RAsKS66p1ZDRw

Nervous system

Source: Janson Snyder, www.flickr.com, licencja: CC BY 2.0.

Link to the lesson

Before you start you should know
  • your body receives information and reacts to it;

  • the brain and spinal cord are protected by the skull and the spinal canal of the spine.

You will learn
  • to show the connection between the structure of the neuron and its functions;

  • to explain what does conduction of neural impulses consist in;

  • to list the functions of the nervous system;

RMHVYZWfbJuHi
Nagranie dźwiękowe abstraktu

How is the nervous system built

The nervous system is composed of several subsystems that work together with each other and with the rest of the body. Due to its build, we distinguish the central nervous system (CNS) and the peripheral nervous system (PNS). The central nervous system consists of the brain and spinal cord. CNS is the control centre for the entire body. It receives, analyzes and processes information that comes from the environment and from inside the body and sends the answers to the executive organs. It is possible thanks to cranial nerves and spinal nerves, which connect the brain and the spinal cord with the rest of the body. It’s them, together with neural plexuses and ganglia, that create the peripheral nervous system. The system receives information and sends it to the central nervous system and conducts the answers from the brain and the spinal cord to the executive organs.

RTQESf9Qd2Vj2
Schemat w formie kolorowych prostokątów przedstawia części układu nerwowego (zielona belka). Są dwie części (niebieskie czworokąty): centralny i obwodowy układ nerwowy, z nerwami czuciowymi i ruchowymi. Obwodowy układ nerwowy dzielimy na dwie części (beżowe prostokąty). Z lewej somatyczny, zależny od woli, otrzymuje i przekazuje informacje. Z prawej autonomiczny, niezależny od woli, przekazuje informacje do narządów wewnętrznych. Dzieli się na dwie części (różowe ). Część współczulna kieruje pracą narządów podczas mobilizacji, przywspółczulna jest aktywna podczas odpoczynku. Opisano: 1. Nervous system, 2. central nervous system (CNS), 3. peripheral nervous system, 4. sensory nerve, 5. motor nerve, 6. somatic nervous system (voluntary nervous system) it receives information e.g. from senses and provides the information to skeletal muscles, 7. autonomic nervous system (involuntary) provides the information to internal organs, 8. part sympathetic- directs the work of organs during mobilization, 9. part parasympathetic -directs the work of organs during rest
Organization of the nervous system
Source: Dariusz Adryan, licencja: CC BY 3.0.

The peripheral nervous system can be divided into the somatic nervous system and the autonomic nervous system. They cooperate in order to maintain the balance inside the body. The somatic nervous system receives stimuli from the surroundings and directs the skeletal muscles. The autonomic (vegetative) nervous system receives stimuli that come from inside the body and controls the work of organs, whose actions are independent from our will (e.g. the heart muscle).

In autonomic nervous system we distinguish a sympathetic and a parasympathetic part. Both, using various nerves, influence the same organ, but they have opposite actions. The sympathetic system boosts the activity of many organs (and slows down the activity of others), and mobilizes the body to act in stressful situations. The parasympathetic system has the reverse function - it slows down the activity and calms the body. The sympathetic system causes, for example, the dilation of pupils (mydriasis) that happens when the body is prepared to fight or flight. In order for this to be successful, the body must register all possible threatening movements and details of the surroundings. When the danger passes, the parasympathetic system causes the narrowing of the pupils (miosis), causing the eyes to be less sensitive to information from the surroundings.

Task 1

Select times of a day when the parasympathetic nervous system takes over the body and describe what happens then.

RsGg1ES5PumkD1
Ilustracja interaktywna przedstawia sylwetkę człowieka z obrysem nerwów. Na ilustracji opisano: 1. encephalon- the most important, central part of the central nervous system, 2. jugular nerve- innervates surroundings of the neck, shoulders and upper limbs, 3. spinal cord- conducts nerve impulses between the encephalon and the peripheral system, 4. intercostal nerve- inervates intercostal muscles, pleura and peritoneum, 5. ganglia- they consist of sensory nerve cells, 6. ulnar nerve- it belongs to mixed sensorimotor nerves, 7. sciatic nerve- the longest and the the thickest nerve of the entire organism. It belongs to mixed sensorimotor nerves, 8. peroneal nerve- sciatic nerve branch that belongs to mixed sensorimotor nerves
Central and peripheral nervous system
Source: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Neural cells and nerves

The basic structural and functional units of the nervous system are the neural cells – neuronsneuronneurons. Their tree‑like shape is the manifestation of how well they adapted to receiving and transferring information. The body of neural cell has multiple protrusions projecting into many ways. There are the so‑called dendritesdendritesdendrites. They are short and very arborescent and they conduct information towards the perikaryon. They constitute about 80% of the total mass of the neuron. A single long protrusion (in humans it can measure up to 100 cm) is called an axonaxonan axon. It is responsible for transferring information from the perikaryon to other neurons or executive organ. It is also called a nerve fibre.

