يهدف مختبر الجهاز العصبي إلى التعرف على تركيب الجهاز العصبي ووظائفه، وفهم الآليات التي يتم من خلالها استقبال المؤثرات الحسية ونقل السيالات العصبية والاستجابة لها. ومن خلال التجارب العملية والنماذج التعليمية، يكتسب الطلبة فهماً أعمق للعلاقة بين الدماغ والحبل الشوكي والأعصاب في تنظيم أنشطة الجسم المختلفة والحفاظ على الاتزان الداخلي.
ويتضمن هذا المختبر مجموعة من التجارب التي توضح قطاعات الدماغ ووظائفها، وتركيب الحبل الشوكي، وآلية حدوث فعل المنعكس، مما يساعد الطلبة على الربط بين المفاهيم النظرية والتطبيق العملي، وتنمية مهارات الملاحظة والاستنتاج والتحليل العلمي. كما يسهم المختبر في تعزيز التفكير العلمي وفهم أهمية الجهاز العصبي في التحكم بالحركة والإحساس والتنسيق بين أعضاء الجسم، وإدراك دوره الحيوي في الاستجابة السريعة للمؤثرات البيئية والمحافظة على سلامة الإنسان.
التعرف على الخلايا العصبية
🔬 محاكاة: فحص نسيج عصبي تحت المجهر
الهدف من التجربة
تهدف هذه التجربة إلى التعرّف إلى شكل العصبونات (الخلايا العصبية) وتركيبها من خلال فحص شرائح مجهرية جاهزة لها تحت المجهر الضوئي.
الفكرة العلمية
يُعدّ العصبون الوحدة التركيبية والوظيفية للنسيج العصبي، ويتكوّن من: زوائد شجرية (تستقبل المعلومات)، جسم الخلية (يحتوي معظم عضيات الخلية)، ومحور أسطواني (ينقل السيال العصبي وينتهي بأزرار طرفية تشابكية). يحيط بمحاور بعض العصبونات غمد دهني بروتيني يسمى الغمد الميليني، تكوّنه خلايا شفان.
الأدوات والمواد
شرائح مجهرية جاهزة لعصبونات، مجاهر ضوئية.
الخطوة 1: الفحص باستخدام المجهر الضوئي
اختر الشريحة المجهرية، ثم اضبط التبئير للحصول على رؤية واضحة لشكل العصبون.
الخطوة 2: ارسم ما شاهدته وسمِّ الأجزاء
اسحب كل اسم من قائمة الأجزاء وأفلته على النقطة المناسبة في رسم العصبون متعدد الأقطاب.
الخطوة 3: الاستنتاج
ما أهمية زيادة عدد التفرّعات والتشعبات في الزوائد الشجرية؟
لماذا لا يستطيع العصبون الانقسام؟
ما أهمية الغمد الميليني؟ وما أهمية الأزرار التشابكية في نهاية المحور الأسطواني؟
الاستنتاج العلمي والربط بالمنهج
يوضّح هذا النشاط تنوّع أشكال العصبونات حسب عدد الزوائد المتفرّعة من جسم الخلية (عديم المحور، أحادي القطب، ثنائي القطب، متعدد الأقطاب)، وأن هذا التنوّع مرتبط بوظيفة كل نوع في نقل السيال العصبي داخل الجهاز العصبي.
اختبار قصير
الفعل المنعكس الدماغي
😲 محاكاة: الفعل المنعكس الدماغي
الهدف من التجربة
تتأثر منطقة الرأس والرقبة بمؤثرات خارجية مفاجئة تؤدي إلى أفعال منعكسة دماغية تلقائية لا إرادية، دون الحاجة إلى تفكير واعٍ. تهدف هذه التجربة إلى ملاحظة هذه الأفعال المنعكسة وتحديد الجزء من الدماغ المسؤول عن كل منها.
الفكرة العلمية
يقوم الدماغ المتوسط بمعالجة المعلومات البصرية والسمعية، مثل تحريك العين والرأس والرقبة باتجاه مصدر الصوت المفاجئ، وهذا ما يسمى بالفعل المنعكس الدماغي.
