الأهداف
الأهداف
- تحدد الوظائف الخمس للجهاز الهيكلي العظمي.
- تقارن المفاصل المتحركة بالمفاصل الثابتة.
- تصف التركيب الأساسي للخلايا العصبية.
- تصف كيف ينتقل السيال العصبي عبر الشق التشابكي.
- تقارن الجهاز العصبي المركزي بالجهاز العصبي الطرفي.
- تعدد المستقبلات الحسية في كل عضو من أعضاء الإحساس.
- توضح أنواعًا من المنبهات العصبية التي تستجيب لها كل عضو من أعضاء الإحساس.
- تفسر كيف تؤثر العقاقير في الجهاز العصبي.
الأهمية
تعرف كيف يتحرك كل جزء من أجزاء الجسم، وكيف تكون قادرًا على تحريكه، وكيف يتفاعل الجسم مع البيئة المحيطة بواسطة الجهاز العصبي.
مراجعة المفردات
- الهيكل العظمي: مجموعة من العظام توفر الدعامة للجسم.
- العمود الفقري: مجموعة من العظام تتصل معًا بواسطة غضاريف مرنة تحمي الحبل الشوكي.
المفردات الجديدة
- السمحاق
- الغضروف
- المفصل
- الأربطة
- العصبونات
- الشق التشابكي
- الجهاز العصبي المركزي
- الجهاز العصبي الطرفي
وظائف الجهاز الهيكلي
يتكون الجهاز الهيكلي من جميع العظام الموجودة في الجسم، ويؤدي خمس وظائف رئيسة:
- يعطي الجسم الشكل والدعامة.
- تحمي العظام الأعضاء الداخلية.
- تتصل العضلات الرئيسة بالعظام وتساعدها على الحركة.
- تتكون خلايا الدم في نخاع العديد من العظام.
- تخزن فيه كميات كبيرة من أملاح الكالسيوم والفوسفور، وهاتان المادتان تكسبان العظام صلابتها.
تركيب العظم
إن مجرد النظر إلى العظم بالعدسة المكبرة سوف يظهر لك أنها ليست ملساء. وتحتوي العظام على نتوءات وحواف ونهايات دائرية وبقع خشنة والعديد من الثقوب والحفر الصغيرة. وتتصل العضلات والأربطة ببعض هذه الثقوب والنتوءات، كما تدخل الأوعية الدموية والأعصاب عبر هذه الثقوب إلى داخل العظام وتخرج منها. ويوضح الشكل ١٠ كيف تبدو العظام من الخارج ومن الداخل.
الصورة: تركيب العظم من الخارج والداخل
الشكل ١٠: تتكون العظام من طبقات من الأنسجة الحية.
الأجزاء الظاهرة في الشكل: الغضروف، السمحاق، العظم الإسفنجي، تجويف النخاع، العظم الكثيف، الوريد، الشريان، الخلايا العظمية، الأوعية الدموية والأعصاب، الأوعية الدموية، نظام هافرس.
النسيج العظمي
العظم الحي عضو يتكون من عدد من الأنسجة المختلفة، ويغلف سطح العظم الحي غشاء صلب يسمى السمحاق Periosteum، وتحمل الأوعية الدموية الموجودة في السمحاق المواد الغذائية إلى داخل العظم، كما تعمل الأعصاب فيه على إصدار إشارات الألم، ويظهر تحت غلاف السمحاق نوعا العظم: الكثيف والإسفنجي.
العظم الكثيف يكسب العظم صلابة؛ لأنه يحتوي على شبكة تترسب عليها أملاح الكالسيوم والفوسفور. أما العظم الإسفنجي فيوجد على أطراف العظم الطويل، كما في أعلى الذراع، ويحتوي العظم الإسفنجي على مسامات تجعل العظم أخف وزنًا. ويوجد في مركز العظم الطويل تجويف كبير يسمى تجويف العظم، ويملأ التجويف ومسامات العظم الإسفنجي مادة تسمى نخاع العظم. ويكون جزء من النخاع أصفر اللون؛ حيث يتكون من الخلايا الدهنية. أما الجزء الآخر منه فيكون أحمر اللون؛ لأنه ينتج خلايا الدم الحمراء بمعدل ٢-٣ ملايين خلية كل ثانية.
الغضروف
تغلف أطراف العظام طبقة ناعمة لزجة سميكة من الأنسجة تسمى الغضروف Cartilage. ويمتاز الغضروف بمرونته وعدم احتوائه على أوعية دموية أو أملاح معدنية. ويعد الغضروف جزءًا مهمًّا في تركيب المفاصل؛ حيث يعمل على امتصاص الصدمات، كما أنه يجعل الحركة أسهل، وذلك بتقليل الاحتكاك الذي قد ينتج عن حركة العظام.
ماذا قرأت؟
ما الغضروف؟
العلوم عبر المواقع الإلكترونية
كسور العظام
ارجع إلى المواقع الإلكترونية الموثوقة عبر شبكة الإنترنت للحصول على معلومات حول التقنيات الحديثة لعلاج كسور العظام.
نشاط: اشرح واحدة من هذه التقنيات الحديثة في دفتر العلوم.
تجربة عملية
تركيب العظام
ارجع إلى كراسة التجارب العملية على منصة عين الإثرائية.