RV7dfAq7YyiPg
Ilustracja składa się z rysunku komórki nerwowej, schematu jej działania oraz fotografii z mikroskopu elektronowego. Neuron wygląda jak drzewko, leżące poziomo. Z lewej krótkie zielone wypustki to dendryty. Strzałki wskazują, że zbierają sygnały elektryczne i prowadzą je do żółtego ciała komórki. Jej zadaniem jest integracja sygnałów i pobudzenie fioletowego aksonu. Akson przekazuje sygnały elektryczne do innego neuronu lub komórki, reagującej na bodziec. Akson ma na zewnątrz przerywaną osłonkę mielinową. Fotografia przedstawia pojedynczą, czarną komórką nerwową na tle innych, nieostrych. Ilustrację podpisano: 1. cell nucleus, 2. body of neuron, 3. myelin insulation, 4. dendrites they gather electric signals, 5. body of the cell it integrates the incoming signals and sends the awakening to the axon, 6. axon it transmits electric signals to another neuron or stimulus-responsive cell
Structure of the neuron
Source: MethoxyRoxy, Tomorrow Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 2.5.

The cell membrane of the neuron has an ability to conduct information in form of nerve (electrical) impulses. The impulses are delivered by dendrites to the membrane covering the body of the nerve cell, and from there they run along the axon’s cell membrane to other neurons, muscles and, glands. The protrusions of the neurons do not touch each other directly. They are divided by a ridge, the so‑called synaptic cleft, through which the impulses are delivered from the axon of one cell to the dendrite of the other (or from the axon to, e.g. a muscle cell or a gland). The connection of the axon, the cell transferring its impulse, with the cellular membrane of another neuron that receives the impulse or another cell that receives the impulse is called synapsesynapsasynapse.

R18H6dnHPBDdA
Ilustracja przedstawia z lewej dwa żółte neurony. Miejsce styku aksonu jednej z dendrytem drugiej to synapsa, ukazana w powiększeniu po prawej. Cebulowate kształty to u góry zakończenie neurytu, a u dołu dendryt. Czerwone strzałki wskazują kierunek przewodzenia informacji. Wewnątrz zakończenia neurytu znajdują się pęcherzyki synaptyczne z czerwonymi kropkami. Przy błonie pęcherzyki pękają, a substancja pośrednicząca przechodzi do szczeliny synaptycznej. Na błonie komórki odbierającej impuls znajdują się receptory, tu jako krzyżyki. Na nie trafiają czerwone kropki substancji pośredniczącej i pobudzają dendryt. Podpisano: 1. synapse, 2. ending of the neurocyte, 3. direction of information transfer, 4. synaptic vesicles, 5. cell membrane transmitting nerve impulse, 6. synaptic cleft, 7. cell membrane receiving a nerve impulse, 8. receptors, 9. direction of information transfer, 10. dendrit
Synapse
Source: Anita Mowczan, licencja: CC BY 3.0.

In the synaptic cleft, the information is transferred using chemical substances called mediators or neurotransmitters. They are secreted by the corn‑like looking ends of the axons, and in the membrane of the neighbouring dendrites there are receptors, that fit the neurotransmitters spatially. When the electric impulse reaches the corn‑like ending of an axon, the transmitters are released into the cleft. They combine with the receptors that are present in the receiving cellular membrane, which causes the electric impulse to appear and move further towards its axon.

Some axons are covered by a fatty substance called myelin. The myelin insulation around nerves isolates neighbouring neurons and speeds up the conduction of impulses along the nerve fiber. Axons or dendrites of various neurons bundled together and covered from the outside by the connective tissue create nervesnervenerves. Nerves are responsible for transferring information between the brain or spinal cord and the cells of the body.

