Нерв Клеткаларындагы Байланыш

Ашканаңызда жылаңайлак баратканда, бутуңуздун манжасына бир айнек сыныгы кирип кетти дейли. Айнектин кирип кетиши менен мээңиздин ооруну сезиши арасында секунданын миңден бир канча бөлүгүнчөлүк гана убакыт айырмасы болот. Бул мөөнөт ушунчалык кыска болгондуктан, байкай албайсыз. Сиз байкабай турганчалык кыска убакыт ичинде бутуңуздун манжасынан мээңизге кабар жетет. Мындай ыкчам жана кемчиликсиз байланыш нерв клеткалары же биологияда колдонулган аты менен айтканда «нейрондор» тарабынан камсыз кылынат.

1. Brain 2. Spinal cord 3. Brachial plexus (to arm) 4. Thoracic nerves (to trunk) 5. Lumbar plexus 6. Sacral plexus (to leg and pelvis) 7. Femoral nerve 8. Sciatic nerve 9. Tibial nerve 10. Common peroneal nerve

Because of the nerve cells that surround the body like a net, messages from the brain reach the most remote areas of the body with great speed. This speed is due to the flawless design of the nervous system.

Айланабызга бир көз жүгүртүп көрөлү: көзүбүзгө урунган буюмдардын баарынын белгилүү бир максатты көздөп жасалганы анык. Мисалы, телефонду алалы; пластмасса жана электрондук бөлүктөрү, баскычтары, кабели жана башка тетиктери менен бирге башка адамдар менен байланыш курушубуз үчүн иштелип чыккан. Ошол сыяктуу эле, нейрондордун жаратылуу себебин да бир караганда эле көрүүгө болот. (Албетте, өнүккөн бир микроскоп менен караганда.) Байкоо жүргүзгөндө, нейрондордун аксон жана дендрит деп аталган жана бир тулку бойдон чыккан колдорго окшогон бутактары менен башка клеткаларда да болчу органеллдерин көрөбүз. Бир нейрондун тулку боюн жогорку технологиялуу бир коммутаторго салыштырууга болот, бирок бул клеткалык коммутатор 0,004 миллиметрден 0,1 миллиметрге чейин өзгөргөн көлөмү жана байланыш механизмдери менен учурда дүйнөдөгү теңдешсиз бир жабдык болуп саналат. Аксон менен дендриттер болсо бул кереметтүү жабдыктын башкалар менен байланышын камсыз кылуучу байланыш линияларын түзүшөт.

Жөнөкөй бир эсептөө жүргүзөлү: бир нейрондун туурасы орточо 10 микрон. (Бир микрон миллиметрдин миңден бирине барабар.) Бир адамдын мээсинин ичиндеги 100 миллиард нейронду бир сызыкка тизе алганыбызда, туурасы 10 микрон болгон, куралсыз көзгө көрүнбөгөн бул сызыктын узундугу толук 1000 километр болмок. Салмагы болгону 1400 грамм болгон адам мээсинде мынчалык узун бир байланыш тармагынын болушу, албетте, улуу бир керемет.

Бул жерде жогорудагы сандарга дагы бир аз токтоло кетүү туура болот. Нейрондор ушунчалык кичинекей болгондуктан, орточо көлөмдөгү 50 даанасы бул сүйлөмдүн аягындагы чекит белгисинин ичине бата алат.62 Ошондуктан нерв клеткаларыбыз жөнүндө билген маалыматтарыбыз көбүнчө кыйыр жолдон алынган.

Нерв клеткаларындагы байланыш бутактарын изилдегенде, алгач төмөнкүлөрдү көрөбүз: көбүнчө ар бир нейрондо көп санда дендрит болот; алар башка нейрондордон келген кабарларды клетканын тулку боюна өткөрүшөт. Көбүнчө бир даана болгон аксон болсо клетканын тулку боюнан кабарды алып, аны бутактары жана терминалдары аркылуу ташуу милдетин аткарат.

