Ηλεκτρονικοί υπολογιστές και νευρικό σύστημα. Δέυτερο Μέρος :Κάποια θέματα που πρέπειι να γνωρίζουμε για τα περαιτέρω

 Ηλεκτρονικοί υπολογιστές και νευρικό σύστημα. Δέυτερο Μέρος :Κάποια θέματα που πρέπειι να γνωρίζουμε για τα περαιτέρω

Υπό κατασκευή

Τι είναι οι αισθητικοί υποδοχείς και πως μετατρέπουν τις εξωτερικές μεταβολές της ενέργειας σε ηλεκτρικό ρεύμα που μεταφέρεταί από τους αισθητικούς νευρώνες

ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ (το παρακάτω άρθρο έχει ληφθεί από "Ειδική Νευροφυσιολογία. Γ. Καπαρός, ΤΕΙ Αθηνών 1999")

Οι υποδοχείς είναι κύτταρα τα οποία έχουν σαν σκοπό να συλλαμβάνουν την επίδραση διαφόρων μορφών ενεργείας (εξωτερικά ερεθίσματα) στον οργανισμό και να την μετατρέπουν σε ειδικά σήματα (ηλεκτροχημική ενέργεια) Αυτά μεταδιδονταί κατά μήκος ενός προσαγωγού νευρώνα που φτάνει σε ένα συγκεκριμένο τμήμα του εγκεφάλου. Εκεί θα γίνει η επεξεργασία και η ερμηνεία της πληροφορίας.

Διακρίσεις των υποδοχέων

1)
εξωδεκτικοί (συλλαμβάνουν ερεθίσματα από το εξωτερικό περιβάλλον)
ενδοδεκτικοί (συλλαμβάνουν ερεθίσματα από το εσωτερικό περιβάλλον όπως π.χ. τοιχώματα αγγείων, σπλάχνων κ.α.)
ιδιοδεκτικοί (συλλαμβάνουν ερεθίσματα από τους τένοντες, τους μυς και τις αρθρώσεις)
2) 
μηχανοδεκτικοί (αφή, ακοή, πίεση κ.α.)
θερμοδεκτικοι (θερμό, ψυχρό)
χημιοδεκτικοί (γεύση, όσφρηση κ.α.)
αλγοδεκτικοί
φωτοδεκτικοί
οσμωδεκτικοί (οσμωτική πίεση – βρίσκονται κυρίως στον υποθάλαμο)

Όλα τα ερεθίσματα που ανιχνεύονται από τους υποδοχείς μετατρέπονται σε ένα δυναμικό ενέργειας, έναν ηλεκτρικό παλμό 

Ένα παράδειγμα για τους χημειουποδοχείς

Τα γευστικά κύτταρα καταλήγουν κατά το ένα άκρο σε δενδριτικές προεκβολές που ονομάζονται γευστικά τριχίδια (gustatory hair, microvilli). Στην επιφάνεια αυτών των τριχιδίων βρίσκονται οι χημειοϋποδοχείς (chemoreceptors), όπου γίνεται η "χημική πρόσδεση" των ουσιών διαφόρων γεύσεων. Στο άλλο άκρο των γευστικών κυττάρων βρίσκονται οι συνάψεις με τα γευστικά νεύρα

Για την αλμυρή και την όξινη γεύση οι γευστικοί υποδοχείς δρουν ως δίαυλοι διείσδυσης των ιόντων Na+ και Η+,Στη συνέχεια ακολουθείται η λειτουργία της μετάδοσης μυνημάτων 

Στην περίπτωση της γλυκιάς και της πικρής γεύσης πραγματοποιείται πρόσδεση των μορίων που διεγείρουν τις γεύσεις αυτές με τις αντίστοιχες πρωτεΐνες TR. Λειτουργούν οι ουσίες αυτές κατά αντίστοιχο τρόπο με τους νευροδιαβιβαστές, μεταβάλλοντας την δομή των υποδοχέων και ανοίγοντας διόδους για τα φορτισμένα ιόντα 

 
Τι είναι αισθητήρες και πως συλλαμβάνουν τις μεταβολές  στην ενέργεια του εξωτερικού περιβάλλοντος ,για να μετατραπούν αυτές στη συνέχεια σε ηλεκτρικά σήματα 
 
 
Μεταφέρω ένα δημοσίευμα για τους αισθητήρες 
 
ΑΝΩΤΑΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ∆ΕΥΤΙΚΟ Ι∆ΡΥΜΑ ΚΡΗΤΗΣ ΕΞΥΠΝΟΙ ΑΙΣΘΗΤΗΡΕΣ «SMART SENSORS»  Πτυχιακή Εργασία 
 ΣΠΟΥ∆ΑΣΤΗΣ : ΒΕΡΥΚΟΚΙ∆ΗΣ ΜΑΝΩΛΗΣ 
 ΕΙΣΗΓΗΤΗΣ : ΚΟΡΝΗΛΙΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ
 
