ระบบประสาทส่วนกลางของปลา

By -

ระบบนี้จะประกอบไปด้วยสมองและไขสันหลัง ทำหน้าที่รับข่าวสารจากกระแสประสาททั่วร่างกาย แล้วส่งผ่านไปทางเส้นประสาทให้มีการหดหรือคลายตัวของกล้ามเนื้อ หรือให้อวัยวะเป้าหมายหลั่งสารตามคำสั่ง ซึ่งรับความรู้สึกโดย รีเซฟเตอร์ ที่แบ่งออกเป็นสองส่วนคือ ส่วนแรกจะรับความรู้สึกจากสิ่งเร้าภายใน และในส่วนที่สองจะรับความรุ้สึกจากสิ่งเร้าที่อยู่ภายนอกตัว

ระบบประสาทส่วนกลาง ภายในจะประกอบไปด้วยเซลล์ประสาท ที่มีใยประสาทอยู่ 2 ชนิดคือ แอกซอน และเดนไดรท์ ใยประสาทของเซลล์ประสาทจะรวมกันอยู่เป็นมัด ยื่นยาวออกไป เรียกว่า แทรคส์(tracts) หรือเส้นประสาท ส่วนตัวเซลล์ประสาทรวมจะเรียกว่า นิวคลิไอ(nuclei) มีมัดของเส้นประสาทมากายที่ไขสันหลัง และมีนิวคลิไอจะมีอยู่มากมายภายในสมอง

สมอง(brain)
จากการค้นพบซากฟอสซิลของสัตว์มีกระดูกสันหลังพวกแรกๆ จะเห็นว่า พวกปลาปากกลมโบราณที่มีอายุประมาณ 500 ล้านปีมาแล้วภายในกล่องสมองจะแบ่งเป็น 3 ส่วน คือ สมองส่วนหน้า ส่วนกลาง และส่วนหลัง แม้จะมีขนาดเล็กมากก็ตาม

สมองของพวกปลากระดูกอ่อนจะใหญ่ถึง 4 เท่าของพวกปลากระดูกแข็ง ซึ่งเกือบเท่ากับขนาดสมองสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนก สมองของปลากระดูกอ่อนที่มีขนาดใหญ่กว่าปลาอื่นๆ มีปัจจัยที่ขึ้นอยู่กับ จำนวนเซลล์ประสาท ขนาดของเดนไดรท์และแอกซอน ระบบรับสัญญาณไฟฟ้า ปลาฉลามและกระเบนมีสมองส่วนที่ควบคุมการเคลื่อนที่ ซึ่งไม่พบในปลาชนิดอื่น

อุณหภูมิสมองของปลาทั่วไปจะเท่ากับอุณหภูมิของน้ำที่มันอาศัยอยู่ แต่อุณหภูมิในสมองจะสูงกว่าสิ่งแวดล้อมประมาณ 3-4 องศาเซลเซียส ในปลากะโทงแทงดาบ และปลากะโทงแทงร่ม ปลาที่สามารถควบคุมอุณหภูมิสมองได้สูงกว่าสิ่งแวดล้อมถึง 14 องศาเซลเซียส คือพวกปลากะโทงแทงบางชนิด ความร้อนที่สร้างจากเนื้อเยื่อพิเศษสีน้ำตาลซึ่งอยู่รอบๆ กล้ามเนื้อตา ที่มีลักษณะคล้ายเซลล์ตับ มีระบบเครือข่ายรีเทีย(retia) คอยป้องกันการสูญเสียความร้อน จึงทำให้สมองของปลาพวกนี้สามารถรักษาหรือเก็บความร้อนไว้ได้

การขยายใหญ่ของท่อประสาทส่วนหน้าสุดของปลา จะทำให้เกิดเป็นสมอง ที่มีสีค่อนข้างขาวและอ่อนนุ่มขึ้น กะโหลกศีรษะส่วนบนจะห่อหุ้มสมองเอาไว้ มีเส้นเลือดเหมือนแผ่นตาข่ายมาหล่อเลี้ยงที่ส่วนบนหลังคาสมอง เรียกว่า โครอยด์พลีซัส(choroid plexus=tela choroidea) สมองของปลาก็แบ่งออกเป็น 3 ส่วนเช่นเดียวกับสัตว์ชั้นสูงทั่วไป ที่มีขนาดใหญ่สุดจะเป็นสมองส่วนท้าย หน้าที่ในการรับภาพจะเป็นของสมองส่วนกลางที่มีขนาดเล็ก และหน้าที่เกี่ยวกับการรับกลิ่นจะอยู่ที่สมองส่วนหน้า

