทราบดีว่ามีการปรับสภาพอย่างมากมายเกิดขึ้น ส่วนใหญ่สารเรตินัลอยู่ในรูป 11 ซิสเรตินัล และจับตัวอยู่กับออพซินในรูปรงควัตถุที่พร้อมจะทำงานได้ การปรับภาพในที่มีแสงมาก เป็นผลมาจากการลดปริมาณของสารสื่อประสาท จะกลับมาปรับสภาพในที่มีแสงสลัวได้อย่างรวดเร็วใหม่ เมื่อความเข้มของแสงสว่างลดต่ำลง
                        5.3.5 กระบวนการรับภาพในสมอง เริ่มต้นในชั้นเรตินา และมาสิ้นสุดที่เซรีบรัลคอร์เทกซ์ของสมอง โดยมีแอกซอนจากเซลล์ปมประสาทในชั้นเรตินา มารวมกับเส้นประสาทออพติก ซึ่งเป็นบริเวณเล็ก ๆ ที่ไม่มีเซลล์รับความรู้สึกอยู่เลย เรียกบริเวณนี้ว่าจุดบอด (blind spot) จากนั้นเส้นประสาทออพติกจะไขว้กันเรียกว่า ออพติกไคแอสมา (optic chiasma) เป็นผลทำให้เส้นใยของเส้นประสาทออพติกแต่ละเซลล์แยกตัว พบว่าแอกซอนที่มาจากซีกซ้ายของลูกตาแต่ละข้างจะไขว้ไปสู่สมองซีกขวา ทำให้ซีกซ้ายของลูกตา แต่ละข้างได้รับสิ่งกระตุ้นมาจากภาพวัตถุทางด้านขวาเช่นเดียวกันกับปลายประสาทที่บริเวณผิวหนังและอวัยวะรับสัมผัสอื่น ๆ ซึ่งจะส่งกระแสความรู้สึกไปยังด้านตรงข้ามของสมองนั่นคือซีกซ้ายของสมองจะเห็นวัตถุด้านขวาและซีกขวาของสมองจะเห็นวัตถุทางด้านซ้าย
                        จากออพติกไคแอสมาแอกซอนของเซลล์ประสาทจะตรงไปที่บริเวณแลเทอรัลคอร์เทกซ์ (lateral cortex) ในออกซิพิทัลจีนิคิวเลตบอดี ภายในสมองส่วนทาลามัสโดยมีซิแนปส์ที่นี่ ก่อนที่จะถูกส่งไปยังวิสเซอรัลคอร์เทกซ์ ในออกซิพิทัลโลบของเซรีบรัลคอร์เทกซ์ ซึ่งจะมีเซลล์ที่มีหน้าที่เฉพาะมาซิแนปส์ที่บริเวณเฉพาะ เช่น เซลล์ที่อยู่ที่ผิวของคอร์เทกซ์จะเป็นเซลล์ที่บอกตำแหน่งของภาพ เซลล์ที่อยู่ในชั้นถัดไป จะเป็นเซลล์ที่ได้รับกระแสความรู้สึกมาจากเซลล์ปมประสาททำหน้าที่บอกเกี่ยวกับการจัดระเบียบการหมุนตัวและการเคลื่อนไหวชั้นที่อยู่ลึกลงไปอีก จะเป็นเซลล์ตอบสนองต่อลักษณะของภาพที่สลับซับซ้อนมากยิ่งขึ้นอีก

6. สารบางประเภทที่มีผลต่อระบบประสาท

                มนุษย์รู้จักใช้ยากิน ยาฉีด ในการรักษาโรค คุมกำเนิด บำรุงร่างกาย ลดความอ้วน ระงับประสาทที่ตึงเครียด ใช้ยาสลบในการผ่าตัดเพื่อไม่ให้เจ็บปวดนอกจากนั้นยังรู้จักใช้เครื่องดื่มมึนเมา รู้จักสูบบุหรี่ ดังนั้นยาและสารต่างๆที่มนุษย์บริโภคมีหลายชนิดเป็นสารเสพย์ติดซึ่งเป็นอันตรายต่อร่างกาย โดยเฉพาะอย่างยิ่งต่อระบบประสาท อันตรายที่เกิดขึ้นอาจยังไม่แสดงผลทันทีทันใด แต่จะแสดงผลในระยะยาวต่อความสามารถในการปฏิบัติงานทำให้อายุสั้นและนำไปสู่โรคอื่น ๆ ได้อีก