....Αισθητήρας (sensor) είναι µία διάταξη που χρησιµοποιείται για την µέτρηση ενός 
φυσικού µεγέθους. Μετατρέπει το φυσικό µέγεθος που µετριέται(µετρούµενο µέγεθος) 
σε ηλεκτρικό σήµα. ∆ιευκρινίζεται ότι η γενική έκφραση «ηλεκτρικό σήµα εξόδου» 
ενός αισθητήρα είναι, είτε η τάση(αν ο αισθητήρας µετατρέπει το µετρούµενο µέγεθος 
σε τάση), είτε το ρεύµα(αν ο αισθητήρας µετατρέπει το µετρούµενο µέγεθος σε ρεύµα). 
Μερικά παραδείγµατα φυσικών µεγεθών που συνήθως µετρώνται µε αισθητήρες είναι η 
θερµοκρασία, η θέση και η µετατόπιση ενός αντικειµένου, η στάθµη υγρών, η ταχύτητα 
και η επιτάχυνση ενός κινούµενου αντικειµένου, η δύναµη, η ροή ρευστού, η τάση, το 
ρεύµα, η υγρασία, η ακτινοβολία και άλλα. Οι αισθητήρες χρησιµοποιούνται για τη 
συλλογή πληροφοριών (δεδοµένων) από ένα σύστηµα, καθώς και για τον έλεγχο των 
συστηµάτων. 
Στη παρούσα πτυχιακή εργασία µελετώνται οι «έξυπνοι αισθητήρες», η χρήση των ....
 
 
 
 

Τι είναι ο νευρώνας και πως λειτουργεί

Οι νευρώνες παράγουν ηλεκτρικά σήματα που ταξιδεύουν κατά μήκος των αξόνων .Το νευρικό κύτταρο είναι επίμηκες αποτελε'ιται από το σώμα τον νεροάξονα (κατά μήκος του οποίου διαδίδεται το σήμα ) και τους δενδρίτεςμε τους οποίους μπορεί να συνδεθεί με  τα άλλα κύτταρα, Τα άκρα των δενδριτών προσκολλώνται σε σημεία ενός άλλου νευρικού κυττάρου (σημεία υποδοχής) που μπορεί να βρίσκονται πάνω στο σώμα ή στον νευροάξονα , καμμιά φορά και στους δενδρίτες. Από τα σημεία αυτά των συνάψεων των δυο κυττάρων θα περάσει το ηλεκτρικό σήμα από το έναν νευρώνα στον άλλο ως εξής; 

 σχέδιο το οποίο δείχνει έναν νευρώνα με μια ίνα που προέρχεται από το χαρακτήρισε «άξονα» και την επαφή με ένα άλλο κύτταρο.  Ένα ένθετο δείχνει μια διεύρυνση της ζώνης επαφής. 

Κατά μήκος της εξωτερικής μεμβράνης του νευρικού κυττάτου και του εξωτερικού περιβάλλοντος (μεσοκυττάριας ουσίας) υπάρχει στην κατάσταση ηρεμίας μια διαφορά δυναμικού περίπου -65 mV που οφείλεται στην διαφορά περιεκτικότητας σε  ιόντα καλίου νατρίου και χλωρίου έξω και μέσα στο κύτταρο. Αν αυτό αλλάξει για κάποιους λόγους λόγου χάρη περάσουν μέσα στο κύτταρο ιόντα καλίου τότε αυτή η διαφορά αλλάζει και λέμε πως έχουμε πόλωση. Αυτό το δυναμικό μπορεί να εκπολωθεί αν κινηθεί ηλεκτρικό φορτίο κατά μήκος του κυττάρου και μέσω του νευροάξονα και με κάποιο μηχανισμό περάσει σε έναν επόμενον νευρώνα. Αυτή η εκπόλωση που γίνεται ώστε το κύτταρο να επανέλθει έτσι στο δυναμικό ηρεμίας του είναι κβαντισμένη. Εκπολώνεται όταν και μόνον περάσει τον ουδό που είναι 10 mV. Δηλαδή η διαφορά δυναμικού πρέπει να φτάσει στα 55 mV και τότε ο νευρώνας εκπολώνει. Αν έχω ισχυρό σήμα αυτό σημαίνει πως αυξάνει η συχνότητα εκπόλωσης.  Αν η μεταβολή στο δυναμικό ηρεμίας είναι κάτω από τα 10 mV (ουδός δηλαδή κατώφλι) τότε δεν έχουμε εκπόλωση δηλαδή σήμα παλιδρομούντα ρεύματα και βέβαια δεν μεταφέρεται ούτε αντιλαμβανώμαστε  μύνημα.