Бул жерде аксондогу өзгөчө долбоорго токтоло кетүү керек. Аксон «миелин кабыгы» деп аталган атайын бир катмар менен оролгон. Бул кабык аксонду сырттан изоляциялайт. Миелин кабыгынын үстүндө белгилүү аралыктар менен «Ранвье түйүндөрү» деп аталган түйүндөр жайгашат. Жүргүзүлгөн изилдөөлөр электрдик сигналдын түйүндөн түйүнгө «секирип өтөөрүн», ошондуктан байланыштын жүздөгөн эсе ылдамыраак болоорун көрсөткөн.63 Бир сүйлөм менен айта турган болсок, аксондогу кабык жана түйүндөр сигналды эң идеалдуу жана эң ылдам өткөрүп берүүгө шарт түзөт.

Нейрондор денебиздеги байланышты өзгөчө бир ыкма менен камсыз кылышат. Ал ыкма укмуш татаал электрдик жана химиялык процесстерди камтыйт. Мээдеги жана мээ менен органдардын арасындагы кемчиликсиз координация ушул байланыш аркылуу камсыздалат. Жөнөкөйдөй көрүнгөн кыймыл-аракеттерди жасаганда, мисалы, колуңуздагы китепти кармап турганда, беттерин барактаганда же сүйлөмдөрүнө көз жүгүрткөнүңүздө, денеңиздин ичиндеги нерв клеткаларында укмуш татаал бир маалымат агымы ишке ашат. Бул укмуштуу байланыш тармагынын негизин түзгөн нейрондорду тереңирээк изилдегенде, алардын канчалык улуу бир керемет экенин жакшыраак түшүнөбүз.

Синапстагы долбоор

Hundreds of millions of telephone calls can be made every moment throughout the world. Despite this, in the brain of one individual one quadrillion (1,000,000,000,000,000) communications can occur simultaneously.

Эки нейрондун ортосундагы байланыш «синапс» деп аталган порттордо түзүлөт. Алар аксон терминалдарынын учтарында жайгашат. Бир телефон коммутатору аркылуу бир учурда бир канча адам бири-бири менен сүйлөшө алган сыяктуу, нейрон дагы синапстары аркылуу көп сандагы нейрон менен бир учурда байланыш кура алат. Бул жерде жөнөкөй бир салыштыруу жасайлы. Дүйнөдө бир учурда жүз миллиондогон телефон сүйлөшүүсү болушу мүмкүн. Ал эми бир адамдын мээсинин ичиндеги синапстардын саны болсо бир квадрильонго барабар деп болжолдонууда; бул 1.000.000.000.000.000 (бир квадрильон) байланыш деген мааниге келет.64 Илимпоздордун мээни «ааламдагы эң улуу сырлардын бири» деп аташынын негизги себептеринин бири мына ушул кереметтүү байланыш.65

Бул чындыкты башка жагынан мындайча сүрөттөөгө болот: ар бир нейрондо 10 миңдин тегерегинде синапс бар.66 Бул бир нейрон бир учурда 10 миң нерв клеткасы менен байланыш түзө алат дегенди билдирет. Эки телефон менен бир учурда сүйлөшкөндө канчалык кыйналаарыңызды элестетип көрүңүз. Ошондо бир нерв клеткасынын бир учурда 10 миң байланыш түзүшүнүн канчалык кереметтүү жаратылган бир система экенин оңой эле түшүнө аласыз.

Profesör Eric Kandel

Нейрондор арасындагы байланыш чекиттери жакынкы жылдарга чейин туруктуу деп кабыл алынып келген эле. Синапстын формасынын химиялык кабарчылардын түзүлүшүнө жараша өзгөрөөрүнүн аныкталышы илимпоздорду дагы бир жолу таң калтырды. Профессор Эрик Кандель болсо бул ачылышы менен 2000-жылы медицина тармагы боюнча Нобель сыйлыгын алды. Бул жогорку долбоорду кыскача төмөнкүдөй сүрөттөөгө болот: синапста келген сигналдын күчүнө жараша синапстын формасын жөнгө салуучу бир механизм бар. Мисалы, күчтүү бир сигнал келгенде синапс чоңойот жана бул сигналдын башка клеткаларга эч жоготуусуз, эң натыйжалуу өткөрүлүп берилишине шарт түзөт. Дагы бир маанилүү жагдайга көңүл буруу керек: бул система рак (моллюска) сымал жандыктарга жасалган эксперименттердин натыйжасында табылган. Профессор Кандель өзү дагы адамдардын жана сүт эмүүчүлөрдүн нерв системасынын изилдөөгө мүмкүнчүлүк бербей турганчалык комплекстүү экенин мойнуна алууда.67

