2. Hermosto kokoaa, kuljettaa ja käsittelee sähköisiä viestejä

Tavoitteet: 

  • Opit, miten hermosto säätelee ja ohjaa toimintojamme. 
  • Opit hermoston ja yksittäisen hermosolun toimintaperiaatteet.
  • Opit, missä kaikkialla on hermoja.
Liite

Tällä sivulla

Tutki kuvaa (s. 20)

1. Mitä kuvassa tapahtuu?
Nainen ampuu jousipyssyllä.

2. Mitkä kehon osat ovat käytössä kuvan tilanteessa?
Yläkeho, jossa naisen kädet venyttävät jousta tarkasti tiettyyn asentoon. Myös naisen silmien täytyy katsoa tarkasti kohteeseen. Hänen täytyy hallita koko kehon tasapainoa lihasten avulla.)

3. Mitä eri asioita kuvan henkilön on huomioitava, jotta hänen suorituksensa onnistuu?
Hänen täytyy keskittyä, hänen täytyy osata käyttää jousipyssyä ja hänen välineidensä täytyy olla kunnossa. Hänellä täytyy olla voimaa hallita liike ja osuminen on harjoittelun tulosta. Silmien ja käsien yhteistyön täytyy toimia.

Lapset kylvyssä (s. 21)

Mitä lapset tekevät?
Lapset kylpevät ja heillä näyttää olevan hauskaa.

Mikä saa aikaan hyvän olon tunteen?
Vesi on lämmintä, ei ole kiire mihinkään, lapset ovat kavereita keskenään ja heillä on mukavaa yhdessä.

Millaisia viestejä lasten kehot saavat ympäristöstä?
Vesi tuntuu lämpimältä, aurinko lämmittää. Toisen nauru tekee iloiseksi.

Mitä viestejä lasten kehon sisältä syntyy?
Kehon sisältä tulee viestejä esimerkiksi nälästä tai janosta

Mikä saa aikaan nämä tuntemukset?
Ihmisen sisällä on hermosto, joka ohjaa meissä kaikkea: sisäelinten toimintaa, liikkumista, muistamista ja ajattelua. Hermosto ylettyy päästä aina sormiin ja varpaisiin.

Hermostoon kuuluvat keskushermosto ja ääreishermosto (s. 22)

Tutki kuvaa.
Mitkä osat ihmisen hermostosta kuuluvat keskushermostoon?
Aivot ja selkäydin.

Mitkä osat hermostosta kuuluvat ääreishermostoon?
Kaikki muut hermot, jotka lähtevät selkäytimestä ja ulottuvat raajojen päihin asti.

Mitä tehtäviä keskushermostolla ja ääreishermostolla on?
Keskushermostossa, aivoissa, syntyvät aistimukset, joita ihminen saa aistien avulla. Sieltä aivot lähettävät toimintakäskyjä selkäytimen kautta ääreishermostoon.
Huom. Kuvassa selkäytimen alapuolella oleva keltainen osa on jo ääreishermoston hermokimppuja.

Balleriina (s. 23)

Pystyisitkö sinä olemaan kuvan mukaisessa asennossa? Miksi mahdollisesti et pysty?

Mitä tarvitaan, että ihminen voi oppia vaikeita ja monimutkaisia liikesarjoja?
Asennon saavuttamiseksi on tarvittu paljon harjoittelua. Silloin liikkeeseen tarvittavat hermot ja lihakset oppivat toimimaan paremmin yhdessä. Ihmisen hermosto ohjaa kehon toimintaa. Ääreishermosto kuljettaa aivoista viestejä lihaksille.

Hermon rakenne (s. 24)

Tutki kuvaa.
Millaisia osia hermojen sisällä on?
Hermojen pinnassa ja väleissä on tukikudosta ja verisuonia, joita pitkin hermo saa happea ja ravintoa. Tukikudosten sisällä kulkee pitkiä hermosolujen haaroja. Hermosolujen haarat ovat kimpuissa, joita suojaa tukikudos. Tukikudoksen tehtävä on toimia myös eristeenä hermosoluhaarakimppujen välillä.

