নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা/স্নায়ুতন্ত্র

স্নায়ুতন্ত্র তড়িৎ-রাসায়নিক সংকেতের প্রায় তাৎক্ষণিক প্রেরণের মাধ্যমে কাজ করে। নিউরন নামক অত্যন্ত বিশেষায়িত কোষগুলো এই প্রেরণের মাধ্যম নিয়ন্ত্রণ করে। এগুলি স্নায়ুতন্ত্রের কার্যকরী এককও বটে। নিউরন হলো একটি লম্বা কোষ যার তিনটি অংশ রয়েছে: ডেনড্রাইট, কোষদেহ এবং অ্যাক্সন।

একটি সাধারণ নিউরনে অনেক ডেনড্রাইট থাকে যা কোষদেহের লম্বা শাখা থেকে প্রসারিত সরু শাখার মতো দেখায়। অ্যাক্সন হলো একটি একক দীর্ঘ প্রক্ষেপণ যা কোষদেহ থেকে প্রসারিত হয়। এটি সাধারণত অ্যাক্সন টার্মিনাল নামক কয়েকটি ছোট শাখায় শেষ হয়। এই নিউরনগুলো সাধারণত শৃঙ্খল এবং নেটওয়ার্কে সংযুক্ত থাকে। তারা শারীরিকভাবে একে অপরের কাছাকাছি থাকে, তবুও কখনও একে অপরের সংস্পর্শে আসে না। একটি নিউরনের অ্যাক্সন টার্মিনাল এবং অন্য নিউরনের ডেনড্রাইটের মধ্যে যে ফাঁক থাকে তাকে স্ন্যাপস বলে।

যখন একটি বৈদ্যুতিক প্রবণতা নিউরনের মধ্য দিয়ে চলে, তখন এটি ডেনড্রাইট থেকে শুরু হয়। সেখান থেকে এটি কোষদেহ হয়ে অ্যাক্সন বরাবর যায়। প্রবণতা সর্বদা ডেনড্রাইট থেকে কোষদেহ এবং তারপর অ্যাক্সন পর্যন্ত একই পথ অনুসরণ করে। যখন বৈদ্যুতিক প্রবণতা অ্যাক্সনের শেষে স্ন্যাপসে পৌঁছায়, তখন নিউরোট্রান্সমিটার নামক বিশেষ রাসায়নিক পদার্থ নিঃসৃত হয়। নিউরোট্রান্সমিটারগুলো স্ন্যাপসের মাধ্যমে পরবর্তী নিউরনের ডেনড্রাইটে একটি সংকেত বহন করে এবং পরবর্তী কোষে প্রক্রিয়াটি পুনরায় শুরু করে।