Нейрондордогу химиялык байланыш

1.Dendrite 2. Cell body 3. Axon 4. Synaptic endings 5. Synaptic vesicles 6. Mitochondrion 7. Synaptic cleft 8. Synaptic vesiclesr	9. Neurotransmitter 10. Ion channel 11. Resynaptic membrane 12. Postsynaptic membrane 13. Presynaptic membrane 14. Postsynaptic membrane 15. Synaptic cleft
The picture shows communication between two neurons. The most important elements in this communication are messenger molecules known as "neurotransmitters."

Көп адамдар нейрондордун арасындагы байланыш электрдик сигналдар аркылуу гана түзүлөт деп ойлойт. Бул туура эмес, себеби химиялык байланыш бул маалымат алмашуунун маанилүү бир бөлүгүн түзөт. Эки нейрондун арасындагы маалымат алмашууну изилдеген сайын, химиялык байланыштын кереметтүү элементтерин жакшыраак байкайбыз.

Химиялык байланыштын омурткасын «нейротрансмиттер» аттуу кабарчы молекулалар түзөт. Алар нерв клеткасынын тулку боюнда өндүрүлүп, аксон аркылуу транспорттолот жана аксон терминалдарында кичинекей көбүкчөлөрдүн ичинде сакталат. Ар бир көбүкчөнүн ичинде болжол менен 5 миң кабарчы молекула болот.68 Акыркы кездердеги изилдөөлөр ар бир нейрондун ар кандай химиялык кабарчыларды өндүрөөрүн көрсөтүүдө.69 Башкача айтканда, ар бир нейрон байланышта колдоно турган кабарчыларын өзү өндүргөн химиялык бир завод сыяктуу.

Сигналды өткөрүп берген нейронду «берүүчү», алган нейронду болсо «алуучу» нейрон деп атасак болот. Берүүчү нейрон менен алуучу нейрон синапс чекиттеринде жолугушат. Ортолорундагы аралык орточо 0,00003 миллиметрди түзөт.70 Белгилүү бир электрдик сигнал берүүчү нерв клеткасынын аксон терминалындагы кабарчыларды стимулдайт. Ичинде химиялык кабарчылары бар көбүкчөлөр клетка мембранасына кошулуп, ичиндеги молекулаларын синапс көңдөйүнө койо берет. Кабарчылар билдирүүнү алуучу нейрондун мембранасынын бетинде жайгашкан рецепторлорго өткөрүп беришет. Кабарчы молекуланын түрүнө жараша байланыш түзүлө турган рецепторлор да ар түрдүү болот. Химиялык кабарчы молекулалар алып келген билдирүү ошентип алуучу нейрон тарабынан кабыл алынат.

Adding another part to a computer requires complex engineering calculations if the whole computer is not to be ruined. Certainly, a fusion system that will be compatible with a cell membrane, which is much more complex than a computer, cannot be a chance occurrence. God creates this fusion.

Бул жерде айта кетчү нерсе; жогоруда үстүртөн гана сүрөттөлгөн бул байланыштын ар бир этабында алигече толук чечмелене албаган көптөгөн процесстер бар. Илимпоздор да бул байланыш жөнүндө билген маалыматтарынын бүдөмүк экенин айтышууда.71

Мисалы, көбүкчөлөрдүн клетка мембранасы менен аралашуусун карайлы. Кошулуу деп айтылган процесс негизи абдан өзгөчө бир биригүүнү сүрөттөйт. Бул өтө өнүккөн бир компьютерге кошумча бир аппаратты туташтырууга окшошот.