الصورة: تحول الغضروف إلى عظم
الشكل ١١: يتحول الغضروف إلى عظم تدريجيًّا، ومع مرور الوقت يعاد تشكيل العظم ليستوعب الأوعية الدموية والأعصاب ونخاع العظم.
الأجزاء الظاهرة: غضروف، عظم، مصدر دم، تجويف النخاع.
تكون العظام
لم تكن عظامك دائمًا بالصلابة التي هي عليها الآن، فقبل شهور من ولادتك كان هيكلك العظمي يتكون من الغضروف، الذي تحطم تدريجيًّا، وحل محله العظم في أثناء نموك، كما في الشكل ١١. يتكون العظم من خلايا تسمى الخلايا العظمية تعمل على ترسيب أملاح الكالسيوم والفوسفور في العظم، فتجعل النسيج العظمي أكثر صلابة. وعند ولادتك يصبح هيكلك العظمي مكونًا من أكثر من ٣٠٠ عظم. وفي أثناء النمو يندمج بعضها معًا فيقل عدد العظام ليصبح ٢٠٦ عظام فقط، كما في جسمك الآن.
المفاصل
ماذا ستفعل اليوم في المدرسة؟ ربما تجلس على المقعد، أو تأكل الطعام، أو تمشي إلى الصف. إن جميع هذه الحركات ممكنة؛ لأن الهيكل العظمي يحتوي على المفاصل. المفصل Joint ملتقى عظمين أو أكثر في الهيكل العظمي. وترتبط العظام معًا في المفصل بالأربطة Ligaments. وغالبًا ما تجد عددًا من الأربطة لتثبت العظام في المفصل، كما في مفصل الركبة. تستطيع العضلات تحريك العظام بتحريكها للمفاصل. وتغلف طبقة رقيقة من الغضروف أطراف العظام عند المفصل، وبذلك تمنع احتكاك العظام بعضها ببعض عندما تتحرك.
المفاصل الثابتة
تصنف المفاصل إلى ثابتة ومتحركة. وتسمح المفاصل الثابتة للعظام بالحركة قليلًا، أو تكون ثابتة لا تتحرك، ومنها عظام الجمجمة والحوض.
ماذا قرأت؟
كيف ترتبط العظام مع المفاصل؟
تطبيق الرياضيات: التقدير
حجم العظام
العظام ليست منتظمة الشكل، إلا أن معظمها أسطواني؛ حيث يسمح الشكل الأسطواني للعظام بتحمل الضغط بدرجة كبيرة. قدر حجم عظم طوله ٣٦ سم، وقطره ٧ سم.
الحل
- المعطيات
عظم أسطواني الشكل طوله أو ارتفاعه ٣٦ سم، وقطره ٧ سم.
- المطلوب
حساب حجم الأسطوانة.
- طريقة الحل
استعمل المعادلة التالية:
الحجم = π × (نصف القطر)² × الارتفاع
نصف القطر = ٧ ÷ ٢ = ٣,٥ سم، الارتفاع = ٣٦ سم، π = ٣,١٤
الحجم = ٣,١٤ × (٣,٥ سم)² × ٣٦ سم
أي أن حجم العظم = ١٣٨٤,٧٤ سم³ تقريبًا.
- التحقق من الحل
اقسم إجابتك على ٣,١٤، ثم اقسم الناتج على (٣,٥)²، يجب أن يكون الرقم الذي تحصل عليه = طول العظم.
مسائل تدريبية
- قدر حجم عظم طوله ١٢ سم، وقطره ٢,٤ سم.
- إذا كان حجم عظم ٦٢,٨ سم³، وطوله ٢٠ سم، فما قطره؟
المفاصل المتحركة
جميع الأنشطة التي تقوم بها يوميًّا، ومنها الحركات التي تقوم بها في الصلاة، والرياضات المختلفة، وحتى في أثناء اللعب بألعاب الفيديو، تحتاج إلى مفاصل متحركة، كما في الشكل ١٢. وتسمح المفاصل المتحركة للجسم بالقيام بمجموعة كبيرة من الحركات. وهناك أنواع مختلفة من المفاصل المتحركة.
النوع الأول هو المفصل المداري المحوري، وفيه يدور عظم داخل تجويف في عظم ثابت، وعندما تدير رأسك يكون ذلك مثالًا على الحركة المحورية.
أما النوع الثاني فهو المفصل الكروي الذي يتكون من عظم نهايته كروية تلائم التجويف الذي يشبه الكأس في عظم آخر. ويسمح هذا النوع من المفاصل بمدى حركة واسع، فتكون قادرًا على تحريك رجلك وذراعك في الاتجاهات جميعها.
الصورة: أنواع المفاصل في حركة رمي الكرة
الشكل ١٢: عندما يقذف اللاعب كرة السلة فإن عددًا من المفاصل تعمل معًا.
الأجزاء الموضحة: الجمجمة، مفصل ثابت غير متحرك، الذراع، مفصل محوري، مفصل كروي حقي، الكتف، العمود الفقري، مفصل انزلاقي، الركبة، مفصل رزي.
سمّ: مفاصل أخرى تسبب حركة أنواع مختلفة من المفاصل.
أما النوع الثالث فهو المفصل الرزي. ويسمح هذا النوع من المفاصل بتحريك العظم إلى الأمام والخلف، كما في مفصلة الباب. ومن الأمثلة على هذا النوع الركبة والأصابع. ويكون مدى الحركة فيهما محدودًا مقارنة بالمفصل الكروي.