                สารเคมีและยาที่ก่อให้เกิดอันตรายต่อระบบประสาท ได้แก่ แอลกอฮอล์ ฝิ่น และอนุพันธ์จากฝิ่น สารที่ทำให้ประสาทหลอน คาเฟอีน (caffeine) ทีโอไฟลิน (theophyline)นิโคติน (nicotine) สารพิษบางชนิด สารกดประสาท และสารกระตุ้นประสาท

                        6.1 แอลกอฮอล์ เป็นอินทรียสารที่มีหมู่ –OH และสามารถเกิดปฏิกิริยากับกรดอินทรีย์ได้สารพวกเอสเทอร์ แอลกอฮอล์ที่รู้จักในหมู่ชาวบ้าน คือ เหล้า ซึ่งเป็นเอทิลแอลกอฮอล์ และเมทิลแอลกอฮอล์ซึ่งใช้จุดไฟ เนื่องจากเมทิลแอลกอฮอล์ได้จากการกลั่นแห้งไม้ จึงเรียกว่าแอลกอฮอล์ไม้ (wood alcohol) เนื่องจากแอลกอฮอล์ 2 ชนิดนี้มีกลิ่นคล้ายกันมาก ทำให้นักดื่มเหล้านำไปดื่มแทนเอทิลแอลกอฮอล์ เพราะราคาถูกกว่าเหล้าธรรมดาจนเกิดอันตรายขึ้น ทำให้ตาบอด และอาจตายได้ เมทิลแอลกอฮอล์เป็นสารทำลายระบบประสาท ทำให้เลือดมีฤทธิ์เป็นกรด เนื่องจากมีสารสร้างกรดมด (formic acid) ขึ้นในเลือด และอาจทำให้ตาบอดได้นั้นเนื่องจากเมทิลแอลกอฮอล์เข้าไปเกิดออกซิเดชันขึ้นที่บริเวณเรตินา เกิดสารฟอร์มัลดีไฮด์ขึ้น อาการอื่นที่พบคือ ปวดศีรษะ อาเจียน อ่อนเพลีย ปวดท้องตอนบน ปวดหลัง หายใจขัด เนื้อตัวสั่น มือเท้าเย็น ตามัวมีเลือดคั่งที่ปลายประสาทตา ท้องเดิน เมื่อเป็นมากเข้าตาจะบอด ม่านตาไม่สามารถตอบสนองต่อแสงสว่างได้คนไข้บางรายหมดสติทั้ง ๆ ที่ไม่แสดงอาการอื่น ๆ
                        เอทิลแอลกอฮอล์จะพบว่าเป็นองค์ประกอบของเหล้า ไวน์ เบียร์ ฯลฯ ซึ่งเป็นที่นิยมดื่มกันทั่วโลก อันตรายที่เกิดจากการดื่มเหล้าจัดจะเป็นอันตรายต่อ CNS มากกว่าอวัยวะอื่นใดของร่างกาย เอทิลแอลกอฮอล์มีผลต่อ CNS คล้าย ๆ กับยาสลบ ขั้นแรกจะไปลดการทำงานของสมองส่วนที่สลับซับซ้อนมากที่สุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งบริเวณสมองที่มีซิแนปส์มาก ๆ รวมทั้งบริเวณหลายแห่งของเซรีบรัลคอร์เทกซ์ ทำให้มีความสับสนเกี่ยวกับความคิด ผู้ที่ติดสุราเรื้อรังทำให้คุณภาพในการทำงานละเอียด ความจำ ความตั้งอกตั้งใจ หรือสมาธิในการทำงานลดต่ำลง แต่ความเชื่อถือตัวเอง และบุคลิกภาพยังมีอยู่ เช่น อาจพูดจาคล่องแคล่วในบางครั้งอาจขาดการควบคุม และแสดงอารมณ์ออกมาได้ การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นผลมาจากเซลล์ประสาทรับและส่งความรู้สึกถูกรบกวน ในระยะแรกการตอบสนองของระบบประสาทไขสันหลังยังคงปกติเพราะเป็นอิสระจากการห้ามจากสมอง แต่ในขั้นเรื้อรังการตอบสนองของระบบประสาทไขสันหลังก็จะเสียไปและ มีสภาพอ่อนเปลี้ย เสมือนกับสภาพที่ถูกวางยาสลบ