1. สมองส่วนหน้า(procencephalon) แบ่งออกได้ 2 ส่วนคือ
-เทเลนเซฟาลอน(telencephalon) การรับกลิ่นจะอยู่ที่ส่วนนี้ การติดต่อกับสภาพแวดล้อมจะลดลงถ้าตัดส่วนนี้ออกไป เส้นประสาทคู่ที่ 1 จะมาจากออลแฟคตอรีเพลท หรือออลแฟคตอรีพลาโคด(olfactory plate or placode) ภายในช่องจมูก ซึ่งอยู่ที่ส่วนปลายหน้าสุด เส้นประสาทคู่ที่ 0 ที่ทอดคู่มากับเส้นประสาทคู่ที่ 1 จะมีขนาดเล็กกว่า ทั้งในปลากระดูกอ่อนและปลากระดูกแข็ง สมองส่วนนี้มีช่องว่างที่เรียกว่า เวนตริเคิล I และ II (ventricle, II) ส่วนที่ทำหน้าที่รับกลิ่นคือ ซีรีบรัม(celebrum) และ ออลแฟคตอรีบัลบ์(olfactory bulb) ในพวกปลาล่าเหยื่อ เช่น ฉลาม ส่วนนี้จะมีการเจริญและใหญ่มาก

หน้าที่ในการรับกลิ่น ซึ่งเดิมเข้าใจว่า มาจากสมองส่วนเทเลนเซฟาลอนเท่านั้น แต่ปัจจุบันได้ทราบแล้วว่า หน้าที่ในการรับกลิ่นของสมองส่วนนี้มีเพียง 10% เท่านั้น ซึ่งสมองบริเวณนี้จะทำหน้าที่รับความรู้สึก และควบคุมการสั่งงานที่ส่งเข้ามาเสียเป็นส่วนใหญ่ เช่น การตอบสนองเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม ปลาตัวผู้ที่มีพฤติกรรมก้าวร้าว พฤติกรรมการสืบพันธุ์ ฯลฯ สมองส่วนนี้น่าจะควบคุมการเป่าฟองอากาศตามผิวน้ำเพื่อสร้างรังของปลากัดตัวผู้ด้วย และพบว่าปลากัดยังสามารถสร้างฟองอากาศที่ผิวน้ำได้เมื่อทดลองตัดส่วนเทเลนเซฟาลอนออกไป แต่จะสร้างให้เป็นรังไม่ได้

ระบบรับสัญญาณไฟฟ้าในปลากระเบน จะผ่านมาทางสมองส่วนหลังไปยังส่วนกลาง และไปยังไดเอนเซฟาลอน แล้วจึงส่งต่อมายังเทเลนเซฟาลอนนี้ แล้วเทเลนเซฟาลอนก็จะสั่งการผ่านทางประสาทมอเตอร์ ผ่านไปยังไดเอนเซฟาลอน ตามลำดับ

-ไดเอนเซฟาลอน(diencephalon) จะมีส่วนด้านข้างที่ยุบลง ซึ่งแยกออกจากส่วนเทเลนเซฟาลอน แบ่งออกได้ดังนี้

เอพิธาลามัส จะอยู่ที่ส่วนบน ประกอบไปด้วยอีพิไฟซิส(ต่อมไพเนียล) และปมประสาทฮาบีนูลาร์(habenular ganglia) ในฉลาม หน้าที่ของต่อมไพเนียลจะคอยควบคุมและไวต่อการรับแสง และเมื่ออยู่ในที่มืดอาจเกี่ยวข้องกับการปรับสีผิวให้ซีดขึ้นด้วย

ธาลามัส(thalamus) ทำหน้าที่รับความรู้สึกส่งมายังเรตินา และรับภาพสัญญาณที่สองส่งมาจากออพติคเทคตัม(optic tectum) เทเลนเซฟาลอน สมองส่วนอื่น และไขสันหลัง

ฮัยโปธาลามัส(hypothalamus) ทำหน้าที่รับสัญญาณจากเทเลนเซฟาลอน และไฟเบอร์รับรสจากเมดัลลา สมองฮัยโปธาลามัสส่วนท้ายจะมี แซคคัสวาสคิวโลซัส(saccus vasculosus) หรือ แซคคัสดอร์ซาลิส(saccus dorsalis) หุ้มช่องสมองเวนตริเคิล III อยู่ แซคคัสดอร์ซาลิสในปลาปากกลม ปลาการ์และโบว์ฟิน จะขยายใหญ่จนปกคลุมส่วนของเทเลนเซฟาลอน ประกอบด้วยถุงสีดำอยู่ภายใน เข้าใจว่าอาจมีหน้าที่ในการหลั่งและดูดซึมของเหลวในช่องสมองส่วนหน้า ที่อยู่ใต้ฮัยโปธาลามัส และติดอยู่กับต่อมใต้สมอง ซึ่งมีบทบาทและความสำคัญต่อปลาเกี่ยวกับพฤติกรรมหลายอย่างของมัน