Бул жерде оюбузга төмөнкүлөр келет: бир компьютерге бир аппаратты туташтыруу татаал инженериялык эсептөөлөргө таянат. Антпесе, ал бөлүк компьютерге туура келбей, ал тургай, компьютерди бузуп коюшу ыктымал. Албетте, компьютерден комплекстүүрөөк болгон клетка мембранасына биригүү да кокустан эле болуп калбайт. Тынымсыз болуп турган бул татаал процесстер аларды жаратып, жөнгө салган Аллах тарабынан башкарылууда.

Кабарчы молекулалардагы пландоо жана убакытты эсептөө

1. Endorphin-containing neuron 2. Pain impulse 3. Pain-transmitting Neuron 4. Endorphins 5. Opiate receptor sites	6. Mitochondrion 7. Vesicles containing substance P 8. Synapse 9. Receptor sites for substance P 10. Receiving neuron in spinal cord
If we receive an injury in a part of our body, the brain is notified of this pain through a message.. In response to this message, a special neuron located in the brain and the spinal column reduces the pain by secreting endorphins.

Химиялык кабарчылардын синапс көңдөйүндө туруу мөөнөтү менен тыгыздыгы эки нейрондун ортосундагы байланышка түздөн-түз таасир берет. Ар бир химиялык кабарчы үчүн ар түрдүү механизмдер бар. Кээ бир кабарчылар алып келген билдирүүсүн өткөрүп берген соң айланага тарап кетишет. Кээ бирлери болсо жумушу бүткөн соң белгилүү ферменттер тарабынан бөлүп салынат. Мисалы, «ацетилхолин» аттуу кабарчы молекула белгилүү бир фермент тарабынан холин менен ацетатка бөлүнөт.

Мындан тышкары, нерв клеткаларында дагы бир кереметтүү механизм бар. Алуучу клеткага билдирүүнү жеткирген кабарчылар кайрадан берүүчү клеткага чогултулуп, кийинки байланышта колдонуу үчүн ал жерге сакталып коюлат. Бул жумушту белгилүү молекулалар аткарышат. Мисалы, дофамин менен сератонин молекулаларынын иш-аракеттери ушул ыкма аркылуу жөнгө салынат. Бүгүнкү күндө колдонулган продукцияларды кайрадан иштетүүнүн канчалык көп каражатты талап кылаарын эстесек, нерв клеткаларындагы кайрадан иштетүү механизминин канчалык натыйжалуу бир система экенин жакшыраак түшүнөбүз.

Бул жерде бир чындыкка өзгөчө көңүл буруу керек. Химиялык байланыштын ар бир этабы укмуш кылдат тең салмактуулуктарга таянат. Ар бир байланыш үчүн колдонула турган кабарчы молекулалар, ал байланыштын ар бир этабында кызмат кыла турган белок жана ферменттер белгилүү. Кабарчы молекулалардын сактала турган саны, алуучу клетканы стимулдоо мөөнөтү, бөлүнүү же кайра топтолуу убакыттары – байланыш үчүн сөзсүз талап кылынган тең салмактуулуктардын кээ бирлери. Болгондо да, байланыштагы тең салмактуулуктардын майда-чүйдөлөрүнүн көп бөлүгү дагы эле белгисиз бойдон калууда.

Паркинсон оорусу – булчуңдардын арасындагы координацияны бузган, кыймылдоону оордоштурган жана титирөөгө себеп болгон бир оору. Бул ооруга дофамин жана ацетилхолин кабарчы молекулаларынын арасындагы тең салмактуулуктун бузулушу себеп болот. Мээдеги кээ бир нерв клеткаларынын талап кылынгандан азыраак дофамин чыгарышы булчуңдарды башкаруунун жоголушуна алып келүүдө. Бул чындык дагы жакында эле белгилүү болду жана бул ачылыш профессор Арвид Карлсонго 2000-жылы медицина тармагы боюнча Нобель сыйлыгын алып келди.