                        โดยทั่วไปแล้วผลของเอทิลแอลกอฮอล์ที่มีต่อ CNS จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับปริมาณที่พบในเลือด เมื่อระดับเอทิลแอลกอฮอล์ในเลือดเพิ่มขึ้น อัตราการดูดซึมของเอทิลแอลกอฮอล์จากกระเพาะและลำไส้จะเกิดรวดเร็ว และไม่นานหลังจากดื่มเหล้าก็จะมีเอทิลแอลกอฮอล์ในเลือดปริมาณสูง สมองเป็นอวัยวะที่มีเส้นเลือดไปเลี้ยงมาก ดังนั้นจึงได้รับเอทิลแอลกอฮอล์มากจึงเกิดผลต่อ CNS ในเวลารวดเร็วกว่าอวัยวะอื่น ๆ แต่ผลที่เกิดขึ้นไม่นานเพราะมีการกระจายเอทิลแอลกอฮอล์ไปสู่อวัยวะต่าง ๆ อาการก็ทุเลาลงได้
                        เอทิลแอกอฮอล์มีสมบัติต่างไปจากยาสลบตรงที่ ร้อยละ 90 ของแอลกอฮอล์จะถูก ออกซิไดส์ในร่างกายอย่างช้าๆ จึงทำให้เกิดผลติดต่อกันเป็นเวลายาวนานกว่ายา สลบแอลกอฮอล์ที่มีระดับสูงมากๆในร่างกายทำให้ความรู้สึกเจ็บปวดลดน้อยลง แต่ไม่มีผลต่ออวัยวะสัมผัสอื่น ๆ นอกจากนั้นแอลกอฮอล์ยังมีผลคล้ายมอร์ฟิน คือทำให้เกิดความสบายใจได้
                        ตับเป็นอวัยวะที่สำคัญอวัยวะหนึ่ง ที่แอลกอฮอล์ไปมีผลโดยตรง คือ จะเป็นแหล่งสลายตัวของแอลกอฮอล์ จะมีการเพิ่มอัตราส่วนของ NAD ต่อ NADH ที่เนื้อเยื่อตับเพื่อไปออกซิไดส์โมเลกุลของแอลกอฮอล์ ทำให้มีการสะสมไขมันในตับ กลไกนี้เป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้คนเป็นโรคพิษสุราเรื้อรัง กลายเป็นโรคตับแข็ง (hepatic cirrhosis)
                        ผู้ที่มีแอลกอฮอล์ในเลือดมากถึง 50 มิลลิกรัมต่อเลือด 100 ลูกบาศก์เซนติเมตรหากได้กินหรือฉีดยาพวกระงับประสาท (sedative) ยานอนหลับ (hypnotic) ยากดประสาท (tranquilizer) และยาระงับปวด (analgesic drug) ร่วมด้วยจะเป็นอันตรายต่อตนเองและผู้อื่นโดยเฉพาะในขณะขับรถ
                        แอลกอฮอล์มีผลต่ออวัยวะต่างๆทำให้อวัยวะของร่างกายไร้สมรรถภาพได้ศึกษา 