Hermosolun rakenne (s. 25)

Tutki kuvaa.
Etsi kuvasta tuojahaarake, viejähaarake ja solukeskus.

Mistä sähköimpulssi saapuu hermosoluun?
Tuojahaarakkeita pitkin.

Mikä määrää sen, jatkaako hermoimpulssi matkaansa eteenpäin?
Se riippuu impulssin voimakkuudesta. Solukeskus valitsee, lähteekö viesti eteenpäin. Hermosolussa voi kulkea satoja sähköisiä viestejä sekunnissa.

Miten pitkä hermosolu on?
Kehossa on monen mittaisia hermosoluja. Pisimmät niistä voivat olla yli metrin mittaisia, esimerkiksi hermosolut, jotka liikuttavat jalkaa. Pääasiassa kaikkien hermosolujen solukeskukset sijaitsevat keskushermostossa. Solukeskuksia ei ole hermojen sisällä.

Impulssi ylittää synapsin välittäjäaineiden avulla (s. 27)

Miten viesti voi kulkea aivoista sormien tai varpaiden päihin asti?
Tarvitaan useita peräkkäisiä hermosoluja.

Tutki kuvaa.
Miksi kutsutaan kahden hermosolun välissä olevaa yhtymäkohtaa?
Synapsiksi.

Mitä synapsissa tapahtuu?
Sähköinen impulssi saapuu viejähaarakkeen päähän (viesti tulee kuvassa alhaalta ylöspäin). Tämä saa aikaan välittäjäaineiden vapautumisen synapsirakoon. Vastaanottavan hermosolun tuojahaarakkeen päissä on vastaanottajia. Kun välittäjäaine kiinnittyy vastaanottajaan, se saa aikaan sähköisen impulssin tuojahaarakkeessa. Näin sähköinen impulssi lähtee etenemään hermosolussa.

Mitä aineita synapsiraossa tarvitaan, jotta impulssi etenee?
Välittäjäainetta.

Milloin synapseja syntyy ihmisen hermostoon lisää?
Mitä enemmän opimme uusia tietoja ja taitoja, sitä enemmän hermosolujen välille syntyy synapseja.

Lapsi tarttuu lasiin (s. 28)

Miten sinä voit ohjata itseäsi tarttumaan pöydällä olevaan lasiin?
1. Päätän tarttua lasiin.
2. Aivoista lähtee käsky käden lihaksille, jolloin liikutan kättäni ja ohjaan käden kohti vesilasia.
Pienelle lapselle tämä voi olla vaikeaa. Sinulta tämä sujuu jo hyvin, koska olet harjoitellut liikesarjaa monet kerrat.

Toimitko tässä tilanteessa tahdonalaisesti vai tahdosta riippumatta?
Tahdonalaisesti.

Koetilanne koulussa (s. 28)

Miltä tuntuu olla koetilanteessa koulussa?
Esimerkiksi jännittävältä, stressaavalta, innostavalta.

Mitä asioita pystyt säätelemään koetilanteessa? Mihin et voi vaikuttaa?
Pystyn säätelemään kehon liikkeitä ja kirjoittamista. Ne ovat tahdonalaisia toimintoja. En pysty säätelemään sydämen sykettä, hengitystä tai sisäelinten toimintoja. Ne toimivat automaattisesti.

Ihmisellä on tahdonalainen hermosto ja tahdosta riippumaton hermosto (s. 29)

Tutki kuvaa.
Mitä asioita tahdonalainen hermosto säätelee?
Se ohjaa liikuntalihasten toimintaa.

Mitä säätelee tahdosta riippumaton eli autonominen hermosto?
Se ohjaa hengityselimistön, ruuansulatuselimistön ja verenkiertoelimistön toimintaa.

Pieni vauva ja refleksit (s. 30)

Pohdi, mitä asioita vauva osaa heti syntyessään.
Vauva osaa imeä ja niellä maitoa, ja hän osaa tunnistaa äitinsä tuoksun perusteella.

Miksi nämä taidot ovat tärkeitä?
Ne ovat synnynnäisiä refleksejä, joiden tarkoitus on pitää vauva elossa. Niiden avulla vauva selviytyy ensimmäisistä kuukausistaan.