যখন নিউরনের মধ্য দিয়ে কোনো প্রবণতা প্রবাহিত হয় না, তখন কোষটি তার বিশ্রাম বিভব (resting potential)-এ রয়েছে বলে ধরা হয়। কোষের ভিতরের অংশ বাইরের অংশের তুলনায় ঋণাত্মক চার্জযুক্ত থাকে। এই ঋণাত্মক চার্জ বজায় রাখার জন্য কোষের শক্তির প্রয়োজন হয়। নিউরনের কোষপর্দায় Na+/K+ ATPase নামক একটি প্রোটিন থাকে যা ATP-এর একটি অণু দ্বারা সরবরাহকৃত শক্তি ব্যবহার করে ৩টি ধনাত্মক চার্জযুক্ত সোডিয়াম অণুকে কোষের বাইরে পাম্প করে। এটি একই সাথে ২টি ধনাত্মক চার্জযুক্ত পটাশিয়াম আয়নকে কোষের ভিতরে নিয়ে আসে। এইভাবে, কোষের বাইরে সোডিয়াম আয়নের ঘনত্ব বেশি থাকে এবং কোষের ভিতরে পটাশিয়াম আয়নের আধিক্য থাকে। একটি সোডিয়াম লিক চ্যানেল কিছু পটাশিয়াম আয়নকে কোষের বাইরে প্রবাহিত হতে দেয়। তা সত্ত্বেও, ঘনত্বের পার্থক্য কোষপর্দা জুড়ে প্রায় -৭০mV এর একটি নিট বিভব পার্থক্য তৈরি করে, যা বিশ্রাম বিভবের মান। ক্রিয়া বিভব (Action potential) হলো তড়িৎ-রাসায়নিক প্রবণতা যা নিউরন বরাবর ভ্রমণ করতে পারে। নিউরন পর্দায় ভোল্টেজ-গেটেড প্রোটিনও থাকে। এই প্রোটিনগুলো পর্দার বিভবের পরিবর্তনের প্রতি সাড়া দেয় এবং নির্দিষ্ট আয়নগুলোকে প্রবেশ করতে দেয় যা সাধারণত অনুমতিপ্রাপ্ত নয়। নিউরনে ভোল্টেজ-গেটেড সোডিয়াম চ্যানেল এবং ভোল্টেজ-গেটেড পটাশিয়াম চ্যানেল উভয়ই থাকে। প্রতিটি ভিন্ন পরিস্থিতিতে খুলবে। ক্রিয়া বিভব শুরু হবে যখন অন্য নিউরন রাসায়নিক সংকেত পাঠিয়ে কোষপর্দার একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলের (সাধারণত ডেনড্রাইটে) বিভবকে ডিপোলারাইজ করবে, অর্থাৎ কম ঋণাত্মক করবে। যখন নিউরন এমনভাবে উদ্দীপিত হয় যে কোষপর্দার বিভব -৫০mV এ পৌঁছায়, তখন সেই অঞ্চলের ভোল্টেজ-গেটেড সোডিয়াম চ্যানেলগুলো খুলে যাবে। যে ভোল্টেজে এই চ্যানেলগুলো খোলে তাকে থ্রেশহোল্ড বিভব (threshold potential) বলে। (এই ক্ষেত্রে, থ্রেশহোল্ড বিভব হলো -৫০mV)। যখন ভোল্টেজ-গেটেড চ্যানেলগুলো খোলে, তখন কোষের বাইরের সোডিয়াম আয়নগুলো ঘনত্বের নতিমাত্রা (concentration gradient) অনুসরণ করে কোষের ভিতরে প্রবেশ করে। সোডিয়াম আয়নের এই প্রবাহ কোষকে ডিপোলারাইজ করবে এবং অবশেষে পর্দার বিভব +৩৫mV এ বৃদ্ধি পাবে। এই সময়ে, ভোল্টেজ-গেটেড সোডিয়াম চ্যানেলগুলো বন্ধ হয়ে যাবে এবং ভোল্টেজ-গেটেড পটাশিয়াম চ্যানেলগুলো তাদের থ্রেশহোল্ডে পৌঁছে খুলে যাবে। কোষের মধ্যে ঘনীভূত ধনাত্মক পটাশিয়াম আয়নগুলো এখন নিউরন থেকে বেরিয়ে আসবে কোষপর্দাকে তার ঋণাত্মক বিশ্রাম বিভবে রিপোলারাইজ করতে। পর্দার বিভব এখন -৯০mV এ নেমে আসবে এবং ভোল্টেজ-গেটেড পটাশিয়াম চ্যানেলগুলো বন্ধ হয়ে যাবে। এর পরে, পটাশিয়াম লিক চ্যানেলগুলো -৭০mV বিভব সহ পর্দাকে তার মূল অবস্থায় ফিরিয়ে আনবে। এই পুরো প্রক্রিয়াটি প্রায় এক মিলিসেকেন্ডের মধ্যে ঘটবে।