Нерв клеткаларындагы байланыш системасы апачык көрүнүп турган бир чындыкты дагы бир жолу тастыктоодо. Бул кылдат тең салмактуулуктардын жана татаал механизмдердин туш келди окуялардын натыйжасында пайда болушу мүмкүн эмес. Буларды жараткан, кудурети менен башкарган, адамга кызмат кылдырган жана каалаганда кайра алган – чексиз кудурет жана илим ээси Аллах.

Нейрондордогу электрдик байланыш

In the picture on the left you see a patient with Parkinson's disease working with her doctor. In their attempt to find a cure for Parkinson's, scientists continue to do research on this disease.

Ар бир нерв клеткасында тынымсыз өтө комплекстүү бир айлампа болуп турат. Нейрондордогу байланыш – электрохимиялык, б.а. химиялык кабарчылар электрдик сигналды ачыкка чыгаруучу бир процесс.

Электрдик байланышты түшүнүү үчүн алгач башка бир тең салмактуулук механизмине токтолуу керек. Ал – нерв клеткасынын ичиндеги электрдик заряддуу химиялык заттардан, б.а. иондордон турган кереметтүү бир тең салмактуулук. Нейрондордо маанилүү кызматтарды аткарган иондор – бул 1 оң заряддуу натрий жана калий иону, 2 оң заряддуу кальций иону жана 1 терс заряддуу хлорид иону. Мындан тышкары, кээ бир терс заряддуу белок молекулалары да бар.

Нейрон «эс алуу» учурунда терс заряддуу болот. Мындай учурда нерв клеткасынын ичинде терс заряддуу белоктор менен ар кандай иондор орун алат. Нейрондун ичиндеги калий иону сырткы чөйрөгө салыштырмалуу көбүрөөк, хлорид жана натрий иону болсо азыраак болот. Негизгиси, булар туш келди тизилген эмес; бул катыштар белгилүү бир тең салмактуулукту сактоо үчүн белгиленген жана ошол деңгээлде кармалат.72

A message left on a receptor on the membrane of a nerve cell starts a series of reactions inside the cell similar to a row of falling dominoes.

Алуучу нерв клеткасынын мембранасындагы рецепторлорго өткөрүлүп берилген билдирүү клетканын ичинде домино таштарынын кыймылына окшогон бир катар процесстерди баштатат. Азырынча майда-бараты толук билинбеген бул процесстер учурунда жүздөгөн белок кызмат кылат деп болжолдонууда. Кемчиликсиз бир пландын негизинде белгилүү бир кезек менен ишке ашкан бул процесстер клетка мембранасындагы белгилүү ион каналдарынын ачылышына себеп болот. Мындан улам клетканын ичине кирген натрий иондору башында терс заряддуу (-70 милливольт) болгон клетканы нейтралдуу абалга алып келет. Клетканын ичи менен сыртынын арасындагы ион алмашуулары электрдик сигналды пайда кылат. Эске салчу жагдай, бул жерде мүмкүн болушунча жөнөкөйлөтүп сүрөттөлгөн бул процесстер бир секунданын миңден биринен да кыска убакыт ичинде болуп бүтөт.

Пайда болгон сигнал аксон бутагы аркылуу ыкчам жолго чыгып, терминалдардын учундагы синапс түйүндөрүндө башка клеткаларга кабар жеткире турган химиялык процесстерди баштатат. Сигналдын аксон аркылуу жүрүү ылдамдыгы секундасына орточо 120 метрди түзөт.73 Мунун канчалык чоң бир ылдамдык экенин түшүнүү үчүн жөнөкөй бир эсептөө жүргүзгөнүбүздө, саатына 432 километр болгон бир ылдамдыкты табабыз.

Билдирүүнү жеткирип, жумушун бүтүргөн нерв клеткасы кайрадан эс алуу абалына өтөт. Ал натрий жана калий каналдарынын секунданын миңден биринчелик кыска убакытта ачылып-жабылышы аркылуу болот. Чындыгында бул бир керемет. Жогорку технология менен жасалган бир саатсыз секунданын миңден бирин башкара албайсыз. Мындай саатыңыз болгон күндө да, бир эле нерв клеткаңыздагы ион каналдарынын ачылып-жабылышын да координация кыла албайсыз. Бир ойлонуп көрүңүз; ар бир саам болуп жаткан миллиондогон процессти өзүңүз жүргүзгөнгө аракет кылганыңызда, убакыттан секунданын миңден бириндей эле ката кетирсеңиз, бүт тарап башаламан болмок.