أما في النوع الرابع، وهو المفصل الانزلاقي، فينزلق عظم فوق عظم آخر في أثناء تحركه، وتكون الحركة كذلك إلى الأمام أو الخلف. ومن أمثلة هذا النوع من المفاصل تلك التي في المعصم والكاحل وفقرات العمود الفقري. ويوجد هذا النوع من المفاصل كثيرًا في الجسم، ولولاه لما كنت قادرًا على الكتابة أو المشي.
سهولة الحركة
عندما تقوم بحك قطعتي طبشور معًا فإن سطحهما يتآكلان، ويتغير شكلاهما. وكذلك فإن العظام دون حماية الغضاريف لها سوف تبدأ في التآكل عند المفاصل. وتساعد الغضاريف على تسهيل حركة المفاصل؛ حيث تقلل من الاحتكاك، وتسمح للعظام بالانزلاق بسهولة بعضها فوق بعض، كما في الشكل ١٣. إن حشوة الغضاريف الموجودة بين فقرات العمود الفقري والمسمّاة الأقراص تعمل عمل وسادة تمنع إصابة الحبل الشوكي بالضرر، كما يعمل السائل الذي يأتي من الأوعية الدموية القريبة على تشحيم المفاصل فيسهل حركتها.
مشكلات المفاصل الشائعة
إن التهاب المفاصل من أكثر مشكلات المفاصل شيوعًا، وتشمل كلمة التهاب أكثر من ١٠٠ مرض مختلف قد تدمر المفاصل. إن جميع أشكال التهاب المفاصل تبدأ بالأعراض نفسها، وهي: الألم، والتصلب، وانتفاخ المفاصل.
الصورة: الأقراص الغضروفية بين الفقرات
الشكل ١٣: صورة أشعة ملونة افتراضية للعمود الفقري للإنسان تبين الأقراص الغضروفية بين الفقرات.
كيف يعمل الجهاز العصبي؟
بعد انتهائك من أداء واجباتك المدرسية جلست هادئًا مسترخيًا على الأريكة لتكمل قراءة روايتك المفضلة. وفجأة سمعت ضجيجًا وأصواتًا غريبة في المطبخ، فخرجت مسرعًا لترى ما حدث، فإذا قطة صغيرة قد دخلت من النافذة المفتوحة، وأوقعت بعض الأواني على الأرض، وأخذت تثير الفوضى. وقد لاحظت في أثناء ذلك أن قلبك كان يدق بسرعة، ولكن بعد دقائق قليلة عاد تنفسك وعادت ضربات قلبك إلى المعدل الطبيعي. ترى، ما الذي حدث؟
الاستجابة للمؤثرات
ما حدث في المشهد السابق مثال على كيفية استجابة الجسم للمتغيرات التي تقع في البيئة المحيطة. وكل تغير من هذه التغيرات الداخلية أو الخارجية الذي يتطلب استجابة من الجسم يسمى المنبه. ويتعرض كل إنسان يوميًّا لآلاف المنبهات، كما في الشكل ١٤. فالأصوات والضوء وروائح الطعام ودرجة حرارة الهواء جميعها منبهات خارجية. أما المواد الكيميائية، ومنها الهرمونات، فهي مثال على المنبهات الداخلية. ويستطيع الجسم أن يتكيف مع المنبهات المتغيرة بمساعدة الجهاز العصبي.
الصورة: المنبهات حول الإنسان
الشكل ١٤: توجد المنبهات في كل مكان وفي كل وقت حتى في أثناء وجودك مع أصدقائك.
اذكر: أمثلة على المنبهات الموجودة في هذه الصورة.
الاتزان الداخلي
لا شك أن الاتزان الداخلي للجسم هو أحد آيات الإبداع والإعجاز الإلهي في الخلق؛ فالجسم يتعامل مع المنبهات بطريقة مذهلة؛ حيث تعمل أجهزة التنظيم على المحافظة على الاتزان الداخلي من خلال ثبات العوامل الداخلية في الجسم، على الرغم من المتغيرات المحيطة. إن عملية تنظيم معدل التنفس، ونبضات القلب، وعملية الهضم أمثلة على الاتزان الداخلي، ويعد الجهاز العصبي أحد أجهزة التنظيم المتعددة التي تحفظ الاتزان الداخلي في الجسم.
الخلايا العصبية: العصبونات
يتكون الجهاز العصبي من وحدات وظيفية أساسية هي الخلايا العصبية أو العصبونات Neurons. وكما يبين الشكل ١٥ فإن العصبون يتركب من جسم الخلية، وفروع تسمى الشجيرات العصبية، والمحور الأسطواني. وينقل العصبون رسائل تسمى السيال العصبي. وقد شاءت حكمة الله سبحانه وتعالى أن تتكيف العصبونات في الجسم، بحيث تنتقل السيالات العصبية في اتجاه واحد. في البداية تستقبل الشجيرات العصبية السيال من خلية عصبية مجاورة، وتنقله إلى جسم الخلية، ثم يتحرك على طول المحور الأسطواني حتى يصل إلى النهايات العصبية فيه. وهناك تسمح النهايات العصبية للسيال بالانتقال إلى العديد من العضلات أو العصبونات أو الغدد. وهناك ثلاثة أنواع من الخلايا العصبية، هي: الحسية والحركية والموصلة. تستقبل الخلايا العصبية الحسية المعلومات، وترسلها إلى الدماغ أو الحبل الشوكي، حيث تستقبل الخلايا الموصلة هذه السيالات، وتنقلها إلى الخلايا الحركية التي تدفع السيالات من الدماغ والحبل الشوكي إلى العضلات أو الغدد في مواقعها المختلفة في الجسم.