মেরুদণ্ডী প্রাণীর স্নায়ুতন্ত্র

মেরুদণ্ডী প্রাণীর স্নায়ুতন্ত্রকে প্রধানত দুটি অংশে ভাগ করা যায়: কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র (Central Nervous System - CNS) এবং প্রান্তীয় স্নায়ুতন্ত্র (Peripheral Nervous System - PNS)। কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র একটি কেন্দ্রীয় কমান্ড সেন্টার হিসেবে কাজ করে যা শরীরের সমস্ত অঞ্চল থেকে সংবেদনশীল ইনপুট গ্রহণ করে এবং তথ্যকে একত্রিত করে একটি প্রতিক্রিয়া তৈরি করে। এটি শ্বাস-প্রশ্বাস, হজম এবং চেতনার মতো বেঁচে থাকার জন্য প্রয়োজনীয় বেশিরভাগ মৌলিক কাজ নিয়ন্ত্রণ করে। অন্যদিকে, প্রান্তীয় স্নায়ুতন্ত্র হলো সেই পথ যার মাধ্যমে কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র জীবের বাকি অংশের সাথে যোগাযোগ করে। মানুষের স্নায়ুতন্ত্রের মতো অত্যন্ত উন্নত সিস্টেমে তিন ধরনের নিউরাল বিল্ডিং ব্লক রয়েছে: সংজ্ঞাবহ (sensory), চেষ্টীয় (motor), এবং অন্তর্বর্তী (interneurons)।

সংজ্ঞাবহ নিউরন (Sensory neurons):

পরিবেশ থেকে উদ্দীপনা পাওয়ার পর শরীরের সংবেদনশীল অঙ্গগুলো থেকে কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রে তথ্য পাঠায়। এই নিউরনগুলোর অন্য নাম হলো অ্যাফেরেন্ট নিউরন (afferent neurons)।

চেষ্টীয় নিউরন (Motor neurons):

উদ্দীপনা বা স্বেচ্ছামূলক ক্রিয়ার প্রতিক্রিয়া হিসেবে কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র থেকে একটি অঙ্গ বা পেশীতে তথ্য বহন করে। এই নিউরনগুলোর অন্য নাম হলো ইফেরেন্ট নিউরন (efferent neurons)।

অন্তর্বর্তী নিউরন (Interneurons):

সংজ্ঞাবহ নিউরন এবং চেষ্টীয় নিউরনের মধ্যে সংযোগ স্থাপন করে।

কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র (Central Nervous System - CNS)

এটি মস্তিষ্ক এবং সুষুম্না কাণ্ড নিয়ে গঠিত। সুষুম্না কাণ্ড একটি দীর্ঘ নলাকার কর্ড যা মাথা থেকে পিঠের নিচের অংশ পর্যন্ত মেরুদণ্ড বরাবর প্রসারিত। মস্তিষ্ক প্রায় সম্পূর্ণভাবে অন্তর্বর্তী নিউরন দ্বারা গঠিত।

সেরিব্রাম (Cerebrum):

মস্তিষ্কের বৃহত্তম অংশ এবং চেতনা নিয়ন্ত্রণ করে। এটি সমস্ত স্বেচ্ছামূলক চলাচল, ধারণা, সংবেদনশীল ধারণা, বক্তৃতা, স্মৃতি এবং সৃজনশীল চিন্তাভাবনা নিয়ন্ত্রণ করে।

সেরিবেলাম (Cerebellum):

স্বেচ্ছামূলক চলাচলকে সূক্ষ্মভাবে সমন্বয় করতে সাহায্য করে, তবে এটি শুরু করে না। এটি নিশ্চিত করে যে নড়াচড়া সমন্বিত এবং ভারসাম্যপূর্ণ।

ব্রেইনস্টেম (Brainstem):

শ্বাস-প্রশ্বাস, কার্ডিওভাসকুলার নিয়ন্ত্রণ এবং গিলানোর মতো অনৈচ্ছিক কাজগুলো নিয়ন্ত্রণের জন্য দায়ী। এটি মেডুলা অবলংগাটার একটি অংশ, যা জীবনের জন্য অপরিহার্য এবং প্রচুর পরিমাণে তথ্য প্রক্রিয়া করে। মেডুলা সতর্কতা বজায় রাখতেও সাহায্য করে।

হাইপোথ্যালামাস (Hypothalamus):

হোমিওস্ট্যাসিস বজায় রাখার জন্য দায়ী। এটি তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে, ক্ষুধা নিয়ন্ত্রণ করে, জল ভারসাম্য বজায় রাখে এবং আবেগ তৈরিতে সাহায্য করে।