ต่อมไพเนียล และต่อมพาราไพเนียล จะมีอยู่ในปลาปากกลม แต่จะพบเฉพาะต่อมไพเนียลเท่านั้นในปลาชั้นสูงขึ้นมา ปลาจะมีจุดไร้สีบนหัว และมีส่วนบนใส อยู่เหนือส่วนของไดเอนเซฟาลอนในพวกปลาที่มีการเคลื่อนที่เข้าหาแสง แต่ปลาที่มีเนื้อเหนือส่วนของต่อมไพเนียลทึบแสง จะเป็นพวกที่เคลื่อนที่หนีแสง ศูนย์กลางที่ทำหน้าที่รับความรู้สึก และควบคุมสมดุลภายในร่างกาย คือ ส่วนธาลามัส และฮัยโปธาลามัส

การทำงานของไดเอนเซฟาลอน ในพวกปลากระดูกอ่อนจะคล้ายกับในพวกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม แต่ก็ยังไม่เข้าใจการทำงานของมันดีนัก การควบคุมเกี่ยวกับการหาอาหาร การหลบหนีศัตรู การโจมตี พฤติกรรมทางเพศ การควบคุมเกลือแร่ในร่างกาย การเปลี่ยนสีสันของตัวปลาน่าจะอยู่ที่ส่วนของฮัยโปธาลามัส นอกจากนี้ที่ไดเอนเซฟาลอน ยังมีเส้นประสาทตา ซึ่งเป็นเส้นประสาทสมองคู่ที่สอง ที่มาจากสมองส่วนกลางไขว้กันเข้ามาด้วย

2. สมองส่วนกลาง(mesencephalon) สมองส่วนนี้ของปลาจะใหญ่มาก ด้านบนจะมีส่วนเทคตัมปกคลุมเป็นชั้นๆ มีออพติคโลบ(opticlobe) เป็นส่วนประกอบสำคัญทั้งสองข้าง จะไขว้กันและแยกออกไปเลี้ยงตา มีหน้าที่ในการรับภาพ โดยมีประสาทเอฟเฟอเรนท์จากเซลล์เทคตัมส่งไปที่เรตินา และมาจากเซลล์ประสาทสมองคู่ที่ 0 ในบางส่วน เลนส์นูนที่สร้างภาพจริงหัวกลับบนเรตินาจะประกอบอยู่ในตาของปลา เพราะการจัดเรียงของระบบประสาทจึงทำให้ปลาสามารถมองเห็นภาพต่างๆ ตามความเป็นจริงได้ ออพติคโลบของปลาจะขยายใหญ่มากในพวกที่ใช้สายตาหากิน

ปลาปากกลมจะมีแผ่นตาข่ายเส้นเลือดมาหล่อเลี้ยงสมองส่วนกลาง และตาข่ายนี้จะติดต่อกับของเหลวในโพรงสมอง

สมองส่วนกลางบริเวณเทคเมนตัมของปลากระดูกแข็งหลายชนิด จะมีส่วนเกี่ยวข้องกับระบบรับสัญญาณไฟฟ้า และเมื่อฟันขบถูกอาหารก็จะควบคุมเกี่ยวกับรีเฟลกซ์ของการปิดขากรรไกรตรงบริเวณที่เรียกว่า MLR(mesencephalic locomotor region) หน้าที่ในการควบคุมการว่ายน้ำและหาอาหารเข้าใจว่าจะใช้ส่วนนี้เป็นศูนย์กลาง

3. สมองส่วนท้าย(hind brain) ประกอบด้วยส่วนต่างๆ ดังนี้
-มีเทนเซฟาลอน(metencephalon) มีซีรีเบลลัม(cerebellum) ประกอบอยู่ในส่วนนี้ การควบคุมการทรงตัวและการเคลื่อนไหวร่างกาย การหดตัวและการคลายตัวของกล้ามเนื้อครีบจะเป็นหน้าที่ของส่วนนี้ ภายในซีรีเบลลัมจะเป็นส่วนของช่องสมองเวนตริเคิลที่ 4 ส่วนประกอบภายในสมองส่วนนี้จะมีไฟเบอร์เซลล์ที่มีขน(mossy cells) เซลล์เพอร์กินเจ(Purkinje cells) เซลล์กอลไจ(Golgi) เซลล์แกรนูล(granule cells) และเซลล์สเตลเลท(stellate cells)

