UPSC MainsZOOLOGY-PAPER-II201115 Marks
Q4.

विद्युती तथा रासायनिक अन्तर्ग्रथनों में विभेद कीजिए। तंत्रिकाक्ष गिरिका पर संकलन किस प्रकार होता है?

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, पहले विद्युती (Electrical) और रासायनिक (Chemical) अन्तर्ग्रथनों (Synapses) के बीच मूलभूत अंतरों को स्पष्ट करना होगा। फिर तंत्रिकाक्ष गिरिका (Axon hillock) पर संकलन (Summation) की प्रक्रिया को विस्तार से समझाना होगा, जिसमें स्थानिक (Spatial) और अस्थायी (Temporal) संकलन के प्रकारों को शामिल किया जाना चाहिए। उत्तर को स्पष्टता और सटीकता के साथ प्रस्तुत करने के लिए आरेख (diagrams) का उपयोग किया जा सकता है।

Model Answer

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Introduction

तंत्रिका तंत्र (Nervous system) शरीर की संचार प्रणाली का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है, जो विद्युत और रासायनिक संकेतों के माध्यम से सूचना का आदान-प्रदान करता है। ये संकेत तंत्रिका कोशिकाओं (Neurons) के बीच विशेष जंक्शनों पर प्रसारित होते हैं, जिन्हें अन्तर्ग्रथन (Synapses) कहा जाता है। अन्तर्ग्रथन दो प्रकार के होते हैं: विद्युती और रासायनिक। तंत्रिकाक्ष गिरिका वह क्षेत्र है जहाँ तंत्रिका कोशिका का अक्ष (Axon) कोशिका शरीर (Cell body) से जुड़ता है, और यह वह स्थान है जहाँ संकलन की प्रक्रिया शुरू होती है, जो तंत्रिका आवेग (Nerve impulse) उत्पन्न करने के लिए महत्वपूर्ण है।

विद्युती और रासायनिक अन्तर्ग्रथनों में विभेद

विद्युती और रासायनिक अन्तर्ग्रथन तंत्रिका कोशिकाओं के बीच सूचना के प्रसारण के दो मुख्य तरीके हैं। दोनों के बीच मुख्य अंतर निम्नलिखित हैं:

विशेषता विद्युती अन्तर्ग्रथन रासायनिक अन्तर्ग्रथन
प्रसारण की विधि आयन चैनलों (Ion channels) के माध्यम से प्रत्यक्ष विद्युत प्रवाह न्यूरोट्रांसमीटर (Neurotransmitters) का स्राव और रिसेप्टर्स (Receptors) पर बंधन
गति बहुत तेज धीमी
दूरी छोटी दूरी (कुछ नैनोमीटर) अधिक दूरी (कुछ माइक्रोमीटर)
लचीलापन कम लचीला अधिक लचीला
उदाहरण विद्युती मछली (Electric fish) में अधिकांश तंत्रिका तंत्र में

तंत्रिकाक्ष गिरिका पर संकलन

तंत्रिकाक्ष गिरिका (Axon hillock) वह क्षेत्र है जहाँ तंत्रिका आवेग (Action potential) उत्पन्न होता है। यह क्षेत्र विभिन्न तंत्रिका संकेतों को एकीकृत (Integrate) करता है, जिसे संकलन (Summation) कहा जाता है। संकलन दो प्रकार का होता है:

1. स्थानिक संकलन (Spatial Summation)

स्थानिक संकलन तब होता है जब एक ही समय में विभिन्न डेंड्राइट्स (Dendrites) पर कई उत्तेजक पश्चसिनेप्टिक क्षमताएं (Excitatory postsynaptic potentials - EPSPs) पहुंचती हैं। यदि इन EPSPs का योग एक निश्चित सीमा (Threshold) से अधिक हो जाता है, तो तंत्रिकाक्ष गिरिका पर एक तंत्रिका आवेग उत्पन्न होता है।

  • उदाहरण: यदि डेंड्राइट A से EPSP1 और डेंड्राइट B से EPSP2 एक साथ गिरिका पर पहुंचते हैं और उनका संयुक्त योग सीमा से अधिक हो जाता है, तो आवेग उत्पन्न होगा।

