ကိုယ်တွင်းလျှပ်လှိုင်း

နျုရွန် (ကိုယ်တွင်းလျှပ်ကူးဆဲလ်)များတလျှောက် ဖြစ်ပေါ်သော ကိုယ်တွင်းလျှပ်လှိုင်း (အင်္ဂလိပ်: action potential) ၎င်းနျူရွန်၏ ဆဲလ်ပိတ်လွှာတလျှောက် ဆဲလ်တွင်းပြင် လျှပ်ညှို့အင် ဆောင့်တိုးလျော့တုံ ပြောင်းလဲသွားခြင်း^[၁] (လျှပ်ဓာတ်ဆောင် အမှုန်တို့ ဆဲအတွင်းအပြင် ပြေးဝင်တုံပြေးထွက်တုံများ ကပ်လျက်အလျားတလျှောက် ဖြစ်ပျက်လက်ဆင့်ကမ်းသွားခြင်း)ကြောင့် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း ပြောင်းယိမ်းဂယက် ကူးလျှောက်သွားခြင်း ဖြစ်၏။

ဤပုံပါ နျူရွန်တခုခုရှိ အထွက်တံပိုင်း (axon of a neuron) ၏ ဝန်းကျင်၌ လျှပ်ဓာတ်ဆောင် အမှုန်များစုဝေးနေသည်၊ အဖိုဓာတ်ဆောင်များ အဖြစ် ဆိုဒီယမ်အိုင်းယွန်း (Na⁺) များနှင့် ပိုတက်ဆီယမ်အိုင်းယွန်း (K⁺) များ၊ အမဓာတ်ဆောင်များ အဖြစ် အခြားအမှုန်များ ရှိမည်။ နျူရွန်ဆဲလ်အပြင်၌ နေမြဲအားဖြင့် လျှပ်ဖိုဓာတ်မှုန်များ ပိုကဲတင်းစုလျက် ရှိစဉ် ဆဲလ်တွင်းပြင် လျှပ်ညှို့အင်က အတိုင်းအတာတခုရောက်လျှင် ဆဲလ်ပိတ်လွှာ (မမ်ဘရိန်း) က အပြင်မှ တိုးဝင်နေသည့် လျှပ်ဖိုမှုန်တို့အနက် Na⁺ များကို ဆဲလ်အတွင်း (နျူရွန်၏ အထွက်တံအတွင်း) ပေးဝင်လိုက်၍ အတွင်းပိုင်း၌ လျှပ်ဖိုစုပြုံပိုကဲမှု (++++) ထိုနေရာတဝိုက် ဖြစ်သွား၏။ ထို့နောက် ခဏအတွင်း၌ပင် ဆဲလ်တွင်းမှ K⁺ တို့ကိုမူ နျူရွန်ဆဲလ် အပြင်သို့ ထုတ်ပစ်သဖြင့် ထိုအတွင်းပိုင်း၌ လျှပ်မစုပြိုပိုကဲမှု (- - -) ပြန်ဖြစ်သွား၏။ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း၏ ဤသို့သော တပိုင်းချင်း ပြောင်းတုံပြန်လှည့် လှုပ်ခတ်မှုတို့မှာ ကပ်လျက်သောနေရာများတလျှောက် ပုံပါအတိုင်း ဖြစ်ပျက်သွားသဖြင့်၊ ခြုံကြည့်လျှင် လျှပ်စစ်စက်ကွင်း ဂယက်ထမှု လက်ဆင့်ကမ်းခြင်းမျိုး ဖြစ်၏၊ ဤသည်ကမျိုးကပင် ကိုယ်တွင်လျှပ်လှိုင်း (action potential) တကြောင်းချင်း ဖြစ်တော့၏။ နေ့စဉ်ဘဝ၏ တိုတောင်းမြန်ဆန်သော သိရှိမှုတိုင်း၌ ဤသို့သော လျှပ်လှိုင်းများစွာမှာ နျူရွန်ကွန်ရက်တို့အတွင်း ကိုယ်တွင်းလျှပ်လှိုင်းစဉ်များ (nerve signals) အဖြစ် စီးကူးသွားပြီး၊ ၎င်းတို့မှာ ဦးနှောက်အဖို့ ဖတ်ရှုဖွယ် ဘာသာစကားကဲ့သို့ ဖြစ်တန်ရာ၏။