RfN23xxrUWPJB
Exercise 1
Wymień siedem elementów budowy synapsy
Source: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.
R14zlsfJxbAZt
Exercise 2
Match the pairs English words with Polish definition. axon Możliwe odpowiedzi: 1. komórka nerwowa, 2. inaczej neuryt lub włókno nerwowe; długa pojedyncza wypustka nerwowa przewodząca impuls nerwowy od ciała neuronu do innej komórki, 3. krótkie, rozgałęzione wypustki neuronu przewodzące impuls nerwowy od receptora do ciała komórki, a następnie do aksonu, 4. wąska przestrzeń między komórką nerwową (jej aksonem) a inną komórką nerwową (dendrytem), komórką mięśniową lub budującą gruczoł, przez którą przekazywany jest impuls nerwowy, 5. pęczek aksonów pochodzących od różnych neuronów, otoczony osłoną z tkanki łącznej. dendrites Możliwe odpowiedzi: 1. komórka nerwowa, 2. inaczej neuryt lub włókno nerwowe; długa pojedyncza wypustka nerwowa przewodząca impuls nerwowy od ciała neuronu do innej komórki, 3. krótkie, rozgałęzione wypustki neuronu przewodzące impuls nerwowy od receptora do ciała komórki, a następnie do aksonu, 4. wąska przestrzeń między komórką nerwową (jej aksonem) a inną komórką nerwową (dendrytem), komórką mięśniową lub budującą gruczoł, przez którą przekazywany jest impuls nerwowy, 5. pęczek aksonów pochodzących od różnych neuronów, otoczony osłoną z tkanki łącznej. nerve Możliwe odpowiedzi: 1. komórka nerwowa, 2. inaczej neuryt lub włókno nerwowe; długa pojedyncza wypustka nerwowa przewodząca impuls nerwowy od ciała neuronu do innej komórki, 3. krótkie, rozgałęzione wypustki neuronu przewodzące impuls nerwowy od receptora do ciała komórki, a następnie do aksonu, 4. wąska przestrzeń między komórką nerwową (jej aksonem) a inną komórką nerwową (dendrytem), komórką mięśniową lub budującą gruczoł, przez którą przekazywany jest impuls nerwowy, 5. pęczek aksonów pochodzących od różnych neuronów, otoczony osłoną z tkanki łącznej. neuron Możliwe odpowiedzi: 1. komórka nerwowa, 2. inaczej neuryt lub włókno nerwowe; długa pojedyncza wypustka nerwowa przewodząca impuls nerwowy od ciała neuronu do innej komórki, 3. krótkie, rozgałęzione wypustki neuronu przewodzące impuls nerwowy od receptora do ciała komórki, a następnie do aksonu, 4. wąska przestrzeń między komórką nerwową (jej aksonem) a inną komórką nerwową (dendrytem), komórką mięśniową lub budującą gruczoł, przez którą przekazywany jest impuls nerwowy, 5. pęczek aksonów pochodzących od różnych neuronów, otoczony osłoną z tkanki łącznej. synapsa Możliwe odpowiedzi: 1. komórka nerwowa, 2. inaczej neuryt lub włókno nerwowe; długa pojedyncza wypustka nerwowa przewodząca impuls nerwowy od ciała neuronu do innej komórki, 3. krótkie, rozgałęzione wypustki neuronu przewodzące impuls nerwowy od receptora do ciała komórki, a następnie do aksonu, 4. wąska przestrzeń między komórką nerwową (jej aksonem) a inną komórką nerwową (dendrytem), komórką mięśniową lub budującą gruczoł, przez którą przekazywany jest impuls nerwowy, 5. pęczek aksonów pochodzących od różnych neuronów, otoczony osłoną z tkanki łącznej

Summary

  • The basic structural and functional units of the nervous system are neurons. In the nervous system, the information is conducted in the form of electric impulses and chemical substances.

  • The central nervous system (CNS) consists of the brain and the spinal cord.

  • The peripheral nervous system consists of nerves that run from the brain and the spinal cord.

  • The autonomic (vegetative) nervous system sustains bodily functions: it receives stimuli that come from inside the body and controls the work of organs, whose actions are independent from our will, allows activity and exertion of the body or slows down the activity of the internal organs.

Homework
Task 2.1

Create a table where you will compare dendrites and axons. Include 3 features.

Create a table where you will compare dendrites and axons. Include 3 features.

Keywords

neuron, synapse, dendrite, axon

Glossary

axon
axon
R1WSppx1byMhy
Nagranie dźwiękowe słówka axon

akson – inaczej neuryt lub włókno nerwowe; długa pojedyncza wypustka nerwowa przewodząca impuls nerwowy od ciała neuronu do innej komórki

dendrites
dendrites
R7Z31O4Z3R2gU
Nagranie dźwiękowe słówka dendrites

dendryty – krótkie, rozgałęzione wypustki neuronu przewodzące impuls nerwowy od receptora do ciała komórki, a następnie do aksonu

nerve
nerve
Ru0lq1WlxrYnh
Nagranie dźwiękowe słówka nerves

nerw – pęczek aksonów pochodzących od różnych neuronów, otoczony osłoną z tkanki łącznej

neuron
neuron
Rrhf72HdmyRYL
Nagranie dźwiękowe słówka neuron

neuron – komórka nerwowa

synapsa
synapsa
RSHfYm8IoqdSA
Nagranie dźwiękowe słówka synapsa

synapsa – wąska przestrzeń między komórką nerwową (jej aksonem) a inną komórką nerwową (dendrytem), komórką mięśniową lub budującą gruczoł, przez którą przekazywany jest impuls nerwowy