সুষুম্না কাণ্ডে ৩ ধরনের নিউরন থাকে: অ্যাক্সন, ইন্টারনিউরন এবং গ্লিয়াল কোষ। চেষ্টীয় নিউরনের অ্যাক্সনগুলো মেরুদণ্ড থেকে প্রান্তীয় স্নায়ুতন্ত্রে প্রসারিত হয়। ইন্টারনিউরনগুলো চেষ্টীয় এবং সংজ্ঞাবহ নিউরনকে সংযুক্ত করে। গ্লিয়াল কোষগুলো নিউরনগুলোর জন্য শারীরিক এবং বিপাকীয় সহায়তা প্রদান করে। এটি শরীর এবং মস্তিষ্কের মধ্যে একটি সংযোগ স্থাপনকারী হিসেবে কাজ করে যাতে এটি সহজ প্রতিচ্ছবি (reflexes) নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।

প্রান্তীয় স্নায়ুতন্ত্র (Peripheral Nervous System - PNS)

এটি একটি সংজ্ঞাবহ ব্যবস্থা যা শরীর থেকে ইন্দ্রিয়গুলো থেকে কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্রে তথ্য বহন করে এবং একটি চেষ্টীয় ব্যবস্থা যা কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র থেকে অঙ্গ বা পেশীতে শাখা প্রশাখা বিস্তার করে। চেষ্টীয় ব্যবস্থাকে দুটি অংশে ভাগ করা যায়: সোমাটিক সিস্টেম (somatic system) এবং স্বয়ংক্রিয় সিস্টেম (autonomic system)।

সোমাটিক স্নায়ুতন্ত্র (Somatic nervous system):

এটি স্বেচ্ছামূলক বা সচেতন চলাচলের জন্য দায়ী। নিউরনগুলো শুধুমাত্র শারীরিক নড়াচড়ার জন্য প্রয়োজনীয় কঙ্কালের পেশীগুলোকে লক্ষ্য করে। সোমাটিক সিস্টেমের সমস্ত নিউরন অ্যাসেটিলকোলিন (acetylcholine) নিঃসরণ করে, যা একটি উত্তেজক নিউরোট্রান্সমিটার যা কঙ্কালের পেশীগুলোর সংকোচন ঘটায়।

স্বয়ংক্রিয় স্নায়ুতন্ত্র (Autonomic nervous system):

এটি কঙ্কালের পেশী ছাড়া অন্য টিস্যুগুলো নিয়ন্ত্রণ করে। এটি এমন প্রক্রিয়াগুলো নিয়ন্ত্রণ করে যার উপর একটি প্রাণীর স্বেচ্ছামূলক নিয়ন্ত্রণ নেই, যেমন হৃদস্পন্দন, পরিপাকতন্ত্রের নড়াচড়া এবং মূত্রাশয়ের সংকোচন। এটিকে সহানুভূতিশীল বিভাগ (sympathetic division) এবং পরানুবর্তী বিভাগ (parasympathetic division)-এ উপ-বিভক্ত করা যেতে পারে।

সহানুভূতিশীল বিভাগ (Sympathetic division):

শরীরকে জরুরি পরিস্থিতির জন্য প্রস্তুত করতে কাজ করে। এটি হৃদস্পন্দন বৃদ্ধি করে, তারারন্ধ্র প্রসারিত করে এবং শ্বাস-প্রশ্বাসের হার বাড়ায়। এটি অ্যাড্রিনাল গ্রন্থিগুলোর মেডুলাকে রক্তপ্রবাহে এপিনেফ্রিন এবং নোরপাইনফ্রিন নিঃসরণ করতেও উদ্দীপিত করে। একসাথে, এটি "লড়াই বা পলায়নের (fight or flight)" প্রতিক্রিয়া তৈরি করে।

পরানুবর্তী বিভাগ (Parasympathetic division):

যখন শরীর বিশ্রামে থাকে তখন এটি সবচেয়ে সক্রিয় থাকে। এটি হৃদস্পন্দন ধীর করে, হজম বৃদ্ধি করে এবং শ্বাস-প্রশ্বাস ধীর করে। এটি "বিশ্রাম এবং হজম (rest and digest)" প্রতিক্রিয়া তৈরি করে।