နျူရွန်တခုချင်းအတွင်း၌ ခြုံငုံဖြစ်စဉ်

အလျားလိုက်စံတိုင်မှာ အချိန် ဖြစ်ပြီး ထောင်လိုက်စံတိုင် လျှပ်ညှို့အင်(ဗှို့အား) ဖြစ်၍၊ ညာဘက်သို့အလျားတလျှောက် အနိမ့်အမြင့်များ ပြောင်းလဲမှု ဤဂရပ်ဖှ်သည် ကိုယ်တွင်းလျှပ်လှိုင်းဖြစ်ပေါ်စဉ်အတွင်း နျူရွန်အတွင်း၌ အချိန်(ကုန်ဆုံးမှု)နှင့်အမျှ ပြောင်းလဲတည်ရှိသွားသော လျှပ်ညှို့အင် ပမာဏများကို ပြဆိုနေပေမည်။ အချိန်စံတိုင်ကို 1စက္ကန့်၏ တစ်ထောင်ပုံ တစ်ပုံစီ ရှိ‌သော် အလွှားစိပ်နှင့် ဖွဲ့စည်းထား၍ ကိုယ်တွင်းလျှပ်လှိုင်း တကြောင်းချင်းစီ၏ ဖြစ်ပျက်မှုကြာချိန်က ၅ မီလီစက္ကန့်ခန့် ဟု အဓိပ္ပါယ်ရ၏။

သတ္တဝါတို့၏ ကိုယ်တွင်းဆဲလ်များ၌ လျှပ်ဓာတ်အဖို-အမတို့အနက် တမျိုးမျိုးဆောင်သော အမှုန်များက ပိုကဲနေတတ်သဖြင့်၊ လျှပ်စစ်စက်ကွင်း သဘောနှင့်လျှင် ဆဲလ်က လျှပ်ဖိုဖြစ်စေ လျှပ်မဖြစ်စေ လျှပ်ကွင်းခေါင်းသဖွယ် (electrically polarized) ဖြစ်နေတတ်၏။ ထို့ကြောင့် ဆဲလ်တွင်းနှင့် ဆဲလ်ပြင် ပျော်ရည်ထုတို့ချင်းကြား အတွင်းအပြင် လျှပ်ညှို့အင် စောင်းပေးမှု ရှိနေကာ တဘက်ဘက်မှ လျှပ်ဓာတ်ဆောင် အမှုန်များ တဘက်ဘက်သို့ ပြေးဝင်ပြေးထွက်ကြရန် တာစူသကဲ့သို့ ရှိအံ့။

နျူရွန်ဆဲလ်၏ အပြင်ခွံအပိတ်လွှာ အချို့နေရာများမှာ လျှပ်မှုန် တံခါးရှင် ခေါ် လျှပ်ဓာတ်ဆောင် အိုင်းယွန်းများကို ပေးဖြတ်လိုက်၊ ပိတ်ဆို့လိုက် ပြုလုပ်နိုင်သည့် ပရိုတီးန်ဖွဲ့ အင်္ဂါနုပ်လေးများ ရှိ၏။ နျူရွန်၏ အဝင်တံပွား (dendrites) လော၊ အလုံးကိုယ်ထည်(soma) လော၊ အထွက်တံ (axon) လော၊ ထိုသို့ နေရာအမျိုးမျိုးအလိုက် နျူရွန်၏ ဆဲလ်အပိတ်အလွှာရှိ လျှပ်မှုန်တံခါးရှင် (ion chanels) အမျိုးကွဲအသီးသီး ရှိ၏။ သို့ဖြင့် နျူရွန်အစိတ်အပိုင်း အချို့၌သာ ကိုယ်တွင်းလျှပ်လှိုင်း တခုခုကို ဂယက်အစပြုနိုင်၏။ များသောအားဖြင့် အလုံးကိုယ်ထည်နှင့် အထွက်တံပိုင်းတို့၌ ဂယက်အစပြုမှု ဖြစ်တတ်ပြီး၊ ၎င်း အထွက်တံ၏ ကိုယ်ထည်လုံးနှင့်အစပ် အရင်းပိုင်းက ဂယက်အစပြုမှု အဖြစ်နိုင်ဆုံးဟု နောက်ပိုင်းလေ့လာမှု အချို့က ပြဆို၏။^[၂]