الأدوات والمواد
مصدر ضوء شديد، مصدر صوت، ليمون، أو أي مواد أو أدوات أخرى مناسبة.
الخطوة 1: صمّم خطوات عمل
قبل البدء، صمّم خطوات عمل تبيّن كيف يمكن اختبار حدوث أفعال منعكسة دماغية باستخدام المؤثرات الثلاثة (الضوء، الصوت، الليمون).
الخطوة 2: تجربة المؤثرات الثلاثة
اضغط على كل مؤثر لملاحظة الفعل المنعكس الناتج عنه، وسجّل ملاحظاتك في الجدول.
| المؤثر | الفعل المنعكس الملاحَظ | الجزء المسؤول من الدماغ |
|---|---|---|
| ضوء شديد مفاجئ | — | — |
| صوت مفاجئ عالٍ | — | — |
| تذوّق الليمون | — | — |
الاستنتاج العلمي والربط بالمنهج
تُظهر هذه التجربة أن بعض الاستجابات الجسدية (مثل تضييق حدقة العين تجاه الضوء الشديد، أو تحريك الرأس تجاه مصدر صوت مفاجئ، أو إفراز اللعاب عند التذوّق) تحدث تلقائيًا دون تفكير واعٍ، وتُعرف بالأفعال المنعكسة الدماغية، ويتولى الدماغ المتوسط (Midbrain) معالجة المعلومات البصرية والسمعية المسؤولة عن هذه الاستجابات، بخلاف الأفعال المنعكسة الشوكية التي تتم في الحبل الشوكي مباشرة.
هل احتجت وقتًا طويلًا للتفكير والابتعاد عن الخطر عند تعرّضك لمثل هذه المواقف؟
اختبار قصير
تشريح دماغ خروف
🧠 محاكاة: تشريح دماغ خروف
الهدف من التجربة
تهدف هذه التجربة إلى التعرّف إلى أجزاء الدماغ الرئيسة من خلال تشريح دماغ حيوان (خروف أو عجل) ودراسة تركيبه الخارجي والداخلي.
الأدوات والمواد
حوض تشريح، دماغ خروف أو عجل، أدوات تشريح، قفازات، كمّامة، فورمالين (فورمالدهايد) مخفّف 5%، معطف مختبر، وعاء لغمر الدماغ.
الخطوة 1: تحضير العيّنة
اضغط الأزرار بالترتيب لتنفيذ خطوات التحضير.
لماذا يُغمر الدماغ في محلول الفورمالين قبل الفحص؟
الخطوة 2: فحص السطحين البطني والظهري
اضغط على كل زر لقلب الدماغ ومشاهدة السطح المطلوب، وتعرّف على أجزائه.
الخطوة 3: افتح نصفَي كرة المخ قليلًا
استخدم أداة التشريح لفتح نصفَي كرة المخ ببطء بعيدًا عن بعضهما دون فصلهما تمامًا، ولاحظ بنية ضامّة تربط بينهما.
هل هما مفصولان تمامًا عن بعضهما؟ ما اسم البنية التي تربط بينهما؟
الخطوة 4: تسمية أجزاء الدماغ
اسحب كل اسم من القائمة وأفلته على الجزء المناسب في الرسم.
1) ما اسم كل نصف كروي؟ هل سطحه أملس تمامًا؟ لاحظ وجود تلافيف عديدة تفصل بينها شقوق جانبية صغيرة.
2) ما اسم مجموعة الألياف العرضية التي تربط نصفَي الكرة المخيّة؟
الاستنتاج العلمي والربط بالمنهج
يوضّح هذا التشريح أن الدماغ يتكوّن من ثلاثة أجزاء رئيسة: المخ (المسؤول عن الوظائف الحركية والحسّية والذكاء)، والمخيخ (المسؤول عن التوازن وتنسيق الحركة)، وجذع الدماغ (الذي يربط الدماغ بالحبل الشوكي وينظّم الوظائف الحيوية اللاإرادية).