1. Sodium channel 2. Extracellular fluid	3. Cytoplasm 4. Potassium channel
Ions have an important function in a neuron. There is one positive sodium ion, one positive potassium ion, two positive calcium ions, and one negative chloride ion. The proportion of potassium inside the neuron is larger compared to that on the outside while the proportion of chloride and sodium is lower. What we have to notice here is that this arrangement must be specially designed and maintained in order to keep these balances in a definite proportion; it cannot happen by chance

Апачык чындык

Neurons establish thousands of connections among themselves

Нейрондордун башка клеткаларыбыздан айырмаланган дагы бир өзгөчөлүгү бар. Денедеги башка клеткалар тынымсыз жаңыланып турса, нейрондор өзгөрбөйт. Улгайганда саны азайат, бирок бир адамдын улгайган кездеги нерв клеткалары жаш кездегисинин өзүндөй болот. Жогоруда айтылгандар өмүр бою иштеген нейрондордогу байланыш системаларынын абдан жөнөкөйлөтүлгөн бир баяны болуп саналат. Акылдуу жана илимдүү бир адам дагы буларды түшүнүүдө кыйналса, клеткалар менен гормондор алгачкы инсандан ушул күнгө чейин жашап өткөн миллиарддаган адамда бул процесстерди укмуш жөндөмдүүлүк менен эч үзгүлтүксүз жасап келе жатат.

Нерв клеткаларыбыздын ар бириндеги абдан комплекстүү системалар кантип пайда болгон? Денебиздеги 100 миллиарддаган нерв клеткасынын кереметтүү шайкештиги кантип жаралган? Эч бир башаламандыкка жол бербеген ушунчалык кемчиликсиз бир байланыш кантип камсыз кылынууда? Укмуш кылдат тең салмактуулуктарга жана убакыт тактыгына таянган бир система кантип бир саамга да ката кетирбестен иштей алат?

Адамдын оюна «кантип» менен башталган жүздөгөн суроонун келиши кадыресе көрүнүш. Бул жерде ушунча чындыктарга карабастан, бул кемчиликсиз системалардын баарын туш келди кокустуктардын натыйжасында келип чыккан деген эволюция теориясын жактоо үчүн эч майнапсыз аракеттерин улаткан кээ бир илимпоздор таң калтырат. Жашоонун келип чыгышын «кокустан пайда болуп калган», ойдон чыгарылган «алгачкы клеткага» жана эч негизсиз кокустуктарга байланыштырууга аракет кылган эволюционисттердин жогорудагы суроолорго бере турган жообу жок.

Бул темадагы эволюционисттик макалаларда көбүнчө бир нерсени байкайбыз: өздөрү жактаган эволюциялашуу процессинин кантип ишке ашканы жөнүндө бир дагы илимий түшүндүрмө айта алышпайт. Анын ордуна, байланышта кызмат кылган молекула жана белоктор «эволюциянын» кандайдыр бир этабында пайда болушкан жана ошондон бери түзүлүшү өзгөрбөй келе жатат деп айтылат. Албетте, эч бир далилге таянбай айтылган мындай сөздөр чоң бир алдамчылык болуп эсептелет. Бул илимдин тонун жамынып алып, Жаратуучунун бар экенин жокко чыгаруу максатында айтылган тымызын бир сөз оюндары гана.

Эч күмөнсүз, мынчалык кемчиликсиз механизмдердин пайда болушунун бир гана түшүндүрмөсү бар: клеткаларды жоктон жараткан – ааламдардын Рабби Аллах. Клеткалардын ичиндеги жана алардын арасындагы укмуш татаал байланыш системаларын толугу менен, баарыбызды жараткан Раббибиз жөнгө салган. Эч тынымсыз иштеген атомдорду, белокторду жана молекулаларды бизге кызмат кылдырган, мактоого татыктуу Зат да бир гана Аллах.