الصورة: تركيب الخلية العصبية وانتقال السيال العصبي
الشكل ١٥: تتكون الخلية العصبية من جسم الخلية، والشجيرات العصبية، والمحور الأسطواني. يتحرك السيال العصبي في اتجاه واحد مخترقًا الشق التشابكي من المحور إلى الشجيرات العصبية أو جسم الخلية العصبية التالية.
الأجزاء الموضحة: جسم الخلية، نواة الخلية، شجيرات عصبية، اتجاه السيال العصبي، محور أسطواني، ناقل السيال العصبي، شق تشابكي، مستقبلات عصبية، سطح الخلية العصبية التالية.
الشق التشابكي
هناك مسافة قصيرة تفصل بين كل عصبون والعصبون الذي يليه تسمى الشق التشابكي Synapse. وعندما يصل السيال العصبي إلى نهاية المحور الأسطواني يفرز مادة كيميائية، كما في الشكل ١٥، تنتقل على طول الشق التشابكي، وتنبه الشجيرات العصبية للخلية المجاورة، فيتولد فيها سيال عصبي.
أقسام الجهاز العصبي
يظهر الشكل ١٦ أعضاء الجهاز العصبي التي تتجمع في قسمين رئيسين: الجهاز العصبي المركزي، والجهاز العصبي الطرفي.
الجهاز العصبي المركزي
يتركب الجهاز العصبي المركزي Central Nervous System من الدماغ والحبل الشوكي. ويعد الدماغ مركز تنظيم جميع الأنشطة الحيوية في الجسم. ويتكون من بلايين الخلايا العصبية العصبونات. أما الحبل الشوكي فيتركب من حزمة من العصبونات، ويبلغ سمكه في الشخص البالغ سمك الإبهام، ويصل طوله إلى ٤٣ سم. وترسل العصبونات الحسية السيالات العصبية إلى الدماغ أو الحبل الشوكي.
الجهاز العصبي الطرفي
جميع الأعصاب الموجودة خارج الجهاز العصبي المركزي، والتي تعمل على ربط الدماغ والحبل الشوكي مع أجزاء الجسم الأخرى، تشكل جزءًا من الجهاز العصبي الطرفي Peripheral Nervous System. ويتركب الجهاز العصبي الطرفي من ١٢ زوجًا من الأعصاب تتفرع من الدماغ تسمى الأعصاب الدماغية، و٣١ زوجًا من الأعصاب تتفرع من الحبل الشوكي تسمى الأعصاب الشوكية. وتتكون الأعصاب الشوكية من حزمة من العصبونات الحسية وأخرى حركية يجمعها نسيج ضام.
تنقل الأعصاب الشوكية السيالات العصبية من جميع أجزاء الجسم إلى الدماغ، ومن الدماغ إلى جميع أجزاء الجسم مرورًا بالحبل الشوكي. ويستطيع عصب شوكي واحد أن ينقل سيالًا عصبيًّا من الدماغ وآخر إليه في الوقت نفسه. ومما يجدر ذكره أن بعض الأعصاب تتركب من خلايا عصبية حسية فقط، وبعضها الآخر يتركب من خلايا عصبية حركية فقط، ولكن معظم الأعصاب تحتوي على النوعين.
الجهاز الجسمي والجهاز الذاتي
يتكون الجهاز العصبي الطرفي من قسمين رئيسين، هما: الجهاز الجسمي والجهاز الذاتي. الجهاز الجسمي ينظم الأفعال الإرادية، ويتركب من الأعصاب الدماغية والشوكية التي تتصل بالعضلات الهيكلية. أما الجهاز الذاتي فينظم الأفعال اللاإرادية، ومنها معدل ضربات القلب والتنفس والهضم والوظائف الغددية.
الصورة: أقسام الجهاز العصبي في الجسم
الشكل ١٦: يشكل الدماغ والحبل الشوكي باللون الأصفر الجهاز العصبي المركزي. أما جميع الأعصاب باللون الأحمر فهي جزء من الجهاز العصبي الطرفي.
الأجزاء الموضحة: دماغ، حبل شوكي، أعصاب شوكية.
العلوم عبر المواقع الإلكترونية
الجهاز العصبي
ارجع إلى المواقع الإلكترونية الموثوقة عبر شبكة الإنترنت للحصول على معلومات عن الجهاز العصبي.
نشاط: اعمل مطوية تتناول فيها أهم التطورات الطبية الحديثة في مجال الجهاز العصبي.
السلامة والجهاز العصبي
إن أي عملية عقلية أو نشاط فيزيائي في الجسم يتطلب تدخلًا من أحد تراكيب الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي الطرفي. لذا فإن أي إصابة في أي منهما قد تكون خطرًا على تلك العمليات والأنشطة؛ فقد تؤدي ضربة على الدماغ إلى فقدان القدرات العقلية والفيزيائية بشكل دائم أو مؤقت. فعلى سبيل المثال، قد يسبب التعرض لأي إصابة في الجزء الخلفي من الدماغ فقدان البصر.