اختبار قصير
مقطع عرضي في الحبل الشوكي
🔬 محاكاة: فحص مقطع عرضي في الحبل الشوكي
الهدف من التجربة
الحبل الشوكي جزء مهمّ في الجهاز العصبي المركزي، وتهدف هذه التجربة إلى التعرّف إلى تركيبه الخارجي والداخلي، وموقع المادة الرمادية والمادة البيضاء فيه، من خلال فحص شريحة مجهرية جاهزة لمقطع عرضي فيه.
الفكرة العلمية
الحبل الشوكي حبل عصبي أسطواني أبيض الشكل يمتد من جذع الدماغ إلى منطقة الظهر العجزيّة، ويتفرّع منه أعصاب شوكية. في المقطع العرضي، تظهر المادة الرمادية في المنتصف على هيئة حرف H أو فراشة، محاطة بالمادة البيضاء من الخارج.
الأدوات والمواد
شرائح جاهزة لمقطع عرضي في الحبل الشوكي، مجاهر ضوئية.
الخطوة 1: الفحص باستخدام المجهر الضوئي
اضبط منزلق التبئير للحصول على رؤية واضحة للمقطع العرضي في الحبل الشوكي.
الخطوة 2: ارسم ما شاهدته وعيّن الأجزاء
اسحب كل اسم من القائمة وأفلته على الجزء المناسب في رسم المقطع العرضي.
الاستنتاج العلمي والربط بالمنهج
يوضّح هذا الفحص أن الحبل الشوكي يتكوّن من مادة رمادية داخلية (تحتوي أجسام العصبونات وتُشكّل مركزًا للأفعال المنعكسة) ومادة بيضاء خارجية (تحتوي محاور عصبونات مغلّفة بالميلين تنقل المعلومات العصبية بين الدماغ وباقي أجزاء الجسم عدا منطقة الرأس). ويخرج من كل جانب من الحبل الشوكي جذر ظهري حسّي وجذر بطني حركي يشكّلان معًا العصب الشوكي.
اختبار قصير
الفعل المنعكس في الركبة
🦵 محاكاة: الفعل المنعكس في انتفاضة الركبة
الهدف من التجربة
تحدُث الأفعال المنعكسة استجابةً فورية تلقائية من الجسم، أو أحد أجزائه لمحفّز ما، أو حركة فعل سريع لا إرادية، كردّ فعل سريع لبعض المؤثرات الخارجية والداخلية التي يتعرض لها الجسم. تهدف هذه التجربة إلى ملاحظة الفعل المنعكس في انتفاضة الركبة وتتبّع مسار القوس المنعكس المسؤول عنه.
الأدوات والمواد
مطرقة طبية صغيرة، كرسي أو طاولة.
الخطوة 1: تنفيذ اختبار انتفاضة الركبة
يجلس أحد الطلبة على الكرسي ويضع رجله اليمنى فوق اليسرى بحيث تكون مرتخية. اضغط على المطرقة لضرب وتر أسفل عظمة الرضفة (صابونة الرِّجل) ضربة خفيفة، وراقب ماذا يحدث.
| المحاولة | الملاحظة |
|---|
الخطوة 2: تتبّع مسار القوس المنعكس
اضغط "التالي" في كل مرة لمتابعة مسار السيال العصبي عبر القوس المنعكس خطوة بخطوة، بالاستعانة بالشكل.
فسّر سبب حركة الرِّجل الفجائية، وحدّد أين تحدث معالجة المعلومات في هذا النشاط.
الاستنتاج العلمي والربط بالمنهج
يوضّح هذا النشاط آلية حدوث الفعل المنعكس (Reflex): استجابة فوريّة تلقائية لا إرادية من الجسم لمحفّز خارجي أو داخلي، تحدث عبر مسار محدد يسمى القوس المنعكس، ويتكوّن من: مستقبل، عصبون حسّي، مركز معالجة (الحبل الشوكي غالبًا)، عصبون حركي، وعضو مستجيب. تُعدّ سرعة هذه الاستجابة (لأنها لا تمرّ عبر الدماغ) عاملًا مهمًا في حماية الجسم من الأخطار المفاجئة.
يستخدم الأطباء اختبار ضرب الركبة بالمطرقة سريريًا للتحقق من سلامة القوس المنعكس والجهاز العصبي الطرفي والحبل الشوكي لدى المريض.