Mitä eroa on reflekseillä ja tahdonalaisella toiminnalla?
Refleksit toimivat automaattisesti. Tahdonalainen toiminta kehittyy vähitellen, kun lapsi harjoittelee liikesarjoja mallien avulla. Tällaisia ovat vaikkapa kävely ja pyöräily. Esimerkiksi kävely muuttuu automaattiseksi, kun sitä on harjoitellut tarpeeksi.

Selkäytimen refleksit pelastavat vaaratilanteesta ennen kuin ihminen ehtii ajatella asiaa (s. 31)

Tutki kuvaa.
Mitä kynttilä saa aikaan pojan kädessä?
Tuli polttaa sormea.

Minne viesti kulkeutuu seuraavaksi?
Selkäytimeen.

Mikä saa aikaan sen, että poika ottaa käden pois kynttilän liekin päältä?
Selkäytimestä lähtee toimintakäsky käden lihakselle, jonka avulla käsi vedetään pois liekistä.

Missä syntyy kivun tuntemus?
Aivojen kipukeskuksessa.

1. Mitä kuvassa tapahtuu?
Nainen ampuu jousipyssyllä.

2. Mitkä kehon osat ovat käytössä kuvan tilanteessa?
Yläkeho, jossa naisen kädet venyttävät jousta tarkasti tiettyyn asentoon. Naisen täytyy myös katsoa tarkasti kohteeseen.

3. Mitä eri asioita kuvan henkilön on huomioitava, jotta hänen suorituksensa onnistuu?
Hänen täytyy keskittyä, hänen täytyy osata käyttää jousipyssyä ja hänen välineidensä täytyy olla kunnossa. Hänellä täytyy olla voimaa hallita liike, ja osuminen on harjoittelun tulosta. Silmien ja käsien yhteistyön täytyy toimia.

4. Mikä on hermoston tehtävä?
Hermosto ohjaa ihmisessä sisäelinten toimintaa, liikkumista, muistamista, ajattelua ja tietoisuutta. Ihminen ei pysty toimimaan ilman hermostoa.

5. Mitkä osat kuuluvat keskushermostoon?
Aivot ja selkäydin.

6. Missä kaikkialla on ääreishermostoa?
Ääreishermosto kuuluvat hermot, jotka lähtevät selkäytimestä. Ääreishermosto ulottuu kaikkialle elimistöön.

7. Mitkä ovat keskushermoston ja ääreishermoston tehtävät?
Ääreishermosto tuo ja vie sähköisiä viestejä keskushermostolle ja sieltä eri elimille ja lihaksille. Viestit kulkevat selkäydintä pitkin aivoille. Aivot käsittelevät viestien sisällön, jolloin syntyy aistimus. Niiden perusteella aivot jakavat toimintakäskyjä muualle elimistöön.

8. Katso kuvaa. Mistä hermot koostuvat?
Ne koostuvat hermosolujen haaroista, tukikudoksesta ja verisuonista.

9. Mikä on impulssi?
Impulssit ovat hermosoluissa kulkevia sähköisiä viestejä.

10. Katso kuvaa. Missä järjestyksessä impulssi kulkee hermosolun osien läpi?
Impulssi tulee soluun tuojahaaraketta pitkin ja etenee viejähaaraketta pitkin.

11. Mikä on synapsi?
Synapsi on kahden hermosolun välinen yhtymäkohta.

12. Miten viesti kulkee eteenpäin kahden hermosolun välissä?
Kun sähköinen impulssi saapuu hermosolun viejähaarakkeen päähän, siitä alkaa vapautua välittäjäainetta. Välittäjäaine kiinnittyy seuraavan hermosolun tuojahaarakkeeseen ja saa siinä aikaan sähköisen impulssin. Sähköinen impulssi siirtyy synapsiraon yli toiseen soluun välittäjäaineiden avulla.