-มัยอีเลนเซฟาลอน(myelencephalon) จะมี เมดัลลาออบลองกาตา(medulla oblongata) เป็นส่วนประกอบ เซลล์ที่เป็นต้นกำเนิดของประสาทสมองทั้ง 10 คู่จะประกอบอยู่ภายใน ยกเว้นคู่ที่ 1 และคู่ที่ 0 บางส่วน ผนังส่วนนี้จะเกี่ยวข้องกับระบบเส้นข้างตัวจึงทำให้มีความหนา ในปลาชั้นสูงสมองส่วนนี้จะมีเส้นประสาทใหญ่ 1 คู่ เรียกว่า ไจแอนท์เซลล์ออฟมอธเนอร์(giant cell of Mauthner) ในพวกปลาที่ว่ายน้ำเก่ง เช่น แซลมอน เทราต์ เซลล์ส่วนนี้จะมีการพัฒนาดีเป็นพิเศษ

สมองส่วนท้ายที่ทำหน้าที่ตอบโต้แบบทันทีที่เรียกว่า รีเฟลกซ์(reflex) เป็นส่วนที่ติดต่อกับไขสันหลัง ส่วนของไขสันหลังจะมีแทรคส์ยื่นยาวมาติดต่อกับสมองส่วนนี้ เพื่อทำหน้าที่รับความรู้สึกและสัญญาณที่ร่างกายส่งมา

ไขสันหลัง(spinal cord)
ไขสันหลังของสัตว์มีกระดูกสันหลังจะมีลักษณะกลวง เป็นส่วนที่ต่อจากสมองที่แคบเล็กลงแล้วยื่นยาวออกไปตลอดลำตัว โดยมีกระดูกสันหลังห่อหุ้มไว้ ตลอดความยาวของไขสันหลังภายในจะบุไปด้วย แรสเนอส์ไฟเบอร์(Reissner’ fiber) เช่นเดียวกับในสมอง ทำหน้าที่หลั่งสารของเหลวที่เรียกว่า ซีรีโบรสไปนัลฟลูอิด(cerebro spinal fluid) เพื่อให้สมองชุ่มชื้นและป้องกันการช็อก การไหลเวียนของซีรีโบรสไปนัลฟลูอิด จะอยู่ทั่วและรอบสมอง จะพบว่าไขสันหลังบริเวณตอนกลางจะมีสีเทา และมีสีขาวในบริเวณรอบนอกออกมาเมื่อลองผ่าไขสันหลังตามขวางดู ในแฮกฟิชและแลมเพรย์ลักษณะของไขสันหลังจะแบนและบาง

ไขสันหลังของปลาจะมีหน้าที่คล้ายกับในสัตว์มีกระดูกสันหลังทั่วไป มีการแบ่งเป็นส่วนบน-ล่าง ซ้าย-ขวา ภายในไขสันหลังเพื่อทำหน้าที่ต่างๆ ซึ่งหน้าที่รับความรู้สึกจากกล้ามเนื้อและอวัยวะภายในจะเป็นของส่วนบนแต่ละซีก ส่วนหน้าที่สั่งงานไปยังกล้ามเนื้อและอวัยวะภายในจะอยู่ที่ส่วนล่าง แอกซอนจากเซลล์มอธเนอร์ที่ยื่นยาวขนานกันไปตลอดสองข้างท้องใต้ส่วนสีเทาจะมีในปลาส่วนใหญ่

จะมีเส้นประสาทแยกจากไขสันหลังออกไปทางข้างลำตัวซ้าย-ขวาเป็นคู่ และยื่นออกไปเป็นระยะๆ ถ้าเป็นเส้นประสาทมัดใหญ่จะเรียกว่า เพล็กซัส(plexus) ที่ใจกลางไขสันหลังเซลล์ประสาทส่วนที่ไม่มีเยื่อมัยอีลีนห่อหุ้มอยู่จะเรียกว่า เกรย์แมตเตอร์(gray matter) ส่วนเซลล์ประสาท 2 ชนิด ที่มีเยื่อมัยอีลีนหุ้มจะอยู่ชั้นนอก ส่วนนี้จะเรียกว่า ไวท์แมตเตอร์(white matter)

หน้าที่หลักของไขสันหลังมีอยู่ 2 อย่างคือ
1. รับข่าวสารจากจุดหมายปลายทางเพื่อส่งไปยังสมอง และรับคำสั่งจากสมองส่งไปยังจุดหมายปลายทาง

2. สั่งการแก่เซลล์ประสาทมอเตอร์ได้ด้วยตนเอง ซึ่งไขสันหลังจะควบคุมกล้ามเนื้อทั่วร่างกายเป็นส่วนใหญ่

ที่มา: จากหนังสือเรื่อง มีนวิทยา
เรียบเรียงโดย: สุภาพร สุกสีเหลือง
ภาควิชาชีววิทยา
มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