מבוא:

• כתם ניסל (nissl stain):

  • צובע את הסומא על ידי תגובה עם חומצות גרעין שמרכיבות את הדנ"א והרנ"א בגרעין התא ובאנדופלזמטיק רטיקולום

• כתם גולג'י (golgi stain):

  • צובע את הסומא, האקסונים, והדנדריטים

• דוקטרינת הנוירון:

  • השימוש בכתם גולג'י שהיווה תצוגה למבנה השלם של הנוירון גרם לפיתוח שתי גישות בנוגע לקישור המבנים הנוירונלים:
    • הגישה הרטיקולרית:
      • הוצעה על ידי גולג'י וגורסת כי כל הנוירונים הן יחידה אחת מחוברת (רטיקולרית)
    • דוקטרינת הנוירון:
      • הוצעה על ידי רמון קחל (ramon cajal) שטען כי מדוברת ביחידות נפרדות
      • תאוריה זו הוכחה כנכונה כאשר הומצא המיקרוסקופ החשמלי וניתן היה להוכיח שהנוירונים הם יחידות נפרדות שמבצעות קשרים סינפטים.

• קונספטים חשובים:

  • מערכת העצבים שולטת בהתנהגות
  • מערכת העצבים מתקשרת באמצעות חשמל
  • מידע חושי ומוטורי נע בדרכים נפרדות
  • מערכת העצבים מפוצלת לתאים עצביים נפרדים שאינם תלויים אחד בשני
  • פונקציות יוכלות להיות לוקאליות במוח

• מבנה הנוירון:

  • שכבת הקלט:
    • הסומא - גוף התא:
      • ציטוזול: חומר נוזלי בתוך התא
      • אורגנלות: מבנים ממברנלים
      • ציטופלזמה: הממברנה עצמה שנועדה ליצור הבדלה בין האזור הפנים והחוץ תאי. הממברנה היא עיקר הסיגנל החשמלי. תכונות הממברנה הן הבסיס ליצירת הסיגנל החשמלי (selective permeability בין מה שקורה בחוץ לבפנים היא התכונה המאפשרת את זה)
    • הדנדריטים
  • שכבת הפלט:
    • האקסון

מנגנוני בקרה:

1. היבט מכניסטי:

   • אוסף של רכיבים (ביולוגים / פיזיקלים) הקשורים זה לזה כך שיפעלו כיחידה אחת.
   • מערכת בקרה:
     • מערכת בנויה לפקד / לכוון / לווסת את עצמה או מערכת אחרת.
     • ישנן מערכות בקרה פאסיביות, אולם בד"כ הכוונה היא למערכת שמבצעת את פעולתה באופן דינמי או אקטיבי.
     • למערכות אלו יש קלט ופלט יחיד או רבים.
     • דוגמא לקובץ מערכות כזה הוא הומאוסטזיס - אוסף מערכות הבקרה המאפשרת לשמור על סביבה פנימית יציבה יחסית תחת תנאים של סביבה חיצונית בלתי יציבה.

2. סוגי מערכות בקרה:

   • חלוקה לפי מקור:
     • מערכות מכניות, חשמליות וכו' תוצרת אדם
     • מערכות טבעיות ביולוגיות
     • מערכות משולבות
   • חלוקה לפי אופי:
     • מערכת פתוחה (open loop):
       • פעולת הבקרה בלתי תלויה בפלט
       • בעלת תכונות של דיוק, כיול מוקדם, ויציבות
       • דוגמא: טוסטר - מקיים פעולה ללא חשיבות לפעולה הסופית (לא אכפת לו אם יצא שרוף)
     • מערכת סגורה (closed loop - feedback system):
       • פעולת הבקרה תלויה באופן כלשהוא בפלט
       • מערכת היזון לאחור (feedback) - אמורה להשוות את הפלט האקטואלי אל הקלט (הערך המבוקש) ולתקן בהתאם.
       • מערכת היזון קדימה (feedforward) - סיגנל מקדים.

3. מאפיינים של סוגי מערכות היזון חוזר:

   • אפשר לשלוט בדיוק לשחזור הקלט
   • פחות רגישות להבדלים קיצוניים ביחס בין קלט / פלט
   • פחות רגישה להפרעות ולתנאים לא לינארים
   • טווח תדירות פעולה רחב יותר

4. טרמינולוגיה של מערך בקרה החזרי:
   

   • נקודת קביעה (set point):
     • הנקודה שבה נרצה שהמערכת תישמר נקראת ה set point
     • כדי לשמור על הערך של נקודה זו צריך להשקיע אנרגיה
     • במערכת הומאוסטטית המשתנה המבוקר מתנדנד סביב ערך ה set point

• האורגניזם:

  • מערכת פתוחה השומרת על סביבה פנימית קבועה (שיווי משקל דינמי) למרות הזרימות השונות דרכה

• שימור:

  • שימור המערכת הביולוגית / סביבתה הפנימית מצירך מנגנוני בקרה (ביולוגים) משוכללים, לניטור הסביבה החיצונית והפנימית.

• בקרה ביולוגית:

  • בקרה כימית - הורמונלית:
    • מתרחשת על ידי תיווך מולקולרי בין קבוצות תאים
    • רחבה באופייה, איטית
    • שימוש במערכות הובלה בדם
  • בקרה עצבית:
    • ככל שגדל האורגניזם התעורר הצורך במערכות שליטה מהירות יותר וממוקדות יותר -> מערכות העצבים ומערכות הפעלת השרירים
  • האינטרציה בין שתי המערכות באורגניזמים רב תאיים מפותחים