يحاط الحبل الشوكي بعظام الفقرات لتحميه، إلا أنه قد يتعرض للأذى، وتوازي خطورة إصابة الحبل الشوكي خطورة الإصابة في الدماغ؛ إذ تؤدي إصابة الحبل الشوكي إلى تلف في المسار العصبي مما يسبب الشلل، أي فقدان العضلات قدرتها على الحركة. وتنتج معظم إصابات الرأس والحبل الشوكي عن حوادث السيارات والدراجات، بالإضافة إلى الإصابات الرياضية. لذا فإن وضع حزام الأمان في أثناء القيادة وارتداء الملابس الواقية في أثناء اللعب وركوب الدراجة أمر ضروري.
رد الفعل المنعكس
إنك تظهر رد الفعل المنعكس إذا لمست شيئًا حادًّا أو شديد السخونة أو البرودة، أو عندما تسعل أو تعطس. ويقصد برد الفعل المنعكس استجابة غير إرادية تلقائية سريعة للمنبه. وبذلك فإنك لا تستطيع التحكم في رد الفعل المنعكس؛ فهو يحدث قبل أن تعرف ما حدث. ويتضمن رد الفعل المنعكس مسارًا عصبيًّا بسيطًا يسمى قوس رد الفعل، كما في الشكل ١٧. ويسمح رد الفعل المنعكس للجسم بالاستجابة دون التفكير في الفعل الذي يجب أن تفعله. وتصدر الأوامر خلاله من الحبل الشوكي دون تدخل الدماغ، ويأتي دور الدماغ بعد انتهاء رد الفعل المنعكس ليساعدك على تقرير ما يجب أن تفعل لإيقاف الألم.
ماذا قرأت؟
ما أهمية رد الفعل المنعكس؟
الصورة: قوس رد الفعل المنعكس
الشكل ١٧: يتحكم الحبل الشوكي في رد الفعل المنعكس.
الأجزاء الموضحة: خلية عصبية موصلة، الحبل العصبي، مستقبلات في الجلد، عصب حسي، عصب حركي، اتجاه السيال العصبي، انقباض العضلة.
الربط مع الكيمياء
النواقل الكيميائية
الأستيل كولين مادة كيميائية تصنع في الخلية العصبية وتعمل على نقل السيال العصبي عبر الشق التشابكي إلى الخلية العصبية التالية. وبعد انتقال السيال العصبي يتحطم الأستيل كولين بسرعة.
اكتب في دفتر العلوم استنتاجك حول أهمية تحطم الأستيل كولين بسرعة.
الحواس
تستقبل الأعضاء الحسية منبهات كثيرة كل لحظة، ومنها الأشعة الضوئية أو الموجات الصوتية أو درجة الحرارة، أو المواد الكيميائية أو الضغط، وتحولها إلى سيال عصبي ينتقل عبر الجهاز العصبي. وتحتوي الأعضاء الداخلية على أنواع عدة من المستقبلات الحسية التي تستجيب للمس والضغط والألم ودرجة الحرارة، فيتولد فيها سيالات عصبية تنتقل إلى الدماغ أو الحبل الشوكي، فيستجيب الجسم تبعًا للمعلومات الجديدة. وتعمل حواس الجسم معًا لتحافظ على الاتزان الداخلي.
توجد المستقبلات الحسية كذلك في الجلد. فالشفتان حساستان لدرجة الحرارة، وقد تمنعان الشخص من شرب شيء ساخن قد يحرقه. والخلايا الجلدية الحساسة للضغط تحذر الشخص من الخطر؛ بحيث يتمكن من الحركة بعيدًا عن مصدر الأذى.
الإبصار
فكر في الأشياء المختلفة التي يمكنك النظر إليها كل لحظة. إن العين في الشكل ١٨ من أعضاء الإحساس. وقد منحها الله سبحانه وتعالى القدرة على التكيف على نحو فريد ليتمكن الإنسان من رؤية شكل الأشياء والألوان.
كيف تبصر؟ ينتقل الضوء في خطوط مستقيمة ما لم يسبب شيء انعكاسه أو تغير مساره. وتحتوي العينان على تراكيب تعمل على انكسار الضوء، منها القرنية والعدسة. وعندما يدخل الضوء إلى العين ينفذ عبر القرنية، ثم عبر العدسة، لينكسر مرة أخرى، فيتجمع على الشبكية، وهي نسيج في مؤخرة العين يمتاز بحساسيته للأشعة الضوئية. وتتركب الشبكية من نوعين من الخلايا، هما: خلايا العصي وخلايا المخاريط. وتستجيب المخاريط للضوء اللامع والألوان. أما العصي فتستجيب للضوء الباهت. وتساعدك هذه الخلايا على اكتشاف الشكل والحركة.
الصور
تنبه الطاقة الضوئية خلايا العصي والمخاريط، فيتولد سيال عصبي ينتقل عبر العصب البصري، الذي ينقله إلى منطقة الرؤية في الدماغ. وتكون الصورة المنقولة من الشبكية إلى الدماغ مقلوبة، فيفسرها الدماغ بصورتها الصحيحة. ويفسر كذلك الصورة المستقبلة من العينين كلتيهما، ويدمجهما في صورة واحدة مما يشعرك بالمسافة، ويجعلك قادرًا على تحديد بعد الجسم أو قربه إليك.
