11. Sınıf Sinir Sistemi ve Duyu Organları — Konu Anlatımı

Önce El Çekilir, Sonra "Ah!" Gelir

Ocaktaki tencerenin kulpunu dalgınlıkla tutuyorsunuz. Eliniz siz karar vermeden geri fırlıyor; acıyı ancak bir an sonra hissediyorsunuz. Sıralama neden böyle? Çünkü eli çeken karar beyinde değil, omurilikte verildi. Beyne giden haber ise daha uzun bir yoldan, geç ulaştı.

Bu istemsiz, hızlı ve doğuştan gelen yanıta refleks, izlediği yola refleks yayı denir:

1. Almaç (reseptör): derideki sıcaklık-ağrı almaçları uyarılır.
2. Duyu nöronu: impulsu omuriliğe taşır.
3. Ara nöron (omurilik): gelen bilgiyi değerlendirip motor nörona aktarır.
4. Motor nöron: impulsu kola götürür.
5. Etkileyici: kol kası kasılır, el çekilir.

Ara nöron aynı anda beyne de bir kol gönderir; acı hissi ve "bir daha dikkat et" dersi oradan gelir.

Nöron: Gelen Kapı, Giden Kablo

Sinir hücresinin (nöron) üç bölümü vardır. Dendritler impulsu alır ve hücre gövdesine getirir; akson impulsu gövdeden uzağa, bir sonraki hücreye götürür. Gövdede çekirdek bulunur. Görevine göre üç nöron çeşidi ayrılır: duyu nöronu (almaçtan merkeze), ara nöron (merkezin içinde, yalnız beyin ve omurilikte) ve motor nöron (merkezden kas ya da bezlere).

İmpuls Nasıl Oluşur?

Dinlenmedeki bir nöronun zarında dışarısı pozitif, içerisi negatif yüklüdür; aradaki fark yaklaşık −70 mV'tur. Fark, sodyum-potasyum pompasının ATP harcayarak dışarıda $\mathrm{Na^+}$, içeride $\mathrm{K^+}$ biriktirmesiyle korunur.

1. Uyarı eşik değeri aşarsa zardaki kanallar açılır, $\mathrm{Na^+}$ içeri akar: iç taraf pozitifleşir (depolarizasyon).
2. Ardından $\mathrm{K^+}$ dışarı çıkar, zar eski yüküne döner (repolarizasyon).
3. Yük değişimi komşu bölgeyi uyarır ve dalga akson boyunca ilerler.

Ya hep ya hiç: eşiğin altındaki uyarı impuls oluşturmaz; eşiğin üstündeki her uyarı aynı büyüklükte impuls oluşturur. Peki hafif dokunuşla sert darbeyi nasıl ayırt ediyoruz? Şiddet, impulsun büyüklüğüyle değil sıklığıyla kodlanır: güçlü uyarı saniyede daha çok impuls doğurur ve daha çok nöronu uyarır.

Miyelin Hesabı

Bazı aksonları yağlı bir miyelin kılıf sarar. Kılıfın aralıklarına Ranvier boğumu denir ve impuls boğumdan boğuma sıçrayarak ilerler. Bir tabloda miyelinli A nöronunda hız 90 m/s, miyelinsiz B nöronunda 2 m/s verilmiş olsun. Omurilikten ayak parmağına kabaca 1 metrelik yol için:

A: 1 ÷ 90 ≈ 0,011 s (11 milisaniye) · B: 1 ÷ 2 = 0,5 s (500 milisaniye)

Fark 45 kat. Miyelinin zarar gördüğü hastalıklarda (örneğin multipl skleroz) iletimin yavaşlaması ve hareket bozuklukları bu yüzden görülür.

Omurgalılarda miyelin, akson kalınlaşmadan hız kazanmanın yoludur. Miyelini olmayan mürekkep balığı aynı işi dev aksonlarla çözer: kaçış hareketini yöneten aksonu yaklaşık 0,5-1 mm çapındadır, insan aksonlarının yüzlerce katı. Binlerce aksonun aynı kalınlıkta olması gerekseydi sinir demetlerimiz kat kat kalın olurdu.

Sinaps: Kimyasal Köprü

İki nöron birbirine dokunmaz; arada 20-40 nanometrelik bir sinaptik boşluk vardır. İmpuls akson ucuna ulaşınca keseciklerdeki nörotransmitter (örneğin asetilkolin) boşluğa salınır, karşı hücrenin almaçlarına bağlanıp yeni impulsu başlatır. Sonra bir enzim nörotransmitteri parçalar ve sinyal sona erer. Nörotransmitter yalnız akson ucunda bulunduğu için iletim sinapsta tek yönlüdür: akson ucundan dendrite.

Mini soru: Nörotransmitteri parçalayan enzimi engelleyen bir madde ne yapar? Nörotransmitter boşlukta kalır, karşı hücre durmadan uyarılır; kasta sürekli kasılma ve kramp görülür. Bazı tarım ilaçlarının zehirleme şekli budur.

Kim Neyi Yönetir?

Otonom sinir sistemi istemsiz organları iki karşıt kolla yönetir. Tehlike anında sempatik kol kalbi hızlandırır, kan şekerini yükseltir, göz bebeğini büyütür, sindirimi yavaşlatır. Dinlenmede parasempatik kol bunların tersini yapar.

Karanlık salondan güneşe çıkınca göz bebeğinin küçülmesi doğuştan bir reflekstir. Her yemekten önce zil duyan bir köpeğin sonunda yalnız zil sesiyle salya akıtması ise sonradan öğrenilmiş bir şartlı reflekstir (Pavlov).

Duyular: Almaç Algılar, Beyin Yorumlar

• Göz: ışık kornea ve mercekte kırılıp retinaya düşer. Retinadaki koni hücreleri renkli ve keskin görmeyi, çubuk hücreleri loş ışıkta görmeyi sağlar. Görüntünün bilinçli algılanması beynin arka lobundaki görme merkezinde olur.
• Kulak: ses kulak zarını titreştirir, üç kemikçik titreşimi salyangoza iletir. İç kulaktaki yarım daire kanalları dönme hareketini algılar; kendi çevresinde dönüp duran kişinin bir süre daha dönüyormuş gibi hissetmesi, kanallardaki sıvının hareketini hemen durduramamasındandır.
• Tat ve koku: dil yalnız tatlı, tuzlu, ekşi, acı ve umami tatlarını ayırır. Yemeğin "lezzeti"nin büyük kısmı burundan gelen kokudur. Nezleyken yemeklerin tatsız gelmesi bu yüzdendir.

Yanılgılar ve Sınav Notu

Sık yapılan hata: "Uyarı güçlendikçe impuls büyür." İmpulsun büyüklüğü sabittir; güç, sıklıkla kodlanır. Grafikte eşikten sonra yatay giden çizgi bu ilkeyi gösterir.

İkinci yanılgı: "Görme gözde gerçekleşir." Göz uyarıyı alır; görüntü beyinde oluşur.

Sınav notu (AYT): Refleks yayı sorusunda omurilikteki halka ara nörondur. "Denge kaybı var ama konuşma ve hafıza normal" diyen vakada cevap beyinciktir. Otonom tablosunda kalbi hızlandıran, sindirimi yavaşlatan kol sempatiktir.

Sık sorulanlar