Για να περάσει το ηλεκτρικό σήμα από τον ένα νευρώνα στον άλλο, μπορεί απλά να διειδυσουν ιόντα μέσω διόδων στην μεμβράνη του δεύτερου νευρικού κυττάρου (μετασυναπτικό) ή να ελευθερωθούν από το πρώτο κύτταρο χημικές ουσίες που λέγονται νευροδιαβιβαστές. Αυτές επιδρούν σε μόρια της μεμβράνης του δεύτερου κυττάρου και αλλάζουν το δυναμικό του. Έτσι η διαφορά δυναμικού που συνεπάγεται ηλεκτρικό ρεύμα περνά στο δεύτερο κύτταρο και μετά στο μεθεπόμενο κ.ο.κ,

 

Τι είναι ημιαγωγός και γιατί χρησιμοποιείται στην ηλεκτροτεχνία

Όταν τα άτομα πυριτίου συνδυάζονται για να σχηματίσουν στερεό, διατάσσονται αυτόματα, σε μια κανονική δομή που λέγεται κρύσταλλος

Οι δυνάμεις που συγκρατούνται τα άτομα του πυριτίου στον κρύσταλλο είναι ομοιοπολικής φύσης 

Πρέπει να σημειωθεί ότι σε έναν καθαρό ημιαγωγό η αντίσταση ελαττώνεται εκθετικά με τη θερμοκρασία.

Έτσι ορισμένοι ομοιοπολικοί δεσμοί με θερμική διέγερση σπάζουν και το αποδεσμευμένο ηλεκτρόνιο αποκτά επιπλέον ενέργεια ώστε να γίνει ελεύθερο και να κινείται εύκολα στον κρύσταλλο.

 Η απομάκρυνση του ηλεκτρονίου αφήνει ένα κενό στη στιβάδα σθένους που λέγεται οπή. Αυτή η οπή συμπεριφέρεται σαν θετικό φορτίο,

Όταν εφαρμοστεί ένα ηλεκτρικό πεδίο στον ημιαγωγό, οι οπές θα κινηθούν με κατεύθυνση αντίθετη από εκείνη των ελεύθερων ηλεκτρονίων, σχηματίζοντας ηλεκτρικό ρεύμα.

 

   

 

Αν σε έναν ενδογενή ημιαγωγό προστεθεί μια πολύ μικρή ποσότητα ενός στοιχείου της τρίτης ή της πέμπτης ομάδας του περιοδικού πίνακα, ο ημιαγωγός αποκτά προσμίξεις.

Οι ημιαγωγοί τύπου Ν 

Οι ημιαγωγοί τύπου Ν δημιουργούνται όταν σε ένα ημιαγωγό όπως το πυρίτιο ή το γερμάνιο προστεθεί πολύ μικρή ποσότητα ενός  στοιχείου της πέμπτης ομάδας του περιοδικού πίνακα.

Ημιαγωγοί τύπου Ρ

Οι ημιαγωγοί τύπου Ρ δημιουργούνται όταν σε ένα ημιαγωγό όπως, το πυρίτιο ή το γερμάνιο, προστεθεί πολύ μικρή ποσότητα ενός στοιχείου της τρίτης ομάδας του περιοδικού πίνακα.

 

 

Οι Λογικές πύλες στην κατασκευή κυκλωμάτων υπολογιστών

Είναι Ηλεκτρικά κυκλώματα που μπορούν να εκτελούν λογικές πράξεις.

Δέχονται στην είσοδο σήματα με την μορφή υψηλής ή χαμηλής τάσης και δίνουν στην έξοδο ένα μοναδικό λογικό αποτέλεσμα με την μορφή υψηλής ή χαμηλής ηλεκτρικής τάσης.

Συνδυάζονται κατάλληλα και δημιουργούν πιο σύνθετα κυκλώματα που μπορούν να εκτελούν λογικές πράξεις. Αρχικά η υλοποίηση των λογικών πυλών χρησιμοποιήθηκαν διακριτά ηλεκτρονικά στοιχεία. Σήμερα στα ολοκληρωμένα κυκλώματα υπάρχει ένα μεγάλο πλήθος επιμέρους κυκλωμάτων τυπωμένα πάνω σε πλάκες από πυρίτια τα οποία με τη σειρά τους αποτελούνται από πλήθος λογικών πυλών

 
 
 
 
σε επεξεργασία
 
 

Πηγές:

https://electronicslab.eu/el/theoria-ilektronikon/7-theoriahmiagogon.html

ΑΙΣΘΗΤΙΚΟΙ ΥΠΟΔΟΧΕΙΣ (το παρακάτω άρθρο έχει ληφθεί από "Ειδική Νευροφυσιολογία. Γ. Καπαρός, ΤΕΙ Αθηνών 1999")

Η χημική ένωση του μήνα: Βενζοϊκό δενατόνιο (