الصورة: تركيب العين
الشكل ١٨: ينفذ الضوء عبر القرنية والعدسة قبل أن يتجمع على الشبكية.
الأجزاء الموضحة: القرنية، البؤبؤ، القزحية، العدسة، الشبكية، العصب البصري، الأوعية الدموية.
سمّ: التراكيب التي تمكنك من رؤية الضوء.
العلوم عبر المواقع الإلكترونية
نشاط: العين جوهرة فكيف نحافظ عليها؟ أجر تحقيقًا مصورًا توضح به طرق المحافظة عليها بالرجوع إلى المواقع الإلكترونية الموثوقة عبر شبكة الإنترنت.
السمع
الموجات الصوتية ضرورية لكي تسمع والديك أو معلمك، أو أصوات عصافير تغرد على الأشجار. ويعد الصوت في عملية السمع كالضوء في عملية الرؤية.
فعندما يهتز الشيء تولد عنه موجات صوتية، وتستطيع الموجات الصوتية الانتقال عبر المواد الصلبة والسائلة والغازية. وعندما تمر عبر أجزاء الأذن فإنها عادة تنبه الخلايا العصبية الموجودة داخلها، فيتولد سيال عصبي ينتقل إلى منطقة السمع في الدماغ، حيث يتم تفسيرها، فتسمع الصوت.
يظهر الشكل ١٩ الأذن مقسمة إلى ثلاثة أجزاء: الأذن الخارجية والأذن الوسطى والأذن الداخلية. تستقبل الأذن الخارجية الموجات الصوتية وتنتقل عبر القناة السمعية إلى الأذن الوسطى؛ حيث تسبب الموجات الصوتية اهتزاز غشاء طبلة الأذن، فتنتقل هذه الاهتزازات إلى ثلاثة عظام صغيرة، هي المطرقة والسندان والركاب. ويستند الركاب إلى غشاء ثانوي في فتحة في الأذن الداخلية.
تركب الأذن الداخلية من القوقعة والقنوات الهلالية، ويملأ القوقعة التي تشبه صدفة الحلزون سائل. وعندما يهتز الركاب يبدأ السائل داخل القوقعة في الاهتزاز، مما يسبب تحريك الخلايا الشعرية داخلها، فيتولد سيال عصبي ينتقل عبر العصب السمعي إلى الدماغ. واعتمادًا على عدد النهايات العصبية التي تم تنبيهها فإنك تسمع أنواعًا مختلفة من الصوت.
الصورة: تركيب الأذن
الشكل ١٩: تستجيب أذنك للموجات الصوتية، كما تستجيب أيضًا لتغير موقع رأسك.
الأجزاء الموضحة: الأذن الخارجية، الأذن الوسطى، الأذن الداخلية، الصيوان، القناة السمعية، غشاء الطبلة، المطرقة، السندان، الركاب، القوقعة، العصب السمعي، القنوات الهلالية.
العلوم عبر المواقع الإلكترونية
نشاط: اكتب تقريرًا موجزًا عن أهمية حاسة السمع وكيفية المحافظة عليها بالرجوع إلى المواقع الإلكترونية الموثوقة عبر شبكة الإنترنت.
التوازن
تحتوي الأذن الداخلية على تراكيب، هي العرف الأمبولي، والحويصلات التي توجد في قاعدة القنوات الهلالية، كما في الشكل ٢٠. تحافظ هذه التراكيب على توازن الشخص، وتحس بحركة الجسم؛ فعندما يتحرك الجسم يتحرك السائل الهلالي في أجزاء الأذن الداخلية، مما يؤدي إلى تنبيه الخلايا العصبية الموجودة فيها، فيتولد سيال عصبي ينتقل إلى الدماغ فيفسر حركة الجسم. ثم يصدر الدماغ أوامره إلى العضلات الهيكلية لكي تتعامل مع حركة الجسم، فيقوم الجسم بحركات جديدة تضمن توازنه.
ماذا قرأت؟
ما التراكيب التي تنتج السيال العصبي اللازم لنقل حركات الجسم إلى الدماغ لحفظ توازنه؟
الصورة: القنوات الهلالية وحفظ التوازن
الشكل ٢٠: تعمل القنوات الهلالية في أذنك الداخلية على تحديد موقع رأسك بالنسبة إلى مستوى الأرض.
الأجزاء الموضحة: قنوات هلالية، العرف الأمبولي، حويصلات، خلايا شعرية، سائل هلامي، الرأس المعتدل، الجسم المعتدل، دوران الجسم، انحناء الرأس.
وضح: ماذا ينتج عن دوران جسمك شعور بعدم الاتزان؟
تجربة: ملاحظة السيطرة على الاتزان
الخطوات
- ثبت شريطين دقيقين من الورق على الجدار على نحو متواز طوليًّا بينهما مسافة ٣٥-٤٠ سم، وكلف شخصًا الوقوف بينهما مدة ٣ دقائق دون أن يلامس الجدار.
- لاحظ كيف يحافظ على الاتزان.
- اطلب إلى الشخص نفسه إغلاق عينيه، ثم الوقوف بين الشريطين مدة ٣ دقائق.