13. Mitkä asiat kehossa tapahtuvat tahdonalaisesti?
Lihasten liikuttaminen.

14. Mitä asioita autonominen hermosto säätelee kehossa?
Autonominen hermosto huolehtii sisäelinten toiminnasta.

15. Kerro esimerkkejä autonomisen hermoston toiminnasta.
Kun ihminen lepää, autonominen hermosto ohjaa elimistöä keräämään ravintovarastoja. Levossa se tehostaa ruuansulatusta ja edistää ravintoaineiden siirtymistä verenkiertoon. Vaaratilanteissa ja stressitilanteissa autonominen hermosto kiihdyttää monien elinten, kuten sydämen ja hengityselinten toimintaa.

16. Mikä on refleksien tarkoitus?
Refleksien tehtävä on suojata ihmistä. Refleksit eivät ole tahdonalaista toimintaa. Niiden avulla esimerkiksi vauva selviää ensimmäisistä elinkuukausistaan. Refleksit suojaavat vauvaa ja ovat tärkeitä eloonjäämisen kannalta.

17. Millaisia refleksejä tiedät?
Esimerkiksi vauvan tarttumisrefleksi, sukellusrefleksi. Suojarefleksejä ovat esimerkiksi silmien räpytysrefleksi (silmäluomet sulkeutuvat, jos jokin lähestyy silmää tai koskettaa sitä), koukistusrefleksi (jos ihmisen raaja koskettaa jotain kipua aiheuttavaa, ihminen vetää raajan nopeasti vastakkaiseen suuntaan), oksennusrefleksi (pilaantunut ruoka tai myrkky poistuu elimistöstä). Lisäksi on asentorefleksejä: polvirefleksissä jalka ojentuu, jos polvilumpion alla olevaa polvijännettä kopautetaan. Akillesrefleksissä kopautus akillesjänteeseen aiheuttaa jalkaterän nytkähtämisen.

18. Miksi on tärkeää, että jotkin toiminnot muuttuvat automaattisiksi?
Lapsen kasvaessa refleksit katoavat. Lapsi opettelee monimutkaisia liikesarjoja harjoittelemalla ja mallien avulla. Harjoittelu muuttaa hermosoluja pysyvästi ja liikeradat muuttuvat automaattiseksi toiminnaksi. Liikeratojen käskyt tulevat aivoista, ja tällöin ihminen voi itse ohjata omaa toimintaansa.

19. Tutki kuvaa. Mitä tapahtuu, kun tuli polttaa pojan sormea?
Sormen kipureseptori ärtyy. Kipuviesti lähtee kulkemaan sormenpäästä sähköisesti hermoa pitkin selkäytimeen. Viesti käsitellään selkäytimessä, joka lähettää edelleen toimintakäskyn lihakselle. Lihas supistuu ja poika vetää käden nopeasti pois liekistä. Selkäytimestä kulkee kipuviesti aivojen kipukeskukseen, ja poika tuntee sormessa kipua.

Kuinka nopeasti hermosi toimivat?

Tavoite

  • Syventää hermosolun toimintaperiaatteen ymmärtämistä.
  • Harjoitella parin kanssa työskentelyä.
  • Tehdä pieni tutkimus.

 

  1. Tutkimuskysymykset: Mikä on reaktionopeutesi? Mitkä asiat vaikuttavat reaktionopeuteen?
  2. Hypoteesi: ”Minä olen lännen nopein!”
  3. Koejärjestely: annettu ohje reaktionopeuden mittaamiseen työkortissa
  4. Tulokset: oppilaan kirjaamat arvot taulukossa ja lasketut keskiarvot
  5. Johtopäätökset: Olitko lännen nopein? Sekä pohdintatehtävät.

Työohjeista

Viivainta pitävän kannattaa tukea käsi pulpettiin. Kiinniottamisetäisyyden lukema kannattaa kirjoittaa taulukkoon heti jokaisen pudotuksen jälkeen.

Muunto reaktioajaksi eli millisekunneiksi voi tapahtua, kun kymmenen testiä on tehty. Tämä on hyvä hetki kerrata myös keskiarvon laskeminen.