บทสรุป

                ระบบประสาท เซลล์ประสาททำหน้าที่ในการควบคุมและประสานงานปรับร่างกายให้เข้ากับสิ่งแวดล้อมภายนอกและภายในร่างกาย
                เซลล์ประสาท ทำหน้าที่หลักคือ ส่งกระแสความรู้สึกจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งภายในระบบประสาท แขนงที่นำความรู้สึกเข้าสู่ตัวเซลล์ คือ เดนไดรต์ แขนงที่นำความรู้สึกออกจากตัวเซลล์ คือแอกซอน เซลล์ประสาทเมื่อถูกทำลายแล้วไม่สามารถจะซ่อมแซมให้คืนมาได้อีก และที่สำคัญจะไม่มีการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ขึ้นทดแทนด้วย
                ระบบประสาทชนิดแพร่กระจาย พบในสัตว์พวกไนดาเรียน เช่น ไฮดรา แมงกระพรุน สัตว์พวกนี้มีเส้นใยประสาทต่อกันเป็นร่างแหทั่วร่างกาย
                ระบบประสาทที่มีศูนย์รวมอยู่ตรงกลาง มีความซับซ้อนแตกต่างกันไปตามชนิดของสัตว์
                ระบบประสาทของสัตว์มีกระดูกสันหลังแบ่งเป็นระบบประสาทส่วนกลางและระบบประสาทอัตโนวัติ
                ระบบประสาทส่วนกลาง ทำหน้าที่ควบคุมการทำงานของอวัยวะภายนอกร่างกายซึ่งประกอบด้วยไขสันหลังและสมอง
                ไขสันหลังมีหน้าที่สำคัญในการควบคุมให้เกิดกิริยาสนองฉับพลัน
                สมอง ทำหน้าที่ควบคุมและปรับสภาพการทำงานของระบบประสาทให้ดำเนินไปได้เป็นปกติ
                ระบบประสาทอัตโนวัติ เป็นระบบที่ควบคุมการทำงานของอวัยวะภายในร่างกายรวมทั้งหัวใจ เส้นเลือด มดลูก กระเพาะปัสสาวะ ฯลฯ
                ลิ้น ประกอบด้วยเซลล์รับสัมผัสต่อรสต่าง ๆ ของสารถึง 4 ชนิด คือ รสหวาน เปรี้ยว เค็ม และขม
                จมูก เป็นอวัยวะที่รับสัมผัสกลิ่น เช่น กลิ่นอาหารและสารเคมีอื่น ๆ ในโพรงจมูกจะมีเซลล์รับสัมผัสกลิ่นซึ่งเป็นสารเคมีอยู่ทางตอนท้ายของโพรงจมูกอยู่ถึง 7 ชนิด
                การรับเสียง เมื่อคลื่นเสียงกระทบเยื่อแก้วหู ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนขึ้นทางด้านในของแก้วหู ซึ่งมีกระดูกรูปค้อน ทั่ง โกลน เคลื่อนที่ต่อเนื่อง ปลายด้านในของกระดูกรูปโกลนจะไปติดต่อกับคอเคลีย ซึ่งภายในมีของเหลวบรรจุอยู่เต็ม ทำหน้าที่รับการสั่นสะเทือนของคลื่นเสียง รูปร่างของคอเคลีย สามารถบอกช่วงความถี่ของคลื่นเสียงที่หูสามารถตอบสนองได้ ของมนุษย์อยู่ระหว่าง 20 - 20,000 รอบต่อวินาที

                อวัยวะการรับภาพ ในการรับภาพจะต้องประกอบด้วยเซลล์รับแสงทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานแสงที่ได้รับ ให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความต่างศักย์ที่เยื่อหุ้มเซลล์ โดยอาศัยรงควัตถุรับแสง
                หน้าที่ของเซลล์ร็อดและโคน ทำหน้าที่เป็นอิสระซึ่งกันและกัน ในที่ที่มีความเข้มของแสงน้อย เซลล์ร็อดเท่านั้นที่สามารถทำงานได้ในที่ที่มีความเข้มของแสงมากโคนจะทำหน้าที่รับภาพ
                แอลกอฮอล์ เป็นอินทรีย์สารที่มีหมู่ – OH แอลกอฮอล์ที่รู้จัก คือ เอทิลแอลกอฮอล์และเมทิลแอลกอฮอล์ เมทิลแอลกอฮอล์เป็นสารทำลายประสาท อาจทำให้ตาบอดได้ ส่วนเอทิลแอลกอฮอล์เป็นเหล้าธรรมดาทั่ว ๆ ไป อันตรายที่เกิดจากการดื่มเหล้าจัด จะเป็นอันตรายต่อ CNS ม้ามและตับ
                ฝิ่นและอนุพันธ์ของฝิ่น สารอนุพันธ์ของฝิ่นจะมีผลต่อระบบประสาทของมนุษย์ ทำให้ลดการเจ็บปวด ทำให้เกิดซึมเซา มีการเปลี่ยนแปลงทางอารมณ์ที่ไม่สามารถควบคุมสติและสมาธิได้ ร่างกายมีอาการเคลื่อนไหวน้อย ตาพร่า เฉื่อยชา และเกียจคร้าน
                คาเฟอีน ทีโอไฟลิน ซึ่งอยู่ในชาและกาแฟ เป็นสารที่ไปกระตุ้นทำให้ประสาทตื่นตัว
                ยาฆ่าแมลงและแก๊สทำลายประสาท ออกฤทธิ์ ต่อระบบประสาท โดยจะไปกระตุ้นการทำงานของอะเซทิลคอลีนเอสเทอเรส ทำให้เกิดอาการตื่นเต้น การชัก และตายได้ในที่สุด