التحليل
- متى يكون الحفاظ على الاتزان أصعب؟ ولماذا؟
- ما العوامل الأخرى التي قد تسبب فقدان الشخص شعوره بالاتزان؟
الشم
كيف تستطيع أن تشم رائحة طعامك المفضل؟ تستطيع فعل ذلك لأن جزيئات من الطعام تتحرك في الهواء، فإذا دخلت تجويف الأنف ذابت في المخاط، مما يؤدي إلى تنبيه المستقبلات الشمية، فإذا كان عدد الجزيئات كافيًا تولد سيال عصبي ينتقل عبر العصب الشمي إلى الدماغ، حيث يتم تفسيرها لرائحة. فإذا كنت قد شممت الرائحة نفسها في وقت سابق أمكنك تعرف الرائحة وتحديدها. أما إذا لم تتعرف الرائحة فسوف تتذكرها لكي تتمكن من تعرفها في المرات القادمة.
التذوق
عندما تتناول طعامًا جديدًا فإنك تتذوقه بطرف لسانك، وعندما تجد طعمه جيدًا فإنك تتذوقه فتحس أن طعمه صار أفضل. تتشكل البراعم الذوقية الموجودة على اللسان مستقبلات الذوق الرئيسة، وعددها حوالي ١٠٠٠٠ برعم ذوقي تتوزع على اللسان، فتجعل الشخص قادرًا على التمييز بين الأطعمة المختلفة. وتستجيب معظم البراعم الذوقية لعدد من الأطعمة، إلا أن هناك أماكن محددة في اللسان أكثر إحساسًا بطعام دون غيره. ويحس اللسان بالحلو، والمالح، والحامض، والمر.
وتستجيب البراعم الذوقية الموضحة في الشكل ٢١ للمنبهات الكيميائية. ولكي تتذوق شيئًا ما فلا بد أن يكون ذائبًا. ويقوم اللعاب بهذه العملية عندما يغطي الطعام البراعم الذوقية، فيتولد سيال عصبي يرسل إلى الدماغ، حيث يفسره، فيتم تعرف الطعم.
ماذا قرأت؟
ماذا يجب أن يحدث للطعام قبل أن تقدر على تذوقه؟
الصورة: تركيب البرعم الذوقي
الشكل ٢١: تتكون البراعم الذوقية من مجموعة من الخلايا الحسية لها شعيرات ذوقية دقيقة تخرج منها. عندما يدخل الطعام إلى الفم يذوب في اللعاب. وينبه هذا المزيج المستقبلات في الشعيرات الذوقية، ويرسل السيال العصبي إلى الدماغ.
الأجزاء الموضحة: ثقب ذوقي، شعيرات ذوقية، خلايا حسية، خلايا داعمة، ليف عصبي حسي، اللسان.
العلوم عبر المواقع الإلكترونية
نشاط: اكتب تقريرًا موجزًا عن كيفية المحافظة على حاستي الشم والتذوق بالرجوع إلى المواقع الإلكترونية الموثوقة عبر شبكة الإنترنت.
الشم والتذوق
تتطلب حاسة الشم تعرف بعض الأطعمة كالشوكولاتة، وعندما يمتزج اللعاب في الفم بها تنتقل الرائحة إلى التجويف الأنفي في مؤخرة الحلق، مما يؤدي إلى تنبيه الخلايا الشمية فيتم الإحساس بطعم الشوكولاتة ورائحتها. لذا عندما تكون مصابًا بالزكام فإن الطعام يبدو وكأنه لا طعم له؛ لأن جزيئات الطعام لا تستطيع الوصول إلى الخلايا الشمية في تجويف الأنف.
تأثير بعض المواد في الجهاز العصبي
المنبهات
تسمى أي مادة تسرع نشاطات الجهاز العصبي المركزي منبهًا. فالكافيين مادة منبهة، توجد في القهوة والشاي وبعض المشروبات الغازية، كما في الشكل ٢٢. وتناول كميات كبيرة من الكافيين يسبب زيادة واضطرابًا في ضربات القلب، ويسبب الرعشة والأرق لدى بعض الأشخاص، كما ينبه الكلى لإنتاج كميات أكبر من البول.
المؤثرات العقلية والسموم
تؤثر العديد من المواد، ومنها الكحول والمخدرات، تأثيرًا ضارًا مباشرًا في الجهاز العصبي. فخلايا المعدة والأمعاء الدقيقة تمتص هذه المواد، فتنتقل إلى جهاز الدوران، ثم تنتقل عبر الجسم، وعندما تصل إلى الخلايا العصبية تخترق الغشاء الخلوي وتحدث خللًا في وظائفها، حيث تعمل على تأخر وصول الإشارات العصبية من المخ إلى الحبل الشوكي واللذان يعملان بتناغم يساعد الجسم على أداء وظائفه بشكله الطبيعي، مما يؤدي إلى تثبيط أداء وظائف الجسم وردود أفعاله تجاه الأوامر المرسلة من المخ. ويشمل تأثير السموم على الجهاز العصبي حدوث اضطراب في وظائف المخيخ المسؤول عن السيطرة وحفظ توازن الجسم والتحكم في العضلات؛ مما ينتج عنه فقدان الاتزان، وتعرج في المشي، وارتعاش الأطراف، وبطء في الكلام، وحركات لا إرادية للعين، ومشاكل بصرية، كما تؤدي إلى خلل في قدرات التعلم، وضعف الذاكرة والإدراك، وضمور وتلف في خلايا المخ، وتغير في كيمياء الدماغ العصبية، ومن هنا تبرز الحكمة من تحريم الله سبحانه وتعالى لكل ضرر قد يلحق بالإنسان.