2. अस्थायी संकलन (Temporal Summation)

अस्थायी संकलन तब होता है जब एक ही डेंड्राइट पर तेजी से एक के बाद एक उत्तेजक पश्चसिनेप्टिक क्षमताएं (EPSPs) पहुंचती हैं। यदि ये EPSPs एक दूसरे के ऊपर जमा हो जाते हैं और उनका संयुक्त योग सीमा से अधिक हो जाता है, तो तंत्रिकाक्ष गिरिका पर एक तंत्रिका आवेग उत्पन्न होता है।

  • उदाहरण: यदि डेंड्राइट A पर EPSP1, EPSP2 और EPSP3 तेजी से एक के बाद एक पहुंचते हैं और उनका संयुक्त योग सीमा से अधिक हो जाता है, तो आवेग उत्पन्न होगा।

संकलन की प्रक्रिया में अवरोधक पश्चसिनेप्टिक क्षमताएं (Inhibitory postsynaptic potentials - IPSPs) भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। IPSPs EPSPs के प्रभाव को कम करती हैं, जिससे तंत्रिका आवेग उत्पन्न होने की संभावना कम हो जाती है।

Conclusion

संक्षेप में, विद्युती अन्तर्ग्रथन तेज और प्रत्यक्ष होते हैं, जबकि रासायनिक अन्तर्ग्रथन धीमे और अधिक लचीले होते हैं। तंत्रिकाक्ष गिरिका पर स्थानिक और अस्थायी संकलन तंत्रिका आवेग उत्पन्न करने के लिए महत्वपूर्ण प्रक्रियाएं हैं, जो तंत्रिका तंत्र के सामान्य कामकाज के लिए आवश्यक हैं। इन प्रक्रियाओं की समझ तंत्रिका संबंधी विकारों (Neurological disorders) को समझने और उनका इलाज करने में मदद कर सकती है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

तंत्रिका आवेग (Action Potential)
एक तंत्रिका कोशिका में एक त्वरित, अस्थायी परिवर्तन जो विद्युत रासायनिक ग्रेडिएंट (Electrochemical gradient) के कारण होता है, और तंत्रिका संकेतों को प्रसारित करता है।
न्यूरोट्रांसमीटर (Neurotransmitter)
एक रासायनिक संदेशवाहक जो एक तंत्रिका कोशिका से दूसरी तंत्रिका कोशिका में संकेत प्रसारित करता है। उदाहरण: डोपामाइन, सेरोटोनिन, एसिटाइलकोलाइन।

Key Statistics

मानव मस्तिष्क में लगभग 86 बिलियन न्यूरॉन्स होते हैं (Estimates vary, source: NIH Human Connectome Project, 2013)।

Source: NIH Human Connectome Project, 2013

विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) के अनुसार, दुनिया भर में लगभग 450 मिलियन लोग मानसिक या तंत्रिका संबंधी विकारों से पीड़ित हैं (WHO, 2019)।

Source: WHO, 2019

Examples

पार्किंसंस रोग (Parkinson's Disease)

पार्किंसंस रोग एक न्यूरोडीजेनेरेटिव विकार है जो डोपामाइन (Dopamine) उत्पन्न करने वाली तंत्रिका कोशिकाओं के नुकसान के कारण होता है। यह रोग संकलन प्रक्रियाओं को प्रभावित करता है, जिससे गतिशीलता में कठिनाई होती है।

Frequently Asked Questions

क्या सभी अन्तर्ग्रथन रासायनिक होते हैं?

नहीं, कुछ अन्तर्ग्रथन विद्युती भी होते हैं, हालांकि वे रासायनिक अन्तर्ग्रथनों की तुलना में कम आम हैं। विद्युती अन्तर्ग्रथन विशेष रूप से कुछ अकशेरुकी जीवों (Invertebrates) में पाए जाते हैं।

Topics Covered

जीव विज्ञानतंत्रिका विज्ञानतंत्रिका तंत्रसंकेत संचरणसिनेप्स