Tuloksista ja johtopäätöksistä

Tehtävässä mitataan seuraavan tapahtumasarjan kestoa:

  1. koehenkilön korva kuulee äänen NYT
  2. hänen aivojensa kuuloalue saavat tiedon kuulohermoa pitkin
  3. isoaivot ymmärtävät ja silmät näkevät, että koe alkaa
  4. koehenkilö lähettää aivoistaan hermoja pitkin käskyn napata viivain
  5. sormen lihakset supistuvat ja koehenkilö pysäyttää viivaimen.

Reaktioaikaan vaikuttavat monet asiat:

  • Harjoittelu nopeuttaa reaktioita. Se tulee näkyviin jo tässä tutkimuksessakin 10 kerran toistoissa. Yleensä reaktio nopeutuu lähes kerta kerralta.
  • Tietyt harrastukset, kuten sähäkät joukkuepelit, tietokonepelit tai jonkin instrumentin soittaminen, kehittävät reaktionopeutta.
  • Vireystila vaikuttaa reaktioaikaan: väsyneenä ei onnistu yhtä hyvin kuin pirteänä.
  • Rauhallinen koetilanne on tärkeä, että koehenkilö voi keskittyä tehtävään, eikä hänen tarvitse pelätä kaverin kepposia.
  • Vanheneminen hidastaa reaktioita.
  • Reaktionopeudessa on tietysti myös perinnöllisiä eroja. Harrastusten, urheilulajien tai ammatinvalintaan sellainen saattaa vaikuttaa.
  • Päihteiden käyttö hidastaa ja heikentää reaktioita. Tämän harjoituksen yhteydessä on hyvä hetki puhua nollatoleranssista esimerkiksi liikenteessä tai lentokapteenin ammatissa.

Minä itse-tehtävä
Missä tuntoaisti on herkin? Toimi parin kanssa.
Oppilaiden olisi hyvä tehdä testi mahdollisimman paljaalle iholle. Tätä tehtävää varten voi myös teettää vihkoon taulukon, johon laitetaan sarakkeet:

kehon osa ja kirjaimen tunteminen
käsi, otsa, niska, jalka, selkä
hyvin, keskinkertaisesti, huonosti

Tuntoaisti on tarkin käsissä ja kasvoissa. Sen sijaan selän ja jalan tuntoaistimukset ovat heikkoja. Tämä johtuu aistinsolujen tiheyden eroista iholla. Käsissä on hyvin paljon aistinsoluja, selässä vähemmän. Käsistä lähteville tuntoaistimuksille on aivoissa myös suurempi tuntoalue. Erot yksilöiden tuntoaistimusten välillä voivat johtua siitä, että toinen on käyttänyt jotain ihoaluetta enemmän, ja sieltä on kehittynyt uusia yhteyksiä aivoihin.

2.Yhdistä termit ja niiden selitykset toisiinsa

Hermosolu Sisältää viejähaarakkeita, tuojahaarakkeita ja solukeskuksen.

Keskushermosto Muodostuu selkäytimestä ja aivoista.

Ääreishermosto Koostuu hermosolujen viejähaarakkeista.

Synapsi kahden hermosolun liittymiskohta.

Viejähaarake Kuljettaa impulssin synapsiin.

Tuojahaarake Kuljettaa impulssin solukeskukseen

Solukeskus Sisältää tuman.

3. Lue teksti ja vastaa kysymyksiin.
a. Mitkä asiat vaikuttavat välittäjäaineiden toimintaan?
Monet lääkkeet, esimerkiksi kipulääkkeet sekä päihteet, esimerkiksi alkoholi ja tupakan nikotiini.

b. Miten välittäjäaineet vaikuttavat?
Kipulääkkeet estävät välittäjäaineiden toimintaa. Alkoholi lisää dopamiinin eritystä synapsirakoon, mikä aiheuttaa mielihyvää.

c. Miten riippuvuus syntyy?
Riippuvuus syntyy aivoissa, koska aivot tottuvat tiettyyn dopamiinitasoon.  Hyvänolon syntyyn tarvitaan yhä enemmän alkoholia tai tupakan nikotiinia, jotta dopamiini aiheuttaisi hyvän olon. Perinnölliset tekijät vaikuttavat riippuvuuden syntyyn.