قال تعالى:
﴿يَا أَيُّهَا الَّذِينَ آمَنُوا إِنَّمَا الْخَمْرُ وَالْمَيْسِرُ وَالْأَنْصَابُ وَالْأَزْلَامُ رِجْسٌ مِنْ عَمَلِ الشَّيْطَانِ فَاجْتَنِبُوهُ لَعَلَّكُمْ تُفْلِحُونَ﴾
سورة المائدة - الآية ٩٠.
الصورة: مشروبات تحتوي على الكافيين
الشكل ٢٢: يوجد الكافيين في المشروبات الغازية والقهوة والشوكولاتة وبعض أنواع الشاي.
مراجعة الدرس ٢
الخلاصة
وظائف الجهاز الهيكلي
- يشمل الجهاز الهيكلي جميع العظام في الجسم.
تركيب العظم
- العظام عضو حي يحتاج إلى المواد الغذائية.
- يمتاز العظم الكثيف بصلابته وقوته، وفي العظم الإسفنجي العديد من الثقوب التي تجعله أخف وزنًا.
- تغلف الغضاريف أطراف العظام.
تكون العظام
- ترسب الخلايا المكونة للعظام أملاح الكالسيوم والفوسفور، فتجعل النسيج العظمي صلبًا.
- تتكون العظام السليمة ويعاد تكوينها باستمرار.
المفاصل
- المفاصل الثابتة لا تتحرك.
- تشمل المفاصل المتحركة: المحورية، والكروية، والرزية، والمنزلقة.
- تسهل الغضاريف حركة المفاصل.
كيف يعمل الجهاز العصبي؟
- يستجيب الجهاز العصبي للمنبهات للمحافظة على الاتزان الداخلي.
الخلايا العصبية: العصبونات
- العصبونات هي الوحدات الوظيفية الأساسية في الجهاز العصبي.
- ينتقل السيال العصبي من عصبون إلى آخر عبر الشق التشابكي باتجاه واحد.
أقسام الجهاز العصبي
- يتحكم الجهاز العصبي المركزي في الأفعال اللاإرادية ومنها معدل ضربات القلب والتنفس.
- يتحكم الجهاز العصبي الطرفي في الأفعال الإرادية.
السلامة والجهاز العصبي
- يحدث رد الفعل المنعكس تلقائيًّا بأمر من الحبل الشوكي.
الحواس
- تستجيب أعضاء الإحساس للمنبهات، وتعمل معًا للحفاظ على الاتزان.
تأثير بعض المواد في الجهاز العصبي
- بعض المواد قد تنبه الجهاز العصبي أو تثبطه.
اختبر نفسك
- عدد الوظائف الخمس الرئيسة للجهاز الهيكلي في الإنسان.
- أعط أمثلة على المفاصل الثابتة.
- وضح أهمية الغضاريف في الجهاز الهيكلي.
- صف الأربطة ووظيفتها في الجهاز الهيكلي.
- ارسم أجزاء الخلية العصبية، وصف وظيفة كل جزء.
- سمّ المستقبلات الحسية في العين والأنف والأذن.
- قارن بين الجهاز العصبي المركزي والجهاز العصبي الطرفي.
- حدد دور اللعاب في عملية التذوق.
- وضح ما أهمية وجود مستقبلات حسية للألم والضغط في الأعضاء الداخلية؟
- التفكير الناقد: وضح لماذا يحذر المريض من التعامل مع الآلات أو الأدوات الخطرة عند تناول بعض الأدوية؟
تطبيق المهارات
- اعمل الجداول: اعمل جدولًا تبين فيه تصنيف مفاصل جسم الإنسان إلى متحركة أو ثابتة.
- التمثيل البياني: ارسم مخططًا بيانيًّا يوضح توزيع العظام في الشخص البالغ:
٢٩ عظمًا في الجمجمة، و٢٦ عظمًا في العمود الفقري، و٢٤ ضلعًا، وأربعة عظام في الكتف، و٦٠ عظمًا في الذراع واليد، وعظمان في الحوض، و٦٠ عظمًا في الرجل والقدم.
استعمل القطاعات الدائرية في تمثيله، واحسب النسبة المئوية لكل نوع من العظام.
- التواصل: اكتب فقرة في دفتر العلوم تصف فيها شعورك نحو الأشياء التالية: مكعب ثلج، أفعى، قميص حريري، صخرة ملساء.
جاري تحضير الدرس المعاد صياغته وبناء الأنماط
نحافظ على المعنى العلمي ونربط كل فقرة بنواتجها ومفاهيمها.
إعادة إنتاج الدرس حسب نمط التعلم
طلب واحد ينتج المسارات البصري والسمعي والحركي والقرائي معًا، بصياغة تراعي سياق المناهج السعودية.
اختر نمط التعلم
تُنتج الأنماط الأربعة دفعة واحدة، ثم تُستدعى الحزمة المحفوظة في الزيارات التالية.