ဂယက်အစပြုနိုင်သော ဆဲလ်အပိတ်လွှာ(မမ်ဘရိန်း) အပိုင်းတို့ရှိ လျှပ်ညှို့အင် (လျှပ်ဓာတ်ဆောင်အစုံများ စုဝေးမှုပုံစံနှင့် ထိုပုံစံကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသည့် လျှပ်ဓာတ်ဆောင်အမှုန်တိုင်းပေါ် မောင်းနှင်အား အခင်းအကျင်း) တို့မှာ ဤသို့ ဖြစ်ပျက်၏။ မည်သည့် လျှပ်ဓာတ်ဆောင် အမှုန်တို့ကမျှ ဂယက်မပြုသေးလျှင် နေမြဲ လျှပ်ညှို့အင် (resting potential) ပမာဏတခုအတိုင်း ရှိနှင့်နေမည်။ အထွက်တံ အရင်းပိုင်း (axon hillock) တခု၌ သာမန်အားဖြင့် ရှိတတ်သော ဤနေမြဲလျှပ်ညှို့အင် ပမာဏမှာ –70 mV ခန့် ဖြစ်၏။
နေမြဲလျှပ်ညှို့အင်ကို တရွရွ လာနှောင့်ယှက်နေသည့် အမှုန်တို့ ဝင်ရောက်မှု အစဉ် ရှိနေသော်လည်း ထူးခြားသော နောက်ဆက်တွဲ အစဉ် မရှိပေ။ ဆောင့်လျှောရာ ဗှို့အား (threshold potential) [အထွက်တံ အရင်းပိုင်းအဖို့ သာမန်အားဖြင့်လျှင် –55 mV ခန့်] အထို ရောက်အောင် လျှပ်ညှို့အင် နှောင့်ယှက်ဆွဲတင် ခံရလျှင်မူ လျှပ်မှုန် တံခါးရှင် (အိုင်းယွန်း တံခါးရှင်)များ ရုတ်ချည်း ပြောင်းလဲကြ၍ အိုင်းယွန်းလျှပ်မှုန်တို့ များများမြန်မြန် စီးကူးကုန်ကာ ကိုယ်တွင်းလျှပ်လှိုင်း (နျူရွန်အထွက်တံတလျှောက်) ဂယက်ထတော့၏။ ဆဲလ်တွင်းပြင် လျှပ်ညှို့အင် ပမာဏမှာ ဂရပ်ဖှ်ပုံ၌ ရုတ်ချည်း မြင့်တက်၏။ ထို့နောက် ရုတ်ချည်း ပြန်ဆင်း၏။ တချက်တချက်၌ နဂို နေမြဲ လျှပ်ညှို့အင်ပမာဏထက်ပင် လျော့ဆင်းကာ ခေတ္တရှိလျက် ဖြည်းဖြည်းချင်း ပြန်တက်၏။ နောက်ဆုံးတွင်မှ အိုင်းယွန်းလျှပ်မှုန်တို့၏ ဖြန့်ကျက်လျှပ်ညှို့အင် တင်းမှုအခင်းအကျင်းက နေမြဲသို့ ပြန်ပြန်ရောက်သွားတော့သည်။

စမ်းသပ်ချက်များအရ နျူရွန်ဆဲလ် တစ်ခုချင်းစီ၏ ဖြစ်ပျက်သမျှ ၎င်းလျှပ်ညှို့အင် အတက်အဆင်းပမာဏ၊ ကြာချိန်တို့မှာ၊ ချွင်းချက်အချို့မှ လွဲ၍၊ အတူတူနီးပါးချည်း ဖြစ်၏။ များသောအားဖြင့်၊ နျူရွန်တခုတခု၌ ၁စက္ကန့်လျှင် ကိုယ်တွင်းလျှပ်စီး ၁၀ ချက်မှ အချက် ၁၀၀ အထိ ဖြစ်ပျက်နိုင်၏။ ကိုယ်တွင်းလျှပ်စီး တချက်စီ တကြောင်းစီ၏ ကြာချိန်မှာ အကြမ်းအားဖြင့် ${\displaystyle 5ms}$ (သို့) ${\displaystyle 0.005s}$ (သို့) တစ်စက္ကန့်၏ တစ်ထောင်ပုံ ၅ပုံခန့် ဖြစ်၏။ .